(57)【要約】【課題】亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバー率を低減することにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる酸化亜鉛鉱の製造方法を提供すること【解決手段】高品位の粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬した後、更にせん断力を付与しつつ造粒して、造粒後の水分率が１４重量％以上１９重量％以下であり、粒子径４ｍｍ以上の粒子の割合が３０重量％以上での粒度分布である、粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程Ｓ３０を行い、この工程により得た粗酸化亜鉛ペレットを乾燥加熱工程Ｓ４０に投入する製造方法とする。【選択図】図１
2018104733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛含有原料鉱と、該亜鉛含有原料鉱よりも亜鉛品位が高くて塩素濃度が３％未満であり、個数基準平均粒子径（ｄ５０）２μｍ以下、水分率３重量％以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、
前記亜鉛含有原料鉱を還元焙焼用ロータリーキルンにて還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料鉱に含有される亜鉛を還元揮発して粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程と、
前記粗酸化亜鉛ダストを湿式処理することにより前記粗酸化亜鉛ダストに含有される水溶性不純物を除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程と、
前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化する混錬造粒工程と、
前記粗酸化亜鉛ケーキと、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと、を乾燥加熱用ロータリーキルンに投入して焼成することにより酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程と、を備え、
前記混錬造粒工程は、前記粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬した後、更にせん断力を付与しつつ造粒してペレット化する工程であり、
前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１４重量％以上１９重量％以下であり、粒子径４ｍｍ以上の粒子の割合が３０重量％以上での粒度分布である、酸化亜鉛鉱の製造方法。
【請求項２】
前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１５重量％以上である、請求項１に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【請求項３】
前記混錬を不等速二軸型混錬機により行い、前記造粒を不等速二軸型造粒機で行う請求項１又は２に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【請求項４】
前記亜鉛含有原料鉱が鉄鋼ダストである、請求項１から３のいずれかに記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化亜鉛鉱の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、鉄鋼ダスト等の相対的に亜鉛品位の低い原料鉱に加えて、より亜鉛品位が高い微粉末状の粗酸化亜鉛を追加的な原材料として用いる場合における、酸化亜鉛鉱の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業における高炉や電気炉から発生する鉄鋼ダストには、その主成分である酸化鉄以外に、亜鉛成分や鉛成分が相当量含有されており、従来からこの鉄鋼ダスト中における亜鉛成分及び鉛成分を、酸化亜鉛鉱として回収することが行われている。
【０００３】
この酸化亜鉛鉱の一般的な製造方法として、還元焙焼工程（ウェルツ法）により得られた粗酸化亜鉛ダストを、湿式工程においてハロゲン成分を除去し、湿式工程において得られる酸化亜鉛含有の湿式ケーキ（以下、「粗酸化亜鉛ケーキ」と言う）を、乾燥加熱工程を行う乾燥加熱ロータリーキルン（ＤＲＫ）にて焼成することにより、酸化亜鉛鉱を得る方法が広く行われている。
【０００４】
ここで、上記の酸化亜鉛鉱の製造プロセスにおいては、鉄鋼ダスト等の主原料に加えて、製鉄所において発生した鉄鋼ダストを、更に回転炉床炉等を用いて同所内でオンサイト処理する等してより亜鉛品位の高い微粉末状のダストとした粉末材料が、追加的な原材料として用いられる場合がある。本明細書においては、以下、このような酸化亜鉛を含有する微粉末状の原材料のことを「粗酸化亜鉛微粉末」というものとする。尚、鉄鋼ダスト由来の粗酸化亜鉛微粉末は、一般に、粒子径が個数基準平均粒子径（ｄ５０）で２μｍ以下と極めて小さく、又、水分率が３重量％以下のものであることが一般的である。
【０００５】
このような粗酸化亜鉛微粉末の処理手順として、これを湿式工程において、粗酸化亜鉛ダストと共にレパルプ処理する工程を経る手順（図１のＰ１）が行いうる手順として挙げられる。しかしながら、この手順による場合、レパルプ後の沈降分離装置での凝集性が悪く、沈降速度が極めて遅いため、極めて少量ずつしか処理することができなかった。そのため、沈降分離装置の底部から抜き取ったスラリー、即ち、固液分離装置入口でのスラリー濃度を増加することができず、効率的な処理を行うことができなかった。
【０００６】
一方、上記の粗酸化亜鉛微粉末は、亜鉛品位が高いことに加えて、通常、塩素、フッ素等の不純物含有率も少ない。よって、特に塩素濃度が所定濃度以下である限りは、湿式工程を経ずに、湿式工程を経た粗酸化亜鉛ケーキと共に乾燥加熱工程を行うＤＲＫに直接投入する処理手順（図１のＰ２）を踏むことが考えられる。尚、粗酸化亜鉛ケーキ等の各粗酸化亜鉛原材料のＤＲＫへの投入は、通常、スクリューフィーダ等の汎用的な定量装入装置によってＤＲＫ内に投入されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、粗酸化亜鉛微粉末は上記の通り粒径が極めて小さく、又、乾燥しているため、上記のような汎用的な装入装置のみでは粗酸化亜鉛微粉末と粗酸化亜鉛ケーキとを完全に混合させることは困難であり、含水ケーキ状の粗酸化亜鉛ケーキと乾燥した粗酸化亜鉛微粉末が混在した状態で、ＤＲＫに投入される。よって、従来プロセスにおいては、ＤＲＫに投入された粗酸化亜鉛微粉末は高いキャリーオーバー率で排ガスに持ち去られてしまっていた。尚、本明細書においては、還元焙焼工程後の粗酸化亜鉛ケーキや、粗酸化亜鉛微粉末等、ＤＲＫ等の乾燥加熱炉に投入された全原材料の重量に対する、ＤＲＫ排ガス中に持ち去られたダストの重量比を、乾燥加熱工程における「キャリーオーバー率」と言うものとする。
【０００８】
乾燥加熱工程におけるキャリーオーバー率が８重量％以上に増加すると、ＤＲＫ排ガス中のダスト濃度の増加に起因するＤＲＫの排ガスの処理設備における、排ガス煙道や装置内へのダストの付着、堆積や、洗浄液のスラリー濃度上昇による洗浄液配管の閉塞等の問題が発生し、これにより頻繁にＤＲＫの運転を停止する必要に迫られ、酸化亜鉛鉱の製造設備の稼働率が低下することとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１４４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記状況に鑑み、本発明は、亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバー率を低減することにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、粗酸化亜鉛微粉末を、ＤＲＫに投入する前に、予め、せん断力を付与しつつ混錬及び造粒して所定の性状を備える粗酸化亜鉛ペレットとすることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より、具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１２】
（１）  亜鉛含有原料鉱と、該亜鉛含有原料鉱よりも亜鉛品位が高くて塩素濃度が３％未満であり、個数基準平均粒子径（ｄ５０）２μｍ以下、水分率３重量％以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、前記亜鉛含有原料鉱を還元焙焼用ロータリーキルンにて還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料鉱に含有される亜鉛を還元揮発して粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程と、前記粗酸化亜鉛ダストを湿式処理することにより前記粗酸化亜鉛ダストに含有される水溶性不純物を除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程と、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化する混錬造粒工程と、前記粗酸化亜鉛ケーキと、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと、を乾燥加熱用ロータリーキルンに投入して焼成することにより酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程と、を備え、前記混錬造粒工程は、前記粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬した後、更にせん断力を付与しつつ造粒してペレット化する工程であり、前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１４重量％以上１９重量％以下であり、粒子径４ｍｍ以上の粒子の割合が３０重量％以上での粒度分布である、酸化亜鉛鉱の製造方法。
【００１３】
（２）  前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１５重量％以上である、（１）に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【００１４】
（３）  前記混錬を不等速二軸型混錬機により行い、前記造粒を不等速二軸型造粒機で行う（１）又は（２）に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【００１５】
（４）  前記亜鉛含有原料鉱が鉄鋼ダストである、（１）から（３）のいずれかに記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバーを低減することにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法の実施態様の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法を好ましく実施することのできるロータリーキルンの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法の好ましい一実施態様について説明する。但し、本発明は、以下の実施態様に限定されるものではない。
【００１９】
＜全体プロセス＞
図１に示すように、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、ウェルツ法による酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、鉄鋼ダスト等の一次原材料に加えて、より亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を併用して酸化亜鉛鉱を製造するプロセスを行う場合に適用可能な製造方法である。ウェルツ法による酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて行われる全体プロセスは、鉄鋼ダスト等の一次原材料を還元焙焼して粗酸化亜鉛を得る還元焙焼工程Ｓ１０、還元焙焼工程Ｓ１０で得た粗酸化亜鉛ダストからフッ素及びカドミウムを分離除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程Ｓ２０、湿式工程Ｓ２０で得た粗酸化亜鉛ケーキと粗酸化亜鉛微粉末とを乾燥加熱して酸化亜鉛鉱（焼鉱）を得る乾燥加熱工程Ｓ４０、乾燥加熱工程Ｓ４０から排出されたＤＲＫ排ガスを固体と気体へ分離する固気分離処理を行う排ガス処理工程Ｓ５０、及び、湿式工程Ｓ２０から排出される排出液を分離処理する排水処理工程Ｓ６０と、を備える。本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、特に乾燥加熱工程Ｓ４０に投入する粗酸化亜鉛微粉末を、ＤＲＫに投入する前段階で、所定の性状を有する粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程Ｓ３０を、更に必須の工程として行うことを特徴とする。尚、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法を好ましく適用可能な製造プラントにおける酸化亜鉛鉱の産出量は、例えば６ｔ／ｈ以上１０ｔ／ｈ以下程度であることが一般的である。
【００２０】
本発明の製造方法において原材料として用いることができる上記の鉄鋼ダストの一般的な組成は、亜鉛が１８重量％以上３５重量％以下、鉛が０．２重量％以上３．５重量％以下、鉄が１５重量％以上３０重量％以下、塩素が３重量％以上４．５重量％以下、フッ素が０．５重量％以上０．８重量％以下（いずれも乾燥量基準）程度であることが一般的である。尚、１８重量％以上３５重量％以下の亜鉛含有率は、概ね２２重量％以上４４重量％以下の酸化亜鉛純度に相当する。
【００２１】
＜還元焙焼工程＞
還元焙焼工程Ｓ１０を行う具体的な方法として、還元焙焼ロータリーキルン（ＲＲＫ）による還元焙焼法を採用することが一般的である。又、ＲＲＫに投入する一次原材料として鉄鋼ダストが広く用いられている。鉄鋼ダストは、石炭、コークス等の炭素質還元剤と石灰石等と共にＲＲＫに連続的に装入される。ＲＲＫ本体内は重油の燃焼と装入した炭素質還元剤の燃焼により、被処理物の最高温度が１１００〜１２００℃程度にコントロールされている。このＲＲＫ本体内で鉄鋼ダストは還元焙焼され、揮発した金属亜鉛は排ガス中で再酸化されて粉状の酸化亜鉛となる。鉄鋼ダスト中に少量含まれる鉛については酸化鉛として揮発する。粉状の酸化亜鉛及び酸化鉛等は、ＲＲＫからの排ガスと共に集塵機に導入され、捕捉されて粗酸化亜鉛ダストとして回収される。この粗酸化亜鉛ダストは、一般に８〜２０％程度の塩素等のハロゲン不純物を含有する。
【００２２】
＜湿式工程＞
湿式工程Ｓ２０は、還元焙焼工程Ｓ１０を経て回収された粗酸化亜鉛ダストに含有される上記のハロゲン不純物を処理液中に分離抽出し、更に固液分離処理によって粗酸化亜鉛ダストから不純物を除去する湿式処理を行う工程である。湿式工程Ｓ２０においては、粗酸化亜鉛ダストをレパルプすることにより粗酸化亜鉛を含有するスラリーとする。この処理により、粗酸化亜鉛ダストに含有されていた主に塩素等のハロゲン不純物、カドミウムを処理液中に分配する。そして、この状態において、固液分離により、不純物が分配された処理液を分離して排出液とする。尚、固液分離のための脱水処理については、シックナー等の重力沈降式スラリー濃縮装置や真空脱水機等の水分強制脱水装置を用いる。そして不純物を十分に除去した上記のスラリーを、真空吸引型脱水機等によって脱水し、酸化亜鉛含有の湿式ケーキ（粗酸化亜鉛ケーキ）とし、これを次工程の乾燥加熱工程Ｓ４０に投入する。
【００２３】
＜混錬造粒工程＞
混錬造粒工程Ｓ３０は、粗酸化亜鉛微粉末を、ＤＲＫに投入する前に、予め、本発明特有の「キャリーオーバーしにくい特有の性状」を備える粗酸化亜鉛ペレットとする工程である。この「キャリーオーバーしにくい特有の性状」とは、粗酸化亜鉛ペレットが特定の粒度分布及び特定の水分率の範囲であることに加えて、尚且つ、所謂「ダマ」の状態でペレット中に残存する粗酸化亜鉛微粉末が極めて少ない状態であることを言う。本明細書において「ダマ」とは、未調湿の乾燥微粉末が不均一に存在している状態を言う。より詳細には、ペレットの内部に乾燥微粉末が内封されている状態、或いは、乾燥微粉末状態のペレットが粗酸化亜鉛ケーキの中に分散して内封されている状態等である。本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末のペレット化の手段を、同粉末に強力なせん断力を付与しつつ混錬及び造粒を行うことができる方法に特定することによって、造粒後の粗酸化亜鉛ペレットにこのような「キャリーオーバーしにくい特有の性状」を備えさせることができる。
【００２４】
［粗酸化亜鉛微粉末］
ここで、本発明の製造方法の処理対象である粗酸化亜鉛微粉末は、当該製造方法において還元焙焼工程Ｓ１０に投入する一次原料である亜鉛含有鉱よりも亜鉛品位が高く尚且つ塩素濃度が３％未満の微粉末状の原材料である。この粗酸化亜鉛微粉末の亜鉛品位は乾燥重量基準で５０重量％以上であることが好ましい。又、この粗酸化亜鉛微粉末の個数基準平均粒子径（ｄ５０）は２μｍ以下であり、水分率は３重量％以下である。例えば、製鉄所において発生した鉄鋼ダストを、回転炉床炉等を用いて製鉄所内でオンサイト処理することにより発生するタイプの微粉末状の粗酸化亜鉛ダストが広くこれに該当し、酸化亜鉛鉱の製造における一般的な二次原料として用いられている。尚、上記微粉末の粒子径は、レーザー解析・散乱法により測定することができる数値である。
【００２５】
又、上述の鉄鋼ダスト由来の粗酸化亜鉛微粉末の組成は、亜鉛が５２重量％、鉛が４重量％、鉄が１２重量％、塩素が２重量％、フッ素が０．５重量％（いずれも乾燥量基準）程度であることが一般的である。尚、５２重量％の亜鉛含有率は、概ね６５重量％の酸化亜鉛純度に相当する。
【００２６】
従来の一般的な酸化亜鉛鉱の製造の全体プロセスにおいて、粗酸化亜鉛微粉末は、湿式工程に投入されるか（Ｐ１）、或いは、多くの場合、湿式工程Ｓ２０で得られた粗酸化亜鉛ケーキと共に、乾燥加熱工程Ｓ４０を行うＤＲＫに直接投入される（Ｐ２）。上述の通り、前者（Ｐ１）の場合は主に湿式処理の処理効率の低さや、後者（Ｐ２）の場合は主にキャリーオーバー率の高さに起因して、いずれの場合にも生産性の低下を余儀無くされるという問題が生じていた。本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末を不等速二軸型混錬機によって水を添加して混錬した後、不等速二軸型造粒機によって造粒した「キャリーオーバーしにくい特有の性状」の粗酸化亜鉛ペレットを得て、これを直接ＤＲＫに投入することにより、上記いずれの場合の問題についても解決することができる。
【００２７】
［粗酸化亜鉛ペレット］
本発明の製造方法においては、上記の粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬後、更にせん断力を付与しつつ造粒して、「特有の性状」を備える粗酸化亜鉛ペレットとすることにより、上述のキャリーオーバー率を大幅に低減させることができる。せん断力を付与しつつ行う混錬及び造粒は、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機を用いて行うことができる。
【００２８】
本発明の製造方法における混錬造粒工程によって造粒される粗酸化亜鉛ペレットは、水分率が１４重量％以上１９重量％以下、好ましくは１５重量％以上１９重量％以下である。粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１４重量％未満であると、内部に未調湿の乾燥微粉末が内封されたペレット、所謂「ダマ」の割合が増えてしまう。「ダマ」状態のペレットの強度は極めて低く、ＤＲＫにおけるキャリーオーバー率が増加する。又、粗酸化亜鉛ペレット搬送時に搬送装置を構成するコンベア間の乗移り時の落下衝撃等により容易に粉砕されて発塵の原因となる。一方、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１９重量％を超えると、水分過多により造粒できずにケーキ状或いはペースト状のものの割合が増え、搬送装置への付着量が増えたり、定量切り出しのためのホッパーの棚張りが生じたりして搬送困難となる。
【００２９】
又、上記造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの粒子径については４ｍｍ以上の粒子の割合が３０重量％以上での粒度分布となるようにする。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの粒子径は、造粒時間によって変動するため、例えば造粒機の撹拌翼の回転速度を適宜最適化することによって上記範囲に調整することができる。粗酸化亜鉛ペレットの粒度分布を上記範囲に保持することで、キャリーオーバーの抑制、及び、微粉末状の粗酸化亜鉛粉末の搬送時における、搬送装置コンベアからの発塵も抑制することができる。
【００３０】
［不等速二軸型混錬機・不等速二軸型造粒機］
本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末にせん断力を付与しつつ混錬及び造粒を行うためには、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機を用いてこれらの各処理を行うことが好ましい。
【００３１】
不等速二軸型混錬機には、回転軸上に複数の板状又はロッド状の撹拌翼が配列されており、一般的なドラム型混錬機やパン型混錬機と比較して、せん断力が働くために、粉状物の混合能力が高いという特徴を有する。又、それぞれの軸の回転速度が不等速であることにより、より混合能力が高くなる。それぞれの軸の回転速度比は、例えば、４：５に設定される。不等速二軸型混錬機で混錬される粗酸化亜鉛微粉末には、造粒時のバインダーとしての水が添加され、造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの水分率が特定の範囲となるように調湿される。
【００３２】
不等速二軸型混錬機と同様に、不等速二軸型造粒機にも、回転軸上に複数の板状又はロッド状の撹拌翼が配列されており、一般的なドラム型造粒機やパン型造粒機と比較して、混合状態が良く、上述したダマが極めて発生しにくいという特徴を有する。又、それぞれの軸の回転速度が不等速であることにより、より混合能力が高くなる。それぞれの軸の回転速度比は、例えば、４：５に設定される。
【００３３】
尚、不等速二軸型混錬機・不等速二軸型造粒機は、必ずしも本発明の必須の構成要件ではないが、本発明の効果を高い確度で発現させるための粗酸化亜鉛ペレットの造粒手段として、現在使用可能な装置は、実質的にこれらの装置にほぼ限定されている。もちろん混錬及び造粒の過程で粗酸化亜鉛微粉末に高いせん断力を付与することができる混錬造粒手段であれば上記装置に準ずる他の手段で行うプロセスであっても本発明の範囲である。
【００３４】
＜乾燥加熱工程＞
乾燥加熱工程Ｓ４０は、湿式工程Ｓ２０において上記の酸化亜鉛ケーキ、及び混錬造粒工程Ｓ３０を経て得ることができる、本発明特有の性状を有する粗酸化亜鉛ペレットを、ＤＲＫに装入して焼成することにより、カドミウム及びフッ素濃度を更に低減させ、酸化亜鉛鉱（焼鉱）を得る工程である。
【００３５】
乾燥加熱工程Ｓ４０における加熱温度については、ＤＲＫより排出されるときの焼鉱の温度が、１１００℃以上１１５０℃以下となるように維持管理することが好ましい。ここで、ＤＲＫに投入される粗酸化亜鉛ケーキ中に尚残留するフッ素の形態は、一般的に、大部分が塩化フッ化鉛（ＰｂＦＣｌ）で、一部が、２フッ化カルシウム（ＣａＦ２）となっている。このうちＰｂＦＣｌは焼鉱の温度を上記温度範囲内に維持することによりほぼ全量が分解揮発され、ＰｂＦＣｌ由来の塩素とフッ素は、ほぼ全量が排ガス処理工程Ｓ５０内の排ガス処理設備に排出される。
【００３６】
この乾燥加熱工程Ｓ４０で処理対象となる粗酸化亜鉛ケーキの水分率は一般的に２０質量％以上３０質量％以下である。又、この粗酸化亜鉛ケーキの一般的な組成は、亜鉛が６１質量％以上６８質量％以下、鉛が７質量％以上１０質量％以下、塩素が０．３質量％以上０．９質量％以下、フッ素が０．２質量％以上１．５質量％以下（いずれも乾燥量基準）である。この粗酸化亜鉛ケーキは、上述の粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと共に、スクリューフィーダ等の定量装入装置によって、ＤＲＫに投入される。
【００３７】
ＤＲＫに投入された粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛ペレットは、乾燥され、加熱され、排出端側で焼成される。
【００３８】
尚、ＤＲＫで発生する排ガスは、装入端側から吸引され、湿式の排ガス洗浄設備、湿式の電気集塵機を経由して除塵され、ファン等の排風機を経由して煙突から放出される。
【００３９】
乾燥加熱工程において、ＤＲＫから排出される酸化亜鉛鉱のサイズは、概ね、１ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、その一般的な組成は、亜鉛が６０質量％以上７０質量％以下、鉛が３質量％以上５質量％以下、塩素が０．５質量％以上１．５質量％以下、フッ素が０．６質量％以下程度（いずれも乾燥量基準）である。
【００４０】
［ロータリーキルン］
乾燥加熱工程Ｓ４０を行うために用いられるＤＲＫとしては、図２に示すようなロータリーキルン１を用いることができる。ロータリーキルン１は、耐火性を備える円筒形の釜であるキルン本体１０、酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛ペレットの搬送手段である搬送装置２０、キルン本体１０の排出口１２側近傍に設けられる加熱装置でありロータリーキルン１の熱源となるバーナー部３０、キルン本体１０に図中のＲ方向への回転力を伝える駆動ギヤ４０、キルン本体１０から排出される排ガスの拡散を防止する固定フード５０、及び、キルン本体１０を支持するキルン支持部（図示せず）を備える回転式の加熱炉である。
【００４１】
以上の構成を有するロータリーキルン１は、バーナー部３０によりキルン本体１０の内部を１１００℃以上１３００℃以下程度の高温に加熱し、駆動ギヤ４０によりキルン本体１０をＲ方向に回転させた状態で、搬送装置２０によって、酸化亜鉛ケーキ及び酸化亜鉛ペレットの混合物であるＤＲＫ投入原材料２を投入口１１より図１に示すａ方向へと連続的に投入する。酸化亜鉛ケーキ及び酸化亜鉛ペレットのＤＲＫ投入原材料２はキルン本体１０の傾斜に沿って撹拌、焼成されながらキルン本体１０内を排出口１２の方向に向かって移動してゆき、排出口１２から高温の被焼成物としてｂ方向に排出される。
【００４２】
搬送装置２０は、キルン本体に投入する酸化亜鉛ケーキを、キルン本体１０内に搬送し投入する装置であり、キルン本体１０の炉尻側から炉内に挿入配置される。搬送装置２０は、特に限定はされないが、一例として、特に酸化亜鉛ケーキの搬送中に優れた撹拌力を発揮する不等速二軸スクリューコンベアを好ましく用いることができる。
【００４３】
不等速二軸スクリューコンベアは、ベルトコンベアや従来公知の一般的なスクリューコンベアとは異なり、２つの回転軸が不等速に回転する。そのため、微妙な異相変換が発生し、混錬羽根により相互に搬送物の掻き落としが行われる。その結果、不等速二軸スクリューコンベアは、セルフクリーニングしながら、付着性が高い酸化亜鉛ケーキを含むＤＲＫ投入原材料２を詰まらせることなく円滑に搬送することができる。
【００４４】
ロータリーキルンから排出される酸化亜鉛鉱の焼鉱の温度は、放射温度計にて、連続的に測定、監視されている。ここで、焼成温度については、酸化亜鉛鉱の焼鉱の温度で、９００℃以上１２００℃以下の範囲となるように維持管理する。
【００４５】
＜排ガス処理工程＞
排ガス処理工程Ｓ５０では、乾燥加熱工程Ｓ４０においてＤＲＫから排出されたＤＲＫ排ガスの固気分離処理を行う。分離回収されたＤＲＫ排ガスダストは、洗浄して酸化亜鉛含有スラリーとして乾燥加熱工程Ｓ４０の上流工程である湿式工程Ｓ２０に繰り返して循環投入することにより、金属資源の有効利用を図る処理が行われる。
【００４６】
＜排水処理工程＞
排水処理工程Ｓ６０は、湿式工程Ｓ２０において粗酸化亜鉛から分離されたフッ素やカドミウムを高濃度で含有する廃液から、フッ素及びカドミウムを除去し、更に、廃液中に微量含まれる重金属を中和処理により沈殿物とし、最終的にｐＨを調整して無害の排水とする工程である。
【００４７】
以上、本発明の実施態様について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。又、本発明の実施態様に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、上記実施態様に限定されるものではない。
【実施例】
【００４８】
図１に示す全体プロセスを実施可能な粗酸化亜鉛製造プラントにおいて、本発明の製造方法による粗酸化亜鉛鉱製造の試験操業を行った。各実施例及び比較例の試験操業における乾燥加熱工程における原材料のキャリーオーバー率を測定し、ＤＲＫへの搬送時における発塵の状態について観察することにより、本発明の効果を検証した。いずれの操業においても、以下の表１に示す組成の鉄鋼ダスト及び粗酸化亜鉛微粉末を原材料として用いた。
測定観察結果については下記表２に記す通りであった。
【００４９】
【表１】
2018104733.tif 000003
【００５０】
［実施例１］
（混錬造粒工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、微粉末状の原材料にせん断力を付与しながら混錬造粒することが可能な下記の混錬及び造粒装置を用いてこれを行った。混錬時のバインダーとしての水の添加量は、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１９重量％となるように調整した。混錬造粒工程における粗酸化亜鉛微粉末の処理量は１５ｔ／ｈとした。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、４ｍｍ以上の割合が８５重量％であった。
不等速二軸型混錬機：株式会社新日南製の「ダウ・ミキサー（登録商標）」
不等速二軸型造粒機：株式会社新日南製の「ダウ・ペレタイザー（登録商標）」
尚、不等速二軸型混錬機の回転数は２０ＲＰＭ及び２５ＲＰＭ（インバータ周波数で６０Ｈｚ）、不等速二軸型造粒機の回転数も２０ＲＰＭ及び２５ＲＰＭ（インバータ周波数で６０Ｈｚ）とした。
（乾燥加熱工程）
上記混錬造粒工程で得た粗酸化亜鉛ペレットを、７〜８ｔ／ｈの酸化亜鉛鉱を製造するＤＲＫに、１〜２ｔ／ｈの処理量で投入した。
【００５１】
［実施例２］
（混錬造粒工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１５重量％となるように調整した以外は、実施例１と同様の設備及び条件で行った。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、４ｍｍ以上の割合が７０重量％であった。
（乾燥加熱工程）
乾燥加熱工程については、実施例１と同条件で行った。
【００５２】
［実施例３］
（混錬造粒工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１４重量％となるように調整した以外は、実施例１と同様の設備及び条件で行った。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、４ｍｍ以上の割合が３５重量％であった。
（乾燥加熱工程）
乾燥加熱工程については、実施例１と同条件で行った。
【００５３】
［比較例１］
（混錬造粒工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が２０重量％となるように調整した以外は、実施例１と同様の設備及び条件で行った。その結果、水分過多で造粒できず含水ケーキ状となり、搬送ベルト、切り出しホッパーへの付着量が増加して、搬送が困難な状態となった。
【００５４】
［比較例２］
（混錬造粒工程）
混錬造粒工程を行わずに、粗酸化亜鉛微粉末をそのままの状態でＤＲＫに投入した（図１のＰ２の手順）。
（乾燥加熱工程）
実施例１の条件に準じ、７〜８ｔ／ｈの酸化亜鉛鉱を製造するＤＲＫに、上記の粗酸化亜鉛微粉末を１〜２ｔ／ｈの処理量で投入した。
【００５５】
［比較例３］
（混錬造粒工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、微粉末状の原材料を、一般的なドラム型混錬機、及びパン型造粒機からなる混錬造粒装置を用いて、せん断力を付与することなく混錬造粒を行った。混錬時のバインダーとしての水の添加量は、実施例１と同じく粗酸化亜鉛ペレットの水分率が１９重量％となるように調整した。混錬造粒工程における粗酸化亜鉛微粉末の処理量も実施例と同じく１５ｔ／ｈとした。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、４ｍｍ以上の割合が８０重量％であった。
（乾燥加熱工程）
乾燥加熱工程については、実施例１と同条件で行った。
【００５６】
【表２】
2018104733.tif 000004
【００５７】
上記結果より、本発明の製造方法は、酸化亜鉛焼鉱の製造において、ＤＲＫへの粗酸化亜鉛微粉末の投入時に、粗酸化亜鉛微粉末を、例えば、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機からなる混錬造粒装置によって、せん断力を付与しつつ混錬造粒することにより、キャリーオーバー率を低減させることができる製造方法であり、これにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性の向上に寄与しうる製造方法であることが分かる。
【符号の説明】
【００５８】
Ｓ１０        還元焙焼工程
Ｓ２０        湿式工程
Ｓ３０        混錬造粒工程
Ｓ４０        乾燥加熱工程
Ｓ５０        排ガス処理工程
Ｓ６０        排水処理工程
１            ロータリーキルン
２            ＤＲＫ投入原材料
１０          キルン本体
１１          投入口
１２          排出口
２０          搬送装置
３０          バーナー部
４０          駆動ギヤ
５０          固定フード
【図１】
2018104733.tif 000005
【図２】
2018104733.tif 000006