(57)【要約】【課題】水砕スラグが搬送設備や粉砕設備に付着する或いはこれらの設備が破損することを防止する。【解決手段】水砕工程において、還元炉４０で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成し、水分制御工程において、ベルトコンベアー６０により、水砕工程で得られた水砕スラグを搬送しつつ、水砕スラグに付着していた水分を分離し、ベルトコンベアー６０で水分が分離された水砕スラグを水砕スラグ置場７０に置いて、水砕工程で得られた粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグの水分を４％以下にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下となるように、複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で調合する調合工程と、
上記調合工程で得られた鉱石中の付着水分の一部を除去して乾燥鉱石を生成する予備乾燥工程と、
上記予備乾燥工程で得られた乾燥鉱石中の残りの水分を完全に除去すると共に部分還元した焼成鉱石を生成する焼成及び部分還元工程と、
上記焼成及び部分還元工程で得られた焼成鉱石を還元熔解して熔融スラグを形成する還元熔解工程と、
上記還元熔解工程で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成する水砕工程と、
上記水砕工程で得られた粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグの水分を４％以下にする水分制御工程と、
上記水分制御工程で得られた水砕スラグを粉砕する粉砕工程とを有し、
上記水分制御工程では、ベルトコンベアーにより、上記水砕工程で得られた水砕スラグを搬送しつつ、該水砕スラグに付着していた水分を分離し、該ベルトコンベアーで水分が分離された水砕スラグを水砕スラグ置場に置いて、上記水砕スラグの水分を４％以下にすることを特徴とするスラグの製造方法。
【請求項２】
上記ベルトコンベアーは、長さが１０ｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスラグの製造方法。
【請求項３】
上記水砕スラグ置場は、上記ベルトコンベアーで水分が分離された水砕スラグが、上記水砕工程で該水砕スラグが得られてから２４時間以上置かれることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラグの製造方法。
【請求項４】
上記ベルトコンベアーは、該ベルトコンベアーの入口に少なくとも目開き１０〜１００ｍｍの篩が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスラグの製造方法。
【請求項５】
上記ベルトコンベアーは、複数のベルトコンベアーで構成され、該ベルトコンベアーの乗り移り部にバイブレータが取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスラグの製造方法。
【請求項６】
上記粉砕工程では、ローターミル、ロッドミル、ボールミル及びローラーミルの少なくとも一つで構成される粉砕機が用いられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスラグの製造方法。
【請求項７】
上記粉砕機は、内部の側壁に水を１０〜８０Ｌ／スラグｔ添加しながら上記水砕スラグを粉砕することを特徴とする請求項６に記載のスラグの製造方法。
【請求項８】
上記粉砕工程で得られた水砕スラグの水分を４％以下にする他の水分制御工程を更に有し、
上記他の水分制御工程では、上記粉砕工程で得られた水砕スラグを粉砕されてから２４時間以上他の水砕スラグ置場に置いて、上記粉砕工程で得られた水砕スラグの水分を４％以下にすることを特徴とする請求項７に記載のスラグの製造方法。
【請求項９】
上記還元熔解工程では、還元炉により、スラグ温度が１５００〜１６５０℃となるように調整することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のスラグの製造方法。
【請求項１０】
得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下となるように、複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で調合する調合設備と、
上記調合設備で得られた鉱石中の付着水分の一部を除去して乾燥鉱石を生成するロータリードライヤーと、
上記ロータリードライヤーで得られた乾燥鉱石中の残りの水分を完全に除去すると共に部分還元した焼成鉱石を生成するロータリーキルンと、
上記ロータリーキルンで得られた焼成鉱石を還元熔解して熔融スラグを形成する還元炉と、
上記還元炉で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成する水砕機構と、
上記水砕機構で得られた水砕スラグの水分を４％以下にする水分制御機構と、
上記水分制御機構で得られた水砕スラグを粉砕する粉砕機とを備え、
上記水分制御機構は、上記水砕機構で得られた水砕スラグを搬送しつつ、該水砕スラグに付着していた水分を分離するベルトコンベアーと、該ベルトコンベアーで水分が分離された水砕スラグが置かれる水砕スラグ置場とで構成されていることを特徴とするスラグの製造システム。
【請求項１１】
スラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下であって、
水砕機構により水砕して得られた水砕スラグは、水分が４％以下であることを特徴とするスラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグの製造方法、スラグの製造システム及びスラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
フェロニッケルは、鉄とニッケルの合金であり、ステンレス鋼及び特殊鋼の原料として使用されている。フェロニッケルの一般的な製造方法としては、ニッケル酸化鉱石を原料とし、予備乾燥工程と、焼成及び部分還元工程と、還元熔解工程と、脱硫工程と、鋳造工程とを有する乾式製錬方法が挙げられる。
【０００３】
具体的に、乾式製錬方法によるフェロニッケルの製造方法について工程毎に説明する。
【０００４】
先ず、予備乾燥工程では、所定の調合比率となるように原料鉱石を配合した後、ロータリードライヤーにより、その鉱石中の付着水分の一部を除去する。具体的に、鉱石中の水分は、３５〜４５％から２５〜３５％とされる。以下、予備乾燥工程で得られた鉱石を「乾燥鉱石」と言う。
【０００５】
次に、焼成及び部分還元工程では、予備乾燥工程で得られた乾燥鉱石に対して炭素質還元剤（石炭）と必要に応じて熔剤とを添加して、ロータリーキルンに投入して、ロータリーキルンにより、その乾燥鉱石中の残りの水分（付着水、結晶水分）を完全に除去すると共に、部分還元した焼成鉱石（以下、「焼鉱」と言う。）（８００〜９００℃）を生成して、残りの還元剤と共に排出する。
【０００６】
次に、還元熔解工程では、焼成及び部分還元工程で得られた焼鉱を、電気炉や熔鉱炉等の還元炉に投入して、還元炉により、焼成及び部分還元工程で得られた焼鉱を還元熔解して、粗フェロニッケル（メタル）とスラグとを形成する。この還元炉にて産出される粗フェロニッケルは、鉄を主成分とし、炭素質還元剤の設定量に応じて１６〜２５重量％の品位のニッケルを含むと共に、燃料に由来する硫黄等の多くの不純物を含んでいる。
【０００７】
還元熔解工程にて得られた粗フェロニッケルは、製品スペックにより脱硫処理を必要とする場合には脱硫工程に移され、取鍋（レードル）等を用いた機械式撹拌装置又は電気誘導式撹拌装置による脱硫処理が行われ、精製フェロニッケルとなる。
【０００８】
そして、鋳造工程では、脱硫工程で得られた精製フェロニッケル熔湯を鋳型に流し込み、または回転する円盤状媒体を介して粗粒化して、その後、冷却することでインゴットやフレーク状のフェロニッケル（製品）を得る。
【０００９】
その一方で、上述の還元熔解工程において、粗フェロニッケルとは別に産出されるスラグは、約１５００℃の熔融スラグとして還元炉から水砕樋に排出される。水砕樋に排出された熔融スラグは、水砕樋内を流れる大量の水と接触することにより水砕されると同時に１００℃以下まで急冷され、細かい粒子に砕かれて水砕スラグとなる。
【００１０】
このようにして得られる水砕スラグは、原料鉱石中の酸化鉄の大部分と二酸化ケイ素及び酸化マグネシウムを含み、ガラス質で化学的に安定しており、含有元素の溶出がないなど環境的に優れた素材であると共に、酸化マグネシウムを多く含む、材質が硬い、比重が大きい等の特性を有することから、鉄鋼の焼結工程における成分調整用マグネシア熔剤や、コンクリート用細骨材、土木工事用資材、ボイラーの流動床資材等として利用されている。
【００１１】
水砕スラグを上述の用途に使用する場合、用途に応じて必要とされる粗粒率がほぼ決められているため、用途に応じて所定の粒度とする必要がある。粗粒率とは、水砕スラグを例えば２.３６ｍｍ、１.１８ｍｍ、０.６０ｍｍの篩を用いて分級を行い、この値をロジン・ラムラー線図にプロットしたとき累積質量が５０％となる粒径を言い、Ｄ５０と略記されることもある。
【００１２】
しかしながら、水砕スラグは、それを得る工程において水を使用するため、得られた水砕スラグは８〜１０％程度の水分を含んでいると共に、塊状の水砕スラグ或いは粒径１ｍｍ未満の微細な水砕スラグを含んでいる。このため、搬送や粉砕の際に、搬送設備や粉砕設備に水砕スラグが付着する或いは設備が破損するという問題があった。
【００１３】
これに対して、特許文献１では、熔融高炉スラグからの微粉末スラグ製造方法として、熔融高炉スラグに冷却水と空気の混合流体を吹き付けて高炉スラグを急冷し、ガラス化率が９５％以上の砂状のスラグをつくり、この砂状スラグを前記混合流体によって連続的にローラーミルまで流体輸送する技術が開示されている。
【００１４】
しかしながら、上述の技術は、鉄鋼製錬における比重の比較的軽い高炉スラグに関するものであり、フェロニッケル製錬におけるフェロニッケルスラグに直接適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平７−５４０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、水砕スラグを搬送或いは粉砕する際に、水砕スラグ中の水分を制御すると共に水砕スラグの粒径を揃えることにより、搬送設備や粉砕設備に水砕スラグが付着する或いは設備が破損することを抑えることができるスラグの製造方法、スラグの製造システム及びスラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るスラグの製造方法は、得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下となるように、複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で調合する調合工程と、上記調合工程で得られた鉱石中の付着水分の一部を除去して乾燥鉱石を生成する予備乾燥工程と、上記予備乾燥工程で得られた乾燥鉱石中の残りの水分を完全に除去すると共に部分還元した焼成鉱石を生成する焼成及び部分還元工程と、上記焼成及び部分還元工程で得られた焼成鉱石を還元熔解して熔融スラグを形成する還元熔解工程と、上記還元熔解工程で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成する水砕工程と、上記水砕工程で得られた粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグの水分を４％以下にする水分制御工程と、上記水分制御工程で得られた水砕スラグを粉砕する粉砕工程とを有し、上記水分制御工程では、ベルトコンベアーにより、上記水砕工程で得られた水砕スラグを搬送しつつ、該水砕スラグに付着していた水分を分離し、該ベルトコンベアーで水分が分離された水砕スラグを水砕スラグ置場に置いて、上記水砕スラグの水分を４％以下にする。
【００１８】
本発明に係るスラグの製造システムは、得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下となるように、複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で調合する調合設備と、上記調合設備で得られた鉱石中の付着水分の一部を除去して乾燥鉱石を生成するロータリードライヤーと、上記ロータリードライヤーで得られた乾燥鉱石中の残りの水分を完全に除去すると共に部分還元した焼成鉱石を生成するロータリーキルンと、上記ロータリーキルンで得られた焼成鉱石を還元熔解して熔融スラグを形成する還元炉と、上記還元炉で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成する水砕機構と、上記水砕機構で得られた水砕スラグの水分を４％以下にする水分制御機構と、上記水分制御機構で得られた水砕スラグを粉砕する粉砕機とを備え、上記水分制御機構は、上記水砕機構で得られた水砕スラグを搬送しつつ、該水砕スラグに付着していた水分を分離するベルトコンベアーと、該ベルトコンベアーで水分が分離された水砕スラグが置かれる水砕スラグ置場とで構成されている。
【００１９】
本発明に係るスラグは、スラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下であって、水砕機構により水砕して得られた水砕スラグは、水分が４％以下である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水砕スラグを搬送或いは粉砕する際に、水砕スラグ中の水分を制御すると共に水砕スラグの粒径を揃えることにより、搬送設備や粉砕設備に水砕スラグが付着する或いは設備が破損することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用したスラグの製造方法を示したフローチャート図である。
【図２】第１のベルトコンベアーを示した斜視図である。
【図３】ベルトコンベアーの乗り移り部を示した側面図である。
【図４】篩を示した斜視図である。
【図５】シュート部分を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用したスラグの製造方法、スラグの製造システム及びスラグについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【００２３】
図１に示すように、本発明を適用したスラグの製造システム１は、調合設備１０と、ロータリードライヤー２０と、ロータリーキルン３０と、還元炉４０と、水砕機構５０と、第１のベルトコンベアー６０と、第１の水砕スラグ置場７０と、粉砕機８０と、第２の水砕スラグ置場９０とを備える。
【００２４】
上記スラグの製造システム１によって製造される本発明を適用したスラグは、フェロニッケルを製錬する際に得られるフェロニッケルスラグであって、スラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下であり、原料鉱石中の酸化鉄の大部分と二酸化ケイ素及び酸化マグネシウムを含み、ガラス質で化学的に安定しており、含有元素の溶出がないなど環境的に優れた素材であると共に、酸化マグネシウムを多く含み、材質が硬い、比重が大きい等の特性を有する。したがって、本発明を適用したスラグは、鉄鋼の焼結工程における成分調整用マグネシア熔剤や、コンクリート用細骨材、土木工事用資材、ボイラーの流動床資材等として利用されるものである。
【００２５】
そして、上記スラグは、スラグの製造システム１を用いて、次のようにして製造される。
【００２６】
具体的に、本発明を適用したスラグの製造方法は、調合工程と、予備乾燥工程と、焼成及び部分還元工程と、還元熔解工程と、水砕工程と、第１の水分制御工程と、第２の水分制御工程と、粉砕工程と、最終水分制御工程とを有する。
【００２７】
先ず、調合工程では、調合手段として機能する調合設備１０により、原料である複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で配合する。具体的に、ニッケル酸化鉱石は、得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下となるように、調合される。
【００２８】
次に、予備乾燥工程では、調合工程で得られた鉱石を予備乾燥手段として機能するロータリードライヤー２０に投入して、ロータリードライヤー２０により、調合工程で得られた鉱石中の付着水分の一部を除去する。具体的に、予備乾燥工程において、鉱石中の水分は、３５〜４５％から２５〜３５％とされる。以下、予備乾燥工程で得られた鉱石を「乾燥鉱石」と言う。
【００２９】
次に、焼成及び部分還元工程では、予備乾燥工程で得られた乾燥鉱石に対して炭素質還元剤（石炭）と必要に応じて熔剤とを添加して、焼成及び部分還元手段として機能するロータリーキルン３０に投入して、ロータリーキルン３０により、その乾燥鉱石中の残りの水分（付着水、結晶水分）を完全に除去すると共に、部分還元した焼成鉱石（以下、「焼鉱」と言う。）（８００〜９００℃）を生成して、残りの還元剤と共に排出する。
【００３０】
次に、還元熔解工程では、焼成及び部分還元工程で得られた焼鉱を、還元熔解手段として機能する電気炉や熔鉱炉等の還元炉４０に投入して、還元炉４０により、焼成及び部分還元工程で得られた焼鉱を還元熔解して、粗フェロニッケル（メタル）とスラグとを形成する。この際、還元炉４０により、スラグ温度は、１５００〜１６５０℃となるように調整されることが好ましい。これにより、還元熔解工程において、粘性の低い、即ち、粘性率が５０ポアズ以下となるスラグを得ることができる。
【００３１】
次に、水砕工程では、還元熔解工程で形成されたスラグを約１５００℃の熔融スラグとして還元炉４０から水砕機構５０の水砕樋５１に排出する。水砕樋５１に排出された熔融スラグは、水砕樋５１内を流れる大量の水と接触することにより水砕されると同時に１００℃以下まで急冷されて、細かい粒子に砕かれて水砕スラグとなり、水砕機構５０の水砕ピット５２に収容される。
【００３２】
この際、還元炉４０で得られるスラグは、好ましくは、還元炉４０から水砕樋５１に内径６０〜１２０ｍｍのスラグホールを介して排出されるようにする。
【００３３】
更に、還元炉４０で得られるスラグは、粘性が低いので水砕樋５１を１００〜３００t／ｈの流速で流れるようにする。このような流速とすることで、この水砕樋５１を流れるスラグの流束の厚さはほぼ一定であり、かつ、流束の厚さを薄くすることができる。
【００３４】
熔融スラグ量が１００ｔ／ｈ未満の場合には、水砕樋５１を流れる熔融スラグ量が少ないため、水砕樋５１への付着量が増加する、或いは、生産効率が低下するため、好ましくない。
【００３５】
熔融スラグ量が３００ｔ／ｈを超える場合には、水砕樋５１を流れる熔融スラグ量が多いため、熔融スラグ量が増加する方向に変動した場合、水砕樋５１からあふれる等のトラブルを起こす可能性が増えるので、好ましくない。
【００３６】
また、スラグの流束の厚さがほぼ一定であり、かつ、流束の厚さが薄いスラグの流束は、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕することで、水砕スラグの粒径を揃えることができる。具体的には、粗粒率５ｍｍ以下の水砕スラグを得ることができる。
【００３７】
水砕水量／熔融スラグが１０未満の場合には、水量が少ないため、熔融スラグが水砕水の表面より深く潜ってしまう可能性がある。熔融スラグが水砕水の表面より深く潜ってしまうと、水蒸気爆発を起こし、設備に大きな損傷を与える可能性があるため、好ましくない。また、熔融スラグの流束に対して、満遍なく水砕水をあてることができないため、粒径の大きな水砕スラグが生じることがある。
【００３８】
水砕水量／熔融スラグが４０を超えた場合には、水砕水量は十分であるので、水砕スラグを得ること自体に問題はない。しかしながら、大量の水砕水を供給することになるので、水砕水を供給するための動力コストが大きくなり、好ましくない。また、水砕した後、粒径１ｍｍ未満の微細な水砕スラグが生じ、前記微細な水砕スラグの割合が増加、１〜５ｍｍの水砕スラグの割合が減ってしまう。
【００３９】
ここで、水砕スラグは、粗粒率が５ｍｍ以下の場合、水分が８％以上あると各所に付着してしまい、８％未満にすると付着が少なくなり、４％以下にすると確実に付着しないことを、本件出願人は経験的に見出した。しかしながら、水砕工程で得られた直後の水砕スラグは、水分が８％以上あるため、各所に付着してしまう。そこで、水砕工程で得られた水砕スラグを、後述するようにして、水分を４％以下にする。
【００４０】
次に、第１の水分制御工程では、水砕工程で得られた水砕スラグを、第１の水分制御手段として機能すると共に第１の搬送設備となる、少なくとも１個のベルトコンベアー６１で構成される第１のベルトコンベアー６０によって、水砕ピット５２から第１の水砕スラグ置場７０まで搬送しつつ、水砕スラグに付着している水分を分離する。
【００４１】
具体的に、水砕スラグは、水砕ピット５２から水砕機構５０のバケットコンベアー５３によって、図２に示すように、ベルトコンベアー６１のキャリアローラー６２の上を移動するベルト６３に運ばれた後に、このベルト６３に載って搬送される。ベルト６３は、水砕スラグの荷重によって沈むため、キャリアローラー６２のある所Ｗ１とキャリアローラー６２の無い所Ｗ２とで段差が生じるので、ベルト６３に載せられた水砕スラグは上下に揺れながら運ばれる。この揺れながら運ばれる際に、水砕スラグに付着していた水分の一部が分離される。この際、水砕スラグは、長さ１０ｍ以上のベルトコンベアー６１に載せられるようにすることが好ましく、ベルトコンベアー６１の長さが１０ｍ以上であれば、水砕スラグの水分を十分に分離することができる。
【００４２】
すると、ベルト６３の上には、水砕スラグの山２と、この山２の周りに水分による水溜り３ができる。この水砕スラグと分離された水分は、図３に示すように、ベルトコンベアー６１の末端、即ちベルトコンベアー６１の乗り移り部６４で、約３ｇ／ｃｍ３と比重の重い水砕スラグは、図３中の矢印Ａに示すように、遠くに飛ばされ、約１ｇ／ｃｍ３と比重の軽い水は、図３中の矢印Ｂに示すように、近くに落下することを利用して、乗り移り部６４における前段ベルトコンベアー６１ａと後段ベルトコンベアー６１ｂの距離ｘを調整し、水砕スラグだけを、前段ベルトコンベアー６１ａから後段ベルトコンベアー６１ｂに載せることで、分けることができる。このようにして、第１のベルトコンベアー６０は、水砕工程で得られた水砕スラグを搬送しつつ、効率良く水砕スラグに付着していた水分を分離する。
【００４３】
次に、図１に示すように、第２の水分制御工程では、第１の水分制御工程で水分が分離された水砕スラグを、第２の水分制御手段として機能する第１のスラグ置場７０に置いて、水砕スラグの水分を確実に４％以下にする。具体的に、この工程では、水砕スラグの水分を４％以下にするのに、この水砕スラグが得られてから２４時間以上を擁した。
【００４４】
次に、粉砕工程では、第２の水分制御工程で得られた水砕スラグを、第２のベルトコンベアー等で構成された第２の搬送設備１００によって、第１の水砕スラグ置場７０から粉砕手段として機能する粉砕機８０まで搬送して、粉砕機８０により、用途に応じた所定の粒度となるように破砕する。この際、水砕スラグは、第１の水分制御工程及び第２の水分制御工程によって、粗粒率５ｍｍ以下で水分が４％以下となっているので、第２の搬送設備１００や粉砕機８０へ付着することを抑えることができる。
【００４５】
具体的に、粉砕機８０は、ローターミル、ロッドミル、ボールミル又はローラーミルの少なくとも一つで構成される。
【００４６】
なお、粉砕機８０により水砕スラグを粉砕する場合には、粉砕機８０内の側壁に水を１０〜８０Ｌ／スラグｔ添加しながら粉砕するようにしても良い。
【００４７】
水砕スラグを粉砕機８０で粉砕させる際には、微細な水砕スラグができることがある。この微細な水砕スラグは、例えば粉砕機８０内の側壁に付着し、粉砕効率を低下させてしまう。したがって、この付着を抑えるためには、付着の程度に応じて、１０〜８０Ｌ／スラグｔの水を、例えば粉砕機８０内の側壁などに添加しながら、水砕スラグを粉砕する。すると、粉砕機８０内では、この微細な水砕スラグの付着を抑えることができる。
【００４８】
水の添加量が１０Ｌ／スラグｔ未満の場合には、水の添加量が少ないため、この微細な水砕スラグの付着を抑える効果は少ない。また、水の添加量が８０Ｌ／スラグｔを超える場合には、得られる水砕スラグには過剰な水分が含まれてしまう。
【００４９】
次に、最終水分制御工程では、粉砕工程で得られた水砕スラグが４％を超える水分を含むため、粉砕工程で得られた水砕スラグを、第３のベルトコンベアー等で構成された第３の搬送設備１１０によって、粉砕機８０から最終水分制御手段として機能する第２の水砕スラグ置場９０に搬送した後、第２の水砕スラグ置場９０に置いて、水砕スラグの水分を４％以下にする。具体的に、この工程では、水砕スラグの水分を４％以下にするのに、粉砕工程でこの水砕スラグが得られてから２４時間以上を擁した。
【００５０】
以上のようにして、本発明を適用したスラグの製造システムを用いて本発明を適用したスラグは、製造される。
【００５１】
なお、第３の搬送設備１１０が第３のベルトコンベアーである場合には、第３の水分制御工程として、第３のベルトコンベアーによって、第１のベルトコンベアー６０と同様に、粉砕工程で得られた水砕スラグを、粉砕機８０から第２の水砕スラグ置場９０まで搬送しつつ、水砕スラグに付着している水分を分離するようにしても良い。
【００５２】
以上のように、本発明を適用したスラグの製造方法及びスラグの製造システムは、水砕工程において、水砕機構５０によって、還元炉４０で得られた熔融スラグを、水砕水量／熔融スラグ量が１０〜４０のもとで水砕して粗粒率が５ｍｍ以下の水砕スラグを生成し、第１の水分制御工程において、第１のベルトコンベアー６０によって、水砕工程によって得られた水砕スラグと水砕スラグに付着していた水分とを分離すると共に、第２の水分制御工程において、第１の水分制御工程で水分が分離された水砕スラグを、第１のスラグ置場７０に置いて、粗粒率５ｍｍ以下の水砕スラグの水分を４％以下にすることで、製造途中の水砕スラグが搬送設備や粉砕機設備へ付着すること及びこれらの設備を破損させることを抑えることができる。したがって、本発明を適用したスラグの製造方法及びスラグの製造システムによれば、効率良くスラグを製造することができる。
【００５３】
更に、本発明を適用したスラグの製造方法及びスラグの製造システムは、粉砕工程において、粉砕機８０内の側壁に水を１０〜８０Ｌ／スラグｔ添加しながら粉砕することで、粉砕機８０により水砕スラグを粉砕する際に、水砕スラグの付着を抑えることができる。したがって、本発明を適用したスラグの製造方法及びスラグの製造システムによれば、効率良くスラグを製造することができる。
【００５４】
更に、本発明を適用したスラグの製造方法及びスラグの製造システムは、最終水分制御工程において、粉砕工程で得られた水砕スラグを第２のスラグ置場９０に２４時間以上置いて、水砕スラグの水分を４％以下にすることで、その後の搬送設備へ付着することを抑えることができ、作業性が良い。
【００５５】
更に、本発明を適用したスラグは、スラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％以下、ＭｇＯ：４０．０％以下、Ｓ：０．５％以下、Ｆｅ：８．５％以下であり、水砕工程において水砕機構５０により水砕して得られた水砕スラグの水分が４％以下である。したがって、本発明を適用したスラグによれば、搬送設備や粉砕機設備へ付着すること及びこれらの設備を破損させることを抑えることができる。
【００５６】
なお、図４に示すように、第１のベルトコンベアー６０には、ベルトコンベアー６１の入口に少なくとも目開きＳが１０〜１００ｍｍの篩１２０が設けられるようにしても良い。水砕スラグには、水砕樋５１に付着して固化した後に剥離したスラグも混じっている。この剥離したスラグは、ベルトコンベアー６１などの設備を破損させることがある。したがって、第１のベルトコンベアー６０のベルトコンベアー６１には、例えば、入口に、目開きＳが１０〜１００ｍｍの篩１２０を設けるようにしても良い。
【００５７】
目開きＳが１０ｍｍ未満の場合には、１００ｔ／時間以上の水砕スラグを通過させることが難しい。また、目開きＳが１００ｍｍを超える場合には、大きな水砕スラグ塊が混じるため、好ましくない。
【００５８】
更に、篩１２０は、例えば、篩１２０上の水砕スラグ塊を容易に篩１２０から取り除くことができるように、レール材１２１を縦に等間隔で並べたグリズリータイプであることが好ましい。
【００５９】
更に、第１のベルトコンベアー６０に加え、第２のベルトコンベアー及び／又は第３のベルトコンベアーに、同一又は異なる目開きＳの篩１２０が設けられるようにしても良い。更に、第２のベルトコンベアー又は第３のベルトコンベアーだけに、篩１２０が設けられるようにしても良い。
【００６０】
したがって、このように、ベルトコンベアーの入口に少なくとも目開きＳが１０〜１００ｍｍの篩１２０を設けた場合には、水砕スラグが搬送設備や粉砕機設備を破損することをより確実に抑えることができ、水砕スラグをより効率良く製造することができる。
【００６１】
また、図５に示すように、第１のベルトコンベアー６０のベルトコンベアー６１の乗り移り部６４にバイブレータ１３０を取り付けるようにしても良い。
【００６２】
ベルトコンベアー６１の乗り移り部６４、具体的には、コンベアー落口シュート部分６５は、水砕スラグが容易に付着する。したがって、コンベアー落口シュート部分６５には、バイブレータ１３０を取り付けることが好ましい。バイブレータ１３０の取り付け方法は、例えば、コンベアー落口シュート部分６５の断面が四角形の場合、４つの面に対してそれぞれ１つのバイブレータ１３０を取り付ければ良い。
【００６３】
更に、第１のベルトコンベアー６０に加え、第２のベルトコンベアー及び／又は第３のベルトコンベアーの乗り移り部のコンベアー落口シュート部分にバイブレータ１３０を取り付けるようにしても良い。更に、第２のベルトコンベアー又は第３のベルトコンベアーの乗り移り部のコンベアー落口シュート部分だけにバイブレータ１３０を取り付けるようにしても良い。
【００６４】
したがって、このように、ベルトコンベアーの乗り移り部にバイブレータ１３０を取り付けた場合には、水砕スラグが乗り移り部に付着することを抑えることができ、水砕スラグをより効率良く製造することができる。
【実施例】
【００６５】
（実施例１）
実施例１では、フェロニッケル製錬おいて、得られるスラグの組成が、ＣａＯ：１５．０％、ＭｇＯ：４０．０％、Ｓ：０．５％、Ｆｅ：８．５％となるように、原料である複数のニッケル酸化鉱石を所定の調合比率で調合した。
【００６６】
調合された鉱石は、ロータリードライヤーによる予備乾燥工程、ロータリーキルンによる焼成及び部分還元工程を経て、還元炉による還元熔解工程へ搬送されて、熔解された。
【００６７】
還元熔解工程では、還元炉に投入する電力を調整することで、スラグ温度が１５００℃に調整された。
【００６８】
還元炉で得られた熔融スラグは、還元炉から水砕樋へ１００ｔ／ｈで排出され、水砕水量／熔融スラグ量が１０の条件で水砕されて、水砕スラグが得られた。
【００６９】
得られた水砕スラグは、長さ１０ｍの第１のベルトコンベアーによって第１の水砕スラグ置場に搬送された。第１の水砕スラグ置場に搬送された水砕スラグは、第１の水砕スラグ置場に２４時間置かれた後、粉砕機によって破砕された。
【００７０】
ベルトコンベアーには、入口に目開き１０ｍｍのグリズリータイプの篩が設けられていた。また、コンベアー落口シュート部分には、断面形状が四角形のシュートが取り付けられており、４つの面に対してそれぞれ１つのバイブレータが取り付けられていた。
【００７１】
粉砕機は、ローターミルが使用され、粉砕中は、ローターミル側壁に１０Ｌ／スラグｔの水が添加された。
【００７２】
この際、設備への水砕スラグの付着はほとんど無く、また、設備の破損も無く、水砕スラグを得ることができた。
【００７３】
（実施例２）
実施例２では、還元炉のスラグ温度が１６５０℃、還元炉から水砕樋へ排出する熔融スラグ量は３００ｔ／ｈ、水砕時の水砕水量／溶融スラグ量が４０、篩の目開きが１００ｍｍ、ローターミル内の側壁への水の添加量が８０Ｌ／スラグｔであることを除き、実施例１と同様にして行った。
【００７４】
この場合、設備への水砕スラグの付着はほとんど無く、また、設備の破損も無く、水砕スラグを得ることができた。
【００７５】
（比較例１）
比較例１では、得られた水砕スラグを第１の水砕スラグ置場に６時間置いた後、粉砕機により粉砕したことを除き、実施例１と同様にして行った。粉砕機へのスラグの付着が著しく、１０分毎に水砕スラグ除去のために停止した。このため、時間あたりの粉砕量は実施例１の５０％となった。
【符号の説明】
【００７６】
１  製造システム、１０  調合設備、２０  ロータリードライヤー、３０  ロータリーキルン、４０  還元炉、５０  水砕機構、５１  水砕樋、５２  水砕ピット、５３  バケットコンベアー、６０  第１のベルトコンベアー、６１  ベルトコンベアー、６１ａ  前段ベルトコンベアー、６１ｂ  後段ベルトコンベアー、６２  キャリアローラー、６３  ベルト、６４  乗り移り部、６５  コンベアー落口シュート部分、７０  第１の水砕スラグ置場、８０  粉砕機、９０  第２の水砕スラグ置場、１００  第２の搬送設備、１１０  第３の搬送設備、１２０  篩、１３０  バイブレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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