(57)【要約】【課題】冶金用途向けに、鉄を含む水硬性鉱物結合剤による、鉄又は非鉄鉱石又は鉱物微粉の冷間ブリケット化及び冷間ペレット化プロセスを提供すること。【解決手段】本発明は、鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、冶金用途向けの、鉄又は非鉄又は鉱物微粉の冷間ブリケット化及びペレット化プロセスを提供することであって、前記プロセスは：粉塵／微粉／スラッジの形態で、８４〜９５重量％の冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した材料を、鉄を含む４〜１０重量％の水硬性鉱物結合剤、随意に２〜６重量％の水及び０．０５〜０．２０重量％の界面活性剤と混合し、均質化した乾燥混合物／スラリーを形成する段階、前記乾燥混合物／スラリーをペレット化／圧密化して塊成化材料を形成する段階、並びに前記塊成化材料を大気に１０〜１４時間曝露したのち、湿分処理することにより前記塊成化材料を３〜２０日間硬化する段階、の各段階を含む。鉄を含む結合剤は、化学成分として、２５〜４５重量％のＦｅ２Ｏ３、４０〜６０重量％のＣａＯ＋ＭｇＯ、及び１２〜１８重量％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３を有する超微細粉末材料（セメントのような）である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、冶金用途向けの、鉄もしくは非鉄鉱石又は鉱物微粉の冷間ブリケット化（cold briquetting）及びペレット化プロセスであって、前記プロセスは：
（ａ）  冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した粉塵／微粉／スラッジの形態の材料８４〜９５重量％を、鉄を含む４〜１０重量％の水硬性鉱物結合剤、随意に２〜６重量％の水及び０．０５〜０．２０重量％の界面活性剤と混合し、均質化した乾燥混合物／スラリーを形成する段階；
（ｂ）  段階（ａ）の前記乾燥混合物／スラリーをペレット化／圧密化して塊成化材料を形成する段階、並びに
（ｃ）  段階（ｂ）の前記塊成化材料を大気に１０〜１４時間曝露したのち、湿分処理することにより前記塊成化材料を３〜２０日間硬化する段階、
の各段階を含むことを特徴とする前記プロセス。
【請求項２】
冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した粉塵／微粉／スラッジが、鉄を含有する鉱石、高炉粉塵及びスラッジ、塩基性酸素炉（ＢＯＦ）粉塵及びスラッジ、ミルスケール並びに油及び炭素汚染スラッジ及び微粉、石灰、石灰石、ドロマイト、ダナイト、珪岩、コークス、炭素質材料及びそれの混合物から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記鉄を含む水硬性鉱物結合剤が、２０〜２５重量％のＦｅ２Ｏ３、４０〜６０重量％のＣａＯ及びＭｇＯ、並びに１２〜１８重量％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３を含有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記界面活性剤がトリエタノールアミンであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記塊成化材料が円柱状ブロック／ブリケット／ペレット／微細顆粒の形態であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記混合物の粒径測定上の粒径がブロック／ブリケットでは約１０ｍｍになることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記混合物の粒径測定上の粒径がペレット／微細顆粒では約２ｍｍになることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記塊成化材料がブロック又はブリケットの形態で調製されるならば、段階（ａ）での混合段階過程で水が加えられることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
段階（ｂ）では、前記スラリーが転動又は圧密化プレス装置に供給されブロック又はブリケットを形成することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記転動／圧密化プレス装置が、０．５〜５メートルトンの範囲の圧密化荷重を印加されることを特徴とする請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記塊成化材料がペレット又は微細顆粒の形態であるならば、段階（ｂ）では前記乾燥混合物がドラム又は円板造粒機に供給されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
水及び界面活性剤が、ドラム又は円板造粒機の中で前記乾燥混合物に加えられ、ペレット／微細顆粒を形成することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記乾燥混合物が、ペレット／微細顆粒を調製するためには鉄を含む少なくとも６重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記スラリーが、ブロック／ブリケットを調製するためには鉄を含む少なくとも３重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記ペレットの粒径が８〜１６ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記微細顆粒の粒径が２〜８ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記ペレット及び微細顆粒への顆粒化時間が約８分〜約１２分であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記塊成化材料を、１２時間大気に曝露するのに続いて湿分処理することにより３〜２０日間硬化することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１９】
こうして製造されるブロック／ブリケットの冷間強度が、約２０日で約１０ＭＰａ〜約４０ＭＰａに達することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項２０】
こうして製造されるペレット／微細球体の冷間強度が、約２０日で約４ＭＰａ〜約１８ＭＰａに達することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金用途向けの、鉄を含む水硬性鉱物結合剤による鉄又は非鉄鉱石又は鉱物微粉の冷間（cold）ブリケット化（briquetting）及び冷間ペレット化プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤により、鉄、石灰石、ドロマイト、ダナイト、固体炭素等の酸化物及び金属の微細な誘導体から作られるブリケット、ペレット及びブロック（block）のような塊成化生成物は、鉄の抽出用高炉の中で、還元焙焼や酸化焙焼及び焼結用ロータリーキルンやシャフトキルンの中で、並びにカ焼、焙焼及び焼結用のトンネル、チャンバー及び移動格子型炉の中で供給材料として適当な用途を見出している。
【０００３】
鉱石、鉱物、残留物及び固体廃棄物の微粉誘導体及び粉末状誘導体を、種々の工業用途向けに塊状粒寸法に転化するためのブリケット化及びペレット化の塊成化方法は、よく知られている。このことは、冶金炉の中のＦｅ−含有の微粉材料を使用する場合に鉄鋼産業ではよく行なわれている。熱間（ｈｏｔ）方法及び冷間方法によって、種々の冶金微粉からブリケット及びペレットを製造するための多くのプロセスの開発が行なわれてきた。微粉の性状、油汚染、鉱物会合及びＦｅ−構造相に応じて、ブリケット及びペレットの製造のための熱間プロセスも冷間プロセスも開発されてきた。
【０００４】
日本公開特許公報８１３５，７３１（分類Ｃ２２Ｂ１／１４）、１９８１年４月０８日公開、住友金属工業（株）は、セメント（ＯＰＣ）を使い、９０℃で２４時間硬化したのち、９０℃の温度で１時間乾燥して約２５６ｋｇの圧潰強度を得るコールド鉄鉱石ブリケットの製造を記載している。
【０００５】
ブラジル国特許出願番号（ＰＩ）第７７０５，９３２号（分類Ｃ２２Ｂ１／２４２）、１９７９年４月０３日公開、デ・サウザ・ネト（Ｄｅ Ｓｏｕｚａ Ｎｅｔｏ）等は、消石灰、糖蜜、ベントナイト、ケイ酸Ｎａ、セメント（ＯＰＣ／ポゾラン）、Ｎａ２ＳＯ４、タール、デキストリン又はマニアック（maniac）微粉体のような結合剤を使用する、Ｆｅ−鉱石微粉のブリケット化を記載している。
【０００６】
日本特許公開昭６０−３３３１９号公報（８５ ３３ ３１９）（分類Ｃ２２Ｂ１／１４）、１９８５年２月２０日、日本鋼管（株）等は、５〜２００℃の温度で加熱処理したのち、蒸気硬化することにより鉄及び非鉄鉱石のブリケットを製造する際に結合剤として５〜１５％の塩基性スラグを使用することを記載している。
【０００７】
日本特許公開昭５５−１００９４０号公報（８０，１００，９４０）（分類Ｃ２２Ｂ１／１４）、１９８０年８月１日、日本鋼管（株）は、強度を発現させるために、室温で３日間の硬化の次に、１００℃での蒸気硬化、次いで１００〜５００℃での乾燥による鉄鉱石のブリケット化の際に結合剤としてセメント（ＯＰＣ）を使用することを記載している。
【０００８】
独国特許出願公開第２，６１４，４５２号明細書（分類Ｃ２２Ｂ１／２４４）、１９７７年１０月１３日、オースチン・ローレンス・ジェイ（Austin Lawrence J.）等は、鉱油の水性エマルションのような瀝青結合剤による、海綿状Ｆｅ−粉塵のブリケット化を記載している。
【０００９】
独国特許出願公開第２，６０５，２１５号明細書（分類Ｂ２２Ｆ１／００）、１９７６年８月２６日、キニル・ケネス・ジー（Knill Kenneth G.）等は、結合剤として繊維質材料、高アルミナセメント、石灰石を使う、鋼の削屑、旋盤削屑及び屑粉塵のブリケット化を記載している。
【００１０】
マシーネンファブリーク、ケペルン（株）（Maschinenfabrik,Koeppern GmbH and Co.,）、及びカー・ゲー・ハッチンガー（K-G,Hattinger）、 “結合剤の選択を考慮した海綿状ブリケットの現状（Present state of sponge iron briquettes in consideration of the selection of the binder agent）”“エム・ティ・ピー・メタル・プラント・テクノロジー（MPT Matall.Plant Technol）”、ドイツ連邦共和国、１９８１年、５（２）、は、海綿状鉄微粉の熱間ブリケット化及び冷間ブリケット化用の結合剤として、水ガラス、糖蜜、使用済み硫酸塩灰汁、ピッチ及びビチューメンの使用を記載している。
【００１１】
クトリヤフテェフ・オ・エム（Kudryavtsev,O,M）等、インテンシフ・プロテセソッフ・ドメンノイ・プラフキ・オスボエニ・ペチェイ・ボリショーゴ・オベマ（Intensif.Protesessov.Domennoi Plavki Osvoenie Pechei Bol'shogo Ob'ema）、ソビエト社会主義共和国連邦、１９７９年（５）、ｐ．２８−３０は、７００℃及び８００℃の温度での金属化微粉の熱間ブリケット化を記載している。
【００１２】
日本特許公開昭６０−１８４６４２号公報（８５，１８４，６４２）（分類Ｃ２２Ｂ１／２４３）、１９８５年９月２０日、Kiwaki Yoshihiro（木脇裕弘）等（小野田セメント（株）、新日本製鉄（株））は、Ｆｅ−鉱石微粉のブリケット化用の結合剤としてセメント（ＯＰＣ）の使用を記載している。
【００１３】
ソビエト社会主義共和国連邦（USSR）特許発明明細書第７３０，８４４号（分類Ｃ２２Ｂ１／２４３）、１９８０年５月０６日、ロトシェ・ヴィ・イー（Lotosh V.E.）等は、同様に、Ｆｅ−ペレットの製造プロセスは、コールドボンド型（cold bonded）鉄鉱石ペレットの製造用の機械的活性化剤としてセメント（ＯＰＣ）、土類金属及び塩化物塩の使用を記載している。
【００１４】
ソビエト社会主義共和国連邦（USSR）特許発明明細書第６４８，６２６号（分類Ｃ２２Ｂ１／２４３）、１９７９年２月２５日、サリキン・エイ・エイ（SalykinA.A.）等は、鉄鉱石材料の冷間ペレット化の際にポリメタクリルアミド、ソーダ、ベントナイトのような結合剤の使用を記載している。
【００１５】
ササバ・ミノル（Sasaba Minoru）、“テツ・ト・ホガン（Tetsu to Hogan）”、日本国、１９８５年、７１（１５）、ｐ．１７８０−６は、コールドボンド型Ｆｅ−鉱石ペレットの製造に対して、ＬＤスラグとアルミナスラッジとの混合物から、溶融により特別に開発した結合剤の使用を記載している。
【００１６】
日本特許特開昭５２（１９７７）−１１１０３号公報（７７１１１０３）（分類Ｃ２２Ｂ１／１４）、１９７７年１月２７日、Furui Takeo（古井健夫）等（新日本製鉄（株））は、非焼結ペレットを製造するために、粉砕によって鉄鉱石材料と混合される、セメントクリンカーと石灰石との混合物を結合剤として使用することを開示している。
【００１７】
独国特許出願公開第２，６２２，３４８号明細書（分類Ｃ２２Ｂ１／１４）、１９７６年１２月０２日、ムンリオ・ネイル（Munrio Neil）等（英国鉄鋼会社（British steel Corp.））は、高炉用途向けの所望の強度及び特性を得るために、グレート（格子）上で焼結することによりＦｅ−鉱石ペレットを製造するための結合剤としてベントナイト及び水の使用を開示している。
【００１８】
先行発明は、高炉用途に好適にするために、硬化には通常の大気条件で、蒸気圧下で、２００〜８００℃の温度の加熱下での硬化を含む熱間方法及び冷間方法により、鉄を含有する鉱石及び微粉のブリケット化及びペレット化の際に、結合剤として、石灰、糖蜜、セルロース、デキストリン、樹脂、ベントナイト、可塑性粘土、石灰石、ドロマイト、セメント、スラグ、鉱油、タール、フェノール、ケイ酸土類金属、塩化物及び硫酸塩のような種々のタイプの有機及び無機材料の使用を開示している。プロセスのなかには、高炉用途向けに１２００℃の温度でコールドボンド型ブリケット及びペレットの焼結も記載しているのもある。更に、プロセスのなかには、脱油及び熱間ブリケット化するために加熱によって油汚染の鉄スラグを使用することを記載しているのもある。
【００１９】
先行プロセスの欠点は、ブリケット及びペレットの製造に当って、種々の結合材料、蒸気硬化、加熱硬化、焼結及び加圧下で熱間圧密化を使用することであり、これらはエネルギー集約型である。大抵の有機結合剤及び無機結合剤は、低い温度（６００℃未満）で解離し、水に容易に可溶であり、これらの結合剤から作られたブリケット及びペレットは、耐久性、耐湿性、体積安定性及び熱安定性に関して充分な性能を発現しない。更に、硫酸塩、アルカリ、塩化物、リン酸を含む結合材料を使用すると、ブリケット及びペレットの焼結性及び還元性が低下する。これらのタイプの結合剤は、また、冶金プロセスに有害な不純物を追加し、炉命を絶ち、大気汚染の原因となる有害なガスや腐食性ガスを放出する。従って、前記の欠点を解消するプロセスを提供するニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の主な目的は、前記で詳述した欠点を取り除いて冶金用途向けに、鉄を含む水硬性鉱物結合剤による、鉄又は非鉄鉱石又は鉱物微粉の冷間ブリケット化及び冷間ペレット化プロセスを提供することである。
【００２１】
本発明のもう１つの目的は、加熱硬化、蒸気硬化、熱処理、熱間プレス成形のようなエネルギー集約型プロセスを省くブリケット化及びペレット化プロセスを提供することである。
【００２２】
本発明のなお、もう１つの目的は、冶金作業に有害な、望ましくない成分を構成する高価な多種類の結合材料の使用を置き換えるブリケット化及びペレット化プロセスを提供することである。
【００２３】
本発明のまた、もう１つの目的は、改良された化学的、物理的、熱的及び体積安定性特性を有するブリケット及びペレットを製造する、並びに更に良い冶金上の性能を付与するブリケット化及びペレット化プロセスを提供することである。
【００２４】
本発明の更にもう１つの目的は、広範囲の原料を使用し、冶金用及び高温炉での使用に好適なブリケット、ペレット、微細顆粒及びブロックを製造するブリケット化及びペレット化プロセスを提供することである。
【００２５】
本発明のもう１つの別の目的は、Ｆｅ−酸化物を含有する全ての種類の鉱物、及び炭素を含む材料をそのまま、或いは複合混合物の中で使用し、冶金用及び高温炉で使用するのに好適なブリケット、ペレット、微細顆粒及びブロックを製造するブリケット化及びペレット化プロセスを提供することである。
【００２６】
本発明のもう１つの目的は、ブリケット化及びペレット化プロセスのエネルギー効率化、無公害化及びコスト効率化を行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
従って、本発明は、鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、冶金用途向けの、鉄又は非鉄又は鉱物微粉の冷間ブリケット化及びペレット化プロセスを提供することであって、前記プロセスは：冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した８０〜９５重量％の粉塵／微粉／スラッジを、鉄を含む３〜１０重量％の水硬性鉱物結合剤と、随意に２〜６重量％の水及び０．０５〜０．２０重量％の界面活性剤と混合し、均質化した乾燥混合物／スラリーを形成する段階、前記乾燥混合物／スラリーをペレット化／圧密化して塊成化材料を形成する段階、並びに前記塊成化材料を大気に１０〜１４時間曝露したのち、湿分処理することにより前記塊成化材料を３〜２０日間硬化する段階、の各段階を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の主な長所は次の事項である：
１．  冶金粉塵以外の非鉄鉱物の冷間塊成化に適用可能。
２．  ブリケット化には最大１０ｍｍの比較的粗い粒径の粒子を、及びペレット製造には最大２ｍｍの粒径範囲の粒子を、エネルギー効率よく、経済的に使用。
３．  硬化条件は極めて単純で、且つ大気温度内にある。
４．  油及び炭素汚染材料の使用に適応可能。
５．  冷間及び熱間条件で、強度、体積安定性、長期貯蔵に対する耐湿性、焼結性及び還元性に関して比較的良い物理的及び冶金特性。
６．  冶金成分の一部として結合剤の形態で更なる鉄及び石灰の追加が可能。
７．  環境に優しく、且つガス状不純物の放出がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、冶金用途向けの、鉄又は非鉄又は鉱物微粉の冷間ブリケット化及びペレット化プロセスであって、前記プロセスは：
（ａ）  冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した粉塵／微粉／スラッジの形態の材料８４〜９５重量％を、鉄を含む４〜１０重量％の水硬性鉱物結合剤、随意に２〜６重量％の水及び０．０５〜０．２０重量％の界面活性剤と混合し、均質化した乾燥混合物／スラリーを形成する段階；
（ｂ）  段階（ａ）の前記乾燥混合物／スラリーをペレット化／圧密化して塊成化材料を形成する段階、並びに
（ｃ）  段階（ｂ）の前記塊成化材料を大気に１０〜１４時間曝露したのち、湿分処理することにより前記塊成化材料を３〜２０日間硬化する段階、
の各段階を含む。
【００３０】
本発明の１つの実施態様では、冶金／鉱物／炭素質／油で汚染した粉塵／微粉／スラッジが、鉄を含有する鉱石、高炉粉塵及びスラッジ、塩基性酸素炉（ＢＯＦ）粉塵及びスラッジ、ミルスケール並びに油及び炭素汚染スラッジ及び微粉、石灰、石灰石、ドロマイト、ダナイト、珪岩、コークス、炭素質材料及びそれの混合物から成る群から選ばれる。
【００３１】
本発明のもう１つの実施態様では、前記鉄を含む水硬性鉱物結合剤が、２０〜２５重量％のＦｅ２Ｏ３、４０〜６０重量％のＣａＯ及びＭｇＯ、並びに１２〜１８重量％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３を含有する。
【００３２】
本発明のなお、もう１つの実施態様では、前記界面活性剤がトリエタノールアミンである。
【００３３】
本発明のまたもう１つの実施態様では、前記塊成化材料が円柱状ブロック／ブリケット／ペレット／微細顆粒の形態である。
【００３４】
本発明の更にもう１つの実施態様では、前記混合物の粒径測定上の粒径がブロック／ブリケットでは約１０ｍｍになる。
【００３５】
本発明の別のもう１つの実施態様では、前記混合物の粒径測定上の粒径がペレット／微細顆粒では約２ｍｍになる。
【００３６】
本発明の更なるもう１つの実施態様では、前記鉄を含む水硬性鉱物結合剤が、１７０メッシュのＢＳＳふるいを少なくとも９０％通過し、最小表面積３００Ｍ２／ｋｇ（ブレーン（Ｂｌａｉｎｅ））を有する粉末度の乾燥粉末材料である。
【００３７】
本発明の１つの実施態様では、前記塊成化材料がブロック又はブリケットの形態で調製されるならば、段階（ａ）での混合段階過程で水が加えられる。
【００３８】
本発明のもう１つの実施態様では、段階（ｂ）では、前記スラリーが転動又は圧密化プレス装置に供給されブロック又はブリケットを形成する。
【００３９】
本発明のなお、もう１つの実施態様では、前記転動／圧密化プレス装置が、０．５〜５メートルトン（tonne）の範囲の圧密化荷重を印加される。
【００４０】
本発明のまたもう１つの実施態様では、前記塊成化材料がペレット又は微細顆粒の形態であるならば、段階（ｂ）では前記乾燥混合物がドラム又は円板造粒機に供給される。
【００４１】
本発明の更にもう１つの実施態様では、水及び界面活性剤がドラム又は円板造粒機の中で前記乾燥混合物に加えられ、ペレット／微細顆粒を形成する。
【００４２】
本発明の別のもう１つの実施態様では、前記乾燥混合物が、ペレット／微細顆粒を調製するためには鉄を含む少なくとも６重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきである。
【００４３】
本発明の更なる１つの実施態様では、前記スラリーが、ブロック／ブリケットを調製するためには鉄を含む少なくとも３重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきである。
【００４４】
本発明の１つの実施態様では、前記ペレットの粒径が８〜１６ｍｍの範囲内にある。
【００４５】
本発明のもう１つの実施態様では、前記微細顆粒の粒径が２〜８ｍｍの範囲内にある。
【００４６】
本発明のなお、もう１つの実施態様では、前記ペレット及び微細顆粒への顆粒化時間が約８分〜約１２分である。
【００４７】
本発明のまたもう１つの実施態様では、前記塊成化材料を、１２時間大気に曝露するのに続いて湿分処理することにより３〜２０日間硬化する。
【００４８】
本発明の更にもう１つの実施態様では、こうして製造されるブロック／ブリケットの冷間強度が、約２０日で約１０ＭＰａ〜約４０ＭＰａに達する。
【００４９】
本発明の更なる１つの実施態様では、こうして製造されるペレット／微細球体の冷間強度が、約２０日で約４ＭＰａ〜約１８ＭＰａに達する。
【００５０】
本発明のプロセスは、下記の実施例で詳細に説明されるが、例示であって、本発明の範囲をいかなる方法においても制約するものではない。
【００５１】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤、界面活性剤及び水は、ブロック、ブリケット、ペレット及び微細顆粒の製造のための混合物の配合に当って、種々の種類の冶金微粉及び鉱物微粉と混合される構成成分である。鉄を含む水硬性鉱物結合剤は、１７０メッシュのＢＳＳふるいによって少なくとも９０％を通過し、ポルトランドセメントのような最小表面積３００Ｍ２／ｋｇ（ブレーン）を有する粉末度の粉末材料である。結合剤は、水の存在で水和し、結合強度を発現する。界面活性剤は、結合剤の分散をし易くするように作用し、油状及び炭素質粒子への結合効果を高める液体の形態をしている。鉄を含む相の種類、他の鉱石材料の含量、固体炭素、油及び水分含量に応じて、構成成分は混合されて乾燥状態又は半分湿った状態で均質化混合物を作る。ブリケット化及びペレット化用の混合物を使用することにより水の添加が行なわれる。通常、ブリケット化混合物は、水が混合過程で加えられる湿潤形態で作られる。ペレット製造のための顆粒化の場合、乾燥混合物はペレット化過程で水の添加と共に使用される。特定の場合では、界面活性剤も水と一緒に使用される。トリエタノールアミンは界面活性剤であり、分散し易くするために及び油性表面粒子への結合剤の結合特性を高めるために、結合剤含量に応じて水（最小使用量として５ｍＬ／水１Ｌ）と一緒に使用される。従って、混合物の組成、及び鉄を含む鉱物結合剤の含量に基づき、ブリケット、ペレット又は微細顆粒の製造の際には、結合剤の均一な水和のために０．２〜１．８の比のＷ／Ｂ（水：結合剤）を維持するように水の添加が行なわれる。ブロック又はブリケットを製造する際に、及びペレット又は微細顆粒化混合物を製造する際に、各々、最大１０ｍｍのサイズの範囲の微粉、及び最大２ｍｍのサイズの範囲の微粉が、粒径測定上の画分である。ブリケット化の場合、混合物は転動型又は圧密化型又はプレス装置又は機械に供給され、ブリケット又はブロックが製造される。微粉誘導体の組成及び種類並びに混合物材料の粒径に基づいて、ブリケット化又はブロック形状生成物を製造するには、０．５〜５メートルトンの圧密化荷重又は圧密化圧力が印加される。ブリケット及びブロック製造用の混合物の中の結合剤含量は重量基準で３〜１０％である。結合剤のパーセンテージを多くしても最終生成物の用途に応じて使用可能である。ボール状ペレット又は微細顆粒化粒子の製造ために、所要量の水を加えることにより、最大２ｍｍの粒径から成る乾燥又は半湿潤混合物がドラム又は円板造粒機に供給される。混合物の球化（balling）時間は、直径８〜２０ｍｍのペレット及び粒径８ｍｍ未満の微細顆粒の製造には５〜１０分である。湿った混合物からこれらのブリケット、ブロック及びペレットの塊成化生成物の製造は、一時的凝結及び乾燥の影響を避けるために水と結合剤との接触の時から５時間以内が好ましい。
【００５２】
未熟成（green）のブリケット、ブロック及びペレット化生成物は、１２時間大気中に曝露されたままにされたのち、硬化のために１２時間毎に水分がスプレーされると冷間強度を発現する。ブリケット、ブロック及びペレットは、時間及び水中硬化と共に徐徐に冷間強度を得る。結合剤の水和強度は時間による漸進的プロセスであり、２０日目には生成物は強度のほぼ９５％に達する。しかし、３〜７日の時間では、全強度の約５０〜７０％が生成物の中で得られる。鉄を含む冶金誘導体の種類、鉱物微粉、粒径、３〜１０％の結合剤含量及び０．５〜５メートルトンの圧密化荷重によって、ブリケット化及びブロック形状生成物の冷間強度は２０日目には１０〜４０ＭＰａに達する。結合剤が含まれている未熟成のブリケット化及びブロック形状生成物の強度は、鋳造直後では圧縮強度として２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２を保持していて、１Ｍの高さからの鋼板上への３〜４回の落下に耐え、更に硬化するために、ベルトコンベア又は他のいずれかの輸送手段によって簡単に輸送するのに充分な強度を持つ。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、酸化鉄粒子（粒径−６．３ｍｍ）から成る円柱状ブリケットの、１、３、７及び２０日間の水中硬化後の冷間圧潰強度に及ぼす圧密化荷重、及び鉄を含む鉱物結合剤のパーセンテージの影響を図示している。円板又はドラム造粒機の中の球化によって製造されたペレットの場合、水中硬化の２０日目の圧潰強度は、６〜１８％の結合剤の存在で４〜１８ＭＰａを達成する。図２は、鉄を含む鉱物結合剤の存在での酸化鉄ペレット（直径８〜１２ｍｍ）の水中硬化の２０日目の圧潰強度を図示している。冶金用途向けの原料の化学に応じて、更に高いパーセンテージの結合剤を使用するとブリケット及びペレット化生成物は更に高い強度を達成できる。
【００５３】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤は、塊成化生成物の中で水和による冷間強度を発現するのに重要な役割をする。結合剤の化学成分は、Ｆｅ２Ｏ３が２５〜４５％の間で、ＣａＯ＋ＭｇＯが４０〜６０％の間で、そしてＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が１２〜１８％の間で変動する。鉱物学的には、結合剤のこれらの酸化物は、水和時には結合特性を付与するＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＳｉＯ２及びＣａＯ−ＳｉＯ２の種々の固溶体構造物の中に存在する。結合剤は、鉄を含むこれらの鉱物相から成る超微細粉末材料である。適切な水含量のペースト混合物を使うと鋳造時に結合剤それ自体（立方体）は、水和時には約７０〜８５ＭＰａの強度に達する。しかし、同じペースト混合物を圧密化圧力下で鋳造すると、水和強度は通常の強度より２０〜３０％向上する。図３は、通常の鋳造（ＣＣＰは０）、及び１、２、３メートルトンの圧密化圧力（ＣＣＰ）下での鋳造での強度に及ぼす、鉄を含む水硬性鉱物結合剤の性能を図示している。高温では結合剤の鋳造立方体は、構造水の消失により８００℃以下で水和強度の僅かな低下を示す。沈降酸化物相の結合によって８００℃の温度を超えると、結合剤の強度は著しく増大する。図４は、鉄を含む水硬性鉱物結合剤の鋳造立方体の強度の高温での増減の典型的現象を図示している。結合剤の強度の高温での増減の類似の現象は、塊成化生成物ではよく見られる。結合剤は鉄及び石灰値の有用な成分を冶金用途に好適な生成物に加えて、しかも塊成化生成物では最高６００℃まで高い強度を維持し、そして８００℃を越える温度では体積安定性及び熱安定性も維持する。図５は、高温での４〜１０％の結合剤から成る酸化鉄ブリケットの強度を示している。図６は、減圧下高温での酸化鉄ブリケットの強度の保持傾向を示している。図７は、減圧下高温での酸化鉄ペレットの強度の保持傾向を示している。結合剤の鉄及び石灰を含む構造体の水和沈降物の形成は、結合強度を付与するばかりでなく、塊成化生成物の中のＦｅ−酸化物粒子の初期焼結及び還元反応での促進剤としても作用する。図８の顕微鏡写真は、１０５０℃の温度での酸化加熱後の塊成化生成物中の結合剤相によるＦｅ−酸化物粒子の結合メカニズムを示している。結合剤は加熱時に主にカルシウム−亜鉄酸塩（ferrite）構造体を形成し、この構造体は塊成化粒子に強度を付与する。図９顕微鏡写真は、密閉型コークスチャンバーの中で１０５０℃で１時間、塊成化生成物を処理した後のＦｅ−酸化物からＦｅ−金属への還元の程度を示している。
【００５４】
大気条件で、高温での高強度の保持、体積安定性及び熱安定性、耐湿性、Ｆｅ−酸化物相の比較的急速な焼結及び還元の促進、並びに高温での腐食性ガスや不純物の放出のないことは、冶金用途及び他の用途向けに好適な、鉄及び非鉄金属微粉の冷間ブリケット及びペレットの製造における本プロセスの幾つかの固有の特徴である。
【００５５】
本プロセスの発明は、鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、Ｆｅを含む酸化物、鉄鉱石のような金属及びその他の鉱物微粉、高炉粉塵及びスラッジ、塩基性酸素炉（ＢＯＦ）粉塵及びスラッジ、ミルスケール及び油と炭素汚染スラッジ及び微粉、石灰、石灰石、ドロマイド、ダナイト、珪岩、コークス及び炭素質材料の種々の組み合わせ物からブリケット、ブロック及びペレット形状の塊成化材料を製造するための研究室規模の先導的一連の実験によって実現された。種々の用途向けの物理的、冶金的及び高温特性を評価するために塊成化生成物を検討した。
【００５６】
次の実施例は例示として示されていて、従って本発明の範囲を限定すると解釈されてはならない。
【実施例】
【００５７】
実施例１
鉄鉱石（粒径−６．３ｍｍ）３．６００ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤０．４００ｋｇ（鉱石基準で１０％）及び水０．１３０リットル［水対結合剤（Ｗ／Ｂ）比０．３２］を一緒にドラム混合物（drum mixture）の中に５分間混合する。次に、各２ｋｇの未熟成の混合物（green mixture）を使い、０．５メートルトン及び５メートルトンの圧縮荷重下で直径３０ｍｍの円柱状ブリケットを作る。ブリケットの同一重量を維持するために、ブリケット当り未熟成の混合物５５ｇを使用する。従って、０．５メートルトンの荷重下で圧縮比０．７０を有する３０個のブリケット、及び５メートルトンの荷重下で圧縮比０．６０を有する３０個のブリケットを作る。１２時間の後、両方のブリケット試料とも、結合剤の水和及び冷間強度の進展のために、普通の大気中で最長２０日間水中硬化する。ブリケットの冷間結合強度は、時間と共に、そして結合剤の水和率によって進展する。結合剤は、２０日目にはその水和強度のほぼ９０％に達し、９０日以内で平衡強度に達する。０．５メートルトン及び５．０メートルトンの圧縮荷重下で作った各ブリケットは、１、３、７、１４、２１及び２８日の水中硬化で冷間圧潰強度として、各々、約４．８、１１．０、１４．８、１８．５、２１．０及び２３．０ＭＰａ、並びに８．０、１４．２、２２．０、２７．０、３１．０及び３４．８ＭＰａを達成する。高温では、２３．０ＭＰａ及び３４．８ＭＰａの冷間強度を有するブリケットは、２００、４００、６００、８００、１０００、１２００及び１４００℃の温度での加熱後の圧潰強度として、各々、２２．８、２１．５、２０．５、１８．８、１６．０、２２．０及び２９．０ＭＰａ、並びに３４．５、３２．０、２９．５、２４．０、１７．０、２２．８及び３１．２ＭＰａを有する。鉄鉱石ブリケットは、体積を変化することなく、８００〜１０００℃の温度で或る程度の強度低下を示す。しかし、このブリケットは、１０００℃の温度を越えて加熱すると強度は更に高くなる。このブリケットの総減量は、１０００℃の温度で８〜１０％である。
【００５８】
実施例２
鉄鉱石（粒径−４ｍｍ）１．６８０ｋｇ、コークス粉塵（−０．５ｍｍ）０．１６０ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤０．１６０ｋｇ（重量基準で８％）、水７０ｍｌ及び界面活性剤２ｍｌをトレイの中で５分間混合する。未熟成の混合物を３メートルトンの圧縮荷重下でブリケット化すると０．６２の圧縮比で直径３０ｍｍの円柱状ブリケットを生成する。各ブリケットには５０ｇの混合物を使用。前記混合物から２０個のブリケットを作り水中で２８日間硬化する。複合鉄鉱石ブリケットを含有するコークスは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で各々、平均冷間圧潰強度として、６．４，１３．０，１８．６，２３．５，２５．８及び２７．０ＭＰａを達成する。
【００５９】
実施例３
ＢＯＦ粉塵（粒径−１ｍｍ）２．０００ｋｇ、ミルスケール（−３．０ｍｍ）０．８００ｋｇ、鉄鉱石（−２ｍｍ）０．８００ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤０．４００ｋｇ（重量基準で１０％）、水１２０ｍｌ及び界面活性剤５ｍｌを、一緒にドラム混合物の中に５分間混合する。各２ｋｇの未熟成の混合物を使い、４メートルトン及び５メートルトンの圧縮荷重下で直径３０ｍｍの円柱状ブリケットを作る。各ブリケット毎に使用した未熟成の混合物の重量は４５ｇである。従って、４メートルトン及び５メートルトンの荷重下で４０個のブリケットを作り２８日間水中硬化する。４メートルトン及び５メートルトンの圧縮荷重下で作ったブリケットは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で、平均冷間圧潰強度として、各々、５．５，１３．５，１８．５，２２．０，２４．４及び２６．２ＭＰａ、並びに８．０、１６．３、２１．５、２５．０、２６．８及び２８．５ＭＰａを達成する。
【００６０】
実施例４
ミルスケール（粒径−４．０ｍｍ）３．２００ｋｇ、Ｆｅを含む油性スラッジ０．４００ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤０．４００ｋｇ（重量基準で１０％）、界面活性剤８ｍｌ及び水１２０ｍｌを使い混合物を調製する。ミルスケール、Ｆｅを含む油性スラッジ、界面活性剤を一緒にドラム混合物の中に混合しＦｅ−金属粒子の表面特性を改善する。次に、結合剤及び水を前記混合物に加えて５分間充分に混合する。４ｋｇの未熟成の混合物を使い３メートルトン及び５メートルトンの圧縮荷重下で直径３０ｍｍの円柱状ブリケットを作る。ブリケット当り５０ｇの未熟成の混合物を使用する。２つの異なる圧縮荷重（３メートルトン、５メートルトン）で２０個のブリケットを調製し１２時間後に２８日間水中硬化する。３メートルトン及び５メートルトンの圧縮荷重下で作ったブリケットは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で、冷間圧潰強度として、各々、５．０，１２．０，１７．０，２１．０，２３．５及び２４．８ＭＰａ、並びに５．６、１３．８、１８．８、２２．５、２５．０及び２６．５ＭＰａを達成する。
【００６１】
実施例５
粉コークス（粒径−３．０ｍｍ）３．６００ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤０．４００ｋｇ（重量基準で１０％）、水２５０ｍｌ及び界面活性剤８ｍｌをドラム混合物の中に５分間混合する。次に、混合物をブリケット化し２メートルトン及び３メートルトンの圧縮荷重下で直径３０ｍｍの円柱状ブリケットを作る。ブリケットには３０ｇの混合物を使用する。２メートルトン及び３メートルトンの圧縮荷重下で作ったコークスブリケットを、２４時間後に別々に２８日間水中硬化する。２メートルトンの圧力下で作ったブリケットは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の硬化で、冷間圧潰強度として、各々、２．０、４．０，７．０，８．５，９．６及び１０．０ＭＰａを有する。同じ様に、３メートルトンの圧縮圧力下で作ったコークスブリケットは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で、各々、２．３，５．０，８．０，１０．５，１１．８及び１２．５ＭＰａの圧潰強度を達成する。
【００６２】
実施例６
鉄鉱石（粒径−１０．０ｍｍ）７．０００ｋｇ、ミルスケール（−３．００ｍｍ）２．００ｋｇ、鉄に富む鉱物結合剤１．０００ｋｇ（重量基準で１０％）、水３５０ｍｌ及び界面活性剤５ｍｌを一緒にドラム混合物の中に５分間混合する。４００ｇの混合物を使い、（５×５×５）ｃｍの寸法のモールドを使って２分間の振動時間を発生するキューブバイブレータ（cube vibrator）によりブロックを鋳造する。鋳造の２４時間後にブロックをモールドから取り出し、次いで最長２８日間の硬化をするために水タンク（２８±２℃）の中に浸漬する。７日毎の間隔でタンクの水を淡水で更新する。ブロックの冷間強度は１、３、７、１４、２１及び２８日間の間隔で測定する。ブロックは、１、３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で圧潰強度として、４．０，８．０，１２．４，１４．０，１６．５及び１７．６ＭＰａを達成する。
【００６３】
実施例７
鉄鉱石粉末（粒径−２．０ｍｍ）、及び鉄を含む鉱物結合剤を混合し、コールドボンド型ペレットの製造のための乾燥混合物を調製する。各々、８％及び１６％（重量基準で）の結合剤を含有する１０ｋｇの混合物を、ドラム混合物の中に混合することにより作る。３０°の設定角度の直径１ｍのパン形円板造粒機により、水の存在で［水：結合剤（Ｗ／Ｂ）比：１．２］８％及び１６％の結合剤を含有する各混合物試料をペレット化し、粒径８〜１６ｍｍのボールを作る。各ケースともペレット化時間は１０分間を維持し、嵩密度２０００〜２２５０ｋｇ／ｍ３の未熟成のペレットを得る。２４時間後に各混合物の未熟成のペレットを最長２８日間水中で硬化する。ペレットの冷間強度（１０個のペレットの平均値を採用）は、３、７、１４、２１及び２８日間の硬化で測定する。３、７、１４、２１及び２８日間の水中硬化で、各々、８％結合剤のペレットについて、平均冷間圧潰強度は、４０、６８、１１５、１５０及び１７３ｋｇ、並びに１６％の結合剤のペレットについては、６２、９８、１３６、１８０及び２０２ｋｇが得られる。２８日間の硬化後のペレットで得た強度は全く安定で、６００℃の温度で加熱しても元のままである。
【００６４】
実施例８
石灰石粉末（粒径−３．００ｍｍ）４．７５０ｋｇ、及び鉄を含む鉱物結合剤０．２５０ｋｇ（重量基準で５％）、水１００ｍｌをドラムの中で３分間混合し未熟成の混合物を作る。各々、２．５００ｋｇの未熟成の混合物をブリケット化し、２メートルトン及び４メートルトンの圧密化荷重を印加することにより円柱形状（直径３０ｍｍ）ブリケットを作る。ブリケット当り５０ｇの未熟成の混合物を使用して同じ重量を維持する。２メートルトン及び４メートルトンの圧密化荷重下で鋳造したブリケットを別々に１２時間間隔で水中硬化する。２メートルトンの荷重で作ったブリケットは、１、３、７、１４及び２１日間の水中硬化で圧潰強度として、３．０、６．０、９．０、１２．５及び１４．０ＭＰａを達成する。４メートルトンの圧密化荷重下で調製した同じ組成のブリケットは、１、３、７、１４及び２１日間の硬化で圧潰強度として、約４．０、７．２、１０．５、１３．８及び１５．４ＭＰａを示す。
【００６５】
これらの実施例は、ブリケット及びブロックの場合には、粒径、結合剤含量、圧密化荷重の範囲及び圧密化係数、ペレットの場合には、顆粒化時間、水と結合剤との比等が、冷間ブリケット、ペレット及び微細顆粒の製造の際の幾つかの変動要因であることを示している。塊成化生成物の冷間強度は時間と共に徐々に増加する。しかし、時間及び生産性を考慮すると、３〜７日間の水中硬化が工業生産では理想的である。目的、即ち材料の種類及び化学組成の制約に応じて、結合剤の最小要求事項が、塊成化生成物の用途を基準とする決定的要因である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１（ａ）】円柱状ブリケットの冷間圧潰強度に及ぼす圧密化荷重、及び鉄を含む鉱物結合剤のパーセンテージの影響を表す図である。
【図１（ｂ）】円柱状ブリケットの冷間圧潰強度に及ぼす圧密化荷重、及び鉄を含む鉱物結合剤のパーセンテージの影響を表す図である。
【図１（ｃ）】円柱状ブリケットの冷間圧潰強度に及ぼす圧密化荷重、及び鉄を含む鉱物結合剤のパーセンテージの影響を表す図である。
【図１（ｄ）】円柱状ブリケットの冷間圧潰強度に及ぼす圧密化荷重、及び鉄を含む鉱物結合剤のパーセンテージの影響を表す図である。
【図２】鉄を含む鉱物結合剤の存在での酸化鉄ペレットの水中硬化の２０日目の圧潰強度を表す図である。
【図３】通常の鋳造及び種々の圧密化圧力下の鋳造での強度に及ぼす、鉄を含む水硬性鉱物結合剤の性能を表す図である。
【図４】鉄を含む水硬性鉱物結合剤の鋳造立方体の高温での強度の増減の典型的現象を表す図である。
【図５】高温での酸化鉄ブリケットの強度を表す図である。
【図６】減圧下高温での酸化鉄ブリケットの強度の保持傾向を表す図である。
【図７】減圧下高温での酸化鉄ペレットの強度の保持傾向を表す図である。
【図８】１０５０℃における酸化加熱後の塊成化生成物中の結合剤相によるＦｅ−酸化物粒子の結合メカニズムを表す顕微鏡写真である。
【図９】密閉型コークスチャンバーの中で１０５０℃、１時間、塊成化生成物を処理した後のＦｅ−酸化物からＦｅ−金属への還元の程度を表す顕微鏡写真である。
【図１（ａ）】
2006508251.tif 000002
【図１（ｂ）】
2006508251.tif 000003
【図１（ｃ）】
2006508251.tif 000004
【図１（ｄ）】
2006508251.tif 000005
【図２】
2006508251.tif 000006
【図３】
2006508251.tif 000007
【図４】
2006508251.tif 000008
【図５】
2006508251.tif 000009
【図６】
2006508251.tif 000010
【図７】
2006508251.tif 000011
【図８】
2006508251.tif 000012
【図９】
2006508251.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月13日(2005.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤を使い、冶金用途向けの、鉄もしくは非鉄鉱石又は鉱物微粉の冷間ブリケット化（cold briquetting）及びペレット化プロセスであって、前記プロセスは：
（ａ）  冶金もしくは鉱物もしくは炭素質もしくは油で汚染した粉塵もしくは微粉もしくはスラッジの形態の材料８４〜９５重量％を、ＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＳｉＯ２より選択される鉄含有鉱物相を一つ以上有し鉄を含む４〜１０重量％の水硬性鉱物結合剤、随意に２〜６重量％の水及び０．０５〜０．２０重量％の界面活性剤と混合し、均質化した乾燥混合物／スラリーを形成する段階；
（ｂ）  段階（ａ）の前記乾燥混合物／スラリーをペレット化／圧密化して塊成化材料を形成する段階、並びに
（ｃ）  段階（ｂ）の前記塊成化材料を大気に一日辺り１０〜１４時間曝露したのち、前記塊成化材料を加湿することにより前記塊成化材料を３〜２０日間硬化する段階、
の各段階を含むことを特徴とする前記プロセス。
【請求項２】
冶金もしくは鉱物もしくは炭素質もしくは油で汚染した粉塵もしくは微粉もしくはスラッジが、鉄を含有する鉱石、高炉粉塵及びスラッジ、塩基性酸素炉（ＢＯＦ）粉塵及びスラッジ、ミルスケール並びに油及び炭素汚染スラッジ及び微粉、石灰、石灰石、ドロマイト、ダナイト、珪岩、コークス、炭素質材料及びそれの混合物から成る群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記鉄を含む水硬性鉱物結合剤が、２０〜４５重量％のＦｅ２Ｏ３、４０〜６０重量％のＣａＯ及びＭｇＯ、並びに１２〜１８重量％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３を含有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記界面活性剤がトリエタノールアミンであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記塊成化材料が円柱状ブロックもしくはブリケットもしくはペレットもしくは微細顆粒の形態であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記混合物の粒径測定上の粒径がブロックもしくはブリケットでは約１０ｍｍになることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記混合物の粒径測定上の粒径がペレットもしくは微細顆粒では約２ｍｍになることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記塊成化材料がブロック又はブリケットの形態で調製されるならば、段階（ａ）での混合段階過程で水が加えられることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
段階（ｂ）では、前記スラリーが転動又は圧密化プレス装置に供給されブロック又はブリケットを形成することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記転動もしくは圧密化プレス装置が、０．５〜５メートルトンの範囲の圧密化荷重を印加されることを特徴とする請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記塊成化材料がペレット又は微細顆粒の形態であるならば、段階（ｂ）では前記乾燥混合物がドラム又は円板造粒機に供給されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
水及び界面活性剤が、ドラム又は円板造粒機の中で前記乾燥混合物に加えられ、ペレットもしくは微細顆粒を形成することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記乾燥混合物が、ペレットもしくは微細顆粒を調製するためには鉄を含む少なくとも６重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記スラリーが、ブロック／ブリケットを調製するためには鉄を含む少なくとも３重量％の水硬性鉱物結合剤を含有すべきであることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記ペレットの粒径が８〜１６ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記微細顆粒の粒径が２〜８ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記ペレット及び微細顆粒への顆粒化時間が約８分〜１２分の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記塊成化材料を、１２時間大気に曝露するのに続いて塊成化材料を加湿することにより３〜２０日間硬化することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１９】
こうして製造されるブロックもしくはブリケットの冷間強度が、約２０日で約１０ＭＰａ〜約４０ＭＰａに達することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項２０】
こうして製造されるペレットもしくは微細球体の冷間強度が、約２０日で約４ＭＰａ〜約１８ＭＰａに達することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
鉄を含む水硬性鉱物結合剤は、塊成化生成物の中で水和による冷間強度を発現するのに重要な役割をする。結合剤の化学成分は、Ｆｅ２Ｏ３が２０〜４５％の間で、ＣａＯ＋ＭｇＯが４０〜６０％の間で、そしてＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３が１２〜１８％の間で変動する。鉱物学的には、結合剤のこれらの酸化物は、水和時には結合特性を付与するＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＳｉＯ２及びＣａＯ−ＳｉＯ２の種々の固溶体構造物の中に存在する。結合剤は、鉄を含むこれらの鉱物相から成る超微細粉末材料である。適切な水含量のペースト混合物を使うと鋳造時に結合剤それ自体（立方体）は、水和時には約７０〜８５ＭＰａの強度に達する。しかし、同じペースト混合物を圧密化圧力下で鋳造すると、水和強度は通常の強度より２０〜３０％向上する。図３は、通常の鋳造（ＣＣＰは０）、及び１、２、３メートルトンの圧密化圧力（ＣＣＰ）下での鋳造での強度に及ぼす、鉄を含む水硬性鉱物結合剤の性能を図示している。高温では結合剤の鋳造立方体は、構造水の消失により８００℃以下で水和強度の僅かな低下を示す。沈降酸化物相の結合によって８００℃の温度を超えると、結合剤の強度は著しく増大する。図４は、鉄を含む水硬性鉱物結合剤の鋳造立方体の強度の高温での増減の典型的現象を図示している。結合剤の強度の高温での増減の類似の現象は、塊成化生成物ではよく見られる。結合剤は鉄及び石灰値の有用な成分を冶金用途に好適な生成物に加えて、しかも塊成化生成物では最高６００℃まで高い強度を維持し、そして８００℃を越える温度では体積安定性及び熱安定性も維持する。図５は、高温での４〜１０％の結合剤から成る酸化鉄ブリケットの強度を示している。図６は、減圧下高温での酸化鉄ブリケットの強度の保持傾向を示している。図７は、減圧下高温での酸化鉄ペレットの強度の保持傾向を示している。結合剤の鉄及び石灰を含む構造体の水和沈降物の形成は、結合強度を付与するばかりでなく、塊成化生成物の中のＦｅ−酸化物粒子の初期焼結及び還元反応での促進剤としても作用する。図８の顕微鏡写真は、１０５０℃の温度での酸化加熱後の塊成化生成物中の結合剤相によるＦｅ−酸化物粒子の結合メカニズムを示している。結合剤は加熱時に主にカルシウム−亜鉄酸塩（ferrite）構造体を形成し、この構造体は塊成化粒子に強度を付与する。図９顕微鏡写真は、密閉型コークスチャンバーの中で１０５０℃で１時間、塊成化生成物を処理した後のＦｅ−酸化物からＦｅ−金属への還元の程度を示している。


【国際調査報告】
2006508251.tif 000014
2006508251.tif 000015
2006508251.tif 000016