(57)【要約】【課題】クリンカー中に存在する金属鉄を効率良く分離して回収する方法を提供する。【解決手段】電炉ダストから亜鉛等を回収した後、副生するクリンカー中の金属鉄を分離して回収する金属鉄回収方法において、クリンカーを粉砕してクリンカー粉とし、クリンカー粉を比重選別して重クリンカー粉と軽クリンカー粉に分離し、次いで重クリンカー粉を磁力選別して磁石に吸着される着磁クリンカーと磁石に吸着されない非着磁クリンカーに分離し、着磁クリンカー粉を回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電炉ダストから亜鉛等を回収した後、副生するクリンカー中の金属鉄を分離して回収する金属鉄回収方法において、前記クリンカーを粉砕してクリンカー粉とし、前記クリンカー粉を比重選別して重クリンカー粉と軽クリンカー粉に分離し、次いで前記重クリンカー粉を磁力選別して磁石に吸着される着磁クリンカーと磁石に吸着されない非着磁クリンカーに分離し、前記着磁クリンカー粉を回収することを特徴とする金属鉄回収方法。
【請求項２】
前記クリンカーの粉砕を粗粉砕と微粉砕の２段階に分けて行ない、粗粉砕して得られたクリンカー粉のうち、粒径40μm以下のクリンカー粉を比重選別し、粒径40μmを超えるクリンカー粉をさらに微粉砕して比重選別することを特徴とする請求項１に記載の金属鉄回収方法。
【請求項３】
前記比重選別を行なうクリカー粉の粒径が１〜40μmの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属鉄回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉で発生するダスト（以下、電炉ダストという）から亜鉛等を回収した残滓（いわゆるクリンカー）中の金属鉄を回収する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電炉ダストの中には、25質量％程度の亜鉛等が含まれており、種々の装置（たとえばウェルツキルン等）を用いて亜鉛等を回収して再利用している。一方、電炉ダストから亜鉛等を回収した残渣はクリンカーと呼ばれており、過去には埋め立て等の土木工事に使用されていたが、環境基準が厳しくなり、現在では有効な活用方法がない。
ところがクリンカーには金属鉄が25質量％程度含まれており、この金属鉄をクリンカーから分離して回収し、電気炉にて鉄原料として使用すれば、資源の有効再利用としての効果が得られる。
【０００３】
そこで、クリンカー中の金属鉄を分離して回収する技術が種々検討されている。たとえば、クリンカーを粉砕して磁力選別する技術は、金属鉄を磁石に吸着させることによって、金属鉄を回収するものである。しかし金属鉄は微細な粒子としてクリンカー中に存在するので、粉砕されたクリンカーの粒径によっては、金属鉄を含有するにも関わらず磁石に吸着しないという問題が生じる。つまり粉砕したクリンカーを磁力選別する技術は、金属鉄の回収効率向上の観点から改善の余地が残されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような問題を解消し、クリンカー中に存在する金属鉄を効率良く分離して回収する方法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】
【０００５】
本発明は、電炉ダストから副生するクリンカー中の金属鉄を分離して回収する金属鉄回収方法において、クリンカーを粉砕してクリンカー粉とし、クリンカー粉を比重選別して重クリンカー粉と軽クリンカー粉に分離し、次いで重クリンカー粉を磁力選別して磁石に吸着される着磁クリンカーと磁石に吸着されない非着磁クリンカーに分離し、着磁クリンカー粉を回収する金属鉄回収方法である。
【０００６】
本発明の金属鉄回収方法においては、クリンカーの粉砕を粗粉砕と微粉砕の２段階に分けて行ない、粗粉砕して得られた粉砕物のうち粒径40μm以下のクリンカー粉を比重選別し、粒径40μmを超える粉砕物をさらに微粉砕して得られたクリンカー粉を比重選別することが好ましい。また、比重選別を行なうクリンカー粉の粒径が１〜40μmの範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クリンカー中に存在する金属鉄を効率良く回収できる。本発明を適用して分離したクリンカー粉は、電気炉における鉄原料として利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を適用して金属鉄を回収する手順を説明する。
まず、粉砕機を用いてクリンカーを粉砕する。粉砕機の型式は特に限定せず、従来から知られている粉砕機（たとえばハンマーミル，ボールミル等）を使用する。粉砕して得られたクリンカーの粉体を、原材料のクリンカーと区別するために、クリンカー粉と記す。ここで、クリンカー粉とは、金属鉄の粒子（あるいは金属鉄を含有する粉体）とスラグ成分の粉体との混合物である。
【０００９】
次いで、図１に示すように、クリンカー粉を比重選別する。この比重選別は、金属鉄の粒子（あるいは金属鉄を含有する粉体）とスラグ成分の粉体との比重差を利用して、それぞれ選別して分離する技術である。
金属鉄は粒径１〜10μmの粒子として存在するので、粒径が40μmを超えるクリンカー粉は、金属鉄の粒子に多量のスラグ成分が付着している。そのため、スラグ成分の粉体との比重差が顕著に現われないので、比重選別の精度が低下する。したがって、比重選別に供するクリンカー粉の粒径は40μm以下が好ましい。
【００１０】
粒径40μm以下のクリンカー粉を分級して比重選別に供する場合は、図２に示すように、クリンカーの粉砕を粗粉砕と微粉砕の２段階に分けて行なう。つまり粗粉砕によって得られたクリンカー粉のうち、粒径40μm以下のクリンカー粉は、そのまま比重選別に供する。一方、粒径が40μmを超えるクリンカー粉は、さらに微粉砕して比重選別に供する。
この場合は、微粉砕した後も、粒径40μm以下のクリンカー粉を分級して比重選別に供するのが好ましい。ただし微粉砕した後は、必ずしも粒径40μm以下のクリンカー粉を分級する必要はない。その理由は、微粉砕の後では、粒径が40μmを超えるクリンカー粉の比率が大幅に低下するからである。
【００１１】
なお、既に説明した通り金属鉄は粒径１〜10μmの粒子として存在するので、粒径が１μm未満のクリンカー粉はスラグ成分の粉体である。したがって、比重選別に供するクリンカー粉は１〜40μmの範囲内が好ましい。
比重選別は、比較的重いクリンカー粉（以下、重クリンカー粉という）と比較的軽いクリンカー粉（以下、軽クリンカー粉という）とを、その比重差を利用して分離するものであり、乾式比重選別と湿式比重選別に大別される。乾式比重選別は、遠心力を付与して重クリンカー粉を遠方に移動させる選別方法（いわゆる遠心分離）等である。湿式比重選別は、液体にクリンカー粉を投入して重クリンカー粉を沈降させる選別方法（いわゆる浮遊分離）等である。本発明では、いずれの比重選別も使用できる。ただし湿式比重選別を採用すると、後述する磁力選別に先立って、重クリンカー粉に付着した液体を除去しなければならない。したがって、乾式比重選別を採用するのが好ましい。
【００１２】
比重選別によって分離した重クリンカー粉は、金属鉄の粒子（あるいは金属鉄を含有する粉体）やスラグ成分の大粒粉体である。この重クリンカー粉を回収して磁力選別を行なう。
磁力選別は、磁石に吸着される重クリンカー粉（以下、着磁クリンカー粉という）と磁石に吸着されない重クリンカー粉（以下、非着磁クリンカー粉という）とを分離するものであり、回転式磁力選別と吊上げ式磁力選別に大別される。回転式磁力選別は、磁石を内蔵する回転ドラムの上方から重クリンカー粉を落下させ、回転ドラムの外面に吸着される着磁クリンカー粉と回転ドラムから滑落する非着磁クリンカー粉とを分離する選別方法である。吊上げ式磁力選別は、垂下した磁石に着磁クリンカー粉を吸着させて上方へ吊り上げる選別方法である。本発明では、いずれの磁力選別も使用できる。ただし磁力選別の効率向上の観点から、回転式磁力選別を採用するのが好ましい。
【００１３】
磁力選別によって分離した着磁クリンカー粉は、金属鉄の粒子あるいは金属鉄を含有する粉体である。
このようにして、金属鉄が30質量％程度含まれているクリンカーから分離して回収した着磁クリンカー粉には、金属鉄が70質量％程度含まれている。したがって、この着磁クリンカー粉は電気炉における鉄原料として利用できる。その際には、着磁クリンカー粉にバインダーを添加して所定の形状に加圧成形することが好ましい。
【実施例】
【００１４】
電気炉ダストから副生したクリンカーをハンマーミルで粗粉砕してクリンカー粉とし、さらに分級して粒径40μm以下のクリンカー粉を分離した。粒径が40μmを超えるクリンカー粉は再度ハンマーミルで微粉砕した。なお、クリンカー中に存在する金属鉄は28質量％であった。
次いで図２に示すように、得られたクリンカー粉の比重選別を行ない、重クリンカー粉と軽クリンカー粉とを分離した。その収率は、重クリンカー粉：軽クリンカー粉＝４：６であり、重クリンカー粉中に存在する金属鉄は56質量％であった。なお、比重分離は遠心分離を採用した。
【００１５】
次に、この重クリンカー粉を磁力選別に供した。磁力選別は回転式磁力選別を採用し、図３に示すように、磁石１を内蔵する回転ドラム２の上方から重クリンカー粉３を落下させ、回転ドラム２の外面に吸着される着磁クリンカー粉3aと回転ドラム２から滑落する非着磁クリンカー粉3bとを分離した。着磁クリンカー粉3a中に存在する金属鉄は68質量％であった。
【００１６】
こうして着磁クリンカー粉を回収し、バインダーを添加して所定の形状に加圧成形した後、電気炉における鉄原料として使用した。その結果、電気炉の操業に問題は生じないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用して金属鉄を回収する工程の例を示すフロー図である。
【図２】本発明を適用して金属鉄を回収する工程の他の例を示すフロー図である。
【図３】回転式磁力選別機の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  磁石
２  回転ドラム
３  重クリンカー粉
3a  着磁クリンカー粉
3b  非着磁クリンカー粉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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