(57)【要約】      （修正有）【課題】塊成物の全てが完全に溶融しない半溶融状態で得られる還元鉄とスラグについて、還元鉄とスラグの分離性を高める技術を提供する。【解決手段】酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物の一部が溶融するように加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程とをこの順で含む還元鉄とスラグの混合物の製造方法。塊成物の加熱は完全に溶融する温度未満で行い、融点調整剤は少なくともＣａＯ供給物質を含み、塊成物に配合するＣａＯ供給物質の量を、塊成物中のＣａＯ量およびＳｉＯ2量から求められるスラグの塩基度［ＣａＯ／ＳｉＯ2］が０．２以上、０．９未満となるようにし、さらに融点調整剤の配合量を調整し、塊成物を加熱するときの最高温度より１００℃引いた温度における該塊成物に含まれる脈石の溶融量を５０質量％以上とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物の一部が溶融するように加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程と
をこの順で含むことを特徴とする還元鉄とスラグの混合物の製造方法。
【請求項２】
酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程と、
得られた塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で前記塊成物を加熱することにより、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程と
をこの順で含むことを特徴とする還元鉄とスラグの混合物の製造方法。
【請求項３】
前記融点調整剤は少なくともＣａＯ供給物質を含み、塊成物に配合するＣａＯ供給物質の量を、前記塊成物中のＣａＯ量およびＳｉＯ2量から求められるスラグの塩基度［ＣａＯ／ＳｉＯ2］が０．２以上、０．９未満となるように調整する請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ＣａＯ供給物質として、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2、およびＣａＣＯ3よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合する請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記融点調整剤の配合量を調整し、前記塊成物を加熱するときの最高温度より１００℃引いた温度における該塊成物に含まれる脈石の溶融量を５０質量％以上とする請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
前記脈石の前記溶融量は、前記塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3の三成分の量に基づいて決定される請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記脈石の前記溶融量は、前記塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯの四成分の量に基づいて決定される請求項５に記載の製造方法。
【請求項８】
前記塊成物の加熱は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量が、該三元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行う請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記塊成物の加熱は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が、該四元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行う請求項１〜５、７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
前記塊成物の加熱は、１２００〜１４５０℃で行う請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
前記酸化鉄含有物質として、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する鉄鉱石を用いる請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化鉄含有物質と炭材とを含む塊成物を加熱して還元鉄とスラグの混合物を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鉱石などの酸化鉄含有物質から還元鉄を製造する製鉄法としては、
（１）鉄鉱石を含む焼成ペレットをシャフト炉内で約１０００℃に加熱して還元ガスによって焼成ペレットに含まれる酸化鉄を還元する方法や、
（２）炭材（固体還元材）と鉄鉱石とを混合して塊成化した塊成物を移動炉床炉（ロータリーハース）に供給して約１３００℃で加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する方法や、
（３）炭材（固体還元材）と鉄鉱石とを混合して塊成化した塊成物を移動炉床炉に供給して加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元したのちに、さらに約１４５０℃まで加熱して還元鉄を溶融させ、表面張力の差などにより還元鉄とスラグに分離する方法、
等が知られている。
【０００３】
こうした還元鉄の製造方法について、例えば、特許文献１〜４の技術が知られている。
【０００４】
上記（１）の方法について、例えば、特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、鉄鉱石を直接還元して粉砕し、鉄と脈石を分離後、更に両者を粉砕して、それぞれから、鉄を回収することが記載されている。還元ガスとしてはＣＯガスやＨ2ガスを使用できること、加熱温度は７００〜１２００℃とすること、粉砕は金属鉄を片状に延ばすことのできるロールクラッシャ等を使用できること、鉄と脈石の分離には、２０メッシュ篩による分離や、磁選分離を組み合わせて行うことが記載されている。
【０００５】
上記（２）の方法について、例えば、特許文献２の技術が知られている。特許文献２には、鉄原料と石炭とを含有する混合物を高温度雰囲気下で加熱還元処理し、得られた還元鉄を粉砕処理し、次いで、所定の粒径を境に粒度選別している。具体的には、粒度選別機にて平均粒径１００μｍを超える粒子と平均粒径１００μｍ以下の粒子に分離・選別している。そして平均粒径１００μｍ以下の還元鉄粒子を、磁力により、鉄分を多く含む強磁着物粒子と鉄分の少ない弱磁着物粒子とに分離し、粒度選別された上記所定粒径を超える還元鉄粒子と上記強磁着物粒子とを還元鉄として用いている。一方、弱磁着物粒子には、鉄分は少なく、スラグ分を多く含むため、そのままセメントやアスファルトとして再利用されている。従って上記特許文献２では、鉄分の少ない弱磁着物粒子からスラグを分離し、鉄分を回収して鉄源として利用することについては全く考慮されていない。
【０００６】
上記（３）の方法について、例えば、特許文献３や特許文献４の技術が知られている。これらのうち特許文献３には、複数種のダストおよび炭材で構成される含炭ペレットを製造し、これを回転炉床方式の焼成炉で１２５０〜１３５０℃の温度で還元処理することにより、ペレット内部のダストは炭材で還元され、粒内物質移動によって凝集したメタリック鉄粒子が、ダストの脈石から生成したＦｅＯを含む低融点のスラグ部分から、自然に分離する作用を利用してメタリック鉄粒子を抽出し高品位粒状還元鉄を製造する製鉄ダストからの高品位還元鉄の製造方法が記載されている。この文献には、回転炉床方式の焼成炉で得られた還元鉄をスクリーンを用いて篩分けし、直径５ｍｍ以上の還元鉄を製品として回収することが記載されている。特許文献４には、鉄鉱石および炭材で構成される含炭ペレットを製造し、これを回転炉床方式の焼成炉で１２５０〜１３５０℃の温度で還元した後に、さらに炉内温度を１４００〜１５００℃に上昇させ溶融し、金属鉄を凝集させることで高純度の粒状金属鉄を得る方法が記載されている。しかし上記特許文献３、４では、還元鉄を完全に溶融させることにより還元鉄とスラグを分離しており、塊成物が完全に溶融しない状態で得られる還元鉄とスラグとの混合物の分離性を向上させることについては全く考慮されていない。また、スラグ量が増加すると、金属鉄の凝集性が劣化し、金属鉄とスラグの分離性が悪くなる。金属鉄とスラグの分離性が悪くなると、金属鉄の回収率が低下し、生産性が悪くなる。なお、上記特許文献４には、鉄鉱石等に含まれる脈石成分などのスラグ形成成分も加味した原料中に含まれる全スラグ形成成分の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2比）を０．６〜１．８とすることが開示されている。しかし上記特許文献４では、粒状金属鉄中の硫黄［Ｓ］の含有量を低減するために塩基度を調整しており、この文献には、塩基度と塊成物が完全に溶融していない状態でのスラグの溶融状態との関係については全く記載されていない。
【０００７】
ところで、上記鉄鉱石には脈石が含まれている。脈石とは、鉱山で採掘された鉄鉱石（粗鉱）を構成している成分のうち、有用金属を含む鉱物以外の成分であり、通常、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの酸化物で構成されている。脈石量の多い低品位な鉄鉱石を用いると、次のような問題が発生し易くなる。即ち、上記（１）の方法で低品位な鉄鉱石を用いると、焼成ペレットを還元したときに生成するスラグ量が多くなるが、還元過程において金属鉄とスラグが分離されないため、還元鉄に全スラグが残留する。そのため上記鉄鉱石としては、脈石量の少ない高品位な鉄鉱石が好適に用いられる。
【０００８】
上記（２）の方法で低品位な鉄鉱石を用いると、鉄鉱石に含まれる脈石と炭材に含まれている灰分とが相俟って、塊成物に含まれるスラグ成分量が多くなるため、得られる還元鉄量にスラグを多く含有し鉄品位が低下する。上記（３）の方法で低品位な鉄鉱石を用いると、溶融させた際に生成するスラグ量が多くなり、溶融したスラグが未溶融の還元鉄を覆ってしまうため、還元鉄に熱が加わることが阻害されて、還元鉄とスラグの十分な分離が行えないことがある。
【０００９】
上記（１）〜（３）の方法で得られた還元鉄は、例えば、電気炉精錬の原料として用いることができるが、電気炉内へ同時に持ち込まれる脈石量は少ないことが要求される。脈石量が多くなると、電気炉精錬時にスラグが多量に発生し、精錬に必要となるエネルギーが増加するためである。
【００１０】
上記鉄鉱石に含まれる脈石のうち、ＳｉＯ2成分は最も多く、一般的な脈石成分であるが、上記電気炉精錬の原料として用いられる鉄源に含まれるＳｉＯ2量は、６質量％以下（望ましくは３．７質量％以下）に制限されている。しかし、脈石量が少ない高品位な鉄鉱石の供給源は限られているにもかかわらず、世界の鉄鋼生産量は増加傾向にあるため、高品位な鉄鉱石の供給量は不足することが懸念されている。そこでＳｉＯ2含有量の多い低品位な鉄鉱石（例えば、ＳｉＯ2含有量が６質量％以上の鉄鉱石）を利用する方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許公報第６０４８３８２号
【特許文献２】特開２００２−３６３６２４号公報
【特許文献３】特開平１０−１４７８０６号公報
【特許文献４】特開２００９−９１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、塊成物の全てが完全に溶融しない半溶融状態で得られる還元鉄とスラグについて、還元鉄とスラグの分離性を高める技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する低品位な鉄鉱石を用いた場合でも、電気炉法など従前の製鉄法で利用できる品位の還元鉄を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決することのできた本発明に係る還元鉄とスラグの混合物の製造方法とは、酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物の一部が溶融するように加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程とをこの順で含む点に要旨を有している。また、上記課題は、酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程と、得られた塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で前記塊成物を加熱することにより、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程とをこの順で含む点に要旨を有している還元鉄とスラグの混合物の製造方法によっても達成できる。
【００１４】
本発明では、前記融点調整剤として配合するＣａＯ供給物質の量を調整し、前記塊成物中のＣａＯ量およびＳｉＯ2量から求められるスラグの塩基度［ＣａＯ／ＳｉＯ2］を０．２以上、０．９未満の範囲に制御することが好ましい。前記ＣａＯ供給物質としては、例えば、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2、およびＣａＣＯ3よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。
【００１５】
本発明では、前記融点調整剤の配合量を調整し、前記塊成物を加熱するときの最高温度より１００℃引いた温度における該塊成物に含まれる脈石の溶融量を５０質量％以上とすることが好ましい。前記脈石の前記溶融量は、前記塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3の三成分の量に基づいて決定すればよい。また、前記脈石がＭｇＯを含む場合は、前記脈石の前記溶融量は、前記塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯの四成分の量に基づいて決定すればよい。
【００１６】
前記塊成物の加熱は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量が、該三元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行うことが好ましい。また、前記脈石がＭｇＯを含む場合は、前記塊成物の加熱は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が、該四元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行うことが好ましい。前記塊成物の加熱は、例えば、１２００〜１４５０℃で行うことが好ましい。
【００１７】
本発明では、前記酸化鉄含有物質として、例えば、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する鉄鉱石を用いても好適に実施できる。また、ＳｉＯ2の含有量が６質量％未満の高品位な鉄鉱石を用いる場合は、該鉄鉱石にＳｉＯ2を配合し、高品位な鉄鉱石とＳｉＯ2との混合物に含まれるＳｉＯ２量が合計で６質量％以上となるように、ＳｉＯ2を外部から添加することによっても好適に実施ができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、酸化鉄含有物質と炭材に、更に融点調整剤（鉄の融点に影響するものを除く）を配合したうえで、塊成物の一部が溶融し、完全に溶融しないように加熱することによって、還元ペレット内に、還元鉄とスラグが分離した状態で混合している混合物を製造できる。得られた混合物は、例えば、粉砕、磁選することによって還元鉄とスラグに容易に分離でき、夫々、所望の用途に利用できる。また、本発明では、（ａ）加熱温度を考慮したうえで、塊成物に含まれる脈石の溶融量が所定量以上となるように融点調整剤の配合量を調整するか、或いは（ｂ）塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量（塊成物がＭｇＯを含む場合は、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量）を考慮したうえで、塊成物を加熱することによって、従来では通常用いることのなかった、例えば、低品位な鉄鉱石（例えば、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する鉄鉱石など）を用いても還元鉄を製造できることも明らかにしている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、加熱温度ＴからＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融温度Ｌ．ＴまたはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを引いた値（Ｔ−Ｌ．Ｔ）と、非磁着率との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量と、非磁着率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、酸化鉄含有物質と炭材とを含む塊成物を、その一部が溶融し、全部が溶融しないように加熱して得られる還元鉄とスラグの混合物について、還元鉄とスラグに分離するときの分離性を高めるために鋭意検討を重ねてきた。その結果、酸化鉄含有物質と炭材との混合物に、更に融点調整剤を配合すれば、塊成物を加熱して得られる還元ペレットを、還元鉄とスラグに分離するときの分離性を向上できることを見出し、本発明を完成した。
【００２１】
また、本発明者らは、還元鉄とスラグ（脈石成分由来）とをより良好に分離するには、
（ａ）塊成物を加熱するときの加熱温度が決まっている場合は、上記融点調整剤（例えば、ＣａＯ供給物質など）の配合量を調整し、該塊成物を加熱するときの最高温度より１００℃引いた温度における該塊成物に含まれる脈石成分の溶融量を５０質量％以上とするか、或いは
（ｂ）上記塊成物を、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量が、該三元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で加熱すれば良いことも明らかにした。また、上記塊成物がＭｇＯを含有している場合は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が、該四元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で加熱すれば良いことも明らかにした。
【００２２】
また、本発明者らは、上記酸化鉄含有物質として、従来では殆ど使用されていなかった低品位な鉄鉱石（例えば、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する鉄鉱石など）を原材料として用い、電気炉精錬の原料として用いられる還元鉄を製造することについても検討を重ねてきた。その結果、低品位な鉄鉱石、炭材、および融点調整剤を含む原料混合物を用い、ＣａＯ／ＳｉＯ2比を所定の範囲に調整した上で塊成化した塊成物を準備し、この塊成物を部分的に溶融した状態に加熱還元することにより、還元鉄とスラグ（脈石成分）が混在しているが、これらは分離可能な状態の還元ペレットとなること。そして、この還元ペレットは、粉砕・磁選などの処理により十分に還元鉄とスラグ（脈石成分）との分離が行えることを見出した。以下、本発明に係る還元鉄とスラグの混合物の製造方法について説明する。
【００２３】
本発明において還元鉄とスラグの混合物を製造するにあたっては、酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合した原料混合物を塊成化する工程（以下、塊成化工程という）と、得られた塊成物の一部が溶融するように加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元する工程（以下、加熱工程という）とをこの順で含むことが重要である。この加熱工程は、得られた塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で前記塊成物を加熱することにより、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元して行えばよい。
【００２４】
［塊成化工程］
本発明の塊成化工程では、酸化鉄含有物質および炭材に、更に融点調整剤を配合することが重要である。
【００２５】
上記融点調整剤とは、鉄の融点に影響する物質は除くこととし、塊成物に含まれる酸化鉄以外の成分（特に、脈石）の融点に影響する物質を意味する。即ち、上記原料混合物として融点調整剤を配合することによって、塊成物に含まれる酸化鉄以外の成分（特に、脈石）の融点に影響を与え、例えばその融点を降下させることができる。それにより脈石成分は、溶融が促進され、溶融スラグを形成する。このとき酸化鉄の一部は溶融スラグに溶解し、溶融スラグ中で還元されて金属鉄となる。溶融スラグ中で生成した金属鉄は、固体のまま還元された金属鉄と接触することにより、固体の還元鉄として凝集する。このようにして本発明では、還元鉄とスラグの混合物が得られる。
【００２６】
上記融点調整剤としては、少なくともＣａＯ供給物質を含むものを用いることが好ましい。上記ＣａＯ供給物質としては、例えば、ＣａＯ（生石灰）、Ｃａ（ＯＨ）2（消石灰）、ＣａＣＯ3（石灰石）、およびＣａＭｇ（ＣＯ3）2（ドロマイト）よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。
【００２７】
上記融点調整剤としては、上記ＣａＯ供給物質のみを用いても良いし、上記ＣａＯ供給物質に加えて、例えば、ＭｇＯ供給物質、Ａｌ2Ｏ3供給物質、ＳｉＯ2供給物質などを用いることができる。ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、およびＳｉＯ2も、上記ＣａＯと同様、塊成物に含まれる酸化鉄以外の成分（特に、脈石）の融点に影響する物質である。上記ＭｇＯ供給物質としては、例えば、ＭｇＯ粉末、天然鉱石や海水などから抽出されるＭｇ含有物質、ＭｇＣＯ3よりなる群から選ばれる少なくとも一つを配合することが好ましい。上記Ａｌ2Ｏ3供給物質としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3粉末、ボーキサイト、ベーマイト、ギブサイト、ダイアスポアなどを配合することが好ましい。上記ＳｉＯ2供給物質としては、例えば、ＳｉＯ2粉末や珪砂などを用いることができる。
【００２８】
本発明では、上記塊成物に配合するＣａＯ供給物質の量を調整し、上記塊成物中のＣａＯ量（質量％）とＳｉＯ2量（質量％）から求められるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が０．２以上、０．９未満の範囲となるように調整することが好ましい。上記スラグの塩基度をこの範囲に制御することによって、上記塊成物に含まれる脈石（特に、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物またはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物）の融点を低下させることができる。そのため比較的低温でも脈石を溶融させることができ、塊成物内の溶融量を増加させることができる。上記スラグの塩基度は、より好ましくは０．３以上、更に好ましくは０．３５以上である。また、上記スラグの塩基度は、より好ましくは０．８以下、更に好ましくは０．５以下である。
【００２９】
上記酸化鉄含有物質としては、例えば、鉄鉱石、砂鉄、製鉄ダスト、非鉄精錬残渣、製鉄廃棄物などを用いることができる。
【００３０】
本発明では、従来では通常用いることのなかった低品位な鉄鉱石を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2を６質量％以上含有している低品位な鉄鉱石（以下、高ＳｉＯ2含有鉄鉱石ということがある。）を準備し、この高ＳｉＯ2含有鉄鉱石と炭材と融点調整剤とを含む原料混合物を塊成化して塊成物を製造すればよい。低品位な鉄鉱石と炭材と融点調整剤を含む塊成物を加熱することによって、炭材中の灰分および融点調整剤を融剤として利用し、塊成物内に溶融スラグを部分生成し、還元鉄の凝集化を図ることができ、還元鉄を短時間で製造できる。即ち、本発明のように低品位な鉄鉱石と炭材と融点調整剤を含む塊成物を加熱する場合には、塊成物内にＦｅＯ−ＳｉＯ2系溶融スラグが生成してもＦｅＯが近傍の炭材に含まれる炭素と反応し、速やかに還元鉄が製造される。そのため塊成物内では、還元鉄とＳｉＯ2等の脈石が分離して生成しているため、還元鉄とスラグが混在していても、これらを粉砕することによって脈石が容易に破砕され、還元鉄とスラグ（脈石成分）とに分離できる。従って従来では上記高ＳｉＯ2含有鉄鉱石は、脈石の含有量が多いため、商用の鉄鉱石としては用いられていなかったが、本発明によれば高ＳｉＯ2含有鉄鉱石を鉄源として用いることができる。
【００３１】
一方、従来技術の欄に掲げた（１）の方法のように、鉄鉱石を含む焼成ペレットを約１０００℃のシャフト炉内で還元ガスによって還元する方法によっても還元鉄を製造できるが、この方法で１２００℃を超える高温で還元ガスによって還元すると、焼成ペレット内にＦｅＯ−ＳｉＯ2系溶融スラグが生成し、還元の進行が停滞する。従って加熱温度は１２００℃以下で行う必要がある。しかし加熱を１２００℃以下で行うと加熱時間を長くしても還元鉄の凝集化が不充分になるため、還元鉄と脈石との粉砕分離が困難となる。
【００３２】
上記高ＳｉＯ2含有鉄鉱石としては、ＳｉＯ2を６質量％以上含有している鉄鉱石を準備すればよく、鉄鉱石は、ＳｉＯ2以外の脈石として、通常、Ａｌ2Ｏ3などを含有している。なお、本発明では、ＳｉＯ2の含有量が６質量％未満の高品位な鉄鉱石を用いることもできる。この場合は、高品位な鉄鉱石にＳｉＯ2を配合し、該鉄鉱石とＳｉＯ2との混合物に含まれるＳｉＯ２量が合計で６質量％以上となるように、ＳｉＯ2を外部から添加すればよい。
【００３３】
上記炭材としては、例えば、石炭やコークスなどを用いることができる。上記炭材は、上記酸化鉄含有物質に含まれる酸化鉄を還元できる量の固定炭素を含有していればよい。具体的には、上記酸化鉄含有物質に含まれる酸化鉄を還元できる固定炭素量に対して、±５％の範囲で含有していればよい。
【００３４】
上記塊成物は、酸化鉄含有物質、炭材、および融点調整剤以外の成分として、バインダーなどが配合されていてもよい。上記バインダーとしては、例えば、多糖類（例えば、コーンスターチや小麦粉等の澱粉など）などを用いることができる。
【００３５】
上記酸化鉄含有物質、炭材、および融点調整剤は、混合する前に予め粉砕しておくことが好ましい。上記酸化鉄含有物質は、例えば、平均粒子直径が１０〜６０μｍ、上記炭材は、例えば、平均粒子直径が１０〜６０μｍ、上記融点調整剤は、例えば、平均粒子直径が５〜９０μｍとなるように粉砕することが推奨される。
【００３６】
上記酸化鉄含有物質等を粉砕する方法は特に限定されず、公知の方法を採用でき、例えば、振動ミル、ロールクラッシャやボールミルなどを用いればよい。
【００３７】
上記原料混合物を混合する混合機としては、例えば、回転容器形混合機や固定容器形混合機を用いることができる。回転容器形混合機としては、例えば、回転円筒形、二重円錐形、Ｖ形などの混合機を用いることができる。固定容器形混合機としては、例えば、混合槽内に回転羽（例えば、鋤など）を設けた混合機を用いることができる。
【００３８】
上記原料混合物を塊成化する塊成機としては、例えば、皿形造粒機（ディスク形造粒機）やドラム形造粒機（円筒形造粒機）、双ロール型ブリケット成型機などを用いることができる。
【００３９】
上記塊成物の形状は特に限定されず、例えば、塊状、粒状、ブリケット状、ペレット状、棒状などであればよく、好ましくはペレット状やブリケット状であればよい。
【００４０】
なお、上記高ＳｉＯ2含有鉄鉱石からＳｉＯ2含有量の少ない鉄鉱石を選鉱処理する方法として、例えば、磁力選鉱法や浮遊選鉱法が知られている。磁力選鉱法とは磁性のある酸化鉄と非磁性の脈石成分を磁力で分離する方法であるが、酸化鉄と脈石がそれぞれ分離していることが必要である。しかし、微細に粉砕しても脈石が分離できない鉄鉱石も多く、脈石の多い部分は利用せず廃棄されてしまうことも多い。浮遊選鉱法とは、高ＳｉＯ2含有鉄鉱石を微細粉砕し、スライム状にしたうえで気泡剤を添加して鉄鉱石を浮上分離させる方法である。しかし浮遊選鉱法は処理コストが高く、鉄鉱石への大規模な利用は進んでいない。
【００４１】
［加熱工程］
本発明の加熱工程では、上記塊成化工程で得られた塊成物の一部が溶融するように加熱し、該塊成物に含まれる酸化鉄を還元することが重要である。即ち、塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で上記塊成物を加熱することが重要である。具体的には、加熱炉に上記塊成物を供給し、例えば、１２００〜１４５０℃の温度域で加熱し、塊成物に含まれる酸化鉄を炭材で還元して還元鉄を製造すればよい。この温度域は、塊成物内で成分の一部が溶融するが、融液の染み出しが殆どなく、塊成物の形状を保って塊成物全体は溶融しない温度である。この温度域で加熱することによって還元鉄と、脈石に起因するスラグ等が内部に混在した還元ペレットが得られる。
【００４２】
本発明では、上記塊成物の加熱は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量が、該三元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行うことが好ましい。即ち、上記塊成物の成分組成が決定した場合には、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量が該三元系酸化物量の５０質量％以上となる温度ｔを計算により求め、この温度ｔに１００℃を加えた温度（ｔ＋１００℃）以上の温度で上記塊成物の加熱を行えばよい。「ｔ＋１００」℃以上の温度で加熱することによって塊成物に含まれる脈石を充分に溶融させることができ、溶融した脈石は凝集し、還元鉄との分離が促進される。従って得られる還元鉄とスラグの混合物は、還元鉄とスラグの分離性が良好なものとなる。その結果、還元鉄の回収率を高めることができ、還元鉄の生産性を向上させることができる。
【００４３】
また、上記塊成物がＭｇＯを含有する場合は、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が、該四元系酸化物量の５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度で行うことが好ましい。即ち、上記塊成物の成分組成が決定した場合には、該塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が該四元系酸化物量の５０質量％以上となる温度ｔを計算により求め、この温度ｔに１００℃を加えた温度（ｔ＋１００℃）以上の温度で上記塊成物の加熱を行えばよい。
【００４４】
上記ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物またはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量は、熱力学データベースソフトを使って計算できる。本発明においてはＦａｃｔＳａｇｅ  ６．２（Ｔｈｅｒｍｆａｃｔ  ａｎｄ  ＧＴＴ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製）および熱力学データベースＦＡＳＴ５３、ＦＴｏｘｉｄを用いた。
【００４５】
上記加熱炉としては、公知の炉を用いればよく、例えば、移動炉床式加熱炉を用いればよい。移動炉床式加熱炉とは、炉床がベルトコンベアのように炉内を移動する加熱炉であり、具体的には、回転炉床炉が例示できる。回転炉床炉は、炉床の始点と終点が同じ位置になるように、炉床の外観形状が円形（ドーナツ状）に設計されており、炉床上に供給された塊成物は、炉内を一周する間に加熱還元されて還元鉄を生成する。従って、回転炉床炉には、回転方向の最上流側に塊成物を炉内に供給する装入手段が設けられ、回転方向の最下流側（回転構造であるため、実際には装入手段の直上流側になる）に排出手段が設けられる。
【００４６】
本発明で得られる還元された塊成物内部の還元鉄粒子の平均粒子直径は、１μｍ〜３ｍｍ程度である。一方、従来技術の欄に掲げた（２）や（３）の方法のように、炉内で塊成物を完全に溶融させて得られる粒状金属鉄の平均粒子直径は、８ｍｍ程度以上である。
【００４７】
上記加熱工程で得られた還元ペレットは、粉砕した後、磁選により還元鉄とスラグに分離して夫々を回収すればよい。上記還元ペレットを粉砕する方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、振動ミル、ロールクラッシャ、ボールミル、ローラーミルなどを用いればよい。
【００４８】
［好ましい態様］
本発明では、上記加熱工程において、上記塊成物を加熱するときの最高温度をＴ（℃）としたとき、この温度Ｔより１００℃引いた温度における該塊成物に含まれる脈石の溶融量が、脈石の５０質量％以上となるように上記融点調整剤の配合量を調整することが好ましい。即ち、上記塊成物の加熱温度が決まっている場合には、加熱時に溶融量が多くなるように塊成物に含まれる成分の融点を融点調整剤を用いて予め調整しておくことが好ましい。そして、塊成物を加熱したときに、該塊成物に含まれる脈石の５０質量％以上が確実に溶融するように、加熱時の最高温度Ｔよりも１００℃引いた温度における脈石の溶融量を基準として上記融点調整剤を配合して塊成物の成分調整を行えばよい。
【００４９】
上記脈石成分の上記溶融量は、上記塊成物に含まれる脈石成分のうち、特に、ＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3の三成分の量に基づいて決定するか、上記塊成物がＭｇＯを含有する場合は、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯの四成分の量に基づいて決定すればよい。
【００５０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５１】
［実験例１］
炭材、融点調整剤、および下記表１に示す成分組成の鉄鉱石Ｋを含む原料混合物を塊成化し、得られた塊成物を電気炉で加熱し、得られた還元ペレットを粉砕し、粉砕物を磁選分離して還元鉄を製造した。このとき実験例１では、鉄鉱石ＫにＳｉＯ2を添加し、ＳｉＯ2量の異なる鉄鉱石を模擬して調製し、鉄鉱石に含まれるＳｉＯ2量が還元鉄の回収率に及ぼす影響を調べた。なお、鉄鉱石Ｋは、ＣａＯを含有していない。また、本発明では、還元鉄とスラグの分離性を評価するための指標として、還元鉄の回収率を用いている。
【００５２】
下記表１に示す鉄鉱石Ｋは、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3を含有しており、ＳｉＯ2量は２．７８質量％であるため、一般的には、高品位鉄鉱石と呼ばれている。なお、Ｔ．Ｆｅは、全鉄量を意味している。
【００５３】
この鉄鉱石Ｋに、ＳｉＯ2を添加し、ＳｉＯ2量の異なる鉄鉱石ａ〜ｃを模擬して調製した。調製した鉄鉱石ａ〜ｃの成分組成を下記表２に示す。下記表２に示す鉄鉱石ａは、塊成物全体に対して６．２質量％のＳｉＯ2を添加して調製した例であり、下記表２に示す鉄鉱石ｂは、塊成物全体に対して１．２質量％のＳｉＯ2を添加して調製した例であり、下記表２に示す鉄鉱石ｃは、塊成物全体に対して６．２質量％のＳｉＯ2を添加して調製した例である。下記表２に示す鉄鉱石ａ、ｃは、いずれも低品位鉄鉱石を模擬しており、鉄鉱石ｂは高品位鉄鉱石を模擬している。
【００５４】
下記表２に示す鉄鉱石ａ〜ｃ（＝鉄鉱石Ｋ＋ＳｉＯ2）、炭材、融点調整剤、およびバインダーを混合し、転動造粒によりφ１９ｍｍの塊成物を製造した。上記炭材は、鉄鉱石に含まれている酸化鉄として結合している酸素量のモル数に対し、±２％の固定炭素を有する炭材を配合した。上記融点調整剤としては、石灰石（ＣａＣＯ3）と珪石を配合した。上記バインダーとしては、小麦粉を配合した。
【００５５】
下記表３に、乾燥後の塊成物の成分組成を示す。なお、下記表３において、Ｔ．Ｃは全炭素量、ＣａＯ／ＳｉＯ2は塩基度を示している。また、ＣａＯ＋ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3は脈石量を意味している。
【００５６】
次に、得られた塊成物を電気炉へ装入し、１８分間加熱して塊成物に含まれる酸化鉄を還元して還元鉄を製造した。このときスラグが副生した。電気炉内の温度は１３００℃とし、電気炉内の雰囲気は、体積率で、ＣＯ2ガス：Ｎ2ガス＝３０：７０に調整した。
【００５７】
得られた還元ペレットを振動ミルを用い、直径が３ｍｍ以下となるように粉砕した後、磁石を用いて磁選分離した。磁選分離には、２０００ガウスの磁石を用い、試料位置における磁力を２００ガウスから５００ガウスに調整し、繰り返し磁着操作による方法を採用した。磁選分離により得られた磁着物と非磁着物の成分組成を下記表４に示す。表中、Ｍ．Ｆｅは、金属鉄量を示している。また、下記表４には、磁選分離する前の粉砕物の成分に相当する平均値（表４では「磁選前」と表記）も併せて示す。表４に示した「磁選前」の値は、磁着物と非磁着物の質量比に各成分のそれぞれの量を乗じて加えた成分値（加重平均）である。
【００５８】
次に、下記表５に、磁選分離により得られた磁着物と非磁着物の割合、金属化率（ＭｅｔＦｅ）、ＣａＯ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＣａＯ＋ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ回収率を示す。
【００５９】
金属化率（ＭｅｔＦｅ）は、次式で算出される。
ＭｅｔＦｅ（％）＝［金属鉄量（Ｍ．Ｆｅ）］／［全鉄量（Ｔ．Ｆｅ）］×１００
【００６０】
磁着物のＦｅ回収率と、非磁着物のＦｅ回収率は、次式で算出される。
磁着物のＦｅ回収率（％）＝［磁着物の割合（％）］×［磁着物のＴ．Ｆｅ（％）］／［平均Ｔ．Ｆｅ（％）］
非磁着物のＦｅ回収率（％）＝［非磁着物の割合（％）］×［非磁着物のＴ．Ｆｅ（％）］／［平均Ｔ．Ｆｅ（％）］
【００６１】
下記表４に示すＮｏ．１と３は、塊成物の一部が溶融するように加熱（即ち、塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で該塊成物を加熱）した例であり、Ｎｏ．２は、塊成物が溶融しない状態で加熱した例である。下記表４に示すＮｏ．１と３は、還元鉄の粉砕物を磁選分離できたが、Ｎｏ．２は、還元鉄の粉砕物を磁選分離できなかった。下記表３と表４から明らかなように、塊成物中のスラグの塩基度を０．３７〜０．３８に調整することによって、この塊成物を加熱還元して得られた還元ペレットを粉砕した粉砕物は、磁着物（主に還元鉄）と非磁着物（主にスラグ）に磁選分離できる。これに対し、塊成物中のスラグの塩基度を０．９０に調整した場合には、この塊成物を加熱還元して得られた還元ペレットを粉砕した粉砕物は、磁着物（主に還元鉄）と非磁着物（主にスラグ）に磁選分離できないことが分かる。
【００６２】
下記表３、表４のＮｏ．１、３から、炭材と、ＳｉＯ2を６質量％以上含有する鉄鉱石とを含む塊成物を還元後に粉砕、磁選分離することによって、磁着物中のＴ．Ｆｅを７５．８９〜７７．８７質量％、非磁着物中のＴ．Ｆｅを１４．６３〜１７．４３質量％にできることが分かる。従って非磁着物中のＴ．Ｆｅ量を低減できるため、Ｆｅ損失を抑えることができる。また、非磁着物中のＳｉＯ2は４６．１０〜４７．２０質量％であるのに対し、磁着物中のＳｉＯ2は１１．７０〜１２．８７質量％であり、ＳｉＯ2の殆どを非磁着物として回収できることが分かる。
【００６３】
【表１】
2013127112.tif 000002
【００６４】
【表２】
2013127112.tif 000003
【００６５】
【表３】
2013127112.tif 000004
【００６６】
【表４】
2013127112.tif 000005
【００６７】
【表５】
2013127112.tif 000006
【００６８】
［実験例２］
炭材、融点調整剤、および下記表６に示す成分組成の鉄鉱石Ｌとを含む原料混合物を塊成化し、得られた塊成物を電気炉で加熱し、得られた還元ペレットを粉砕し、粉砕物を磁選分離して還元鉄を製造した。このとき実験例２では、塊成物のスラグの塩基度と電気炉での加熱温度が、磁選分離後の磁着物に含まれるＳｉＯ2量に及ぼす影響を調べた。
【００６９】
下記表６に示す鉄鉱石Ｌは、ＳｉＯ2量が８．６１質量％と多いが、他の脈石量は少なくなっている（ＣａＯ量は０．２２質量％、Ａｌ2Ｏ3量は０．０３質量％）。また、この鉄鉱石Ｌは、ＦｅＯが２５．６３質量％と多く、一般的には、マグネタイト鉱石と呼ばれている。
【００７０】
下記表６に示す鉄鉱石Ｌ、炭材、融点調整剤、およびバインダーを混合し、転動造粒によりφ１９ｍｍの塊成物δ、εを製造した。上記炭材は、鉄鉱石Ｌに含まれている酸化鉄として結合している酸素量に対し、±２％の固定炭素を有する炭材を配合した。上記融点調整剤として、石灰石（ＣａＣＯ3）と珪石を配合することによって塊成物のスラグの塩基度を調整した。上記バインダーとしては、上記実験例１と同様、小麦粉を配合した。下記表７に、乾燥後の塊成物の成分組成を示す。
【００７１】
次に、得られた塊成物を電気炉へ装入し、１８分間加熱して塊成物に含まれる酸化鉄を還元し、還元鉄とスラグを含む還元ペレットを製造した。電気炉内の温度Ｔは１３００℃または１３５０℃とし、電気炉内はＮ2ガス雰囲気に調整した。
【００７２】
得られた還元ペレットを、上記実験例１と同様、直径が３ｍｍ以下となるように粉砕した後、磁石を用いて磁選分離した。磁選分離により得られた磁着物と非磁着物の成分組成を下記表８に示す。また、下記表８には、磁選分離する前の粉砕物の成分に相当する平均値（表８では「磁選前」と表記）も併せて示す。表８に示した「磁選前」の値は、磁着物と非磁着物の質量比に各成分のそれぞれの量を乗じて加えた成分値（加重平均）である。
【００７３】
次に、下記表９に、磁選分離により得られた磁着物と非磁着物の割合、金属化率（ＭｅｔＦｅ）、ＣａＯ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＣａＯ＋ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ回収率を示す。
【００７４】
下記表８に示すＮｏ．５と６は、塊成物の一部が溶融するように加熱（即ち、塊成物の一部が溶融する温度以上であって、完全に溶融する温度未満で該塊成物を加熱）した例であり、Ｎｏ．４は、塊成物が溶融しない状態で加熱した例である。下記表８に示すＮｏ．５と６は、還元鉄の粉砕物を磁選分離できたが、Ｎｏ．４は、加熱温度が１３００℃と低かったため、還元鉄の粉砕物を磁選分離できなかった。下記表７と表８から明らかなように、塊成物のスラグの塩基度を０．３１に調整することによって（Ｎｏ．５と６）、この塊成物を加熱還元して得られた還元ペレットの粉砕物を、磁着物（主に還元鉄）と非磁着物（主にスラグ）に磁選分離できる。これに対し、塊成物のスラグの塩基度を０．５０に調整した場合であっても（Ｎｏ．４）、加熱温度が低いと、この塊成物を加熱還元して得られた還元ペレットの粉砕物を、磁着物（主に還元鉄）と非磁着物（主にスラグ）に磁選分離できないことが分かる。
【００７５】
下記表８のＮｏ．５と６を比較すると、１３００℃で加熱した場合には、磁着物に含まれるＳｉＯ2量は９．２１質量％であったが、１３５０℃で加熱した場合には、磁着物に含まれるＳｉＯ2量を５．７３質量％にまで低減できることが分かる。従って高温で加熱することによって磁着物に含まれるＳｉＯ2量を低減できることが分かる。
【００７６】
【表６】
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【００７７】
【表７】
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【００７８】
【表８】
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【００７９】
【表９】
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【００８０】
［実験例３］
実験例３では、塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量と、電気炉における加熱温度が、磁選分離の結果に及ぼす影響を調べた。
【００８１】
炭材、融点調整剤、および上記実験例１で用いた鉄鉱石ａまたは上記実験例２で用いた鉄鉱石Ｌを含む原料混合物を塊成化し、得られた塊成物を電気炉で加熱し、得られた還元ペレットを粉砕し、粉砕物を磁選分離して還元鉄を製造した。このとき鉄鉱石ａまたは鉄鉱石ＬにＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、またはＭｇＯを添加し、脈石量の異なる塊成物を調製した。
【００８２】
上記実験例１で用いた鉄鉱石ａまたは上記実験例２で用いた鉄鉱石Ｌ、炭材、融点調整剤、およびバインダーを混合し、転動造粒によりφ１９ｍｍの塊成物を製造した。上記炭材は、鉄鉱石に含まれている酸化鉄として結合している酸素量に対し、±２％の固定炭素を有する炭材を配合した。上記融点調整剤としては、石灰石（ＣａＣＯ3）と珪石を配合した。上記バインダーとしては、上記実験例１と同様、小麦粉を配合した。下記表１０に、乾燥後の塊成物の成分組成のうち、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯの合計を１００％としたときの成分組成を示す。
【００８３】
また、鉄鉱石ａを用いた例については、乾燥後の塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、およびＡｌ2Ｏ3量に基づいて、塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを、熱力学データベースソフト（「ＦａｃｔＳａｇｅ」）を用いて計算し、下記表１０に併せて示す。鉄鉱石Ｌを用いた例については、乾燥後の塊成物に含まれるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＭｇＯ量に基づいて、塊成物に含まれるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを、上記熱力学データベースソフトを用いて計算し、下記表１０に併せて示す。
【００８４】
次に、得られた塊成物を電気炉へ装入し、１８分間加熱して塊成物に含まれる酸化鉄を還元し、還元鉄とスラグを含む還元ペレットを製造した。電気炉内の温度は１３００℃または１３５０℃とした。電気炉内の雰囲気は、鉄鉱石ａを用いたＮｏ．７〜９についてはＮ2ガス雰囲気（Ｎ2ガス１００体積％）とし、鉄鉱石Ｌを用いたＮｏ．１０〜１２については体積率で、ＣＯ2ガス：Ｎ2ガス＝３０：７０に調整した。
【００８５】
また、電気炉内での加熱温度ＴからＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを引いた値（Ｔ−Ｌ．Ｔ）または電気炉内での加熱温度ＴからＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを引いた値（Ｔ−Ｌ．Ｔ）を算出し、下記表１０に併せて示す。Ｔ−Ｌ．Ｔが負の値の場合は、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融温度Ｌ．ＴまたはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを下回る温度で加熱していることを意味している。
【００８６】
また、加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量を上記「ＦａｃｔＳａｇｅ」を用いて計算した。結果を下記表１０に併せて示す。なお、下記表１０には、参考値として、加熱温度Ｔから５０℃下回る温度（Ｔ−５０℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または加熱温度Ｔから５０℃下回る温度（Ｔ−５０℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量を計算した結果も併せて示す。
【００８７】
次に、得られた還元ペレットを、上記実験例１と同様、ボールミルおよび振動ミルを用い、直径が３ｍｍ以下となるように粉砕した後、磁石を用いて磁選分離した。下記表１０には、磁選分離により得られた非磁着物の割合（非磁着率）を示す。
【００８８】
【表１０】
2013127112.tif 000011
【００８９】
次に、図１に、電気炉内での加熱温度ＴからＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを引いた値（Ｔ−Ｌ．Ｔ）または電気炉内での加熱温度ＴからＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融温度Ｌ．Ｔを引いた値（Ｔ−Ｌ．Ｔ）と、非磁着率との関係を示す。図１において、Ｎｏ．７〜９の結果を◆、Ｎｏ．１０〜１２の結果を■で示す。図１から、Ｔ−Ｌ．Ｔと、非磁着率との間には相関関係は無いことが分かる。特に、鉄鉱石Ｌのように、鉄鉱石に含まれるＳｉＯ2量が多くなると、非磁着率のバラツキが大きくなることが分かる。
【００９０】
次に、図２に、加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量と、非磁着率との関係を示す。図２において、Ｎｏ．７〜９の結果を◆、Ｎｏ．１０〜１２の結果を■で示す。図２から、加熱温度Ｔから１００℃下回る温度におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物の溶融量または加熱温度Ｔから１００℃下回る温度（Ｔ−１００℃）におけるＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が５０質量％以上の場合には、非磁着率が高くなることが分かる。換言すると、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3三元系酸化物またはＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ四元系酸化物の溶融量が５０質量％以上となる温度に１００℃を加えた温度以上で塊成物を加熱すると、非磁着率が高くなるといえる。
【００９１】
以上の通り、本発明によれば、還元鉄とスラグとの分離性が向上し、還元鉄の回収率を向上できる。
【図１】
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【図２】
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