(57)【要約】【課題】スラリーからの酸化第二鉄粉末の沈降速度が速く、効率的に沈降分離することが可能な酸化鉄粉末の製造方法を提供する。【解決手段】塩化第一鉄溶液を焙焼して得た酸化第二鉄粉末に塩及び水を添加してスラリーとする。これにより酸化第二鉄粉末を水洗して、酸化第二鉄粉末中の不純物を除去する。その後、スラリーを静置して酸化第二鉄粉末を沈降分離する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化第一鉄溶液を焙焼して得た酸化第二鉄粉末を水洗して前記酸化第二鉄粉末中の不純物を除去する水洗工程を備え、
前記水洗工程は、前記酸化第二鉄粉末に塩及び水を添加してスラリーとし、前記酸化第二鉄粉末から前記不純物を除去した後に、前記スラリーを静置して前記酸化第二鉄粉末を沈降分離することを含む酸化鉄粉末の製造方法。
【請求項２】
前記塩が硫酸アンモニウムである請求項１に記載の酸化鉄粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸化鉄粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄プロセスにおいては、ホットコイルを塩酸で洗浄した際に酸洗廃液として塩化鉄（塩化第一鉄、ＦｅＣｌ2 ）溶液が発生するが、この塩化鉄溶液を焙焼して酸化鉄（酸化第二鉄、Ｆｅ2 Ｏ3 ）を製造する場合がある（例えば特許文献１、２を参照）。得られた酸化第二鉄粉末には塩素、ナトリウム、カルシウム等の不純物が含まれているため、これらの不純物を除去するために酸化第二鉄粉末をスラリー化する水洗処理が施される。
この水洗処理はスラリーを沈降分離する工程を備えているが、酸化第二鉄粉末の粒径が０．８μｍ程度と小さいため沈降速度が遅いという問題があった。沈降速度を向上させるために高分子凝集剤が使用されるが、沈降速度の向上は十分ではなかった。また、上澄み液に微小な酸化第二鉄粉末が浮遊するため、それらを除去することにより、製造された酸化第二鉄粉末の粒度分布に偏りが生じたり、生産効率が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８４８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−１３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、スラリーからの酸化第二鉄粉末の沈降速度が速く、効率的に沈降分離することが可能な酸化鉄粉末の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】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る酸化鉄粉末の製造方法は、塩化第一鉄溶液を焙焼して得た酸化第二鉄粉末を水洗して酸化第二鉄粉末中の不純物を除去する水洗工程を備え、水洗工程は、酸化第二鉄粉末に塩及び水を添加してスラリーとし、酸化第二鉄粉末から不純物を除去した後に、スラリーを静置して酸化第二鉄粉末を沈降分離することを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スラリーからの酸化第二鉄粉末の沈降速度が速く、効率的に沈降分離することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】酸化第二鉄粉末を水洗する方法を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の酸化鉄粉末の製造方法は、塩化第一鉄溶液を焙焼して得た酸化第二鉄粉末を水洗して酸化第二鉄粉末中の不純物を除去する水洗工程を備えている。この水洗工程は、酸化第二鉄粉末に塩及び水を添加してスラリーとし、酸化第二鉄粉末から不純物を除去した後に、スラリーを静置して酸化第二鉄粉末を沈降分離することを含む。
【０００９】
塩の種類は、水に可溶であるならば特に限定されるものではないが、例としては硫酸アンモニウムがあげられる。硫酸アンモニウムは、コークス炉ガスの精製時に副生するので製鉄所には大量に存在する。よって、製鉄プロセスにおいて発生した酸洗廃液から酸化第二鉄粉末を製造する際に使用する材料として好適である。なお、塩は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１０】
本実施形態の酸化鉄粉末の製造方法について、図１を参照しながら以下にさらに詳細に説明する。
製鉄プロセスにおいて、ホットコイルを塩酸で洗浄してスケール（酸化鉄）を除去する際に、酸洗廃液として塩化第一鉄溶液が発生する。この塩化第一鉄溶液を、酸洗廃液供給用配管１１を介して焙焼炉１に導入し、焙焼炉１内の噴霧口１１ａから噴霧して焙焼する。焙焼炉１は、火炎又は高温気体を焙焼炉１内に吹き込む加熱装置１２を備えており、この加熱装置１２から火炎又は高温気体を吹き込むことにより、塩化第一鉄溶液を焙焼して酸化第二鉄粉末を生成する。
【００１１】
水供給用配管１３を介して水洗タンク２に水を投入した後に、硫安供給用配管１４を介して水洗タンク２に硫酸アンモニウムを投入し、撹拌して硫酸アンモニウムを水に溶解する。硫酸アンモニウムの投入量は、酸化第二鉄粉末の沈降速度を向上させることができるならば特に限定されるものではないが、例えば、水洗タンク２に投入される酸化第二鉄のモル量に対して１／４００当量としてもよい。
【００１２】
次に、焙焼炉１で生成した酸化第二鉄粉末を、鉄粉用配管１５を介して水洗タンク２に投入し、撹拌してスラリー化する。酸化第二鉄粉末には塩素、ナトリウム、カルシウム等の不純物が含まれているが、スラリー化によってこれら不純物が水に溶解するため、酸化第二鉄粉末は水洗される。酸化第二鉄粉末の投入後の撹拌時間は特に限定されるものではないが、例えば５分間としてもよい。
【００１３】
なお、本実施形態においては、水、硫酸アンモニウム、酸化第二鉄粉末の順序で水洗タンク２に投入したが、投入の順序は特に限定されるものではなく、どのような順序で水洗タンク２に投入しても差し支えない。また、水由来の不純物の混入を抑制するため、純水、蒸留水、イオン交換水等のような不純物の含有量の少ない水を用いてもよい。さらに、硫酸アンモニウムとともに高分子凝集剤等の凝集剤を併用しても差し支えない。
【００１４】
次に、スラリーを静置して酸化第二鉄粉末を沈降させる。静置する時間は特に限定されるものではないが、例えば２０分間としてもよい。水に硫酸アンモニウムが溶解しているため、スラリーからの酸化第二鉄粉末の沈降速度は速く、２０分間の静置によって酸化第二鉄粉末が完全に沈降し上澄み液と分離した。また、上澄み液に微小な酸化第二鉄粉末が浮遊することはなかった。
【００１５】
よって、スラリーから酸化第二鉄粉末を効率的に沈降分離することが可能であり、酸化第二鉄粉末の生産効率が優れている。また、製造された酸化第二鉄粉末の粒度分布に偏りが生じにくい。なお、対照実験として、硫酸アンモニウムを用いないことを除いて同条件で酸化第二鉄粉末の水洗を行ったところ、２０分間の静置によっては酸化第二鉄粉末はほとんど沈降せず、上澄み液は分離しなかった。
【００１６】
酸化第二鉄粉末が十分に沈降したら、排水管１６を介して上澄み液を排水する。
このような水洗工程は、酸化第二鉄粉末中の不純物の除去が十分になされていれば、１回施すのみでも差し支えないが、より十分に不純物を除去するために複数回（例えば２回又は３回）繰り返し施してもよい。水洗工程を複数回繰り返し施す場合には、上澄み液を排水した後に、再び水供給用配管１３を介して水洗タンク２に水を投入するとともに、硫安供給用配管１４を介して水洗タンク２に硫酸アンモニウムを投入し、撹拌してスラリー化する。そして、スラリーから酸化第二鉄粉末を沈降分離させ、排水管１６を介して上澄み液の排水を行う。
【００１７】
水洗工程によって十分に不純物を除去したら、沈降させた酸化第二鉄粉末を水洗タンク２から取り出し、濾過等により脱水を行う。そして、脱水した酸化第二鉄粉末を乾燥機等により乾燥する。乾燥方法は特に限定されるものではなく、加温や減圧によって乾燥してもよいし、乾燥気体の流通によって乾燥してもよい。また、乾燥時間は特に限定されるものではないが、例えば１０時間としてもよい。さらに、乾燥は、予備乾燥と本乾燥の二段階で行ってもよい。本乾燥には、例えばロータリーキルンを用いてもよい。乾燥した酸化第二鉄粉末は、一部が凝集している場合があるので、アトマイザー等を用いて解砕してもよい。
【００１８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
【符号の説明】
【００１９】
１      焙焼炉
２      水洗タンク
１３      水供給用配管
１４      硫安供給用配管
１５      鉄粉用配管
１６      排水管
【図１】
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