(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所から発生するダストを酸化鉄原料として回転炉床炉を用いて還元鉄を製造する際に該回転炉床炉から排出される高温排ガス中のダストを回収・利用する方法において、排出される高温排ガスを先ず調温塔に導き、同調温塔にて排ガス中の一次固形ダストを捕集し、次いで該調温塔からの低温排ガスをバグフィルタに導き、同バグフィルタにて排ガス中のニ次固形ダストを捕集すると共に、捕集された前記各固形ダストを各々独立して回収・利用することを特徴とする回転炉床炉による還元鉄製造時の排ガスダストの回収・利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、還元鉄製造時に排出される排ガス中のダストの有効な回収・利用方法に関し、更に詳しくは、製鉄所発生ダストを酸化鉄原料として回転炉床還元炉を用いて還元鉄を製造する際に、該還元により該回転炉床還元炉（以下、単に回転炉床炉という）から排出される高温排ガス中のダストを有利に回収・利用せんとする新規な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旧来より、還元鉄の製造プロセスとして各種のものが提案・実施されているが、近年回転炉床炉を用いたプロセスが注目されている。該プロセスは安価な粉鉱石と豊富な石炭を原料としており原料コストが低く、非焼成ペレットがそのまま使えることで製造コストも低く、また短時間（通常６分から12分）に還元を終了させることできるため生産性に優れると共に運転の停止が容易であるなど他の製造プロセスにはない優位性を持っているからである。
【０００３】
そして、最近においては該プロセス自体の改善、改良に伴い、ピュアな鉱石原料に留まらず、製鉄所等から発生するダストを原料とした場合においても十分有効なプロセスとして完成されつつある。
【０００４】
ところで、製鉄所から発生するダスト（スラッジを含む）は高炉ダスト、転炉ダスト、ミルスケールの他、種々のものがあるが、成分的には酸化鉄が多く、炭素も含まれ、また転炉でのスクラップ利用に起因する亜鉛や鉛等の重金属の一部も含まれている。従って、かかる製鉄所発生ダストを酸化鉄原料として前記回転炉床炉を用いて還元鉄を製造すれば、ダストを有効に処理することができ、しかも原料コストが一段と低く抑えられるという一石二鳥の利点を享受できることになる。
【０００５】
尤も、本還元プロセスにおいても原料ダストの一部がそのままあるいは還元された状態で回転炉床炉から出る排ガス中に随伴されることになり、この排ガス中のダストを如何に捕集処理して行くかが問題となる。
【０００６】
従来、この排ガス中のダストの処理は、図２に示すように、先ず回転炉床炉１から排出された高温排ガス２は調温塔３に導かれ、ここで冷却処理がなされ、排ガス中のダストを一次固形ダスト４として分離、捕集すると同時に排ガス温度を次のバグフィルタに適した温度にまで低下させる。次いで、調温塔３から排出された低温排ガス５はバクフィルタ６に導入され、ここで更に同ガス中のダストを二次固形ダスト７として分離、捕集することになる。そして、バグフィルタ６を経た排ガスは必要に応じて更に別の清浄化処理を行ない、大気中に放散されることになる。
【０００７】
このようにして排ガスより捕集された一次固形ダスト４及び二次固形ダスト７はベルトコンベアの如き搬送手段８により一緒になって搬送され、ホッパ等の排ガスダスト貯蔵手段９に装入、貯蔵される。そして、固形ダストには酸化鉄や金属鉄等の鉄分が多く含まれている一方、亜鉛を主成分とするの重金属もかなり含まれていて両者の有価成分が混在しているために、回収したダストをそのままの状態では有効活用が困難であることから、一般には金属含有ダスト類の回収専門業者にその処理、活用を委託しているのが現状である。なお、同図において１１は製鉄所から発生した酸化鉄含有ダスト、１２は同ダスト貯蔵槽、１３は造粒機、１４は造粒されたペレット、１５は乾燥機をそれぞれ示す。
【０００８】
しかし、かかる従来の還元鉄製造時における排ガスダストの処理、対応では、上述のように最終的に酸化鉄等の鉄含有成分と亜鉛等の重金属成分が混在したダストの形で回収されているために、何れもそれぞれ単独では有価金属成分として絶対量は多いにも拘わらずそれらの価値が全く発揮できていないことになり、資源のリサイクルや有効利用面では問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等は上記従来の排ガスダスト処理、回収の現状並びにその問題点を有利に解決することを課題とし、鋭意調査、検討を重ねた結果以下のような知見を得た。
【００１０】
即ち、前記調温塔３とバグフィルタ６により捕集されたダストをそれぞれ別々に成分分析を続けたところ、前者の調温塔３からの一次固形ダスト４の場合は鉄分が平均して３０％以上含まれており、亜鉛等の重金属成分はほとんど含まれていないこと、また後者のバグフィルタ６からの二次固形ダスト６は逆に亜鉛が平均して５０％以上含まれており、鉄分は数％以下しか含まれていないことが判明した。本発明はかかるダスト分析に基づく知見から、多量に含まれる有価成分の積極的、合理的活用を目指して着想、完成されたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は前記課題を解決する手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載のように、製鉄所から発生するダストを酸化鉄原料として回転炉床炉を用いて還元鉄を製造する際に該回転炉床炉から排出される高温排ガス中のダストを回収・利用する方法において、排出される高温排ガスを先ず調温塔に導き、同調温塔にて排ガス中の一次固形ダストを捕集し、次いで該調温塔からの低温排ガスをバグフィルタに導き、同バグフィルタにて排ガス中のニ次固形ダストを捕集すると共に、捕集された前記各固形ダストを各々独立して回収・利用することを特徴とする還元鉄製造時の排ガスダストの処理方法をここに提案するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１を参照しながら、詳述して行く。高炉ダスト、転炉ダストを中心として酸化鉄を主成分とする各種の製鉄所ダスト１１が集められ、酸化鉄原料貯蔵槽１２に貯蔵される。また、図示しないが粉状石炭等の固体還元剤も並列する貯蔵槽にされる。そしてこれらの酸化鉄原料と固体還元剤は適当な割合で混合され、更に適量の水と粘結剤を添加して造粒機１３により直径１０ｍｍ前後のペレット１４が造られる。これらのペレット１４は乾燥機１５により乾燥された後に回転炉床炉１に装入され、炉床の回転に従って徐々に加熱、還元が進行し、最終的に１２００〜１４００℃の高温で還元され、還元鉄となる。なお、ペレット１４の代わりにブリケット等の他の塊成物を用いても良い。
【００１３】
この還元操業に伴って、１０００〜１４００℃の高温の排ガス２が調温塔３に導かれ、ここで冷却処理がなされ、排ガス中のダストを一次固形ダスト４として分離、捕集すると同時に排ガス温度を次のバグフィルタに適した温度にまで低下させる。次いで、調温塔３から排出された低温排ガス５はバクフィルタ６に導入され、ここで更に同ガス中のダストを二次固形ダスト７として分離、捕集することになる。
【００１４】
そして、これらの一次固形ダスト４および二次固形ダスト７を回収するに当たっては、両者を一緒にせずそれぞれ独立に回収・利用する。すなわち前述のように酸化鉄や金属鉄等の鉄分を多く含みかつ亜鉛を含まない一次固形ダスト４は酸化鉄原料貯蔵槽１２に戻し、製鉄所発生ダストと同様に本還元鉄製造プロセスの酸化鉄原料として有効利用される。
【００１５】
一方、亜鉛を多量に含み鉄分をほとんど含まない二次固形ダスト７はやはり独立して回収し、ホッパー等の専用の二次固形ダスト貯蔵手段１０に貯めて置き、定期的に回収業者に販売することができる。
【００１６】
また、前記一次固形ダスト４は本還元鉄製造プロセスに限らず、製鉄所内にある酸化鉄原料を使用する他のプロセス、例えば焼結鉱の製造や酸化鉄焼成ペレットの製造プロセス、更に本回転炉床炉法以外の還元鉄製造プロセスにも活用することができる。
【００１７】
なお、図１に示した実施の形態では、前述の通り固形ダストを分離、捕集する工程は調温塔３とバグフィルタ６の二箇所の場合であるが、プロセスによってはこの調温塔３とバグフィルタ６の間にさらにもう一基の調温塔を設けたり、サイクロンを付設して三箇所で行う場合も考えられるが、中間の工程での分離、捕集ダストは最初の調温塔３と同様にもっぱら鉄分を含み亜鉛を含まないものであるから、バグフィルタ６のダストと独立して回収する限り、調温塔３からダストと一緒にして回収しても良いものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、製鉄所ダストを原料として回転炉床炉により還元鉄を製造する際、回転炉床炉から排出される高温排ガスからダストにもたらされる酸化鉄等の鉄分と亜鉛とを各々独立して高純度の状態で回収・利用することができるため、これら有価金属成分の価値を十分に発揮させるとともに、金属資源のリサイクルや有効活用を促進するものとして優れた効果を生むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するプロセスフロー図である。
【図２】従来の実施の形態を説明するプロセスフロー図である。
【符号の説明】
１・・・回転炉床炉、２・・・高温排ガス、  ３・・・調温塔、４・・・一次固形ダスト
５・・・低温排ガス、６・・・バグフィルタ、７・・・二次固形ダスト、８・・・移送手段
９・・・排ガスダスト貯蔵手段、１０・・・二次固形ダスト貯蔵手段
１１・・・製鉄所ダスト
【図１】
0003839272.tif 000002
【図２】
0003839272.tif 000003