JPH02149607A - 転炉ダストからの鉄粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は製鋼用転炉のダストから簡易な処理工程によっ
て高品位の鉄粉を製造する方法に関する。

［従来の技術］ 製鉄所における製鋼用転炉では多量のダストが発生する
０例えば、湿式！塵処理において、そのダスト発生量は
１８０トン転炉１基当り約１０００）２７月にも及ぶこ
ともある。このダストは金属鉄を６０〜７０％程度含有
しており、鉄品位が高いがグラファイトやＣａＯ１Ｓｉ
○２などのスラグ成分も多量に含まれている。

従来、かのような転炉ダストはその鉄源回収の見地から
高炉用焼結鉱あるいはペレットの原料の一部として使用
されるのが通常であった。最近では、この転炉ダストか
らより付加価値の高い鉄粉を製造しようとする試みがな
されている。

金１鉄粉は粉末冶金用、溶接棒用、切断用などの種々の
用途があり、種々の特性が要求されるが、現在のところ
これら工業的に使用される鉄粉のほとんどは噴霧法また
は還元法によって製造されている。

しかし、製造工程が複雑であったり、高価な原料、多量
のエネルギー、その他噴貫ガス等高価な副資材を必要と
する等から、安価に高品位鉄粉を装造するには限界があ
る。

このようなことから、製鋼副産物である転炉ダストから
高品位の鉄粉を製造することができれば有利である。

転炉ダストから鉄粉を回収する方法が従来より幾つか提
唱されている０例えば、特公昭５７４４７２４号公報に
は転炉ダストを湿式微粉砕した後、磁力選別能により選
鉱することからなる鉄粉の回収方法が開示されている。

また、特開昭５９−１８０２号公報には転炉ダストを粉
砕した後、磁力選別し、得られた鉄粉の表面不純物層を
０３〜０．９規定の鉱酸で処理し、衝撃圧縮粉砕するこ
とからなる鉄粉の製造方法が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記公報に提唱された方法は鉄粉を製造するためにそれ
ぞれ有利な方法であると考えられるが、転炉ダストに随
伴するグラファイトやスラグ成分等の不純物を完全に分
離するには限界がある。特に、いずれの方法でも磁力選
別を行なっているが、ダスト中に混在する微粒の不純物
が鉄粉にからみついて鉄粉もろとも着磁してしまい、鉄
粉の品位を低下させることになる。

更に、特公昭５７−４４７２４号公報では湿式微粉砕が
行なわれているが、この湿式微粉砕時に金属鉄粉表面が
著しく酸化して酸化スケール層を形成し、還元処理工程
あるいは酸化処理工程を必要とするので製造工程が複雑
となり且つ鉄粉の収量が低下し、必然的にコストアップ
となる。

本発明は磁力選別工程及び湿式微粉砕工程を行なうこと
なく、グラファイト、スラグ成分等の不純物を完全に分
離する転炉ダストから高品位高価値の鉄粉を安価に製造
することを意図したものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は（ａ）捕集された転炉ダストを分級
して粒径が２０〜５００μｍの粒体を分別する第１工程
と、（ｂ）分別後の粒体を乾式粉砕機により粉砕摩鉱し
、前記粒体表層のグラファイト、スラグ等の付着物を剥
離する第２工程と、（ｃ）粉砕磨鉱後の粒体を傾斜角が
５〜４０°の斜面に分散落下させ、落鉱側に鉄粉を採取
し、残鉱側にグラファイト、スラグ分を分離、除去する
第３工程とからなることを特徴とする転炉ダストからの
鉄粉の製造方法に係る。

更に、本発明は（ａ）集塵機にて捕集された転炉ダス１
〜を分級して粒径が２０〜５００μ鴎の粒体を分別する
第１工程と、（ｂ）分別後の粒体を乾式粉砕機により粉
砕摩鉱し、前記粒体表層のグラファイト、スラグ等の付
着物を剥離する第２工程と、（ｃ）粉砕磨鉱後の粒体を
傾斜角が５〜４０°の斜面に分散落下させ、落鉱側に鉄
粉を採取し、残鉱側にグラファイト、スラグ分を分離、
除去する第３工程と、（ｄ）落鉱側の鉄粉を１〜１０規
定の塩酸水溶液で処理する第４工程とからなることを特
徴とする転炉ダストからの鉄粉の製造方法に係る。

［作　用］ 転炉製鋼時に排ガス中に持ち去られ、これを捕集した転
炉ダストはある粒径範囲内の粗粒のものと、それ以外の
微粒または過大粒のものでは成分的にも物理的な形状特
性も異なった状態で分布しており、特定範囲の粒径のも
のを選別するならば、それ以外の粒径のものでは得られ
ないような高鉄品位の二次処理がし易い粗粒鉄粉が得ら
れることが判った。

以下の第１表は転炉ダスト中に存在する鉄粉（粗粒鉄粉
と超微粉状の酸化鉄粉）、グラファイト及び石灰の各成
分の物理的形状を示したものである。

第−−Ｖ−ｊ１ 第１表に記載されているように、転炉ダスト中には、そ
の発生形態のままにおいて、粒径２０〜５００μｌの範
囲の粗粒鉄粉が存在し、これは微細な酸化鉄粉やグラフ
ァイト、石灰等とは大きさ及び形状において大きな相違
が存在することから単体分離ができるものである。この
粗粒鉄粉は球形の金属鉄粗粒の表面に酸１ヒスケールや
グラファイトやスラグ成分が付着した状態にある。

これは、転炉製鋼時に溶鋼から飛散した鋼の溶滴がその
表面張力によって球状となった状態で凝固し、飛翔中ま
たは集塵機中においてその表面に酸化皮膜が形成される
と共に排ガス中に随伴する鋼以外の物質例えばスラグ分
やグラファイトが表面に付着するという現象が生ずるか
らであろうと思われる。

この粗粒鉄粉の表面を乾式粉砕機を用いて粉砕原鉱する
と、表面に付着していたグラファイトやスラグ分は寸法
が４４μｍ０未満の微粉として球形の金属鉄粗粒の表面
から剥離されることが判った。

この金属鉄イ■位は剥離されたグラファイトやスラグ分
とはその大きさ及び形状において大きな相違があり、こ
の点において単体分離がし易い形態で存在する。

本発明方法は上記のような転炉ダストの物理的性状の特
質を利用するものである。

本発明の第１工程において、集塵機等にて捕集された転
炉ダストを分級して粒径が２０〜５００μ！０の粒体を
分別する。この分別によって鉄品位が低く、酸化鉄分の
多い２０μＩ未満の微粉と、鉄品位が低く、グラファイ
トや石灰粒が多い粒径が５００μ鴎を超える租大粒を分
離することができるので高い鉄分回収歩留りのもとで、
転炉ダストから鉄分つまり粗大鉄粉を採取することがで
きる。この分級処理は転炉ダストから粒径が２０〜５０
０μｌの寸法の粒体を分級できる方法であればその種類
は問わないが、湿式分級方式が適している。

第２工程において、第１工程で分別した粒径が２０〜５
００μｍの粒体を乾式粉砕機により粉砕原鉱し、粗粒鉄
粉表層のグラファイト、スラグ等の付着物を剥離する。

Ｖ用する粉砕機としては乾式のボールミルや振動ミル等
を用いることができる。湿式粉砕機を使用すると、その
湿式粉砕時に金属表面が酸化して酸化スケール層を形成
し、鉄粉の収量が低下するため好ましくない。粉砕原鉱
処理の程度については特に問わないが、粉砕原鉱が不充
分な場合には、グラファイト、スラグの剥離が不充分と
なり、得られる金属鉄粉の鉄品位が低下し、一方、粉砕
原鉱が過剰に行なわれた場合は金属鉄粒子の一部まで粉
砕されてしまい、グラファイト、スラグ分に混入されて
金属鉄粉の収量が低下するために好ましくない、すなわ
ち、金属鉄粗粒表面のグラフアイ１〜、スラグ分のみを
粉砕し、剥離させて金属鉄粗粒はその本来の球形粗粒の
ままであるように粉砕摩鉱処理することが、得られる金
属鉄粉の純度と収量の上から有利である。

第３工程において、第２工程での粉砕磨鉱後の粒体にお
ける金属鉄粒子と剥離されたグラファイトやスラグ分と
の形状における大きな相違を利用して前記粉砕磨鉱後の
粒体を斜面上に分散落下させ、落鉱側で鉄粉を採取し、
残鉱側でグラフアイｌ〜、スラグ分を分離、除去する（
以下、この工程を斜面落下泗別と記載する）、すなわち
、球形の金属鉄粒子のみが斜面上をころがり落下し、不
定形のグラファイト、スラグ分は斜面上に留まるため、
落鉱側に金属鉄粒子を単体分離することができる。この
際、斜面の傾斜角は５〜４０°にする必要がある。傾斜
角が５°未溝の場合には、斜面上に留まる金属鉄粒子が
著しく増大するために好ましくなく、また、傾斜角が４
０°を超えると不定形のグラファイト、スラグ分まで斜
面上をころがり落下してしまい鉄粉の鉄品位が低下する
。斜面上への粉砕磨鉱後の粒体の供給速度はなるべく遅
い方が望ましい、−度に大量の粉砕磨鉱後の粒体を斜面
上へ供給すると、球形の金属鉄粒子と不定形のグラファ
イトやスラグ分とが絡み合った状態で斜面上を落下し、
落鉱側にグラファイトやスラグ分が混入する弊害を生ず
るために好ましくない なお、斜面上に留まるグラファイトやスラグ分は適宜取
り除き、金属鉄粒子の落下の障害とならないようにする
ことが望ましい。

また、斜面の表面材買は特に限定されるものではないが
、比軸的微細なグラフアイ１〜やスラグ分を斜面上に留
めることが可能な程度の表面粗度を有することが望まし
い。

以上の第１工程すなわち分級工程と、第２工程すなわち
粉砕原鉱工程と、第３工程すなわち斜面落下選別工程を
経るだけで転炉ダストから金属鉄が９４重量％以上の鉄
粉を得ることができる。

得られた鉄粉はこのままでも工業用鉄粉としてｆｌｌ用
に供することができるが、更に高品位の鉄粉を得るには
、第４工程として前記落鉱側の鉄粉を１〜１０規定の塩
酸で塩酸処理を施すことができる。これによって鉄粉表
面に存在している酸化スケール層を溶出させることがで
き、金属鉄が９８重景％の高品位鉄粉とすることができ
る。この場合、混入するＣａＯ等の塩基性化合物による
酸の中和を考慮すると、酸濃度としては１規定以上の濃
度の強酸での処理が必要である。酸は塩酸を使用する。

硫酸や硝酸などの酸化力をもつ酸は高濃度では鉄を酸化
して不動態ｆヒさせるので好ましくない。なお、１０規
定を超えるような濃塩酸を使用しなくても充分に酸化ス
ケール層を溶出させることができる。

以上のように本発明は磁力選別工程や湿式微粉砕工程を
行なうことなく、転炉ダスト中に存在する粗粒鉄粉が乾
式での粉砕原鉱により金属鉄粒子からグラフアイｌ〜、
スラグ分が剥離、分離され、しかも金属鉄粒子が球形を
呈するのに対してグラファイト、スラグ分は比較的微細
な不定形を呈するという形状における大きな相違を利用
して鉄粉を転炉ダストから分別するものであり、分級と
、粉砕と、斜面落下選別という簡単且つ経済的な工程に
よって高付加価値鉄粉を製造できる点に特徴がある。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明方法を更に説明する。

及１１ 集塵機で捕集された転炉ダスト５ｋｆＩを発生形態のま
まテーラ−標準篩にて湿式分級し、粒径が２０〜５００
μｍの粒体を分別した。得られた粒体を１００〜１２０
°Ｃに３時間保持して乾燥させた後、振動ミルを用いて
約３分間乾式での粉砕原鉱を行なった。更に、粉砕磨鉱
後の粒体を傾斜角が２０°の斜面上に分散落下させ、落
鉱と成鉱とを分離した。斜面としては表面粗度が１０μ
輪の低炭素冷延鋼板を用いた。

供試した転炉ダスト、第１工程の分級により採取した乾
燥分級品、及び第３工程の斜面落下選別で落鉱側に得ら
れた鉄粉をそれぞれ分析し、第２表に示す結果を得た。

第２表の結果に見られるように、転炉ダストは発生形層
のままでも２０〜５００μｍの粒体を分別しただけで金
属鉄（Ｍ、Ｆｅ）が８１．５重量％のものとなり、斜面
落下選別によって金属鉄品位は９４．６重量％まで向上
することが判る。

なお、２０°の傾斜角の斜面に代えて５°及び４０°の
斜面角の斜面を用いて斜面落下選別を行なったが、同様
の結果が得られた。

更に、斜面落下選別の落鉱側に得られた粒体を５規定の
塩酸１．５１中で３分間機械撹拌しつつ浸出した後、Ｐ
通し、残渣を乾燥した。この乾燥品粒体の成分も第２表
に併記した。第２表に示される通り、この粒体は金属鉄
が９８．３重量％の高品位鉄粉であった。

なお、５規定の塩酸に代えて１規定及び１０規定の塩酸
を用いて処理したが結果は同様であった。

５規定の塩酸により処理を行なった鉄粉の顕微鏡写真を
第１図に示す、第１図に見られる通り、この鉄粉は真球
形状を有した粉体であること力５判る。

また、第２表には市販の還元鉄粉の代表的な成分を比較
のために示したが、本発明方法により製造された鉄粉は
成分的に全く遜色のないものであることが’Ｉ’ｌｌる
。

［発明の効果］ 上述のように本発明方法によると球形の高品位鉄粉が分
級と、粉砕と、斜面落下選別という簡単且つ少ない工程
で転炉ダス１〜から製造することができ、また、鉄粉の
目的とする用途に応じて第４工程の塩酸処理を施すこと
により更に高品位の鉄粉を得ることができる。

従って、製鋼副産物である転炉ダ久斗を切断用、溶接棒
用、扮末冶金用などに好適な工業用鉄粉として経済的に
高付加価値化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で得られた鉄粉の粒子構造を示す顕微鏡
写真（倍率×１００倍）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）捕集された転炉ダストを分級して粒径が２
   ０〜５００μｍの粒体を分別する第１工程と、（ｂ）分
   別後の粒体を乾式粉砕機により粉砕摩鉱し、前記粒体表
   層の付着物を剥離する第２工程と、 （ｃ）粉砕摩鉱後の粒体を傾斜角が５〜４０°の斜面に
   分散落下させ、落鉱側に鉄粉を採取し、残鉱側にグラフ
   ァイト、スラグ分を分離、除去する第３工程とからなる
   ことを特徴とする転炉ダストからの鉄粉の製造方法。
2. （２）（ａ）捕集された転炉ダストを分級して粒径が２
   ０〜５００μｍの粒体を分別する第１工程と、（ｂ）分
   別後の粒体を乾式粉砕機により粉砕摩鉱し、前記粒体表
   層の付着物を剥離する第２工程と、 （ｃ）粉砕摩鉱後の粒体を傾斜角が５〜４０°の斜面に
   分散落下させ、落鉱側に鉄粉を採取し、残鉱側にグラフ
   ァイト、スラグ分を分離、除去する第３工程と、 （ｄ）落鉱側の鉄粉を１〜１０規定の塩酸水溶液で処理
   する第４工程とからなることを特徴とする転炉ダストか
   らの鉄粉の製造方法。