[发明专利]团块的制造方法，还原金属的制造方法及锌或铅的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用含有氧化铁的铁矿石、粉尘原料的压块(briquette团块)的制造方法，由所得到的压块制造还原金属(还原铁)的方法，及分离回收锌、铅等挥发性金属的方法。

背景技术

作为用于制造还原铁的原料，自然也使用铁矿石原料，但由于随着近年来的铁矿石原料的需求增加而来的价格飞涨，对于炼铁厂内产生的含有铁原料的粉尘的循环利用受到注意。在炼铁、炼钢过程中，在高炉、转炉、熔融炉、电炉等中吹起的含有粉状的铁和氧化铁的粉尘被集尘器回收。所回收的粉末(在权利要求书、说明书中记为“炼钢粉尘”)因为含有铁和氧化铁，所以被作为铁原料使用。

在作为还原铁的制造设备之一的回转炉床炉中，为了使还原反应均一化，需要将含有氧化金属和碳质物质的原料作为压块供给，另外需要使压块具有一定的强度。但在含有碳质物质时，碳在比较低的温度下也会燃烧，像烧结球团、烧结矿这样，通过烧结化来提高压块的强度的方法无法实施。因此，通过使用淀粉、糖蜜等昂贵的结合剂(以下也记述为“粘合剂”)来提高压块的强度。

作为制造压块的设备，一般使用球团制造设备、团块制造设备任意一种，无论在哪个设备中，都需要尽可能制造具有均匀的大小且具有高强度的压块。然而，主要出于以下两个理由，导致制造微粉状原料的压块非常困难。第一个是，微粉的粉尘原料因为体积密度小且空隙多，所以难以制造具有强度的压块。如果压块的强度低，则在压力下有可能碎裂，因此不能大量贮藏，在搬运中也会发生裂纹等。第二个是，为了提高压块的强度而使微粉原材料中混合粘合剂，但难以均匀地混合粘合剂。其原因在于，粘合剂具有粘接剂的功能，因此具有粘性，该粘性会妨碍均匀的混合。另外，不但粘合剂材料自身昂贵，而且因其具有粘接功能，所以在压块的制造或供给过程中(例如中间漏斗等)，也成为发生材料堵塞的原因。若原材料堵塞，则原料向回转炉床炉等的供给中断，或突然被大量供给，若是如此，则还原炉的操作变得不稳定。因此，期望粘合剂的使用量极力减少。

以下，对于历来已知的微粉的粉尘原料的球团制造方法、团块制造方法，举例进行说明。

已知在专利文献1中有如下方法，如该专利文献的图1所示，用混合装置混匀从原料储备槽输出的原料，以含有氧化金属和碳的粒子作为原料，以盘式造粒装置制造球团的方法。详细地说，从多个储料斗决定混合比率而将多种原料输出到原料输送带上。决定原料的粒径、化学成分和含有水分的混合比率。特别是为了恰当地进行还原反应而调整氧化金属与碳的比率。另外，在专利文献1的权利要求的范围内，记述有一种面向还原炉的球团制造方法，其中，将含有含炼钢粉尘的金属氧化物且含有含碳的粉体的粉体，用盘式造粒机制造成球形的球团时，该粉体含有粒径在10μm以下的粒子20～80％。

在专利文献2中，如该专利文献的图1所示，记述有一种由炼钢粉尘制造固形化物的方法。如该图所见，在该系统中包括如下过程及工序：将在钢铁生成过种中产生的以铁及其氧化物为主要成分的粉尘，与以碳为主要成分的粉体进行混合并造粒，成为球团的造粒过程；使该混合造粒体浸渍水的水浸渍过程；将该浸渍有水的球团放入成形模具并加压成形，从而成为团块的固体化过程；将该团块作为熔融炉的原料进行搬运的过程；在从所述熔融炉获得所述粉尘至所述固体化过程期间，浓缩该粉尘的锌浓度，对该浓缩状态的粉尘进行脱锌处理的脱锌处理工序。此外在该方法中，通过在即将成形之前浸渍水，使混合造粒体的表面柔软，在团块成型时使造粒体容易变形，由此能够提高造粒体彼此的粘接强度。

专利文献1：特开2002-206120号公报

专利文献2：特开2007-270229号公报

通常，在进行氧化铁的还原的还原炉中需要进行均质的还原反应，因此供给到还原炉的压块需要其大小的均匀性。若压块的大小有偏差，则还原反应达不到均质，还原铁的品质非常低。在专利文献1的图1中，利用球团筛装置对球团进行分级，由此确保还原炉所要求的均匀性。但是，球团筛装置不但导致球团的供给效率变差，球团筛装置本身还有成本缺陷。

在专利文献2的方法中是将团块成型。团块与球团相比均匀性高，另外能够成型为大的压块。但是团块是通过压缩来压实原料，因此通常如上述需要粘合剂。专利文献2的方法为了尽可能地减少粘合剂的使用量而在团块即将成型前浸渍水，但是遍及球团的集合物的整体而均匀地浸渍水实际上很困难。如果有一些未附着水分的部分残留，则由于这部分而导致混合造粒体的表面不会变得柔软，因此无法提高团块整体的强度。另外，团块化后水分的干燥时间也会延长。