[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金属氧化物(特别是氧化铁)的粉尘原料的压块(briquette团块)的制造方法，由所得到的压块制造还原金属的方法，及能够适用于分离回收锌和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，当然也会使用铁矿石原料，但随着近年来的铁矿石原料的需求增加带来的价格飞涨，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目。在炼铁、炼钢过程中，在高温、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(以下记述为“炼钢粉尘”)因为含有铁和氧化铁，所以被作为铁原料使用。炼钢粉尘有各种各样，但从熔钢一度挥发后在气体固化的炼钢粉尘，从电炉发生的电炉粉尘(电炉粉尘)粒径非常小，为数μm。

在作为还原铁的制造设备之一的回转炉床炉中，为了使还原反应均匀化，需要将含有氧化金属和碳质物质的原料作为压块供给，另外需要使压块维持一定的强度。可是含有碳质物质时，碳在比较低的温度下也会燃烧，所以无法采取通过烧结来提高压块的强度的方法。因此，通过使用淀粉和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。

之所以提高压块的强度，基于如下理由。即，若压块的强度低，则会发生如下操作面的问题：(1)压块的贮藏变得困难，因此工厂设备运转率降低；(2)压块粉化，因此成品率降低；(3)若还原处理粉化的压块，则反应性差，因此还原处理性能降低；(4)还原压块所得到的还原金属(还原铁：DRI)的强度变低，因此不适合需要高强度的DRI的高炉等竖炉型和熔融法，DRI的用途受到限定。

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，都需要尽可能制造大小均匀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，空隙多，所以难以制造具有强度的压块。如果团块的强度低，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，为了提高团块的强度而在微粉原材料中混合粘合剂，但是均匀地混合粘合剂有困难。说到原因，是由于粘合剂具有粘接剂的功能，因此具有粘性，由于该粘性会妨碍均匀的混合。另外，粘合剂材料不但本身昂贵，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，如同专利文献的图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，就是由多个储料斗决定混合比率并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。

在专利文献2中，如同专利文献的图1所示，记述有一种由炼钢粉尘制造固形化物的方法。如同图所见，在该系统中包括如下工序：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，使这成为球团的造粒工序；使该混合造粒体浸透水的水浸透工序；将该浸透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工序；将该团块作为熔融炉的原料进行搬运的工序；在从所述熔融炉获得所述粉尘至所述固体化工序之间，浓缩该粉尘的锌浓度，对于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，通过在成形之前浸透水，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。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-206120号公报

专利文献2：日本特开2007-270229号公报

在还原炉，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尺寸的均匀性。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。