[发明专利]从电炉粉尘回收金属的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种从电炉粉尘回收金属的方法和装置，其从在以废料、还原铁、生铁等为原料并将它们熔化冶炼而制造钢材的电炉（例如，炼钢用电弧炉）产生的粉尘（以下称为“电炉粉尘”）进行金属成分回收。

背景技术

以铁废料为主要原料而制造钢材的电炉中产生的电炉粉尘在含有20～30%的氧化铁、10～30%的氧化锌的基础上还含有2～7%的氯。

为了从该电炉粉尘回收锌成分，广泛地采用回转炉。在使用了该回转炉的工艺中，将电炉粉尘和还原剂在炉内加热，使金属锌蒸气生成，使锌蒸气在排气中氧化，以氧化锌微粒的形式回收锌。

但是，在该方法中铁成分的还原不充分，在被部分还原的氧化铁中残留有1～3%左右的锌。为了将铁成分完全还原而以高效率进行锌成分的分离，需要将原料的加热温度升高至氧化铁的熔融温度以上，但升高加热温度时，存在难以将半熔融物从还原设备中排出的问题。

此外，还提出了使电炉粉尘完全熔融，将铁成分以铁液的形式回收，将锌成分以排气中的氧化锌微粒的形式回收的工艺。日本专利第3317137号公报中公开的“从炼铁粉尘回收氧化锌的装置”是其中的一个例子（参照专利文献1）。

在该工艺中，被供给的原料粉尘的一部分没有被熔融还原，而与氧化锌微粒一起以排气的形式从炉中飞散。

该专利文献1中公开的“从炼铁粉尘回收氧化锌的装置”中，为了分离熔融前的电炉粉尘并返回到原料，设置第1次集尘装置（40）。另外，在第1集尘装置的下游设置第2次集尘装置（41），以便回收作为微粒的氧化锌。

专利文献1：日本专利第3317137号公报

发明内容

上述专利文献1中说明的排气处理设备的集尘装置例如被说明为干式旋流器。

但是，在实际设备中，由于排气中的高浓度氯成分，因此难以进行这种集尘装置的连续操作。其理由如下所述。

电炉粉尘中的2～7%的氯成分以ZnCl2、NaCl、KCl等金属氯化物的形式存在。在电炉粉尘熔融而还原氧化铁、氧化锌的温度下，这些金属氯化物变成蒸气而与排气一起从熔融炉排出。将金属氯化物在大气压下的熔点温度和沸点温度在表1中示出。

表1

 溶点温度(℃)沸点温度(℃)ZnCl₂318732NaCl8011465KCl7721407

由上表可知，在冷却排气而除尘的过程中发生金属氯化物的冷凝（液化）和凝固，冷凝（液化）、凝固的金属氯化物附着于排气处理设备而导致排气处理设备阻塞。

另外，由于还原炉中的金属还原反应，导致排气含有高浓度的一氧化碳（CO）气体，该一氧化碳在向体系外排出之前，需要利用二次空气使其燃烧而生成二氧化碳（CO₂）。通过二次燃烧而使排气温度成为超过1300℃的高温，需要气体冷却装置，但在上述专利文献1中，对于设置气体冷却装置没有记载，不能进行实际设备的操作。

本发明是为了解决该课题而作出的，其目的在于，得到能够在不产生装置阻塞等问题的情况下以高效率实现金属回收的从电炉粉尘回收金属的方法和装置。

（1）本发明所涉及的从电炉粉尘回收金属的方法，其特征在于，将氯成分和锌成分的总计质量%为12%以上的电炉粉尘主要用电能进行熔融还原，回收铁液和氧化锌，