JP2004107748A - 亜鉛浸出残渣の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】亜鉛浸出残渣から、高い収率で、迅速に、金属鉄と金属亜鉛を回収することができる亜鉛浸出残渣の処理方法を提供する。
【解決手段】亜鉛浸出残渣と炭材との造粒物を調製し、その造粒物を回転床炉内で加熱して有価金属を回収する亜鉛浸出残渣の処理方法であって、回転床炉は、バーナの空気比：０．９〜１．１、炉内温度：１１５０〜１２５０℃の条件下で運転される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は亜鉛浸出残渣の処理方法に関し、更に詳しくは、亜鉛浸出残渣から有価金属、とりわけ亜鉛と金属鉄を高い収率で回収することができる新規な亜鉛浸出残渣の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式亜鉛精錬で発生した亜鉛浸出残渣には、浸出しきれなかった可成りの量の亜鉛、鉄、その他の有価金属が酸化物の形態で含有されている。その代表的なものは、希硫酸に難溶性のＺｎＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３である。
そのため、この残渣から亜鉛などを分離・回収するとともに、ＺｎＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で残存する鉄分は鉄源となり得るために、この鉄分の回収に関しても様々な方法が実施されている。
【０００３】
例えば、ヘマタイトプロセスでは、高純度の金属鉄の回収が可能である。しかしながらその回収工程は非常に複雑であり、同時に極めて長い処理時間を要するという問題がある。
また、ウェルツ炉を運転して行うウェルツ法では、酸化鉄を還元して鉄分を回収し、また還元揮発した亜鉛などを粗酸化亜鉛して回収している。しかしながら、このウェルツ法は、還元能力が劣るため亜鉛回収率は低くなり、また処理時間も長いという問題がある。
【０００４】
このように、亜鉛浸出残渣から亜鉛や鉄分を回収するために従来から実施されている代表的な方法には、上記したような問題があるため、亜鉛浸出残渣から亜鉛や鉄分を高収率で、簡便に、そして短時間で回収できる方法が望まれている。
一方、金属酸化物に還元処理を行って金属を回収する方法に関しては、例えば、回転床炉法を適用して金属酸化物の還元処理が行われている（例えば、特許文献１と特許文献２を参照）。
【０００５】
金属酸化物の還元処理を進める回転床炉法は、操作は簡便で、しかも迅速な処理が可能であるという利点を備えている。
しかしながら、現在までのところ、亜鉛浸出残渣に対して回転床炉法を適用して金属鉄と亜鉛を回収したという事例はない。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭４６−５２２３号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４１１２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、亜鉛浸出残渣に対して回転床炉法を適用して有価金属を回収することを目的とする。その際に還元対象が亜鉛浸出残渣であるがゆえに必要な条件を見出すことにより、高収率で金属鉄と亜鉛を回収することを可能にした亜鉛浸出残渣の処理方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、亜鉛浸出残渣と炭材との造粒物を調製し、前記造粒物を回転床炉内で加熱して有価金属を回収することを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法が提供される。
具体的には、前記回転床炉は、バーナの空気比：０．９〜１．１、炉内温度：１１５０〜１２５０℃の条件下で運転され、前記造粒物における炭材の重量割合は、前記亜鉛浸出残渣内における酸化鉄、酸化亜鉛、酸化鉛として存在する酸素の総重量に対する相対重量で０．７５〜１．２である亜鉛浸出残渣の処理方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、亜鉛浸出残渣と炭材で造粒物を調製する工程と、その造粒物を特定の運転条件の回転床炉法で処理する工程とに大別される。
本発明においては、まず、亜鉛浸出残渣と、還元材である炭材を用い、混合によりバインダ成分である生石灰を加えて造粒物が製造される。
【００１０】
この造粒物の製造に用いる炭材の量は、亜鉛浸出残渣の中に鉄酸化物（酸化鉄）、亜鉛酸化物（酸化亜鉛）、鉛酸化物の形態で含まれている酸素の総重量に対して、炭材中の固定炭素が相対重量で０．７５〜１．２に設定される。
この炭材の量が０．７５より少ない場合は、上記した酸化鉄や酸化亜鉛の還元に必要な炭素量が不足するので、後述する加熱還元時に鉄金属化率や脱亜鉛率は低下する。また、炭材の量を１．２より多くすると、造粒物の製造が困難になるとともに、加熱還元時に造粒物が崩壊しやすくなる。なお、加熱還元時に造粒物が崩壊すると、造粒物の溶融が起こりやすくなるので不都合である。
【００１１】
ここで、鉄金属化率と脱亜鉛率を以下のように定義する。
鉄金属化率：造粒物中の全鉄濃度をＡ_０（質量％）とし、後述する加熱還元後における処理物中の金属鉄の濃度をＡ（質量％）としたとき、次式：
１００×Ａ／Ａ_０（％）
で計算された値のことをいう。
【００１２】
脱亜鉛率：造粒物中の全亜鉛濃度をＢ_０（質量％）とし、加熱還元後における処理物中の亜鉛濃度をＢ（質量％）としたとき、次式：
１００×（Ｂ_０−Ａ_０・Ｂ／Ａ）／Ｂ_０
で計算された値のことをいう。
なお、製造された造粒物における水分量が１１質量％以上になると、その造粒物を回転床炉に投入したときに爆裂を起こすようになるので、水添加の場合には、水分量を１１質量％より少なくなるようにすることが好ましい。
【００１３】
このようにして製造された造粒物を、回転床炉に投入して加熱還元が行われる。
その場合、回転床炉は以下の条件で運転されることが必要である。
まず、炉内温度は１１５０〜１２５０℃の範囲に設定される。炉内温度が１１５０℃よりも低い場合は、鉄金属化率と脱亜鉛率の双方とも、前記した従来のウェルツ法の場合と同程度であり、回収率は低くなる。また、炉内温度が１２５０℃より高くなると、炉内では還元は進行するが、溶融してしまうからである。
【００１４】
本発明においては、上記した温度はバーナの空気比を０．９〜１１の条件で運転して実現されることが必要である。
空気比を１．１より大きくすると、鉄金属化率と脱亜鉛率が低下するだけではなく、炉内温度が低いときにも造粒物の溶融が起こりはじめる。また、空気比を０．９より小さくすると、炉内の加熱に要する燃料の消費量が増加するからである。
【００１５】
【実施例】
実施例１〜７
亜鉛浸出残渣と生石灰とコークス粉（炭材）を用いて表１で示した各種の造粒物を製造した。これらの造粒物を、表１で示した条件で運転する回転床炉に装入して加熱還元した。得られた処理物の成分と鉄金属化率、脱亜鉛率を表１に示した。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１から次のことが明らかである。
（１）１３００℃と高い炉内温度で処理された実施例５の場合、鉄金属化率、脱亜鉛率の双方は高水準になっているが、炉内で溶融してしまい、その取り扱いが困難になってしまう。また、１１００℃と低い炉内温度で処理された実施例７の場合、溶融は起こらないものの、鉄金属化率、脱亜鉛率のいずれもが極めて低水準の値になってしまう。
【００１８】
（２）また、空気比が１．４である実施例６の場合、脱亜鉛率は高水準にあるが鉄金属化率は７４％と低く、かつ溶解してしまった。
実施例８
表１で示した実施例３の造粒物につき、バーナの空気比を１．０２と一定にした状態で炉内温度を変化させて加熱還元を行い、脱亜鉛率を測定した。その結果を図１に示した。
【００１９】
図１から明らかなように、炉内温度が１１５０〜１２５０℃で１５分間加熱処理した際の脱亜鉛率は９８％以上の高い水準にある。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、亜鉛浸出残渣から金属鉄と亜鉛を高収率で回収することができる。
これは、回転床炉を適用し、そしてそのときの炉の運転条件を前記したような条件に設定したことによって得られた効果である。
【００２１】
したがって、本発明方法は、亜鉛浸出残渣から有価金属を高収率でしかも短時間で回収する方法としてその工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例８における炉内温度と脱亜鉛率との関係を示すグラフである。

Claims (4)

1. 亜鉛浸出残渣と炭材との造粒物を調製し、前記造粒物を回転床炉内で加熱して有価金属を回収することを特徴とする亜鉛浸出残渣の処理方法。
2. 前記回転床炉は、バーナの空気比：０．９〜１．１、炉内温度：１１５０〜１２５０℃の条件下で運転される請求項１の亜鉛浸出残渣の処理方法。
3. 前記造粒物における炭材の重量割合は、前記亜鉛浸出残渣内における酸化鉄、酸化亜鉛、酸化鉛として存在する酸素の総重量に対する相対重量で０．７５〜１．２である請求項１の亜鉛浸出残渣の処理方法。
4. 前記造粒物における水分の含有量は、１１質量％以下である請求項１の亜鉛浸出残渣の処理方法。

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