JP2011094207A - 金属マンガンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化マンガン含有物質を加熱、還元して金属マンガンを製造するに当たり、加熱炉内に酸化マンガン含有物質を酸化物の還元に必要な量の炭素と共に装入し、前記加熱炉内温度を1200℃以上になるまで加熱し、その後、700℃以下にまで冷却して金属マンガン含有物を炉外へ排出する方法。
【選択図】図1
Description
(1)前記加熱炉の炉内温度を1300℃以上に加熱した後、炉内雰囲気におけるCO2濃度を1vol.%以下、O2濃度を0.1vol.%以下にすること。
(2)酸化マンガン含有物質中に、酸化物の還元に必要な量の炭素系還元剤を内装もしくは外装することにより炭素濃度を調整すること。
(3)酸化マンガン含有物質は粉砕したものを使用すること。
(4)酸化マンガン含有物質は、粉砕後さらに分級し、その篩い下のものを使用すること。
(5)酸化マンガン含有物質として、廃電池、マンガン鉱石、マンガン団塊、ソフトフェライト屑、マンガン触媒、マンガン製造設備から発生するダスト、スラッジを用いること。
(6)混合する炭素系還元剤は、石炭、コークス、黒鉛、ピッチ、タール、炭素系煤塵のいずれか1種以上を用いること。
(1)製鉄原料の他、乾電池など各種の用途に用いられる安価な金属マンガンを得ることができる。
(2)資源の有効活用ができる。即ち、原料として用いる酸化マンガン含有物質として、マンガン鉱石、マンガン団塊などの天然資源だけに頼らず、廃電池やソフトフェライト屑、マンガン触媒、マンガン製造設備から発生するダスト、スラッジなどのような、一般に廃棄物と呼ばれるようなものを使用することができる。
(3)金属マンガン製造用原料(酸化マンガン含有物質)として廃棄物を利用することができるから、環境上有益である。しかも、この原料中には、亜鉛やナトリウム、カリウム、塩素、フッ素などの高揮発成分を含有しているため、これらの有価金属成分もしくはその化合物をも同時に回収することができる。とりわけ、亜鉛などの価値の高い物質が混入している場合は、それらを回収の上、たとえば亜鉛精錬用の原料とすることも可能である。
図1は、好ましい実施形態の1つであるバッチ式電気加熱炉の一例である。この電気加熱炉は、炉内に窒素ガスを導入することで、外界からの酸素の侵入を防止することができる。また、炉内で発生したガスは炉上部の煙道に導かれ、ウェットスクラバー式の湿式集塵機で、冷却および除塵を行うことできる。サンプル容器はアルミナセラミック製で、炉下側から、昇降させることで装入、取出しをすることができる。
電気加熱炉内に出し入れ可能に設置されるサンプル容器は、アルミナ製1m角で、高さ0.3mである。このサンプル容器の中に酸化マンガン含有物質のサンプルを装入した。サンプル容器は、電気ヒーターによって加熱されるが、昇温に4時間かけ、最高温度で4時間保持してから、2時間で500℃まで降温させた。炉内ガスは、廃棄煙道から排出し、ウェットスクラバ式の集塵機で除塵した後に系外へ排出した。また、煙道にはガス分析計を設置し、CO2濃度を監視した。この電気炉には、窒素ボンベとCO2ボンベが接続されている。窒素は毎分100リットルで流通させた。また、炭酸ガスは前述のCO2濃度が設定値になるように少量添加した。
a.比較例(1)−(2)と発明法(1)−(2)を比較する。最高温度が高いほど、金属化率が高まることが容易に判る。特に、1300℃を超えるところで、金属化率は急上昇し、80%を超えることが分かる。
発明法(6)は粉砕を行ったマンガン鉱石を使用した実施例である。発明法(5)と比較して、還元率が向上していることから、より好ましい実施例であることが判る。
Claims (7)
- 酸化マンガン含有物質を加熱、還元して金属マンガンを製造する方法において、
加熱炉内に還元剤をと共に酸化マンガン含有物質を装入し、前記加熱炉の炉内温度が1200℃以上になるまで加熱して酸化マンガンを還元し、その後、700℃以下にまで冷却した上で、得られた金属マンガン含有物を炉外へ排出することを特徴とする金属マンガンの製造方法。 - 前記加熱炉の炉内温度を1300℃以上に加熱した後、炉内雰囲気におけるCO2濃度を1vol.%以下、O2濃度を0.1vol.%以下にすることを特徴とする請求項1に記載の金属マンガンの製造方法。
- 酸化マンガン含有物質中に、酸化物の還元に必要な量の炭素系還元剤を内装もしくは外装することにより炭素濃度を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の金属マンガンの製造方法。
- 酸化マンガン含有物質は粉砕したものを使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の金属マンガンの製造方法。
- 酸化マンガン含有物質は、粉砕後さらに分級し、その篩い下のものを使用することを特徴とする請求項4に記載の金属マンガンの製造方法。
- 酸化マンガン含有物質として、廃電池、マンガン鉱石、マンガン団塊、ソフトフェライト屑、マンガン触媒、マンガン製造設備から発生するダスト、スラッジを用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の金属マンガンの製造方法。
- 混合する炭素系還元剤は、石炭、コークス、黒鉛、ピッチ、タール、炭素系煤塵のいずれか1種以上を用いることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1に記載の金属マンガンの製造方法。
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