JP5459655B2 - 尾鉱の処理方法 - Google Patents
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Description
第1の問題は、尾鉱の場合、石炭とは異なり、水中では造粒しにくいこと、第2の問題は、海上輸送コストを低減するためには、尾鉱または尾鉱造粒物を可能な限り脱水する必要があるところ、尾鉱の粒径は10μm以下と極めて小さく、脱水効率や目詰まり等の問題があり、脱水に限界があること、等である。即ち、尾鉱は、粒径が小さいために親水性が大きく、粘土質であることから、フィルタープレス等で脱水を行ったとしても、なお、取り扱いが困難である。
図3は、本発明方法で使用する混合攪拌型造粒機を中心とした設備を示す模式図である。この図において、図示の10は、混合攪拌型造粒機であり、内部には装入物(尾鉱)を攪拌し、混錬するための複数の回転羽根11が回転軸11aに取付けられた状態で配設されている。この混合攪拌型造粒機10は、水平設置のものだけに限らず、傾斜配置のものであってもよい。この造粒機の回転羽根の形状、回転羽根の個数に制約はなく、造粒性能と動力コストに見合うものにする。なお、この混合攪拌型造粒機10において、前記回転羽根11は、回転軸11aを中心に装置内全体を周回するように支持されており、回転方向、回転数は可変である。また、回転軸11aは偏心していてもよく、回転軸11a自体が別の回転軸に支持された構造のものであってもよい。
a.低水分の鉄鉱石粉19とは、処理目的の尾鉱14よりも低水分の鉄鉱石粉のことであり、塊成化物の水分を調節できるものであればよい。例えば、山元では、湿式選鉱前の含水率が3〜8mass%の鉄鉱石粉を使用することが好ましい。
b.乾燥原料粉20とは、含水率が0mass%に近い粉体であり、例えば、鉄鉱石の選鉱処理過程で発生する乾式集塵鉄鉱石粉(ダスト)等を用いることが好ましい。
c.添加材21とは、塊成化物の強度を増加させるために加えられるものであり、例えば、セメントや生石灰、バインダー、薬剤等を用いることが好ましい。
まず、高水分(30〜60mass%)の尾鉱14を、前記混合攪拌型造粒機10内に所定量に投入し、さらに、その投入実績に応じて、低水分鉄鉱石粉19または乾燥原料(鉄鉱石)粉20を添加して混合し造粒することが望ましい。これらの原料の投入量は、この混合攪拌型造粒機10に付帯させて設けた計量装置12により測定され、その投入量実績値さえ判れば、必要な低水分鉄鉱石粉19、乾燥原料粉20の添加量を計算できるからである。このような造粒方法の下では、最初に尾鉱14を回転羽根11で攪拌することにより、尾鉱14に内包された水分を充分に開放させることができるが、その後に加えられる低水分鉄鉱石粉19および乾燥原料粉20が、尾鉱の水分を効率よく吸収することができるメリットがある。
なお、前記尾鉱造粒物の解砕は、細かくするほどよいが、下限は平均粒径で1mm程度、望ましくは平均粒径2mm程度となるように解砕する。このような粒径範囲(1〜5mm)に解砕しておくと、他の焼結原料に添加して造粒成形する際、造粒時の混合、攪拌作用により、該尾鉱としてはさらに細分化し、平均粒径が10μm以下の大きさとなって、原料中に分散され成形焼結原料粉として用いられる。
図4は、鉄鉱石の尾鉱造粒物を、積み地まで輸送して処理する本発明方法の一実施例を示すものである。この図に示すように、山元27において発生した尾鉱14は、ピット28に貯鉱される。その尾鉱14は、ピット28中の水中に貯鉱されており、必要に応じ、このピット28からパイプ30およびポンプ31を使って、または重機により、沈殿タンク29、または仮置きヤード32に送られる。この時の尾鉱の含水率は30〜60mass%である。
実施例1で製造された尾鉱造粒物(塊成化物)を、表1に示す配合割合でDL式焼結機を模擬したラボ試験装置にて焼成実験を行った。比較例は、尾鉱造粒物を配合していない例、発明例1は、鉱石原料の6.7mass%を尾鉱造粒物にそのまま振り替えて配合した例、発明例2は、揚げ地において、尾鉱造粒物をアイリッヒミキサーにて25rpmで3分間解砕処理して配合した例である。また、発明例3は、揚げ地において、尾鉱造粒物に注水して水分を加え15mass%超えの水分含有量20〜22mass%として攪拌しスラリー化することにより解砕処理して配合した例である。焼成試験は、径300mm、高さ400mmの焼結用鉄鍋を使用し、吸引差圧200mmAq一定で実施した。
11 回転羽根
11a 回転軸
12 計量装置
14 尾鉱
15、22 切出し装置
19 低水分鉄鉱石粉
20 乾燥原料(鉄鉱石)粉
21 添加材
25 転動装置
26 養生ヤード
27 山元
28 ピット
29 沈殿タンク
30 パイプ
31 ポンプ
32 仮置きヤード
33 重機
34 船
Claims (7)
- 山元での湿式選鉱時に発生する、平均粒径が10μm以下の高水分超微粉状鉄鉱石である尾鉱を、乾燥処理をすることなくそのまま混合攪拌型造粒機に導いて、その山元において尾鉱の混合造粒時に、尾鉱よりも低水分の鉄鉱石粉、乾燥原料粉および添加材のうちから選ばれるいずれか1種以上を添加して混合造粒し、得られた尾鉱造粒物を積み地を経て揚げ地まで輸送し、その後、その尾鉱造粒物を揚げ地においても乾燥することなく、焼結原料として用いることを特徴とする尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱造粒物を、揚げ地において、単独または他の焼結原料と混合して混合機または攪拌機で解砕し、平均粒径1mm〜5mmの大きさとして、他の焼結原料と混合し造粒して成形焼結原料とすることを特徴とする請求項1に記載の尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱造粒物を、揚げ地において、水分を添加して水含有量が15mass%超のスラリー化した尾鉱原料として、他の焼結原料と混合して成形焼結原料とすることを特徴とする請求項1に記載の尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱は、水分含有量が30〜60mass%のものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱としては、主要成分の組成が、Fe≧60mass%、SiO2≧1.5mass%、Al2O3≧1.5mass%である南米産ヘマタイト鉄鉱石であって、山元において湿式選鉱残渣として得られ、屋外で貯鉱されているものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱としては、主要成分の組成が、Fe≧54mass%、SiO2≧1.5mass%、Al2O3≧1.4mass%であるアフリカ産ヘマタイト鉄鉱石であって、山元において湿式選鉱残渣として得られ、屋外で貯鉱されているものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の尾鉱の処理方法。
- 前記尾鉱造粒物は、水分含有量が5〜15mass%であること特徴とする請求項1〜6のいずれか1に記載の尾鉱の処理方法。
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