JPH02167808A - キッシュグラファイトの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、製鉄工程で生成するキッシュグラファイトを
精製して黒鉛を回収する方法の改良に関するものである
。

［従来の技術］ 高炉から出銑される溶銑中には炭素が大量に溶解されて
おり、溶銑温度の低下に伴なって過飽和炭素が晶出浮上
してくる。こうして晶出した炭素含有物質はキッシュグ
ラファイトと呼ばれており、特に鋳物用銑の製造工程に
おいては珪素の積極的添加がなされるため炭素の溶解度
が低下して多量のキッシュグラファイトが生成する。上
記キッシュグラファイトは２０〜６０％程度の黒鉛を含
み、不純物としては酸化鉄が主流を占め、その他、酸化
カルシウム、アルミナ、シリカ等の酸化物も少量含まれ
ている。

こうしたキッシュグラファイトは従来主に燃料源として
利用されていたが、不純物を効果的に除去して黒鉛を高
純度で回収することができれば、天然黒鉛に代替し得る
新しい素材が提供されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ キッシュグラファイトの才＊製ｆ去としては、これまで
ローラミルやボールミル等でキッシュグラファイトを微
粉砕し、該微粉砕物から分級或は浮遊選鉱１等の各手段
を適宜組合せることによって黒鉛を回収するのが一般的
である。

しかしながらこれらの方法では、粉砕後の黒鉛と不純物
との分離が困難であるので、高純度の黒鉛を得る為には
浮遊選鉱を幾段にも分けて行なう必要があり、しかもそ
の後見に酸処理等を付加することが必要であり、工程数
が多くなる他、例えば浮遊選鉱に用いる薬剤費が高くな
る等の理由によって回収コストが高騰するという欠点が
ある。

本発明はこうした技術的課題を解決する為になされたも
のであって、その目的とするところは、極めて？３！ｉ
隼な工程によってキッシュグラファイトを高度に精製す
ることのできる方法を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た本発明とは、製鉄工程で生成する
キッシュグラファイトを精製するに当たり、一方側から
の瞬間的外力を加えることによってキッシュグラファイ
トを解砕した後、該解砕物を含んだ水スラリーを磁力選
鉱に付して鉄化合物を除去することによって高純度の黒
鉛を得る点に要旨を有するキッシュグラファイトの精製
方法である。またキッシュグラファイトを解砕する前に
、水によって不純物を洗浄分離する工程を加えれば更に
効果的であり、これによってキッシュグラファイトのよ
り高度の精製が図れる。

［作用］ 本発明者らは、粗キッシュグラファイトから簡単な手段
によって高純度に黒鉛を回収する為の手段を探究する目
的で、まず従来方法における粉砕工程について検討を加
えた。その結果、ローラミルやボール主ル等による粉砕
手段であると、対向する２方向からの押圧力によって粗
キッシュグラファイトを押しつぶすことになり、見掛は
上は小さくすることができてもくクロ的には不純物を黒
鉛の中に埋没させている様な面があり、両者の分離効率
が悪いばかりでなく、−旦分離している両者を再び結合
させることにもなりかねないとの知見が得られた。

そこで本発明者らは、粗キッシュグラファイトから黒鉛
を高純度に回収する為には、まずキッシュグラファイト
を、黒鉛と不純物が埋没し合わない様な状態に効率よく
引きはがすことが必要であると考え、その為の引きはが
し乃至解離手段について更に検討を重ねた。

その結果、キッシュグラファイト中の黒鉛と不純物を機
械的に確実に引きはがしまたは解離するには、高速回転
羽根による破砕または粒子間の衝突による衝撃力を利用
したジェットミル粉砕（以下従来の粉砕と区別する為に
これらの手段による分離を解砕と呼ぶ）、或は超音波等
に基づく波エネルギーの衝突等によるのが最適であるこ
とを見出した。即ちこれらの手段によると、一方向から
の瞬間的な外力によってキッシュグラファイトを解砕で
きるので、黒鉛と不純物のかみ込みに基づく埋没し合い
といった不都合な現象を生じずに両者を効率よく解離で
きるのである。尚上記解砕は温式条件および乾燥条件の
如何を問わない。

キッシュグラファイトに含まれる不純物の組成は回収場
所によっても異なるが（この点については後に詳述する
）、不純物の大部分が鉄酸化物である場合には、上記手
段によって黒鉛と不純物を効率よく解離した後に磁力選
鉱を行なうだけで該不純物の多くを取除くことができ、
酸処理等の分離手段を付加しなくとも高純度（約９０％
以上）の黒鉛が得られる。

本発明者らはその成果に基づいてその後も様々な角度か
ら研究を続けた。それによれば上記の優れた手段を採用
することによって、キッシュグラファイトの表面に付着
している不純物や他の混在不純物の一部がグラファイト
層に食い込む現象が、従来のボールミルやローラミルに
よる粉砕法に比べて相当に少なくすることはできたが、
こうした現象は本発明の解砕手段によっても部分的に発
生することは避けられず、これが後工程での不純物分離
効果を若干損なっていることが分かった。そこで本発明
者らはキッシュグラファイトを解砕する前に上記不純物
を予めできるだけ少なくしておけばよいのではないかと
考え、その具体的手段について検討した。その結果キッ
シュグラファイトを解砕する前に、水によって洗浄する
ことが不純物の分離除去に極めて有効であることを見出
した。

洗浄・分離の為の具体的方法については、洗浄と分離を
別々にまたは同時に行なえるものであればよく何ら限定
するものではないが、例えばウィルフレーテーブルの様
な装置が挙げられる。この装置は多数の溝が平行に形成
された板状部材を傾斜して置き、該板状部材の上にキッ
シュグラファイトを載置し、上方から水を流しつつ板状
部材を振動させ、キッシュグラファイトと不純物の比重
の違いを利用して比較的比重の大きい大型不純物を分離
除去するものである。こうした洗浄・分離をキッシュグ
ラファイトの解砕前に行なうことは解砕対象となる処理
総量の軽減を招き、その点からも極めて効果的である。

ところでキッシュグラファイトは製鉄工程中に発生する
ダストから回収されるが、ダストの性状はこの採取場所
によって異なることが知られている。ダストの採取は、
（＾）ｖ！銑機の集塵装置、（Ｂ）鋳鉄機の沈殿ピット
、（Ｃ）スクリーンフード軌道上、（Ｄ）スクリーンフ
ード内等で行なわれ、（Ａ）から回収されるダスト中に
はキッシュグラファイトが微量しか含まれない（約３％
程度）ことからキッシュグラファイトの精製には利用さ
れないので省略するが、他の場所から採取されるダスト
の性状の例を示せば第１表の通りである。

第　１　表　ダストの性状 本発明は比較的簡易な方法によってキッシュグラファイ
トから高純度の黒鉛を得ることを趣旨とするものである
が、使用するダストの性状に応じ、キッシュグラファイ
トの精製の前処理とじての分級工程を加えることを排除
するものではない０例えば採取場所ＣＤ）から採取した
ダストには＋２０メツシユより大きい粒鉄やスラグ等の
大型不純物が多量に含まれていることから、キッシュグ
ラファイトの精製に先立ち、分級によってこれらの不純
物をダストから予め取除いておくことも有効である。も
とよりこれらの大型不純物にも少量のキッシュグラファ
イトが付着しているが、その量は極めて少なくキッシュ
グラファイトは＋１００メツシユ〜＋１７０メツシユの
範囲に多く分布している。こうした観点からしてダスト
中の一１７０メツシュよりも小さい不純物を分級によっ
て取除くことも有効である［例えば採取場所（Ａ）のダ
スト］。

一方ダスト中は含まれる不純物が鉄酸化物以外に酸化カ
ルシウムを多く含む場合があり、この場合にはキッシュ
グラファイトは酸化カルシウムを多く含んだものとなる
が、この様なキッシュグラファイトを精製するに当たっ
ては解砕の後に分級工程を加えることも有効である。即
ち酸化カルシラム系不純物は比較的脆く砕は易いので、
解砕によって容易に微粒子として分離され易く、この様
な微粒子は分級によって筒車に取除くことができる。こ
うした観点からすれば、酸化カルシウム系不純物の分離
を目的として、キッシュグラファイトが必要以上に細分
化されない程度の比較的穏やかな条件で一度解砕を行な
ってから分級し、その後鉄酸化物やその他の不純物の分
離を目的として更に解砕を行なうことも精製手段の一例
として挙げられる。但し、前記第１表に示す様に、採取
場所（Ｃ）から得られるダストは２０〜１７０メツシユ
が大半を占めており、またキッシュグラファイトの含有
量も多いことから、この様なダストを原料として用いる
場合は、該ダストを粗キッシュグラファイトとして用い
、分級せずにそのまま精製工程に移行しても良い。

本発明は、■キッシュグラファイトを解砕した後磁力選
鉱に付す、■或は水によって不純物を洗浄分離した後解
砕し、その後磁力選鉱に付す等の構成を基本とするので
あるが、本発明方法によって得られた高純度黒鉛に対し
、更に浮遊選鉱、薬剤選鉱（酸処理）等の処理を施せば
、より高純度の黒鉛（約９９％以上）を得ることもでき
、従来の天然黒鉛利用技術分野へ適用することも可能で
ある。また上記浮選は、不純物として蘇酸化物以外のも
のが比較的多く含まれている場合に特に有効である。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定するものではなく、前・後記の
趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術
的範囲に含まれるものである。

［実施例］ 実施例１ スクリーンフード軌道上［採取場所（Ｃ）］から得られ
たダスト（性状は前記第１表に示した通りの粗キッシュ
グラファイト）を用い、これを５０％濃度の水スラリー
として高速回転羽根付解砕機（ヘンシェルミキサー二三
井三池化工機株式会社製）によって、回転数２８００　
ｒｐｍで解砕した。このとき得られた解砕物の粒度分布
は第２表に示す通りであった。

第２表　　解砕物の粒度分布 第３表　　回収した黒鉛の品位 上記解砕物を１０％濃度の水スラリーとし、これを磁力
選鉱機にかけ黒鉛を回収した。この様にして得られた黒
鉛の品位は下記第３表に示す如くであった。尚このとき
の黒鉛の回収率はキッシュグラファイトの黒鉛（計算量
）に対して７５％であった。

実施例２ 実施例１で用いた粗キッシュグラファイトをジェットミ
ルによって解砕した。このとき得られた解砕物の粒度分
布は第４表に示す通りであった。

第４表 解砕物の粒度分布 第５表 回収した黒鉛の品位 上記解砕物を１０％濃度の水スラリーとし磁力選鉱機に
かけた後、該スラリーに浮遊剤としてのケロシン（商品
名）を添加して浮遊選鉱機心かけ黒鉛を回収した。この
様にして得られた黒鉛の品位は下記第５表に示す如くで
あった。尚このときの黒鉛の回収率はキッシュグラファ
イトの全黒鉛に対して７６％であった。

実施例３ 実施例１の処理を経たキッシュグラファイトと、３Ｎの
塩酸を当量の１．５倍混合したものを７０℃に加熱して
３０分間攪拌した０反応物を取り出し、５０℃の温水で
充分洗浄した。この様心して得られた黒鉛の品位は下記
第６表に示す如くであった。

第６表　　回収した黒鉛の品位 第７表　洗浄後のキッシュグラファイトの性状実施例４ 実施例１で用いた粗キッシュグラファイトを解砕に先立
ってウィルフレーテーブル法により不純物の洗浄分離を
行なうと、下記第７表の性状のキッシュグラファイトが
得られた。尚このときの回収率は洗浄前のキッシュグラ
ファイト含量に対して９５％であり、次の解砕工程にお
ける負荷の軽減効果は顕著である。

洗浄後のキッシュグラファイトを、実施例１と同様にし
て解砕機及び磁力選鉱機にかけ黒鉛を回収した。この様
にして得られた黒鉛の品位は下記第８表に示す如くであ
った。尚このときの黒鉛の回収率は粗キッシュグラファ
イトの黒鉛（計算量）に対して７９％であり、予備水洗
を付加ても回収率には全く悪影響が現われておらず黒鉛
純度も高めることができている。

第８表 回収した黒鉛の品位 第９表　粉砕物の粒度分布 比較例１ 実施例１で用いた粗キッシュグラファイトをボールミル
で粉砕した。このとき得られた粉砕物の粒度分布は第９
表に示す通りであった。

上記粉砕物を磁力選鉱にかけた後、ケロシンを浮遊剤と
した浮遊選鉱にかけて黒鉛を回収した。

この様にして得られた黒鉛の品位は下記第１０表に示す
如くであり、この程度の品位では精製度が不十分であっ
た。

第１０表 回収した黒鉛の品位 実施例５ 鋳鉄機の沈殿ビット［採取場所（Ｂ）］から得られたダ
スト（性状は前記第１表に示した通り）を用い、第１図
に示した精製プロセスに従ってキッシュグラファイトを
精製した。尚図中の数値は、使用ダスト量を１００とし
たときの値である。また２回目の解砕、洗浄分離および
磁力選鉱の条件は上述の実施例と同様である。但し１回
目の解砕は回転数２０００　ｒｐｍの条件のもとで行っ
た。

第１図から明らかであるが、低品位のダストを用いても
比較的簡単な手段によって高純度（約９０％程度）の黒
鉛が回収できた。

実施例６ スクリーン内［採取場所（Ｄ）］か・ら得られたダスト
（性状は前記第１表に示した通り）を用い第２図に示し
た精製プロセスに従って実施例５の場合と同様にキッシ
ュグラファイトを精製した。

第２図から明らかであるが、更に低品位のダストを用い
ても、比較的ｉ！Ｊ車な手段によって高純度の（約９２
％程度）黒鉛が回収できた。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明方法によれば、粗キッシュグラフ
ァイトから比較的簡単な手順によって高純度の黒鉛の回
収が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明のキッシュグラファイトの精製プロ
セス例を示す流れ図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）製鉄工程で生成するキッシュグラファイトを精製
   して高純度黒鉛を得るに当たり、一方側からの瞬間的外
   力を加えることによってキッシュグラファイトを解砕し
   た後、該解砕物を含んだ水スラリーを磁力選鉱に付して
   鉄化合物を除去することによって高純度の黒鉛を得るこ
   とを特徴とするキッシュグラファイトの精製方法。
2. （２）キッシュグラファイトを解砕する前に、水によっ
   て不純物を洗浄分離する請求項（１）に記載の精製方法
   。