JPS592727B2

JPS592727B2 - 亜鉛ドロスから亜鉛を回収する方法

Info

Publication number: JPS592727B2
Application number: JP55080447A
Authority: JP
Inventors: 博史中垣内
Original assignee: Hayashi Kinzoku Kogyosho KK
Current assignee: Hayashi Kinzoku Kogyosho KK
Priority date: 1980-06-14
Filing date: 1980-06-14
Publication date: 1984-01-20
Also published as: JPS575828A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、品質、純度のバラツキ、熱効率、作業能率
、作業環境および安全性等の改善を目的とする亜鉛ドロ
スから亜鉛を回収する方法に関するものである。

従来溶融亜鉛メッキ工程で発生するドロス（うきかす：
浮浮）を再溶解して亜鉛を回収するには■フラックス（
融剤）を用いて金属と金属酸化物とを分離させる方法、
■鉄、アルミニウム等の不純物金属を合金とし、純度の
高い亜鉛と分離する方法、■温度差に基づいて生ずる融
液の比重差によって不純物を分離する方法、または、■
融液中に空気等を吹き込んで不純物を酸化させて分離す
る方法（通常ドロツシングと呼ぶ）等が広く利用されて
いる。

しかし、■の方法においては、使用したフラックスが多
量の有害な煙やガスを発生し、同時に周辺の温度を急上
昇させるため、作業環境がきわめて悪いこと、■の方法
においては、特にポット炉（坩堝炉）を用いるときは、
ト冶ス塊に付着した水分が溶解時に水蒸気爆発を起し、
原料配合が容易でなく、また回収金属の品質が不安定で
不良品の発生率が高いこと、■の方法においては、特に
回分方式によるときは、一度高温で溶解したものを静置
して冷却するにはかなりの時間を必要とし、その上、比
重差によって分離した最上層（不純物層）を汲み取って
取り除く際に、つぎの層（純度の高い良品層）のかなり
の量をも汲み取らなければならず、良品の収率が悪く、
かつ、ロット内の品位のバラツキも大きいこと、さらに
■の方法においては、加圧空気の設備を必要とし、吹き
込んだ空気によって亜鉛の酸化をも誘発し、生じた気泡
が融液表面で破裂することによって高温物の飛散が激し
くて安全上好ましくないこと等、従来法のそれぞれには
多くの欠点がある。

この発明は、このような従来法の欠点をすべて解決する
ためになされたものであり、溶融亜鉛メッキ工程で発生
するドロスを、チ密閉部と炉開口部を有するオープンウ
ェル式反射炉のチ密閉部で溶解し、チ密閉部よりも低温
の炉開口部において、融液中に含まれる各成分の比重差
に基づいて、鉄、アルミニウム等の不純物を多く含む層
と、高純度の亜鉛を含む層とに分離した後、この高純度
亜鉛融液を保持炉内に移送し、保持炉から取り出した融
液の一部を還流用樋から保持炉内融液面上に落下させて
ドロツシングを行ないながら保持炉に還流し、下層融液
をさらに連鋳機に送って連続的に鋳型に注入することを
特徴とする亜鉛ドロスから亜鉛を回収する方法を提供す
るものであり、以下に図面を用いてその詳細を述べる。

溶融亜鉛メッキ工程で発生するドロスは、通常、亜鉛９
４〜９８％、アルミニウム０．５〜２．０％、鉄０．５
〜３．０％、鉛０．１〜１．０％、その細微量の成分か
らなり、煉瓦状、釣鐘状等の塊にして供給される場合が
多い。

第１図を用いて説明すれば、このようなドロス塊２を、
オープンウェル式反射炉Ａの装入口扉３を開閉しながら
、装入装置１によって適宜炉内に送り込む。

オープンウェル式の反射炉Ａは、出湯口門扉６を有する
隔壁で仕切られ、チ密閉部Ｉおよび炉開口部８を有し、
適当個数のバーナ４およびかす取出口扉５が設けられて
いる。

このような反射炉Ａにドロス塊２を送り込んで溶解させ
るにあたっては、バーナ４によってドロス塊を溶解させ
た後、かす取出口扉５を開いて適当量のフラックス（融
剤）を投入して攪拌し、金属融液面上に浮上する酸化物
を掻き出して除へこの際のチ密閉部７の雰囲気温度は約
９００〜１０００℃であり、融液温度は最高部で約６０
０〜７００℃に達し、炉開口部８Φ融液温度は約４５０
〜５００℃を示す。

炉開口部８の融液は、構成される成分の比重差によって
、３層に別れて、最上層ａには鉄、アルミニウムに富ん
だ品位のもの、中間層すには比較的高品位の亜鉛、最下
層Ｃに鉄、鉛等を比較的多く含むものが分離してくる。

したがって、中間層すの融液をメタルポンプ９を用いて
保持炉Ｂへ移送する。

なお、メタルポンプ９を使用する代わりに、炉開口部の
炉壁に融液抜取口（図面では省略）を設け、落差を利用
して保持炉へ移送することもできる。

移送された融液は、保持炉Ｂ内で約４３０〜４７０℃程
度に保たれ、メタルポンプ１０によってさらに連鋳機Ｃ
へ送られるが、その間に移送する融液の一部を還流させ
るために還流用樋（とい）１２を有する注湯器１１を設
ける。

このようにすれば、メタルポンプ９によって反射炉Ａか
ら保持炉Ｂに移送される間に、融液が空気に接触して発
生する泡、および、注湯器１１から還流用樋１２を経て
保持炉Ｂに戻る間に発生する泡は保持炉Ｂ内の融液面上
に浮上して上層ｄとなり、これを取り除けば、従来の空
気を吹き込む方式と全く同等の酸化処理すなわちドロツ
シング（垢取り）を行なうことができる。

また、注湯器１１から連鋳機Ｃに移送される下層ｅの融
液は、分配器１３を経て鋳型１４に注入される。

その一例を第２図に示すが、複数個のノズル１５を放射
状に設けた回転自在の分配器１３の直下に、無端走行体
１６上に取付けられた複数個の鋳型１４を連続して配置
し、かつ、１個のノズルの先端が対応する鋳型の縁に引
っ掛かるようにしておけば、無端走行体１６を連続的に
駆動させることによって、分配器１３もこれに同調して
回転し、それぞれの鋳型に融液を円滑に注入することが
できて好ましい。

以上述べた装置の必要部分に、熱放散を防ぐために断熱
材を使用することは言うまでもなく、また、反射炉Ａお
よび保持炉Ｂには、いずれも図面には省略したが、液面
計や温度計を設置し、これらの指示に基づいて装入装置
１、メタルポンプ９、メタルポンプ１０、連鋳機Ｃ等の
駆動装置を連動させれば、自動制御も可能となる。

この発明の方法によれば、原料ドロスの品質にかなりの
バラツキがあっても、前記のａ、ｂおよびｄの各層の量
が変化するのみで、回収して得られる製品の品質はきわ
めて安定した高品位のものであり、回収工程中の熱損失
も小さく、作業能率、作業環境および安全性も著しく改
善することができる。

以下に実施例および比較例を示す。

〔実施例１〕チ密閉部１５トン、炉開口部５トンの容量をもった反射
炉Ａと、１．５トン容量の保持炉Ｂと、さらに、１個２
５ｋｇ容量の金型を有する連鋳機Ｃとを第１図に示すよ
うに連結し、Ｚｎを９４〜９８％、ＡＩを０．５〜２．
０％、Ｆｅを０．５〜３．０％、Ｐｂを０．１〜１．０
％、その他Ｃｄ等を微量含むドロス塊２を反射炉Ａ内に
投入し、反射炉Ａの密閉部７の雰囲気温度を９７０℃と
して溶解させ、約６５０℃の融液を得た。

この融液は、炉開口部８においては、最上層ａ、中間層
すおよび最下層Ｃの３層に分離し、中間層すの温度は約
４７０℃を示した。

この中間層すの融液をメタルポンプ９で保持炉Ｂに移送
し、この移送量に見合った量のドロス塊２を順次反射炉
内に補充しながら連続運転を行ない、メタルポンプ１０
で下層ｅの融液を連鋳機Ｃの鋳型１４に注ぎ２５ｋｇの
塊になるよう鋳込んだ。

全操作が定常的になった時点で、反射炉Ａの炉開口部８
における最上層ａ、中間層すおよび最下層Ｃ１ならびに
、保持炉Ｂにおける上層ｄおよび下層ｅの分析を行なっ
たところ、第１表に示す値を得た。

〔実施例２〕実施例１において、連鋳機Ｃから得られる１個２５ｋｇ
の鋳造品（製品）を連続して２４個採取し、それぞれの
成分分析を行なった。

その結果を第２表にまとめたが、成分のバラツキはきわ
めて小さく、亜鉛の品位も一定した高品位のものである
ことが明らかであった。

〔比較例１〕容量１トンのポット（坩堝）炉に実施例１に用いたと同
様のドロス塊１トンを入れ、完全に溶解させた後、融液
が約４７０℃程度になるまで冷却させ、融液上に浮上し
た泡を除き、融液を鋳型に注入して１個２５ｋｇの鋳塊
を作り、得られた鋳塊群から無作為に２４個を抽出して
、それぞれについて成分分析を行なった。

結果は第２表に併記したが、実施例２の結果と比べて、
低品位で、しかもバラツキが大きく、好ましい結果では
なかった。

〔実施例３〕実施例２および比較例１における高品位亜鉛（通常、上
下と呼ぶ）の原料ドロスに対する回収率を求めたきころ比較例１（ポット炉使用）のとき、酸化物（Ｚｎ６０〜７０％のもの）・・・・・・・・・
・・・１５％不良ドロス（中下と呼ばれるもので、Ｚｎ
８８〜９６％、ＡＩ０．９〜４．０％、Ｆｅ１〜４％
のもの）・・・・・・・・・・・・１３％上下（Ｚｎ９７．７〜９９．１％のもの）・・・・・・
７２％であったのに対して、実施例２（本発明の方法）のときは、酸化物（上記と同等のもの）・・・・・・・・・・・
・１５％不良ドロス（Ｚｎ８９．８〜９０．５％、Ａ
１４〜５％、Ｆｅ４〜５％のもの）・・・・・・
・・・・・・・・・４％上丁（Ｚｎ９９．４％のもの）
・・・・・・・・・・・・８１％であって、実施例２
に示す本発明の方法のときは、上下の品位が高く、しか
も回収率が約１０％近く高いことが明らかであった。

さらに、酸化物および不良ドロスの合計は、ポット炉使
用のときにくらべて約９％少なかった。

〔実施例４〕実施例１と同じ装置によって、原料ドロスを１時間肖り
約１．５トンの割合で処理する操業に２名の作業員が従
事し、このうち１名は原料ドロスを反射炉に投入する作
業、かす出し作業および不良ドロスの汲上げ作業を担娼
し、他の１名が連鋳機から出てきた鋳造品（製品）の整
理作業、保持炉における溶湯管理作業、および泡汲取り
作業を担当した。

その結果、従来法における工程中の冷却時間、品位調整
作業および鋳造作業等が全く不必要となり、不良ドロス
の汲上げ作業が約１／３に減り、また、−直の生産量は
８〜９トン、すなわち、作業員１名当り４〜４．５トン
の生産を行なうことができた。

このような生産量は、作業員の熟練度、あるいは、装置
の自動化によって一層高められることが明らかであった
。

〔比較例２〕比較例１と同じ容量１トンのポット炉を５基設け、これ
を２名の作業員が操作を担当し、溶解およびかす出し作
業・・・・・・・・・・・・・・・約４時間冷却およ
び不良ドロス汲上げ作業・・・約１．５時間品位調整お
よび鋳造作業・・・・・・・・・・・・約１．５時間
鋳造品整理作業・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・約１時間を要した。

ここで品位調整作業とは、ポット炉でドロスを溶解して
冷却した後、最上層に浮く不良ドロスを取り除いても、
融液中のアルミニウム分が規格値以下にならないので、
別途アルミニウムを含まない原料を、取り除いた不良ド
ロス相当分を補って、融液の品位と１０ツトの量を１ト
ンに調整する作業である。

したがって、この方法によれば、−直の生産量は５トン
、すなわち、作業員１名当り２．５トンの生産であり、
装置の改良または熟練度の向上等によって生産量を高め
る方策は余りなく、この発明による方法に比べてかなり
劣ったものであることが明らかであった。

〔実施例５〕実施例４および比較例２に示した操業条件で、３交替の
連続操業を行ない、そのときの上下生産量とガス使用量
を測定した。

それぞれのガス使用量を上下１トン当りに換算したとこ
ろ、実施例４の条件においては２７．９ｋｇ／トンであ
ったのに対して、比較例２の条件のときは３１．４ｋｇ
／トンであった。

したがって、この発明の方法によれば、従来のポット炉
による方法にくらべて、少なくきも約１１％を節減する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例を示す簡略化した装置図
、第２図は第１図における連鋳機の主要部の拡大断面図
である。Ａ・・・・・・反射炉、Ｂ・・・・・・保持炉、Ｃ・・
・・・・連鋳機、１・・・・・・装入装置、２・・−・
・・ドロス塊、３・・・・・・装入口部、４・・・・・
・バーナ、５・・・・・・かす取出口扉、６・・・・・
・出湯口門扉、７・・・・・・チ密閉部、８・・・・・
・炉開口部、９・・・・・・メタルポンプ、１０・・・
・・・メタルポンプ、１１・・・・・・注湯器、１２・
・・・・・還流用樋、１３・・・・・・分配器、１４・
・・・・・鋳型、１５・・・・・・ノズル、１６・・・
・・・無端走行体、ａ・・・・・・最上層、ｂ・・・・
・・中間層、Ｃ・・・・・・最下層、ｄ・・・・・・上
層、ｅ・・・・・・下層。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶融亜鉛メッキ工程で発生するドロスを、チ密閉部
と炉開口部を有するオープンウェル式反射炉のチ密閉部
で溶解し、チ密閉部よりも低温の炉開口部において、融
液中に含まれる各成分の比重差に基づいて、鉄、アルミ
ニウム等の不純物を多く含む層と、高純度の亜鉛を含む
層きに分離した後、この高純度亜鉛融液を保持炉内に移
送し、保持炉から取り出した融液の一部を還流用樋から
保持炉内融液面上に落下させてドロツシングを行ないな
がら保持炉に還流し、下層融液をさらに連鋳機に送って
連続的に鋳型に注入することを特徴とする亜鉛ドロスか
ら亜鉛を回収する方法。