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A6 B6 c j_x〇4〇 五、發明説明（1 ) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 發明之背景 本發明像關於使用豎紱以由「製鐵灰塵」（製鐵時産生 之灰塵）回收鐵、鋅等有用金屬之方法。 「製鐵灰塵」包括所有使用高爐（鼓風爐）、轉爐、電煉 钢爐、合金鐵製造爐之製鐵過程中所産生之任一種裂鐵灰 塵。製鐵灰塵亦包含由袋濾器等所收集之乾式灰塵及由濕 式集塵器所收集之淤渣等之濕式灰塵。 —裝· 一般而言，上述製鐵灰塵含有大量之鋅氣化物、鐵氣化 物等有用金屬之氧化物，而此等有用金屬之回收方法已被 開發。此回收方法可粗略分為使用旋窯之方法與使用電爐 之方法。 Μ 經濟部中央標準局Β工消費合作社印*'1衣 首先，關於使用旋窯之方法說明如下：依日本專利特公 昭59-20734號公報所揭示之回收方法，將製鐵灰塵與作為 還原劑之煤焦一起供給至旋窯.以使有用金靥之氧化物還 原。鋅、鉛、鎘等在氣化物狀態時之沸點高達約20001C, 但在還原狀態時其沸點則降到約1 000 t：。在旋窯内還原所 生成之鋅、鉛、鎘則會揮發，而被旋窯内之空氣再度氧化 。此等鋅、鉛、鎘之氣化物即以「粗製氣化鋅（以氣化鋅 為主要成份並含有氧化鉛及氣化鋪者）」與排氣一起從旋 窯排出後，利用袋濾器予以回收。由上述製鐵灰塵之還原 所得之以金羼鐵為主體之非揮發性物質乃以鐵熔結塊之形 式從旋窯排出端回收者。另外，依照日本專利恃公昭64-4572號公報所掲示之方法像用鋁殘灰為還原劑，以供給至 旋窯。 · 如上.述使用旋窯之回收方法乃有下述缺點：即，製鐵灰 82.1. 20,000 本紙張尺度通用中國园家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公笼）3 經濟部中央標準局R工消費合作社印製 Α6 Β6 五、發明説明（2 ) 塵偽粒度1〜10W Π程度之徹粉，此微粉被加熱至1000t：以 上時軟化而增加粘著力，由是附著於旋窯之瀘壁内面上。 為去除所附著之製鐵灰塵，需要很多勞力。再者，鐵熔結 塊之鐵份（含量）不多（50〜60 % )並且其含量變動很大，因 此並未利用以作鐵原料，而成為二次産業廢棄物。 其次，關於使用電嫌之方法說明如下：依照美國專利第 4612041號（相對應之日本專利公報為特公昭63-48 934號及 待公平2-13017號）所掲示之方法，使製鐵灰塵粘聚化（成 團化）後將此粘聚化物在豎爐内乾燥、預熱。然後在此豎 爐内除去該粘聚化製鐵灰塵中之氫氧化物、碩酸化物等， 同時亦由燃燒除去製鐵灰塵中之碩。如此預處理後之粘聚 化物乃與煤焦一起供給至感應電爐，在此予以還原。還原 後，製鐵灰塵成份中之鋅變成蒸氣，即以金屬鋅直接回收 之。此外，鐵、鉛、及熔渣在感應電爐内熔融後予以分離 回收。 再者，豎爐内亦可以在調整C0氣體濃度以將氣化鋅之還 原予以抑制之下進行鐵氣化物之還原。在此場合，亦將預 處理後之粘聚化物連同煤焦供給至感應電爐，而與上述同 樣施行以回收有用金屬。 依照美國專利第4612041號所掲示之方法，為回收有用 金羼而使用感應電爐，此消耗很多電能，因此其回收成本 變得很高。又按，此一方法在預處理用之豎爐中並未施行 製鐵灰塵之藉煤焦之還原。 發明之摘要 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐〉4 82.1. 20,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .裝， 訂 A6 B6 五、發明説明（3 ) 本發明之目的在於提供一種以低成本可從製鐵灰塵回收 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有用金羼之方法。 本發明之要旨在於由製鐵灰塵回收有用金靥之方法，包 括：（a)製鐵灰塵（可與粉狀煤焦混合）之粘聚化步驟，（b) 將此粘聚化灰塵、塊狀煤焦（在（a)用粉狀煤焦時可以不用 塊狀煤焦）及造渣劑供給至豎爐内，在此豎爐内邇原該製 S. . .裝. 鐵灰塵所含之有用金屬氧化物，而使還原所生成有用金屬 中之含有鋅、鉛之揮發性金屬在豎爐内揮發並將還原所生 成之金屬鐵及礦渣以熔融狀態儲存於豎爐底部内之步驟， U)將上述揮發性金屬之再氧化所得之粗製氧化鋅由排氣 中回收之步驟及（d)將儲存於豎爐底部内之熔融狀態之金 屬鐵及礦渣予以分離而回收之步驟。 圖式之簡單說明 第1圖為顯示一種用以實施本發明方法之裝置之概略構 成之圖。 詳細說明 經濟部中央標準局8工消費合作社印" 以下說明本發明之方法。首先使原料製鐵灰塵粘聚化（ 成團化）。此係根據下述理由。製鐵灰塵由於其粒度很小（ 1〜10WIB),若將製鐵灰塵直接供給至豎爐，則由於爐内 原料間之間隙減少，造成空氣之流通不佳。因此由製鐵灰 塵之粘聚成圍化來改進空氣之流通。粘聚[成園]化物之直 徑蕞好能設定為10〜100咖之程度。 製鐵灰塵之粘聚化乃施行如下：對製鐵灰塵混合以膨土 、紙漿廢液等之粘結劑，以使粘聚化後，於3 0 0〜4 0 0 之 本紙張又度通用中囷國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公货）5 82.1. 20,000 .104^ .104^ 經濟部中央標準局S工消費合作社印焚 A6 B6 五、發明説明（4 ) 溫度下加熱乾燥之。乾燥之目的在於提高粘聚化物之強度 ，而粘聚化物乾燥後之水份最好能設定為2%程度。再者 ,其乾燥前之水份通常設定為10%之程度。 其次，將如上述粘聚化之製鐵灰塵連同塊狀煤焦及造渣 劑供給至豎瀘内。 該塊狀煤焦乃用作製鐵灰塵粘聚化物之熔解用之燃料， 同時用以還原該製鐵灰塵中之金屬氣化物。使用塊狀煤焦 之理由乃在改進空氣之流通。塊狀煤焦之直徑最好能設定 為10〜100 ran之程度。 上述製鐵灰塵亦可以與粉狀煤焦混合後粘聚化。粉狀煤 焦乃用作還原劑。由製鐵灰鏖與還原劑粉狀煤焦之接近， 可提高金屬氣化物之還原效率。塊狀煤焦主要被用作燃料 。由於將粉狀煤焦用作還原劑，可減少比粉狀煤焦昂貴之 塊狀煤焦之使用量，而可降低有用金靥之回收成本。 此外，在還原劑粉狀煤焦混合於製鐵灰塵粘聚化物中之 場合，最好能按照鐵、鉾、鎘等金颶之氧化物之還原箱要 量之1.2〜1.5倍，即製鐵灰塵每噸150〜200Kg之程度予以 混合。因爲，若低於1.2倍，則造成煤焦之還原（作用）不 足，另若超過1.5倍，製鐵灰塵粘聚化物之強度則降低。 上述造渣劑係使製鐵灰塵中之有用金屬以外之物質變成 熔融礦渣為目的者，為此，例如將石灰石（CaC03)、白雲 石（CaC03 + MgC03)、生石灰（CaO)或熘燒白雲石（Ca0 + MgO )單獨或複數合併使用。 豎爐内由上向下順次概略區分為預熱帶、還原帶及熔融 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）ΰ 82.1. 20,000 (請先閲讀背面之注意事項再壜寫本頁) —裝. 訂· A6 B6 五、發明説明（5 ) 帶。在預熱帶藉後述還原帶所産生之燃燒熱將上述原料即 粘聚化製鐵灰塵、塊狀煤焦及造渣劑加熱至約8001之程 度。 在還原帶藉塊狀煤焦之燃燒，將裂鐵灰塵加熱至1000〜 1 5 0 0 C之程度，而葙塊狀煤焦及/或粉狀煤焦來進行製鐵 灰塵所含金屬氧化物之還原。 Λ 3 金屬氣化物被還原後，其中之鋅、鉛、鎘等揮發性金屬則 蒸發而被豎爐内之空氣再度氣化成「粗製氣化鋅」，然後 與排氣一起排出，而由袋濾器回收之。 其中，製鐵灰塵若被加熱至1 00 0 1C以上，則具有粘結性 ，但由於製鐵灰塵已粘聚化，不會附著於爐壁内面上。 在熔融帶中，由製鐵灰塵之氧化鐵之還原所得之金屬鐵 及鑛渣乃以熔融狀態被積聚。熔融狀態之金靥鐵與礦渣由 於其比重差而被分離。即金羼鐵被配置於下方，而礦渣被 配置於上方。 經濟部中央標準局8工消費合作钍印¾ 此外，在使煤焦燃燒之際，若僅為提高燃燒效率，則增 加燃燒空氣對熔解爐之供給量即可。但若供給置過多。製 鐵灰塵中之金靥氣化物之還原效率則會降低。為使燃燒效 率及還原效率兩者同時達到可滿足之程度，最好能將燃燒 空氣之供給量按氯氣量換算值以豎爐之爐床面積每lm2計 設定為13〜18Nm3/分鐘。 再者，最好能將充分可使一氣化磺等未燃氣體燃燒之二 次燃燒空氣供給至豎爐之爐頂部。 再者，為了減少煤焦之使用量，在製鐵灰塵之粘聚化之 82.1. 20,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 丨裝. .t 本纸張尺度通用中囿园家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 X j.0^c， A6 ___ B6_ 五、發明説明（6 ) 際亦可以混合「煉鋁殘灰」（鋁之精煉殘灰）。「煉鋁殘灰 」偽在鋁之二次精煉中回收殘留鋁時所産生之殘灰，含有 金屬鋁者。此煉鋁殘灰以具有16〜400篩目之粒度及金屬 _鋁含量10〜30 % (重量）者較佳。在此場合，在精煉殘灰中 之金屬絕與氧化鈴之間發生IS熱反應（thermit reaction) ‘如下式所示： « 3 3ZnO + 2AJI. 3Zn + 〇3 由於藉此鋁熱反應施行還原，可減少還原劑煤焦之使用 量。再者，藉其反應熱，亦可減少燃料煤焦之使用量。此 外，由於其煉鋁殘灰（被使用而）無害化，可節省（另外予 以）無害化所需之費用。 (然而）煉鋁殘灰對製鐵灰塵之混合比率若過多，熔融礦 渣中之A儿，03比率則增加，而使熔融礦渣之流動性惡化， 因此，該混合比率以製鐵灰塵每噸計，最好能設在100Kg 以下。 其次，根據圖-1説明上述方法實施時使用之回收裝置。 此回收裝置具有儲槽1,2,3,4,5, 6各別收容有製鐵灰塵、 粉狀煤焦、煉鋁殘灰、膨土、塊狀煤焦、造渣劑。儲槽1 〜4被配置於帶式蓮送機7之上方。被收容於此等槽1〜4中 之製鐵灰塵、粉狀煤焦、煉鋁殘灰及膨土乃藉帶式運送機 7投入一揑合、加壓製團機8,在此粘聚[成團]化後，在加 熱乾燥機9乾燥，而被供給於帶式運送機10上。另一方面 ，槽5,6被配置於帶式運送機11之上方，被收容於槽5,6中 之塊狀煤焦及造渣劑係藉帶式蓮送機11供給於帶式運送機 本紙張尺度適中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）8 82.1. 20,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝. 訂‘ 經濟部中央標準局β:工消费合作杜印製 A6 ___B6 _ 五、發明説明（7 ) 10上，如此設計者。 供給於帶式運送機10上之製鐵灰塵之粘聚化物、塊狀煤 焦及造渣劑乃被供給至豎爐12内。 . 在此，豎爐12例如採用爐床直徑1.8m、爐高10m之鐵皮 水冷式爐。豎爐1 2擁有七支各具直徑1 2 0 im之送風用風嘴 ’ 12a,乃被設計至可將熱交換器14中加熱至35010〜400¾ 之空氣藉送風機13自各風嘴12a供給至豎爐12内部。風嘴 12a乃按離爐底之一定距離被配置於爐底之上方，豎瀘12 内之熔融帶必須經常位於該等風嘴12a之下方。 從豎爐12之爐頂部排出之排氣乃通過熱交換器14、氣體 冷卻器15、袋濾器16、排風機17、濕式集塵器18後自煙窗 19排出去。此時，排氣中之「粗製氧化鋅」之一部份藉熱 交換器14予以回牧，而大部份藉氣體冷卻器15及袋濾器16 回收之。然後由帶式蓮送機20輸送後收集之。 在爐頂部設有二次空氣入口 12b。由於藉排風機17吸引 豎壚12頂部之排氣，可將充足的二次空氣自二次空氣入口 12b供給至豎爐12之頂部。 另一方面，使豎爐12内熔融之非渾發性物質從設在豎爐 12近旁之流出口 12c流入受鍋21。雖然在豎爐12内，由於 金靥鐵與礦渣之比重差，分離為下方之金颶鐵層與上方之 礦渣層.但在豎爐12俗屬小型之場合·（兩層）一起從一個 流出口 12c流入受鍋21。流入受鍋21内之熔融物質，由於 比重差，分離為下方之金屬鐵與上方之礦渣而固化。 再者，在大型豎爐12之場合，亦可以如第1圖中之二點 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（2i0 X 297公釐）9 82.1. 20,000 -----------------^------裝------訂------為 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局工消費合作社印¾ i Ο 4 Ο A6 __B6_ 五、發明説明（8 ) 鍵線所示，在上下配置流出口 A、B,俥可使金屬鐵從下方 流出口 A流出，並使礦渣自上方流出口 B流出。 如上所述，依照本案使用豎爐從製鐵灰塵回收有用金羼 ~之方法，在製鐵灰塵不致附著於爐壁内面上之情況下可回 收「粗製氧化鋅」及金屬鐵。並且由於所回收金屬鐵之品 '質很高，可將該金屬鐵利用以作製鐵原料。再者，由於其 礦渣屬無害物質，不僅不必施加二次處理，且可廣泛用作 建築用骨材等。又由於不需要很多電能，可降低回收成本。 [實施例1] 使用上述回收裝置施行一由電煉鋼爐所産生之製鋼灰塵 回收有用金屬之實驗。在此實施例1中，以具有如下表1所 示組成之製鋼灰塵5噸/小時，粉狀煤焦1噸/小時，煉鋁 殘灰0.25噸/小時，膨土（粘結劑）0.25噸/小時及加水， 在揑合•加壓製團機8粘聚[成圍]化，而在加熱乾燥機9乾 燥後，在塊狀煤焦0.75噸/小時♦石灰石（造渣劑）0.35噸 /小時添加之下供給至豎爐12。另從風嘴12a按180N id3/ 分鐘供給以已加熱至400t：之空氣 表1 Ζ η F e P b C d Mn C u C Γ2 〇 3 Si02 CaO MgO A 1 2 〇 3 25.0 27.0 3.50 0.01 2.40 0. 30 0. 10 1.50 2.40 1. 80 1.50 在此表1中，各數值之單位均為％ (重量）（以後之表皆同 )。再者，表1中之Zn、Fe、Pb、Cd、Mn、Cu表示各氣化物 中之金靥成份。 由上述之結果達成粗製氣化鋅1 . 9噸/小時及金羼鐵1 . 3

本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐UG 82.1. 20,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 丨裝. 訂 ι'ό ,¾ ο .JtJ-

A B 五、發明説明（9 ) 噸/小時之回收。所回收之粗製氧化鋅及金屬鐵之組成乃 如下面之表2、表3所示，約略一定c 表2 Ζ η (ΖηΟ) F e P b Na+K Si02 Ca〇 MgO A ]_2 〇 3 63. 36 (78. 88) 1. 76 5. 77 3.30 0.40 0.20 0.15 0. 35 表2中，Zn、Fe、Pb表示各氧化物中之金屬成份 表3 F e C Si Μ n P S 96.1 2. 88 0.13 0.16 0.180 0. 085 此外，礦渣之回收量為1 . 45噸/小時，其組成為如下面 之表4所示。所回收之礦渣由表4可知，係屬無害物質，而 可利用以作建築用骨材等。 表4 S i 02 C aO MgO A 1 2 〇 3 F e〇 29.5 21.6 7.2 22.5 8.8 經濟部中央標準局W工消費合作社印製 [實施例2 ] 將高嫌所産生之製鐵灰塵以濕式灰塵回收後，使用上述 回收裝置由該濕式灰塵回收有用金羼。濕式灰塵之組成乃 如表5所示，而濕式灰塵之含水量係調整至約10%。再者 ,在此實施例中，以濕式灰塵5噸/小時及膨土（粘結劑） 0.25噸/小時在揑合•加壓製團機8粘聚化。又按，由高 爐産生之製鐵灰塵像含有30% (重量比）碩，因此，粉末煤 焦及煉鋁殘灰均未加入製鐵灰塵。 表5 F e Zn P b Mn C u Si02 Ca〇 MgO A 1 2 〇 3 T. C. 35.0 2. 90 0.70 0. 40 0. 03 5. 20 4.10 0.90 2.80 33.0

本紙張又度通用中國园家標準（CNS)甲U見格（210 X 297公龙）U 82.1. 20,000 II----------1---^------装------fr------Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α6 Β6 五、發明説明（10 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此表5中，Fe、Zn、Pb、Mn、Cu表示各氧化物中之金 屬成份，T.C.表示磺之總含量。 上述粘聚物在添加塊狀煤焦0.75噸/小時及石灰石0.55 ，噸/小時之下供給至豎爐12,對此，將4 00 ΊΟ之空氣按150 Νπι3 /分鐘送風。其結果是達成粗製氧化鋅0.2噸/小時及 金屬鐵1.7噸/小時之回收。所回收之粗製氣化鋅及金屬 鐵之組成各別如表6 , 7所示。 表6 Ζ η (ΖηΟ) F e P b Na+K SiO;! CaO Mg〇 A 1 2 〇 3 56. 36 (70.17) 3.76 8.50 2.90 1. 40 1.20 0. 80 1.40 在表6中，Zn、Fe、Pb表示各氧化物中之金屬成份。 表7 F e C Si Mn P S 95.5 3.15 0.23 0.08 0.170 0. 065 再者，礦渣之回收量為1 . 4噸/小時，其組成乃如表8所 示。所回收之礦渣乃與實施例1之礦渣同樣羼無害之物質 ,可利用以作建築用混凝土骨材等。 表8 絰濟部中央標準局員工消費合作社印製 S i 02 CaO M g 0 A 1 2 〇 3 F e〇 37.7 38.5 3.2 11.9 6.5 82.1. 20,000 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公坌）12

Claims (1)

1. A7 B7 C7 D7 六、申請專利範圍 步 述 下 括 包 乃 法 方 之 颶 金 用 有 收 回 塵 灰 鐵 製 由 sla 8 驟 豎 至 給 供 劑 渣 造 及 焦 煤 狀 ， 墣 驟 、 步塵 化灰 聚鐵 粘製 之化 塵聚 灰粘 鐵此 製將 物屬 化金 氣性 羼發 金揮 甩之 有鉛 之 V 含鋅 所有 塵含 灰之 鐵中 製屬 該金 原用 還有 内成 爐生 豎所 此原 在還 , 使 内而 爐 ， 態 狀 融 熔 以 渣 礦 及 鐵 靥 金 之 成 生 - 所驟 原步 還之 將内 並部 發底 揮爐 内豎 爐於 豎存 在儲 排 由 鋅 化 氣 製 粗 之 得 所 化 氧 再 之 屬 金 性 發 Ms 揮 述 上 將 及 驟 步 之 收 回 中 氣 予 渣 礦 及 鐵 屬 金 之 態 狀 融 熔 之 内 部 底 爐 豎 於 存 儲 將 鐵 製 39 , 為 擻 特 其 法 方 之 述 所 項 ο 1 者第 驟圍 步範 之利 收專 回請 而申 離如 分 2 以 步 述 下 括 包 乃 法 方 。之 者靥 化金 聚用 粘有 後收 合 回 混塵 焦灰 煤鐵 狀製 粉由 與種 係一 塵3. 灰 驟 驟 步 之 化 聚 粘 行 進 以 合 混 焦 煤 狀 粉 與 塵 灰 鐵 裂 使 此 在 内 爐 豎 至 給 供 劑 渣 造 及 塵 灰 鐵 製 化 聚 粘 此 將 原 還 使 而 物 化 氣 靥 金 用 有 之 含 所 塵 灰 鐵 裂 該 原 還 内 爐 豎 (請先閲讀背面之注意事項再蜞寫本頁) —裝. i β濟部中央標準局Λ工消费合作杜印製 内於 爐存 豎儲 在態 羼狀 金融 性熔 發以 i cl· 揖 3 之礦 鉛及 、鐵 鋅羼 有金 含之 之成 中生 羼所 金原 用邇 有將 之並 成 ， 生發 所揮 hF 0 由 鋅 化 氧 裂 粗 之 得 所 化 氧 再 之 屬 金 i 8性 f帛丨 擇 述 上 將 之 内 部 底 爐 豎 步 之 收 回 中 氣 本紙張尺度適用中8國家«準（CNS)甲4规格（210X297公釐）了3 A7 B7 all^；_^_ 六、申請專利範圍 (d)將儲存於豎爐底部内之熔融狀態之金羼鐵及礦渣予 以分離而回收之步驟者。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其待 ' 擻為，將上述熔融狀態之金屬鐵與礦渣一起從設在爐底部 近旁之出口供給至受鍋，在此受鍋藉比重差使金屬鐵與礦 渣分離而固花者。 5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其特 獻為，將被儲存於該豎饉底部内之互相因比重差而分離之 熔融狀金靥鐵與熔融狀礦渣各別分開從上、下隔設之出口 取出者。 6. 如申諳專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其特 擻為，製鐵灰塵僳與埭鋁殘灰混合後粘聚化者。 7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其待 徴為，將燃燒空氣按豎爐爐床每#之氧氣換算值13〜18Nm /分鐘送風者。 8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其特 擻為，將二次燃燒空氣供給至該豎爐之爐頂部者。 ----------U---^ ------装------訂-----，< (請先閱讀背面之注意Ϋ項再塡寫本頁) 後濟部中央標準局S工消費合作社印製 本紙張尺度遑用中BS家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公*) 14