還原鐵和熔渣的混合物的製造方法

2023-12-06 10:42:06

還原鐵和熔渣的混合物的製造方法
【專利摘要】提供一種在全部團塊不完全熔融的半熔融狀態下得到的還原鐵與熔渣的混合物中，提高還原鐵與熔渣的分離性的技術。一種還原鐵與熔渣的混合物的製造方法，其依次包括如下工序：在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中，再調合熔點調節劑，將由此得到的原料混合物進行成塊的工序；加熱所得到的團塊而使一部分熔融，還原該團塊中所含的氧化鐵的工序。
【專利說明】還原鐵和熔渣的混合物的製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及加熱包含含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材的團塊而製造還原鐵和 熔渣的混合物的方法。

【背景技術】
[0002] 作為由鐵礦石等的含氧化鐵物質製造還原鐵的煉鐵法，已知有以下的（1)?（3) 的方法。
[0003] (1)將以鐵礦石為主原料進行了燒結的燒成球團在堅爐內加熱至大約KKKTC，由 還原氣體還原燒成球團中所含的氧化鐵的方法。
[0004] (2)將混合鐵礦石和碳材（固體還原材）並成塊的團塊供給到移動爐床爐（轉 爐），以約1300°C加熱，還原該團塊中所含的氧化鐵的方法。
[0005] (3)將混合鐵礦石和碳材並成塊的團塊供給到移動爐床爐，加熱至大約1450°C而 使還原鐵熔融，這時利用金屬鐵與副產出的熔渣的表面張力的差等，分離成還原鐵與熔渣 的方法。
[0006] 關於這樣的還原鐵的製造方法，例如，已知有專利文獻1?4的技術。
[0007] 關於上述（1)的方法，例如，已知有專利文獻1的技術。在專利文獻1中記述，直 接還原粉碎鐵礦石，將鐵和脈石分離後，再粉碎兩者，分別從中回收鐵。記述作為還原氣體， 能夠使用CO氣和H2氣，加熱溫度為700?1200°C，粉碎能夠使用能將金屬鐵展平成片狀的 輥碎機等，鐵和脈石的分離是將利用20目篩子（網眼0. 83mm)進行的分離和磁選分離加以 組合來進行。
[0008] 關於上述（2)的方法，例如，已知有專利文獻2的技術。在專利文獻2中，是將含 有鐵原料和煤的混合物在高溫氣氛下進行加熱還原處理，粉碎處理所得到的還原鐵，接著， 以規定的粒徑為界進行粒度分級。具體來說，用粒度分級機分離/分級成平均粒徑大於 ΙΟΟμ--的粒子和平均粒徑在ΙΟΟμ--以下的粒子。然後，利用磁力，將平均粒徑ΙΟΟμ--以 下的還原鐵粒子，分離成大量含有鐵分的強磁化物粒子和鐵分少的弱磁化物粒子，將經過 粒度分級的超過上述規定粒徑的還原鐵粒子和上述強磁化物粒子作為還原鐵使用。另一方 面，在弱磁化物粒子中，因為鐵分少，大量含有熔渣成分，所以直接作為水泥和浙青再利用。 因此在上述專利文獻2中，關於從鐵分少的弱磁化物粒子中分離熔渣，回收鐵分而作為鐵 源利用的問題完全未予考慮。
[0009] 關於上述⑶的方法，例如，已知有專利文獻3、4的技術。
[0010] 其中在專利文獻3中，記述了一種由煉鐵粉塵製造高品位還原鐵的方法，其是通 過製造由多種粉塵和碳材構成的含碳球團，對其用旋轉爐床式的煅燒爐，以1250?1350°C 的溫度進行還原處理，由此，球團內部的粉塵被碳材還原，藉助粒內物質移動而凝集的金屬 鐵粒子，從由粉塵的脈石生成的含有FeO的低熔點的熔渣部分，利用自然分離的作用而提 取出金屬鐵粒子，製造出高品位粒狀還原鐵。
[0011] 在專利文獻4中記述有一種方法，其是製造由鐵礦石和碳材構成的含碳球團， 將其用旋轉爐床式的煅燒爐，以1250?1350°C的溫度進行還原後，再使爐內溫度上升至 1400?1500°C使之熔融，使金屬鐵凝集，從而得到高純度的粒狀金屬鐵。
[0012] 可是，在上述鐵礦石中，除了氧化鐵以外，還含有氧化鈦等的有用有色金屬氧化 物。在專利文獻5中記述有一種氧化鈦含有熔渣的製造方法，其是將含有氧化鈦、氧化鐵、 碳質還原劑的原料混合物，在旋轉爐床爐內加熱，還原該混合物中的氧化鐵之後得到還原 鐵，接著再對其進行加熱而使該還原鐵熔融，使之從含氧化鈦熔渣中分離，將所得到的含氧 化鈦熔渣排出到爐外並加以回收。
[0013] 但是在上述專利文獻3?5中，是通過使還原鐵完全熔融，由此將還原鐵與副產的 熔渣分離，而關於團塊在沒有完全熔融的狀態下得到的還原鐵和熔渣的混合物的分離性的 提1?則完全未予考慮。
[0014] 現有技術文獻
[0015] 專利文獻
[0016] 專利文獻1 :美國專利公報第6048382號
[0017] 專利文獻2 :日本特開2002-363624號公報
[0018] 專利文獻3 :日本特開平10-147806號公報
[0019] 專利文獻4 :日本特開2009-91664號公報
[0020] 專利文獻5 :日本專利第4153281號公報


【發明內容】

[0021] 本發明著眼於上述這樣的情況而完成，其目的在於，提供一種在團塊沒有完全熔 融的半熔融狀態下所得到的還原鐵和熔渣的混合物中，能夠提高還原鐵與熔渣的分離性的 技術。另外，本發明的另一目的在於，提供一種通過作為熔渣而回收氧化鈦，從而能夠將氧 化鈦濃度高的含氧化鈦熔渣利用於金屬鈦原料的方法。
[0022] 能夠解決上述課題的本發明的還原鐵與熔渣的混合物的製造方法，在依次包括如 下工序這一點上具有要旨：將在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中進一步調合熔點調節 劑而得到的原料混合物進行成塊的工序；按照使所得到的團塊的一部分熔融的方式進行加 熱，還原該團塊中所含的氧化鐵的工序。
[0023] 另外，上述課題通過在依次包括如下工序這一點上具有要旨的、還原鐵和熔渣的 混合物的製造方法也能夠達成：將在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中進一步調合熔點 調節劑而得到的原料混合物進行成塊的工序；在所得到的團塊的一部分發生熔融的溫度以 上、且低於完全熔融的溫度，加熱所述團塊，由此還原該團塊中所含的氧化鐵的工序。
[0024] 在本發明中，所述熔點調節劑至少含有CaO供給物質，關於調合到所述團塊中的 CaO供給物質的量，優選將由該團塊中的CaO量和SiO2量求得的熔渣的鹼度（Ca(VSiO2)控 制在0. 2?0. 9的範圍。作為所述CaO供給物質，例如，優選調合從CaO、Ca (OH) 2和CaCO3 所構成的群中選擇的至少一個。
[0025] 在本發明中，優選調整所述熔點調節劑的調合量，使加熱所述團塊時的最高溫度 減去KKTC的溫度下的該團塊中所含的脈石的熔融量為55質量％以上。所述脈石的所述熔 融量，基於所述團塊中包含的Ca0、Si0 2、Al203、Mg0和TiO2這五種成分的量決定即可。所述 團塊的加熱，優選在該團塊所含的CaO-SiO 2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物的熔融量，達到 該五元系氧化物量的55質量％以上的溫度加上100°C的溫度下進行。
[0026] 作為含有所述氧化鐵和氧化鈦的物質，例如，優選使用含有40?60質量％的Fe 的鐵礦石，還優選使用含有7?20質量％的TiO2的鐵礦石。所述碳材中所含的固定碳量， 優選使之相對於能夠還原所述團塊中包含的氧化鐵的固定碳量而為±5質量％，如此調合 所述碳材。所述團塊的加熱，例如，優選以1200?1500°C進行。
[0027] 本發明也包括還原鐵與熔渣的分離方法，該方法依次包含如下工序：將根據上述 的製造方法得到的還原鐵與熔渣的混合物粉碎至直徑8_以下（不含Omm)的工序；對於所 得到的粉碎物進行磁選分離的工序。
[0028] 另外，本發明中，也包括以上述的分離方法進行了篩選的非磁化物和磁化物，該非 磁化物，例如含有40質量％以上的TiO 2 ;該磁化物，例如SiO2被抑制在8質量％以下（不 含〇質量％ )。
[0029] 發明的效果
[0030] 根據本發明，通過製作在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中進一步調合熔點調 節劑（除了對鐵的熔點產生影響的物質）而得到的團塊，加熱該團塊，使其一部分熔融，並 使之不完全熔融，由此能夠製造還原鐵與熔渣分離的狀態下混合著的混合物（以下，稱為 還原球團）。所得到的混合物，例如通過粉碎、磁選而能夠容易地分離為還原鐵與熔渣，分別 能夠利用於期望的用途。這時還原鐵主要被分離到磁化物側，氧化鈦作為熔渣被分離到非 磁化物側，因此根據本發明，能夠簡便地分離還原鐵與氧化鈦。即，根據本發明，除了還原鐵 以外，作為有用的有色金屬氧化物，還可以進行氧化鈦的分離回收。
[0031] 另外，在本發明中還可知，（a)在考慮加熱溫度的基礎上，使團塊所含的脈石 的熔融量達到規定量以上而調整熔點調節劑的調合量，或者（b)在考慮團塊所含的 CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物的熔融量在基礎上，通過選定團塊的加熱溫度，即 使是使用不是歷來通常採用的、含有氧化鐵和氧化鈦的鐵礦石，也能夠製造還原鐵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1是表示加熱溫度T和非磁化率的關係的標繪圖。
[0033] 圖2是表示從加熱溫度T降低100 °C的溫度（T-100 °C )下的 CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO 2五元系氧化物的熔融量，與非磁化率的關係的標繪圖。

【具體實施方式】
[0034] 本
【發明者】們，將歷來幾乎不被使用的含有氧化鐵和氧化鈦的物質（以下，稱為含 氧化鐵等的物質）作為原材料使用，加熱包含該含氧化鐵等的物質和碳材的團塊，使其一 部分熔融，並使之不全部熔融，針對由此得到的還原鐵與熔渣（脈石成分）的混合物，為了 提高分離成還原鐵與熔渣時的分離性而進行銳意研究。其結果發現，在含氧化鐵等的物質 和碳材的混合物中，如果進一步調合熔點調節劑，則能夠提高將加熱團塊所得到的還原球 團分離成還原鐵與熔渣時的分離性，從而完成了本發明。
[0035] 另外，本
【發明者】們發現，為了更良好地分離還原鐵和熔渣，以下的（a)、（b)的手段 有效。
[0036] (a)在加熱團塊時的加熱溫度T已決定時，按照使加熱該團塊時的最高溫度減去 l〇〇°C的溫度下的該團塊所含的脈石成分的熔融量為55質量％以上的方式，來調整上述熔 點調節劑（例如，CaO供給物質等）的調合量。
[0037] (b)在加熱團塊時的加熱溫度T未被決定時，以該團塊中所含的 CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物的烙融量,達到該五元系氧化物量的55質量％以上 的溫度加上l〇〇°C的溫度，加熱上述團塊。
[0038] 另外，本
【發明者】們關於將上述混合物分離成還原鐵與熔渣，製造作為電爐精煉等 的原料使用的還原鐵也反覆進行研究。其結果發現，通過將包含含氧化鐵等的物質、碳材和 熔點調節劑的團塊在部分熔融的狀態下進行加熱還原，雖然還原鐵與熔渣（脈石成分）混 雜，但其是可以容易分離成還原鐵和熔渣的狀態的還原球團，該還原球團經過粉碎、磁選等 的處理能夠分離成還原鐵和熔渣。以下，對於本發明詳細地加以說明。
[0039] 在本發明中製造還原鐵和熔渣的混合物時，重要的是依次包括如下工序：對在 含氧化鐵等的物質和碳材中進一步調合熔點調節劑而得到的原料混合物進行成塊的工序 (以下，稱為成塊工序）；以所得到的團塊的一部分熔融的方式進行加熱，還原該團塊中包 含的氧化鐵的工序（以下，稱為加熱工序）。該加熱工序，其進行是以所得到的團塊的一部 分熔融的溫度以上、且又低於完全熔融的溫度加熱所述團塊，還原該團塊中所含的氧化鐵 即可。
[0040] (成塊工序）
[0041] 在本發明的成塊工序中，在含有氧化鐵和氧化鈦的物質（含氧化鐵等的物質）與 碳材中，進一步調合熔點調節劑，以所得物質作為原料混合物使用。上述熔點調節劑，意思 是除了對鐵的熔點產生影響的物質（例如，碳等）以外，對團塊中包含的氧化鐵以外的成分 (特別是脈石）的熔點產生影響的物質。即，通過調合熔點調節劑作為上述原料混合物，從 而對團塊中所包含的氧化鐵以外的成分（特別是脈石）的熔點產生影響，例如能夠使其熔 點下降。由此，脈石的熔融被促進，形成熔融熔渣。這時氧化鐵的一部分在熔融熔渣中熔化， 在熔融熔渣中被還原而成為金屬鐵。在熔融熔渣中生成的金屬鐵，通過與固體的狀態下被 還原的金屬鐵接觸，作為固體的還原鐵發生凝集。如此在本發明中，能夠得到還原鐵與熔渣 的混合物。
[0042] 作為上述熔點調節劑，優選使用至少含有CaO供給物質的熔點調節劑。作為上 述CaO供給物質，例如，優選調合從CaO (生石灰）、Ca (OH) 2 (消石灰）、CaCO3 (石灰石）和 CaMg(CO3)2 (白雲石）所構成的群中選擇的至少一個。
[0043] 作為上述熔點調節劑，可以只使用上述CaO供給物質，而除了上述CaO供給物質之 夕卜，例如，還能夠使用MgO供給物質、Al 2O3供給物質、SiO2供給物質等。MgCKAl2O 3和SiO2也 與上述CaO同樣，是對團塊中包含的氧化鐵以外的成分（特別是脈石）的熔點產生影響的 物質。
[0044] 作為上述MgO供給物質，例如，優選調合從MgO粉末、由天然礦石和海水等中提取 的含Mg物質、MgCO 3所構成的群中選擇的至少一個。作為上述Al2O3供給物質，例如，優選調 合Al 2O3粉末、礬土，勃姆石，水鋁礦，硬水鋁石等。作為上述SiO2供給物質，例如，能夠使用 SiO2粉末和矽砂等。
[0045] 在本發明中，優選調整上述團塊中調合的CaO供給物質的量，按照使根據上述團 塊中的CaO量（質量％ )與SiO2量（質量％ )求得的熔渣的鹼度（Ca(VSiO2)為0· 2?0· 9 的範圍而進行調整。通過將上述熔渣的鹼度控制在此範圍，能夠使上述團塊中所含的脈石 (特別是CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物）的熔點降低。因此在較低溫下也能夠使 脈石熔融，能夠增加團塊內的熔融量。上述熔渣的鹼度，更優選為0.3以上，進一步優選為 0.35以上。另外，上述熔渣的鹼度，更優選為0.8以下，進一步優選為0.7以下。
[0046] 上述含氧化鐵等的物質，是含有氧化鐵和氧化鈦的物質。作為含氧化鐵等的物質， 例如，能夠使用鐵礦石（例如，鈦磁鐵礦礦石等）、鐵礦砂、煉鐵粉塵、非鐵精煉殘渣、煉鐵廢 棄物等。作為上述含氧化鐵等的物質，例如，能夠使用含有40?60質量％的Fe的鐵礦石。 另外，作為上述含氧化鐵等的物質，例如，能夠使用含有7?20質量％的TiO 2的鐵礦石。
[0047] 在本發明中，將含有含氧化鐵等的物質、碳材和熔點調節劑的原料混合物成塊而 製造團塊。然後加熱該團塊，達到該團塊的一部分熔融的半熔融狀態，由此能夠利用碳材中 的灰分和熔點調節劑作為熔劑，在團塊內部分生成熔融熔渣，實現還原鐵的凝集化，能夠以 短時間製造還原鐵。即，如本發明這樣加熱含氧化鐵等的物質和碳材及熔點調節劑的團塊 時，即使在團塊內生成FeO-SiO 2系熔融熔渣，FeO與鄰域的碳材中包含的碳也會發生反應， 快速地製造還原鐵。因此在團塊內，還原鐵與SiO 2等的脈石分離生成，所以即使還原鐵與熔 渣混雜，通過將其粉碎，脈石也會很容易地破碎，且能夠分離成還原鐵與熔渣。這時氧化鈦 作為熔渣被回收，因此能夠很容易地與還原鐵分離。另一方面，用還原性氣體對於現有的沒 有內配碳材的球團進行還原的上述（1)的方法中，在上述團塊中調合了熔點調節劑之後， 因為未加熱至半熔融狀態，所以上述含氧化鐵等的物質中包含的還原鐵與氧化鈦的分離困 難。因此，上述含氧化鐵等的物質，無法作為商用的鐵礦石使用，但根據本發明，能夠將這樣 的含氧化鐵等的物質作為鐵源使用。
[0048] S卩，如上述（1)的方法這樣，通過在大約KKKTC的堅爐內，利用還原氣體還原含有 鐵礦石的燒成球團的方法，也能夠製造還原鐵，但在該方法中，若以超過1200°c的高溫由還 原氣體進行還原，則被還原的球團之間相互粘合而變成大塊，在爐身內無法下降，或排出困 難。因此加熱溫度需要在1200°c以下來進行加熱。但是若在1200°C以下進行加熱，則即使 延長加熱時間，還原鐵的凝集化也不充分，因此還原鐵和脈石的粉碎分離困難。
[0049] 作為本發明所使用的碳材，例如，能夠使用煤和焦炭等。碳材只要含有能夠還原上 述團塊中包含的氧化鐵的量的固定碳即可。上述碳材所含的固定碳量，具體來說，相對於能 夠還原上述團塊中包含的氧化鐵的固定碳量，在±5%的範圍內即可。
[0050] 上述團塊中，作為含氧化鐵等的物質、碳材和熔點調節劑以外的成分，還可以調合 粘合劑等。作為粘合劑，例如能夠使用多糖類（例如，玉米澱粉和小麥粉等的澱粉等）等。
[0051] 上述含氧化鐵等的物質、碳材和熔點調節劑，優選在混合前預先粉碎。具體來說， 上述含氧化鐵等的物質，例如推薦預先粉碎至平均粒徑為10?60 μ m ;上述碳材，例如推 薦預先粉碎至平均粒徑為10?60 μ m ;上述熔點調節劑，例如推薦預先粉碎至平均粒徑為 5 ?90 μ m〇
[0052] 粉碎上述含氧化鐵等的物質等的方法未特別限定，能夠採用公知的方法，例如，使 用振動磨機、輥碎機和球磨機等即可。
[0053] 作為混合上述原料混合物的混合機，例如能夠使用旋轉容器形混合機和固定容器 形混合機。作為上述旋轉容器形混合機，例如能夠使用旋轉圓筒形、雙重圓錐形、V形等的 混合機。作為上述固定容器形混合機，例如，能夠使用在混合槽內設有旋轉葉片（例如犁片 等）的混合機。
[0054] 作為使上述原料混合物成塊的成塊機，例如能夠使用圓盤造粒機（盤形造粒機）、 轉鼓形造粒機（圓筒形造粒機）和雙輥型壓塊成型機等。
[0055] 上述團塊的形狀沒有特別限定，例如塊狀、粒狀、磚塊狀、球團狀、棒狀等即可，優 選為球團狀和磚塊狀。
[0056](加熱工序）
[0057] 在本發明的加熱工序中，重要的是，以使在上述成塊工序中得到的團塊的一部分 熔融的方式加熱，還原該團塊中包含的氧化鐵。即，重要的是，在團塊的一部分熔融的溫度 以上、且以低於完全的熔融的溫度加熱上述團塊。具體來說，向加熱爐供給上述團塊，例如， 在1200?1500°C的溫度域加熱，以碳材還原團塊中所含的氧化鐵而製造還原鐵即可。該溫 度域中，在團塊內雖然有一部分成分熔融，但熔融液滲出少，是保持團塊的形狀，團塊不會 整體熔融的溫度。通過在該溫度域加熱，能夠得到還原鐵與脈石引起的熔渣等在內部混雜 的還原球團。
[0058] 在本發明中，上述團塊的加熱，優選以如下溫度進行，S卩，該團塊中所含的 CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物的烙融量（烙融液量），達到該五元系氧化物量的 55質量％以上的溫度再加上KKTC的溫度。即，上述團塊的成分組成已決定時，通過計算求 得該團塊中所含的CaO-SiO 2-Al2O3-MgO-TiO2五元系氧化物的熔融量達到該五元系氧化物 量的55質量％以上的溫度t，以在此溫度t上加上KKTC的溫度（t+100°C )以上的溫度進 行上述團塊的加熱即可。通過以t+100°C以上的溫度進行加熱，能夠使團塊中所含的脈石 充分熔融，熔融的脈石凝集，與還原鐵的分離得到促進。因此所得到的還原鐵與熔渣的混合 物，還原鐵與熔渣的分離性良好。
[0059] 上述五元系氧化物的熔融量，能夠使用熱力學資料庫軟體計算。在本發明中使用 Fact Sage 6. 2 (Thermfact and GTT-Technologies 制）和熱力學資料庫 FAST53，FToxid。
[0060] 作為上述加熱爐，使用公知的爐即可，例如，使用移動爐床式加熱爐即可。所謂移 動爐床式加熱爐，就是爐床像帶式輸送機一樣在爐內移動的加熱爐，具體來說，能夠例示旋 轉爐床爐。關於旋轉爐床爐，以使爐床的起點與終點處於相同的位置方式，將爐床的外觀形 狀設計成圓形（圓環狀），供給到爐床上的團塊在爐內轉一圈的期間被加熱還原而生成還 原鐵。因此，在旋轉爐床爐中，在旋轉方向的最上遊側設有將團塊供給到爐內的裝料機構， 在旋轉方向的最下遊側（因為是旋轉構造，所以實際上處於裝料機構的正上遊側）設有排 出機構。
[0061] 如本發明，在爐內以半熔融狀態加熱團塊而得到的還原球團中，包含平均粒徑為 Ιμπι?3mm程度的還原鐵粒子。另一方面，如上述（2)和（3)的方法，在爐內使團塊完全熔 融而得到的粒狀金屬鐵的平均粒徑為8mm左右以上。
[0062] 在上述加熱工序中得到的還原球團（還原鐵與熔渣的混合物），粉碎至直徑8mm以 下（不含Omm)後，將所得到的粉碎物進行磁選分離即可。通過將還原球團粉碎至直徑8_ 以下之後進行磁選分離，作為磁化物主要能夠回收還原鐵，作為非磁化物主要能夠回收熔 渣。而且根據本發明，作為該熔渣因為能夠回收上述的氧化鈦，所以可以進行還原鐵與氧化 鈦的分離。但是，若粉碎還原球團時的大小超過直徑8_，則在磁選分離時，熔渣會混入到磁 化物側，或還原鐵混入到非磁化物側，還原鐵與熔渣的分離性變差。因此，粉碎還原球團時 的大小，優選為直徑8mm以下。
[0063] 作為粉碎上述還原球團的方法，能夠採用公知的方法，例如，使用振動磨機、輥碎 機、球磨機、輥磨機等。作為對於上述粉碎物進行磁選分離的方法，能夠採用公知的方法。
[0064] 根據本發明，磁化物所含的SiO2量為8質量％以下，非磁化物所含的TiO 2量為40 質量％以上。
[0065] (優選方式）
[0066] 在本發明中，在上述加熱工序中，設加熱上述團塊時的最高溫度為T(°C )時，優選 使從該溫度T減去KKTC的溫度下的該團塊中所含的脈石的熔融量達到該脈石量的55質 量％以上，如此調整上述熔點調節劑的調合量。即，上述團塊的加熱溫度T決定時，優選使 加熱時熔融量變多的方式，使用熔點調節劑預先對團塊中所含的成分的熔點進行調整。然 後，加熱團塊時，使該團塊中所含的脈石的55質量％以上確實地熔融，如此以從加熱時的 最高溫度T減去KKTC的溫度下的脈石的熔融量為基準，調合上述熔點調節劑而進行團塊 的成分調整即可。
[0067] 上述脈石的上述熔融量，在上述團塊所含的脈石之中，尤其是基於CaO、Si02、 A1203、MgO和TiO2的五成分的量決定即可。
[0068] 本申請基於2012年5月30日申請的日本國專利申請第2012-123745號主張優先 權的利益。該日本國專利申請第2012-123745號的說明書的全部內容，在本申請中用於參 考並援引。
[0069] 以下，列舉實施例更具體地說明本發明，但本發明當然不受下述實施例限制，在能 夠符合前、後述的宗旨的範圍內當然也可以適當加以變更實施，這些均包含在本發明的技 術的範圍內。
[0070] 【實施例】
[0071] (實驗例1)
[0072] 將含有下述表1所示的成分組成的鐵礦石、碳材和熔點調節劑的原料混合物成 塊，以電爐加熱所得到的團塊，製造還原鐵和熔渣的混合物（還原球團）。在下述表1中， T. Fe意思是總鐵量。
[0073] 作為上述碳材，相對於作為上述鐵礦石所含的氧化鐵而結合的氧量的摩爾數，調 合具有±2摩爾％的固定碳的碳材（即，相對於能夠還原上述團塊所含的氧化鐵的固定碳 量，碳材所含的固定碳量為±2質量％ )。調合石灰石（CaCO3)和矽石作為上述熔點調節劑。
[0074] 在含有下述表1所示的成分組成的鐵礦石、碳材和熔點調節劑的原料混合物中， 再混合粘合劑，通過轉動造粒成塊而製造 Φ 19mm的團塊。調合小麥粉作為上述粘合劑。
[0075] 在下述表2中，顯示乾燥後的團塊的成分組成。下述表2所示的團塊a，是通過調 整該團塊的鹼度（CaCVSiO 2)，使加熱時氧化鐵被還原時副產的熔渣的熔點達到最低而調整 了成分組成的例子。下述表2所示的團塊b，是使該團塊所含的CaO-SiO 2-Al2O3-MgO-TiO2五 元系氧化物的熔點達到最低而進行了成分調整的例子。
[0076] 還有，在下述表2中，T. C表示總碳量，Ca0/Si02表示鹼度。另外， 〇&0+5102+六1 203+]\%0意思是脈石量。另外，[1102八030+5102+六1 203+]\%0+1102)]\100，意思是 熔渣成分中的氧化鈦（TiO 2)濃度。
[0077] 接著，將得到的團塊裝入電爐，加熱18分鐘而還原團塊中所含的氧化鐵。電爐內 的加熱溫度T設為1300°C、1350°C或1400°C，電爐內的氣氛調整為N2氣氣氛。在氧化鐵的 還原時，副產出熔渣，並能夠得到還原鐵與熔渣的混合物（還原球團）。
[0078] 以各加熱溫度T加熱時的熔融狀態顯示在下述表3。在下述表3中，所謂"無熔 融"，意思是在團塊中未生成熔融液的狀態，所謂"有熔融"，意思是在團塊中發生了熔融液 的狀態，表不團塊的一部分烙融。
[0079] 以振動磨機粉碎所得到的還原球團，使之直徑達到3mm以下後，使用磁體，磁選分 離成磁化物與非磁化物。磁選分離中，使用2000高斯的磁體，將試料位置的磁力從200高 斯調整到500高斯，反覆磁化操作而進行磁選分離。通過磁選分離得到的磁化物與非磁化 物的成分組成顯示在下述表3中。還有，M. Fe表示金屬鐵量。
[0080] 另外，下述表3中，顯示通過磁選分離得到的磁化物與非磁化物各自的比例、金屬 化率（MetFe)、CaCHSiO 2+Al203+Mg0的合計量、Ti回收率。金屬化率（MetFe)由下式計算。
[0081] MetFe (% )=[金屬鐵量（M. Fe) ] / [全鐵量（T. Fe) ] X 100
[0082] 作為磁化物的Ti回收率，和作為非磁化物的Ti回收率，由下式計算。
[0083] 作為磁化物的Ti回收率（％) = (磁化物所含的Ti量/團塊所含的Ti量）X 100
[0084] 作為非磁化物的Ti回收率（％) =(非磁化物所含的Ti量/團塊所含的Ti 量）XlOO
[0085] 基於下述表3,能夠進行如下考察。下述表3所示的No. 3、5、6是加熱團塊使之-部 分熔融的例子，能夠將還原球團的粉碎物磁選分離成磁化物與非磁化物。另一方面，No. 1、 2、4是以團塊中不生成熔融液的狀態加熱的例子，不能進行磁選分離。另外，由下述表3可 知，使加熱溫度T越高，作為非磁化物而被分離回收的Ti量越多。
[0086] [表 1]

【權利要求】
1. 一種還原鐵和熔渣的混合物的製造方法，其特徵在於，依次包括如下工序： 在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中，進一步調合熔點調節劑，將由此得到的原料 混合物進行成塊的工序；以及 以使所得到的團塊的一部分熔融的方式進行加熱，還原該團塊中所含的氧化鐵的工 序。
2. -種還原鐵和熔渣的混合物的製造方法，其特徵在於，依次包括如下工序： 在含有氧化鐵和氧化鈦的物質與碳材中，進一步調合熔點調節劑，將由此得到的原料 混合物進行成塊的工序；以及 在所得到的團塊的一部分熔融的溫度以上、且低於完全熔融的溫度加熱所述團塊，由 此還原該團塊中所含的氧化鐵的工序。
3. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，所述熔點調節劑至少含有CaO供給物 質，並按照由該團塊中的CaO量和Si02量求得的熔渣的鹼度即Ca0/Si02為0. 2?0. 9的方 式調整所述團塊中調合的CaO供給物質的量。
4. 根據權利要求3所述的製造方法，其中，作為所述CaO供給物質，調合從CaO、Ca(0H)2和CaC03所構成的群中選擇的至少一個。
5. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，調整所述熔點調節劑的調合量，使從 加熱所述團塊時的最高溫度減去l〇〇°C的溫度下的該團塊中所含的脈石的熔融量為55質 量％以上。
6. 根據權利要求5所述的製造方法，其中，所述脈石的所述熔融量，基於所述團塊中所 含的0&0、510231203、1%0和110 2這五種成分的量來決定。
7. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，所述團塊的加熱在以下溫度下進行，所 述溫度為以該團塊所含的Ca0-Si02_Al203-Mg0-Ti0 2五元系氧化物的熔融量達到該五元系 氧化物量的55質量％以上的溫度加上100°C。
8. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，使用含有40?60質量％的Fe的鐵礦 石作為含有所述氧化鐵和氧化鈦的物質。
9. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，使用含有7?20質量％的Ti02的鐵礦 石作為含有所述氧化鐵和氧化鈦的物質。
10. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，按照使所述碳材所含的固定碳量相對 於能夠還原所述團塊所含的氧化鐵的固定碳量為±5質量％的方式調合所述碳材。
11. 根據權利要求1或2所述的製造方法，其中，所述團塊的加熱在1200?1500°C進 行。
12. -種還原鐵與熔渣的分離方法，其特徵在於，依次包括如下工序： 將由權利要求1或2所述的製造方法得到的還原鐵與熔渣的混合物粉碎至直徑為8_ 以下但不含〇mm的工序；以及 對於所得到的粉碎物進行磁選分離的工序。
13. -種非磁化物，其特徵在於，是由權利要求12所述的分離方法篩選的非磁化物，該 非磁化物含有40質量％以上的Ti02。
14. 一種磁化物，其特徵在於，是由權利要求12所述的分離方法篩選的磁化物，含有8 質量％以下但不含0質量％的Si02。
【文檔編號】C21B13/10GK104334749SQ201380027484
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】日野光兀, 杉山健, 田中英年, 小林勳, 浦上昭, 根上卓也 申請人:株式會社神戶制鋼所