二次精錬スラッジの処理方法
【課題】製鋼二次精錬工程に付随する湿式除塵装置で処理され、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている製鋼スラッジの処理を、二次精錬操業を停止することなく、かつ、操業コストを極めて低く押えることができる方法を提供する。
【解決手段】二次精錬設備に付設された湿式除塵装置で処理され、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、二次精錬設備を稼動させた状態で、該スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施す二次精錬スラッジの処理方法。
【解決手段】二次精錬設備に付設された湿式除塵装置で処理され、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、二次精錬設備を稼動させた状態で、該スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施す二次精錬スラッジの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼設備、特にＶＯＤ、ＲＨなどにより鋼を二次精錬するに際して湿式除塵設備で発生し、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高クロム鋼、例えば、Ｃｒ含有量が６ｍａｓｓ％以上の耐熱鋼やステンレス鋼を精錬する際には、Ｃｒを含有するダストが発生し、その一部は六価クロム（Ｃｒ(VI)）の形態をとるので、これを無害化する必要がある。その手段として、ダストを、例えば特許文献１に記載されているように湿式集塵装置により水を含むスラリーとして回収した後、シックナー及びフィルタープレスにより処理し、固形物を鉄源としてリサイクルするとともに、回収された水は無害化された後に放流する方法が採られる。
【０００３】
一般に、転炉などの一次精錬設備においては、発生するダストが多いため、上記処理は連続的なプロセスとして行われるが、精錬設備のうちでも、二次精錬設備と称される、例えば、ＶＯＤ設備やＲＨ設備などでは、操業１回当たりのダストの発生量が少ないため、図３に示すようにダストを循環水とともに一旦貯留槽に貯留した後、貯留槽が満杯になったとき、別に設けた処理槽に汲出して無害化するバッチ式の処理が行われる。
【０００４】
この形式の処理設備は、ＶＯＤなどの二次精錬設備１にガスクーラ２ａ、バグフィルタ２b、スティームエジェクタ２ｃ等により構成されるガス処理設備２を経由して凝縮装置３に接続されている。凝縮装置３は、コンデンサ９ａ、エジェクタ９b、冷却塔１５を備え、下部に循環水４及びスラッジ５を貯留する貯留槽６を有している。さらに、循環水４をコンデンサ９ａに環流使用できるようにするためにポンプ７及び配管８を備えている。したがって、上記設備構成をとるときには、貯留槽６内の循環水４及びスラッジ５に対して無害化処理等の処理を行おうとすると、二次精錬処理作業を停止し、前記貯留槽内から堆積したスラリーを汲出し、これを別途準備した処理槽に移し替えた上で、Ｃｒ(VI)を無害化する薬剤処理を行う。かかる薬剤処理作業には相当の長期間、例えば数ヶ月を要し、処理費用も莫大である。また、上記循環水４及び二次精錬スラッジ５の移し替えのため、二次精錬操業を数日間停止しなければならず、製鋼工場の生産性を低くする要因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、二次精錬工程において発生し、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている製鋼スラッジの処理を、二次精錬操業を停止することなく、かつ、操業コストを極めて低く押えて処理することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、二次精錬設備の湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、二次精錬設備を稼動させた状態で、前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともにタンクローリに搭載された回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施すことを特徴とする二次精錬スラッジの処理方法である。
【０００８】
前記回収タンクは、タンクローリに搭載されたものであることが好ましい。
【０００９】
前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階で、前記循環水が湿式除塵装置のコンデンサ側へ環流可能となるように必要量の循環水を貯留槽内に残置して、二次精錬操業を稼働させた状態で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、鋼の二次精錬工程に際して、湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に例えばＣｒ(VI)を含有する循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジの処理を、二次精錬操業を停止することなく、かつ、操業コストを極めて低く押えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施工程を示す模式説明図である。
【図２】塩化第一鉄の添加量と処理後のＣｒ(VI)濃度との関係図である。
【図３】本発明の適用される二次精錬設備の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施工程を示す模式説明図である。図１に示すように、本発明の第Ｉ段階では、吸引装置としてタンクローリ１０を利用してそのタンク部１１内に貯留槽６内に貯留されている循環水４及び二次精錬スラッジ５を吸引する。そのタイミングは、二次精錬スラッジ５及び循環水４の貯留量が貯留槽６の貯留可能量の８０〜９０％程度に達したときとすればよく、また、吸引量もタンクローリ１０の吸引可能量に合わせて、かつ、後述する撹拌操作を可能にするように行えばよい。なお、上記操作を行うに当たり、二次精錬操業が継続されているので、循環水４が湿式除塵装置３のコンデンサ９側へ環流可能とするように必要量の循環水を貯留槽６内に残置することが必要である。
【００１３】
上記のようにして、循環水４とともに二次精錬スラッジ５が吸引されたタンクローリ１０のタンク部１１内に循環水４に溶解し、また、二次精錬スラッジ５に付着しているＣｒ(VI)がある場合にはＣｒ(VI)をＣｒ(III)に還元するために還元剤として塩化第一鉄溶液を添加する第II工程を行ってもよい。この操作は、タンクローリ１０のタンク部１１の上部ハッチ１４から還元剤１２として塩化第一鉄の水溶液を必要量投入することにより行われる。
【００１４】
還元剤の添加量は、理論的には、反応式
Ｃｒ６＋＋３Ｆｅ２＋→Ｃｒ３＋＋３Ｆｅ３＋
から計算される理論当量値に相当する量と算出される。しかしながら、循環水４のほか二次精錬スラッジ５にもＣｒ(VI)が付着しており、また、前記理論当量だけでは、十分にＣｒ(VI)をＣｒ(III)に還元することは困難である。したがって、便宜上、循環水４に含有されるＣｒ(VI)の含有量を検出し、その還元に必要な還元剤の当量値（Ａ）を算出し、次いで、次工程を含む試験操業を行い、Ｃｒ(VI)を実質的に残留することのないようにするための還元剤添加量を前記当量値（Ａ）の倍数値として算出し、その値を用いて還元剤の必要量を求めることにより決定する。
【００１５】
上記のように処理した結果得られた処理水は、実質的にＣｒ(VI)フリーとされた場合は、環境を害することなく放流することができる。また、Ｃｒ(VI)フリー処理をした場合は、得られた固形物もＣｒ(VI)フリーであるから、その再利用（リサイクル）の際の乾燥や配合などの作業環境を作業員への健康被害の生じないものとすることができる。
【００１６】
例を挙げて説明すると、次のようになる。
(1)循環水中のＣｒ(VI)濃度：２．４ｍｇ／Ｌ（リットル）
(2)上記循環水中のＣｒ(VI)を還元するために必要な還元剤（塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２））の当量値（Ａ）：０．５Ｌ（リットル）
但し、吸引量：１０ｍ３，塩化第一鉄溶液濃度：３１ｍａｓｓ％，比重：１．３４とする。
(3)試験操業の実施
塩化第一鉄の添加量を上記当量値（Ａ）の１〜５倍にとり、次工程IIIの撹拌時間を１０ｍｉｎにとって試験操業を行う。
(4)試験操業結果及び還元剤添加量の決定
試験結果を図２に示す。図２の結果に基づき、還元剤の添加量は当量値（Ａ）の４倍、すなわち、２Ｌ(但し、吸引量１ｍ３当たり、スラッジを含む)と定められる。
【００１７】
前記第II工程に続いて、第III段階として、タンク部１１内に循環水５とともに吸引された二次精錬スラッジを還元剤と十分に撹拌するための撹拌操作を行ってもよい。この撹拌操作は、タンク部１１内に撹拌用ガスを導入することにより行われる。具体的には、タンクローリ１０に搭載されているタンク部１１の吸引口１３を開として外気を吸引することにより行うことができる。
【００１８】
上記撹拌時間は、吸引された循環水及び二次精錬スラッジに含有されるＣｒ(VI)の濃度、吸引量、撹拌ガスの吸引速度等により変動するが、前記還元に必要な還元剤を添加したとき、Ｃｒ(VI)を完全に消失させるに足りる時間として定めればよい。具体的には、循環水のＣｒ(VI)濃度が０．１〜０．２ｍｇ／Ｌの場合、１０ｍｉｎ程度で十分であった。
【００１９】
上記の工程を行うことにより、鋼の二次精錬を継続した状態を維持しながら、換言すれば、循環水を、図３に示すように、ポンプ７及び配管８により循環水４を湿式除塵装置３内で循環使用しながら、貯留槽６内の循環水４、二次精錬スラッジ５を一部ずつ吸引して処理することが可能になる。
【００２０】
このようにして、循環水及び二次精錬スラッジはタンクローリ１０のタンク部１１から、例えば、シックナー（図示しない）に供給して固形物と循環水とに分離し、固形物はフィルタープレスにより脱水後、乾燥して鉄源として利用し、循環水は、必要に応じて、貯留槽６に戻して再利用すればよい。
【符号の説明】
【００２１】
１：二次精錬設備
２：ガス処理設備
３：湿式除塵装置
４：循環水
５：スラッジ
６：貯留槽
７：ポンプ
８：配管
９ａ：コンデンサ
９ｂ：エジェクタ
１０：タンクローリ
１１：タンク部
１２：還元剤
１３：吸引口
１４：ハッチ
１５：冷却塔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼設備、特にＶＯＤ、ＲＨなどにより鋼を二次精錬するに際して湿式除塵設備で発生し、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高クロム鋼、例えば、Ｃｒ含有量が６ｍａｓｓ％以上の耐熱鋼やステンレス鋼を精錬する際には、Ｃｒを含有するダストが発生し、その一部は六価クロム（Ｃｒ(VI)）の形態をとるので、これを無害化する必要がある。その手段として、ダストを、例えば特許文献１に記載されているように湿式集塵装置により水を含むスラリーとして回収した後、シックナー及びフィルタープレスにより処理し、固形物を鉄源としてリサイクルするとともに、回収された水は無害化された後に放流する方法が採られる。
【０００３】
一般に、転炉などの一次精錬設備においては、発生するダストが多いため、上記処理は連続的なプロセスとして行われるが、精錬設備のうちでも、二次精錬設備と称される、例えば、ＶＯＤ設備やＲＨ設備などでは、操業１回当たりのダストの発生量が少ないため、図３に示すようにダストを循環水とともに一旦貯留槽に貯留した後、貯留槽が満杯になったとき、別に設けた処理槽に汲出して無害化するバッチ式の処理が行われる。
【０００４】
この形式の処理設備は、ＶＯＤなどの二次精錬設備１にガスクーラ２ａ、バグフィルタ２b、スティームエジェクタ２ｃ等により構成されるガス処理設備２を経由して凝縮装置３に接続されている。凝縮装置３は、コンデンサ９ａ、エジェクタ９b、冷却塔１５を備え、下部に循環水４及びスラッジ５を貯留する貯留槽６を有している。さらに、循環水４をコンデンサ９ａに環流使用できるようにするためにポンプ７及び配管８を備えている。したがって、上記設備構成をとるときには、貯留槽６内の循環水４及びスラッジ５に対して無害化処理等の処理を行おうとすると、二次精錬処理作業を停止し、前記貯留槽内から堆積したスラリーを汲出し、これを別途準備した処理槽に移し替えた上で、Ｃｒ(VI)を無害化する薬剤処理を行う。かかる薬剤処理作業には相当の長期間、例えば数ヶ月を要し、処理費用も莫大である。また、上記循環水４及び二次精錬スラッジ５の移し替えのため、二次精錬操業を数日間停止しなければならず、製鋼工場の生産性を低くする要因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、二次精錬工程において発生し、コンデンサ下の貯留槽内に循環水とともに貯留されている製鋼スラッジの処理を、二次精錬操業を停止することなく、かつ、操業コストを極めて低く押えて処理することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、二次精錬設備の湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、二次精錬設備を稼動させた状態で、前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともにタンクローリに搭載された回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施すことを特徴とする二次精錬スラッジの処理方法である。
【０００８】
前記回収タンクは、タンクローリに搭載されたものであることが好ましい。
【０００９】
前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階で、前記循環水が湿式除塵装置のコンデンサ側へ環流可能となるように必要量の循環水を貯留槽内に残置して、二次精錬操業を稼働させた状態で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、鋼の二次精錬工程に際して、湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に例えばＣｒ(VI)を含有する循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジの処理を、二次精錬操業を停止することなく、かつ、操業コストを極めて低く押えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施工程を示す模式説明図である。
【図２】塩化第一鉄の添加量と処理後のＣｒ(VI)濃度との関係図である。
【図３】本発明の適用される二次精錬設備の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施工程を示す模式説明図である。図１に示すように、本発明の第Ｉ段階では、吸引装置としてタンクローリ１０を利用してそのタンク部１１内に貯留槽６内に貯留されている循環水４及び二次精錬スラッジ５を吸引する。そのタイミングは、二次精錬スラッジ５及び循環水４の貯留量が貯留槽６の貯留可能量の８０〜９０％程度に達したときとすればよく、また、吸引量もタンクローリ１０の吸引可能量に合わせて、かつ、後述する撹拌操作を可能にするように行えばよい。なお、上記操作を行うに当たり、二次精錬操業が継続されているので、循環水４が湿式除塵装置３のコンデンサ９側へ環流可能とするように必要量の循環水を貯留槽６内に残置することが必要である。
【００１３】
上記のようにして、循環水４とともに二次精錬スラッジ５が吸引されたタンクローリ１０のタンク部１１内に循環水４に溶解し、また、二次精錬スラッジ５に付着しているＣｒ(VI)がある場合にはＣｒ(VI)をＣｒ(III)に還元するために還元剤として塩化第一鉄溶液を添加する第II工程を行ってもよい。この操作は、タンクローリ１０のタンク部１１の上部ハッチ１４から還元剤１２として塩化第一鉄の水溶液を必要量投入することにより行われる。
【００１４】
還元剤の添加量は、理論的には、反応式
Ｃｒ６＋＋３Ｆｅ２＋→Ｃｒ３＋＋３Ｆｅ３＋
から計算される理論当量値に相当する量と算出される。しかしながら、循環水４のほか二次精錬スラッジ５にもＣｒ(VI)が付着しており、また、前記理論当量だけでは、十分にＣｒ(VI)をＣｒ(III)に還元することは困難である。したがって、便宜上、循環水４に含有されるＣｒ(VI)の含有量を検出し、その還元に必要な還元剤の当量値（Ａ）を算出し、次いで、次工程を含む試験操業を行い、Ｃｒ(VI)を実質的に残留することのないようにするための還元剤添加量を前記当量値（Ａ）の倍数値として算出し、その値を用いて還元剤の必要量を求めることにより決定する。
【００１５】
上記のように処理した結果得られた処理水は、実質的にＣｒ(VI)フリーとされた場合は、環境を害することなく放流することができる。また、Ｃｒ(VI)フリー処理をした場合は、得られた固形物もＣｒ(VI)フリーであるから、その再利用（リサイクル）の際の乾燥や配合などの作業環境を作業員への健康被害の生じないものとすることができる。
【００１６】
例を挙げて説明すると、次のようになる。
(1)循環水中のＣｒ(VI)濃度：２．４ｍｇ／Ｌ（リットル）
(2)上記循環水中のＣｒ(VI)を還元するために必要な還元剤（塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２））の当量値（Ａ）：０．５Ｌ（リットル）
但し、吸引量：１０ｍ３，塩化第一鉄溶液濃度：３１ｍａｓｓ％，比重：１．３４とする。
(3)試験操業の実施
塩化第一鉄の添加量を上記当量値（Ａ）の１〜５倍にとり、次工程IIIの撹拌時間を１０ｍｉｎにとって試験操業を行う。
(4)試験操業結果及び還元剤添加量の決定
試験結果を図２に示す。図２の結果に基づき、還元剤の添加量は当量値（Ａ）の４倍、すなわち、２Ｌ(但し、吸引量１ｍ３当たり、スラッジを含む)と定められる。
【００１７】
前記第II工程に続いて、第III段階として、タンク部１１内に循環水５とともに吸引された二次精錬スラッジを還元剤と十分に撹拌するための撹拌操作を行ってもよい。この撹拌操作は、タンク部１１内に撹拌用ガスを導入することにより行われる。具体的には、タンクローリ１０に搭載されているタンク部１１の吸引口１３を開として外気を吸引することにより行うことができる。
【００１８】
上記撹拌時間は、吸引された循環水及び二次精錬スラッジに含有されるＣｒ(VI)の濃度、吸引量、撹拌ガスの吸引速度等により変動するが、前記還元に必要な還元剤を添加したとき、Ｃｒ(VI)を完全に消失させるに足りる時間として定めればよい。具体的には、循環水のＣｒ(VI)濃度が０．１〜０．２ｍｇ／Ｌの場合、１０ｍｉｎ程度で十分であった。
【００１９】
上記の工程を行うことにより、鋼の二次精錬を継続した状態を維持しながら、換言すれば、循環水を、図３に示すように、ポンプ７及び配管８により循環水４を湿式除塵装置３内で循環使用しながら、貯留槽６内の循環水４、二次精錬スラッジ５を一部ずつ吸引して処理することが可能になる。
【００２０】
このようにして、循環水及び二次精錬スラッジはタンクローリ１０のタンク部１１から、例えば、シックナー（図示しない）に供給して固形物と循環水とに分離し、固形物はフィルタープレスにより脱水後、乾燥して鉄源として利用し、循環水は、必要に応じて、貯留槽６に戻して再利用すればよい。
【符号の説明】
【００２１】
１：二次精錬設備
２：ガス処理設備
３：湿式除塵装置
４：循環水
５：スラッジ
６：貯留槽
７：ポンプ
８：配管
９ａ：コンデンサ
９ｂ：エジェクタ
１０：タンクローリ
１１：タンク部
１２：還元剤
１３：吸引口
１４：ハッチ
１５：冷却塔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次精錬設備の湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、
二次精錬設備を稼動させた状態で、前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施すことを特徴とする二次精錬スラッジの処理方法。
【請求項２】
前記回収タンクは、タンクローリに搭載されたものであることを特徴とする請求項１に記載の二次精錬スラッジの処理方法。
【請求項３】
前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階で、前記循環水が湿式除塵装置のコンデンサ側へ環流可能となるように必要量の循環水を貯留槽内に残置して、二次精錬操業を稼働させた状態で行う請求項１又は２に記載の二次精錬スラッジの処理方法。
【請求項１】
二次精錬設備の湿式除塵装置で処理され、貯留槽内に循環水とともに貯留されている二次精錬スラッジに対し、
二次精錬設備を稼動させた状態で、前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階と、回収タンク内に吸引した前記循環水及びスラッジをシックナーに供給して固形物と循環水とに分離する段階とを、順次施すことを特徴とする二次精錬スラッジの処理方法。
【請求項２】
前記回収タンクは、タンクローリに搭載されたものであることを特徴とする請求項１に記載の二次精錬スラッジの処理方法。
【請求項３】
前記スラッジを前記貯留槽内から循環水とともに回収タンク内に吸引する段階で、前記循環水が湿式除塵装置のコンデンサ側へ環流可能となるように必要量の循環水を貯留槽内に残置して、二次精錬操業を稼働させた状態で行う請求項１又は２に記載の二次精錬スラッジの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０７０７８（Ｐ２０１３−１０７０７８Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−６６６５（Ｐ２０１３−６６６５）
【出願日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【分割の表示】特願２００８−３３１０８９（Ｐ２００８−３３１０８９）の分割
【原出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【分割の表示】特願２００８−３３１０８９（Ｐ２００８−３３１０８９）の分割
【原出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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