鉄鉱石の造粒物の製造方法、造粒物
【課題】疑似粒子が簡単に破壊しない良好な圧壊強度を有し、かつ、造粒性が良好な粉鉄鉱石の造粒物を得る方法を提供する。
【解決手段】低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、水３〜２５質量部を、粉鉄鉱石１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法である。さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えると好ましい。低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むと好ましい。
【解決手段】低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、水３〜２５質量部を、粉鉄鉱石１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法である。さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えると好ましい。低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むと好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鉱石の造粒物の製造方法、造粒物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に製鉄工程における高炉装入用原料としては、粉鉄鉱石に水や造粒剤を添加して混練して製造した擬似造粒物を焼結機で焼成した焼結鉱が用いられる。
【０００３】
疑似造粒物が焼結原料充填層において目詰まりを起こして通気性が低下し燃料であるコークスの燃焼速度が遅くなると、焼結鉱の生産効率が低下するという問題が発生するため、疑似造粒物を構成する疑似粒子が簡単に破壊しない良好な圧壊強度を有し、かつ、造粒性が良好な造粒物を得ることが重要な課題である。ここで、造粒性が良好であるとは、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないことであり、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下である。
【０００４】
造粒性が良好な造粒物を得るために、例えば、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩（パルプ廃液）、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、コーンスターチ等のバインダー機能を有する粘結剤を造粒剤として使用することが検討されていたが、現在では、生石灰がバインダー機能を有する粘結剤として広く使用されている。これは、生石灰は、前記の粘結剤に比して、造粒性が良好な造粒物を得られ易く、かつ、疑似粒子の圧壊強度が高く崩壊し難いことによる。
【０００５】
しかし、生石灰を用いる場合その使用量を多くしないと十分な効果が得られない上に、２質量％以上添加しても造粒性の向上効果は頭打ちとなる傾向があることからコストパフォーマンスが良くないと指摘されていた。
【０００６】
特許文献１ないし特許文献２では、バインダーとしての機能のみならず水を取り込んでいる凝集体を破壊して分散させる機能を有する造粒剤を用い、粉鉄鉱石を十分に分散させることで、水が効率よく粉鉄鉱石を造粒する作用を発揮する方法、並びに、バインダーとしての機能のみならず水を取り込んでいる凝集体を破壊して分散させる機能を有する造粒剤としてカルボキシル基を有する高分子化合物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０７６１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−０７６１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１ないし特許文献２に開示される方法では、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下とする要求を十分満足することができない。
【０００９】
本発明は、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないこと、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下とする、というきびいしい要求に応えられる粉鉄鉱石の造粒物の製造方法並びにその造粒物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を加えて造粒することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法であって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部を水３〜２５質量部に溶解して粉鉄鉱石を１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（２）さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えることを特徴とする（１）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（３）前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（４）前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする（３）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（５）前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする（４）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（６）前記粉鉄鉱石の０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（７）低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９質量％を有することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物。
（８）低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものの含有量が０．００９７〜９．０１質量％であり、さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１〜２．９質量％を有することを特徴とする（７）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（９）前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする（７）又は（８）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（１０）前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする（９）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（１１）前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする（１０）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないこと、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下となるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、低分子界面活性剤による粉鉄鉱石の造粒物を製造する方法である。
【００１３】
第１の実施形態の対象となる粉鉄鉱石は特に限定しないが、篩分けされた粉鉄鉱石のうち０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることが望ましい。１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されているとバインダーとして十分に機能するからである。また、粉鉄鉱石中に占める０．２５ｍｍ以下の粒子の割合が１０質量％以上であると好ましい。
【００１４】
造粒物を製造するにあたって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、水３〜２５質量部を、粉鉄鉱石１００質量部に加える。
【００１５】
（低分子界面活性剤）
発明者らは、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部を造粒剤として用いると良好な造粒性を有する造粒物を得られることを見出した。ここで、低分子界面活性剤とは、親水基と疎水基を有する低分子化合物を言う。
【００１６】
粉鉄鉱石を造粒する場合、０．５ｍｍ以下の微粒子が直径１〜３ｍｍの核粒子に付着して疑似粒子が作られる。このとき、粉鉄鉱石中に含有する直径が１０μｍ以下の超微粒子がバインダーとして機能する。ただし、超微粒子は核粒子に付着しているのでこのままではバインダーとして機能させることはできず、超微粒子を核粒子から離して分散させる必要がある。本発明において、造粒時に粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を添加することで、核粒子から超微粒子を積極的に分散させうる効果（以下、「超微粒子の分散効果」という。）を奏することを見出した。
【００１７】
ここで低分子界面活性剤の分子量が４５０を超えると、水に溶解しにくくなるので、その上限を４５０とした。また、低分子界面活性剤の分子量が２８０未満であると界面活性剤としての機能が不十分になるので、その下限を２８０とした。これは、疎水基が構成する疎水部分の大きさが不十分になるものと推定している。
【００１８】
本発明で用いられる低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される基（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むアニオン性界面活性剤（水中で解離して、負のイオンとなる親水基を有する界面活性剤）であることが望ましい。これは、疎水基部分がアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の界面活性剤は、これらの疎水基部分が粒子に吸着しやすく、さらに親水基がカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むアニオン性の基である場合、粒子を分散させる能力が特に優れているためである。
【００１９】
なかでも、アルキルベンゼンスルホン酸塩および／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む低分子界面活性剤が、超微粒子の分散効果に優れている。アルキルベンゼンスルホン酸塩は、疎水基としてアリール基、親水基として−ＳＯ3Ｍを有している。アルキルエーテル硫酸エステル塩は、疎水基としてオキシアルキレン基、親水基として−ＯＳＯ3Ｍを有している。アルキルベンゼンスルホン酸塩として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用することが好ましい。アルキルエーテル硫酸エステル塩として、ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムを使用することが好ましい。
【００２０】
（水の添加量）
造粒時に添加する水の添加量が３．０質量部未満の場合には低分子界面活性剤による超微粒子の分散効果を十分に奏しないためか、良好な造粒性を有する造粒物を得られないので水の添加量の下限を３．０質量部とする。
【００２１】
水の添加量が２５．０質量部を超える場合には全体がスラリー化し、造粒物を得ることができなくなるか、造粒機の容器壁面への付着が激しく生産性の低下を招くことがあるので、水の添加量の上限を２５質量部とする。
【００２２】
（造粒物の組成）
本発明の粉鉄鉱石の造粒物の組成は、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９（＝１０／１１０×１００）質量％である。
【００２３】
造粒物に含まれる元素の成分割合は、蛍光Ｘ線分析、ＩＣＰ発光分析により同定することができる。また、造粒物中の結晶相は、粉末Ｘ線回折により同定することができる。
【００２４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施の形態の低分子界面活性剤に加え、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2を添加して粉鉄鉱石の造粒物を製造する方法である。
【００２５】
第２の実施形態の対象となる粉鉄鉱石は特に限定しないが、第１の実施の形態と同様、篩分けされた粉鉄鉱石のうち０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることが望ましい。１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されているとバインダーとして十分に機能するからである。また、粉鉄鉱石中に占める０．２５ｍｍ以下の粒子の割合が１０質量％以上であると好ましい。
【００２６】
造粒物を製造するにあたって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部とＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2を１．０〜３．０質量部と水３．０〜２５．０質量部を粉鉄鉱石１００質量部に加える。
【００２７】
（ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2）
発明者らは、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と共にＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を用いると良好な造粒性を有するだけでなく、疑似粒子の圧壊強度が比較的高い造粒物を得られることを見出した。
【００２８】
これは、直径が１０μｍ以下の超微粒子とＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が互いに補完しあって核粒子間の結合を強化することにより、疑似粒子の圧壊強度を高めているものと発明者らは考察している。
【００２９】
ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が１．０質量部未満だと疑似粒子の圧壊強度の向上が不十分であることから、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2の含有量の下限を１．０質量部とした。また、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が３．０質量部超であると疑似粒子の圧壊強度の向上効果が頭打ちになりコストが嵩むことから、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2の含有量の上限を３．０質量部とする。
【００３０】
（低分子界面活性剤、水の添加量）
第２の実施の形態で用いる低分子界面活性剤の種類及び添加量、水の添加量については、第１の実施の形態と同様とすると好ましい。
【００３１】
（造粒物の組成）
第２の実施の形態で製造される造粒物の組成は、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．００９７（＝０．０１／１０３×１００）〜９．０１（＝１０／１１１×１００）質量％及びＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１（＝１／１１１×１００）〜２．９（＝３／１０３×１００）質量％である。
【００３２】
造粒物に含まれる元素の成分割合は、蛍光Ｘ線分析、ＩＣＰ発光分析により同定することができる。また、造粒物中の結晶相は、粉末Ｘ線回折により同定めることができる。
【実施例】
【００３３】
表１には、粉鉄鉱石Ｉ、IIの粒径分布を示した。
【００３４】
粉鉄鉱石Ｉ、IIは、５ｍｍ超、２〜５ｍｍ、１〜２ｍｍ、０．５〜０．２５ｍｍ、０，２５ｍｍ未満と篩分けした場合に、表１に示すように０．２５ｍｍ以下の粒子の内に１０μｍ以下の微粒子を含有する割合が２０％以上のものである。１０μｍ以下の微粒子の量は、篩で０．２５ｍｍ以下の試料を用い、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した。
【００３５】
表２にはＡ〜Ｌの造粒剤の名称を示した。Ａ〜Ｉは本発明の方法に用いる疎水基及び親水基を有する低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものである。このうち、Ａはアルキルベンゼンスルホン酸塩としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分子量３４８）、Ｂはアルキルエーテル硫酸エステル塩としてラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム（分子量３７８）である。また、Ｌは本発明の方法に用いないポリアクリル酸ナトリウムとした。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
粉鉄鉱石Ｉ、IIに対してＡ〜Ｌの造粒剤を用いて造粒を実施した結果を表３、表４に示した。表２、４において、本発明範囲から外れる数値・符号にアンダーラインを付している。
【００３９】
表３に本発明例の結果を示し、表４は比較例の結果を示している。
【００４０】
評価は、造粒性、造粒物の圧壊強度ともに合格している場合に合格（○）とし、それ以外は不合格とした。
【００４１】
造粒性については、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子が３％以内のものを合格、３％超のものは不合格とした。
【００４２】
造粒物の圧壊強度については、粒径が４ｍｍ〜６ｍｍの疑似粒子を１０個選び、圧縮試験機で荷重を加えて疑似粒子が圧壊する荷重Ｆ（ｋｇｆ）（以下、「圧壊荷重」という。）を測定してその断面積Ｓ（ｃｍ2）で除した値の平均値が１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上を合格、１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満を不合格とした。
【００４３】
造粒物の強度測定は、ここで、断面積としては、疑似粒子を球とみなして当該球をその中心を含む面で切断した面の断面積Ｓ（ｃｍ2）とした。すなわち、球の直径がｄ（ｃｍ）であれば、Ｓ＝π×（ｄ／２）×（ｄ／２）であるから、圧壊強度ＰはＰ＝Ｆ／Ｓ＝４Ｆ／πｄ2と算出される。ここで、疑似粒子の直径ｄの決定にあたっては、例えば、疑似粒子の径を計測してその最大値ｄmaxと最小値ｄminを計測してその平均値ｄａを疑似粒子の直径ｄとする。１０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧壊強度試験は、５ｍｍの直径を有する球の中心を含む平面で切断した断面の面積が０．２ｃｍ2（≒０．２５ｃｍ×０．２５ｃｍ×π）であるから、２ｋｇｆ程度の荷重Ｆが直径５ｍｍの疑似粒子にかかっていることに相当する。
【００４４】
以下、具体的な実施例について示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
（低分子界面活性剤を加えて造粒する場合）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ〜Ｇ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００４８】
鉄鉱石Ｉを造粒した結果につては本発明例１〜５、２１、２３、２５、２６、比較例１〜５、２１、２４に記載した。本発明の方法を用いた本発明例１〜５、２１、２３、２５、２６は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例１〜５、２１、２４は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００４９】
表１に記載する鉄鉱石IIを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ、Ｂ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５０】
鉄鉱石IIを造粒した結果につては本発明例６〜１０、比較例６〜１０に記載した。本発明の方法を用いた本発明例６〜１０は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例６〜１０は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００５１】
（低分子界面活性剤とＣａＯおよび／またはＣａ(ＯＨ)2を用いた場合）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５２】
鉄鉱石Ｉを造粒した結果につては本発明例１１〜２０、２２、２４、２７、比較例１１〜２０、２２、２３、２５に記載した。本発明の方法を用いた本発明例１１〜２０、２２、２４、２７は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例１１〜２０、２２、２３、２５は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００５３】
（分子量による効果）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ｈ〜Ｋ０．３質量部を、水１０〜１１質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５４】
分子量を本発明の範囲としたものを本発明例２８〜３３とし、分子量を本発明の範囲外としたものを比較例２６〜３１とした。本発明の方法を用いた本発明例２８〜３３は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例２６〜３１は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鉱石の造粒物の製造方法、造粒物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に製鉄工程における高炉装入用原料としては、粉鉄鉱石に水や造粒剤を添加して混練して製造した擬似造粒物を焼結機で焼成した焼結鉱が用いられる。
【０００３】
疑似造粒物が焼結原料充填層において目詰まりを起こして通気性が低下し燃料であるコークスの燃焼速度が遅くなると、焼結鉱の生産効率が低下するという問題が発生するため、疑似造粒物を構成する疑似粒子が簡単に破壊しない良好な圧壊強度を有し、かつ、造粒性が良好な造粒物を得ることが重要な課題である。ここで、造粒性が良好であるとは、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないことであり、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下である。
【０００４】
造粒性が良好な造粒物を得るために、例えば、ベントナイト、リグニン亜硫酸塩（パルプ廃液）、澱粉、砂糖、糖蜜、水ガラス、セメント、ゼラチン、コーンスターチ等のバインダー機能を有する粘結剤を造粒剤として使用することが検討されていたが、現在では、生石灰がバインダー機能を有する粘結剤として広く使用されている。これは、生石灰は、前記の粘結剤に比して、造粒性が良好な造粒物を得られ易く、かつ、疑似粒子の圧壊強度が高く崩壊し難いことによる。
【０００５】
しかし、生石灰を用いる場合その使用量を多くしないと十分な効果が得られない上に、２質量％以上添加しても造粒性の向上効果は頭打ちとなる傾向があることからコストパフォーマンスが良くないと指摘されていた。
【０００６】
特許文献１ないし特許文献２では、バインダーとしての機能のみならず水を取り込んでいる凝集体を破壊して分散させる機能を有する造粒剤を用い、粉鉄鉱石を十分に分散させることで、水が効率よく粉鉄鉱石を造粒する作用を発揮する方法、並びに、バインダーとしての機能のみならず水を取り込んでいる凝集体を破壊して分散させる機能を有する造粒剤としてカルボキシル基を有する高分子化合物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０７６１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−０７６１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１ないし特許文献２に開示される方法では、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下とする要求を十分満足することができない。
【０００９】
本発明は、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないこと、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下とする、というきびいしい要求に応えられる粉鉄鉱石の造粒物の製造方法並びにその造粒物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を加えて造粒することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法であって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部を水３〜２５質量部に溶解して粉鉄鉱石を１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（２）さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えることを特徴とする（１）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（３）前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（４）前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする（３）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（５）前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする（４）に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（６）前記粉鉄鉱石の０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
（７）低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９質量％を有することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物。
（８）低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものの含有量が０．００９７〜９．０１質量％であり、さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１〜２．９質量％を有することを特徴とする（７）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（９）前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする（７）又は（８）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（１０）前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする（９）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
（１１）前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする（１０）に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、疑似造粒物を構成する疑似粒子のうちその粒径の小さいものが占める割合を少ないこと、例えば、０．２５ｍｍ未満の粒径を有する疑似粒子の占める割合が３％以下となるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、低分子界面活性剤による粉鉄鉱石の造粒物を製造する方法である。
【００１３】
第１の実施形態の対象となる粉鉄鉱石は特に限定しないが、篩分けされた粉鉄鉱石のうち０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることが望ましい。１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されているとバインダーとして十分に機能するからである。また、粉鉄鉱石中に占める０．２５ｍｍ以下の粒子の割合が１０質量％以上であると好ましい。
【００１４】
造粒物を製造するにあたって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、水３〜２５質量部を、粉鉄鉱石１００質量部に加える。
【００１５】
（低分子界面活性剤）
発明者らは、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部を造粒剤として用いると良好な造粒性を有する造粒物を得られることを見出した。ここで、低分子界面活性剤とは、親水基と疎水基を有する低分子化合物を言う。
【００１６】
粉鉄鉱石を造粒する場合、０．５ｍｍ以下の微粒子が直径１〜３ｍｍの核粒子に付着して疑似粒子が作られる。このとき、粉鉄鉱石中に含有する直径が１０μｍ以下の超微粒子がバインダーとして機能する。ただし、超微粒子は核粒子に付着しているのでこのままではバインダーとして機能させることはできず、超微粒子を核粒子から離して分散させる必要がある。本発明において、造粒時に粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を添加することで、核粒子から超微粒子を積極的に分散させうる効果（以下、「超微粒子の分散効果」という。）を奏することを見出した。
【００１７】
ここで低分子界面活性剤の分子量が４５０を超えると、水に溶解しにくくなるので、その上限を４５０とした。また、低分子界面活性剤の分子量が２８０未満であると界面活性剤としての機能が不十分になるので、その下限を２８０とした。これは、疎水基が構成する疎水部分の大きさが不十分になるものと推定している。
【００１８】
本発明で用いられる低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される基（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むアニオン性界面活性剤（水中で解離して、負のイオンとなる親水基を有する界面活性剤）であることが望ましい。これは、疎水基部分がアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の界面活性剤は、これらの疎水基部分が粒子に吸着しやすく、さらに親水基がカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上を含むアニオン性の基である場合、粒子を分散させる能力が特に優れているためである。
【００１９】
なかでも、アルキルベンゼンスルホン酸塩および／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む低分子界面活性剤が、超微粒子の分散効果に優れている。アルキルベンゼンスルホン酸塩は、疎水基としてアリール基、親水基として−ＳＯ3Ｍを有している。アルキルエーテル硫酸エステル塩は、疎水基としてオキシアルキレン基、親水基として−ＯＳＯ3Ｍを有している。アルキルベンゼンスルホン酸塩として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用することが好ましい。アルキルエーテル硫酸エステル塩として、ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムを使用することが好ましい。
【００２０】
（水の添加量）
造粒時に添加する水の添加量が３．０質量部未満の場合には低分子界面活性剤による超微粒子の分散効果を十分に奏しないためか、良好な造粒性を有する造粒物を得られないので水の添加量の下限を３．０質量部とする。
【００２１】
水の添加量が２５．０質量部を超える場合には全体がスラリー化し、造粒物を得ることができなくなるか、造粒機の容器壁面への付着が激しく生産性の低下を招くことがあるので、水の添加量の上限を２５質量部とする。
【００２２】
（造粒物の組成）
本発明の粉鉄鉱石の造粒物の組成は、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９（＝１０／１１０×１００）質量％である。
【００２３】
造粒物に含まれる元素の成分割合は、蛍光Ｘ線分析、ＩＣＰ発光分析により同定することができる。また、造粒物中の結晶相は、粉末Ｘ線回折により同定することができる。
【００２４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施の形態の低分子界面活性剤に加え、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2を添加して粉鉄鉱石の造粒物を製造する方法である。
【００２５】
第２の実施形態の対象となる粉鉄鉱石は特に限定しないが、第１の実施の形態と同様、篩分けされた粉鉄鉱石のうち０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることが望ましい。１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されているとバインダーとして十分に機能するからである。また、粉鉄鉱石中に占める０．２５ｍｍ以下の粒子の割合が１０質量％以上であると好ましい。
【００２６】
造粒物を製造するにあたって、粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部とＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2を１．０〜３．０質量部と水３．０〜２５．０質量部を粉鉄鉱石１００質量部に加える。
【００２７】
（ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2）
発明者らは、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と共にＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を用いると良好な造粒性を有するだけでなく、疑似粒子の圧壊強度が比較的高い造粒物を得られることを見出した。
【００２８】
これは、直径が１０μｍ以下の超微粒子とＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が互いに補完しあって核粒子間の結合を強化することにより、疑似粒子の圧壊強度を高めているものと発明者らは考察している。
【００２９】
ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が１．０質量部未満だと疑似粒子の圧壊強度の向上が不十分であることから、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2の含有量の下限を１．０質量部とした。また、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2が３．０質量部超であると疑似粒子の圧壊強度の向上効果が頭打ちになりコストが嵩むことから、ＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2の含有量の上限を３．０質量部とする。
【００３０】
（低分子界面活性剤、水の添加量）
第２の実施の形態で用いる低分子界面活性剤の種類及び添加量、水の添加量については、第１の実施の形態と同様とすると好ましい。
【００３１】
（造粒物の組成）
第２の実施の形態で製造される造粒物の組成は、低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．００９７（＝０．０１／１０３×１００）〜９．０１（＝１０／１１１×１００）質量％及びＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１（＝１／１１１×１００）〜２．９（＝３／１０３×１００）質量％である。
【００３２】
造粒物に含まれる元素の成分割合は、蛍光Ｘ線分析、ＩＣＰ発光分析により同定することができる。また、造粒物中の結晶相は、粉末Ｘ線回折により同定めることができる。
【実施例】
【００３３】
表１には、粉鉄鉱石Ｉ、IIの粒径分布を示した。
【００３４】
粉鉄鉱石Ｉ、IIは、５ｍｍ超、２〜５ｍｍ、１〜２ｍｍ、０．５〜０．２５ｍｍ、０，２５ｍｍ未満と篩分けした場合に、表１に示すように０．２５ｍｍ以下の粒子の内に１０μｍ以下の微粒子を含有する割合が２０％以上のものである。１０μｍ以下の微粒子の量は、篩で０．２５ｍｍ以下の試料を用い、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した。
【００３５】
表２にはＡ〜Ｌの造粒剤の名称を示した。Ａ〜Ｉは本発明の方法に用いる疎水基及び親水基を有する低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものである。このうち、Ａはアルキルベンゼンスルホン酸塩としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分子量３４８）、Ｂはアルキルエーテル硫酸エステル塩としてラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム（分子量３７８）である。また、Ｌは本発明の方法に用いないポリアクリル酸ナトリウムとした。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
粉鉄鉱石Ｉ、IIに対してＡ〜Ｌの造粒剤を用いて造粒を実施した結果を表３、表４に示した。表２、４において、本発明範囲から外れる数値・符号にアンダーラインを付している。
【００３９】
表３に本発明例の結果を示し、表４は比較例の結果を示している。
【００４０】
評価は、造粒性、造粒物の圧壊強度ともに合格している場合に合格（○）とし、それ以外は不合格とした。
【００４１】
造粒性については、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子が３％以内のものを合格、３％超のものは不合格とした。
【００４２】
造粒物の圧壊強度については、粒径が４ｍｍ〜６ｍｍの疑似粒子を１０個選び、圧縮試験機で荷重を加えて疑似粒子が圧壊する荷重Ｆ（ｋｇｆ）（以下、「圧壊荷重」という。）を測定してその断面積Ｓ（ｃｍ2）で除した値の平均値が１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上を合格、１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満を不合格とした。
【００４３】
造粒物の強度測定は、ここで、断面積としては、疑似粒子を球とみなして当該球をその中心を含む面で切断した面の断面積Ｓ（ｃｍ2）とした。すなわち、球の直径がｄ（ｃｍ）であれば、Ｓ＝π×（ｄ／２）×（ｄ／２）であるから、圧壊強度ＰはＰ＝Ｆ／Ｓ＝４Ｆ／πｄ2と算出される。ここで、疑似粒子の直径ｄの決定にあたっては、例えば、疑似粒子の径を計測してその最大値ｄmaxと最小値ｄminを計測してその平均値ｄａを疑似粒子の直径ｄとする。１０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧壊強度試験は、５ｍｍの直径を有する球の中心を含む平面で切断した断面の面積が０．２ｃｍ2（≒０．２５ｃｍ×０．２５ｃｍ×π）であるから、２ｋｇｆ程度の荷重Ｆが直径５ｍｍの疑似粒子にかかっていることに相当する。
【００４４】
以下、具体的な実施例について示す。
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
（低分子界面活性剤を加えて造粒する場合）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ〜Ｇ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００４８】
鉄鉱石Ｉを造粒した結果につては本発明例１〜５、２１、２３、２５、２６、比較例１〜５、２１、２４に記載した。本発明の方法を用いた本発明例１〜５、２１、２３、２５、２６は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例１〜５、２１、２４は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００４９】
表１に記載する鉄鉱石IIを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ、Ｂ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５０】
鉄鉱石IIを造粒した結果につては本発明例６〜１０、比較例６〜１０に記載した。本発明の方法を用いた本発明例６〜１０は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例６〜１０は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００５１】
（低分子界面活性剤とＣａＯおよび／またはＣａ(ＯＨ)2を用いた場合）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｌ０．００２〜１質量部を、水１０〜３３質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５２】
鉄鉱石Ｉを造粒した結果につては本発明例１１〜２０、２２、２４、２７、比較例１１〜２０、２２、２３、２５に記載した。本発明の方法を用いた本発明例１１〜２０、２２、２４、２７は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例１１〜２０、２２、２３、２５は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【００５３】
（分子量による効果）
表１に記載する鉄鉱石Ｉを１００質量部とした場合に、造粒剤Ｈ〜Ｋ０．３質量部を、水１０〜１１質量部に溶解して、用意した鉄鉱石Ｉの１００質量部に加えて造粒処理を行う。造粒にあたって、回転速度２０ｍｉｎ-1で５分間パン型ミキサーを回転させる。
【００５４】
分子量を本発明の範囲としたものを本発明例２８〜３３とし、分子量を本発明の範囲外としたものを比較例２６〜３１とした。本発明の方法を用いた本発明例２８〜３３は０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合が３％以下で、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2であり合格している。一方、比較例２６〜３１は、０．２５ｍｍ未満の疑似粒子の占める割合は３％超であり、圧壊強度試験結果も１０ｋｇｆ／ｃｍ2未満であり不合格である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を加えて造粒する粉鉄鉱石の造粒物の製造方法であって、
粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、
水３〜２５質量部を、
粉鉄鉱石１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項２】
さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えることを特徴とする請求項１に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項３】
前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項４】
前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする請求項３に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項５】
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項６】
前記粉鉄鉱石の０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項７】
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９質量％を有することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項８】
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものの含有量が０．００９７〜９．０１質量％であり、
さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１〜２．９質量％
を有することを特徴とする請求項７に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項９】
前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項１０】
前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする請求項９に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項１１】
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項１】
粉鉄鉱石に低分子界面活性剤を加えて造粒する粉鉄鉱石の造粒物の製造方法であって、
粉鉄鉱石を１００質量部とした場合に、
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜１０質量部と、
水３〜２５質量部を、
粉鉄鉱石１００質量部に加えることを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項２】
さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2１．０〜３．０質量部を加えることを特徴とする請求項１に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項３】
前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項４】
前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする請求項３に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項５】
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項６】
前記粉鉄鉱石の０．２５ｍｍ以下の粒子の中に１０μｍ以下の超微粒子が２０質量％以上含有されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉鉄鉱石の造粒物の製造方法。
【請求項７】
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のもの０．０１〜９．０９質量％を有することを特徴とする粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項８】
低分子界面活性剤であってその分子量が２８０〜４５０のものの含有量が０．００９７〜９．０１質量％であり、
さらにＣａＯないしＣａ(ＯＨ)2０．９０１〜２．９質量％
を有することを特徴とする請求項７に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項９】
前記低分子界面活性剤は、疎水基としてアルキル基、アルキルエステル基、オキシアルキレン基、アリール基の少なくとも一つ以上を含み、
親水基としてカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、硫酸基、あるいは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＯＳＯ3Ｍ、−ＨＭＰＯ4、−Ｍ2ＰＯ4で表される塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）の少なくとも一つ以上
を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項１０】
前記スルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）および／または−ＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸および／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む有機化合物であり、前記硫酸エステル基（−ＯＳＯ3Ｈ）および／または−ＯＳＯ3Ｍで表わされる塩（Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属）を含む低分子界面活性剤がアルキルエーテル硫酸エステルおよび／またはアルキルエーテル硫酸エステル塩を含む有機化合物であることを特徴とする請求項９に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【請求項１１】
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ノニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれかであり、前記アルキルエーテル硫酸エステル塩がラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、オクチルエーテル硫酸エステルナトリウム、ヘキサデシルエーテル硫酸エステルナトリウムのいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の粉鉄鉱石の造粒物。
【公開番号】特開２０１３−８７３３５（Ｐ２０１３−８７３３５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９４９２（Ｐ２０１１−２２９４９２）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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