JPH01249615A - 黒鉛含有物からの黒鉛回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は天然産の黒鉛含有物または製鉄業當で発生ずる
副４」：黒鉛含有物からの黒鉛回収方法に関する。

〔従来の技術〕

黒鉛は天然に産する他、製鉄業での副Ｐ４：物として発
生ずる。すなわち、製鉄業においては、製鋼Ｔ場の脱硫
工程で多量の黒鉛含有物が生じ、有効利用されないまま
産業廃棄物として投棄されることが多い。近年、高純度
黒鉛はＮＷＩ滑剤、炭素パツキン等の原料用として需要
が増大してきた。また、黒鉛含有物を投棄する際の発塵
は公害の原因となる。このようなことから、製鉄業では
黒鉛含有物の回収、有効利用が望まれている。

ところで、天然産又は製鉄業発生等の粒状黒鉛含有物は
黒鉛純度が低く、利用価値のある高純度黒鉛を得るため
には、粒状黒鉛含有物より高純度黒鉛を分離、精製する
黒鉛回収方法が必要となる。

従来の黒鉛回収方法としては浮遊選鉱による方法がよく
知られている。これは、例えば特開昭５８−２２３６１
０号公報に示される如く、黒鉛含有ダストを水中に懸濁
さセ、そこへ気泡を注入し、ダスト−水−空気の３相間
に働く表面張力を利用することにより、水に濡れがたい
疏水生物を気泡に付着さゼ、その浮力により表面に浮か
び上からゼで黒鉛を回収する方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方法では、純度９７〜９８％の黒鉛を回収率９０％
辺、１−で回収できる利１シがあるが、次の問題点があ
る。

（イ）気泡剤としてパイン油等の油脂類を使用する必要
があり、処理１スＩ・を高める０、（ロ）浮遊１バ鉱の
下工稈で水処理ずろ必要かあ／）、作業工程が煩雑で処
理二１ストを一層高める。

本発明は斯かる問題点を解決して、黒鉛含有物、１：り
黒鉛を従来法に四散する純度および回収率で、しかも経
済性よく回収する方法を提供することを１“１的とする
う 〔課題を解決するだめの手段〕 本発明の方法は、黒鉛含有物を水を加えてスうリー化し
た後、？！ｔＡ式篩によって前記スラリーよりＩｌ１粒
１．　＄）含有物を分岬し２、分離された札れ“Ｉハ４
．＠）含有物に対して脱水、塩酸協力１１による酸洗、
脱水、アルカリ洗どｐ、乾燥をｈｌｈずごとにより、前
記黒鉛含有物から１口１純度の黒鉛を回収するものであ
る６本発明の方法を第１図を参１］クイしてＴ稈＋ｎｒ
ｉ　ｔ、こ説明する。

０　スラリー化 製鋼−ｒ、場にて産する補集ダスＩ・等は粉塵状態の成
分を多く含む。それ故、本発明では先ず、補集ダスト等
の黒鉛含イ１物に１水を１ｊ−２て粉塵状態用鉛分を水
中に懸濁さ・已てスラリー化状態にする。

（〕　　ン！品工いａ７ 製鋼工場に゛（産する代表的な補集ダス１〜の粒疫別成
分分布を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表に示すように黒鉛の粒度は仕較的ネ１１粒のもの
が多い。一方、鉄分＆Ｊ細粒のものが多い。それ故、黒
鉛含有物の多い鉗粒分を取り出すことが望まれることに
なる。

ところで、湿式篩は円筒又は多角形状の回転ドラムに篩
を張り、内面より黒鉛含有スラリーを供給するものであ
る。スラリー中の黒鉛粒径により、篩の径および回転ド
ラノ、の傾斜角度が定められる。

洗浄水は篩上に注入される。洗浄水としては篩下に落ち
た水を集め回収した還流水が使われることが多い。

本発明者は、前ｊホしたように黒鉛の粒径が大きいこと
から１、二の湿Ｊ（篩によってＩ！ｉｔ　１：＋を篩分
けることか適切であるとした。湿式篩であれば￥Ｉ′！
径の大きい黒鉛が効果的に骨部１できるのめならず、水
洗いによって篩分番〕能率が−１かり、また回転によ−
１て高速篩分ｉＪもできるのである。

以−Ｉのことから、本発明で＆ン１湿式篩による篩分Ｇ
ノによって黒鉛含有物からＩｌ１粒分を取り出し、篩ト
−に・落らる水は回収され使用される。

○　不純物除ノに７［稈 篩上の粗１１″！黒鉛含有物については、黒鉛の純度を
さらに高め高純度黒鉛とするために、その内に含まれる
Ｆｅ、ＣａＯｌＭｇＯ等の不純物を取除く必要がある。

本発明における不純物除去二Ｆ程は次の脱水、酸洗、ア
ルカリ洗浄、水洗、脱水の工程よりなる。

・　脱水（−次） スラリー中の水分を除き、粗粒黒鉛含有物を次の酸洗い
等の処理され易い状態にする。

・　酸洗 篩分は後の黒鉛中のＦｅ、ＣａＯ、ＭｇＯ等の不純物を
除去する。酸洗いに塩酸を使用する理由番」、次の実験
による。

（イ）塩酸による実験 純度７２％の黒鉛を塩酸で処理した場合、塩酸温度と処
理後の黒鉛純度との関係は、第２図のようになる。図で
（瀉才塩酸温度８０°（：のとき、△は塩酸温度２０℃
のときを示す。

塩酸温度８０°Ｃの場合の黒鉛純度は９８％で最ｊ：ｉ
、塩Ｖ温度２０℃の場合の黒鉛純度は８５％で最高であ
った。このことは塩酸を使用した場合、／、１に度８０
℃の方が、塩酸？農産２０％の場合より黒鉛純度を最も
高める。

（＋１）硫酸による実験 純度７２％の黒鉛を硅酸で処理した場合、硫酸濃度と黒
鉛純度との関係は第３図のようになる。

硫酸温度６０°Ｃのときを０印、硫酸温度２０　’ｃの
ときをΔ印で示す。

硫酸温度６０′Ｃの場合における黒鉛純度は８７％で最
高、硫酸温度２０“Ｃの場合における黒鉛純度は８５％
で最高である。

実験（イ）および（シ１）は、塩酸使用時および硫酸使
用時における酸洗後の黒鉛純度の差を示−４もので、ノ
Ｊ髪鉛純度としては塩酸使用時の方がはるかに高い。

このことにより黒鉛の不純物を取除くためには、塩酸を
例えばｌ農産２０％、温度８０　℃の条件で使用するこ
とが有効となる。

以上のことから本発明では塩酸にょる酸洗を採用する。

好ましい酸洗法としては黒鉛含有物を温度１５〜２５％
、温度）（０〜９０℃の塩酸中に約５時間浸漬し鉄分等
を除去する方法である。塩酸濃度がＥｉ　’ＡＶすぎる
場合および塩酸が低ｌ、ｌ＋Ａの場合は浸漬時間は長時
間となり、濃度とｉ’＋！！を度は不純物除去に適した
状態にしておく必要がある。なお、高純度の黒鉛要求さ
れる場合は他の酸洗と併合して使用することも可能であ
る。例えばＳ　ｉ　０２除去のときは弗酸等による処理
と併合する。

酸洗いによって高純度化された黒鉛に０１着する塩酸お
よび溶出スラリーを分離する。

・　アルカリ洗浄 酸洗いにより高純度化された黒鉛中にイ」着する塩酸お
よびスラリー分を少量の水による水洗いによって取除い
た後、ｐ　１＋　（１１′ｌを管理しながらアルカリに
て洗浄して中イ・１１する。

０　乾燥 高純度黒鉛中の水分を除去するものであり、例えば黒鉛
の逸失を防１）−できる乾＋Ｖ器で乾燥する。

〔作　　用〕

本発明法では、従来の浮ｉＭ’　選鉱法で必“県とされ
る油脂類を使用することがなく、しがも湿式篩下に落ち
る篩分水は還流、再使用できるため、全体の水使用量は
僅少であり、そのため低コストである。また、湿式篩を
使うことにょっ゛ζスラリー中の粒状黒鉛含有物のうち
黒鉛物の多い＊］■ね分を選別して取り出すことができ
、次工程のｉ′Ｉｔｇ＋を軽減する。次二Ｆ稈において
も酸洗に塩酸を使い、粗粒黒鉛含有物、Ｌす、卜゛（・
、Ｃ：ａＣ’１．ＭｇＯ等の不純物を効率よく除去する
ごとができ、最終的には純度９８％の黒鉛が回収できる
。

［実施例〕 次に、本発明法を実プラン１へで実施するときの態様を
第４図に説明する。

黒鉛含有物はスラリー槽１に入り、１人された水と混合
して深度（ＩＯへ５０％）に調整される。

調整のための機構は熊手式またはエアー吹込式が適切で
ある。スラリー槽１で生成されたスラリーはボンブイで
１配管３を通り第１段部式篩２に入る。

湿式篩２は第１段、？！＋１：式篩４ｔ；１第２段であ
る。

第１段部式篩２の篩トスラリ−は配管５を通って第２段
湿ア（篩３に入る。第１段、第２段の篩−１−の黒鉛含
有物は配管６を通って脱水器７に入る。第２段の篩下の
黒鉛５を除去されたスラリーは配管８を通り還流槽９に
戻される。

第１段、第２段部式篩２．４は例えば回転速度２０〜５
０ｒｐｎ、傾斜角６〜１０°で運転される。篩の網目は
黒鉛含有物の粒径を配慮して８０〜１．００メツシユで
ある。篩の段数は粒度の大小によるか２〜３段で十分に
分級する。回転速度、傾斜角、網１＋１、段数は黒鉛の
粒度、性状に応じて黒鉛回収率か高く、かっ投錨コスト
を商めないように適当に変更される。

還流槽９では、１−澄水は水槽１０に入り、沈澱物は配
信１１を通って鉄源として（，１１出回収される。

水槽１０の中の水は吸上りられ配管１２を通って第１段
、第２段部式篩・＼篩の］−１詰まり防＋Ｌのための洗
浄水として供給される３、 脱水器７し４遠心分離器であり黒鉛含有物より水分を除
く。脱水された黒鉛含有物は取Ｉ−げられ経路１４を経
て酸洗槽１３に入る。

酸洗槽１３は耐酸性容器内に塩酸を入れ空気との接触を
防＋１しながら、ボイラー１５によって加温される装置
であり、黒鉛含有物中の不純物は酸の中に溶解除去され
る。酸洗槽内の塩酸での不純物除去をより１１Ｆ進する
ため、酸洗槽１３に攪拌機を挿入することもできる。

酸洗により分離されたＩ（４鉛は配管１６を経てアルカ
リ洗浄槽１７に入る。アルカリ洗浄槽１７は槽の内部に
回転式孔イ【ｊ円筒２１を設け、黒鉛をその中に入れて
遠心力によって脱水させ、アルカリ水をその中に注入す
ることによりアリカリ洗浄さ−け、更に水をその中に注
入して回転させることよって水洗、脱水する構造である
。廃液は出０１Ｂより排出される。同転式円筒内部より
高純度の含水黒鉛が回収される。

アルカリ洗浄槽７の代わりに耐酸性遠心分離器および１
ｉｉ４酸型プレスフイルターまたはオリバーフィルター
の使用も可能である。

回収された含水黒鉛ば経１１９を経て乾燥装置２０に入
り乾燥される。乾燥装置Ｙ　２０を第５図（イ）（Ｌ７
）の模式図に４次に説明する。

スチーム加熱二ｌ車器構造のドラ１．２１内に前記含水
黒鉛を投入口２２より入れる。ドラム２１の中心には回
転する攪拌羽根２６があり、これは回収黒鉛の乾燥のば
らつきを防１１−する。トラト内で発生ずる水蒸気を排
出するためアスピレータ−２４が吸引口２５に取１＝Ｉ
りれる。吸引口２５配置内のフィルター２７は黒鉛の飛
散を防止する。水蒸気排出には真空ポンプ方式、圧縮空
気利用方式等が用いれる。ドラム外周二重器に加えられ
る熱源は重油燃焼による高温空気を使うごともできる。

、　前記実ブラン１へにおいて本発明法を実際に実施し
た結果を次に説明する。

原料ダストは第１表に示す粒度分布、品位分布のものを
使用した。そして下記条件で本発明法を実施した。

スラリー濃度−３５％ 回転篩　　　　　トラム直径：５０ｃｍドラ１、回転速
度：　３５　ｒ　ｐ丁ｎ篩１４　：　８０メソシユ 段数；２段 酸　洗　　　　　塩酸濃度：２０％ 加熱温度＝８０°Ｃ 加熱時間・５時間 得られた回収黒鉛の工程別成分は第２表の通りであり、
最終黒鉛含有量は９７．８％に達している。

第　　２　　表 〔発明の効果〕 以１−の説明から明らかなように、本発明は高純度の黒
鉛を簡単な工程で経済性よく回収し、従来放棄されてい
た製鋼ダスト等を炭素パツキン、炭素潤滑剤等の高価値
用途の原料として活用させるとともに、わ）ｐｘ飛散防
止により公害防止δこも寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す工程図、第２図は塩酸濃度
と黒鉛純度との関係を示した線図、第３図は硫酸と黒鉛
純度との関係を示した線図、第４図は本発明の実施に通
した装置を示す模式図、第５図（イ）（ロ）は第４図装
置に用いられる乾燥装置の説明図で、（イ）は斜視図、
（１７）はΔ−Ａ断面矢視図である。 図中、１ニスラリ−槽、２，４：湿式篩、７：脱水器、
９：還流槽、ｌＯ；水槽、１３：酸洗槽、１７：アルカ
リ洗浄槽、２０：乾燥装置、２１；回転式孔付円筒。 ｑ〕 ２６撹桿羽根 −９６一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、黒鉛含有物を水を加えてスラリー化した後、湿式篩
   によって前記スラリーより粗粒黒鉛含有物を分離し、分
   離された粗粒黒鉛含有物に対して脱水、塩酸添加による
   酸洗、脱水、アルカリ洗浄、乾燥を施すことにより、前
   記黒鉛含有物から高純度の黒鉛を回収することを特徴と
   する黒鉛含有物からの黒鉛回収方法。