JP2002053914A - 廃棄物溶融スラグの処理方法及び装置 - Google Patents
廃棄物溶融スラグの処理方法及び装置Info
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- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スラグ及びメタルの性状及び経済
的価値を増大させて、再利用することが有利なスラグの
製造方法および装置を提供すること。 【解決手段】 廃棄物及び／又は廃棄物の焼却灰を溶融
した後、スラグおよびメタルを溶融状態に維持するため
にマイクロ波を照射するとともに、該スラグ及びメタル
中に酸素を含むガスを吹き込むことによって、メタル中
の鉄を酸化させて溶融スラグの中に取り込むことによ
り、メタル中の非鉄金属を濃縮し、該メタルを非鉄金属
原料として回収することを特徴とする廃棄物溶融スラグ
の処理方法および装置。
的価値を増大させて、再利用することが有利なスラグの
製造方法および装置を提供すること。 【解決手段】 廃棄物及び／又は廃棄物の焼却灰を溶融
した後、スラグおよびメタルを溶融状態に維持するため
にマイクロ波を照射するとともに、該スラグ及びメタル
中に酸素を含むガスを吹き込むことによって、メタル中
の鉄を酸化させて溶融スラグの中に取り込むことによ
り、メタル中の非鉄金属を濃縮し、該メタルを非鉄金属
原料として回収することを特徴とする廃棄物溶融スラグ
の処理方法および装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ、産業廃
棄物、汚泥などの廃棄物を直接溶融してスラグを製造す
る方法、及び廃棄物を一旦焼却して灰とした後に溶融し
てスラグを製造する方法および装置に関するものであ
る。
棄物、汚泥などの廃棄物を直接溶融してスラグを製造す
る方法、及び廃棄物を一旦焼却して灰とした後に溶融し
てスラグを製造する方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現状、大半の廃棄物は焼却方式で処理さ
れているが、焼却方式では焼却灰の処分場を必要とする
等の欠点がある。特に大都市圏では焼却灰の処分場の確
保が困難であり、廃棄物を直接溶融する方法、または廃
棄物の焼却灰を溶融して減容化、さらには再資源化が可
能な方式で処理する必要性が高まっている。廃棄物を溶
融したスラグを再資源化するためには天然の砂や砕石並
の物理性状を有していること、また産出するスラグ及び
メタルの量が非常に多いために経済的価値の高いものを
造り込む必要がある。この対策の一つとして、廃棄物の
溶融処理について、特開平９−１９６３５２号公報に、
溶融物を水砕固化した後、磁選・篩い分け・粉砕し、無
機質成分であるスラグは土木資材、建築資材に再利用
し、磁着物であるメタルは重機のバランスウエートに再
利用する技術が開示されている。
れているが、焼却方式では焼却灰の処分場を必要とする
等の欠点がある。特に大都市圏では焼却灰の処分場の確
保が困難であり、廃棄物を直接溶融する方法、または廃
棄物の焼却灰を溶融して減容化、さらには再資源化が可
能な方式で処理する必要性が高まっている。廃棄物を溶
融したスラグを再資源化するためには天然の砂や砕石並
の物理性状を有していること、また産出するスラグ及び
メタルの量が非常に多いために経済的価値の高いものを
造り込む必要がある。この対策の一つとして、廃棄物の
溶融処理について、特開平９−１９６３５２号公報に、
溶融物を水砕固化した後、磁選・篩い分け・粉砕し、無
機質成分であるスラグは土木資材、建築資材に再利用
し、磁着物であるメタルは重機のバランスウエートに再
利用する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開平９−１９
６３５２号公報に開示された技術は、水砕固化されたス
ラグに含まれる針状や鋭角状のものを破砕して再利用し
やすいものに変え、かつメタルの回収効率を向上するこ
とを目的としている。水砕固化した後に、磁選・篩い分
け・粉砕工程で、スラグの物理性状を改善する装置を提
供しているが、しかしながら、溶融物が溶融状態の時に
遡ってスラグの性状を改善する方法について記載されて
おらず、またメタルの成分等を改善する方法についても
記載されていない。本発明は、溶融物の溶融方法を改善
することによって、スラグ、メタルの成分等の性状を改
善し、経済価値の高いスラグ、メタルの製造方法および
装置を提供することにある。
６３５２号公報に開示された技術は、水砕固化されたス
ラグに含まれる針状や鋭角状のものを破砕して再利用し
やすいものに変え、かつメタルの回収効率を向上するこ
とを目的としている。水砕固化した後に、磁選・篩い分
け・粉砕工程で、スラグの物理性状を改善する装置を提
供しているが、しかしながら、溶融物が溶融状態の時に
遡ってスラグの性状を改善する方法について記載されて
おらず、またメタルの成分等を改善する方法についても
記載されていない。本発明は、溶融物の溶融方法を改善
することによって、スラグ、メタルの成分等の性状を改
善し、経済価値の高いスラグ、メタルの製造方法および
装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための本
発明の特徴手段は、次の通りである。 （１）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した
後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄を酸化するこ
とによって該メタル中の非鉄金属を濃縮するために、該
溶融状態のスラグおよびメタルに酸素を含むガスを吹き
込むとともに、マイクロ波の照射によってスラグを加熱
し溶融状態を維持せしめることを特徴とする廃棄物溶融
スラグの処理方法。
発明の特徴手段は、次の通りである。 （１）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した
後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄を酸化するこ
とによって該メタル中の非鉄金属を濃縮するために、該
溶融状態のスラグおよびメタルに酸素を含むガスを吹き
込むとともに、マイクロ波の照射によってスラグを加熱
し溶融状態を維持せしめることを特徴とする廃棄物溶融
スラグの処理方法。
【０００５】（２）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した
灰を溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄
を酸化して酸化鉄をスラグ中に溶解させることによって
スラグを改質するために、該溶融状態のスラグおよびメ
タルに酸素を含むガスを吹き込むとともに、マイクロ波
の照射によってスラグを加熱し溶融状態を維持せしめる
ことを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理方法。
灰を溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄
を酸化して酸化鉄をスラグ中に溶解させることによって
スラグを改質するために、該溶融状態のスラグおよびメ
タルに酸素を含むガスを吹き込むとともに、マイクロ波
の照射によってスラグを加熱し溶融状態を維持せしめる
ことを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理方法。
【０００６】（３）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した
灰の溶融炉に付設して、該溶融炉から排出した溶融状態
のスラグ及びメタルの改質炉を設置し、該改質炉に酸素
を含むガスをスラグ及びメタル中に吹き込む装置を設置
するとともに、スラグおよびメタルを加熱するためのマ
イクロ波の照射装置を設置したことを特徴とする廃棄物
溶融スラグの処理装置にある。
灰の溶融炉に付設して、該溶融炉から排出した溶融状態
のスラグ及びメタルの改質炉を設置し、該改質炉に酸素
を含むガスをスラグ及びメタル中に吹き込む装置を設置
するとともに、スラグおよびメタルを加熱するためのマ
イクロ波の照射装置を設置したことを特徴とする廃棄物
溶融スラグの処理装置にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】まず、廃棄物の溶融処理方法の概
要について説明する。廃棄物及び／又は廃棄物を焼却し
た灰を溶融処理する場合、溶融炉に助燃剤等の副資材と
ともに装入し、溶融炉の下部から吹き込まれた空気によ
って廃棄物及び助燃剤を還元燃焼させ、溶融したスラグ
及びメタルは炉下部から排出し、炉上部からは廃棄物の
熱分解ガス等からなる発生ガスをガス排出管から排出す
る。該排出ガスは燃焼炉で未燃分を燃焼させ、ボイラで
熱を回収し、集塵機でダストを捕集除去した後、煙突か
ら排気する。
要について説明する。廃棄物及び／又は廃棄物を焼却し
た灰を溶融処理する場合、溶融炉に助燃剤等の副資材と
ともに装入し、溶融炉の下部から吹き込まれた空気によ
って廃棄物及び助燃剤を還元燃焼させ、溶融したスラグ
及びメタルは炉下部から排出し、炉上部からは廃棄物の
熱分解ガス等からなる発生ガスをガス排出管から排出す
る。該排出ガスは燃焼炉で未燃分を燃焼させ、ボイラで
熱を回収し、集塵機でダストを捕集除去した後、煙突か
ら排気する。
【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。廃
棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融したスラグ及
びメタルの性状について説明する。スラグはＳｉＯ2 、
ＣａＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、Ｎａ2 Ｏ等の成分からな
り、珪酸ＳｉＯ2 の三次元的網目構造に他の元素が組み
込まれた化学的にも物理的にも安定した無機物質であ
る。酸化鉄ＦｅＯについて付言すれば、鉄製品の表面に
発生する錆と、スラグ中の酸化鉄とは形態が基本的に異
なり、前者は酸化鉄が単独で存在しているため水に溶解
したり、剥離・微細化してダスト状になるのに対して、
後者はスラグの珪酸の網目構造に組み込まれているため
安定で、天然の砂石と同様に風雨に晒されても変化する
ことはない。
棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融したスラグ及
びメタルの性状について説明する。スラグはＳｉＯ2 、
ＣａＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、Ｎａ2 Ｏ等の成分からな
り、珪酸ＳｉＯ2 の三次元的網目構造に他の元素が組み
込まれた化学的にも物理的にも安定した無機物質であ
る。酸化鉄ＦｅＯについて付言すれば、鉄製品の表面に
発生する錆と、スラグ中の酸化鉄とは形態が基本的に異
なり、前者は酸化鉄が単独で存在しているため水に溶解
したり、剥離・微細化してダスト状になるのに対して、
後者はスラグの珪酸の網目構造に組み込まれているため
安定で、天然の砂石と同様に風雨に晒されても変化する
ことはない。
【０００９】一方、メタルは金属のＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ等の合金及び混合
物である。金属成分の中でＦｅが最も多く、メタルは磁
石に付くために磁選機でスラグとメタルを分離すること
が可能である。また、スラグとメタルの全体に占めるメ
タルの混合割合は１０から３０％である。従来の技術で
は、廃棄物を溶融した後、水砕固化してスラグとメタル
を回収していたが、溶融状態でスラグ、メタルの成分を
大幅に調整する方法は採られておらず、品質改善も限ら
れていた。
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ等の合金及び混合
物である。金属成分の中でＦｅが最も多く、メタルは磁
石に付くために磁選機でスラグとメタルを分離すること
が可能である。また、スラグとメタルの全体に占めるメ
タルの混合割合は１０から３０％である。従来の技術で
は、廃棄物を溶融した後、水砕固化してスラグとメタル
を回収していたが、溶融状態でスラグ、メタルの成分を
大幅に調整する方法は採られておらず、品質改善も限ら
れていた。
【００１０】その解決手段として、本発明は廃棄物及び
／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した後、該溶融状態の
スラグ及びメタル中に酸素を含むガスを吹き込むことに
よって該メタル中の鉄を酸化することによりスラグ化す
ることを特徴とする。鉄の酸化反応を行わせるために
は、スラグおよびメタルを溶融状態に維持する必要があ
り、温度を１４００℃程度以上に保持する必要がある。
鉄の酸化反応によって発熱するが、一方では炉壁からの
放散熱等で温度が低下するため、マイクロ波を照射して
スラグを加熱する。
／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した後、該溶融状態の
スラグ及びメタル中に酸素を含むガスを吹き込むことに
よって該メタル中の鉄を酸化することによりスラグ化す
ることを特徴とする。鉄の酸化反応を行わせるために
は、スラグおよびメタルを溶融状態に維持する必要があ
り、温度を１４００℃程度以上に保持する必要がある。
鉄の酸化反応によって発熱するが、一方では炉壁からの
放散熱等で温度が低下するため、マイクロ波を照射して
スラグを加熱する。
【００１１】スラグの誘電損失は大きく、また高温状態
では誘電損失が大きくなり、さらに鉄を酸化して酸化鉄
が多くなると、酸化鉄は誘電損失が大きいため効率よく
加熱することができる。マイクロ波加熱は、被加熱物を
内部から加熱することができるため、電気ヒーター等の
ように表面から加熱する方式と比較して加熱効率が高
い。また、電気アーク式加熱装置の場合は電極が必要で
あり、電極の交換作業や電極の費用がかかるため運転コ
ストが高い。灯油バーナ等で加熱する場合は燃料を購入
する必要があるが、マイクロ波加熱装置で使用する電気
は廃棄物が有する発熱量から回収した電気を使用するた
め、外部からエネルギーを購入する必要がない。
では誘電損失が大きくなり、さらに鉄を酸化して酸化鉄
が多くなると、酸化鉄は誘電損失が大きいため効率よく
加熱することができる。マイクロ波加熱は、被加熱物を
内部から加熱することができるため、電気ヒーター等の
ように表面から加熱する方式と比較して加熱効率が高
い。また、電気アーク式加熱装置の場合は電極が必要で
あり、電極の交換作業や電極の費用がかかるため運転コ
ストが高い。灯油バーナ等で加熱する場合は燃料を購入
する必要があるが、マイクロ波加熱装置で使用する電気
は廃棄物が有する発熱量から回収した電気を使用するた
め、外部からエネルギーを購入する必要がない。
【００１２】本発明の方法によって、溶融状態のメタル
中のＦｅは酸化されてＦｅＯとなり、スラグ中に溶け込
み、冷却すると珪酸ＳｉＯ2 の三次元的網目構造に組み
込まれ化学的にも物理的にも安定したスラグとなる。溶
融状態のメタルを酸化した時に、Ｆｅより酸化されにく
いＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等は金属の状態を維持する。
従って、メタル中のＦｅが酸化されて減少することによ
り、相対的に他のＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃度
が増加する。Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非
鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売却
することができる。
中のＦｅは酸化されてＦｅＯとなり、スラグ中に溶け込
み、冷却すると珪酸ＳｉＯ2 の三次元的網目構造に組み
込まれ化学的にも物理的にも安定したスラグとなる。溶
融状態のメタルを酸化した時に、Ｆｅより酸化されにく
いＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等は金属の状態を維持する。
従って、メタル中のＦｅが酸化されて減少することによ
り、相対的に他のＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃度
が増加する。Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非
鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売却
することができる。
【００１３】回収したメタル中のＣｕの濃度が１０〜２
０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として利用可能
であり、同時に金銀を回収することが可能である。一
方、スラグに関しては、スラグ中のＦｅＯの濃度は従来
１〜５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加
する。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融
点が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下する
と、針状スラグが発生しにくい。また、ＦｅＯが多けれ
ば水砕した場合、緻密で強度の大きいスラグができるこ
とが知られている。
０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として利用可能
であり、同時に金銀を回収することが可能である。一
方、スラグに関しては、スラグ中のＦｅＯの濃度は従来
１〜５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加
する。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融
点が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下する
と、針状スラグが発生しにくい。また、ＦｅＯが多けれ
ば水砕した場合、緻密で強度の大きいスラグができるこ
とが知られている。
【００１４】以上述べたように本発明の方法によって、
メタルは高価で取引可能な成分となり、またスラグの性
状を改善することが可能となる。溶融メタル中の鉄を酸
化した後の排ガスには、一酸化炭素等の可燃性のガスと
酸化鉄を主成分とするダストが含まれており、そのまま
大気中に放出することができない。そのため、該排ガス
中の可燃性ガスは溶融炉の発生ガスの燃焼炉へ吹き込ん
で燃焼させ、ダストは集塵機で捕集除去する。そうする
ことによって、新たな燃焼炉や集塵機は不要となる。
メタルは高価で取引可能な成分となり、またスラグの性
状を改善することが可能となる。溶融メタル中の鉄を酸
化した後の排ガスには、一酸化炭素等の可燃性のガスと
酸化鉄を主成分とするダストが含まれており、そのまま
大気中に放出することができない。そのため、該排ガス
中の可燃性ガスは溶融炉の発生ガスの燃焼炉へ吹き込ん
で燃焼させ、ダストは集塵機で捕集除去する。そうする
ことによって、新たな燃焼炉や集塵機は不要となる。
【００１５】
【実施例】廃棄物を溶融処理する実施例として、コーク
スを用いて廃棄物を直接溶融処理する場合を図１に示
す。図１に示すように、溶融炉１の炉上部から、廃棄物
及び、副原料としてコークスおよび石灰石が溶融炉１に
装入される。廃棄物としては都市ごみを処理した。その
都市ごみの性状を表１に示す。
スを用いて廃棄物を直接溶融処理する場合を図１に示
す。図１に示すように、溶融炉１の炉上部から、廃棄物
及び、副原料としてコークスおよび石灰石が溶融炉１に
装入される。廃棄物としては都市ごみを処理した。その
都市ごみの性状を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】溶融炉１の下部周辺に設けられた羽口２か
ら空気および酸素が供給される。廃棄物の処理量は５６
０ｋｇ／ｈ、コークスおよび石灰石は廃棄物の約６％、
空気は５２０Ｎｍ3 ／ｈ、酸素は３０Ｎｍ3 ／ｈであ
る。溶融炉に装入された廃棄物およびコークス等は炉内
で充填層を形成し、炉下部の羽口２から吹き込まれた空
気および酸素により、コークスおよび廃棄物が還元燃焼
する。該燃焼ガスは溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼
ガスの顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。廃
棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、熱分解ガ
スおよび微細なダストはガス排出管４から排出される。
ガス排出管４から排出されたガスは燃焼炉８へ吹き込ま
れ、空気導入管９から導入された燃焼用の空気によって
燃焼し、ボイラ１０で熱を回収した後、集塵機１１でダ
ストを除塵して煙突１２から排気される。
ら空気および酸素が供給される。廃棄物の処理量は５６
０ｋｇ／ｈ、コークスおよび石灰石は廃棄物の約６％、
空気は５２０Ｎｍ3 ／ｈ、酸素は３０Ｎｍ3 ／ｈであ
る。溶融炉に装入された廃棄物およびコークス等は炉内
で充填層を形成し、炉下部の羽口２から吹き込まれた空
気および酸素により、コークスおよび廃棄物が還元燃焼
する。該燃焼ガスは溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼
ガスの顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。廃
棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、熱分解ガ
スおよび微細なダストはガス排出管４から排出される。
ガス排出管４から排出されたガスは燃焼炉８へ吹き込ま
れ、空気導入管９から導入された燃焼用の空気によって
燃焼し、ボイラ１０で熱を回収した後、集塵機１１でダ
ストを除塵して煙突１２から排気される。
【００１８】一方、廃棄物の熱分解残渣とコークス、石
灰は高温に加熱され炉底部へと下りていき、羽口から吹
き込まれた空気および酸素でコークスが燃焼し、熱分解
残渣は１３００℃から１４５０℃に加熱され溶融状態と
なる。炉内の発生ガスのＣＯ濃度は、約１４〜２０％の
還元性雰囲気であり、スラグ中の大部分の鉛はガスとな
って揮散する。スラグ排出口から排出された溶融状態の
スラグは改質炉３に受け、スラグ内部に装入した酸素ラ
ンス１５から酸素を１０Ｎｍ3 ／ｈを吹き込みながら３
０分間滞留させ、メタル中のＦｅを酸化させた。改質炉
３の上部に設置されたマイクロ波照射装置１８によって
スラグを加熱することによって溶融状態を維持すること
ができた。
灰は高温に加熱され炉底部へと下りていき、羽口から吹
き込まれた空気および酸素でコークスが燃焼し、熱分解
残渣は１３００℃から１４５０℃に加熱され溶融状態と
なる。炉内の発生ガスのＣＯ濃度は、約１４〜２０％の
還元性雰囲気であり、スラグ中の大部分の鉛はガスとな
って揮散する。スラグ排出口から排出された溶融状態の
スラグは改質炉３に受け、スラグ内部に装入した酸素ラ
ンス１５から酸素を１０Ｎｍ3 ／ｈを吹き込みながら３
０分間滞留させ、メタル中のＦｅを酸化させた。改質炉
３の上部に設置されたマイクロ波照射装置１８によって
スラグを加熱することによって溶融状態を維持すること
ができた。
【００１９】メタル中のＦｅを酸化した後、溶融状態の
スラグおよびメタルは水砕設備５に投入され、砂状の細
かい粒子となる。粒子状のスラグとメタルは掻き上げ装
置６によって排出され、湿式磁選機７へ供給されてスラ
グ１３とメタル１４に分離される。改質炉３でメタル中
の鉄を酸化した後のガスは排ガス管から排出され燃焼炉
８へ吹き込まれ、一酸化炭素等の可燃分は燃焼する。
スラグおよびメタルは水砕設備５に投入され、砂状の細
かい粒子となる。粒子状のスラグとメタルは掻き上げ装
置６によって排出され、湿式磁選機７へ供給されてスラ
グ１３とメタル１４に分離される。改質炉３でメタル中
の鉄を酸化した後のガスは排ガス管から排出され燃焼炉
８へ吹き込まれ、一酸化炭素等の可燃分は燃焼する。
【００２０】本実施例の方法で製造されたスラグはイン
ターロッキングブロック等のコンクリート２次製品の骨
材や土木資材などとして利用可能である。本実施例によ
って得たスラグの性状を表２に示す。表２には従来方
法、即ち溶融炉１から直接、水砕設備５に投入した場合
のスラグも記載している。スラグの成分のＦｅＯの濃度
が従来方法の１％に対して、本実施例の場合は２３．５
％と高い。これはメタル中のＦｅが酸化されてスラグ中
に取り込まれたためである。物理性状の吸水率（ＪＩＳ
Ａ１１０９細骨材の密度及び吸水率試験方法による）
は従来方法が２．５％に対して、実施例１では０．５％
と小さくなっており、緻密で強度の高いスラグができて
いる。
ターロッキングブロック等のコンクリート２次製品の骨
材や土木資材などとして利用可能である。本実施例によ
って得たスラグの性状を表２に示す。表２には従来方
法、即ち溶融炉１から直接、水砕設備５に投入した場合
のスラグも記載している。スラグの成分のＦｅＯの濃度
が従来方法の１％に対して、本実施例の場合は２３．５
％と高い。これはメタル中のＦｅが酸化されてスラグ中
に取り込まれたためである。物理性状の吸水率（ＪＩＳ
Ａ１１０９細骨材の密度及び吸水率試験方法による）
は従来方法が２．５％に対して、実施例１では０．５％
と小さくなっており、緻密で強度の高いスラグができて
いる。
【００２１】また、本実施例のスラグはＦｅＯの濃度が
高くなったため溶融状態でのスラグの粘性が低く水飴の
ように糸を引かないため、スラグの外観も針状スラグが
少ないものとなり、建築土木資材として有効利用する場
合好ましい性状であった。本実施例によって得たメタル
の性状を表３に示す。表３には、溶融炉１から直接、水
砕設備５に投入した従来方法の場合のメタルも記載して
いる。
高くなったため溶融状態でのスラグの粘性が低く水飴の
ように糸を引かないため、スラグの外観も針状スラグが
少ないものとなり、建築土木資材として有効利用する場
合好ましい性状であった。本実施例によって得たメタル
の性状を表３に示す。表３には、溶融炉１から直接、水
砕設備５に投入した従来方法の場合のメタルも記載して
いる。
【００２２】
【表２】
【００２３】メタルの成分のＣｕの濃度が従来方法の５
％に対して、実施例の場合は２５％と高い。また金Ａ
ｕ、銀Ａｇの濃度も各々５１ｇ／ｔ、１５０ｇ／ｔと従
来方法と比較して５倍の濃度となっている。これはメタ
ル中のＦｅが酸化されて除かれたためである。Ｃｕが１
０〜２０％程度以上であれば銅の精錬工場の原料として
利用可能であり、金銀も銅精錬工場で回収することがで
きる。また金の含有量が５０ｇ／ｔというのは、工業的
に採掘されている金鉱石よりも高濃度の金を含有してお
り、経済的価値は大きい。なお、本実施例ではメタルを
磁選分離するためメタル中に鉄が残留する程度に酸素を
吹き込んだ。
％に対して、実施例の場合は２５％と高い。また金Ａ
ｕ、銀Ａｇの濃度も各々５１ｇ／ｔ、１５０ｇ／ｔと従
来方法と比較して５倍の濃度となっている。これはメタ
ル中のＦｅが酸化されて除かれたためである。Ｃｕが１
０〜２０％程度以上であれば銅の精錬工場の原料として
利用可能であり、金銀も銅精錬工場で回収することがで
きる。また金の含有量が５０ｇ／ｔというのは、工業的
に採掘されている金鉱石よりも高濃度の金を含有してお
り、経済的価値は大きい。なお、本実施例ではメタルを
磁選分離するためメタル中に鉄が残留する程度に酸素を
吹き込んだ。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【発明の効果】本発明によって、以下の効果を実現する
ことができる。 （１）廃棄物及び、又は廃棄物の焼却灰を溶融した後、
該溶融状態のスラグ及びメタルに酸素を含むガスを吹き
付けることによって、メタル中の鉄が酸化され、ＦｅＯ
となってスラグ中に取り込まれる。その結果、鉄と比較
して酸化されにくいＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃
度が増加する。Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の
非鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売
却することができる。回収したメタル中のＣｕの濃度が
１０〜２０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として
利用可能であり、同時に金銀を回収することが可能であ
る。
ことができる。 （１）廃棄物及び、又は廃棄物の焼却灰を溶融した後、
該溶融状態のスラグ及びメタルに酸素を含むガスを吹き
付けることによって、メタル中の鉄が酸化され、ＦｅＯ
となってスラグ中に取り込まれる。その結果、鉄と比較
して酸化されにくいＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃
度が増加する。Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の
非鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売
却することができる。回収したメタル中のＣｕの濃度が
１０〜２０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として
利用可能であり、同時に金銀を回収することが可能であ
る。
【００２６】（２）スラグ中のＦｅＯの濃度は従来１〜
５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加す
る。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融点
が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下すると、
水砕処理したスラグが表面張力で球形化して針状スラグ
が発生しにくいため、土木建築資材として有効利用する
場合破砕等の処理が軽減される。 （３）スラグ中の成分でＦｅＯが多ければ水砕した場
合、緻密で強度の大きいスラグができるため、土木建築
資材として有効利用する場合有利である。
５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加す
る。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融点
が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下すると、
水砕処理したスラグが表面張力で球形化して針状スラグ
が発生しにくいため、土木建築資材として有効利用する
場合破砕等の処理が軽減される。 （３）スラグ中の成分でＦｅＯが多ければ水砕した場
合、緻密で強度の大きいスラグができるため、土木建築
資材として有効利用する場合有利である。
【００２７】（４）改質炉の上部に設置されたマイクロ
波照射装置によってスラグを加熱することによって溶融
状態を維持することができた。スラグの誘電損失は大き
く、鉄を酸化して酸化鉄が多くなると、酸化鉄は誘電損
失が大きいため効率よく加熱することができる。マイク
ロ波加熱は、被加熱物を内部から加熱することができる
ため、電気ヒーター等のように表面から加熱する方式と
比較して加熱効率が高い。また、電気アーク式加熱装置
の場合は電極が消耗するが、マイクロ波加熱方式では電
極が不要であるため経済的である。（５）廃棄物のスラ
グ、メタルを再資源化することにより、最終処分場が不
要となるだけでなく、天然砂の採掘による自然破壊を防
止することができる。
波照射装置によってスラグを加熱することによって溶融
状態を維持することができた。スラグの誘電損失は大き
く、鉄を酸化して酸化鉄が多くなると、酸化鉄は誘電損
失が大きいため効率よく加熱することができる。マイク
ロ波加熱は、被加熱物を内部から加熱することができる
ため、電気ヒーター等のように表面から加熱する方式と
比較して加熱効率が高い。また、電気アーク式加熱装置
の場合は電極が消耗するが、マイクロ波加熱方式では電
極が不要であるため経済的である。（５）廃棄物のスラ
グ、メタルを再資源化することにより、最終処分場が不
要となるだけでなく、天然砂の採掘による自然破壊を防
止することができる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
１ 溶融炉 ２ 羽口 ３ 改質炉 ４ ガス排出管 ５ 水砕設備 ６ 掻き上げ装置 ７ 磁選機 ８ 燃焼炉 ９ 空気導入管 １０ ボイラ １１ 集塵機 １２ 煙突 １３ スラグ １４ メタル １５ 酸素ランス １６ 排ガス管 １７ スラグ排出口 １８ マイクロ波照射装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 11/02 Ｃ２２Ｂ 15/00 15/00 23/02 23/02 Ｆ２３Ｊ 1/08 Ｆ２３Ｊ 1/08 Ｆ２７Ｄ 11/12 Ｆ２７Ｄ 11/12 15/00 Ａ 15/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｄ ３０４Ａ Ｆターム(参考） 3K061 NB01 NB02 NB06 NB13 NB20 4D004 AA02 AA43 AA46 BA02 BA05 CA09 CA28 CA29 CA32 CB33 CB34 CC01 DA01 DA02 DA06 4G012 JL03 JM02 4K001 AA01 AA04 AA09 AA10 AA19 BA14 DA05 EA03 GA19 JA01 4K063 AA04 AA12 BA03 BA13 CA03 FA82
Claims (3)
- 【請求項１】 廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を
溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄を酸
化することによって該メタル中の非鉄金属を濃縮し非鉄
金属原料として回収するために、該溶融状態のスラグお
よびメタルに酸素を含むガスを吹き込むとともに、マイ
クロ波の照射によってスラグを加熱し溶融状態を維持せ
しめることを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理方法。 - 【請求項２】 廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を
溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタル中の鉄を酸
化して酸化鉄をスラグ中に溶解させることによってスラ
グを改質するために、該溶融状態のスラグおよびメタル
に酸素を含むガスを吹き込むとともに、マイクロ波の照
射によってスラグを加熱し溶融状態を維持せしめること
を特徴とする廃棄物溶融スラグの処理方法。 - 【請求項３】 廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰の
溶融炉に付設して、該溶融炉から排出した溶融状態のス
ラグ及びメタルの改質炉を設置し、該改質炉に酸素を含
むガスをスラグ及びメタルに吹き込む装置を設置すると
ともに、スラグを加熱するためのマイクロ波の照射装置
を設置したことを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000235213A JP4357716B2 (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 廃棄物溶融スラグの処理方法及び装置 |
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| JP2000235213A JP4357716B2 (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 廃棄物溶融スラグの処理方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053914A true JP2002053914A (ja) | 2002-02-19 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009030150A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-02-12 | Nikko Kinzoku Kk | 銅含有原料の処理精製方法 |
| CN111004925A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-14 | 陕西易莱德新材料科技有限公司 | 一种从金属废料中回收再生高纯铜的方法 |
| JP2022017907A (ja) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物溶融処理方法、廃棄物溶融スラグ粉末及びその製造方法 |
Citations (6)
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| JPH0655155A (ja) * | 1992-05-12 | 1994-03-01 | Holderbank Financ Glarus Ag | 廃棄物の焼却による生成物を環境的に許容でき，特に建築用途に利用できる生成物に加工する方法 |
| JPH07243080A (ja) * | 1994-03-09 | 1995-09-19 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 自動車廃触媒から白金族金属を吸収して回収された白金族金属含有銅の脱Ｆｅ、脱Ｐ方法 |
| JPH10113647A (ja) * | 1996-10-09 | 1998-05-06 | Mitsubishi Materials Corp | ゴミ焼却灰からの有価金属の回収方法 |
| JPH10237559A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-08 | Mitsubishi Materials Corp | 都市ゴミ焼却灰中の有価金属の回収方法 |
| JPH11246918A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-14 | Univ Tokyo | マイクロ波加熱による製鋼スラグの処理方法 |
-
2000
- 2000-08-03 JP JP2000235213A patent/JP4357716B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4357716B2 (ja) | 2009-11-04 |
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