JP2003211141A - 製砂システム - Google Patents
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Abstract
する廃棄物溶融スラグの破砕スラグから有用金属を回収
するとともに、土木建設用骨材や窯業原料に適した破砕
スラグを得ることができる製砂システムを提供する。 【解決手段】 水砕スラグ111をスラグ破砕機114
において破砕処理して破砕スラグ111に形成するとと
もに、圧延処理によってアルミ等の延展性に優れた金属
粒子114を大きな径の薄片に形成し、篩113による
分級によって薄片のアルミを分離して回収し、篩113
の後の破砕スラグを比重分離装置115で比重分離処理
して他の金属粒子116を分離して回収し、残ったスラ
グ粒子の破砕スラグを製品砂118とする。
Description
り、都市ごみ焼却灰、シュレッダーダスト、埋立物等の
一般廃棄物および産業廃棄物を原料とする廃棄物溶融ス
ラグから製砂する技術に係るものである。
的に埋立処分を行っていたが、埋立処分場の建設による
環境破壊、ならびに埋立地において浸出水中に有害物質
が溶出することによる地下水中への有害物質の漏出を懸
念するがために、新たに埋立処分場を確保することが困
難となっている。このために、廃棄物を溶融炉において
溶融処理して廃棄物溶融スラグを形成し、廃棄物の減容
化ならびに有害成分の固定化を果たしている。
して、廃棄物溶融スラグを破砕して土木建設用骨材や窯
業原料化する試みが行われている。ところで、都市ごみ
焼却灰、シュレッダーダスト、産業廃棄物の埋立物等を
原料とする廃棄物溶融スラグはアルミ、鉄、銅等の金属
物質を含んでいる。この金属物は廃棄物溶融スラグの破
砕物を土木建設用骨材や窯業原料として資源化する場合
には不純物として存在するが、金属自体は有用なもので
あるので、金属を廃棄物溶融スラグから分離回収するこ
とができれば、廃棄物溶融スラグのより有効な再資源化
を図ることができる。
ば特開平10−156329号公報、特開2000−2
72938号公報、特開2000−202321号公報
に記載のものがある。例えば、図11に示す構成では、
原料の廃棄物を溶融して後に溶融炉から排出する水砕ス
ラグ101をスラグ破砕機102で破砕して金属粒子と
スラグ粒子が混在する破砕スラグを形成するとともに、
アルミ等の延展性に優れた金属粒子を所定径の大きさの
薄片に圧延し、破砕スラグを篩103により分級して薄
片となったアルミ等の金属104を他の破砕スラグから
分離して回収し、篩103の後の破砕スラグを磁選機1
05により磁力選別して鉄の金属粒子106を破砕スラ
グから分離して回収し、磁力選別後の破砕スラグを水−
スラグ分離機107で固液分離して製品砂108として
の破砕スラグを得る。回収した分離水は水処理設備10
9で処理後にスラグ破砕機102へ戻して利用する。
ラグには銅やSUS等の磁力選別が困難なものが含まれ
ており、これらの成分が廃棄物溶融スラグの破砕物を土
木建設用骨材や窯業原料として資源化する際に、品質を
低下させる要因となっている。
り、シュレッダーダストや産業廃棄物等を原料とする廃
棄物溶融スラグの破砕スラグから有用金属を回収すると
ともに、土木建設用骨材や窯業原料に適した破砕スラグ
を得ることができる製砂システムを提供することを目的
とする。
ために、請求項1に係る本発明の湿式製砂システムは、
金属を含む廃棄物溶融スラグを破砕処理して金属粒子と
スラグ粒子が混在する破砕スラグとなし、圧延処理によ
ってアルミ等の延展性に優れた金属粒子をスラグ粒子に
比べて大きな径の薄片に形成し、この薄片の金属を篩に
よる分級によって分離して回収し、篩後の破砕スラグを
比重分離処理して他の金属粒子を分離して回収し、残っ
た破砕スラグを製品砂とするものである。
に優れた金属粒子をその延展性によって大径化して鉄、
銅、SUS等の他の金属粒子と粒径において差別化し、
ガラス質のスラグ粒子をその脆弱性によって小径化する
ことで篩によるアルミ等の延展性に優れた金属の除去が
可能となる。このアルミの除去によって残った破砕スラ
グの中で小径化したガラス質のスラグ粒子の比重が最も
小さくなるので、ガラス質のスラグ粒子と鉄、銅、SU
S等の金属粒子とをその比重差によって分離することが
可能となる。
は、廃棄物溶融スラグが、シュレッダーダストや各種汚
泥等の産業廃棄物に由来する水冷スラグもしくは徐冷ス
ラグ、前記産業廃棄物の廃棄埋立物に由来する水冷スラ
グもしくは徐冷スラグ、都市ごみ等の一般廃棄物に由来
する水冷スラグもしくは徐冷スラグ、前記一般廃棄物の
焼却灰に由来する水冷スラグもしくは徐冷スラグ、前記
一般廃棄物に準じる廃棄物に由来する水冷スラグもしく
は徐冷スラグの少なくとも何れかであることを特徴とす
るものである。
は、比重分離処理を行う比重分離装置が、水平に対して
所定角度に傾斜した回転軸心回りに回転し、円錐部を有
する筒体をなす回転胴と、回転胴の下端側に位置する円
錐部の頂部に形成した小径開口に接続する排出部と、回
転胴の上端側の大径開口から回転胴内に挿入し、先端開
口が円錐部の頂部に対向する分離対象物投入部と、分離
対象物投入部の先端開口と円錐部の小径開口との間に配
置する水流調整手段とを備え、回転胴は胴内で沈降した
分離物を回転軸心回りの回転に伴って小径開口側へ送り
出す螺旋溝を内周面に有し、排出部は回転胴内へ所定流
速、所定水量の分離作用水を供給する給水手段と、排出
部に流入する分離物を排出する分離物排出手段とが接続
し、水流調整手段は分離対象物投入部の先端開口に向け
て拡径して開口した通水性を有するケーシング内に所定
比重、所定形状の抵抗体を保持してなることを特徴とす
るものである。
基づいて説明する。図1において、原料スラグ111の
廃棄物溶融スラグは、シュレッダーダストや各種汚泥等
の産業廃棄物に由来する水冷スラグもしくは徐冷スラ
グ、前記産業廃棄物の廃棄埋立物に由来する水冷スラグ
もしくは徐冷スラグ、都市ごみ等の一般廃棄物に由来す
る水冷スラグもしくは徐冷スラグ、前記一般廃棄物の焼
却灰に由来する水冷スラグもしくは徐冷スラグ、前記一
般廃棄物に準じる廃棄物に由来する水冷スラグもしくは
徐冷スラグの少なくとも何れかであり、適宜に組み合わ
せて用いる。
2で多数度にわたる破砕処理と圧延処理を施す。スラグ
破砕機112では、水平な回転軸廻りに回動する胴体の
内部に、複数の可動体を水砕スラグ、緩衝流体である水
とともに収納し、胴体の回動に伴って相互に接近離間し
合う可動体の間において原料スラグ111の破砕処理と
圧延処理を行う。原料スラグ111は内部に複数種類の
物質を内包しており、破砕の進行に伴ってガラス質のス
ラグ粒子、アルミ、鉄等の金属粒子を含む破砕スラグと
なる。金属粒子は延展性を有し、ガラス質のスラグ粒子
は脆弱性を有するので、可動体による押圧力はガラス質
のスラグ粒子に破砕作用を及ぼし、金属粒子に圧延作用
を及ぼす。
粒子は大径化して薄片となり、鉄、銅、SUS等の他の
金属粒子と粒径において差別化され、ガラス質のスラグ
粒子はその脆弱性によって小径化する。この破砕スラグ
を篩113によって分級して薄片のアルミ114を破砕
スラグの他の粒子から分離して回収する。
115で比重分離して他の鉄、銅、SUS等の金属粒子
116を分離して回収する。比重分離後に残ったガラス
質のスラグ粒子の破砕スラグは水−スラグ分離機117
において固液分離して製品砂118とし、分離水は水処
理設備119を経てスラグ破砕機112に戻して循環利
用する。
適用可能であるが、本実施の形態における比重分離装置
115を以下に説明する。図2〜図10において、比重
分離装置115は円錐部2を有する筒体をなす回転胴3
を有しており、回転胴3は可動台4の上にローラ4aを
介して回転軸心回りに回転自在に保持している。回転胴
3は下端側に位置する円錐部2の頂部に小径開口5を有
し、上端側に大径開口6を有しており、小径開口5に接
続した排出部7を軸受8を介して可動台4で保持し、排
出部7に設けたスプロケット9をチェーン10を介して
回転駆動するモータ11を可動台4に設けている。可動
台4は前側部を回転軸12を介して固定台13で揺動自
在に軸支し、後側部をシリンダー装置14で昇降自在に
保持しており、シリンダー装置14の駆動により傾動し
て回転胴3を水平に対して所定角度に傾斜する姿勢に保
持している。
aに一条もしくは多条の螺旋溝15を有しており、螺旋
溝15は胴内で沈降した分離物を回転軸心回りの回転に
伴って小径開口5へ向けて送り出すものである。回転胴
3の内部には円板状をなす複数の堰板16を回転軸心方
向に沿って適当間隔で平行に配置しており、図6に示す
ように、堰板16は外周縁16aと回転胴3の内周面3
aとの間に分離物の通路をなす所定間隙を空けて配置
し、外周縁16aの複数箇所において回転胴3の内周面
3aに固定している。
をなす希釈水供給管17を挿入しており、希釈水供給管
17に連通する噴出部18を堰板16で区画した回転胴
3の各部ごとに配置している。また、大径開口6の付近
には散水管19を挿入しており、回転胴3の大径開口6
の下側外部には排出ホッパー3bを設けている。
6から回転胴3の内部に挿入し、先端開口21が円錐部
2の頂部に対向しており、回転胴3の軸心に対して同心
もしくは回転胴3の軸心より大きな所定角度に傾斜する
姿勢に配置する。分離対象物投入部20はシュート部2
2が、図8に示すように、内部の流路と直交する断面形
状において下部から上部に向けて流路断面が増加する構
造を有しており、シュート部22の上端側にホッパー部
23を設けている。シュート部22の断面形状は本実施
の形態に限るものではなく、真円、楕円等の種々の形状
がある。
錐部2の小径開口5との間には水流調整手段として、分
離対象物投入部20の先端開口21に向けて拡径して開
口する網等の通水性を有するケーシング24を配置する
とともに、ケーシング24の内部に所定比重、所定形状
の複数の流動性を有する抵抗体25を保持してなり、抵
抗体25としては球、多角形、格子状等の種々のものが
ある。
造をなし、内管26および外管27にはそれぞれ別途に
分離作用水を供給する手段をなす給水管28、29をバ
ルブ30、31を介して接続している。給水管28、2
9は回転胴3の内部へ所定流速、所定水量の分離作用水
を供給する。外管27はロータリージョイント27aを
介して回転胴3に接続し、途中に透明管27bを配置し
ている。排出部7は二重管構造に限らず、単管構造とす
ることも可能である。外管27には分離物を排出する手
段をなす分離物排出管32を第1バルブ33aを介して
接続し、分離物排出管32の下端側に第2バルブ33b
を設けている。分離物排出管32は第1バルブ33a、
第2バルブ33bの間が貯留部32aをなし、貯留部3
2aに第3バルブ33cを介して水補給管34を接続し
ている。
11による駆動によってチェーン10およびスプロケッ
ト9を介して回転胴3を回転軸心回りに回転駆動する。
バルブ30、31を適当開度に開栓して給水管28、2
9から分離作用水を供給する。給水管28の分離作用水
は内管26を通して直接に回転胴3の内部へ流入、給水
管29の分離作用水は後述する分離物に対抗しながら外
管27を通して回転胴3の内部へ流入し、円錐部2の小
径開口5で合わさってケーシング24に向けて噴出す
る。
グを搬送水とともに分離対象物投入部20のホッパー部
23からシュート部22に供給する。図8に示すよう
に、シュート部22では搬送水の流速はシュート部22
の内面に近い程に摩擦抵抗で遅くなり、内面から遠い流
路の中心側および流路断面積の大きい上部側程に速くな
る速度勾配が存在するので、比重の小さいガラス質の破
砕スラグ(製品砂)118ほど水流の付勢力の影響を大
きく受けて上方を流れ、比重の大きい金属成分の破砕ス
ラグ116ほど水流の付勢力の影響が小さくて下方に沈
降して流れ、シュート部22において分離対象物が上下
に大まかに分離される。
錐部2のケーシング24に流入したガラス質の破砕スラ
グ(製品砂)118、金属成分の破砕スラグ116は抵
抗体25およびケーシング24に受け止められてシュー
ト部22の軸心方向に沿った速度がなくなり、分離作用
水の水流の付勢力を受け全体が上方へ持ち上げられる。
このとき、バルブ30、31の制御および抵抗体25の
存在によって所定流速に調整された分離作用水の水流に
より、比重の小さいガラス質の破砕スラグ(製品砂)1
18が上方へ持ち上げられ、比重の大きい金属成分の破
砕スラグ116が沈降して分離される。分離された比重
の大きい金属成分の破砕スラグ116はケーシング24
の網目を通って回転胴3の内周面に沈降し、回転胴3の
回転に伴って螺旋溝15が回転軸心周りに旋回すること
で小径開口5へ向けて搬送され、小径開口5から排出部
7へ流入する。
径開口6に向けて流れ、回転胴3の内周面に近い程に摩
擦抵抗で遅くなり、内周面から遠い上部側程に速くなる
速度勾配が存在する。このため、分離作用水の流れに乗
って移動する分離対象物であるガラス質の破砕スラグ
(製品砂)118、金属成分の破砕スラグ116は、比
重の小さいガラス質の破砕スラグ(製品砂)118ほど
水流の付勢力の影響を大きく受けて上方を流れ、比重の
大きい金属成分の破砕スラグ116ほど水流の付勢力の
影響が小さくて早期に沈降し、所定高さの堰板16に阻
止されて沈降する。
グ116は回転胴3の回転に伴って螺旋溝15が回転軸
心周りに旋回することで小径開口5へ向けて搬送され、
小径開口5から排出部7へ流入する。比重の小さいガラ
ス質の破砕スラグ(製品砂)118は分離作用水で搬送
されて大径開口6から排出ホッパー3bへ流れ出る。大
径開口6へ達する前に沈降した比重の小さいガラス質の
破砕スラグ(製品砂)118は回転胴3の回転に伴って
上方へ持ち上げられ、再び分離作用水の流れに乗って大
径開口6へ向けて移動する。比重の大きな金属成分の破
砕スラグ116は回転胴3の回転に伴って上方へ持ち上
げられても早期に沈降し、堰板16を超えることがな
い。
は噴出部18から堰板16によって区画された各領域に
流入し、各区画領域において分離作用水中の分離対象物
の濃度を希釈し、分離対象物の流動性を高めて分離性能
を高くする。また、散水管19からの散水は大径開口6
付近において分離作用水中の分離対象物の濃度を希釈
し、分離対象物の流動性を高めて分離性能を高くする。
7を流れる分離作用水の流速に対して比重の大きなもの
がその流れに抗して流下し、比重の小さいものが分離作
用水に持ち上げられて排出部7から円錐部2に戻される
ことで分離精度が向上する。
33aを開栓し、第2バルブ33bおよび第3バルブ3
3cを閉栓した状態にあり、回転胴3から外管27に流
下する比重の大きなものは分離物排出管32に流下して
貯留部32aに滞留する。分離物の排出時にはバルブ3
1を操作して給水管29から外管27に供給する分離作
用水の流量および流速を増して回転胴3から排出部7へ
分離物が流入することを抑制する状態で第1バルブ33
aを閉栓し、第2バルブ33bを開栓して貯留部32a
に滞留する分離物を排出する。その後に第2バルブ33
bを閉栓し、第3バルブ33cを開栓して水補給管34
から貯留部32aに水を充満させる。そして第3バルブ
33cを閉栓し、第1バルブ33aを開栓し、バルブ3
1を操作して給水管29から外管27に供給する分離作
用水の流量および流速を通常状態に戻す。
ミをその延展性によって大径化して鉄、銅、SUS等の
他の金属粒子と粒径において差別化し、ガラス質のスラ
グ粒子をその脆弱性によって小径化することで篩による
アルミの除去が可能となる。このアルミの除去によって
残った破砕スラグの中で小径化したガラス質のスラグ粒
子の比重が最も小さくなるので、ガラス質のスラグ粒子
と鉄、銅、SUS等の金属粒子とをその比重差によって
分離することが可能となり、廃棄物溶融スラグから高品
質の製砂を行うことができる。
フローシート図である。
体断面図である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属を含む廃棄物溶融スラグを破砕処理
して金属粒子とスラグ粒子が混在する破砕スラグとな
し、圧延処理によってアルミ等の延展性に優れた金属粒
子をスラグ粒子に比べて大きな径の薄片に形成し、この
薄片の金属を篩による分級によって分離して回収し、篩
後の破砕スラグを比重分離処理して他の金属粒子を分離
して回収し、残った破砕スラグを製品砂とすることを特
徴とする製砂システム。 - 【請求項2】 廃棄物溶融スラグが、シュレッダーダス
トや各種汚泥等の産業廃棄物に由来する水冷スラグもし
くは徐冷スラグ、前記産業廃棄物の廃棄埋立物に由来す
る水冷スラグもしくは徐冷スラグ、都市ごみ等の一般廃
棄物に由来する水冷スラグもしくは徐冷スラグ、前記一
般廃棄物の焼却灰に由来する水冷スラグもしくは徐冷ス
ラグ、前記一般廃棄物に準じる廃棄物に由来する水冷ス
ラグもしくは徐冷スラグの少なくとも何れかであること
を特徴とする請求項1記載の製砂システム。 - 【請求項3】 比重分離処理を行う比重分離装置が、水
平に対して所定角度に傾斜した回転軸心回りに回転し、
円錐部を有する筒体をなす回転胴と、回転胴の下端側に
位置する円錐部の頂部に形成した小径開口に接続する排
出部と、回転胴の上端側の大径開口から回転胴内に挿入
し、先端開口が円錐部の頂部に対向する分離対象物投入
部と、分離対象物投入部の先端開口と円錐部の小径開口
との間に配置する水流調整手段とを備え、 回転胴は胴内で沈降した分離物を回転軸心回りの回転に
伴って小径開口側へ送り出す螺旋溝を内周面に有し、排
出部は回転胴内へ所定流速、所定水量の分離作用水を供
給する給水手段と、排出部に流入する分離物を排出する
分離物排出手段とが接続し、水流調整手段は分離対象物
投入部の先端開口に向けて拡径して開口した通水性を有
するケーシング内に所定比重、所定形状の抵抗体を保持
してなることを特徴とする請求項1又は2記載の製砂シ
ステム。
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