JP2003340260A - 粉粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法 - Google Patents
粉粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Glanulating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作が容易で、歩留まりが良く、短い造粒時
間で、効率良く粉粒体の造粒物を得るための粉粒体の造
粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法を提
供する。 【解決手段】 水平かつ円形の底面２ａと曲面状内壁２
ｂとで囲繞された逆円錐台状の内部空間２ｃを有する混
合槽２と、混合槽２の中心部において鉛直方向に延設さ
れた回転軸５に一体に設けられた攪拌羽根３と、混合槽
２の曲面状内壁２ｂに沿って回転する掻取羽根４とを備
え、曲面状内壁２ｂを錐面の一部とする円錐の半頂角を
３５°以下とする。攪拌羽根３を上方ほど径が大きい連
続螺旋とし、その最大径を混合槽２の底面２ａ内径の７
０％以上とし、攪拌羽根３の高さを混合槽２の粉粒体充
填高さの７０％以上とすることが好ましい。石炭灰に、
水硬性材料、粘結性材料または硬化促進剤の少なくとも
一つを配合する。
間で、効率良く粉粒体の造粒物を得るための粉粒体の造
粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法を提
供する。 【解決手段】 水平かつ円形の底面２ａと曲面状内壁２
ｂとで囲繞された逆円錐台状の内部空間２ｃを有する混
合槽２と、混合槽２の中心部において鉛直方向に延設さ
れた回転軸５に一体に設けられた攪拌羽根３と、混合槽
２の曲面状内壁２ｂに沿って回転する掻取羽根４とを備
え、曲面状内壁２ｂを錐面の一部とする円錐の半頂角を
３５°以下とする。攪拌羽根３を上方ほど径が大きい連
続螺旋とし、その最大径を混合槽２の底面２ａ内径の７
０％以上とし、攪拌羽根３の高さを混合槽２の粉粒体充
填高さの７０％以上とすることが好ましい。石炭灰に、
水硬性材料、粘結性材料または硬化促進剤の少なくとも
一つを配合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の混合造粒
装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法に関
し、特に、石炭灰を人工骨材、敷き砂利、埋め戻し材、
サンドコンパクション等に利用するために用いられる粉
粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の
造粒方法に関する。
装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法に関
し、特に、石炭灰を人工骨材、敷き砂利、埋め戻し材、
サンドコンパクション等に利用するために用いられる粉
粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の
造粒方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、石炭焚き火力発電所から発生する
大量の石炭灰の有効活用の一環として、石炭灰を何らか
のバインダー成分を用いて成形・固化し、固化物を人工
骨材、敷き砂利、埋め戻し材、サンドコンパクション等
に利用する研究が数多くなされている。
大量の石炭灰の有効活用の一環として、石炭灰を何らか
のバインダー成分を用いて成形・固化し、固化物を人工
骨材、敷き砂利、埋め戻し材、サンドコンパクション等
に利用する研究が数多くなされている。
【０００３】その成形・固化には、転動造粒、攪拌造粒
等の造粒法が多用されている。転動造粒に用いられる装
置として、パンペレタイザーが良く知られている。セメ
ント製造会社等で使用されているパンペレタイザーは、
内径が数ｍ、深さが数十ｃｍの円筒形の皿（パン）に傾
斜をつけて自転させるものである。これに、乾粉もしく
は調湿した粉粒体を装入しながら水分を噴霧して造粒す
る。造粒物の粒径は、主に、パンの回転数と水分量を変
化させて制御する。
等の造粒法が多用されている。転動造粒に用いられる装
置として、パンペレタイザーが良く知られている。セメ
ント製造会社等で使用されているパンペレタイザーは、
内径が数ｍ、深さが数十ｃｍの円筒形の皿（パン）に傾
斜をつけて自転させるものである。これに、乾粉もしく
は調湿した粉粒体を装入しながら水分を噴霧して造粒す
る。造粒物の粒径は、主に、パンの回転数と水分量を変
化させて制御する。
【０００４】しかし、パンペレタイザーは、装置の機構
は単純であるが、操作には特異な技術を要する。これ
は、粉粒体の粉末度等の影響によって造粒の際の適正水
分量が変化し、適正水分量の見極めが困難であるため、
急激に造粒物を肥大化させてしまう等の操作ミスを起こ
しやすく、相当な熟練度を必要とするからである。ま
た、通常は、内径に対してパンの深さを十分に大きくす
ることができないため、時間当たりの処理量が少なく、
大量生産を行う場合には、パンの径を巨大化する必要が
あるという問題がある。
は単純であるが、操作には特異な技術を要する。これ
は、粉粒体の粉末度等の影響によって造粒の際の適正水
分量が変化し、適正水分量の見極めが困難であるため、
急激に造粒物を肥大化させてしまう等の操作ミスを起こ
しやすく、相当な熟練度を必要とするからである。ま
た、通常は、内径に対してパンの深さを十分に大きくす
ることができないため、時間当たりの処理量が少なく、
大量生産を行う場合には、パンの径を巨大化する必要が
あるという問題がある。
【０００５】一方、攪拌造粒には、粉粒体の混合に用い
られる各種ミキサーが利用されている。これらのミキサ
ーは、例えば、円筒形で縦型の混合槽を備え、その底部
中央に攪拌羽根を１枚もしくは複数枚設けたヘンシェル
ミキサーや、円筒形で横型の混合槽に１軸もしくは２軸
の攪拌羽根を備えたプローシェアミキサー等に代表され
る。
られる各種ミキサーが利用されている。これらのミキサ
ーは、例えば、円筒形で縦型の混合槽を備え、その底部
中央に攪拌羽根を１枚もしくは複数枚設けたヘンシェル
ミキサーや、円筒形で横型の混合槽に１軸もしくは２軸
の攪拌羽根を備えたプローシェアミキサー等に代表され
る。
【０００６】また、特開２００１−２２５０９７号公報
には、攪拌造粒を行うためのミキサーとして、図２に示
すように、底面２２ａの中心部に設けられた排出口２７
に向かって下降傾斜する曲面状内壁２２ｂを備えた混合
槽２２の中心部に螺旋状の混練羽根２３を取り付けた高
速回転軸２５を、その外側に混練羽根２４（２４Ａ、２
４Ｂ、２４Ｃ）をアーム２９を介して取り付けた低速回
転軸２８を同心円的に配設し、高・低速回転軸２５、２
８の回転方向が逆方向のミキサー２１が開示されてい
る。
には、攪拌造粒を行うためのミキサーとして、図２に示
すように、底面２２ａの中心部に設けられた排出口２７
に向かって下降傾斜する曲面状内壁２２ｂを備えた混合
槽２２の中心部に螺旋状の混練羽根２３を取り付けた高
速回転軸２５を、その外側に混練羽根２４（２４Ａ、２
４Ｂ、２４Ｃ）をアーム２９を介して取り付けた低速回
転軸２８を同心円的に配設し、高・低速回転軸２５、２
８の回転方向が逆方向のミキサー２１が開示されてい
る。
【０００７】上記ミキサー２１は、粘結性の高い生コン
スラッジの造粒においては効率的であることが示されて
いるが、粉粒体自身に粘結性がない石炭灰の造粒に用い
た場合には、後述するように、粘結性材料を大量に添加
しても造粒には３０〜４０分の攪拌混合時間を要する。
スラッジの造粒においては効率的であることが示されて
いるが、粉粒体自身に粘結性がない石炭灰の造粒に用い
た場合には、後述するように、粘結性材料を大量に添加
しても造粒には３０〜４０分の攪拌混合時間を要する。
【０００８】さらに、特開平１１−２６３６５８号公報
には、円錐型スクリュー混合機を使用することにより、
石炭灰にセメント及びキルンダストからなる固体原料を
混合し、造粒物を得て、土木・建築材料として利用可能
な造粒物を製造する方法が開示されている。
には、円錐型スクリュー混合機を使用することにより、
石炭灰にセメント及びキルンダストからなる固体原料を
混合し、造粒物を得て、土木・建築材料として利用可能
な造粒物を製造する方法が開示されている。
【０００９】この円錐型スクリュー混合機は、粉粒体の
造粒を行うスクリュー攪拌軸が公転と自転を行うため、
スクリュー攪拌軸の駆動機構が複雑になり、設備費が増
大するという問題があった。また、造粒に要する攪拌混
合時間が４０〜５０分であり、他の従来技術と同程度で
あるが、造粒時間の短縮が望まれている。
造粒を行うスクリュー攪拌軸が公転と自転を行うため、
スクリュー攪拌軸の駆動機構が複雑になり、設備費が増
大するという問題があった。また、造粒に要する攪拌混
合時間が４０〜５０分であり、他の従来技術と同程度で
あるが、造粒時間の短縮が望まれている。
【００１０】上述の造粒法の他には、押し出し成形機、
ブリケットマシーン、ローラープレス等を使用する加圧
成形法も存在する。この方法は、攪拌造粒と同様、処理
工程の自動化等により労力の軽減には適するものの、造
粒性においては原材料の粉末度等に大きく影響されるた
め、造粒性を向上させるためには、大きな装置や電力を
必要とするといった問題がある。
ブリケットマシーン、ローラープレス等を使用する加圧
成形法も存在する。この方法は、攪拌造粒と同様、処理
工程の自動化等により労力の軽減には適するものの、造
粒性においては原材料の粉末度等に大きく影響されるた
め、造粒性を向上させるためには、大きな装置や電力を
必要とするといった問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来の技術に鑑みてなされたものであって、操作が容
易で、歩留まりが良く、短い造粒時間で、効率良く粉粒
体の造粒物を得るための粉粒体の混合造粒装置を提供す
ることを目的とする。
記従来の技術に鑑みてなされたものであって、操作が容
易で、歩留まりが良く、短い造粒時間で、効率良く粉粒
体の造粒物を得るための粉粒体の混合造粒装置を提供す
ることを目的とする。
【００１２】また、本発明は、石炭灰をバインダー成分
を用いて成形・固化して人工骨材、敷き砂利、埋め戻し
材、サンドコンパクション等に利用可能とするための石
炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法を提供することを
目的とする。
を用いて成形・固化して人工骨材、敷き砂利、埋め戻し
材、サンドコンパクション等に利用可能とするための石
炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法を提供することを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、粉粒体の混合造粒装置で
あって、水平かつ円形の底面と曲面状内壁とで囲繞され
た逆円錐台状の内部空間を有する混合槽と、該混合槽の
中心部において鉛直方向に延設された回転軸に一体に設
けられた攪拌羽根と、前記混合槽の曲面状内壁に沿って
回転する掻取羽根とを備え、前記曲面状内壁を錐面の一
部とする円錐の半頂角を３５°以下としたことを特徴と
する。
め、請求項１に記載の発明は、粉粒体の混合造粒装置で
あって、水平かつ円形の底面と曲面状内壁とで囲繞され
た逆円錐台状の内部空間を有する混合槽と、該混合槽の
中心部において鉛直方向に延設された回転軸に一体に設
けられた攪拌羽根と、前記混合槽の曲面状内壁に沿って
回転する掻取羽根とを備え、前記曲面状内壁を錐面の一
部とする円錐の半頂角を３５°以下としたことを特徴と
する。
【００１４】そして、請求項１に記載の発明によれば、
混合槽に逆円錐台状の内部空間を設け、内壁を傾斜させ
たため、粉粒体同士に鉛直方向の適当な圧力が加わり、
造粒物に対する成形圧を生じさせることができる。内壁
が垂直であると、粉体圧が局所的に高まり、造粒物を潰
すおそれがあるが、本発明では、これを回避することが
できる。また、底面が水平であるため、排出工程がスム
ーズになり、１サイクル（原料装入〜造粒〜排出）にか
かる時間が短縮される。
混合槽に逆円錐台状の内部空間を設け、内壁を傾斜させ
たため、粉粒体同士に鉛直方向の適当な圧力が加わり、
造粒物に対する成形圧を生じさせることができる。内壁
が垂直であると、粉体圧が局所的に高まり、造粒物を潰
すおそれがあるが、本発明では、これを回避することが
できる。また、底面が水平であるため、排出工程がスム
ーズになり、１サイクル（原料装入〜造粒〜排出）にか
かる時間が短縮される。
【００１５】さらに、本発明では、前記曲面状内壁を錐
面の一部とする円錐の半頂角を３５°以下とした逆円錐
台状の内部空間を設けたため、攪拌羽根の直径と混合槽
の最大内径との比が小さくなり、混合槽の内壁と攪拌羽
根との距離が狭まり、粉体同士の接触頻度が高まり、か
つ、混合槽内壁と攪拌羽根との間の粉体圧が上昇して結
合エネルギーが増大する。これによって、粉粒体の造粒
物を得るための攪拌混合時間を大幅に短縮することがで
きる。ここで、円錐の半頂角が３５°より大きいと、攪
拌羽根と混合槽の内壁との距離が広がり、その間の粉体
圧が減少して結合エネルギーが十分に得られなくなるの
で好ましくない。また、円錐の半頂角が小さ過ぎると、
混合槽が細縦長になり過ぎ、１バッチ当たりの処理量が
少なく、生産性が悪化するので、１５°以上とすること
がより好ましい。
面の一部とする円錐の半頂角を３５°以下とした逆円錐
台状の内部空間を設けたため、攪拌羽根の直径と混合槽
の最大内径との比が小さくなり、混合槽の内壁と攪拌羽
根との距離が狭まり、粉体同士の接触頻度が高まり、か
つ、混合槽内壁と攪拌羽根との間の粉体圧が上昇して結
合エネルギーが増大する。これによって、粉粒体の造粒
物を得るための攪拌混合時間を大幅に短縮することがで
きる。ここで、円錐の半頂角が３５°より大きいと、攪
拌羽根と混合槽の内壁との距離が広がり、その間の粉体
圧が減少して結合エネルギーが十分に得られなくなるの
で好ましくない。また、円錐の半頂角が小さ過ぎると、
混合槽が細縦長になり過ぎ、１バッチ当たりの処理量が
少なく、生産性が悪化するので、１５°以上とすること
がより好ましい。
【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪拌羽根が一ま
たは複数の螺旋からなり、粉粒体を上方に掻き揚げる方
向に回転することを特徴とする。これによって、粉粒体
は、攪拌羽根上を上方向へ転がり上がるような成形圧を
受け、強い結合エネルギーを得る。この効果を得るため
には、短い螺旋に分割された多段型螺旋羽根よりも、連
続螺旋であることがより好ましい。
の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪拌羽根が一ま
たは複数の螺旋からなり、粉粒体を上方に掻き揚げる方
向に回転することを特徴とする。これによって、粉粒体
は、攪拌羽根上を上方向へ転がり上がるような成形圧を
受け、強い結合エネルギーを得る。この効果を得るため
には、短い螺旋に分割された多段型螺旋羽根よりも、連
続螺旋であることがより好ましい。
【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪拌羽
根の径が上方ほど大きくなることを特徴とする。これに
よって、混合槽の内壁と攪拌羽根との距離が上方におい
ても狭まり、高い粉体圧を得ることができる。
２に記載の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪拌羽
根の径が上方ほど大きくなることを特徴とする。これに
よって、混合槽の内壁と攪拌羽根との距離が上方におい
ても狭まり、高い粉体圧を得ることができる。
【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１、２ま
たは３に記載の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪
拌羽根の最大径を前記混合槽の底面内径の７０％以上と
したことを特徴とする。これによって、粉粒体にかかる
攪拌作用が十分に行き届き、粉粒体の造粒効率が上昇す
る。
たは３に記載の粉粒体の混合造粒装置において、前記攪
拌羽根の最大径を前記混合槽の底面内径の７０％以上と
したことを特徴とする。これによって、粉粒体にかかる
攪拌作用が十分に行き届き、粉粒体の造粒効率が上昇す
る。
【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置において、前
記攪拌羽根の高さを前記混合槽の粉粒体充填高さの７０
％以上としたことを特徴とする。７０％未満では、混合
効率が低下するため好ましくない。
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置において、前
記攪拌羽根の高さを前記混合槽の粉粒体充填高さの７０
％以上としたことを特徴とする。７０％未満では、混合
効率が低下するため好ましくない。
【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置において、前
記攪拌羽根と前記掻取羽根が逆方向に回転することを特
徴とする。これによって、攪拌羽根の遠心力により混合
槽内壁面に押しつけられる粉粒体を掻取羽根が中央方向
に効果的に押し戻し、より粉体圧を高める効果が得られ
る。
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置において、前
記攪拌羽根と前記掻取羽根が逆方向に回転することを特
徴とする。これによって、攪拌羽根の遠心力により混合
槽内壁面に押しつけられる粉粒体を掻取羽根が中央方向
に効果的に押し戻し、より粉体圧を高める効果が得られ
る。
【００２１】請求項７に記載の発明は、石炭灰に、水硬
性材料、粘結性材料または硬化促進剤の少なくとも一つ
を配合する粉粒体の造粒方法であって、請求項１乃至６
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置を使用するこ
とを特徴とする。
性材料、粘結性材料または硬化促進剤の少なくとも一つ
を配合する粉粒体の造粒方法であって、請求項１乃至６
のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置を使用するこ
とを特徴とする。
【００２２】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至６のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置を使用
するため、石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒にあたっ
て、操作が容易で、歩留まりが良く、かつ、短い造粒時
間で、効率良く石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒物を
得ることができる。
乃至６のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置を使用
するため、石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒にあたっ
て、操作が容易で、歩留まりが良く、かつ、短い造粒時
間で、効率良く石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒物を
得ることができる。
【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法において、前
記石炭灰１００重量部に対し、粘結性材料３重量部以
上、２０重量部以下を配合することを特徴とする。石炭
灰は、粘結性が低く、造粒が困難であり、十分な造粒性
を得るためには、粘結性材料を３重量部以上配合するこ
とが好ましい。しかし、過剰な粘結性材料の配合は、材
料コストが嵩むので、２０重量部以下とすることが好ま
しい。
の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法において、前
記石炭灰１００重量部に対し、粘結性材料３重量部以
上、２０重量部以下を配合することを特徴とする。石炭
灰は、粘結性が低く、造粒が困難であり、十分な造粒性
を得るためには、粘結性材料を３重量部以上配合するこ
とが好ましい。しかし、過剰な粘結性材料の配合は、材
料コストが嵩むので、２０重量部以下とすることが好ま
しい。
【００２４】請求項９に記載の発明は、請求項７または
８に記載の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法にお
いて、前記石炭灰のブレーン比表面積α（ｃｍ2／ｇ）
と、造粒時に添加する水分の外割添加率β（重量％）と
の関係を、９０＜α／β＜１２０としたことを特徴とす
る。α／βが９０以下の場合には、造粒物の表面に水分
が表出し、造粒物同士が接着し合い、器壁や攪拌羽根に
も接着しやすくなるため好ましくない。また、α／βが
１２０以上の場合には、混合物が乾燥状態に近く、造粒
が困難になる場合があるため好ましくない。
８に記載の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法にお
いて、前記石炭灰のブレーン比表面積α（ｃｍ2／ｇ）
と、造粒時に添加する水分の外割添加率β（重量％）と
の関係を、９０＜α／β＜１２０としたことを特徴とす
る。α／βが９０以下の場合には、造粒物の表面に水分
が表出し、造粒物同士が接着し合い、器壁や攪拌羽根に
も接着しやすくなるため好ましくない。また、α／βが
１２０以上の場合には、混合物が乾燥状態に近く、造粒
が困難になる場合があるため好ましくない。
【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項７、８
または９に記載の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方
法において、請求項１乃至６のいずれかに記載の粉粒体
の混合造粒装置の攪拌羽根の最外周部の周速を、２ｍ／
秒以上、１０ｍ／秒以下としたことを特徴とする。攪拌
羽根最外周部の周速が２ｍ／秒を下回ると、粉粒体同士
または粉粒体と水の混合効率が悪く、１０ｍ／秒を超え
ると、成形物が解砕されてしまうおそれがあるので好ま
しくない。
または９に記載の石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方
法において、請求項１乃至６のいずれかに記載の粉粒体
の混合造粒装置の攪拌羽根の最外周部の周速を、２ｍ／
秒以上、１０ｍ／秒以下としたことを特徴とする。攪拌
羽根最外周部の周速が２ｍ／秒を下回ると、粉粒体同士
または粉粒体と水の混合効率が悪く、１０ｍ／秒を超え
ると、成形物が解砕されてしまうおそれがあるので好ま
しくない。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる粉粒体の混
合造粒装置の実施の形態について図面を参照しながら説
明する。
合造粒装置の実施の形態について図面を参照しながら説
明する。
【００２７】本発明では、石炭焚き火力発電所から排出
される石炭灰を主原料とする。石炭灰は、平均粒径１０
〜３０μｍ、ブレーン比表面積３５００〜４０００ｃｍ
2／ｇ程度で粉粒体の密実性が高く、造粒性が高くなる
ので好ましい。火力発電所から排出された石炭灰の原粉
が上記粒度範囲であれば、そのまま用いればよい。粒度
がより粗い場合には、粉砕して粒度調整することが好ま
しい。
される石炭灰を主原料とする。石炭灰は、平均粒径１０
〜３０μｍ、ブレーン比表面積３５００〜４０００ｃｍ
2／ｇ程度で粉粒体の密実性が高く、造粒性が高くなる
ので好ましい。火力発電所から排出された石炭灰の原粉
が上記粒度範囲であれば、そのまま用いればよい。粒度
がより粗い場合には、粉砕して粒度調整することが好ま
しい。
【００２８】上述のように、本発明では、石炭灰に、水
硬性材料、粘結性材料または硬化促進剤を配合する。
硬性材料、粘結性材料または硬化促進剤を配合する。
【００２９】ここで、水硬性材料とは、各種セメント
や、各種石膏、さらには、メチルセルロース等の水溶性
高分子等である。また、粘結性材料とは、カオリンやベ
ントナイトといった粘土鉱物性無機物質やパルプ製造時
に廃液中に含まれるリグニン等である。硬化促進剤と
は、造粒物の磨り減り抵抗性や落下強度を増大させるた
めに添加されるものであって、水ガラス、アルミン酸ソ
ーダ等の急硬材や、いわゆるトンネル吹き付けに利用さ
れる急結材等をいう。高い造粒性を得るためには、石炭
灰１００重量部に対し、水硬性材料５〜２０重量部、粘
結性材料３〜２０重量部、硬化促進剤１〜５重量部を配
合することが好ましい。
や、各種石膏、さらには、メチルセルロース等の水溶性
高分子等である。また、粘結性材料とは、カオリンやベ
ントナイトといった粘土鉱物性無機物質やパルプ製造時
に廃液中に含まれるリグニン等である。硬化促進剤と
は、造粒物の磨り減り抵抗性や落下強度を増大させるた
めに添加されるものであって、水ガラス、アルミン酸ソ
ーダ等の急硬材や、いわゆるトンネル吹き付けに利用さ
れる急結材等をいう。高い造粒性を得るためには、石炭
灰１００重量部に対し、水硬性材料５〜２０重量部、粘
結性材料３〜２０重量部、硬化促進剤１〜５重量部を配
合することが好ましい。
【００３０】次に、本発明にかかる混合造粒装置の一実
施例について図１を参照しながら説明する。
施例について図１を参照しながら説明する。
【００３１】この混合造粒装置１は、バッチ式混合造粒
装置であって、大きく分けて、混合槽２と、攪拌羽根３
と、掻取羽根４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）とで構成される。
装置であって、大きく分けて、混合槽２と、攪拌羽根３
と、掻取羽根４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）とで構成される。
【００３２】混合槽２は、水平かつ円形の底面２ａと曲
面状内壁２ｂとで囲繞された逆円錐台状の内部空間２ｃ
と、内部空間２ｃの上方に円筒状空間２ｄを有し、混合
槽２内に、攪拌羽根３と掻取羽根４とが配置される。混
合槽２の上部には原料投入口６が設けられる。底面２ａ
には、横にスライドすることにより処理物排出口７が開
口する。
面状内壁２ｂとで囲繞された逆円錐台状の内部空間２ｃ
と、内部空間２ｃの上方に円筒状空間２ｄを有し、混合
槽２内に、攪拌羽根３と掻取羽根４とが配置される。混
合槽２の上部には原料投入口６が設けられる。底面２ａ
には、横にスライドすることにより処理物排出口７が開
口する。
【００３３】攪拌羽根３は、螺旋状に形成され、混合槽
２の中心部において鉛直方向に延設された回転軸５に一
体に設けられる。攪拌羽根３は、連続螺旋であることが
好ましく、また、上方ほど径が大きいことが好ましい。
攪拌羽根３の回転速度は、図示しない制御装置によって
調整することができる。
２の中心部において鉛直方向に延設された回転軸５に一
体に設けられる。攪拌羽根３は、連続螺旋であることが
好ましく、また、上方ほど径が大きいことが好ましい。
攪拌羽根３の回転速度は、図示しない制御装置によって
調整することができる。
【００３４】掻取羽根４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）は、アー
ム８を介して図示しない回転軸によって、各々混合槽２
の曲面状内壁２ｂに沿って回転し、曲面状内壁２ｂへの
付着物を掻き取る。この掻取羽根４の回転速度も、図示
しない制御装置によって調整することができる。掻取羽
根４は、攪拌羽根３とは反対方向に回転する。
ム８を介して図示しない回転軸によって、各々混合槽２
の曲面状内壁２ｂに沿って回転し、曲面状内壁２ｂへの
付着物を掻き取る。この掻取羽根４の回転速度も、図示
しない制御装置によって調整することができる。掻取羽
根４は、攪拌羽根３とは反対方向に回転する。
【００３５】次に、上記構成を有する混合造粒装置１の
各部の寸法関係について説明する。
各部の寸法関係について説明する。
【００３６】混合槽２の内部空間２ｃは、この混合槽２
の底面２ａを共有し、曲面状内壁２ｂを錐面の一部とす
る円錐を考えた場合、その半頂角θが３５°以下に設定
される。頂角をこの範囲に設定した点が本発明にかかる
混合造粒装置の大きな特徴である。また、攪拌羽根３の
最大径ｂは、混合槽２の底面内径ａの７０％以上とす
る。さらに、攪拌羽根３の高さｅは、混合槽２の逆円錐
台状内部空間２ｃの高さｄの７０％以上とする。掻取羽
根４と、混合槽２の曲面状内壁母線長さｆとの接触比率
を８０％以上とする。
の底面２ａを共有し、曲面状内壁２ｂを錐面の一部とす
る円錐を考えた場合、その半頂角θが３５°以下に設定
される。頂角をこの範囲に設定した点が本発明にかかる
混合造粒装置の大きな特徴である。また、攪拌羽根３の
最大径ｂは、混合槽２の底面内径ａの７０％以上とす
る。さらに、攪拌羽根３の高さｅは、混合槽２の逆円錐
台状内部空間２ｃの高さｄの７０％以上とする。掻取羽
根４と、混合槽２の曲面状内壁母線長さｆとの接触比率
を８０％以上とする。
【００３７】次に、本発明にかかる混合造粒装置の試験
例について説明する。尚、以下の実施例では、上記構成
を有する混合造粒装置１（容量５０リットル、θ＝３０
°）を用い、比較例として図２の混合造粒装置２１（容
量５０リットル、θ＝４０°）を用いて造粒試験を行っ
た。試験にあたって、水硬性材料に普通セメントを、粘
結性材料にベントナイトを、硬化促進剤に水ガラスを使
用した。
例について説明する。尚、以下の実施例では、上記構成
を有する混合造粒装置１（容量５０リットル、θ＝３０
°）を用い、比較例として図２の混合造粒装置２１（容
量５０リットル、θ＝４０°）を用いて造粒試験を行っ
た。試験にあたって、水硬性材料に普通セメントを、粘
結性材料にベントナイトを、硬化促進剤に水ガラスを使
用した。
【００３８】実施例及び比較例とも、石炭灰１００重量
部に対して、水硬牲材料１５重量部、粘結性材料５重量
部、硬化促進剤１重量部を配合し、石炭灰ブレーン比表
面積／水分量（α／β）が１００の条件で、上記混合造
粒装置によって造粒したところ、実施例では、造粒時間
が３分で、粒径１０〜３０ｍｍの造粒物の歩留まりが８
０％であったのに対し、比較例では、造粒時間が４０分
で、造粒物の歩留まりが１５％であった。従って、造粒
時間及び造粒物の歩留まりとも、実施例が比較例を大き
く上回っていることが判る。
部に対して、水硬牲材料１５重量部、粘結性材料５重量
部、硬化促進剤１重量部を配合し、石炭灰ブレーン比表
面積／水分量（α／β）が１００の条件で、上記混合造
粒装置によって造粒したところ、実施例では、造粒時間
が３分で、粒径１０〜３０ｍｍの造粒物の歩留まりが８
０％であったのに対し、比較例では、造粒時間が４０分
で、造粒物の歩留まりが１５％であった。従って、造粒
時間及び造粒物の歩留まりとも、実施例が比較例を大き
く上回っていることが判る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
操作が容易で、歩留まりが良く、かつ、短い造粒時間
で、効率良く石炭灰を主原料とする粉粒体等の造粒物を
得ることができ、石炭灰を人工骨材、敷き砂利、埋め戻
し材、サンドコンパクション等に利用することができ
る。
操作が容易で、歩留まりが良く、かつ、短い造粒時間
で、効率良く石炭灰を主原料とする粉粒体等の造粒物を
得ることができ、石炭灰を人工骨材、敷き砂利、埋め戻
し材、サンドコンパクション等に利用することができ
る。
【図１】本発明にかかる混合造粒装置の一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の混合造粒装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
１ 混合造粒装置
２ 混合槽
２ａ 底面
２ｂ 曲面状内壁
２ｃ 逆円錐台状内部空間
２ｄ 円筒状空間
３ 攪拌羽根
４ 掻取羽根
５ 回転軸
６ 原料投入口
７ 処理物排出口
８ アーム
ａ 混合槽円形底面直径
ｂ 攪拌羽根の直径
ｃ 混合槽の逆円錐台状内部空間最大内径
ｄ 逆円錐台状内部空間の高さ
ｅ 攪拌羽根高さ
ｆ 曲面状内壁母線長さ
θ 半頂角
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）
Ｃ０４Ｂ 18/10 Ｃ０４Ｂ 18/10 Ａ
(72)発明者 宮田 崇雄
東京都中央区八重洲１丁目５−３ 大平洋
機工株式会社内
(72)発明者 上保 知伸
山口県小野田市大字小野田6276 太平洋セ
メント株式会社環境技術開発センター内
(72)発明者 小野 勝史
山口県小野田市大字小野田6276 太平洋セ
メント株式会社環境技術開発センター内
(72)発明者 二宮 浩行
山口県小野田市大字小野田6276 太平洋セ
メント株式会社環境技術開発センター内
(72)発明者 永田 憲史
山口県小野田市大字小野田6276 太平洋セ
メント株式会社環境技術開発センター内
(72)発明者 甲斐 智明
山口県小野田市大字小野田6276 太平洋セ
メント株式会社環境技術開発センター内
Ｆターム(参考） 4D004 AA36 BA02 CA14 CA15 CA45
CB03 CB27 CC13 DA03 DA09
DA10 DA13
4G004 FA04
4G078 AA04 AB01 BA05 BA07 CA01
DA09
Claims (10)
- 【請求項１】 水平かつ円形の底面と曲面状内壁とで囲
繞された逆円錐台状の内部空間を有する混合槽と、 該混合槽の中心部において鉛直方向に延設された回転軸
に一体に設けられた攪拌羽根と、 前記混合槽の曲面状内壁に沿って回転する掻取羽根とを
備え、 前記曲面状内壁を錐面の一部とする円錐の半頂角を３５
°以下としたことを特徴とする粉粒体の混合造粒装置。 - 【請求項２】 前記攪拌羽根が一または複数の螺旋から
なり、粉粒体を上方に掻き揚げる方向に回転することを
特徴とする請求項１に記載の粉粒体の混合造粒装置。 - 【請求項３】 前記攪拌羽根の径が上方ほど大きくなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体の混
合造粒装置。 - 【請求項４】 前記攪拌羽根の最大径を前記混合槽の底
面内径の７０％以上としたことを特徴とする請求項１、
２または３に記載の粉粒体の混合造粒装置。 - 【請求項５】 前記攪拌羽根の高さを前記混合槽の粉粒
体充填高さの７０％以上としたことを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の粉粒体の混合造粒装置。 - 【請求項６】 前記攪拌羽根と前記掻取羽根が逆方向に
回転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の粉粒体の混合造粒装置。 - 【請求項７】 石炭灰に、水硬性材料、粘結性材料また
は硬化促進剤の少なくとも一つを配合する粉粒体の造粒
方法であって、請求項１乃至６のいずれかに記載の粉粒
体の混合造粒装置を使用することを特徴とする石炭灰を
主原料とする粉粒体の造粒方法。 - 【請求項８】 前記石炭灰１００重量部に対し、粘結性
材料３重量部以上、２０重量部以下を配合することを特
徴とする請求項７に記載の石炭灰を主原料とする粉粒体
の造粒方法。 - 【請求項９】 前記石炭灰のブレーン比表面積α（ｃｍ
2／ｇ）と、造粒時に添加する水分の外割添加率β（重
量％）との関係を、９０＜α／β＜１２０としたことを
特徴とする請求項７または８に記載の石炭灰を主原料と
する粉粒体の造粒方法。 - 【請求項１０】 請求項１乃至６のいずれかに記載の粉
粒体の混合造粒装置の攪拌羽根の最外周部の周速を、２
ｍ／秒以上、１０ｍ／秒以下としたことを特徴とする請
求項７、８または９に記載の石炭灰を主原料とする粉粒
体の造粒方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152244A JP2003340260A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 粉粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152244A JP2003340260A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 粉粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340260A true JP2003340260A (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=29769619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152244A Pending JP2003340260A (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 粉粒体の混合造粒装置及び石炭灰を主原料とする粉粒体の造粒方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003340260A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101160030B1 (ko) * | 2009-10-29 | 2012-06-26 | 현대제철 주식회사 | 석탄 조립장치 |
| CN113648864A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 安徽适客食品有限公司 | 一种肉圆馅搅拌装置 |
| CN114345194A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 瑞彩科技股份有限公司 | 一种均匀供料的云母粉加工用制粒机 |
| CN115709011A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-02-24 | 珠海奥维数码科技有限公司 | 一种耐高温黄变uv墨水的生产方法 |
| CN116852489A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-10 | 内蒙古包钢集团环境工程研究院有限公司 | 一种用粉煤灰制备节能陶粒轻质墙板的制备方法 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152244A patent/JP2003340260A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101160030B1 (ko) * | 2009-10-29 | 2012-06-26 | 현대제철 주식회사 | 석탄 조립장치 |
| CN113648864A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 安徽适客食品有限公司 | 一种肉圆馅搅拌装置 |
| CN113648864B (zh) * | 2021-08-18 | 2023-07-14 | 安徽适客食品有限公司 | 一种肉圆馅搅拌装置 |
| CN114345194A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 瑞彩科技股份有限公司 | 一种均匀供料的云母粉加工用制粒机 |
| CN115709011A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-02-24 | 珠海奥维数码科技有限公司 | 一种耐高温黄变uv墨水的生产方法 |
| CN115709011B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-05-10 | 珠海奥维数码科技有限公司 | 一种耐高温黄变uv墨水的生产方法 |
| CN116852489A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-10 | 内蒙古包钢集团环境工程研究院有限公司 | 一种用粉煤灰制备节能陶粒轻质墙板的制备方法 |
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