JP2005336007A - 製鋼スラグの粉塵化抑制剤及びそれを用いた粉塵化抑制方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融状態の製鋼スラグ中にMgO・mB2O3・nH2O(m>0,n≧0)で示される、例えば、MgO・1.4B2O3・3.5H2Oを添加することにより、製鋼スラグの冷却過程における粉塵化を抑制すると共に冷却したスラグ中からの硼素の溶出を低減できる。また、硼素を含む廃液中にマグネシウム合金とマグネシウム塩類を投入し、得られる水酸化マグネシウムと硼素との複合体から得られるマグネシウムと硼素の複合酸化物も、製鋼スラグの粉塵化抑止剤として利用することができる。
【選択図】図1
Description
用いることもできる。硼素を含む溶液にマグネシウム合金とマグネシウム塩類を添加混合すると、マグネシウム合金が溶解と同時に加水分解し、Mg(OH)2がマグネシウム合金表面に層状に生成するが、この際に溶液中の硼素が吸着されることにより除去されるものと推察される。生成した水酸化マグネシウムと硼素の複合体を分離し、この複合体を焼成して本発明の複合酸化物を得る。焼成に際しては、複合酸化物の組成を調整するために、マグネシウム含有化合物及び/又は硼素化合物を添加しても良い。分離されたマグネシウム合金は、再使用される。これは後述する硼素を含有する排水処理と、本発明を有効に結びつけるリサイクル技術を提供することにもなる。
白金坩堝を用いて、合成スラグ15gに、上記本発明の複合酸化物、混合物、単体化合物を所定量添加し(B2O3換算重量%で表1に表示)、1540℃で1時間加熱して溶融させ、0.012℃/秒の冷却速度で冷却した。ここで、0.012℃/秒の冷却速度は、実炉における冷却速度と同程度の条件である。また、固化時の粉塵化発生の判定は、1540℃から530℃まで0.012℃/秒の冷却速度で冷却し、その後室温まで自然冷却した際の、白金坩堝内の合成スラグの状態を目視観察することによって行った。冷却速度を制御した冷却を530℃で打ち切ったのは、ダイカルシウムシリケートの高温相であるα’相が低温相であるγ相に転移する温度が850℃、β相に転移する温度が675℃であることから、530℃まで冷却すればβ相への転移は完了していると考えたからである。各種添加物の性能、即ち溶融状態の製鋼スラグ中に添加する添加量と冷却後のスラグの状態、冷却スラグ中のγ相のダイカルシウムシリケートの量、冷却スラグからの硼素の溶出量を表1に示した。
(B2O3換算添加量0.2重量%)以外は基準値をクリヤーしている。
電気炉製鋼における還元期スラグ(塩基度1.8)6kgを、50kg容量のアーク炉に投入して溶融させた。0.1mm以下の粒度のMgO・1.4B2O3・3.5H2Oを、製鋼スラグ中にB2O3換算含有率0.2重量%になるよう添加し、溶融した製鋼スラグ中への均一分散を図るために10分間保持後、0.012℃/秒の冷却速度で冷却を開始した。なお、0.012℃/秒の冷却速度による冷却は530℃までとし、その後は電源を切って36時間自然冷却して、室温まで温度を下げた。冷却スラグはアーク炉内で粉塵化することなく固化状態を保持していた。
硼素は表面処理、ガラス製造、写真現像・定着、半導体製造などにも幅広く使用されているが、適切な廃水処理法がないため処理方法の開発が望まれている。一方、PCや携帯電話機等のハウジングにマグネシウム合金が使用されるようになってきたが、マグネシウム合金のリサイクルが課題となっている。本実施例では、廃水中の硼素の除去に、上記問題となっているマグネシウム合金を吸着材として有効利用し、かつ硼素を吸着した水酸化マグネシウムを用いて製鋼スラグの粉塵化抑制剤を製造する例を示す。吸着材として実験に用いたマグネシウム合金の化学成分は表2の通りである。
)、MgCl2(Mg:5〜10g/l )を所定量添加し、さらにマグネシウム合金を1g添加して、溶液温度40℃で30分撹拌した。また、その他の条件として溶液温度:20〜80℃、撹拌時間:30〜120分と種々変化しそれらの影響を調べた。15時間放置後1μmメンブランフィルターで吸引ろ過した。ろ液は、ICP分析を行い、硼素濃度を求め、母液濃度との比から除去率を計算した。沈殿物は、X線回折、EPMAなどを用いて観察した。廃水は色々な処理や利用の後に発生するものでpH値も種々の値のものが多い。そこで、溶液温度40℃、撹拌時間30分と一定にし、溶液の初期pHの影響について検討した。硼素除去率と初期pHの関係を図1に示した。
の塩にMg合金を添加すると除去率は25〜50%と急激に増加する。そして、初期pHが高いほど除去率は増大し、Mg合金を添加することにより相乗効果が認められる。
Claims (11)
- マグネシウムと硼素との複合酸化物を含有する製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- 複合酸化物が、MgO・B2O3、MgO・1.4B2O3、2MgO・B2O3、2MgO・3B2O3、3MgO・B2O3、3MgO・4B2O3、3MgO・2B2O3、5MgO・4B2O3、7MgO・4B2O3又はこれらの水和物の中から選ばれるいずれか1つ、又は2つ以上の混合物である請求項1記載の製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- 複合酸化物が、MgO・1.4B2O3・3.5H2Oである請求項1記載の製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- 複合酸化物が、硼素を含む溶液中にマグネシウム合金とマグネシウム塩類を添加混合し、生成した水酸化マグネシウムと硼素の複合体を分離し、該複合体を焼成して得られる複合酸化物である請求項1記載の製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- マグネシウム合金が、Al、Ca、Zn、Mnの少なくとも1つとの合金である請求項4記載の製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- マグネシウム塩類が、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、又はそれらの混合物である請求項4記載の製鋼スラグの粉塵化抑制剤。
- 溶融状態の製鋼スラグに、マグネシウムと硼素との複合酸化物を添加した後、冷却凝固を行うことを特徴とする製鋼スラグの粉塵化抑制方法。
- 複合酸化物の添加量が、溶融状態の製鋼スラグに対して0.1〜0.35重量%である請求項7記載の製鋼スラグの粉塵化抑制方法。
- 複合酸化物が、MgO・B2O3、MgO・1.4B2O3、2MgO・B2O3、2MgO・3B2O3、3MgO・B2O3、3MgO・4B2O3、3MgO・2B2O3、5MgO・4B2O3、7MgO・4B2O3又はこれらの水和物の中から選ばれるいずれか1つ、又は2つ以上の混合物である請求項7又は8記載の製鋼スラグの粉塵化抑制方法。
- 複合酸化物が、MgO・1.4B2O3・3.5H2Oである請求項7又は8記載の製鋼スラグの粉塵化抑制方法。
- 複合酸化物が、硼素を含む溶液中にマグネシウム合金とマグネシウム塩類を添加混合し、生成した水酸化マグネシウムと硼素の複合体を分離し、該複合体を焼成して得られる複合酸化物である請求項7又は8記載の製鋼スラグの粉塵化抑制方法。
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- 2004-05-26 JP JP2004156783A patent/JP2005336007A/ja active Pending
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