JP2010506819A - 単一ステップでの,か焼自生粉砕及び分離(casg)法による,か焼ホウ砂の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
化学式:Na2B4O7.10H2O
含有量:20〜28% B2O3
嵩密度:1.3g/cm3
粒径:<50mm
水分:3〜8%
結晶水:10mol H2O
不純物含有量:25〜45%
得られる製品:
第1のステップ:超微粉砕された,か焼ホウ砂
化学式:Na2B4O7.(1〜5)H2O
含有量:45〜62% B2O3
嵩密度:0.15〜0.3g/cm3
粒径:<250ミクロン
水分:0〜0.6%
結晶水:1〜5mol H2O
不純物含有量:3〜12%
第2のステップ:圧縮か焼ホウ砂
化学式:Na2B4O7.(1〜5)H2O
含有量:45〜62% B2O3
嵩密度:0.75〜1.0g/cm3
粒径:<6mm(粒径は調節され得る。)
水分:0〜0.6%
結晶水:1〜5mol H2O
不純物含有量:3〜12%
B2O3を高含有量で含む超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造は,フライトを有する回転炉の中でホウ砂の粗鉱が,か焼する間に,鉱石中に含有される水の損失により土類鉱物材料が焼入れされ,湿分及び含有水の損失及びこれに伴う膨張によりホウ砂鉱石が脆弱な構造を有し,膨張したホウ砂は回転炉の中で焼入れされた粘土の自生粉砕力により破砕され,低密度を有する超微粉砕された,か焼ホウ砂が,か焼プロセスに用いた熱空気による空気圧式分離にかけられて,粘土(不純物)から高比率で精製される方法により達成される。
超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造に用いられる,機器及び器具のリスト(図1/2)
1 粗鉱供給ホッパー
2 炉の廃棄物排出
2.1 か焼釜
3 炉の端部での煙突出口
4 粉末サイクロン
5 バッグフィルタ
6 バーナ
7 大気への放出用漏斗
8 エアファン
最低 最高
炉の入口(ホットヘッド): 300℃ 550℃
炉の中部: 130℃ 450℃
炉の出口(コールドヘッド): 100℃ 250℃
煙突(炉と粉末清掃ユニットとの間):70℃ 200℃
粉末清掃ユニット: 60℃ 140℃
−か焼炉内の内側部分(炉のホットヘッド,炉の中間部及び終端部)の温度,
−煙突及び粉末清掃ユニットの温度,
−ホウ砂の粗鉱の供給量,
−高温ガスの体積,
−か焼炉のサイクル。
第2のステップにおいては,低密度を有するミクロン寸法の,か焼ホウ砂が,回転ディスク(プレート)の間で圧力下で圧縮され,続いて,破砕され,ふるいにかけられ,かつ,製品の粒径が調節されることにより,嵩密度が増加される圧縮か焼ホウ砂の製造方法が発明されている。本方法は,工業規模で適用されている。
ミクロン寸法の,か焼ホウ砂の圧縮に用いられる,器具のリスト(図2/2)
9 ミクロン寸法の,か焼ホウ砂用供給エレベータ,
10 圧縮か焼ホウ砂用エレベータ,
11 粗目ふるい,6mmのふるいメッシュサイズ,
12 二重層,3方向の製品スクリーン
13 スクリューコンベヤ
14 スクリューコンベヤ
15 スクリューコンベヤ
16 スクリューコンベヤ
17 スクリューコンベヤ(湿潤用)
18 スクリューコンベヤ
19 破砕機
20 破砕機(粒径調節機)
21 圧縮機,供給バンカー
22 製品サイロ
23 磁気分離機
24 圧縮機
25 袋詰/包装システム
26 前記粗目ふるいからの排出機
−水又は水蒸気を製品に噴霧式で添加して,螺旋状又は他のタイプのミキサ中に混合することにより密度を上げ,
−乾燥水蒸気が噴霧式で添加されて,又はいかなる添加剤も投入せずに,タンク中において磨耗性の無い高密度を有する材料(例えば金属ボール)と共に混合し,
−2又はそれ以上の直列の圧縮機を使用する(製品の加圧−その密度は,第1段の圧縮機では低圧下で,第2段の圧縮機では高圧下で圧縮されることにより,およそ0.4〜0.6g/cm3とされる)。
ミクロン寸法 圧縮か焼 か焼ホウ砂
ホウ砂
嵩密度
(g/cm3): 0.15〜0.3 0.4〜0.6 0.75〜1.0
粒径(mm): 0.250 〜0.250 〜6.0
ホウ砂の粗鉱,超微粉砕された,か焼ホウ砂製品,圧縮か焼ホウ砂製品及び粘土(廃棄物)の化学及び物理特性
注意:分析値は,ホウ砂の粗鉱の,か焼の研究中に得られた値である。
超微粉砕された,か焼ホウ砂の水分の値は40℃,20時間でのもの
900℃,15分間での強熱減量
超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造に用いられる,機器及び器具のリスト(図1/2)
1 粗鉱供給ホッパー
2 炉の廃棄物排出口
2.1 か焼釜
3 炉の端部での煙突出口
4 粉末サイクロン
5 バッグフィルタ
6 バーナ
7 大気への放出用漏斗
8 エアファン
Claims (21)
- 45〜62%の含有量のB2O3と,8.0〜30.0%の強熱減量と,0.60%の最大水分と,〜250の粒径と,0.15〜0.3g/cm3の嵩密度とを含み,
化学特性及び物理特性として,Na2B4O7.(1〜5)H2Oの化学式を有することを特徴とする超微粉砕された,か焼ホウ砂製品。 - 10〜15重量%の含有量の不純物(粘土,ドロマイト)を含み,前記不純物が1〜5.0%のMgOと,1〜5.0%のCaOと,1〜3.0%のSiO2と,0.03〜0.15%のSO3と,15〜29%のNa2Oと,最大で0.20%のFe2O3と,最大で0.25%のAl2O3からなることを特徴とする請求項1記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂製品。
- か焼される粗鉱の化学分析値に応じて異なり,水と接触した場合ならびに水を吸収した場合に発熱反応を生じ,大気中の水分を吸収することによりその結晶水が増加する特性を含む請求項1又は2記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂製品。
- −ホウ砂の粗鉱を,フライトを有する回転炉内で熱処理することにより,か焼するステップと,
−前記か焼ホウ砂を,前記回転炉内で自生粉砕により微粉化するステップと,
−前記粘土(前記不純物)から高比率で精製するよう,前記か焼ホウ砂を,か焼プロセスに必要な熱空気による空気圧式分離工程にかけるステップと
からなる製造工程を有することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂製品の製造方法。 - 前記ホウ砂の粗鉱を,熱空気流に対して向流(逆)方向の一体型フライトを有する回転炉内に供給するステップと,
前記回転炉内で30〜45分間熱処理するステップと,
Na2B4O7.10H2O+加熱−−−−−−−Na2B4O7.(1〜5)H2O+(5〜9)H2Oの反応に従って結晶水を分離するステップと,
壊れやすく脆弱に形成された低密度構造を得るステップと,
水の損失による前記粘土(脈石鉱物)の焼入れのステップと,
前記ホウ砂の密度を高めるステップと
を含む,か焼プロセスを特徴とする請求項4記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造方法。 - 前記か焼粘土が,前記回転炉内に配置された前記一体型フライトにより前記か焼ホウ砂への粉砕力を示す自生粉砕プロセスを特徴とする請求項4又は5記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造方法。
- 前記炉内のエアファンによって吸引される熱空気を介して実施され,前記ホウ砂の最初の膨化(puffing)の間又は自生粉砕工程の間において,0.15〜0.3g/cm3の嵩密度を有する前記超微粉砕された,か焼ホウ砂と,1.0g/cm3の嵩密度を有する熱処理された前記粘土との密度差を利用する分離工程を特徴とする請求項4〜6いずれか1項記載の方法。
- 前記一体型フライトを備える前記回転炉,粉末清掃ユニット(サイクロン及びフィルタ),前記エアファン及び製品運搬要素を含む機器及び器具が用いられる請求項4〜7いずれか1項記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造方法。
- 以下の動作温度:
前記炉の入口(ホットヘッド)の温度が,最低で300℃及び最高で550℃であり,
前記炉の中部の温度が,最低で130℃及び最高で450℃であり,
前記炉の出口(コールドヘッド)の温度が,最低で100℃及び最高で250℃であり,
(前記炉と前記粉末清掃ユニットとの間にある)煙突の温度が,最低で70℃及び最高で200℃であり,
前記粉末清掃ユニットの温度が,最低で60℃及び最高で140℃である
ことを特徴とする請求項4〜8いずれか1項記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造方法。 - B2O3で濃縮された前記か焼ホウ砂を,前記サイクロン,前記フィルタ及び前記炉の終端部の前記煙突の出口から得るステップと,
前記B2O3の含有量が1〜5%に低減された前記か焼粘土を,前記炉の入口から廃棄物として得るステップと
を特徴とする請求項4〜9いずれか1項記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂の製造方法。 - 前記か焼−前記自生粉砕−前記分離工程を,単一ステップで,同一の媒体において実現することを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の方法。
- −前記粉末清掃ユニット中の動作温度が低いという事実に依存し,前記粉末清掃ユニット中の,鉱石から除去された水,及び,システム内に空気及び燃焼ガスを介して運ばれた水蒸気を凝縮するステップと,
−凝縮した前記水蒸気の一部を前記超微粉砕された,か焼ホウ砂により再吸収するステップと,
−結晶水を増加するステップと,
−前記B2O3の含有量を低減するステップと
を含む請求項4〜11いずれか1項記載の超微粉砕された,か焼ホウ砂製品の製造方法。 - 前記超微粉砕された,か焼ホウ砂製品(45〜62%の含有量のB2O3と,8.0〜30.0%の強熱減量と,3〜12重量%の不純物(粘土,ドロマイト)と,1〜5.0%のMgOと,1〜5.0%のCaOと,1〜3.0%のSiO2と,0.03〜0.15%のSO3と,15〜29%のNa2Oと,最高で0.20%のFe2O3と,最高で0.25%のAl2O3とを有する)と,同一の化学特性,同一の不純物含有量及び同一の化学式(Na2B4O7.(1〜5)H2O)を有する含有物を特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の圧縮か焼ホウ砂製品。
- 0〜0.6%の水分,〜6mmの粒径及び0.75〜1.0g/cm3の嵩密度の物理特性を特徴とする請求項13記載の圧縮か焼ホウ砂製品。
- 製造工程において;
−いかなる結合添加剤も用いずに得るステップと,
−低密度を有する超微粉砕された,か焼ホウ砂を,高圧下で加圧することにより圧縮するステップと,
−破砕ふるい工程にかけるステップと
を特徴とする請求項13又は14記載の圧縮か焼ホウ砂製品の製造方法。 - −超微粉砕された粒子としての前記か焼ホウ砂を圧縮機のディスクの間に供給するステップと,
−高圧下の前記ディスクから前記か焼ホウ砂を細片として抜き出すステップと
を含む圧縮工程を特徴とする請求項15記載の圧縮か焼ホウ砂の製造方法。 - 前記圧縮機に連結された前方破砕機内で前記細片を小片に破壊するステップと,
寸法を調節する破砕機に供給するステップと,
前記ふるい工程でスクリーンを通過した製品を,ふるいの下の第2段の圧縮機の内部で圧縮するステップと,
前記スクリーンの目を通過せず,前記スクリーンに残留する前記製品を,適切な寸法に粉砕するための前記破砕機に逆送りし,前記破砕された製品を最終製品とするステップと
を含む破砕ふるい工程を特徴とする請求項15又は16記載の圧縮か焼ホウ砂の製造方法。 - 圧縮効率及び容量を高めるために,
−前記超微粉砕された,か焼ホウ砂が前記圧縮機に入り込む前に前記超微粉砕された,か焼ホウ砂の嵩密度に予備凝縮プロセスを適用するステップ
を特徴とする請求項17記載の圧縮か焼ホウ砂の製造方法。 - 前記超微粉砕された,か焼ホウ砂を予備凝縮するために,
−水又は水蒸気を噴霧式で前記製品に(最適な製品の重量の少なくとも1%)添加して,前記製品を螺旋状又は他のタイプのミキサ内で混合するステップと,
−前記超微粉砕された,か焼ホウ砂に乾燥水蒸気を添加して,又はいかなる添加剤も投入せずに,タンク中に磨耗性質の無い高密度を有する材料(例えば金属ボール)と共に混合するステップと,
−2又はそれ以上の直列の圧縮機を用いる予備凝縮プロセスにおいて,第1段の前記圧縮機を用いて前記超微粉砕された,か焼ホウ砂中に含まれる空気を放出することにより,粉末の体積を低減かつ圧縮するステップと,
−前記製品の嵩密度を平均で0.4〜0.6g/cm3とすることにより,前記予備凝縮プロセスを実施するステップと
を特徴とする請求項15〜18いずれか1項記載の圧縮か焼ホウ砂の製造方法。 - −前記予備凝縮プロセスにかけられた,前記超微粉砕された,か焼ホウ砂を圧縮するために,少なくとも4トン/cmの圧力を前記ディスクの表面に加えるステップと,
−前記予備凝縮プロセスを実施せずに圧縮するために,少なくとも15トン/cmの圧力を前記ディスクの前記表面に加えるステップと
を特徴とする請求項15〜19いずれか1項記載の圧縮か焼ホウ砂の製造方法。 - 平均で〜250ミクロンの粒径及び0.15〜0.3g/cm3の嵩密度を有する前記超微粉砕された,か焼ホウ砂を前記圧縮機に供給するステップを含み,
3mmの寸法及び0.8〜0.95g/cm3の嵩密度を有する圧縮か焼ホウ砂製品を特徴とする請求項15〜20いずれか1項記載の方法。
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