JP2012024826A - 鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法および処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造ライン内にわずかな設備を付加するだけで、集塵ダスト中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質の不溶化処理を行うことができる有害物質の処理方法および処理システムを提供する。
【解決手段】鋳型ばらし工程と、砂再生工程と、混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備えた鋳造ラインから発生した集塵ダストを混練工程に送り、不溶化剤とともに鋳物砂中に混練して不溶化処理を行う。不溶化処理設備を別途設ける必要がないので設備コストが安く、本発明により処理された鋳物砂をセメント原料や路盤材原料などとして再利用する場合にも、有害物質が溶出することがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法および処理システムに関するものであり、特に鋳造ラインの集塵ダスト中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理方法および処理システムに関するものである。

従来、鋳物工場で用いられる鋳型砂は所定の処理工程を経て鋳型原料として再利用されており、集塵ダストを含む廃棄砂はセメント原料および路盤材原料として再利用されてきた。しかしながら、近年の土壌を含めた環境浄化の規制強化により、環境省告示４６号に示される重金属・ハロゲンなどの有害物質が土壌環境基準の溶出基準値を超えないようにする不溶化処理を実施する必要が生じてきた。

このような有害物質の不溶化処理として、例えば特許文献１には、フッ素汚染土に酸化マグネシウム等を主成分とする添加剤を添加し、混合処理することにより不溶化処理を行う技術が開示されている。

特開２００５−３２４０８３号公報

しかし、上述の処理方法を鋳造ラインに適用して集塵ダスト中に含まれる重金属・ハロゲンなどの有害物質の不溶化処理を行うためには、図２に示すように別に不溶化処理設備１を設ける必要があり、設備コストが増大するとともに、処理設備の設置場所を新たに用意しなければならないという問題があった。

そこで本発明は、鋳造ライン外に別途不溶化処理設備を必要とせず、鋳造ライン内にわずかな設備を付加するだけで、集塵ダスト中に含まれる重金属・ハロゲンなどの有害物質の不溶化処理を行うことができ、設備コストを小さくでき、設備設置のための平面スペースも小さくできる鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法および処理システムを実現することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法は、鋳造ラインで発生する集塵ダスト中の有害物質を不溶化処理するための有害物質の処理方法であって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、各工程および各工程を行う設備間の搬送工程、鋳型ばらし工程および砂再生工程の少なくとも１工程から発生した集塵ダストを混練工程に送り、不溶化剤とともに鋳物砂中に混練して不溶化処理を行うことを特徴とするものである。

なお、混練工程では鋳型砂の調整および不溶化処理を行うことができる。また前記有害物質は、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、ふっ素、ほう素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第二種特定有害物質のうちのすくなくとも１つである。

また上記目的を達成するためになされた本発明の鋳造ラインで発生する有害物質の処理システムは、鋳物を製造する鋳造ラインから発生する集塵ダスト中の有害物質を不溶化処理するための有害物質の処理システムであって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、鋳型ばらし設備で生じたばらし砂の再生処理を行う砂再生設備と、砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、集塵ダストを混練工程に送る設備とを備え、前記混練設備は、不溶化剤を集塵ダストとともに鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、鋳造ラインから発生する集塵ダストを混練工程に送り、不溶化剤とともに鋳物砂中に混練して不溶化処理を行う。このため、集塵ダスト中に含まれる重金属・ハロゲンなどの有害物質の不溶化処理を行うための専用設備を必要としない。このため、設備コストを小さくでき、設備設置のための平面スペースも小さくすることができる。また本発明により処理された鋳物砂をセメント原料や路盤材原料などとして再利用する場合にも、有害物質が溶出することがなく、土壌環境基準の溶出基準値を超えるおそれがない。

本発明の実施形態を示すフロー図である。 従来例を示すフロー図である。

以下に図１を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１に示す鋳造ラインにおいて、１０は混練設備を備えた混練工程であり、砂再生工程１１から搬送された鋳型砂と、未使用の鋳物砂及び副資材を混練して鋳型造型に使用する混練物とする。副資材は粘土、樹脂等の結合剤であり、所定量の水とともに混練調整を行い、混練された鋳型砂は造型工程１２に送られる。造型工程１２ではこの鋳型砂を用いて鋳型を造型し、次に注湯工程１３においてこの鋳型中に金属溶湯が注湯され、鋳造が行われる。

注湯工程１３の後に冷却された鋳型は鋳型ばらし設備を備えた鋳型ばらし工程１４に送られ、鋳造品と鋳型砂とが分離される。分離された鋳型砂は砂再生設備を備えた砂再生工程１１に送られ、磁選機による鉄片等の分離、砂表面からの結合剤の剥離、微粉の篩い分け、サンドクーラによる冷却などを行って鋳型砂を再生する。このように鋳型ばらし工程１４と、砂再生工程１１と、混練工程１０とにより、鋳型砂を再利用する再利用工程が構成されている。

なお、鋳型ばらし工程１４で分離された鋳造品の表面に付着している鋳物砂は、砂付き鋳物清掃工程１５において分離され、砂再生工程１１に送られる。一方、砂付き鋳物清掃工程１５において砂が取り除かれた鋳造品は、仕上げ工程１６、検査工程１７などを経て出荷される。

前述したように、上記した鋳造ラインにおいては重金属やハロゲンなどの有害物質を含むダストが発生するため、集塵装置２０による集塵が行われる。ダストの発生部位は、各工程および各工程を行う設備間の搬送工程であるが、特に鋳型ばらし工程１４および砂再生工程１１では多量のダストが発生するので、少なくともこれらのうちの１工程において集塵が行われる。

集塵装置２０により捕集された集塵ダスト中には、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、ふっ素、ほう素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第二種特定有害物質のうちの少なくとも１つが含まれている。本発明ではこのような有害物質を含む集塵ダストを、ベルトコンベヤや輸送管などのダスト搬送手段２１により、混練工程１０に送る。搬送中に集塵ダストが飛散しないように、ダスト搬送手段２１は密閉構造であることが好ましい。

混練工程１０には、不溶化剤を集塵ダストとともに鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備が設けられている。不溶化剤としては、酸化マグネシウム、酸化マグネシウム含有剤と塩化第二鉄、塩化カルシウム、珪酸アルカリ金属塩、酸化カルシウムとカルシウムアルミネート、カルシウムアルミネートと珪酸カルシウムなどを用いることができる。

特に環境基準値が厳しいふっ素及びその化合物と、ほう素及びその化合物の不溶化処理には、酸化マグネシウム系の不溶化剤が適している。この実施形態では、酸化マグネシウム系の不溶化剤を粉体の状態で添加した。不溶化剤添加設備は、タンク中から不溶化剤を定量供給することができる構造とすることが好ましい。

このようにして有害物質を含む集塵ダストを混練工程１０に送り、鋳型砂及び不溶化剤とともに混練すれば、不溶化剤と反応した有害物質は鋳型砂に溶出しない状態で固定される。この鋳型砂はそのまま鋳型に使用することができる。また廃棄砂としてセメント原料や路盤材原料として再利用する場合にも、環境省告示４６号に示される重金属・ハロゲンなどの有害物質が土壌環境基準の溶出基準値を超えることがない。

また本発明によれば、集塵機を備えた既存の鋳造ライン中に、集塵ダストを混練工程１０に搬送するダスト搬送手段２１と不溶化剤添加設備とを増設するだけでよく、不溶化処理設備を別途設ける必要がないので設備コストが安く、処理設備の設置場所を新たに用意する必要もない。

１ 不溶化処理設備
１０ 混練工程
１１ 砂再生工程
１２ 造型工程
１３ 注湯工程
１４ 鋳型ばらし工程
１５ 砂付き鋳物清掃工程
１６ 仕上げ工程
１７ 検査工程
２０ 集塵装置

Claims (4)

1. 鋳造ラインで発生する集塵ダスト中の有害物質を不溶化処理するための有害物質の処理方法であって、
   前記鋳造ラインは、
   鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、
   鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、
   砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、
   各工程および各工程を行う設備間の搬送工程、鋳型ばらし工程および砂再生工程の少なくとも１工程から発生した集塵ダストを混練工程に送り、不溶化剤とともに鋳物砂中に混練して不溶化処理を行うことを特徴とする鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法。
2. 混練工程では鋳型砂の調整および不溶化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法。
3. 前記有害物質は、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、ふっ素、ほう素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第二種特定有害物質のうちのすくなくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の鋳造ラインで発生する有害物質の処理方法。
4. 鋳物を製造する鋳造ラインから発生する集塵ダスト中の有害物質を不溶化処理するための有害物質の処理システムであって、
   前記鋳造ラインは、
   鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、
   鋳型ばらし設備で生じたばらし砂の再生処理を行う砂再生設備と、
   砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、
   集塵ダストを混練工程に送る設備とを備え、
   前記混練設備は、不溶化剤を集塵ダストとともに鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備えることを特徴とする鋳造ラインで発生する有害物質の処理システム。

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