JP2018122226A - Selection method of used refractory, and selector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用済み耐火物の選別方法及び選別装置に関し、特に、製鉄所で発生した使用済みの高炉樋耐火物から、有価物を選別回収するための選別方法及び選別装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for sorting used refractories, and more particularly, to a sorting method and apparatus for sorting and recovering valuable materials from used blast furnace refractories generated in steelworks.
鉄鋼プロセス、特に製銑工程及び製鋼工程においては様々な耐火物が使用されており、しかも、1種類の耐火物を単独で用いるだけでなく、複数種の耐火物を特性等に応じて組み合わせて使用することが広く行われている。 Various refractories are used in the steel process, especially in the ironmaking process and steelmaking process. Moreover, not only one type of refractory is used alone, but also multiple types of refractories are combined according to the characteristics, etc. It is widely used.
例えば、図1は、一般的な高炉樋の使用状態を示す断面図である。この図に示すとおり、高炉樋1は、外殻となる鉄皮2の内側に耐火物3が張り付けられている。この耐火物3は、主にメタルライン材4とスラグライン材5との上下2層構造からなり、メタルライン材4は主に溶銑と接触し、スラグライン材5は主にスラグと接触するよう配分されている。使用済みとなった耐火物(以下、使用済み耐火物)は、一般に、重機を使って解体されるため、メタルライン材4とスラグライン材5とは混合して排出される。
For example, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a use state of a general blast furnace. As shown in this figure, a refractory 3 is attached to the inner side of an
メタルライン材4は、アルミナ(Al2O3)を主成分として含み、スラグライン材5は、シリカ(SiC)を主成分として含む。これらは双方とも原料としての価値が高いため、使用済み耐火物から、メタルライン材4とスラグライン材5とを個別に回収し、それぞれをリサイクル材料として再利用できれば工業上メリットとなる。 The metal line material 4 includes alumina (Al 2 O 3 ) as a main component, and the slag line material 5 includes silica (SiC) as a main component. Since both of these are highly valuable as raw materials, it is industrially advantageous if the metal line material 4 and the slag line material 5 are individually recovered from the used refractory and can be reused as recycled materials.
そこで、使用済み耐火物を選別するための、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献1及び特許文献2には、使用済み耐火物を破砕及び粒度調節した上で、磁力による選別を複数回繰り返す方法や、さらに色彩による選別を組み合わせる方法が記載されている。また、特許文献3には、耐火物を予め人為的に着色し、使用後はその色彩によって選別する方法が記載されている。その他、特許文献4には、粉体を流動媒体とした固気流動層を用いることで比重差を利用して、使用済み耐火物を選別する方法が記載されている。
Therefore, various methods for selecting used refractories have been proposed. For example, Patent Literature 1 and
ここで、メタルライン材4とスラグライン材5とは、いずれも若干の鉄分を含むが、その量は少なく、量の差も小さいことから、特許文献1及び2に開示される、磁力による選別は困難である。また、特許文献3に記載される色彩による選別は、メタルライン材4とスラグライン材5とは、いずれもカーボンが含まれるため灰色や黒色であり、破砕後は着色部分が露出しない部分もあるため、この種の耐火物の選別には適していなかった。また、特許文献4に記載される、比重差を利用した選別は、粒径10mm以下程度となった耐火物の選別には不向きであった。
従って、上記方法では、使用済み耐火物から有価物を選別する精度は、依然として十分とはいえなかった。
Here, the metal line material 4 and the slag line material 5 both contain some iron, but the amount thereof is small and the difference between the amounts is small. It is difficult. Moreover, since the metal line material 4 and the slag line material 5 are both contained in carbon, the selection by color described in Patent Document 3 is gray or black, and there is a portion where the colored portion is not exposed after crushing. Therefore, it was not suitable for selecting this kind of refractory. Moreover, the selection using the specific gravity difference described in Patent Document 4 is unsuitable for selecting a refractory having a particle size of about 10 mm or less.
Therefore, in the above method, the accuracy of selecting valuable materials from the used refractories is still not sufficient.
そこで、本発明は、使用済み耐火物から、高い精度で有価物を選別する方法及び装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for sorting valuable materials from used refractories with high accuracy.
発明者らは、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、以下の表1に示すとおり、メタルライン材4とスラグライン材5との間には成分組成に明確な差があり、従って、含有される成分自体及び成分比に基づく選別が有効であることを知見した。さらに、使用済み耐火物の成分分析に際しては、分析手法に応じた適切な粒度調整が必要であることも判明した。 The inventors have intensively studied the means for solving the above problems, and as shown in Table 1 below, there is a clear difference in the component composition between the metal line material 4 and the slag line material 5, and therefore, It was found that the selection based on the contained component itself and the component ratio is effective. Furthermore, it has also been found that in the component analysis of used refractories, it is necessary to adjust the particle size appropriately according to the analysis method.
また、スラグライン材5は、表1に示したとおり、Al2O3とSiCとを含み、有価物として再利用するには、これらをさらに選別して回収することが好ましい。そこで、スラグライン材5をAl2O3系耐火物と、SiC系耐火物とに選別する手法について鋭意検討した結果、スラグライン材5をさらに粉砕し、得られた粉体を磁力により選別することが有効であることを見出した。即ち、Al2O3を主な成分とする粉体は、微量のFeを含むのに対し、SiCを主な成分とする粉体は、Feを一切含まないという特性を有する。そこで、スラグライン材5を粉砕すると、Al2O3系粉体とSiC系粉体との混合粉体が得られ、所定の磁力によって、微量のFeを検知できることに想到した。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
Moreover, as shown in Table 1, the slag line material 5 contains Al 2 O 3 and SiC, and it is preferable to further select and collect these for reuse as valuable materials. Then, as a result of earnestly examining the method of selecting the slag line material 5 into the Al 2 O 3 refractory and the SiC refractory, the slag line material 5 is further pulverized and the obtained powder is selected by magnetic force. Found that it was effective. That is, the powder mainly composed of Al 2 O 3 contains a small amount of Fe, whereas the powder mainly composed of SiC does not contain any Fe. Then, when the slag line material 5 was pulverized, it was conceived that a mixed powder of Al 2 O 3 -based powder and SiC-based powder was obtained, and a trace amount of Fe could be detected by a predetermined magnetic force.
The present invention is based on the above findings.
本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)使用済み耐火物の選別方法であって、前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A method for selecting a used refractory, a crushing step of crushing the used refractory, a particle size adjusting step of adjusting the used refractory crushed by the crushing step to a predetermined particle size range, Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. And a process for sorting used refractories.
(2)前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む、上記(1)に記載の使用済み耐火物の選別方法。 (2) The used refractory is a used blast furnace refractory, and the plurality of groups include a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a slag line material mainly composed of SiC. The method for sorting used refractories according to (1) above, comprising a group.
(3)使用済み耐火物の選別方法であって、前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕工程と、前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別工程と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。 (3) A method for selecting used refractories, a crushing step for crushing the used refractory, a particle size adjusting step for adjusting the used refractory crushed by the crushing step to a predetermined particle size range, Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. A pulverizing step of pulverizing the refractory particles belonging to at least one of the plurality of groups into a refractory powder; and the refractory powder using a magnetic force and a non-magnetic powder. A method for sorting used refractories, comprising: a magnetic sorting step for sorting into a body.
(4)前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、前記粉砕工程は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕し、前記磁力選別工程は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、上記(3)に記載の使用済み耐火物の選別方法。 (4) The used refractory is a used blast furnace refractory, and the plurality of groups include a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a slag line material mainly composed of SiC. And the pulverizing step pulverizes the refractory particles belonging to the slag line material group into slag line material powder, and the magnetic force sorting step uses the magnetic force to slag the slag line material powder. The method for sorting used refractories as described in (3) above, wherein the powder is sorted into Al 2 O 3 powder and SiC powder.
(5)前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、前記粉砕工程は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕し、前記磁力選別工程は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、上記(3)又は(4)に記載の使用済み耐火物の選別方法。 (5) The used refractory is a used blast furnace refractory, and the plurality of groups include a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a slag line material mainly composed of SiC. And the pulverizing step pulverizes the refractory particles belonging to the metal line material group into metal line material powder, and the magnetic force selection step uses the magnetic force to pulverize the metal line material powder. The method for sorting used refractories as described in (3) or (4) above, wherein the powder is sorted into Al 2 O 3 powder and SiC powder.
(6)前記成分分離工程は、前記成分分析の前又は後に、前記耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離することを含む、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別方法。 (6) The component separation step includes separating the refractory particles including bare iron from the refractory particles using magnetic force before or after the component analysis. The method for sorting used refractories as described in any of the above.
(7)前記成分分析は、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いる、上記(1)〜(6)に記載の使用済み耐火物の選別方法。 (7) The component analysis is a method for selecting a used refractory according to the above (1) to (6), which uses laser-induced breakdown spectroscopy.
(8)前記磁力選別工程は、磁束密度0.6T以上の磁石を用いる、上記(3)〜(7)に記載の使用済み耐火物の選別方法。 (8) The method for sorting used refractories according to (3) to (7) above, wherein the magnetic force sorting step uses a magnet having a magnetic flux density of 0.6 T or more.
(9)使用済み耐火物の選別装置であって、前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 (9) A used refractory sorting apparatus, a crushing means for crushing the used refractory, a particle size adjusting means for adjusting the used refractory crushed by the crushing means to a predetermined particle size range, Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Means for sorting used refractories.
(10)前記破砕手段は、使用済み高炉樋耐火物を破砕するものであり、前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものである、上記(9)に記載の使用済み耐火物の選別装置。 (10) The crushing means crushes used blast furnace refractories, and the component separation means comprises the refractory grains, a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and SiC. The used refractory sorting apparatus according to the above (9), which is separated into a plurality of groups including a group of slag line materials as a main component.
(11)使用済み耐火物の選別装置であって、前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕手段と、前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別手段と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 (11) A used refractory sorting apparatus, a crushing means for crushing the used refractory, a particle size adjusting means for adjusting the used refractory crushed by the crushing means to a predetermined particle size range, Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Means, pulverizing means for pulverizing refractory particles belonging to at least one of the plurality of groups into refractory powder, and the refractory powder using magnetic force and non-magnetic powder. A sorting apparatus for used refractories, comprising magnetic sorting means for sorting into a body.
(12)前記破砕手段は、使用済み高炉樋耐火物を破砕するものであり、前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、前記粉砕手段は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕するものであり、前記磁力選別手段は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、上記(11)に記載の使用済み耐火物の選別装置。 (12) The crushing means crushes used blast furnace refractories, and the component separation means comprises the refractory grains, a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and SiC. The slag line material group is separated into a plurality of groups including the slag line material group, and the pulverizing means pulverizes the refractory particles belonging to the slag line material group into slag line material powder. And the magnetic force sorting means sorts the slag line material powder into Al 2 O 3 based powder and SiC based powder using magnetic force. Sorting device.
(13)前記成分分離手段は、さらに、前記耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離可能である、上記(9)〜(12)のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別装置。 (13) The component separation means according to any one of (9) to (12), wherein the refractory particles including ingot iron can be further separated from the refractory particles using magnetic force. Used refractory sorting equipment.
(14)前記成分分離手段は、レーザー誘起ブレークダウン分光法器を有する、上記(9)〜(13)に記載の使用済み耐火物の選別装置。 (14) The used refractory sorting apparatus according to (9) to (13), wherein the component separation unit includes a laser-induced breakdown spectrometer.
(15)前記磁力選別手段は、磁束密度0.6T以上の磁石を有する、上記(9)〜(14)に記載の使用済み耐火物の選別装置。 (15) The used refractory sorting apparatus according to (9) to (14), wherein the magnetic force sorting unit includes a magnet having a magnetic flux density of 0.6 T or more.
本発明によれば、使用済み耐火物から、高い精度で有価物を選別することができる。 According to the present invention, valuable materials can be selected from used refractories with high accuracy.
(使用済み耐火物の選別方法)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る、使用済み耐火物の選別方法のフローチャートである。
(Method for sorting used refractories)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart of a method for sorting used refractories according to an embodiment of the present invention.
図2に示すとおり、本発明に係る、使用済み耐火物の選別方法は、使用済み耐火物を破砕し(破砕工程)、破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整し(粒度調整工程)、粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する(成分分離工程)、方法である。
以下、各工程について詳しく説明する。
As shown in FIG. 2, the method for sorting used refractories according to the present invention crushes used refractories (crushing step), and adjusts the used refractories crushed by the crushing step to a predetermined particle size range. (Particle size adjusting step) Based on the results obtained by conducting component analysis on the particle size-adjusted used refractory particles, the refractory particles are grouped into a plurality of groups as the same main component. It is a method of separating (component separation step).
Hereinafter, each step will be described in detail.
まず、破砕工程では、使用済み耐火物を破砕する。この破砕は、例えば、ジョークラッシャーやバケットクラッシャー等の重機を用いて行うことができる。この破砕工程は、使用済み耐火物を、後述する成分分離に適した粒度にすることを所期している。 First, in a crushing process, a used refractory is crushed. This crushing can be performed using, for example, a heavy machine such as a jaw crusher or a bucket crusher. This crushing step is intended to make the used refractory into a particle size suitable for component separation described later.
次に、粒度調整工程では、上記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する。粒度範囲は、後述するレーザー誘起ブレークダウン分光法を用いるときは、粒径5mm以上100mm以下であり、より好適には粒径10mm以上40mm以下である。なお、後の成分分離の精度を高めるため、粒径分布の幅は狭い方が好ましい。 Next, in the particle size adjustment step, the used refractory crushed by the crushing step is adjusted to a predetermined particle size range. When the laser induced breakdown spectroscopy described later is used, the particle size range is from 5 mm to 100 mm, and more preferably from 10 mm to 40 mm. In order to improve the accuracy of subsequent component separation, it is preferable that the width of the particle size distribution is narrow.
この使用済み耐火物の粒度調整は、具体的には篩いを用いて行うことができる。例えば、使用済み耐火物の粒度範囲を粒径10mm以上40mm以下とする場合は、まず、目開き寸法が40mmの篩いを用いて、破砕された使用済み耐火物を篩いにかける。その後、目開き寸法が40mmの篩いを通過した使用済み耐火物を、目開き寸法が10mmの篩いにかける。目開き寸法が10mmの篩いに残った使用済み耐火物を、所定の粒度範囲の使用済み耐火物粒30(以下、耐火物粒30ともいう)として扱う。 Specifically, the particle size of the used refractory can be adjusted using a sieve. For example, when the particle size range of the used refractory is 10 mm or more and 40 mm or less, first, the crushed used refractory is sieved using a sieve having an opening size of 40 mm. Thereafter, the used refractory material that has passed through a sieve having an opening size of 40 mm is passed through a sieve having an opening size of 10 mm. The used refractory material remaining on the sieve having a mesh size of 10 mm is handled as used refractory particles 30 (hereinafter also referred to as refractory particles 30) having a predetermined particle size range.
なお、最初に目開き寸法40mmの篩いにおいて、篩い上に残った使用済み耐火物は、再度破砕処理を行って、粒度をさらに小さくした後、再度上記した粒度調整に供することが好ましい。 In addition, it is preferable to use for the above-mentioned particle size adjustment again after carrying out the crushing process again for the used refractory material which remain | survived on the sieve in the sieve of opening size 40mm first, and making a particle size still smaller.
引続いて、成分分離工程では、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、主成分が同じである群として複数の群に分離する。使用済み耐火物粒30が使用済み高炉耐火物粒である場合、主成分が同じである群として、メタルライン材の群に属する耐火物粒30a(以下、メタルライン材耐火物粒30a)、スラグライン材の群に属する耐火物粒30b(以下、スラグライン材耐火物粒30b)を含む複数の群に分離する。上述のとおり、メタルライン材とスラグライン材との間には、成分組成に明確な差があり、従って、含有される成分自体及び成分比に基づく選別を行うことができる。さらに、高炉樋の耐火物は、使用される過程でスラグが付着するのが通例であり、このような高炉スラグ等の不純物含有耐火物粒30c(以下、不純物耐火物粒30c)も、含有される成分自体及び成分比に基づいて選別することができる。
以下、使用済み高炉樋耐火物粒の選別を典型例として説明する。
Subsequently, in the component separation step, the used refractory particles 30 whose particle size has been adjusted are separated into a plurality of groups as groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis. . When the used refractory grains 30 are used blast furnace refractory grains, the
Hereinafter, selection of used blast furnace refractory grains will be described as a typical example.
さて、成分分析の手法には、レーザー誘起ブレークダウン分光法や蛍光X線や透過X線等があるが、耐火物粒30を、メタルライン材耐火物粒30a及びスラグライン材耐火物粒30bとを含む複数の群に確実に成分分析することができれば、特に限定されない。中でも、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いることが好ましい。なぜなら、レーザー誘起ブレークダウン分光法は、サンプルプレパレーションが不要であり、通常1スポットにつき数マイクロ秒〜数ミリ秒の、非常に高速な測定が可能であり、作業効率が高い。さらに、レーザー誘起ブレークダウン分光法は、H、Be、Li、C、N、O、Na及びMg等の、軽元素を含む広い元素測定範囲を有しており、表1に示した、メタルライン材とスラグライン材の成分組成の分析に適している。
Component analysis methods include laser-induced breakdown spectroscopy, fluorescent X-rays, and transmitted X-rays. The refractory particles 30 are divided into metal line material
図3は、使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法による成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段の構成を示す概念図である。以下、図3を参照して、使用済み耐火物粒30に対して、成分分離手段を用いた、レーザー誘起ブレークダウン分光法による成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒30を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程について説明する。 FIG. 3 shows that the refractory particles are divided into a plurality of groups having the same main component based on the results obtained by performing component analysis by laser-induced breakdown spectroscopy on the used refractory particles. It is a conceptual diagram which shows the structure of the component separation means to isolate | separate. Hereinafter, referring to FIG. 3, based on the results obtained by performing component analysis by laser-induced breakdown spectroscopy using component separation means on the used refractory particles 30, the refractory particles 30 are used. The component separation step of separating the components into a plurality of groups as groups having the same main component will be described.
図3に示す成分分離手段6は、振動フィーダー7と、ベルトコンベヤ8と、画像カメラ9と、短パルスレーザー10と、分光計11と、解析制御器12と、エアージェット13と、落下シュート14a〜14cとを備えている。
The component separating means 6 shown in FIG. 3 includes a vibration feeder 7, a belt conveyor 8, an image camera 9, a short pulse laser 10, a
この成分分離手段6において、所定の粒度範囲に調整された使用済み耐火物粒30を、振動フィーダー7によってベルトコンベヤ8上に積み重なることなしに均して供給する。ベルトコンベヤ8上に供給された使用済み耐火物粒30は、画像カメラ9によってベルトコンベヤ8上の搬送位置が検出される。この画像カメラ9による搬送位置情報と、ベルトコンベヤ8の駆動モータ(図示せず)に取り付けられているエンコーダ等の回転パルスセンサ情報からトラッキングされたベルトコンベヤ8の移動量の情報とに基づいて、搬送中の使用済み耐火物粒30の各々に向けて短パルスレーザー10を正確に照射し、照射点から発生する高温プラズマの発光スペクトルを分光計11によって検出し、検出情報に基づいて解析制御器12を用いて、耐火物粒30がメタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに該当するか判定する。
In this component separation means 6, the used refractory particles 30 adjusted to a predetermined particle size range are supplied uniformly without being stacked on the belt conveyor 8 by the vibration feeder 7. The used refractory particles 30 supplied onto the belt conveyor 8 are detected by the image camera 9 at the transport position on the belt conveyor 8. Based on the transport position information by the image camera 9 and information on the amount of movement of the belt conveyor 8 tracked from rotation pulse sensor information such as an encoder attached to a drive motor (not shown) of the belt conveyor 8, The short pulse laser 10 is accurately irradiated toward each of the used refractory particles 30 being conveyed, the emission spectrum of the high-temperature plasma generated from the irradiation point is detected by the
図4〜図6は、分光計によって検出された、メタルライン材耐火物粒、スラグライン材耐火物粒及び不純物耐火物粒の発光スペクトルの例を示す図である。ここで、表1を参照してメタルライン材とスラグライン材との成分組成を対比すると、メタルライン材は、Al2O3を主成分として含み、スラグライン材は、SiCを主成分として含む。さらに、メタルライン材は、MgOを含むが、スラグライン材はMgOを含有しない。そこで、発光スペクトルの分析によって得られる成分組成の結果と、上記した知見(表1)とを対照することによって、耐火物粒30がメタルライン材耐火物粒30a又はスラグライン材耐火物粒30bのいずれかに該当するかの判定が可能である。例えば、図4に示すメタルライン材耐火物粒の発光スペクトルの例では、Alにピークがあり、かつ、Mgのスペクトルが確認できることから、Al2O3を主成分として含み、かつ、MgOを含むメタルライン材耐火物粒30aであるとの判定が得られる。一方、図5に示すスラグライン材耐火物粒の発光スペクトルの例では、Mgのスペクトルが存在しないことから、SiCを主成分とするスラグライン材耐火物粒30bであるとの判定が得られる。さらに、図6に示す不純物耐火物粒の発光スペクトルの例では、Caにピークがあることから、高炉スラグ等の不純物耐火物粒30cであるとの判定が得られる。
4-6 is a figure which shows the example of the emission spectrum of the metal line material refractory grain, the slag line material refractory grain, and the impurity refractory grain detected by the spectrometer. Here, when the component composition of the metal line material and the slag line material is compared with reference to Table 1, the metal line material includes Al 2 O 3 as a main component, and the slag line material includes SiC as a main component. . Further, the metal line material contains MgO, but the slag line material does not contain MgO. Therefore, by comparing the result of the component composition obtained by the analysis of the emission spectrum and the above-described knowledge (Table 1), the refractory particles 30 are the metal line material
解析制御器12によって、メタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに判定された使用済み耐火物粒30は、エアージェット13を用いて、落下シュート14a〜14cへの位置を制御して分離される。メタルライン材耐火物粒30aは落下シュート14aに分離され、スラグライン材耐火物粒30bは落下シュート14bに分離され、不純物耐火物粒30cは落下シュート14cに分離される。なお、図示例ではエアージェット13が用いられるが、パドルを用いて落下シュート14a〜14cへの位置を制御することもできる。
このようにして、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒30を、メタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに分離することができる。
The used refractory particles 30 determined by the analysis controller 12 as one of the metal line material
Thus, based on the result obtained by performing component analysis with respect to the used refractory particles 30 whose particle size has been adjusted, the refractory particles 30 are converted into metal line material
なお、本発明における成分分離工程では、上記の成分分析の前又は後に、耐火物粒30から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離することが好ましい。一般に、高炉樋の耐火物は、スラグや溶銑の付着が少なくなるように成分設計されているが、使用される過程では少なからず地金鉄を含むスラグ等が付着する。耐火物の再利用においては、耐火物粒から、このような地金鉄を含むスラグが付着した耐火物粒を、スラグに含まれる地金鉄の磁性を利用して、磁力を用いて分離することが好ましい。磁力を用いるとは、例えば、磁束密度0.1T〜1Tの磁場を有する磁力分離機を用いることがある。なお、好適な磁束密度は、0.3T〜0.6Tである。この磁力分離機には、ドラム式又はベルト吊り下げ式を用いることができる。好適には、ドラム式の磁力分離手段を用いることによって、より効果的にスラグの取りこぼしを防ぐことができる。
このように、耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を、磁力を用いて分離することで、有価物にスラグが混入する虞を低減することができる。
In the component separation step in the present invention, it is preferable to separate the refractory particles including bare iron from the refractory particles 30 using magnetic force before or after the above component analysis. In general, the refractory material of the blast furnace is designed so that the adhesion of slag and hot metal is reduced, but in the process of use, the slag containing bare metal adheres. In the reuse of refractory, refractory grains with slag containing such slag iron are separated from refractory grains using magnetic force of slag contained in slag. It is preferable. For example, a magnetic separator having a magnetic field with a magnetic flux density of 0.1T to 1T may be used. A suitable magnetic flux density is 0.3T to 0.6T. As this magnetic separator, a drum type or a belt suspension type can be used. Preferably, by using a drum type magnetic separation means, it is possible to more effectively prevent slag from being dropped.
In this way, by separating the refractory particles including bare metal from the refractory particles using magnetic force, the possibility that slag is mixed into valuable materials can be reduced.
以上の工程によって、使用済みの高炉樋耐火物をメタルライン材とスラグライン材とに確実に選別することができる。本発明では、かくして分別された耐火物粒につき、さらに磁性の有無に応じて細分化する選別を行うことができる。 Through the above steps, used blast furnace refractories can be reliably sorted into metal line material and slag line material. In the present invention, the refractory particles thus sorted can be further classified into subdivided depending on the presence or absence of magnetism.
続いて、本実施形態においては、複数の群のいずれか少なくとも1つに属する耐火物粒30を、耐火物粉体に粉砕する(粉砕工程)。より具体的には、上述の成分分離工程によって、メタルライン材耐火物粒30aとスラグライン材耐火物粒30bとに分離された耐火物粒30のうち、スラグライン材耐火物粒30bに属する耐火物粒をさらに耐火物粉体に粉砕する(以下、スラグライン材粉体)。上述のとおり、スラグライン材は、Al2O3とSiCとを含んでいるため、スラグライン材耐火物粒30bをさらに細かく粉砕して粉体とすると、Al2O3を主な成分とするAl2O3系粉体と、SiCを主な成分とするSiC系粉体との混合粉体とすることができる。
Subsequently, in the present embodiment, the refractory particles 30 belonging to at least one of the plurality of groups are pulverized into refractory powder (pulverization step). More specifically, among the refractory particles 30 separated into the metal line material
なお、粉砕は、例えば、ハンマーミル、インパクトクラッシャ又はローラーミル等を用いて行うことができる。 The pulverization can be performed using, for example, a hammer mill, an impact crusher, or a roller mill.
スラグライン材耐火物粒30b粉砕後の粉体は、Al2O3系粉体とSiC系粉体とに分離され得る粒径範囲とすべきであり、発明者らが調査したところによれば、粒径2mm以下とすることが好ましく、さらに好ましくは1mm以下である。一方、粒径100μm未満まで微粉化すると、粉体としてのハンドリング性が悪化するため、100μm以上とすることが好ましい。 The powder after pulverization of the slag line material refractory particles 30b should be in a particle size range that can be separated into Al 2 O 3 -based powder and SiC-based powder. The particle size is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less. On the other hand, when the particle size is reduced to less than 100 μm, the handling property as a powder is deteriorated, and therefore, it is preferably 100 μm or more.
かくして粉砕された耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する(磁力選別工程)。ここで、Al2O3は、天然鉱石を由来とするため、微量のFeを含むのに対し、SiCは、自然界に存在せず、人工的に製造されるため、Feを一切含まないという特性を有する。このように、Al2O3に含まれる微量のFeを感知するには、十分な磁力を用いて磁力選別する必要がある。発明者らが調査した結果、磁束密度0.6T以上の磁場を有する磁力選別手段を用いることが好ましく、より好適には、磁束密度1T以上の磁場を有する磁力選別手段を用いる。 The refractory powder thus pulverized is sorted into magnetic powder and non-magnetic powder using magnetic force (magnetic force sorting step). Here, since Al 2 O 3 is derived from natural ore, it contains a trace amount of Fe, whereas SiC does not exist in nature and is manufactured artificially, so it does not contain any Fe. Have Thus, in order to sense a small amount of Fe contained in Al 2 O 3 , it is necessary to select a magnetic force using a sufficient magnetic force. As a result of investigations by the inventors, it is preferable to use a magnetic force sorting unit having a magnetic field with a magnetic flux density of 0.6 T or more, and more preferably, a magnetic force sorting unit having a magnetic field with a magnetic flux density of 1 T or more.
この磁力選別手段としては、例えば、磁気回路を工夫して、局所的に1T以上となる極が多数配置されるように設計された磁力選別手段を用いてもよい。磁力選別手段の形式は、ドラム型、ベルト型、ベルト吊り下げ型、磁着メディアを利用した高勾配磁力選別手段等とすることができる。 As this magnetic force sorting means, for example, a magnetic force sorting means designed so that a large number of poles having 1T or more may be locally arranged by devising a magnetic circuit. The form of the magnetic force sorting means can be a drum type, a belt type, a belt hanging type, a high gradient magnetic force sorting means using a magnetized medium, or the like.
上記磁力選別手段を用いて、スラグライン材粉体から、微量のFeを含んで磁性を帯びるAl2O3系粉体と、Feを含まない非磁性のSiC系粉体とを選別することができる。かように、成分分離を行ってから磁力選別することで、SiCをより高い純度で回収することができる。 Using the above magnetic force sorting means, a slag line material powder can be selected from a magnetic Al 2 O 3 powder containing a small amount of Fe and a non-magnetic SiC powder containing no Fe. it can. Thus, SiC can be recovered with higher purity by separating the components and then selecting the magnetic force.
なお、以上の粉砕工程及び磁力選別工程は、メタルライン材の群に属する耐火物粒に対して適用してもよい。上述の成分分離工程によって、メタルライン材群とスラグライン材群とに分離された耐火物粒30のうち、メタルライン材耐火物粒30aに属する耐火物粒をさらに耐火物粉体に粉砕する(以下、メタルライン材粉体)。メタルライン材は、Al2O3とSiCとを含み、メタルライン材耐火物粒30aを粉砕すると、Al2O3を主な成分とするAl2O3系粉体と、SiCを主な成分とするSiC系粉体との混合粉体であるメタルライン材粉体が得られ、スラグライン材粉体と同様の磁力選別を行うことで、Al2O3をより高い純度で回収することができる。
In addition, you may apply the above pulverization process and magnetic force selection process with respect to the refractory grain which belongs to the group of metal line materials. Of the refractory particles 30 separated into the metal line material group and the slag line material group by the above component separation step, the refractory particles belonging to the metal line material
こうして、使用済み耐火物から、高い精度で有価物を選別することができる。 In this way, valuable materials can be selected from the used refractories with high accuracy.
(使用済み耐火物の選別装置)
次に、本発明に係る、使用済み耐火物から、有価物を選別する装置について説明する。本発明に係る、使用済み耐火物の選別装置(以下、耐火物選別装置と称する)は、使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、を含む。
(Used refractory sorting device)
Next, an apparatus for sorting valuable materials from used refractories according to the present invention will be described. A used refractory sorting device (hereinafter referred to as a refractory sorting device) according to the present invention includes a crushing means for crushing a used refractory, and a used refractory crushed by the crushing means within a predetermined particle size range. Based on the result obtained by conducting component analysis on the particle size adjusting means for adjusting the particle size to the used refractory particles, the refractory particles are divided into a plurality of groups having the same main component. And component separation means.
本発明の使用済み耐火物の選別装置において、使用済み耐火物の破砕に用いる手段は特に限定されず、処理対象の使用済み耐火物を、適切な大きさに破砕できるものであれば、任意のものを用いることができる。例えば、ジョークラッシャーやバケットクラッシャー等の重機を用いることができる。 In the used refractory sorting apparatus of the present invention, the means used for crushing the used refractory is not particularly limited, and any refractory to be treated can be arbitrarily selected as long as it can be crushed to an appropriate size. Things can be used. For example, a heavy machine such as a jaw crusher or a bucket crusher can be used.
粒度範囲は、後述するレーザー誘起ブレークダウン分光法器を有する成分分離手段に適したものとするときは、粒径5mm以上100mm以下であり、より好適には粒径10mm以上40mm以下である。なお、後の成分分離の精度を高めるため、粒径分布は相対的に狭い方が好ましい。 When the particle size range is suitable for a component separation means having a laser-induced breakdown spectrometer described later, the particle size is 5 mm to 100 mm, and more preferably 10 mm to 40 mm. In order to increase the accuracy of subsequent component separation, it is preferable that the particle size distribution is relatively narrow.
また、使用済み耐火物の粒度調整に用いる手段は特に限定されず、所定の粒度範囲の使用済み耐火物粒に調整できるものであれば、任意のものを使用できる。使用できる粒度調整手段として、篩いが挙げられる。例えば、使用済み耐火物の粒度範囲を粒径10mm以上40mm以下とする場合は、まず、目開き寸法が40mmの篩いにかける。その後、目開き寸法が40mmの篩いを通過した使用済み耐火物を、目開き寸法が10mmの篩いにかける。目開き寸法が10mmの篩いに残った使用済み耐火物を、所定の粒度範囲の使用済み耐火物粒30として扱う。 The means used for adjusting the particle size of the used refractory is not particularly limited, and any one can be used as long as it can be adjusted to used refractory particles within a predetermined particle size range. Examples of the particle size adjusting means that can be used include a sieve. For example, when the particle size range of the used refractory is set to a particle size of 10 mm or more and 40 mm or less, first, a sieve having an opening size of 40 mm is applied. Thereafter, the used refractory material that has passed through a sieve having an opening size of 40 mm is passed through a sieve having an opening size of 10 mm. The used refractory material remaining on the sieve having a mesh size of 10 mm is treated as used refractory particles 30 having a predetermined particle size range.
さらに、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段について説明する。成分分離手段についても、特に限定されず、任意のものを使用することができる。使用済み耐火物粒30が使用済み高炉耐火物粒である場合、主成分が同じである群として、メタルライン材の群に属する耐火物粒30a(以下、メタルライン材耐火物粒30a)、スラグライン材の群に属する耐火物粒30b(以下、スラグライン材耐火物粒30b)を含む複数の群に分離する。上述のとおり、メタルライン材とスラグライン材との間には、成分組成に明確な差があり、従って、含有される成分自体及び成分比に基づく選別を行うことができる。さらに、高炉樋の耐火物は、使用される過程でスラグが付着するのが通例であり、このような高炉スラグ等の不純物含有耐火物粒30c(以下、不純物耐火物粒30c)も、含有される成分自体及び成分比に基づいて選別することができる。
Further, a component separation unit that separates the refractory particles 30 whose particle size has been adjusted into a plurality of groups as a group having the same main component based on a result obtained by performing a component analysis will be described. . The component separation means is not particularly limited, and any component separation means can be used. When the used refractory grains 30 are used blast furnace refractory grains, the
本実施形態の成分分離手段として、例えば、図3に示す成分分離手段6を用いることができる。成分分離手段6は、レーザー誘起ブレークダウン分光法による成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段であり、図3に示したとおり、振動フィーダー7と、ベルトコンベヤ8と、画像カメラ9と、短パルスレーザー10と、分光計11と、解析制御器12と、エアージェット13と、落下シュート14a〜14cとから構成される。
成分分離手段6を用いて、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒30を、メタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに分離することができる。
As the component separation means of this embodiment, for example, the component separation means 6 shown in FIG. 3 can be used. The component separation unit 6 is a component separation unit that separates the refractory particles into a plurality of groups as groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis by laser-induced breakdown spectroscopy. Yes, as shown in FIG. 3, the vibration feeder 7, the belt conveyor 8, the image camera 9, the short pulse laser 10, the
Based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles 30 whose particle size has been adjusted using the component separating means 6, the refractory particles 30 are converted into metal line material
さらに、成分分離手段は、耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離するため、磁力分離機を含むことが好ましい。より具体的には、耐火物の再利用においては、耐火物粒30から、このような地金鉄を含むスラグの耐火物粒を、スラグに含まれる地金鉄の磁性を利用して、磁力を用いて分離することが好ましい。例えば、磁束密度0.1T〜1Tの磁場を有する磁力分離機を用いることがある。なお、好適な磁束密度は、0.3T〜0.6Tである。この磁力分離機には、ドラム式又はベルト吊り下げ式を用いることができる。好適には、ドラム式の磁力分離手段を用いることによって、より効果的にスラグの取りこぼしを防ぐことができる。
このように、耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を、磁力を用いて分離することで、有価物にスラグが混入する虞を低減することができる。
Furthermore, the component separating means preferably includes a magnetic separator in order to separate the refractory particles including bare iron from the refractory particles using magnetic force. More specifically, in the reuse of the refractory, the refractory grains of slag containing such bullion iron from the refractory grains 30 are magnetized by utilizing the magnetism of the bullion iron contained in the slag. It is preferable to separate using For example, a magnetic separator having a magnetic field with a magnetic flux density of 0.1T to 1T may be used. A suitable magnetic flux density is 0.3T to 0.6T. As this magnetic separator, a drum type or a belt suspension type can be used. Preferably, by using a drum type magnetic separation means, it is possible to more effectively prevent slag from being dropped.
In this way, by separating the refractory particles including bare metal from the refractory particles using magnetic force, the possibility that slag is mixed into valuable materials can be reduced.
本発明の耐火物選別装置は、さらに、上記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕手段を含む。より具体的には、上述の成分分離手段によって、メタルライン材耐火物粒30aとスラグライン材耐火物粒30bとのいずれか一方又は両方の耐火物粒をさらに耐火物粉体に粉砕する、例えば、ハンマーミル、インパクトクラッシャ又はローラーミル等である。
The refractory sorting apparatus of the present invention further includes pulverizing means for pulverizing refractory particles belonging to at least one of the plurality of groups into refractory powder. More specifically, the refractory particles of either one or both of the metal line material
本発明の耐火物選別装置は、さらに、上記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別手段を含む。磁力選別手段には、磁束密度0.6T以上の磁場を有する磁力選別手段を用いることが好ましく、より好適には、磁束密度1T以上の磁場を有する磁力選別手段を用いる。 The refractory sorting apparatus of the present invention further includes magnetic force sorting means for sorting the refractory powder into magnetic powder and non-magnetic powder using magnetic force. As the magnetic force sorting means, it is preferable to use magnetic force sorting means having a magnetic field with a magnetic flux density of 0.6 T or more, and more preferably, magnetic force sorting means having a magnetic field with a magnetic flux density of 1 T or more.
上述の磁力選別手段としては、例えば、磁気回路を工夫して、局所的に1T以上となる極が多数配置されるように設計された磁力選別手段を用いてもよい。磁力選別手段の形式は、ドラム型、ベルト型、ベルト吊り下げ型、磁着メディアを利用した高勾配磁力選別手段等とすることができる。 As the above-mentioned magnetic force sorting means, for example, a magnetic force sorting means designed so as to arrange a large number of poles that are 1T or more locally by devising a magnetic circuit may be used. The form of the magnetic force sorting means can be a drum type, a belt type, a belt hanging type, a high gradient magnetic force sorting means using a magnetized medium, or the like.
上記磁力選別手段を用いて、耐火物粉体に粉砕されたメタルライン材耐火物粒30a(メタルライン材粉体)からAl2O3をより高い純度で回収することができ、耐火物粉体に粉砕されたスラグライン材耐火物粒30b(スラグライン材粉体)からSiCをより高い純度で回収することができる。
Using the above magnetic force sorting means, Al 2 O 3 can be recovered with higher purity from the metal line material
こうして、使用済み耐火物から、高い精度で有価物を選別することができる。 In this way, valuable materials can be selected from the used refractories with high accuracy.
以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。しかし、本発明は下記の実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲内にて適宜変更することも可能であり、これらはいずれも本発明の技術範囲に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be specifically described according to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and can be appropriately changed within a range that can be adapted to the gist of the present invention, all of which are included in the technical scope of the present invention. .
[実施例1]
図2に示したフローチャートに従って、使用済み高炉樋耐火物を選別した。
即ち、まず、メタルライン材とスラグライン材を含む、使用済み耐火物をジョークラッシャーで破砕した。次いで、破砕された使用済み耐火物を、目開き寸法40mmの篩いにかけて、篩いを通過した使用済み耐火物を回収して、目開き寸法5mmの篩いにかけ、篩い上に残った使用済み耐火物を回収することにより、粒径5mm以上40mm以下に粒度調整した使用済み耐火物粒を得た。
[Example 1]
According to the flowchart shown in FIG. 2, used blast furnace refractories were selected.
That is, first, used refractories including a metal line material and a slag line material were crushed with a jaw crusher. Next, the crushed used refractory is passed through a sieve having an opening size of 40 mm, and the used refractory passed through the sieve is collected, passed through a sieve having an opening size of 5 mm, and the used refractory remaining on the sieve is removed. By collecting, used refractory particles adjusted to a particle size of 5 mm to 40 mm were obtained.
その後、5mm以上40mm以下に粒度調整された使用済み耐火物粒を、成分分離手段にかけた。使用済み耐火物粒を、振動フィーダーによってベルトコンベヤ上に積み重なることなしに均して供給し、ベルトコンベヤ上に供給された使用済み耐火物のベルトコンベヤ上の搬送位置を画像カメラで検出した。この画像カメラによる搬送位置情報と、ベルトコンベヤの駆動モータに取り付けられているエンコーダ等の回転パルスセンサ情報からトラッキングされたベルトコンベヤの移動量の情報とに基づいて、搬送中の使用済み耐火物粒の各々に向けて短パルスレーザーを正確に照射し、照射点から発生する高温プラズマの発光スペクトルを分光計によって検出し、検出情報に基づいて解析制御器を用いて、耐火物粒がメタルライン材耐火物粒、スラグライン材耐火物粒又は不純物耐火物粒のいずれに該当するか判定した。 Thereafter, the used refractory particles whose particle size was adjusted to 5 mm or more and 40 mm or less were applied to the component separation means. The used refractory particles were uniformly supplied by the vibration feeder without being stacked on the belt conveyor, and the transport position of the used refractory supplied on the belt conveyor on the belt conveyor was detected by an image camera. Based on the transport position information by this image camera and the information on the amount of movement of the belt conveyor tracked from the rotation pulse sensor information such as the encoder attached to the drive motor of the belt conveyor, the used refractory particles being transported A short pulse laser is accurately irradiated toward each of the above, and the emission spectrum of the high-temperature plasma generated from the irradiation point is detected by a spectrometer, and the refractory particles are formed into metal line materials using an analysis controller based on the detected information. It judged whether it corresponded to a refractory grain, a slag line material refractory grain, or an impurity refractory grain.
図4〜図6は、分光計によって検出された、メタルライン材耐火物粒、スラグライン材耐火物粒及び不純物耐火物粒の発光スペクトルを示す図である。図4に示す耐火物粒の発光スペクトルでは、Alにピークがあり、かつ、Mgのスペクトルが確認できることから、Al2O3を主成分として含み、かつ、MgOを含むメタルライン材であるとの判定が得られる。一方、図5に示す耐火物粒の発光スペクトルの例では、Mgのスペクトルが存在しないことから、SiCを主成分とするスラグライン材であるとの判定が得られる。さらに、図6に示す発光スペクトルでは、Caにピークがあることから、高炉スラグ等の不純物含有耐火物であるとの判定が得られる。 4-6 is a figure which shows the emission spectrum of the metal line material refractory grain, the slag line material refractory grain, and the impurity refractory grain detected by the spectrometer. In the emission spectrum of the refractory particles shown in FIG. 4, since Al has a peak and the spectrum of Mg can be confirmed, it is a metal line material containing Al 2 O 3 as a main component and containing MgO. Judgment is obtained. On the other hand, in the example of the emission spectrum of the refractory particles shown in FIG. 5, since there is no Mg spectrum, it can be determined that the slag line material is composed mainly of SiC. Furthermore, in the emission spectrum shown in FIG. 6, since Ca has a peak, it can be determined that the refractory contains impurities such as blast furnace slag.
解析制御器によって判定されたメタルライン材の群とスラグライン材の群とに属する耐火物粒を、エアージェットを用いて、落下シュートの位置を制御して分離した。結果として、メタルライン材及びスラグライン材の純度はいずれも90質量%以上となった。 The refractory particles belonging to the metal line material group and the slag line material group determined by the analysis controller were separated by controlling the position of the drop chute using an air jet. As a result, both the metal line material and the slag line material had a purity of 90% by mass or more.
なお、上記純度は、メタルライン材及びスラグライン材を回収した各落下シュートにおいて、以下の式によって算出される。
(式1)
メタルライン材の純度(質量%)=メタルライン材の質量/(メタルライン材の質量+スラグライン材の質量+高炉スラグ等の不純物の質量)
(式2)
スラグライン材の純度(質量%)=スラグライン材の質量/(メタルライン材の質量+スラグライン材の質量+高炉スラグ等の不純物の質量)
In addition, the said purity is calculated by the following formula | equation in each fall chute | shoot which collect | recovered metal line material and slag line material.
(Formula 1)
Purity (% by mass) of metal line material = mass of metal line material / (mass of metal line material + mass of slag line material + mass of impurities such as blast furnace slag)
(Formula 2)
Purity of slag line material (% by mass) = Mass of slag line material / (Mass of metal line material + Mass of slag line material + Mass of impurities such as blast furnace slag)
[実施例2]
実施例1において、成分分離手段を用いて分離された、スラグライン材の群に属する耐火物粒を、ハンマーミルで粒径2mm以下に粉砕し、得られたスラグライン材粉体を、1.1Tのレアアース永久磁石を有する磁力選別手段によって、磁性のAl2O3系粉体と、非磁性のSiC系粉体とに選別した。この磁力選別によって得られた、Al2O3系粉体と、SiC系粉体との純度は、それぞれ、Al2O3系粉体は25質量%、SiC系粉体は92質量%であった。このようにして、メタルライン材とスラグライン材とを選別し、さらにAl2O3系粉体と、SiC系粉体とを選別することによって、有価物を回収できた。
[Example 2]
In Example 1, the refractory particles belonging to the group of slag line materials separated using the component separation means were pulverized to a particle size of 2 mm or less with a hammer mill, and the obtained slag line material powder was obtained as follows. The magnetic Al 2 O 3 -based powder and the non-magnetic SiC-based powder were sorted by a magnetic force sorting means having a 1T rare earth permanent magnet. The purity of the Al 2 O 3 powder and the SiC powder obtained by this magnetic separation was 25% by mass for the Al 2 O 3 powder and 92% by mass for the SiC powder, respectively. It was. In this way, valuable materials could be recovered by selecting the metal line material and the slag line material and further selecting the Al 2 O 3 powder and the SiC powder.
[実施例3]
実施例1において、成分分離手段を用いて分離された、メタルライン材の群に属する耐火物粒を、ハンマーミルで粒径2mm以下に粉砕し、得られたメタルライン材粉体を、1.1Tのレアアース永久磁石を有する磁力選別手段によって、磁性のAl2O3系粉体と、非磁性のSiC系粉体とに選別した。この磁力選別によって得られた、Al2O3系粉体と、SiC系粉体との純度は、それぞれ、Al2O3系粉体は95質量%、SiC系粉体は90質量%であった。このようにして、メタルライン材とスラグライン材とを選別し、さらにAl2O3系粉体と、SiC系粉体とを選別することによって、有価物を回収した。
[Example 3]
In Example 1, the refractory particles belonging to the group of metal line materials separated using the component separating means were pulverized to a particle size of 2 mm or less with a hammer mill, and the obtained metal line material powders were The magnetic Al 2 O 3 -based powder and the non-magnetic SiC-based powder were sorted by a magnetic force sorting means having a 1T rare earth permanent magnet. The purity of the Al 2 O 3 powder and the SiC powder obtained by this magnetic sorting was 95% by mass for the Al 2 O 3 powder and 90% by mass for the SiC powder, respectively. It was. In this way, valuable materials were recovered by selecting the metal line material and the slag line material and further selecting the Al 2 O 3 powder and the SiC powder.
1 高炉樋
2 鉄皮
3 耐火物
4 メタルライン材
5 スラグライン材
6 成分分離手段
7 振動フィーダー
8 ベルトコンベヤ
9 画像カメラ
10 短パルスレーザー
11 分光計
12 解析制御器
13 エアージェット
14 落下シュート
30 耐火物粒
30a メタルライン材耐火物粒
30b スラグライン材耐火物粒
30c 不純物耐火物粒
1
Claims (15)
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。 A method for sorting used refractories,
Crushing step of crushing the used refractory,
A particle size adjusting step for adjusting a used refractory crushed by the crushing step to a predetermined particle size range;
Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Process,
A method for sorting used refractories, comprising:
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む、
請求項1に記載の使用済み耐火物の選別方法。 The used refractory is a used blast furnace refractory,
The plurality of groups includes a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a group of slag line materials mainly composed of SiC.
The method for sorting used refractories according to claim 1.
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕工程と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別工程と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。 A method for sorting used refractories,
Crushing step of crushing the used refractory,
A particle size adjusting step for adjusting a used refractory crushed by the crushing step to a predetermined particle size range;
Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Process,
A pulverizing step of pulverizing refractory particles belonging to at least one of the plurality of groups into refractory powder;
A method for sorting used refractories, comprising: a magnetic sorting step of sorting the refractory powder into magnetic powder and non-magnetic powder using magnetic force.
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
請求項3に記載の使用済み耐火物の選別方法。 The used refractory is a used blast furnace refractory,
The plurality of groups includes a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a group of slag line materials mainly composed of SiC,
The pulverization step pulverizes refractory particles belonging to the slag line material group into slag line material powder,
In the magnetic force sorting step, the slag line material powder is sorted into Al 2 O 3 powder and SiC powder using magnetic force.
The used refractory sorting method according to claim 3.
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
請求項3又は4に記載の使用済み耐火物の選別方法。 The used refractory is a used blast furnace refractory,
The plurality of groups includes a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a group of slag line materials mainly composed of SiC,
The pulverization step pulverizes refractory particles belonging to the metal line material group into metal line material powder,
In the magnetic force sorting step, the metal line material powder is sorted into Al 2 O 3 powder and SiC powder using magnetic force.
The method for sorting used refractories according to claim 3 or 4.
請求項1〜5のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別方法。 The component separation step includes, before or after the component analysis, separating the refractory particles including bare metal iron from the refractory particles using magnetic force.
The method for sorting used refractories according to any one of claims 1 to 5.
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 A used refractory sorting device,
Crushing means for crushing the used refractory,
Particle size adjusting means for adjusting the used refractory crushed by the crushing means to a predetermined particle size range,
Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Means,
An apparatus for sorting used refractories, comprising:
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものである、
請求項9に記載の使用済み耐火物の選別装置。 The crushing means crushes used blast furnace refractories,
The component separation means separates the refractory particles into a plurality of groups including a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a group of slag line materials mainly composed of SiC. ,
The used refractory sorting apparatus according to claim 9.
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕手段と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別手段と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 A used refractory sorting device,
Crushing means for crushing the used refractory,
Particle size adjusting means for adjusting the used refractory crushed by the crushing means to a predetermined particle size range,
Component separation for separating the refractory particles into a plurality of groups having the same main component based on the result obtained by performing component analysis on the used refractory particles having the particle size adjusted. Means,
Pulverizing means for pulverizing refractory particles belonging to at least one of the plurality of groups into refractory powder;
A used refractory sorting apparatus, comprising: a magnetic sorting means for sorting the refractory powder into a magnetic powder and a non-magnetic powder using a magnetic force.
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、
前記粉砕手段は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕するものであり、
前記磁力選別手段は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、
請求項11に記載の使用済み耐火物の選別装置。 The crushing means crushes used blast furnace refractories,
The component separating means separates the refractory particles into a plurality of groups including a group of metal line materials mainly composed of Al 2 O 3 and a group of slag line materials mainly composed of SiC. ,
The pulverizing means pulverizes refractory particles belonging to the slag line material group into slag line material powder,
The magnetic force sorting means is for sorting the slag line material powder into Al 2 O 3 based powder and SiC based powder using magnetic force.
The used refractory sorting apparatus according to claim 11.
請求項9〜12のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別装置。 The component separation means is further capable of separating the refractory particles including ingots from the refractory particles using magnetic force.
The used refractory sorting apparatus according to any one of claims 9 to 12.
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JP7289695B2 (en) | 2019-03-28 | 2023-06-12 | Jfeスチール株式会社 | Used refractory sorting method and sorting device |
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