JP2020011863A

JP2020011863A - Method of producing modified fly ash

Info

Publication number: JP2020011863A
Application number: JP2018134860A
Authority: JP
Inventors: 幸二高巣; Koji Takasu; 裕樹陶山; Hiroki Toyama
Original assignee: Kyushu University NUC; Nippon Eirich Co Ltd
Current assignee: Kyushu University NUC; Nippon Eirich Co Ltd
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-01-23

Abstract

To provide a method of producing modified fly ash of an intended mean particle diameter for use in concrete, at a relatively low cost.SOLUTION: The method comprises a stirring process of stirring a raw material prepared by adding water and a collecting agent to fly ash by a mixer 100 to obtain fly-ash slurry, a floatation separation process of introducing the fly-ash slurry into a floatation separation device 200 to obtain modified fly-ash slurry in which the amount of unburned carbon is reduced to a specified level or below, and a dehydration concentration process of dehydrating the modified fly-ash slurry to classy it into fly ash of an intended mean particle diameter. The dehydration concentration process is carried out by a liquid cyclone 300 at least comprising a top nozzle 63 and a bottom nozzle 62, and the mean particle diameter of modified fly ash discharged from the bottom nozzle 62 is adjusted by changing at least one of particle-diameter adjustment parameters.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、未燃カーボンの量が所定量以下に低減された改質フライアッシュの製造方法に関し、特に、コンクリートの混和剤として使用される改質フライアッシュの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a modified fly ash in which the amount of unburned carbon is reduced to a predetermined amount or less, and particularly to a method for producing a modified fly ash used as an admixture for concrete.

火力発電設備などで石炭を燃焼させると、フライアッシュ（石炭灰）が副生成物として生成される。近年、このフライアッシュを資源として有効活用することが検討されている。特に、フライアッシュは、コンクリートの混和剤として有用性が認められつつある。例えば、フライアッシュをコンクリートに混合すると、コンクリートの流動性および活性度指数が増加し、コンクリートの施工性および圧縮強度が増加することが知られている。 When coal is burned in a thermal power plant or the like, fly ash (coal ash) is generated as a by-product. In recent years, it has been studied to effectively utilize this fly ash as a resource. In particular, fly ash is becoming increasingly useful as an admixture for concrete. For example, it is known that when fly ash is mixed with concrete, the fluidity and activity index of the concrete increase, and the workability and compressive strength of the concrete increase.

大手電力会社が所有する大型火力発電設備から排出されるフライアッシュは、未燃カーボンなどの不純物をほとんど含まない良質なフライアッシュである。そのため、大型火力発電設備から排出されたフライアッシュは、洗浄処理および分級処理などの比較的容易な処理を施すだけで、コンクリートの混和剤として使用できる。 Fly ash emitted from large thermal power plants owned by major power companies is high-quality fly ash that contains almost no impurities such as unburned carbon. Therefore, fly ash discharged from a large-scale thermal power plant can be used as a concrete admixture only by performing relatively easy processing such as cleaning and classification.

一方で、一般企業が有する比較的小型、中型の火力発電設備から排出されるフライアッシュは、未燃カーボンなどの不純物を多く含むため、洗浄処理および分級処理などの処理を施すだけではコンクリートの混和剤として使用できない。そのため、小型、中型の火力発電設備から排出されるフライアッシュをコンクリートの混和剤として使用するためには、フライアッシュに含まれる未燃カーボンの量を所定量以下（例えば、３％以下）に低減させる必要がある。 On the other hand, fly ash discharged from relatively small and medium-sized thermal power plants owned by general companies contains a lot of impurities such as unburned carbon. Cannot be used as an agent. Therefore, in order to use fly ash discharged from small and medium-sized thermal power plants as an admixture for concrete, the amount of unburned carbon contained in fly ash is reduced to a predetermined amount or less (for example, 3% or less). Need to be done.

従来は、短時間かつ低コストでフライアッシュに含まれる未燃カーボンの量を所定量以下に低減させる装置がなかったために、小型、中型の火力発電設備から排出されるフライアッシュは、産業廃棄物して処理されていた。なお、本明細書では、未燃カーボンの量を所定量以下に低減させたフライアッシュを、「改質フライアッシュ」と称する。 Conventionally, fly ash discharged from small and medium-sized thermal power generation equipment is an industrial waste because there was no device that reduces the amount of unburned carbon contained in fly ash to a predetermined amount or less in a short time and at low cost. Was being processed. In the present specification, fly ash in which the amount of unburned carbon is reduced to a predetermined amount or less is referred to as “modified fly ash”.

ところが、最近になって、短時間かつ低コストで改質フライアッシュを得るための浮遊分離装置が開発された（特許文献１参照）。この浮遊分離装置によれば、小型、中型の火力発電設備から排出されるフライアッシュから、コンクリートの混和剤として使用可能な改質フライアッシュを短時間かつ低コストで得ることができる。 However, recently, a floating separation device for obtaining modified fly ash in a short time and at low cost has been developed (see Patent Document 1). According to this floating separation device, modified fly ash that can be used as a concrete admixture can be obtained in a short time and at low cost from fly ash discharged from small and medium-sized thermal power generation equipment.

特許第４８０２３０５号公報Japanese Patent No. 4802305

しかしながら、特許文献１に記載の浮遊分離装置によって改質フライアッシュを効率的に得るためには、浮遊分離装置に導入される前のフライアッシュに捕集剤を均一に分散させる攪拌処理を行う必要がある。 However, in order to efficiently obtain the modified fly ash by the floating separation device described in Patent Document 1, it is necessary to perform a stirring process for uniformly dispersing the collecting agent in the fly ash before being introduced into the floating separation device. There is.

さらに、特許文献１に記載の浮遊分離装置から得られた改質フライアッシュは、そのままではコンクリートの混和剤として市場で販売できない。より具体的には、改質フライアッシュは、水分を多く含んだ改質フライアッシュスラリーの状態で浮遊分離装置から排出される。そのため、改質フライアッシュスラリーから水分を取り除く脱水処理を行う必要がある。さらに、改質フライアッシュを混和剤としてコンクリートに混合して、所望のコンクリート性状（例えば、コンクリートの流動性および活性度指数）を発揮させるためには、改質フライアッシュが所望の平均粒径を有するように、改質フライアッシュの分級処理を行う必要がある。 Furthermore, the modified fly ash obtained from the floating separation device described in Patent Literature 1 cannot be marketed as it is as a concrete admixture. More specifically, the modified fly ash is discharged from the floating separation device in a state of a modified fly ash slurry containing a large amount of water. Therefore, it is necessary to perform a dehydration treatment for removing water from the modified fly ash slurry. Furthermore, in order to mix the modified fly ash with the concrete as an admixture to exhibit desired concrete properties (for example, concrete fluidity and activity index), the modified fly ash has a desired average particle size. It is necessary to perform a classification process of the modified fly ash so as to have the same.

また、コンクリートは大量に使用される建築材料であるため、混和剤の製造コストが重要である。したがって、未燃カーボンを多く含むフライアッシュから、市場で販売可能なコンクリート用改質フライアッシュを、比較的低コストで製造するための方法が望まれているが、このような方法は未だ実用化されていない。 In addition, since concrete is a building material used in large quantities, the production cost of the admixture is important. Therefore, there is a demand for a method for producing modified fly ash for concrete that can be sold in the market from fly ash containing a large amount of unburned carbon at a relatively low cost, but such a method is still in practical use. It has not been.

そこで、本発明は、比較的低コストで、所望の平均粒径を有するコンクリート用改質フライアッシュを製造するための方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a modified fly ash for concrete having a desired average particle size at a relatively low cost.

一態様では、フライアッシュに水と捕集剤とを加えた原料をミキサーで攪拌することにより、フライアッシュスラリーを得る攪拌工程と、前記フライアッシュスラリーを浮遊分離装置に導入して、未燃カーボンの量が所定量以下まで低減された改質フライアッシュスラリーを得る浮遊分離工程と、前記改質フライアッシュスラリーを脱水しつつ、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュに分級する脱水濃縮工程と、を備え、前記脱水濃縮工程は、少なくともトップノズルおよびボトムノズルを有する液体サイクロンによって行われ、粒径調整パラメータの少なくとも一つを変更することにより、前記ボトムノズルから排出される前記改質フライアッシュの平均粒径を調整することを特徴とするコンクリート用改質フライアッシュの製造方法が提供される。 In one embodiment, a stirring step of obtaining a fly ash slurry by stirring a raw material obtained by adding water and a collector to fly ash with a mixer, and introducing the fly ash slurry into a floating separation device to form unburned carbon A floating separation step of obtaining a modified fly ash slurry in which the amount of the modified fly ash is reduced to a predetermined amount or less, and a dehydration and concentration step of classifying the modified fly ash slurry into a modified fly ash having a desired average particle size while dewatering the modified fly ash slurry Wherein the dehydrating and condensing step is performed by a liquid cyclone having at least a top nozzle and a bottom nozzle, and by changing at least one of particle size adjustment parameters, the modified fly discharged from the bottom nozzle is changed. Method for producing modified fly ash for concrete characterized by adjusting average particle size of ash There is provided.

一態様では、前記粒径調整パラメータは、前記ボトムノズルの口径、前記液体サイクロンのサイクロン本体に導入される前記改質フライアッシュスラリーの流速、および前記サイクロン本体の内径を含む。
一態様では、前記液体サイクロンは、ミドルノズルをさらに有しており、前記粒径調整パラメータの少なくとも一つを変更することにより、前記ボトムノズルから排出される前記改質フライアッシュの平均粒径と、前記ミドルノズルから排出される前記改質フライアッシュの平均粒径とを調整する。
一態様では、前記粒径調整パラメータは、前記ボトムノズルの口径、前記ミドルノズルの口径、前記液体サイクロンのサイクロン本体に導入される前記改質フライアッシュスラリーの流速、および前記サイクロン本体の内径を含む。
一態様では、前記トップノズルから排出される水と改質フライアッシュの混合物が前記浮遊分離装置に戻される。 In one aspect, the particle size adjustment parameters include a diameter of the bottom nozzle, a flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body of the liquid cyclone, and an inner diameter of the cyclone body.
In one aspect, the liquid cyclone further has a middle nozzle, and by changing at least one of the particle size adjustment parameters, the average particle size of the modified fly ash discharged from the bottom nozzle and And the average particle size of the modified fly ash discharged from the middle nozzle.
In one aspect, the particle size adjustment parameters include the diameter of the bottom nozzle, the diameter of the middle nozzle, the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body of the liquid cyclone, and the inner diameter of the cyclone body. .
In one embodiment, a mixture of water and modified fly ash discharged from the top nozzle is returned to the floating separation device.

本発明によれば、フライアッシュ、水、および捕集剤を含む原料が浮遊分離装置に導入される前にミキサーによって攪拌されるので、捕集剤が均一にフライアッシュ内に分散されたフライアッシュスラリーを浮遊分離装置に導入することができる。その結果、浮遊分離装置で効率的に改質フライアッシュスラリーを得ることができる。さらに、浮遊分離装置から排出された改質フライアッシュスラリーは、脱水濃縮工程で、脱水されるのと同時に、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュに分級される。したがって、比較的低コストで、市場で販売可能なコンクリート用改質フライアッシュを得ることができる。 According to the present invention, since the raw material including fly ash, water, and the collecting agent is stirred by the mixer before being introduced into the floating separation device, the fly ash in which the collecting agent is uniformly dispersed in the fly ash The slurry can be introduced into a flotation device. As a result, the modified fly ash slurry can be efficiently obtained by the floating separation device. Further, the modified fly ash slurry discharged from the floating separation device is classified into modified fly ash having a desired average particle diameter at the same time as being dehydrated in the dehydration and concentration step. Therefore, a modified fly ash for concrete that can be marketed at a relatively low cost can be obtained.

図１は、一実施形態に係るコンクリート用改質フライアッシュの製造方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a modified fly ash for concrete according to one embodiment. 図２は、攪拌工程で使用されるミキサーの一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a mixer used in the stirring process. 図３は、図２に示す回転容器の内部を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the rotating container shown in FIG. 図４は、浮遊分離装置の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a floating separation device. 図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、フライアッシュスラリーから未燃カーボンが除去される様子をそれぞれ示す模式図である。FIGS. 5A to 5D are schematic diagrams respectively showing a state in which unburned carbon is removed from fly ash slurry. 図６は、液体サイクロンの一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the hydrocyclone. 図７は、液体サイクロンの他の例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the hydrocyclone.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るコンクリート用改質フライアッシュの製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、コンクリート用改質フライアッシュの製造方法は、未燃カーボンを多く含むフライアッシュに水と捕集剤とを加えた原料をミキサーで攪拌することにより、フライアッシュを含むスラリーを得るための攪拌工程（ステップ１）と、攪拌工程で得られたフライアッシュを含むスラリーを浮遊分離装置に導入して、未燃カーボンの量が所定量以下まで低減された改質フライアッシュを含むスラリーを得る浮遊分離工程（ステップ２）と、浮遊分離工程で得られた改質フライアッシュを含むスラリーを脱水しつつ分級する脱水濃縮工程（ステップ３）と、を備えている。なお、本明細書では、攪拌工程で得られたフライアッシュを含むスラリーを「フライアッシュスラリー」と称し、浮遊分離工程で得られた改質フライアッシュを含むスラリーを「改質フライアッシュスラリー」と称する。以下では、各工程について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a modified fly ash for concrete according to one embodiment. As shown in FIG. 1, a method for producing a modified fly ash for concrete is a method of mixing a fly ash containing a large amount of unburned carbon and a raw material obtained by adding water and a collecting agent to a slurry containing the fly ash. Step (Step 1) for obtaining the slurry and the slurry containing fly ash obtained in the stirring step are introduced into a floating separation device, and the modified fly ash in which the amount of unburned carbon is reduced to a predetermined amount or less is obtained. And a dewatering / concentrating step (step 3) of dewatering and classifying the slurry containing the modified fly ash obtained in the floating separation step. In this specification, the slurry containing fly ash obtained in the stirring step is referred to as “fly ash slurry”, and the slurry containing modified fly ash obtained in the floating separation step is referred to as “modified fly ash slurry”. Name. Hereinafter, each step will be described in detail.

〔攪拌工程〕
攪拌工程では、未燃カーボンを多く含むフライアッシュに水および捕集剤を加えた原料をミキサーで攪拌して、フライアッシュスラリーを生成する。フライアッシュスラリーは、例えば、フライアッシュの濃度が５wt％〜３０wt％となるようにフライアッシュと捕集剤を水に均一に分散させた液である。捕集剤は、後述する浮遊分離装置で未燃カーボンをフライアッシュから分離するための材料であり、フライアッシュに含まれる未燃カーボンの表面に付着する。捕集剤の例としては、灯油があげられる。 (Stirring step)
In the stirring step, a raw material obtained by adding water and a collector to fly ash containing a large amount of unburned carbon is stirred by a mixer to generate a fly ash slurry. The fly ash slurry is, for example, a liquid in which fly ash and a collector are uniformly dispersed in water such that the concentration of the fly ash is 5 wt% to 30 wt%. The trapping agent is a material for separating unburned carbon from fly ash by a later-described floating separation device, and adheres to the surface of unburned carbon contained in fly ash. An example of a collector is kerosene.

図２は、攪拌工程で使用されるミキサーの一例を示す模式図である。図２に示すミキサー１００は、フライアッシュ、水、および捕集剤を含む原料を収容して回転する回転容器（混合パン）１と、回転容器１を回転させるための第１駆動装置（モータ）２と、回転容器１内の原料を攪拌するロータユニット３と、ロータユニット３を回転させるための第２駆動装置（モータ）４とを備えている。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a mixer used in the stirring process. The mixer 100 shown in FIG. 2 includes a rotating container (mixing pan) 1 that accommodates and rotates raw materials including fly ash, water, and a collecting agent, and a first driving device (motor) for rotating the rotating container 1. 2, a rotor unit 3 for stirring the raw material in the rotating container 1, and a second driving device (motor) 4 for rotating the rotor unit 3.

回転容器１はケーシング９の内部に回転可能に配置されている。本実施形態では、ケーシング９の上部には、蓋部材５が固定されており、該蓋部材５によって、回転容器１の上端に形成された開口が塞がれる。この蓋部材５は、原料を回転容器１に供給するための供給口（図示せず）を有している。原料は、供給口から直接回転容器１内に供給されてもよいし、供給口にシュート、ノズル、またはホッパーなどの原料供給設備を連結し、該原料供給設備および供給口を介して、回転容器１に供給されてもよい。 The rotating container 1 is rotatably arranged inside the casing 9. In the present embodiment, a lid member 5 is fixed to an upper portion of the casing 9, and the lid member 5 closes an opening formed at an upper end of the rotary container 1. The lid member 5 has a supply port (not shown) for supplying a raw material to the rotary container 1. The raw material may be supplied directly into the rotary container 1 from the supply port, or a raw material supply facility such as a chute, a nozzle, or a hopper may be connected to the supply port, and the rotary container may be supplied through the raw material supply facility and the supply port. 1 may be supplied.

一実施形態では、ミキサー１００は、ケーシング９を開口するための駆動機構（図示せず）を有していてもよい。この駆動機構は、例えば、蓋部材５を回転容器１の回転軸と平行な方向に上昇させるか、または蓋部材５を旋回軸を支点として回動させるエアシリンダまたは油圧シリンダである。蓋部材５は、原料を回転容器１に供給するか、またはフライアッシュスラリーを回転容器１から排出するとき以外は閉じられる。 In one embodiment, the mixer 100 may have a drive mechanism (not shown) for opening the casing 9. The drive mechanism is, for example, an air cylinder or a hydraulic cylinder that raises the lid member 5 in a direction parallel to the rotation axis of the rotary container 1 or that rotates the lid member 5 about a pivot axis. The lid member 5 is closed except when the raw material is supplied to the rotary container 1 or fly ash slurry is discharged from the rotary container 1.

図２に示すように、ケーシング９は架台７の上に固定されている。本実施形態では、架台７の上面７ａは、ミキサー１００の設置面Ｈに対して所定角度（図２に示した例では３０度）だけ傾斜しており、ケーシング９は架台７の上面７ａに固定されている。すなわち、図２に示す回転容器１は、ミキサー１００の設置面Ｈに対して３０度だけ傾斜している。しかしながら、ミキサー１００の設置面Ｈに対する回転容器１の傾斜角度は、任意であり、図２に示す実施形態に限定されない。例えば、ミキサー１００の設置面Ｈに対する回転容器１の傾斜角度は、１５度であってもよいし、４０度であってもよい。さらに、回転容器１をミキサー１００の設置面Ｈに対して傾斜させずに、回転容器１を、設置面Ｈに対して水平に配置してもよい。この場合、回転容器１の底面は、設置面Ｈと平行である（言い換えれば、設置面Ｈに対する回転容器１の傾斜角度は０度である）。回転容器１を回転させるための第１駆動装置２は、架台７内に収容されている。 As shown in FIG. 2, the casing 9 is fixed on the gantry 7. In the present embodiment, the upper surface 7a of the gantry 7 is inclined by a predetermined angle (30 degrees in the example shown in FIG. 2) with respect to the installation surface H of the mixer 100, and the casing 9 is fixed to the upper surface 7a of the gantry 7. Have been. That is, the rotary container 1 shown in FIG. 2 is inclined by 30 degrees with respect to the installation surface H of the mixer 100. However, the inclination angle of the rotary container 1 with respect to the installation surface H of the mixer 100 is arbitrary, and is not limited to the embodiment shown in FIG. For example, the inclination angle of the rotary container 1 with respect to the installation surface H of the mixer 100 may be 15 degrees or 40 degrees. Further, the rotary container 1 may be arranged horizontally with respect to the installation surface H without tilting the rotary container 1 with respect to the installation surface H of the mixer 100. In this case, the bottom surface of the rotating container 1 is parallel to the installation surface H (in other words, the inclination angle of the rotating container 1 with respect to the installation surface H is 0 degree). The first driving device 2 for rotating the rotating container 1 is accommodated in a gantry 7.

本実施形態では、ロータユニット３は、駆動力伝達機構１０により第２駆動装置４に接続されている。第２駆動装置４の駆動力は、駆動力伝達機構１０を介してロータユニット３に伝達される。より具体的には、駆動力伝達機構１０は、第２駆動装置４の回転軸に取り付けられた第１プーリ２５と、ロータユニット３のシャフト１１に取り付けられた第２プーリ２６と、これらプーリ２５，２６の間に掛け渡されたベルト２７とを備えている。第２駆動装置４の回転軸を回転させると、第１プーリ２５が回転し、第１プーリ２５の回転がベルト２７を介して第２プーリ２６に伝えられ、第２プーリ２６が回転する。第２プーリ２６が回転すると、第２プーリ２６に取り付けられたシャフト１１が回転し、その結果、ロータユニット３が回転するようになっている。 In the present embodiment, the rotor unit 3 is connected to the second driving device 4 by the driving force transmission mechanism 10. The driving force of the second driving device 4 is transmitted to the rotor unit 3 via the driving force transmission mechanism 10. More specifically, the driving force transmission mechanism 10 includes a first pulley 25 attached to the rotating shaft of the second driving device 4, a second pulley 26 attached to the shaft 11 of the rotor unit 3, , 26 and a belt 27 stretched between them. When the rotation shaft of the second drive device 4 is rotated, the first pulley 25 rotates, and the rotation of the first pulley 25 is transmitted to the second pulley 26 via the belt 27, and the second pulley 26 rotates. When the second pulley 26 rotates, the shaft 11 attached to the second pulley 26 rotates, and as a result, the rotor unit 3 rotates.

第２駆動装置４の回転軸を時計回り方向または反時計回り方向に回転させることにより、ロータユニット３を、時計回り方向または反時計回り方向に回転させることができる。回転容器１は、第１駆動装置２によって時計回り方向または反時計回り方向に回転される。したがって、回転容器１およびロータユニット３をそれぞれ独立して回転させることができる。 By rotating the rotation axis of the second driving device 4 in the clockwise direction or the counterclockwise direction, the rotor unit 3 can be rotated in the clockwise direction or the counterclockwise direction. The rotating container 1 is rotated clockwise or counterclockwise by the first driving device 2. Therefore, the rotating container 1 and the rotor unit 3 can be independently rotated.

なお、図示はしないが、駆動力伝達機構１０を、互いに噛み合う複数のギアを用いて構成してもよい。この場合、第２駆動装置４の回転軸にギアが取り付けられ、シャフト１１にギアが取り付けられる。第２駆動装置４の回転軸に取り付けられたギアを、シャフト１１に取り付けられたギアに噛み合わせることで、駆動力伝達機構１０が構成される。第２駆動装置４の回転軸に取り付けられたギアと、シャフト１１に取り付けられたギアとの間に、さらに別のギアを一枚または複数枚配置し、これらのギアを互いに噛み合わせてもよい。 Although not shown, the driving force transmission mechanism 10 may be configured using a plurality of gears that mesh with each other. In this case, a gear is attached to the rotation shaft of the second driving device 4 and a gear is attached to the shaft 11. The driving force transmission mechanism 10 is configured by meshing a gear attached to the rotation shaft of the second driving device 4 with a gear attached to the shaft 11. One or more other gears may be arranged between the gear attached to the rotating shaft of the second drive device 4 and the gear attached to the shaft 11, and these gears may mesh with each other. .

駆動装置２，４は制御装置（図示せず）に接続されており、制御装置はこれら駆動装置２，４の回転速度および回転方向を制御するように構成されている。回転容器１およびロータユニット３のそれぞれの回転速度および回転方向は、制御装置により自在に制御されるので、回転容器１内の原料を最適な状態で攪拌することができる。 The driving devices 2 and 4 are connected to a control device (not shown), and the control device is configured to control the rotation speed and the rotation direction of the driving devices 2 and 4. Since the rotation speed and the rotation direction of the rotary container 1 and the rotor unit 3 are freely controlled by the control device, the raw material in the rotary container 1 can be stirred in an optimal state.

図３は、図２に示す回転容器１の内部を示す斜視図である。図３に示すように、回転容器１は、回転容器１内の原料を攪拌するために、第１駆動装置２によって所定方向（図示した例では、時計回り方向Ｂ１）に、所定の回転速度で回転させられる。ロータユニット３は、回転容器１の中心軸線ＣＬ１より偏心した位置で中心軸線ＣＬ１と平行に配置される。ロータユニット３は、回転容器１の回転方向と同一方向または逆方向に回転させられる。より具体的には、ロータユニット３は、回転容器１の中心軸線ＣＬ１と平行な偏心軸線ＣＬ２を中心として回転する。ミキサー１００では、所定量の原料が回転容器１内に収容される。この状態で、ミキサー１００は、回転容器１とロータユニット３とをそれぞれ回転させ、フライアッシュと捕集剤が水に均一に分散したフライアッシュスラリーを生成する。 FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the rotating container 1 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the rotating container 1 is rotated by a first driving device 2 in a predetermined direction (clockwise direction B1 in the illustrated example) at a predetermined rotation speed in order to stir the raw material in the rotating container 1. Rotated. The rotor unit 3 is disposed parallel to the center axis CL1 at a position eccentric from the center axis CL1 of the rotating container 1. The rotor unit 3 is rotated in the same direction as the rotation direction of the rotating container 1 or in the opposite direction. More specifically, the rotor unit 3 rotates about an eccentric axis CL2 parallel to the central axis CL1 of the rotating container 1. In the mixer 100, a predetermined amount of the raw material is accommodated in the rotating container 1. In this state, the mixer 100 rotates the rotary container 1 and the rotor unit 3 to generate fly ash slurry in which fly ash and the collecting agent are uniformly dispersed in water.

図３に示すロータユニット３は、スター型ロータユニットと呼ばれる。ロータユニット３は、シャフト１１と、シャフト１１に取り付けられた複数の攪拌羽根１２とを備えている。複数の攪拌羽根１２は、シャフト１１の外周面から放射状に延びている。シャフト１１は、回転容器１の底面１ａの近傍まで延びている。ロータユニット３は、所定方向（図示した例では、反時計回り方向Ｂ２）に、所定の回転速度で回転させられる。 The rotor unit 3 shown in FIG. 3 is called a star type rotor unit. The rotor unit 3 includes a shaft 11 and a plurality of stirring blades 12 attached to the shaft 11. The plurality of stirring blades 12 extend radially from the outer peripheral surface of the shaft 11. The shaft 11 extends to near the bottom surface 1a of the rotating container 1. The rotor unit 3 is rotated at a predetermined rotation speed in a predetermined direction (in the illustrated example, a counterclockwise direction B2).

回転容器１の底面１ａ近傍まで延びるシャフト１１の下部には、回転容器１の底面１ａ上の原料を掻き取るための２つの掻き取り羽根１３が取り付けられている。掻き取り羽根１３も、攪拌羽根１２と同様に、シャフト１１から外方に放射状に延びる。これら掻き取り羽根１３は、シャフト１１を挟むように配置されている。しかしながら、掻き取り羽根１３の数および配置箇所はこの例に限定されない。シャフト１１および羽根１２，１３は、所定の回転速度で、矢印Ｂ２に示すように平面視で反時計回り方向に回転する。 At the lower part of the shaft 11 extending to the vicinity of the bottom surface 1a of the rotating container 1, two scraping blades 13 for scraping the raw material on the bottom surface 1a of the rotating container 1 are attached. Like the stirring blade 12, the scraping blade 13 also extends radially outward from the shaft 11. These scraping blades 13 are arranged so as to sandwich the shaft 11. However, the number and arrangement of the scraping blades 13 are not limited to this example. The shaft 11 and the blades 12 and 13 rotate at a predetermined rotation speed in a counterclockwise direction in plan view as shown by an arrow B2.

図３に示すように、回転容器１内には、原料を混合するための混合部材１４が配置されている。混合部材１４は、回転容器１の内周面に近接して縦方向に延びる第１スクレーパ１５と、第１スクレーパ１５から横方向に延び、底面１ａに近接して配置された第２スクレーパ１６とを備えている。さらに、混合部材１４は、スクレーパ１５，１６を支持する支持部材１７を備えている。支持部材１７は蓋部材５に固定されるので、回転容器１およびロータユニット３が回転しても、混合部材１４は、回転しない。 As shown in FIG. 3, a mixing member 14 for mixing the raw materials is arranged in the rotary container 1. The mixing member 14 includes a first scraper 15 extending in the vertical direction near the inner peripheral surface of the rotary container 1, a second scraper 16 extending in the horizontal direction from the first scraper 15, and disposed near the bottom surface 1 a. It has. Further, the mixing member 14 includes a support member 17 that supports the scrapers 15 and 16. Since the support member 17 is fixed to the lid member 5, even if the rotating container 1 and the rotor unit 3 rotate, the mixing member 14 does not rotate.

このように、本実施形態では、回転する回転容器１内に、回転するロータユニット３および回転しない混合部材１４を設け、さらに回転容器１を図２に示されるように傾斜させている。このように回転容器１を傾斜させると、回転している回転容器１内の原料は、その自重により下方に移動しようとする。そして、下方に移動した原料は、傾斜しているロータユニット３の回転によって斜め方向に移動させられる。また、混合部材１４の第１スクレーパ１５が、回転容器１の内周面に付着した原料を掻き取り、第２スクレーパ１６が、底面１ａ上の原料を掻き取るので、回転容器１内の原料は、同じところに留まることなく全体的に常に移動する。したがって、ロータユニット３および混合部材１４を内部に配置する回転容器１を傾斜させて、回転容器１とロータユニット３とを回転させると、原料の上下方向の動きと、斜め方向の動きとが混在するようになり、回転容器１内の原料は、三次元的に移動するようになる。その結果、原料が効率良く攪拌される。なお、回転容器１の傾斜角度には、原料の性状などに応じた最適値が存在する。また、回転容器１とロータユニット３の回転速度に関しても、原料の性状などに応じた最適値が存在する。これら傾斜角度と回転速度の最適値は、実験によって、予め決定しておくことができる。 As described above, in the present embodiment, the rotating rotor unit 3 and the non-rotating mixing member 14 are provided in the rotating rotating container 1, and the rotating container 1 is inclined as shown in FIG. When the rotating container 1 is tilted in this manner, the raw material in the rotating rotating container 1 tends to move downward by its own weight. Then, the raw material moved downward is moved in an oblique direction by the rotation of the inclined rotor unit 3. In addition, the first scraper 15 of the mixing member 14 scrapes the raw material adhered to the inner peripheral surface of the rotary container 1, and the second scraper 16 scrapes the raw material on the bottom surface 1a. , Always moving in its entirety without staying in the same place. Therefore, when the rotating container 1 in which the rotor unit 3 and the mixing member 14 are disposed is inclined and the rotating container 1 and the rotor unit 3 are rotated, the vertical movement and the oblique movement of the raw materials are mixed. As a result, the raw material in the rotary container 1 moves three-dimensionally. As a result, the raw materials are efficiently stirred. The tilt angle of the rotary container 1 has an optimum value according to the properties of the raw material and the like. There are also optimum values for the rotation speeds of the rotating container 1 and the rotor unit 3 depending on the properties of the raw materials and the like. The optimum values of the tilt angle and the rotation speed can be determined in advance by experiments.

原料の性状などによっては、実験により得られた回転容器１の傾斜角度の最適値が０度になる、すなわち、回転容器１が設置面Ｈに対して水平に配置されることもある。 Depending on the properties of the raw materials, the optimum value of the inclination angle of the rotating container 1 obtained by the experiment may be 0 degree, that is, the rotating container 1 may be arranged horizontally with respect to the installation surface H.

図３に示すロータユニット３は、スター型ロータユニットであるが、ロータユニット３は、この実施形態に限定されない。例えば、ロータユニット３は、ピン型ロータユニットと呼ばれるロータユニットであってもよい。ピン型ロータユニットの図示は省略するが、ピン型ロータユニットは、シャフト１１の下端に取り付けられた板体と、板体に取り付けられた少なくとも１本の棒状部材（すなわち、ピン）とを備える。棒状部材は、例えば、板体の上面から上方に延びる。ロータユニット３がピン型ロータユニットである場合も、回転容器１内には、原料を混合するための混合部材１４が配置される。 Although the rotor unit 3 shown in FIG. 3 is a star-type rotor unit, the rotor unit 3 is not limited to this embodiment. For example, the rotor unit 3 may be a rotor unit called a pin type rotor unit. Although illustration of the pin-type rotor unit is omitted, the pin-type rotor unit includes a plate attached to the lower end of the shaft 11 and at least one rod-shaped member (that is, a pin) attached to the plate. The bar-shaped member extends upward from the upper surface of the plate body, for example. Even when the rotor unit 3 is a pin-type rotor unit, a mixing member 14 for mixing the raw materials is disposed in the rotary container 1.

図２および図３に示すミキサー１００によれば、フライアッシュに水および捕集剤を加えた原料を短時間でスラリー化することができる。すなわち、このミキサー１００によれば、水にフライアッシュおよび捕集剤が均一に分散したフライアッシュスラリーを短時間で得ることができる。実験では、図２および図３に示すミキサー１００によって、後述する浮遊分離装置に導入可能なフライアッシュスラリーをおよそ３０分で生成できることが確認されている。 According to the mixer 100 shown in FIG. 2 and FIG. 3, the raw material obtained by adding water and the collecting agent to fly ash can be slurried in a short time. That is, according to the mixer 100, a fly ash slurry in which fly ash and a collector are uniformly dispersed in water can be obtained in a short time. Experiments have confirmed that the mixer 100 shown in FIGS. 2 and 3 can generate a fly ash slurry that can be introduced into a later-described floating separation device in about 30 minutes.

〔浮遊分離工程〕
浮遊分離工程は、上記攪拌工程で得られたフライアッシュスラリーから未燃カーボンが除去された改質フライアッシュスラリーを得る工程である。短時間かつ低コストで改質フライアッシュスラリーを得るためには、フライアッシュと捕集剤が水に均一に分散されたフライアッシュスラリーを浮遊分離装置に導入する必要がある。上述したように、このようなフライアッシュスラリーを、図２および図３に示すミキサー１００によって短時間で生成することができる。 (Floating separation process)
The floating separation step is a step of obtaining a modified fly ash slurry in which unburned carbon has been removed from the fly ash slurry obtained in the stirring step. In order to obtain a modified fly ash slurry in a short time and at low cost, it is necessary to introduce a fly ash slurry in which fly ash and a trapping agent are uniformly dispersed in water into a floating separation device. As described above, such a fly ash slurry can be generated in a short time by the mixer 100 shown in FIGS. 2 and 3.

図４は、浮遊分離装置の一例を示す模式図である。図４に示す浮遊分離装置２００は、処理槽４０を備える。処理槽４０には、フロス溢流口４１、循環液出口４２、循環液入口４３、水入口４４、テール回収口４５、およびフロス回収口４７が設けられる。テール回収口４５には、仕切弁４８が設けられる。循環液入口４３と循環液出口４２とは、循環路４９によって接続される。すなわち、循環路４９は、循環液入口４３から循環液出口４２まで延びている。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a floating separation device. The floating separation device 200 shown in FIG. The processing tank 40 is provided with a floss overflow port 41, a circulating liquid outlet 42, a circulating liquid inlet 43, a water inlet 44, a tail recovery port 45, and a floss recovery port 47. A gate valve 48 is provided at the tail recovery port 45. The circulating fluid inlet 43 and the circulating fluid outlet 42 are connected by a circulation path 49. That is, the circulation path 49 extends from the circulating liquid inlet 43 to the circulating liquid outlet 42.

本実施形態では、循環路４９の途中に、循環ポンプ５０およびバブル発生装置５１が配置されている。バブル発生装置５１は、循環路４９の液体の流れ方向において循環ポンプ５０の下流側に位置する。この浮遊分離装置２００は、循環ポンプ５０のみが駆動源なので、ランニングコストが安くて省エネルギーである。 In the present embodiment, a circulation pump 50 and a bubble generator 51 are arranged in the middle of the circulation path 49. The bubble generator 51 is located downstream of the circulation pump 50 in the direction of flow of the liquid in the circulation path 49. Since only the circulation pump 50 is a driving source, the floating separation device 200 has a low running cost and is energy saving.

図４に示す処理槽４０は、処理槽下部４０ａ、処理槽中央部４０ｂ、処理槽上部４０ｃ、およびフロス回収枠部４０ｄの四分割体よりなる組立構造体である。処理槽下部４０ａは、下向きに縮径する円錐部を有するホッパー形状である。処理槽中央部４０ｂは、フライアッシュスラリーを貯留し渦流を生じさせ得る縦円筒槽壁部を有する円筒形状である。処理槽上部４０ｃは、上向きに縮径する円錐部を有する逆さホッパー形状である。フロス回収枠部４０ｄは、処理槽上部４０ｃの上面周囲を、後述するバブル付着未燃カーボンの集合体であるフロスを回収するためのフロス回収空間ＳＦとして区画している。なお、処理槽４０は、上記構成に限定されるものでなく、フライアッシュスラリーを貯留し渦流を生じさせ得る縦円筒槽壁部を有していればよい。 The processing tank 40 shown in FIG. 4 is an assembly structure composed of a four-piece body including a processing tank lower part 40a, a processing tank central part 40b, a processing tank upper part 40c, and a floss recovery frame part 40d. The processing tank lower part 40a has a hopper shape having a conical part whose diameter decreases downward. The processing tank central portion 40b has a cylindrical shape having a vertical cylindrical tank wall that can store fly ash slurry and generate a vortex. The processing tank upper part 40c has an inverted hopper shape having a conical portion whose diameter is reduced upward. The floss recovery frame section 40d partitions the periphery of the upper surface of the processing tank upper portion 40c as a floss recovery space SF for recovering floss, which is an aggregate of unburned carbon attached to bubbles, which will be described later. In addition, the processing tank 40 is not limited to the above configuration, and may have a vertical cylindrical tank wall that can store the fly ash slurry and generate a vortex.

本実施形態では、フロス溢流口４１は、処理槽上部４０ｃの上端開口であり、バブル付着未燃カーボンの集合体であるフロスは、フロス溢流口４１からフロス回収枠部４０ｄによって区画されたフロス回収空間ＳＦに溢流する。フロス溢流口４１は、フロス回収空間ＳＦの中央に位置している。フロス溢流口４１を溢流したフロスは、フロス回収枠部４０ｄの側壁に設けられたフロス回収口４７を通って、フロス回収管５２に流れ込み、フロス回収管５２を介して図示しない容器に回収される。 In this embodiment, the floss overflow port 41 is an upper end opening of the processing tank upper portion 40c, and the floss, which is an aggregate of the unburned carbon attached to the bubble, is partitioned from the floss overflow port 41 by the floss recovery frame 40d. It overflows into the floss recovery space SF. The floss overflow port 41 is located at the center of the floss recovery space SF. The floss overflowing from the floss overflow port 41 flows into the floss recovery pipe 52 through the floss recovery port 47 provided on the side wall of the floss recovery frame portion 40d, and is recovered to a container (not shown) via the floss recovery pipe 52. Is done.

循環液入口４３は、処理槽中央部４０ｂの上部に設けられている。循環液出口４２は、処理槽下部４０ａの円錐部に設けられている。循環液出口４２は、処理槽下部４０ａの円錐部におけるフライアッシュスラリーの流入を処理槽下部４０ａの内周面に沿わせるように備えられている。循環液出口４２は、処理槽下部４０ａの円錐部の下部にその接線方向に備えられるのが好ましい。循環路４９は、循環液入口４３から循環液出口４２まで延びており、循環路４９に循環ポンプ５０とバブル発生装置５１が配置されている。 The circulating liquid inlet 43 is provided above the processing tank central part 40b. The circulating liquid outlet 42 is provided in a conical portion of the processing tank lower part 40a. The circulating liquid outlet 42 is provided so that the inflow of the fly ash slurry in the conical portion of the processing tank lower part 40a follows the inner peripheral surface of the processing tank lower part 40a. The circulating liquid outlet 42 is preferably provided in the lower part of the conical part of the processing tank lower part 40a in the tangential direction. The circulation path 49 extends from the circulation liquid inlet 43 to the circulation liquid outlet 42, and a circulation pump 50 and a bubble generator 51 are arranged in the circulation path 49.

水入口４４は、処理槽中央部４０ｂの下部に設けられ、給水源（図示せず）に給水管５５を介して連結される。給水源は、例えば、浮遊分離装置２００が設置される工場の水道管であり、給水管５５は、水道管に設けられた蛇口に連結される。水入口４４は、フロスをフロス溢流口４１から溢流させるための水を処理槽４０に供給するために設けられる。この水入口４４は、循環液入口４３よりも低い位置に配置されていればよい。 The water inlet 44 is provided at a lower portion of the processing tank central portion 40b, and is connected to a water supply source (not shown) via a water supply pipe 55. The water supply source is, for example, a water pipe of a factory where the floating separation device 200 is installed, and the water supply pipe 55 is connected to a faucet provided in the water pipe. The water inlet 44 is provided for supplying water for causing the floss to overflow from the floss overflow port 41 to the treatment tank 40. The water inlet 44 may be located at a position lower than the circulating liquid inlet 43.

テール回収口４５は、処理槽下部４０ａの下端開口である。テール回収口４５は、フロスを溢流させた後に処理槽４０内に残る改質フライアッシュスラリーの回収口である。このテール回収口４５には仕切弁４８が設けられている。仕切弁４８を開くことにより、処理槽４０内に残る改質フライアッシュスラリーを回収することができる。 The tail collection port 45 is a lower end opening of the processing tank lower part 40a. The tail recovery port 45 is a recovery port for the modified fly ash slurry remaining in the processing tank 40 after overflowing the floss. A gate valve 48 is provided at the tail recovery port 45. By opening the gate valve 48, the modified fly ash slurry remaining in the processing tank 40 can be collected.

バブル発生装置５１は、処理槽４０に貯留されたフライアッシュスラリーに大量のバブルを注入するための装置である。バブル発生装置５１は、例えば、マイクロバブル発生器（図示せず）を含んでいる。本実施形態では、バブル発生装置５１は、バブルが処理槽４０内のフライアッシュスラリー全体の流れに乗って未燃カーボンと十分に接触するように、循環路４９の途中で、循環ポンプ５０の下流側に配置されている。 The bubble generator 51 is a device for injecting a large amount of bubbles into the fly ash slurry stored in the processing tank 40. The bubble generator 51 includes, for example, a micro bubble generator (not shown). In the present embodiment, the bubble generator 51 is provided downstream of the circulation pump 50 in the middle of the circulation path 49 so that the bubbles ride on the entire flow of the fly ash slurry in the treatment tank 40 and sufficiently contact the unburned carbon. Located on the side.

図４に示す浮遊分離装置２００において、ミキサー１００によって生成されたフライアッシュスラリーは、フロス溢流口４１を通して処理槽４０に貯留される。すなわち、フロス溢流口４１は、フライアッシュスラリーを処理槽４０に導入するための供給口を兼ねている。図示はしないが、フライアッシュスラリーの供給口を、フロス溢流口４１とは別に設けてもよい。 4, the fly ash slurry generated by the mixer 100 is stored in the processing tank 40 through the floss overflow port 41. That is, the floss overflow port 41 also functions as a supply port for introducing fly ash slurry into the processing tank 40. Although not shown, a supply port for the fly ash slurry may be provided separately from the floss overflow port 41.

浮遊分離装置２００では、処理槽４０に貯留したフライアッシュスラリーを循環ポンプ５０で循環させることで処理槽４０内のフライアッシュスラリーに緩やかな渦流を生じさせ、さらに、バブル発生装置５１によって、フライアッシュスラリーにバブルを注入する。注入されたバブルは、フライアッシュスラリーに含まれる未燃カーボンに捕集剤を介して付着し、バブルが付着した未燃カーボンがフロスとしてフロス溢流口４１から溢れ出す。フロス溢流口４１から溢れ出したフロスは、フロス回収口４７を通って容器（図示しない）に回収される。浮遊分離装置２００は、捕集剤とフライアッシュとの表面濡れ性の差を利用して、未燃カーボンに付着する捕集剤にバブルを付着させ、さらに捕集剤を介してバブルが付着した未燃カーボンを浮選処理する装置である。未燃カーボンが除去された改質フライアッシュスラリーは、テール回収口４５より排出される。 In the floating separation device 200, the fly ash slurry stored in the processing tank 40 is circulated by the circulation pump 50 to generate a gentle vortex in the fly ash slurry in the processing tank 40, and further, fly ash is generated by the bubble generator 51. Inject bubbles into the slurry. The injected bubble adheres to the unburned carbon contained in the fly ash slurry via the trapping agent, and the unburned carbon to which the bubble has adhered overflows from the floss overflow port 41 as floss. The floss overflowing from the floss overflow port 41 is collected in a container (not shown) through the floss recovery port 47. The floating separation device 200 uses the difference in surface wettability between the trapping agent and fly ash to cause bubbles to adhere to the trapping agent that adheres to the unburned carbon, and further causes the bubbles to adhere through the trapping agent. This is a flotation device for unburned carbon. The modified fly ash slurry from which unburned carbon has been removed is discharged from the tail recovery port 45.

図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、フライアッシュスラリーから未燃カーボンが除去される様子をそれぞれ示す模式図である。図５（ａ）は、フライアッシュＦＡに未燃カーボンＵＣが付着している様子を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、未燃カーボンＵＣは、フライアッシュＦＡの表面に付着している。 FIGS. 5A to 5D are schematic diagrams respectively showing a state in which unburned carbon is removed from fly ash slurry. FIG. 5A is a schematic view showing a state in which unburned carbon UC is attached to fly ash FA. As shown in FIG. 5A, the unburned carbon UC is attached to the surface of the fly ash FA.

図５（ｂ）は、ミキサー１００によって生成されたフライアッシュスラリー内のフライアッシュＦＡを示す模式図である。未燃カーボンＵＣは親油性を有しており、フライアッシュＦＡは親水性を有している。そのため、上記ミキサー１００によって、フライアッシュと捕集剤（例えば、灯油）とが水に均一に分散されたフライアッシュスラリーを生成すると、図５（ｂ）に示すように、未燃カーボンＵＣに捕集剤Ｋが付着する。 FIG. 5B is a schematic diagram illustrating fly ash FA in the fly ash slurry generated by the mixer 100. Unburned carbon UC has lipophilicity, and fly ash FA has hydrophilicity. Therefore, when the fly ash and the trapping agent (eg, kerosene) are uniformly dispersed in water by the mixer 100 to generate a fly ash slurry, as shown in FIG. The collecting agent K adheres.

図５（ｃ）は、捕集剤ＫにバブルＢが付着した様子を示す模式図である。フライアッシュスラリーを導入した浮遊分離装置２００を稼働すると、バブル発生装置５１によって注入されたバブルが未燃カーボンＵＣに付着した捕集剤Ｋに付着する。捕集剤Ｋに付着したバブルＢには、浮力が働くので、このバブルＢの浮力によって、未燃カーボンＵＣが捕集剤ＫとともにフライアッシュＦＡから引きはがされる。 FIG. 5C is a schematic diagram showing a state in which the bubble B has adhered to the trapping agent K. When the floating separation device 200 into which the fly ash slurry is introduced is operated, the bubbles injected by the bubble generator 51 adhere to the trapping agent K adhered to the unburned carbon UC. Since buoyancy acts on the bubble B attached to the trapping agent K, the unburned carbon UC is separated from the fly ash FA together with the trapping agent K by the buoyancy of the bubble B.

図５（ｄ）は、バブル付着未燃カーボンＦがフライアッシュＦＡから引きはがされた様子を示す模式図である。フライアッシュＦＡから引きはがされた、バブルＢが付着した捕集剤Ｋと未燃カーボンＵＣは、バブル付着未燃カーボンＦを構成する。図５（ｄ）に示すバブル付着未燃カーボンＦの集合体が上記フロスであり、このフロスがフロス溢流口４１から排出される。 FIG. 5D is a schematic diagram illustrating a state in which the unburned bubble-adhered carbon F is separated from the fly ash FA. The trapping agent K and the unburned carbon UC to which the bubbles B have adhered and which have been peeled off from the fly ash FA constitute bubble-unburned unburned carbon F. The aggregate of the unburned carbon F attached to the bubbles shown in FIG. 5D is the above-mentioned floss, and this floss is discharged from the floss overflow port 41.

次に、浮遊分離装置２００の運転方法の一例を説明する。
最初に、テール回収口４５に設けられた仕切弁４８を閉じる。次に、上記ミキサー１００によって生成されたフライアッシュスラリーをフロス溢流口４１から処理槽４０に供給する。このとき、処理槽４０におけるフライアッシュスラリーの液面レベルが循環液入口４３よりも高くなる（例えば、数ｃｍ高くなる）ように、フライアッシュスラリーを処理槽４０に貯留する。処理槽４０に貯留したフライアッシュスラリーの液面レベルが循環液入口４３よりも低いときは、水入口４４から水を供給して液面レベルを循環液入口４３よりも高くする。処理槽上部４０ｃの内部空間は、バブル付着未燃カーボンＦ（図５（ｄ）参照）が浮上堆積するための空間となる。 Next, an example of an operation method of the floating separation device 200 will be described.
First, the gate valve 48 provided at the tail recovery port 45 is closed. Next, the fly ash slurry generated by the mixer 100 is supplied to the treatment tank 40 from the floss overflow port 41. At this time, the fly ash slurry is stored in the processing tank 40 so that the liquid level of the fly ash slurry in the processing tank 40 is higher than the circulating liquid inlet 43 (for example, several cm higher). When the liquid level of the fly ash slurry stored in the processing tank 40 is lower than the circulating liquid inlet 43, water is supplied from the water inlet 44 to make the liquid level higher than the circulating liquid inlet 43. The internal space of the processing tank upper part 40c is a space for the bubble-unburned unburned carbon F (see FIG. 5D) to float and accumulate.

処理槽４０にフライアッシュスラリーを貯留した後で、循環ポンプ５０を稼動する。循環ポンプ５０は、処理槽４０に貯留するフライアッシュスラリーを循環液入口４３を通して循環ポンプ５０内に取り込み、フライアッシュスラリーを循環液出口４２より処理槽下部４０ａの円錐部に帰還させる。すなわち、循環ポンプ５０を稼働することによって、処理槽４０、循環液入口４３、循環路４９、循環液出口４２、および処理槽４０をこの順に流れるフライアッシュスラリーの循環流が形成される。循環ポンプ５０によるフライアッシュスラリーの循環流によって、処理槽４０内のフライアッシュスラリーに緩やかな渦流が生じる。循環ポンプ５０は、フライアッシュスラリーの循環量を変更可能であるように構成されるのが好ましい。この循環量は、特に限定は無いが、例えば、１分間で処理槽４０内のフライアッシュスラリーの０．５〜２．５倍の容量のフライアッシュスラリーが循環する量である。 After storing the fly ash slurry in the processing tank 40, the circulation pump 50 is operated. The circulation pump 50 takes in the fly ash slurry stored in the processing tank 40 into the circulation pump 50 through the circulating liquid inlet 43 and returns the fly ash slurry from the circulating liquid outlet 42 to the conical portion of the processing tank lower part 40a. That is, by operating the circulation pump 50, a circulating flow of the fly ash slurry flowing through the processing tank 40, the circulating liquid inlet 43, the circulation path 49, the circulating liquid outlet 42, and the processing tank 40 in this order is formed. The circulating flow of the fly ash slurry by the circulation pump 50 generates a gentle vortex in the fly ash slurry in the processing tank 40. The circulation pump 50 is preferably configured to be able to change the circulation amount of the fly ash slurry. The circulation amount is not particularly limited, but is, for example, an amount by which the fly ash slurry having a volume of 0.5 to 2.5 times the volume of the fly ash slurry in the treatment tank 40 in one minute is circulated.

循環ポンプ５０の稼動と同期して、バブル発生装置５１を稼働させる。バブル発生装置５１は、例えば、気泡径最頻値が３０μｍ〜５０μｍであるマイクロバブルを大量にフライアッシュスラリーの循環流に連続して注入する。マイクロバブルは、内圧が高くフライアッシュスラリー中に長く滞留することができ、フライアッシュスラリー中に分散するバブル数、合計表面積、捕集剤との接触割合が通常のバブルに比べてはるかに大きい。このため、処理槽４０内のフライアッシュスラリーの緩やかな渦流に乗ったマイクロバブルは、容易に未燃カーボンに付着した捕集剤に付着する。バブル付着未燃カーボンＦ（図５（ｄ）参照）は、マイクロバブルの浮力によって上昇しながら渦流の中心に集まり、処理槽４０におけるフライアッシュスラリーの液面に到達する。フライアッシュスラリーの液面に到達したバブル付着未燃カーボンＦは、遅れて液面に到達する後続のバブル付着未燃カーボンＦにより押し上げられる。このようにしてバブル付着未燃カーボンの集合体であるフロスは、処理槽上部４０ｃのフロス溢流口４１から溢流する。処理槽４０に最後に残るフロスについては、水入口４４から処理槽３０に水を供給することにより、液面レベルを上げて、フロス溢流口４１を溢流させる。 The bubble generator 51 is operated in synchronization with the operation of the circulation pump 50. The bubble generator 51 continuously injects a large amount of microbubbles having a bubble diameter mode of 30 μm to 50 μm into the circulating flow of the fly ash slurry, for example. The microbubbles have a high internal pressure and can stay in the fly ash slurry for a long time, and the number of bubbles dispersed in the fly ash slurry, the total surface area, and the contact ratio with the collector are much larger than those of ordinary bubbles. For this reason, the microbubbles riding on the gentle vortex of the fly ash slurry in the treatment tank 40 easily adhere to the trapping agent adhered to the unburned carbon. The bubble-unburned unburned carbon F (see FIG. 5D) rises due to the buoyancy of the microbubbles, gathers at the center of the vortex, and reaches the liquid level of the fly ash slurry in the processing tank 40. The unburned bubble-adhered carbon F reaching the liquid surface of the fly ash slurry is pushed up by the subsequent unburned carbon-adhered carbon F reaching the liquid surface with a delay. In this way, the floss, which is an aggregate of unburned carbon attached to bubbles, overflows from the floss overflow port 41 in the upper part 40c of the processing tank. For the floss remaining in the treatment tank 40 lastly, water is supplied to the treatment tank 30 from the water inlet 44 to raise the liquid level and overflow the floss overflow port 41.

フロス溢流口４１から、フロス回収枠部４０ｄによって区画されたフロス回収空間ＳＦに溢れ出たフロスは、フロス回収枠部４０ｄの側壁に設けられたフロス回収口４７、およびフロス回収口４７に接続されたフロス回収管５２を介して図示しない容器に回収される。処理槽４０内に残るスラリーは、未燃カーボンが低減された改質フライアッシュスラリーである。改質フライアッシュスラリーは、仕切弁４８を開くことにより、処理槽４０から排出され、回収される。本実施形態の浮遊分離装置２００を用いることで、僅か約３０分の処理時間で未燃カーボンが２％以下の改質フライアッシュスラリーを得ることができる。 The floss overflowing from the floss overflow port 41 into the floss recovery space SF defined by the floss recovery frame section 40d is connected to the floss recovery port 47 provided on the side wall of the floss recovery frame section 40d and the floss recovery port 47. The collected floss is collected in a container (not shown) through the floss collection pipe 52. The slurry remaining in the processing tank 40 is a modified fly ash slurry in which unburned carbon has been reduced. The modified fly ash slurry is discharged from the processing tank 40 and recovered by opening the gate valve 48. By using the floating separation device 200 of the present embodiment, a modified fly ash slurry containing 2% or less of unburned carbon can be obtained in a processing time of only about 30 minutes.

〔脱水濃縮工程〕
脱水濃縮工程は、浮遊分離装置２００によって得られた改質フライアッシュスラリーを脱水しつつ、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュに分級する工程である。 (Dehydration concentration step)
The dehydration and concentration step is a step of classifying the modified fly ash slurry having a desired average particle size into modified fly ash while dewatering the modified fly ash slurry obtained by the floating separation device 200.

一般に、スラリーから水などの液体成分を除去するには、加熱源を含む加熱装置にスラリーを導入して、スラリーを加熱源に直接または間接的に接触させる。これにより、スラリーから液体成分を蒸発させることができる。この場合、加熱装置を準備する必要があり、さらに、加熱源に供給する火力または電力などの燃料コストが発生する。 Generally, to remove a liquid component such as water from a slurry, the slurry is introduced into a heating device that includes a heating source, and the slurry is brought into direct or indirect contact with the heating source. Thereby, the liquid component can be evaporated from the slurry. In this case, it is necessary to prepare a heating device, and further, a fuel cost such as thermal power or electric power supplied to the heating source is generated.

あるいは、スラリーから液体成分を除去するために、フィルタープレス装置を用いることもある。しかしながら、フィルターが目詰まりした場合には、フィルターの交換が必要となる。そのため、改質フライアッシュのような粒径の小さな固体成分をスラリーから分離する場合、フィルタープレス装置のメンテナンス頻度などを考慮すると、フィルタープレス装置のランニングコストは高くなる傾向がある。 Alternatively, a filter press may be used to remove liquid components from the slurry. However, when the filter is clogged, the filter needs to be replaced. Therefore, when a solid component having a small particle size such as modified fly ash is separated from the slurry, the running cost of the filter press apparatus tends to be high in consideration of the frequency of maintenance of the filter press apparatus.

さらに、加熱装置またはフィルタープレス装置は、通常、液体成分が除去されたスラリーの固体成分を分級する機能を有していない。そのため、所望の平均粒径を有する固定成分を得るためには、分級装置を加熱装置またはフィルタープレス装置とは別に準備する必要がある。すなわち、改質フライアッシュスラリーから、所望の平均粒径を有するコンクリート用改質フライアッシュを得るためには、通常、加熱装置またはフィルタープレス装置に加えて、分級装置を準備する必要があり、これら加熱装置またはフィルタープレス装置と分級装置とを運転するためのランニングコストが必要となる。 Further, the heating device or the filter press device usually does not have a function of classifying the solid component of the slurry from which the liquid component has been removed. Therefore, in order to obtain a fixed component having a desired average particle size, it is necessary to prepare a classification device separately from a heating device or a filter press device. That is, in order to obtain a modified fly ash for concrete having a desired average particle size from the modified fly ash slurry, it is usually necessary to prepare a classifier in addition to a heating device or a filter press device. A running cost for operating the heating device or the filter press device and the classification device is required.

そこで、本実施形態では、以下に説明する液体サイクロンを用いて、改質フライアッシュスラリーを脱水しつつ、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュに分級する。液体サイクロンは、一般に、粒子等の固体をその比重及び粒子径の大きさに応じて分級する装置である。本実施形態では、改質フライアッシュスラリーに含まれる改質フライアッシュの粒子の比重と水の比重の差に着目し、液体サイクロンを用いて、改質フライアッシュスラリーの脱水を行うのと同時に、改質フライアッシュの分級処理を行う。なお、改質フライアッシュスラリーに含まれる改質フライアッシュの粒子の比重は、水の比重よりも大きい。 Thus, in the present embodiment, the modified fly ash slurry is classified into modified fly ash having a desired average particle size while dehydrating the modified fly ash slurry using a liquid cyclone described below. A liquid cyclone is a device that classifies solids such as particles generally according to their specific gravity and particle size. In the present embodiment, paying attention to the difference between the specific gravity of the particles of the modified fly ash contained in the modified fly ash slurry and the specific gravity of water, and using a liquid cyclone, at the same time as performing the dehydration of the modified fly ash slurry, Classify the modified fly ash. The specific gravity of the particles of the modified fly ash contained in the modified fly ash slurry is higher than the specific gravity of water.

図６は、液体サイクロンの一例を示す模式図である。図６に示す液体サイクロン３００は、下方に向かって縮径する円筒形状を有するサイクロン本体６０と、サイクロン本体６０の下端に接続されたボトムノズル６２と、サイクロン本体６０の上部に接続されたトップノズル６３とを有する。本実施形態では、液体サイクロン３００は、サイクロン本体６０の上端から挿入された円筒部６０ａを有しており、トップノズル６３は、円筒部６０ａに挿入されている。さらに、液体サイクロン３００は、円筒部６０ａの側壁に接続されたミドルノズル６５を有している。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the hydrocyclone. The liquid cyclone 300 shown in FIG. 6 has a cyclone main body 60 having a cylindrical shape whose diameter decreases downward, a bottom nozzle 62 connected to a lower end of the cyclone main body 60, and a top nozzle connected to an upper part of the cyclone main body 60. 63. In the present embodiment, the liquid cyclone 300 has a cylindrical portion 60a inserted from the upper end of the cyclone main body 60, and the top nozzle 63 is inserted into the cylindrical portion 60a. Further, the hydrocyclone 300 has a middle nozzle 65 connected to the side wall of the cylindrical portion 60a.

液体サイクロン３００は、図４に示す浮遊分離装置２００から得られた改質フライアッシュスラリーをサイクロン本体６０に導入するための入口ノズル６１をさらに有している。入口ノズル６１には、供給配管６７が接続され、該供給配管６７には、供給装置６８が配置されている。改質フライアッシュスラリーは、供給配管６７を通って、入口ノズル６１からサイクロン本体６０に導入される。供給配管６７に配置される供給装置６８は、入口ノズル６１からサイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速を調整することが可能な装置である。このような供給装置６８は、例えば、ポンプであり、ポンプの回転速度を変更することにより、該ポンプから排出される改質フライアッシュスラリーの流速を調整する。供給配管６７に配置された供給装置６８によって所望の流速に調整された改質フライアッシュスラリーは、入口ノズル６１からサイクロン本体６０の接線方向に導入され、サイクロン本体６０の内周壁面に沿った改質フライアッシュスラリーの渦流が形成される。 The liquid cyclone 300 further has an inlet nozzle 61 for introducing the modified fly ash slurry obtained from the floating separation device 200 shown in FIG. A supply pipe 67 is connected to the inlet nozzle 61, and a supply device 68 is arranged in the supply pipe 67. The modified fly ash slurry is introduced into the cyclone body 60 from the inlet nozzle 61 through the supply pipe 67. The supply device 68 arranged in the supply pipe 67 is a device capable of adjusting the flow rate of the modified fly ash slurry introduced from the inlet nozzle 61 into the cyclone body 60. Such a supply device 68 is, for example, a pump, and adjusts the flow rate of the modified fly ash slurry discharged from the pump by changing the rotation speed of the pump. The reformed fly ash slurry adjusted to a desired flow rate by the supply device 68 disposed in the supply pipe 67 is introduced from the inlet nozzle 61 in the tangential direction of the cyclone main body 60, and reformed along the inner peripheral wall surface of the cyclone main body 60. A vortex of the dry fly ash slurry is formed.

サイクロン本体６０内で、改質フライアッシュスラリーの渦流が形成されると、改質フライアッシュスラリーに含まれる改質フライアッシュと水に遠心力が作用する。上記したように、改質フライアッシュの粒子の比重は、水の比重よりも大きいので、改質フライアッシュは、サイクロン本体６０の内周壁面に沿って螺旋状に発生する下降流にのってボトムノズルに向かって移動する。一方で、サイクロン本体６０の中心部には、上昇流が発生するので、改質フライアッシュよりも軽い水は、この上昇流にのってトップノズル６３に向かって移動する。これにより、改質フライアッシュスラリーから水を除去することができる。 When a vortex of the modified fly ash slurry is formed in the cyclone body 60, centrifugal force acts on the modified fly ash and water contained in the modified fly ash slurry. As described above, since the specific gravity of the particles of the modified fly ash is greater than the specific gravity of water, the modified fly ash follows the descending flow generated spirally along the inner peripheral wall surface of the cyclone body 60. Move toward the bottom nozzle. On the other hand, since an upward flow is generated at the center of the cyclone main body 60, water lighter than the modified fly ash moves toward the top nozzle 63 along the upward flow. Thereby, water can be removed from the modified fly ash slurry.

さらに、改質フライアッシュは、様々な粒径を有するフライアッシュ粒子の集合体であり、各改質フライアッシュ粒子に作用する遠心力は、その粒径（すなわち、重量）に応じて異なる。そのため、比較的大きな粒径を有する改質フライアッシュ粒子は、ボトムノズル６２に向かって移動し、比較的小さな粒径を有する改質フライアッシュ粒子は、水とともに上記上昇流にのってトップノズル６３に向かって移動する。ボトムノズル６２に向かって移動する改質フライアッシュ粒子と、トップノズル６３に向かって移動する改質フライアッシュの粒子との間の粒径を有する改質フライアッシュ粒子は、トップノズル６３と円筒部６０ａとの間に形成されたドーナツ状の空間Ｓに向かって移動する。 Further, the modified fly ash is an aggregate of fly ash particles having various particle sizes, and the centrifugal force acting on each modified fly ash particle differs depending on the particle size (that is, weight). As a result, the modified fly ash particles having a relatively large particle size move toward the bottom nozzle 62, and the modified fly ash particles having a relatively small particle size follow the upward flow along with the water and move to the top nozzle. Move toward 63. The modified fly ash particles having a particle size between the modified fly ash particles traveling toward the bottom nozzle 62 and the particles of the modified fly ash traveling toward the top nozzle 63 are formed by the top nozzle 63 and the cylindrical portion. It moves toward the donut-shaped space S formed between it and the space 60a.

したがって、比較的大きな平均粒径を有する改質フライアッシュ粒子の集合体からなる改質フライアッシュＦＢは、ボトムノズル６２から排出され、比較的小さな平均粒径を有する改質フライアッシュ粒子の集合体からなる改質フライアッシュＦＴは、水とともにトップノズル６３から排出される。トップノズル６３と円筒部６０ａとの間に形成されたドーナツ状の空間Ｓに接続されるミドルノズル６５からは、改質フライアッシュＦＭが排出される。改質フライアッシュＦＭは、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径と、トップノズル６３から排出される改質フライアッシュＦＴの平均粒径との間の平均粒径を有する改質フライアッシュ粒子からなる。 Therefore, the modified fly ash FB composed of an aggregate of the modified fly ash particles having a relatively large average particle diameter is discharged from the bottom nozzle 62, and the aggregate of the modified fly ash particles having the relatively small average particle diameter is collected. Is discharged from the top nozzle 63 together with the water. The modified fly ash FM is discharged from a middle nozzle 65 connected to a donut-shaped space S formed between the top nozzle 63 and the cylindrical portion 60a. The modified fly ash FM has an average particle size between the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 and the average particle size of the modified fly ash FT discharged from the top nozzle 63. Consists of modified fly ash particles.

トップノズル６３からは、水と改質フライアッシュＦＴの混合物ＭＭ（以下、単に「混合物ＭＭ」と称する）が排出される。そのため、トップノズル６３から排出される混合物ＭＭを上記浮遊分離装置２００に戻すのが好ましい。図４に示すように、浮遊分離装置２００の給水管５５の途中には、分岐管５７が接続されている。本実施形態では、トップノズル６３から排出された混合物ＭＭは、分岐管５７から給水管５５を通って、浮遊分離装置２００の処理槽４０に戻される。一実施形態では、トップノズル６３から排出された混合物ＭＭを、フロス溢流口４１から処理槽４０に戻してもよいし、処理槽４０に接続される配管を給水管５５とは別に用意し、この配管を介して、混合物ＭＭを処理槽４０に戻してもよい。 From the top nozzle 63, a mixture MM of water and modified fly ash FT (hereinafter, simply referred to as “mixture MM”) is discharged. Therefore, it is preferable to return the mixture MM discharged from the top nozzle 63 to the floating separation device 200. As shown in FIG. 4, a branch pipe 57 is connected in the middle of the water supply pipe 55 of the floating separation device 200. In the present embodiment, the mixture MM discharged from the top nozzle 63 is returned from the branch pipe 57 to the processing tank 40 of the floating separation device 200 through the water supply pipe 55. In one embodiment, the mixture MM discharged from the top nozzle 63 may be returned from the floss overflow port 41 to the processing tank 40, or a pipe connected to the processing tank 40 may be prepared separately from the water supply pipe 55, The mixture MM may be returned to the processing tank 40 via this pipe.

トップノズル６３から排出される混合物ＭＭを浮遊分離装置２００に戻すことにより、混合物ＭＭに含まれる改質フライアッシュをさらに改質することができる。さらに改質された改質フライアッシュを含む改質フライアッシュスラリーは、液体サイクロン３００に導入され、脱水されつつ、分級される。これにより、改質フライアッシュの有効利用が促進される。 By returning the mixture MM discharged from the top nozzle 63 to the floating separation device 200, the reformed fly ash contained in the mixture MM can be further modified. The modified fly ash slurry including the modified modified fly ash is introduced into the liquid cyclone 300, and is classified while being dewatered. This promotes effective use of the modified fly ash.

ボトムノズル６２の口径を変更することにより、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径を調整することができる。すなわち、所望される改質フライアッシュＦＢの平均粒径に応じて、ボトムノズル６２の口径が変更される。ボトムノズル６２の口径の変更するために、例えば、口径の異なる複数のボトムノズル６２が準備される。そして、所望される改質フライアッシュＦＢの平均粒径に対応する口径を有するボトムノズル６２が選択され、選択されたボトムノズル６２がサイクロン本体６０の下端に接続される。一実施形態では、ボトムノズル６２に可変絞り（図示せず）を内蔵させ、該可変絞りの開度を変更することで、ボトムノズル６２の口径を調整してもよい。 By changing the diameter of the bottom nozzle 62, the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 can be adjusted. That is, the diameter of the bottom nozzle 62 is changed according to the desired average particle size of the modified fly ash FB. In order to change the diameter of the bottom nozzle 62, for example, a plurality of bottom nozzles 62 having different diameters are prepared. Then, the bottom nozzle 62 having a diameter corresponding to the desired average particle size of the modified fly ash FB is selected, and the selected bottom nozzle 62 is connected to the lower end of the cyclone body 60. In one embodiment, the diameter of the bottom nozzle 62 may be adjusted by incorporating a variable throttle (not shown) in the bottom nozzle 62 and changing the opening degree of the variable throttle.

同様に、ミドルノズル６５の口径を変更することにより、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの平均粒径を変更できるので、所望される改質フライアッシュＦＭの平均粒径に応じて、ミドルノズル６５の口径が変更される。ミドルノズル６５の口径の変更するために、口径の異なる複数のミドルノズル６５が準備される。そして、所望される改質フライアッシュＦＭの平均粒径に対応する口径を有するミドルノズル６５が選択され、選択されたミドルノズル６５が円筒部６０ａの側壁に接続される。一実施形態では、ミドルノズル６５に可変絞り（図示せず）を内蔵させ、該可変絞りの開度を変更することで、ミドルノズル６５の口径を調整してもよい。なお、トップノズル６３の口径を変更することにより、トップノズル６３から水とともに排出される改質フライアッシュＦＴの平均粒径を変更できる。トップノズル６３の口径を変更するために、口径の異なる複数のトップノズル６３を準備していてもよいし、トップノズル６３に可変絞り（図示せず）を内蔵させてもよい。 Similarly, by changing the diameter of the middle nozzle 65, the average particle diameter of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 can be changed. , The diameter of the middle nozzle 65 is changed. In order to change the diameter of the middle nozzle 65, a plurality of middle nozzles 65 having different diameters are prepared. Then, the middle nozzle 65 having a diameter corresponding to the desired average particle size of the modified fly ash FM is selected, and the selected middle nozzle 65 is connected to the side wall of the cylindrical portion 60a. In one embodiment, the diameter of the middle nozzle 65 may be adjusted by incorporating a variable throttle (not shown) in the middle nozzle 65 and changing the opening degree of the variable throttle. The average particle size of the modified fly ash FT discharged together with water from the top nozzle 63 can be changed by changing the diameter of the top nozzle 63. In order to change the diameter of the top nozzle 63, a plurality of top nozzles 63 having different diameters may be prepared, or a variable throttle (not shown) may be built in the top nozzle 63.

ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの平均粒径は、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径よりも小さい。コンクリートに改質フライアッシュを混和剤として混合する場合、改質フライアッシュの平均粒径が小さければ小さいほど、コンクリート性状（例えば、コンクリートの流動性および圧縮強度）が向上することがわかっている。したがって、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭは、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢよりも市場で高価に取引される。 The average particle size of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 is smaller than the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62. When modified fly ash is mixed with concrete as an admixture, it has been found that the smaller the average particle size of the modified fly ash, the better the concrete properties (eg, the fluidity and compressive strength of the concrete). Therefore, the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 is traded at a higher price in the market than the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62.

一方で、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの量は、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの量よりも少ない。そのため、一回の脱水濃縮工程の実施で得られる平均粒径の小さな改質フライアッシュＦＭの量は限られている。さらに、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの平均粒径を小さくすればするほど、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの量が少なくなる。一方で、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径を大きくすればするほど、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの量が増加する。したがって、市場で要望される改質フライアッシュの量および平均粒径、並びに改質フライアッシュのコストに応じて、ミドルノズル６５の口径およびボトムノズル６２の口径が調整される。このように、市場での需要に応じて、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの平均粒径および量、および／またはボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径および量を調整することができる。 On the other hand, the amount of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 is smaller than the amount of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62. Therefore, the amount of the modified fly ash FM having a small average particle size obtained by performing one dehydration and concentration step is limited. Furthermore, the smaller the average particle size of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65, the smaller the amount of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65. On the other hand, as the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 increases, the amount of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 increases. Therefore, the diameter of the middle nozzle 65 and the diameter of the bottom nozzle 62 are adjusted according to the amount and average particle size of the modified fly ash required in the market and the cost of the modified fly ash. Thus, depending on market demand, the average particle size and amount of the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 and / or the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 And the amount can be adjusted.

ボトムノズル６２の口径を変更することにより、得られる改質フライアッシュＦＢの平均粒径を調整できるので、ボトムノズル６２の口径は、改質フライアッシュＦＢの平均粒径を調整するためのパラメータである。同様に、ミドルノズル６５の口径を変更することにより、得られる改質フライアッシュＦＭの平均粒径を調整できるので、ミドルノズル６５の口径は、改質フライアッシュＦＭの平均粒径を調整するためのパラメータである。本明細書では、得られる改質フライアッシュの平均粒径を調整するためのパラメータを、「粒径調整パラメータ」と称する。粒径調整パラメータには、ボトムノズル６２の口径と、ミドルノズル６５の口径が含まれる。 By changing the diameter of the bottom nozzle 62, the average particle diameter of the obtained modified fly ash FB can be adjusted. Therefore, the diameter of the bottom nozzle 62 is a parameter for adjusting the average particle diameter of the modified fly ash FB. is there. Similarly, by changing the diameter of the middle nozzle 65, the average particle diameter of the obtained modified fly ash FM can be adjusted. Therefore, the diameter of the middle nozzle 65 is adjusted to adjust the average particle diameter of the modified fly ash FM. Parameters. In the present specification, a parameter for adjusting the average particle size of the obtained modified fly ash is referred to as a “particle size adjustment parameter”. The particle diameter adjustment parameters include the diameter of the bottom nozzle 62 and the diameter of the middle nozzle 65.

さらに、液体サイクロン３００は、改質フライアッシュスラリーに作用する遠心力を利用して、改質フライアッシュスラリーを脱水しつつ、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュＦＢ，ＦＭに分級する。すなわち、サイクロン本体６０内の改質フライアッシュスラリーの渦流に作用する遠心力を変更すれば、得られる改質フライアッシュＦＢ，ＦＭの平均粒径が変化する。したがって、改質フライアッシュスラリーに作用する遠心力を変更するパラメータは、得られる改質フライアッシュＦＢ，ＦＭの平均粒径を調整するための上記粒径調整パラメータに含まれる。このような粒径調整パラメータには、例えば、サイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速、およびサイクロン本体６０の内径が含まれる。 Further, the liquid cyclone 300 classifies the modified fly ash slurry into modified fly ash FB and FM having a desired average particle diameter while dewatering the modified fly ash slurry by using centrifugal force acting on the modified fly ash slurry. That is, if the centrifugal force acting on the vortex of the modified fly ash slurry in the cyclone main body 60 is changed, the average particle size of the obtained modified fly ash FB, FM changes. Therefore, the parameter for changing the centrifugal force acting on the modified fly ash slurry is included in the above-mentioned particle size adjustment parameter for adjusting the average particle size of the obtained modified fly ash FB, FM. Such particle size adjustment parameters include, for example, the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body 60 and the inner diameter of the cyclone body 60.

改質フライアッシュスラリーの流速は、上記供給装置６８を制御することで変更可能である。例えば、供給装置６８がポンプである場合、該ポンプの回転速度を制御することで、サイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速を変更することができる。サイクロン本体６０の内径を変更するために、異なる内径を有する複数のサイクロン本体６０が準備される。 The flow rate of the modified fly ash slurry can be changed by controlling the supply device 68. For example, when the supply device 68 is a pump, the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body 60 can be changed by controlling the rotation speed of the pump. In order to change the inside diameter of the cyclone body 60, a plurality of cyclone bodies 60 having different inside diameters are prepared.

本実施形態では、粒径調整パラメータ（例えば、ボトムノズル６２の口径、ミドルノズル６５の口径、サイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速、およびサイクロン本体６０の内径）の少なくとも一つを変更することにより、得られる改質フライアッシュＦＢ，ＦＭの平均粒径が調整される。例えば、ボトムノズル６２の口径、およびミドルノズル６５の口径を変更することで、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径と、ミドルノズル６５から排出される改質フライアッシュＦＭの平均粒径を調整可能である。あるいは、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュＦＢ，ＦＭを得るために、サイクロン本体６０の内径と、ミドルノズル６５の口径とを変更してもよいし、サイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速、ボトムノズル６２の口径、およびミドルノズル６５の口径を変更してもよい。 In the present embodiment, at least one of the particle diameter adjustment parameters (for example, the diameter of the bottom nozzle 62, the diameter of the middle nozzle 65, the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body 60, and the inner diameter of the cyclone body 60). , The average particle size of the resulting modified fly ash FB, FM is adjusted. For example, by changing the diameter of the bottom nozzle 62 and the diameter of the middle nozzle 65, the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 and the modified fly ash FM discharged from the middle nozzle 65 Can be adjusted. Alternatively, the inner diameter of the cyclone body 60 and the diameter of the middle nozzle 65 may be changed in order to obtain the modified fly ash FB, FM having a desired average particle size, or a modified fly ash introduced into the cyclone body 60 may be used. The flow rate of the quality fly ash slurry, the diameter of the bottom nozzle 62, and the diameter of the middle nozzle 65 may be changed.

図７は、液体サイクロンの他の例を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図６に示される液体サイクロン３００の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。図７に示す液体サイクロン３００は、ミドルノズル６５が省略された液体サイクロンである点で、図６に示す液体サイクロン３００と異なる。すなわち、図７に示す液体サイクロン３００は、トップノズル６３およびボトムノズル６２を有し、改質フライアッシュスラリーに含まれる改質フライアッシュを２つの改質フライアッシュＦＢ，ＦＴに分級する液体サイクロンである。これに対し、図６に示す液体サイクロン３００は、トップノズル６３、ミドルノズル６５、およびボトムノズル６２を有し、改質フライアッシュスラリーに含まれる改質フライアッシュを３つの改質フライアッシュＦＢ，ＦＭ，ＦＴに分級する液体サイクロンである。 FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the hydrocyclone. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as the configuration of the hydrocyclone 300 shown in FIG. The hydrocyclone 300 shown in FIG. 7 is different from the hydrocyclone 300 shown in FIG. 6 in that the middle cyclone 65 is omitted. That is, the liquid cyclone 300 shown in FIG. 7 has a top nozzle 63 and a bottom nozzle 62 and is a liquid cyclone that classifies the modified fly ash contained in the modified fly ash slurry into two modified fly ashes FB and FT. is there. On the other hand, the liquid cyclone 300 shown in FIG. 6 has a top nozzle 63, a middle nozzle 65, and a bottom nozzle 62, and converts the modified fly ash contained in the modified fly ash slurry into three modified fly ash FB, This is a liquid cyclone classified into FM and FT.

上述したように、ボトムノズル６２からは、比較的大きな平均粒径を有する改質フライアッシュ粒子の集合体からなる改質フライアッシュＦＢが排出される。トップノズル６３からは、比較的小さな平均粒径を有する改質フライアッシュ粒子の集合体からなる改質フライアッシュＦＴと水の混合物ＭＭが排出される。さらに、ボトムノズル６２の口径を変更することにより、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径を調整することができる。したがって、市場での需要に応じて、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径および量を調整することができる。 As described above, the modified fly ash FB composed of an aggregate of modified fly ash particles having a relatively large average particle size is discharged from the bottom nozzle 62. From the top nozzle 63, a mixture MM of the modified fly ash FT and the water composed of an aggregate of modified fly ash particles having a relatively small average particle diameter is discharged. Further, by changing the diameter of the bottom nozzle 62, the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 can be adjusted. Therefore, the average particle size and amount of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 can be adjusted according to market demand.

このように、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュの平均粒径を調整できるので、所望の平均粒径を有する改質フライアッシュを入手することができる。したがって、脱水濃縮工程で使用される液体サイクロン３００は、少なくともトップノズル６３とボトムノズル６２とを有していればよい。 Thus, since the average particle size of the modified fly ash discharged from the bottom nozzle 62 can be adjusted, a modified fly ash having a desired average particle size can be obtained. Therefore, the liquid cyclone 300 used in the dehydrating and concentrating step only needs to have at least the top nozzle 63 and the bottom nozzle 62.

本実施形態でも、トップノズル６３から排出された混合物ＭＭは、浮遊分離装置２００（図４参照）に戻されるのが好ましい。図４に示すように、混合物ＭＭは、分岐管５７および給水管５５を介して浮遊分離装置２００の処理槽４０に戻される。一実施形態では、混合物ＭＭを、フロス溢流口４１から処理槽４０に戻してもよいし、処理槽４０に接続される配管を給水管５５とは別に用意し、この配管を介して、混合物ＭＭを処理槽４０に戻してもよい。 Also in the present embodiment, the mixture MM discharged from the top nozzle 63 is preferably returned to the floating separation device 200 (see FIG. 4). As shown in FIG. 4, the mixture MM is returned to the processing tank 40 of the floating separation device 200 via the branch pipe 57 and the water supply pipe 55. In one embodiment, the mixture MM may be returned from the floss overflow port 41 to the treatment tank 40, or a pipe connected to the treatment tank 40 is prepared separately from the water supply pipe 55, and the mixture MM is passed through this pipe. The MM may be returned to the processing tank 40.

本実施形態では、上記粒径調整パラメータには、ボトムノズル６２の口径、サイクロン本体６０の内径、サイクロン本体６０に導入される改質フライアッシュスラリーの流速が少なくとも含まれている。これら粒径調整パラメータの少なくとも一つを変更することにより、ボトムノズル６２から排出される改質フライアッシュＦＢの平均粒径を調整することができる。 In the present embodiment, the particle size adjustment parameters include at least the diameter of the bottom nozzle 62, the inner diameter of the cyclone body 60, and the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body 60. By changing at least one of these particle size adjustment parameters, the average particle size of the modified fly ash FB discharged from the bottom nozzle 62 can be adjusted.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above embodiments have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to implement the present invention. Various modifications of the above-described embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described, but is to be construed in its broadest scope in accordance with the spirit defined by the appended claims.

１回転容器（混合パン）
３ロータユニット
１２攪拌羽根
１３掻き取り羽根
１４混合部材
４０処理槽
４１フロス溢流口
４２循環液出口
４３循環液入口
４４水入口
４５テール回収口
４７フロス回収口
４８仕切弁
４９循環路
５０循環ポンプ
５１バブル発生装置
５５給水管
５７分岐管
６０サイクロン本体
６１入口ノズル
６２ボトムノズル
６３トップノズル
６５ミドルノズル
６７供給配管
６８供給装置
１００ミキサー
２００浮遊分離装置
３００液体サイクロン 1 rotating container (mixing pan)
Reference Signs List 3 rotor unit 12 stirring blade 13 scraping blade 14 mixing member 40 treatment tank 41 floss overflow port 42 circulating fluid outlet 43 circulating fluid inlet 44 water inlet 45 tail recovery port 47 floss recovery port 48 gate valve 49 circulation path 50 circulation pump 51 Bubble generator 55 Water supply pipe 57 Branch pipe 60 Cyclone main body 61 Inlet nozzle 62 Bottom nozzle 63 Top nozzle 65 Middle nozzle 67 Supply pipe 68 Supply device 100 Mixer 200 Floating separation device 300 Liquid cyclone

Claims

A stirring step of obtaining a fly ash slurry by stirring a raw material obtained by adding water and a collecting agent to fly ash with a mixer,
Introducing the fly ash slurry into a floating separation apparatus, a floating separation step of obtaining a modified fly ash slurry in which the amount of unburned carbon has been reduced to a predetermined amount or less,
While dewatering the modified fly ash slurry, comprising a dehydration and concentration step of classifying into modified fly ash having a desired average particle size,
The dehydration and concentration step is performed by a liquid cyclone having at least a top nozzle and a bottom nozzle,
A method for producing a modified fly ash for concrete, wherein an average particle size of the modified fly ash discharged from the bottom nozzle is adjusted by changing at least one of particle size adjustment parameters.

The particle size adjustment parameter includes a diameter of the bottom nozzle, a flow rate of the modified fly ash slurry introduced into a cyclone body of the liquid cyclone, and an inner diameter of the cyclone body. For producing modified fly ash for concrete.

The hydrocyclone further has a middle nozzle,
By changing at least one of the particle size adjustment parameters, the average particle size of the modified fly ash discharged from the bottom nozzle, and the average particle size of the modified fly ash discharged from the middle nozzle The method for producing modified fly ash for concrete according to claim 1, wherein

The particle size adjustment parameters include the diameter of the bottom nozzle, the diameter of the middle nozzle, the flow rate of the modified fly ash slurry introduced into the cyclone body of the liquid cyclone, and the inner diameter of the cyclone body. The method for producing a modified fly ash for concrete according to claim 3.

The method for producing modified fly ash for concrete according to any one of claims 1 to 4, wherein a mixture of water and modified fly ash discharged from the top nozzle is returned to the floating separation device. .