JP2022080509A - セメント原料の製造装置及び製造方法、セメントクリンカの製造装置及び製造方法、並びにセメント原料中間体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物から金属を高い精度で選別することによって、製造設備の負荷を十分に低減することが可能なセメント原料の製造装置を提供する。【解決手段】金属を含有する廃棄物を含む原料を用いるセメント原料の製造装置１００であって、原料を粉砕して、セメント原料を含む第１粉砕物と第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する竪型ミル５０と、第１粉砕物からセメント原料を得る導出部６０と、第２粉砕物から、渦電流選別によって、第２粉砕物よりも金属の含有量が低い選別原料１５を得る第１選別部１０と、選別原料１５を竪型ミル５０に供給する供給部４０と、を備える、セメント原料の製造装置１００を提供する。【選択図】図１

Description

本開示は、セメント原料の製造装置及び製造方法、セメントクリンカの製造装置及び製造方法、並びにセメント原料中間体の製造方法に関する。

セメントクリンカの製造装置では、原料の一部として廃棄物が用いられている。廃棄物に含まれる金属類がセメントクリンカの製造設備にそのまま供給されると、装置の摩耗及び損傷等が生じることが懸念される。このような事情から、廃棄物から金属類を取り除くための技術が検討されている。

例えば、特許文献１では、粉砕された廃棄物を、セメント原料又は燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の別廃棄物に選別し、別廃棄物から金属類を磁界センサで検知して回収する技術が提案されている。特許文献２では、竪型ミルの振動を検出する振動検出部を設け、振動が閾値以上となった場合に金属類選別部にて選別を行うように切り替えることによって、竪型ミル及びその下流の装置にかかる負担を軽減する技術が提案されている。

特開２０１１－１５３０５３号公報 特開２０１３－２８４７７号公報

セメント原料に用いられる廃棄物には、焼却灰及び建設汚泥等が含まれる場合がある。このうち、焼却灰には、例えば、水筒、自転車部品、ダンベル、及びマンホール蓋といった都市ゴミに由来する金属片が含まれる場合がある。また、建設汚泥には、例えば、埋め立てられていた鉄筋、パイプ、及びボルトに由来する金属片が含まれる場合がある。近年、廃棄物における金属混入量が増加傾向にあり、今後もこの傾向は大きくは変わらないと考えられる。

そこで、本開示は、廃棄物から金属を高い精度で選別することによって、製造設備の負荷を十分に低減することが可能なセメント原料の製造装置及び製造方法、並びに、セメントクリンカの製造装置及び製造方法を提供する。また、廃棄物から金属を高い精度で選別することによって、製造設備の負荷を十分に低減することが可能なセメント原料中間体の製造方法を提供する。

本開示は、一つの側面において、金属を含有する廃棄物を含む原料を用いるセメント原料の製造装置であって、当該原料を粉砕して、セメント原料を含む第１粉砕物と第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する竪型ミルと、第１粉砕物からセメント原料を得る導出部と、第２粉砕物から、渦電流選別によって、第２粉砕物よりも金属の含有量が低い選別原料を得る第１選別部と、選別原料を竪型ミルに供給する供給部と、を備える、セメント原料の製造装置を提供する。

上記製造装置は、廃棄物を含む原料を粉砕する竪型ミルにおいて分別された第２粉砕物から、渦電流選別によって金属の含有量が第２粉砕物よりも低い選別原料を得る第１選別部を備える。第１選別部では、金属を高い精度で選別することが可能な渦電流選別を用いていることから、廃棄物が鉄等の磁性金属のみならず、アルミニウム、銅及び亜鉛等の非磁性金属を含んでいても、金属の含有量が低減された選別原料を得ることができる。このため、供給部から竪型ミルに供給される選別原料に含まれる金属を十分に低減することができる。したがって、竪型ミル及びその下流側の製造設備の負荷を十分に低減することができる。

上述のセメント原料の製造装置では、廃棄物が磁性金属と非磁性金属とを含有し、第１選別部が、第２粉砕物を、渦電流選別によって、選別原料と、選別原料よりも磁性金属の含有量が高い第１金属含有物と、選別原料及び第１金属含有物よりも、非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物と、に選別するように構成されてよい。このように、第１金属含有物と第２金属含有物とに選別することによって、これらをそれぞれリサイクルして再資源化等の有効利用を図ることができる。

上述のセメント原料の製造装置は、第１金属含有物及び第２金属含有物の少なくとも一方に含まれる金属片に付着する、セメント原料を含む付着物を金属片から分離して、セメント原料を含む分離物を得る分離部を備えてもよい。これによって、第１金属含有物及び第２金属含有物に含まれる金属片に付着するセメント原料の有効活用を図りつつ、磁性金属及び非磁性金属の金属含有量を高くして、これらのリサイクル原料としての付加価値を高めることができる。

上述のセメント原料の製造装置は、都市ゴミ焼却灰及び建設汚泥の少なくとも一方を含む廃棄物に含まれる金属の少なくとも一部を除去して、廃棄物中の金属の含有量を低減する第２選別部と、金属の含有量が低減された廃棄物と非廃棄物とを配合して原料を調製する原料配合部と、を備えていてもよい。都市ゴミ焼却灰及び建設汚泥は金属含有量が高くまたサイズの大きな金属片を含む場合がある。このため、第２選別部を備えることによって、竪型ミル等の製造設備の負荷を十分に低減することができる。

上記導出部は、竪型ミルからのガス流に含まれる第１粉砕物を、ガス流から回収するサイクロンと、サイクロンから排出される排ガスに含まれる固形分を捕捉するバグフィルタと、を有してもよい。第１粉砕物では、非磁性金属を含む金属の含有量が低減されているため、サイクロン及びバグフィルタの摩耗及び破損を十分に抑制することができる。また、バグフィルタを有することによって、セメント原料の回収率を十分に高くすることができる。なお、導出部は、バグフィルタのみで構成されていてもよい。

本開示は、一つの側面において、上述のいずれかのセメント原料の製造装置と、キルンと、セメント原料をキルンに導入する導入部と、を備えるセメントクリンカの製造装置を提供する。このセメントクリンカの製造装置は、上述のいずれかのセメント原料の製造装置を備えることから、製造設備の負荷を十分に低減することができる。

本開示は、一つの側面において、金属を含有する廃棄物を含む原料を用いるセメント原料の製造方法であって、当該原料を粉砕して、セメント原料を含む第１粉砕物と第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する粉砕分別工程と、第１粉砕物からセメント原料を得る導出工程と、第２粉砕物から、渦電流選別によって、第２粉砕物よりも金属の含有量が低い選別原料を得る選別工程と、選別原料を、粉砕分別工程の原料の一部として用いる循環工程と、を有する、セメント原料の製造方法を提供する。

上記製造方法は、廃棄物を含む原料を粉砕する粉砕分別工程において分別された第２粉砕物から、選別工程の渦電流選別によって金属の含有量が第２粉砕物よりも低い選別原料を得ている。このように選別工程では、金属を高い精度で選別することが可能な渦電流選別を用いていることから、廃棄物が鉄等の磁性金属のみならず、アルミニウム、銅及び亜鉛等の非磁性金属を含んでいても、金属の含有量が低減された選別原料を得ることができる。このため、循環工程においてこの選別原料を粉砕分別工程の原料の一部として用いることによって、粉砕分別工程で用いる原料に含まれる金属を十分に低減することができる。したがって、製造設備の負荷を十分に低減することができる。

本開示は、一つの側面において、上述の製造方法で製造されたセメント原料を、キルンに導入して焼成しセメントクリンカを得る焼成工程を有する、セメントクリンカの製造方法を提供する。この製造方法は、上述のセメント原料の製造方法で製造されたセメント原料を用いることから、製造設備の負荷を十分に低減することができる。

本開示は、一つの側面において、金属を含有する廃棄物を含む原料を用いて、セメント原料を得るためのセメント原料中間体の製造方法であって、廃棄物に由来する磁性金属、非磁性金属及び非金属を含む原料を、渦電流選別によって、セメント原料を含むセメント原料中間体と、セメント原料中間体よりも磁性金属の含有量が高い第１金属含有物と、セメント原料中間体及び第１金属含有物よりも、非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物と、に選別する工程と、を有する、セメント原料中間体の製造方法を提供する。

上記製造方法は、廃棄物に由来する原料を、渦電流選別によってセメント原料中間体と第１金属含有物と第２金属含有物とに選別している。このようにして得られるセメント原料中間体は、原料よりも、鉄等の磁性金属のみならず、アルミニウム、銅及び亜鉛等の非磁性金属も低減されている。このようにして得られるセメント原料中間体は、金属の含有量が十分に低減されているため、セメント原料中間体を粉砕又は精製してセメント原料を得る製造設備の負荷を十分に低減することができる。

本開示は、廃棄物から金属を高い精度で選別することによって、製造設備の負荷を十分に低減することが可能なセメント原料の製造装置及び製造方法、並びに、セメントクリンカの製造装置及び製造方法を提供することができる。また、廃棄物から金属を高い精度で選別することによって、製造設備の負荷を十分に低減することが可能なセメント原料中間体の製造方法を提供することができる。

一実施形態に係るセメント原料の製造装置及びセメントクリンカの製造装置を模式的に示す図である。 セメントクリンカの製造装置の一例を模式的に示す図である。

以下、場合により図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。

図１は、セメント原料の製造装置及びセメントクリンカの製造装置を模式的に示す図である。図１のセメントクリンカの製造装置２００は、セメント原料の製造装置１００と、これによって得られるセメント原料を焼成してセメントクリンカを製造する焼成装置１５０とを備える。

セメント原料の製造装置１００は、金属を含有する廃棄物を含む原料を用いてセメント原料を製造する装置である。廃棄物の種類は特に限定されず、例えば、都市ゴミ焼却灰、石炭灰の主灰（ボトムアッシュ）、飛灰（フライアッシュ）；建設汚泥、下水汚泥、無機汚泥等の汚泥；埋め立て土；コンクリートがら、鋳物がら；水滓スラグ、除冷スラグ、高炉スラグ、転炉スラグ、電気炉スラグ、銅カラミ等のスラグ；酸化鉄；生コンスラッジ；製紙スラッジ等のスラッジ；廃ガラス；廃白土；流動接触分解装置（ＦＣＣ）の使用済みの触媒；Ｔｉ中和剤が挙げられる。セメント原料の製造装置１００は、廃棄物から金属を高い精度で選別できることから、上述の中でも金属の含有量が比較的多い都市ゴミ焼却灰及び建設汚泥も原料として問題なく用いることができる。廃棄物に含まれる金属は、水筒、自転車部品、ダンベル、及びマンホール蓋といった金属片であってよい。原料は、非廃棄物として、石灰石及び珪石を含むセメント原料原石を含んでよい。

セメント原料の製造装置１００は、廃棄物に含まれる金属の少なくとも一部を除去して、廃棄物中の金属の含有量を低減する選別部２０（第２選別部）と、金属の含有量が低減された廃棄物とセメント原料原石とを配合して、セメント原料を製造するための原料を調製する原料配合部３０と、を備える。選別部２０は、例えば、磁界センサを備える金属類選別装置であってよい。このような金属類選別装置としては、市販のマルチソータ（株式会社アーステクニカ製の「Ｆ６００」等）を用いてよい。なお、マルチソータとは、ベルトコンベア上を通過する対象物（廃棄物）の磁界を検出することで磁性を判定し、ベルトコンベアから飛ばされた対象物（廃棄物）をさらに圧縮空気で飛ばして金属と非金属とを分別する装置である。選別部２０では、廃棄物に含まれる金属片のうち、サイズの大きいものを廃棄物から除去してよい。

選別部２０で金属の含有量が低減された廃棄物と、セメント原料原石等の非廃棄物は、ベルトコンベア２２によって搬送される。搬送の最中に、市販の磁選機を用いて原料から鉄片等の金属を選別除去してもよい。ベルトコンベア２２によって搬送された廃棄物及びセメント原料原石は、原料配合部３０（原料タンク）に導入されて配合される。原料配合部３０で廃棄物及びセメント原料原石を配合して得られた原料２４は、供給部４０に備えられるベルトフィーダ４１によって竪型ミル５０に搬送される。

竪型ミル５０は、供給部４０によって供給された原料２４を粉砕して、セメント原料を含む第１粉砕物と第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する。第２粉砕物もセメント原料を含むが、セメント原料の含有量は第１粉砕物よりも低くてよい。竪型ミル５０は、粉砕ローラ及び粉砕テーブルを有する粉砕部と、上昇ガス流によって粉砕物を分級する分級部とを備える公知のものを用いることができる。竪型ミル５０で得られる第１粉砕物は、微粒であるため上昇ガス流に同伴して竪型ミル５０から排出され、排出管５１を流通して導出部６０に導入される。

一方、上昇ガス流に同伴されないサイズの大きな粉砕物は、竪型ミル５０の下部の排出部５２より第２粉砕物（排石）として排出される。第２粉砕物は、第１粉砕物よりも、サイズが大きいうえに磁性金属及び非磁性金属を含む金属を多く含む。排出部５２から排出された第２粉砕物は、第２粉砕物を略水平方向に搬送するベルトコンベア４５と、ベルトコンベア４５によって搬送された第２粉砕物を上方に搬送するバケットエレベータ４６と、によって搬送される。搬送された第２粉砕物は、選別部１０（第１選別部１０）と、選別部１６（第３選別部）に導入される。

選別部１０は、渦電流選別機を備える。渦電流選別機とは、金属に交流磁界をかけた場合に金属内に誘起される渦電流と交流磁界の間に発生する反発力を利用して、選別対象物を、磁性金属、非磁性金属、及び非金属に選別することが可能な選別装置である。渦電流選別機は、従来用いられてきたマルチソータと比べて、単位時間当たりの処理能力に優れる点でも好ましい。渦電流選別機による第２粉砕物の処理量は、例えば、１０トン／時間以上であってよい。これによって、第２粉砕物を１０トン／時間以上排出する竪型ミル５０を用いても、第２粉砕物を十分に高い精度で選別することができる。

選別部１０は、第２粉砕物を、渦電流選別によって、プラスチック及びゴム等の非金属を含む選別原料１５と、選別原料１５よりも磁性金属の含有量が高い第１金属含有物１１と、選別原料１５及び第１金属含有物１１よりも、非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物１２とに選別する。
選別原料１５は、３つの選別物（選別原料１５、第１金属含有物１１、及び第２金属含有物１２）のうち、金属の含有量が最も低い。このため、セメント原料として好適な成分を最も多く含んでいる。したがって、選別原料１５は、原料配合部３０に導入され原料として用いることができる。すなわち、第２粉砕物の少なくとも一部は、循環されて原料として再利用される。このようにして、廃棄物の有効利用を図ることができる。

第１金属含有物１１は、鉄等の磁性金属の含有量が３つの選別物のうち最も高い。第１金属含有物１１は、渦電流選別によって選別されたものであるため、磁性金属の割合が十分に高くなっている。このため、リサイクル原料としての付加価値が高く、再資源化を円滑に行うことができる。第２金属含有物１２は、アルミニウム、銅及び亜鉛等の非磁性金属の含有量が３つの選別物のうち最も高い。第２金属含有物１２も、渦電流選別によって選別されたものであるため、非磁性金属の割合が十分に高くなっている。このため、リサイクル原料としての付加価値が高く、再資源化を円滑に行うことができる。

分離部８０は、第２金属含有物１２から、第２金属含有物１２に含まれる非磁性金属の金属片に付着する付着物の少なくとも一部を振動で分離して、セメント原料を含む分離物を得る。これによって、第２金属含有物１２の非磁性金属の割合を一層高くすることができる。振動による分離には、例えば、振動フィーダを用いてよい。分離物はセメント原料を含むため、原料配合部３０に導入してもよい。また、分離物が微粒である場合には、導出部６０に導入して第２粉砕物に合流させてもよい。分離部８０を備えることによって、セメント原料を有効活用することができることのみならず、第２金属含有物１２に含まれる非磁性金属の含有量を一層高くすることできる。これによって、第２金属含有物１２のリサイクル原料としての付加価値を一層高くすることができる。なお、変形例では、分離部８０は、振動フィーダの他に、水洗、及び／又は風力によって第２金属含有物１２から金属片に付着する付着物を分離して分離物を得る装置をさらに備えていてもよい。また別の変形例では分離部８０を備えていなくてもよい。

さらに別の変形例では、分離部８０を増設して、第２金属含有物１２と同様に、第１金属含有物１１に含まれる磁性金属の金属片に付着する付着物の少なくとも一部を振動で分離して分離物を得てもよい。この分離物もセメント原料を含むため、原料配合部３０に導入してもよいし、微粒である場合には、導出部６０に導入して第２粉砕物に合流させてもよい。これによって、セメント原料を有効活用することができることのみならず、第１金属含有物１１に含まれる磁性金属の含有量を一層高くすることできる。これによって、第１金属含有物１１のリサイクル原料としての付加価値を一層高くすることができる。

セメント原料の製造装置１００は、渦電流選別機を有する選別部１０を備えることによって、第２粉砕物を、３つの選別物（選別原料１５、第１金属含有物１１、及び第２金属含有物１２）に分別している。これによって、磁性物とそれ以外の２つにしか分別できない磁力選別機を用いる場合に比べて、セメント原料に含まれる非磁性金属を十分に低減することができる。また、渦電流選別機は、磁性金属、非磁性金属及び非金属を十分に高い精度で分別することができる。したがって、廃棄物に含まれる金属が増加した場合であっても、セメント原料に含まれる磁性金属及び非磁性金属の両方を十分に低減することができる。

セメント原料の製造装置１００は、選別部１０に加えて、第２粉砕物を、非金属を含む選別原料１７と、磁性金属を含む金属含有物とに選別する選別部１６（第３選別部）を備える。選別部１６は、磁界センサを備える金属類選別装置であってよい。このような金属類選別装置としては、市販のマルチソータ（株式会社アーステクニカ製の「Ｆ６００」等）が挙げられる。マルチソータは上述のものと同様であってよい。このような選別部１６を備えることによって、セメント原料の製造装置１００の製造能力を向上することができる。なお、選別部１６で選別された非金属を含む選別原料１７は、非磁性金属を含んでよい。選別原料１７は、選別部１０で選別された選別原料１５とともに原料配合部３０に導入され、原料２４となる。サイズの大きな非磁性の金属片は、竪型ミル５０で粉砕されて第１粉砕物に含まれてもよいし、第２粉砕物として再び排出部５２から排出され、選別部１０及び選別部１６に循環されてもよい。選別部１０では、このようにして循環される非磁性金属を第２金属含有物１２として選別することができる。

セメント原料の製造装置１００の変形例では、選別部１６を備えなくてもよい。この場合、選別部１０において、第２粉砕物が分別される。また、選別部１０と選別部１６とを兼ね備える場合であっても、廃棄物の非磁性金属の割合又は処理量に応じて、選別部１０と選別部１６の両方を稼働するモードと、選別部１０のみを稼働するモードとを切り替えて行ってもよい。また、選別部１０及び選別部１６の一方又は双方を、複数備えていてもよい。

原料配合部３０では、ベルトコンベア２２からの廃棄物及びセメント原料原石、選別部１０からの選別原料１５、及び、選別部１６からの選別原料１７が配合される。これらは、原料として竪型ミル５０に導入される。竪型ミル５０で分別された第１粉砕物は排出管５１を流通して導出部６０に導入される。

導出部６０は、竪型ミル５０からのガス流に含まれる第１粉砕物をガス流から回収するサイクロン６２と、サイクロン６２の下流側において、サイクロン６２から排出される排ガスに含まれる固形分（微粒）を捕捉するバグフィルタ６４とを有する。このようなバグフィルタ６４で捕捉された固形分はセメント原料又はセメントクリンカに配合してもよい。これによって、セメント原料の回収率及びセメントクリンカの収率を十分に高くすることができる。第１粉砕物は、特に非磁性金属の含有量が低減されているため、サイクロン６２及びバグフィルタ６４の摩耗及び破損を十分に抑制することができる。排ガスから第１粉砕物を回収する手段は特に限定されない。例えば、バグフィルタ６４の代わりに電気集塵器を用いてもよい。ただし、セメント原料の回収率を上げる観点から、バグフィルタ６４を備えることが好ましい。これによって、バグフィルタ６４の下流側における、排ガスの煙道の摩耗も抑制することができる。

このようにして導出部６０で得られる第１粉砕物をセメント原料として用いることができる。セメント原料の製造装置１００で得られたセメント原料は、焼成装置１５０に導入される。

図２は、セメントクリンカの製造装置に備えられるセメント原料の焼成装置の一例を模式的に示す図である。図２の焼成装置１５０は、セメント原料が導入され、予熱及び仮焼する導入部１５１と、予熱及び仮焼されたセメント原料を焼成してセメントクリンカを得るキルン１５２と、キルン１５２で得られたセメントクリンカを冷却するクリンカクーラ１５３とを備える。導入部１５１は、４つのサイクロンＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４（プレヒータ）と仮焼炉１１２とを有する。

キルン１５２の窯尻１２２と導入部１５１の仮焼炉１１２はライジングダクト１１４で接続されている。ライジングダクト１１４には、ライジングダクト１１４内の排ガスを抽気して、抽気ガスを塩素バイパス１４０に導入するプローブ１４２が接続されている。

塩素バイパス１４０は、プローブ１４２側から、抽気ガスを冷却する冷却部１４３、チャンバ１４５、熱交換器１４６、集塵器１４７及び吸引ファン１４８をこの順に有する。抽気ガスは冷却部１４３及び熱交換器１４６で揮発性アルカリ塩の融点以下に冷却される。冷却に伴って析出した、抽気ガスに含まれる塩素バイパスダストは、集塵器１４７で回収される。吸引ファン１４８から排出される排出ガスは、例えば、セメントクリンカの冷却ガスとして、クリンカクーラ１５３に導入されてもよい。塩素バイパス１４０を備えることによって、焼成装置１５０内の揮発性成分を低減することができる。

導入部１５１のサイクロンＣ１とサイクロンＣ２との接続部から導入されるセメント原料は、サイクロンＣ１、サイクロンＣ２、サイクロンＣ３、ライジングダクト１１４、仮焼炉１１２、サイクロンＣ４を流通してキルン１５２の窯尻１２２に到達する。キルン１５２では、予熱及び仮焼されたセメント原料が、本体部１２６の後端側に設けられたバーナ１２４の燃焼によって加熱されセメントクリンカとなる。得られたセメントクリンカは、クリンカクーラ１５３で冷却される。クリンカクーラ１５３によって冷却された後、セメントクリンカが得られる。焼成装置１５０では、金属含有量が低減されたセメント原料を用いているため、設備の摩耗を抑制することができる。したがって、製造設備の負荷を十分に低減することができる。また、得られるセメントクリンカに含まれる金属の含有量を十分に低減することができる。サイクロンＣ１から排出されるキルン排ガスは、図１に示されるように竪型ミル５０に熱風として導入し、第１粉砕物と第２粉砕物との分別に用いてよい。

一実施形態に係るセメント原料の製造方法は、廃棄物中の金属の含有量を低減する選別工程（第２選別工程）と、金属の含有量が低減された廃棄物とセメント原料原石とを配合して、セメント原料を製造するための原料を調製する原料配合工程と、調製された原料を粉砕して、セメント原料を含む第１粉砕物と第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物と分別する粉砕分別工程と、第１粉砕物からセメント原料を得る導出工程と、第２粉砕物から、渦電流選別によって、第２粉砕物よりも金属の含有量が低い選別原料を得る選別工程（第１選別工程）と、選別原料を、粉砕分別工程の原料の一部として用いる循環工程と、を有する。この製造方法は、上述のセメント原料の製造装置１００又はその変形例を用いて行ってよい。

第２選別工程は、第２選別部２０を用いて行うことができる。原料配合工程は原料配合部３０を用いて行うことができる。粉砕分別工程は、竪型ミル５０を用いて行うことができる。導出工程は、導出部６０を用いて行うことができる。第１選別工程は、第１選別部１０を用いて行うことができる。セメント原料の製造装置１００と同様に、第２選別工程と並行して、第３選別部１６を用いる第３選別工程を行ってもよい。循環工程は、第１選別工程で得られた選別原料１５を原料配合部３０に導入して行ってよく、選別原料１５と、第３選別工程で得られた選別原料１７との双方を原料配合部３０に導入して行ってもよい。この場合、選別原料１５、又は選別原料１５及び選別原料１７が、竪型ミル５０で粉砕される原料２４の一部として導入される。このように、上述の各工程は、上記セメント原料の製造装置１００における説明内容に基づいて行うことができる。したがって、セメント原料の製造装置１００における説明内容は、本実施形態のセメント原料の製造方法にも適用される。

本実施形態の製造方法によれば、廃棄物を含む原料２４を粉砕する粉砕分別工程において分別された第２粉砕物から、第１選別工程の渦電流選別によって金属の含有量が低い選別原料を得ている。このように第１選別工程では、渦電流選別を用いていることから、廃棄物が鉄等の磁性金属のみならず、アルミニウム、銅及び亜鉛等の非磁性金属を含む場合に、非磁性金属の含有量が低減された選別原料を得ることができる。循環工程においてこの選別原料１５（１７）を粉砕分別工程の原料の一部として用いることによって、粉砕分別工程で用いる原料２４に含まれる金属を十分に低減することができる。したがって、製造設備の負荷を十分に低減することができる。第１選別工程で得られる、磁性金属を含む第１金属含有物１１と、非磁性金属を含む第２金属含有物１２は、リサイクル原料として高い付加価値を有する。

一実施形態に係るセメントクリンカの製造方法は、上述の製造方法で製造されたセメント原料を、キルンに導入して焼成しセメントクリンカを得る焼成工程を有する。この製造方法は、上述の図１のセメントクリンカの製造装置２００又はその変形例を用いて行ってよい。また、焼成工程は、図２の焼成装置１５０又はその変形例を用いて行ってよい。したがって、セメントクリンカの製造装置２００及び焼成装置１５０の説明内容は、本実施形態のセメント原料の製造方法にも適用される。

上述のセメントクリンカの製造方法では、金属含有量が低減されたセメント原料を用いているため、設備の摩耗を抑制することができる。したがって、製造設備の負荷を十分に低減することができる。また、金属の含有量が十分に低減されたセメントクリンカを製造することができる。このようなセメントクリンカと、石膏又はその他の原材料と配合して、金属の含有量が十分に低減されたセメント組成物を製造することができる。また、廃棄物から磁性金属と非磁性金属を高精度に回収し、付加価値の高いリサイクル原料を得ることができる。

一実施形態に係るセメント原料中間体の製造方法は、金属を含有する廃棄物を含む原料を用いて、セメント原料を得るためのセメント原料中間体を製造する。セメント原料中間体とは、キルンに導入されるセメント原料を製造するために用いられるものであり、セメント原料原石の破砕物、並びに、廃棄物に由来するプラスチック、可燃物、磁性金属、及び非磁性金属等の廃棄物由来成分の破砕物等を含有してよい。セメント原料中間体の製造方法は、上述の図１のセメント原料の製造装置１００における選別部１０を用いて行ってよい。

選別部１０を用いる場合、竪型ミル５０で得られる第２粉砕物（排石）を、セメント原料中間体の製造方法の原料として用いる。第２粉砕物は、セメント原料に加えて、磁性金属及び非磁性金属を含む。この第２粉砕物を、セメント原料を含むセメント原料中間体と、セメント原料中間体よりも磁性金属の含有量が高い第１金属含有物と、セメント原料中間体及び第１金属含有物よりも、非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物と、に選別する。このような工程によって、磁性金属と非磁性金属の両方の含有量が低減されたセメント中間体を製造することができる。この製造方法によって得られるセメント原料中間体を用いれば、金属の含有量が十分に低減されたセメント原料、セメントクリンカ及びセメント組成物を製造することができる。また、廃棄物から磁性金属と非磁性金属を高精度に回収し、付加価値の高いリサイクル原料とすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

１０…選別部（第１選別部）、１１…第１金属含有物、１２…第２金属含有物、１５，１７…選別原料、１６…選別部（第３選別部）、２０…選別部（第２選別部）、２２…ベルトコンベア、２４…原料、３０…原料配合部、４０…供給部、４１…ベルトフィーダ、４５…ベルトコンベア、４６…バケットエレベータ、５０…竪型ミル、５１…排出管、５２…排出部、６０…導出部、６２…サイクロン、６４…バグフィルタ、８０…分離部、１００…セメント原料の製造装置、１１２…仮焼炉、１１４…ライジングダクト、１２２…窯尻、１２４…バーナ、１２６…本体部、１４０…塩素バイパス、１４２…プローブ、１４３…冷却部、１４５…チャンバ、１４６…熱交換器、１４７…集塵器、１４８…吸引ファン、１５０…焼成装置、１５１…導入部、１５２…キルン、１５３…クリンカクーラ、２００…セメントクリンカの製造装置。

Claims (9)

1. 金属を含有する廃棄物を含む原料を用いるセメント原料の製造装置であって、
   前記原料を粉砕して、前記セメント原料を含む第１粉砕物と前記第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する竪型ミルと、
   前記第１粉砕物から前記セメント原料を得る導出部と、
   前記第２粉砕物から、渦電流選別によって、前記第２粉砕物よりも前記金属の含有量が低い選別原料を得る第１選別部と、
   前記選別原料を前記竪型ミルに供給する供給部と、を備える、セメント原料の製造装置。
2. 前記廃棄物は磁性金属と非磁性金属とを含有し、
   前記第１選別部は、前記第２粉砕物を、前記渦電流選別によって、
   前記選別原料と、
   前記選別原料よりも前記磁性金属の含有量が高い第１金属含有物と、
   前記選別原料及び前記第１金属含有物よりも、前記非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物と、に選別する、請求項１に記載のセメント原料の製造装置。
3. 前記第１金属含有物及び前記第２金属含有物の少なくとも一方に含まれる金属片に付着する、前記セメント原料を含む付着物を前記金属片から分離して、前記セメント原料を含む分離物を得る分離部を備える、請求項２に記載のセメント原料の製造装置。
4. 都市ゴミ焼却灰及び建設汚泥の少なくとも一方を含む前記廃棄物に含まれる金属の少なくとも一部を除去して、前記廃棄物中の前記金属の含有量を低減する第２選別部と、
   金属の含有量が低減された前記廃棄物と非廃棄物とを配合して前記原料を調製する原料配合部と、を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のセメント原料の製造装置。
5. 前記導出部は、前記竪型ミルからのガス流に含まれる前記第１粉砕物を、前記ガス流から回収するサイクロンと、前記サイクロンから排出される排ガスに含まれる固形分を捕捉するバグフィルタと、を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のセメント原料の製造装置。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載のセメント原料の製造装置と、
   キルンと、
   前記セメント原料を前記キルンに導入する導入部と、を備えるセメントクリンカの製造装置。
7. 金属を含有する廃棄物を含む原料を用いるセメント原料の製造方法であって、
   前記原料を粉砕して、前記セメント原料を含む第１粉砕物と前記第１粉砕物よりも大きいサイズを有する第２粉砕物とに分別する粉砕分別工程と、
   前記第１粉砕物から前記セメント原料を得る導出工程と、
   前記第２粉砕物から、渦電流選別によって、前記第２粉砕物よりも前記金属の含有量が低い選別原料を得る選別工程と、
   前記選別原料を、前記粉砕分別工程の前記原料の一部として用いる循環工程と、を有する、セメント原料の製造方法。
8. 請求項７に記載の製造方法で製造されたセメント原料を、キルンに導入して焼成しセメントクリンカを得る焼成工程を有する、セメントクリンカの製造方法。
9. 金属を含有する廃棄物を含む原料を用いて、セメント原料を得るためのセメント原料中間体の製造方法であって、
   廃棄物に由来する磁性金属、非磁性金属及び非金属を含む原料を、渦電流選別によって、セメント原料を含むセメント原料中間体と、前記セメント原料中間体よりも前記磁性金属の含有量が高い第１金属含有物と、前記セメント原料中間体及び前記第１金属含有物よりも、前記非磁性金属の含有量が高い第２金属含有物と、に選別する工程と、を有する、セメント原料中間体の製造方法。

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