JP3028314B1 - 金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理方法及びその装置 - Google Patents
金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理方法及びその装置Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
【要約】
【課題】 焼却灰・飛灰中の金属を好適に除去して
無害化でき、又、金属を高純度、高回収率で回収可能
で、設備生産性が高く、ランニングコストの低い粉粒体
の誘導加熱融解装置の提供を課題とする。 【解決手段】 金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処
理装置１を、密閉形ホッパー２と、これから誘導加熱管
５への粉粒体供給用耐熱性配管３と、耐熱性配管下端部
に上下摺動自在に接する誘電体製誘導加熱管５と、その
昇降駆動機構５Ａと、誘導加熱管内で融解した粉粒体の
融液を受ける受容器６と、これらを内包する円筒状上部
真空チャンバ８と、円筒状上部真空チャンバ下部を外囲
する誘導加熱コイル１０と、円筒状上部真空チャンバ内
上部の電気集塵手段４と、受容器６から溢流、流下する
融液を中継する傾斜パン１１と、その傾動機構１１と、
傾斜パンから流下する融液を受けて貯留する融液貯留タ
ンク１２と、傾斜パン及び融液貯留タンクを内包し、円
筒状上部真空チャンバの下端に連通する下部真空チャン
バ１６とを備えてなるように構成した。
無害化でき、又、金属を高純度、高回収率で回収可能
で、設備生産性が高く、ランニングコストの低い粉粒体
の誘導加熱融解装置の提供を課題とする。 【解決手段】 金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処
理装置１を、密閉形ホッパー２と、これから誘導加熱管
５への粉粒体供給用耐熱性配管３と、耐熱性配管下端部
に上下摺動自在に接する誘電体製誘導加熱管５と、その
昇降駆動機構５Ａと、誘導加熱管内で融解した粉粒体の
融液を受ける受容器６と、これらを内包する円筒状上部
真空チャンバ８と、円筒状上部真空チャンバ下部を外囲
する誘導加熱コイル１０と、円筒状上部真空チャンバ内
上部の電気集塵手段４と、受容器６から溢流、流下する
融液を中継する傾斜パン１１と、その傾動機構１１と、
傾斜パンから流下する融液を受けて貯留する融液貯留タ
ンク１２と、傾斜パン及び融液貯留タンクを内包し、円
筒状上部真空チャンバの下端に連通する下部真空チャン
バ１６とを備えてなるように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の誘導加熱
融解処理方法及びその装置に関し、特に、一般廃棄物で
ある焼却灰・飛灰等の灰中の金属を高純度、高回収率で
回収するとともに、焼却灰・飛灰等を無害化できる粉粒
体の誘導加熱融解処理方法及びその装置に関する。
融解処理方法及びその装置に関し、特に、一般廃棄物で
ある焼却灰・飛灰等の灰中の金属を高純度、高回収率で
回収するとともに、焼却灰・飛灰等を無害化できる粉粒
体の誘導加熱融解処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業廃棄物及び生活廃棄物のうち、分別
された可燃物は、回収後、焼却炉で焼却されて焼却灰の
形態として投棄及び埋め立て処分などが行われている。
一方、このような廃棄物を燃焼すると、各種低沸点成分
が揮発し、いわゆる飛灰となるが、この飛灰は、前記焼
却灰に比べて鉛、カドミウム、クロム、亜鉛、砒素、水
銀などの金属類を多く含有するので、燃焼排ガスとして
外部環境に拡散させないために消石灰などを担持させた
バグフィルタなどによりこれを捕集している。このよう
に捕集された飛灰は、前記したように金属を多く含有す
るので、一般廃棄物としてそのままでは埋め立てること
ができないばかりか、環境衛生上厳重な管理が必要とさ
れ、ｐＨを１１〜１４に調整して金属類を水に不溶と
し、その溶出を防止した上でコンクリートに混合し、コ
ンクリート成形体として処分場に投棄する等の処分が行
われている。
された可燃物は、回収後、焼却炉で焼却されて焼却灰の
形態として投棄及び埋め立て処分などが行われている。
一方、このような廃棄物を燃焼すると、各種低沸点成分
が揮発し、いわゆる飛灰となるが、この飛灰は、前記焼
却灰に比べて鉛、カドミウム、クロム、亜鉛、砒素、水
銀などの金属類を多く含有するので、燃焼排ガスとして
外部環境に拡散させないために消石灰などを担持させた
バグフィルタなどによりこれを捕集している。このよう
に捕集された飛灰は、前記したように金属を多く含有す
るので、一般廃棄物としてそのままでは埋め立てること
ができないばかりか、環境衛生上厳重な管理が必要とさ
れ、ｐＨを１１〜１４に調整して金属類を水に不溶と
し、その溶出を防止した上でコンクリートに混合し、コ
ンクリート成形体として処分場に投棄する等の処分が行
われている。
【０００３】しかしながら、飛灰中には未反応の消石灰
が多量に残存し、飛灰のｐＨが高くなると飛灰中に含ま
れる金属のうち両性金属である鉛や亜鉛が水中に溶出し
易くなり、埋め立て処分する際特に問題となっている。
そこで、現状は有機キレートや結晶化反応を利用した無
機系薬剤等により滲出しないように無害化処理後、埋め
立て処分を行っているが、この処分方法には、以下のよ
うな問題点がある。 （１）土壌菌により有機キレート処理物が分解し、鉛や
亜鉛が滲出する。 （２）土壌中のフミン酸により有機系処理物が溶解し、
鉛や亜鉛が滲出する。 （３）無機系薬剤処理物は長期安定性にすぐれている
が、処理物量が増量するので、埋め立て処分場の寿命が
短くなる。 また、コンクリート成形体に封じ込められた金属類は酸
性雨などによりｐＨが低くなっても溶出し易くなるので
飛灰中より金属類を確実に除去する方法が求められてい
た。
が多量に残存し、飛灰のｐＨが高くなると飛灰中に含ま
れる金属のうち両性金属である鉛や亜鉛が水中に溶出し
易くなり、埋め立て処分する際特に問題となっている。
そこで、現状は有機キレートや結晶化反応を利用した無
機系薬剤等により滲出しないように無害化処理後、埋め
立て処分を行っているが、この処分方法には、以下のよ
うな問題点がある。 （１）土壌菌により有機キレート処理物が分解し、鉛や
亜鉛が滲出する。 （２）土壌中のフミン酸により有機系処理物が溶解し、
鉛や亜鉛が滲出する。 （３）無機系薬剤処理物は長期安定性にすぐれている
が、処理物量が増量するので、埋め立て処分場の寿命が
短くなる。 また、コンクリート成形体に封じ込められた金属類は酸
性雨などによりｐＨが低くなっても溶出し易くなるので
飛灰中より金属類を確実に除去する方法が求められてい
た。
【０００４】一方、灰溶融法は、減容効果だけでなく、
金属類の溶出等がない無害な物質にでき、再資源化率の
向上というメリットも大きいので、各自治体に注目され
ている。しかしながら、既設の焼却炉に併設可能な灰溶
融炉には、プラズマ溶融炉、反射式表面溶融炉、電気抵
抗溶融炉等があるが、いずれも建設費とランニングコス
トが高価なこと等が自治体への導入・普及を妨げる一因
となっている。
金属類の溶出等がない無害な物質にでき、再資源化率の
向上というメリットも大きいので、各自治体に注目され
ている。しかしながら、既設の焼却炉に併設可能な灰溶
融炉には、プラズマ溶融炉、反射式表面溶融炉、電気抵
抗溶融炉等があるが、いずれも建設費とランニングコス
トが高価なこと等が自治体への導入・普及を妨げる一因
となっている。
【０００５】さらに、前記のような焼却灰・飛灰の溶融
に誘導加熱融解処理装置を応用した例として、図８に示
すものが提案されている。この誘導加熱融解処理装置１
００は、図８に示すように、胴部１０２ａの直径が大径
（約２メートル）のセラミック製の胴部と、逆円錐状に
形成されたセラミック製の下部１０２ｂとからなり、上
端に紛体供給管１０１を連結したホッパー１０２と、前
記ホッパー１０２の円筒状胴部１０２ａの外周を囲繞す
る誘導加熱コイル１０３とを備えている。前記のホッパ
ー１０２内で灰を融解してできた融液は、前記ホッパー
下端の出口に設けられた円錐形状の液分配器１０４を経
て融液貯留タンク１０５へと給液され・貯留される。
に誘導加熱融解処理装置を応用した例として、図８に示
すものが提案されている。この誘導加熱融解処理装置１
００は、図８に示すように、胴部１０２ａの直径が大径
（約２メートル）のセラミック製の胴部と、逆円錐状に
形成されたセラミック製の下部１０２ｂとからなり、上
端に紛体供給管１０１を連結したホッパー１０２と、前
記ホッパー１０２の円筒状胴部１０２ａの外周を囲繞す
る誘導加熱コイル１０３とを備えている。前記のホッパ
ー１０２内で灰を融解してできた融液は、前記ホッパー
下端の出口に設けられた円錐形状の液分配器１０４を経
て融液貯留タンク１０５へと給液され・貯留される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
８に示した誘導加熱融解処理装置１００には、以下のよ
うな問題があった。 （１）灰の伝熱が悪いため、大径のホッパー１０２内に
貯留された灰がすべて融液となるまでに長時間を要す
る。従って、単位時間あたりの処理量が低く、熱効率も
悪く、結果として、ランニングコストが高くなる。 （２）ホッパー１０２及び融液貯留タンク１０５内は、
大気圧であり、また灰を溶融した後の融液中の金属の蒸
発面積が大きくないため、融液中の金属の蒸発により灰
スラグを完全に無害化するのが難しかった。また、金属
を高純度、高回収率で回収することができなかった。 （３）灰の処理速度を大きくしようとすると、灰の伝熱
が悪いためホッパ１０２等を始めとして装置が大型化
し、設備費が高くなってしまう。
８に示した誘導加熱融解処理装置１００には、以下のよ
うな問題があった。 （１）灰の伝熱が悪いため、大径のホッパー１０２内に
貯留された灰がすべて融液となるまでに長時間を要す
る。従って、単位時間あたりの処理量が低く、熱効率も
悪く、結果として、ランニングコストが高くなる。 （２）ホッパー１０２及び融液貯留タンク１０５内は、
大気圧であり、また灰を溶融した後の融液中の金属の蒸
発面積が大きくないため、融液中の金属の蒸発により灰
スラグを完全に無害化するのが難しかった。また、金属
を高純度、高回収率で回収することができなかった。 （３）灰の処理速度を大きくしようとすると、灰の伝熱
が悪いためホッパ１０２等を始めとして装置が大型化
し、設備費が高くなってしまう。
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題を解消し、
焼却灰・飛灰等の灰中の金属を好適に除去して無害化す
ることができ、又、金属を高純度、高回収率で回収する
ことが可能で、設備生産性が高く、ランニングコストの
低い粉粒体の誘導加熱融解処理方法及びその装置の提供
を課題とする。
焼却灰・飛灰等の灰中の金属を好適に除去して無害化す
ることができ、又、金属を高純度、高回収率で回収する
ことが可能で、設備生産性が高く、ランニングコストの
低い粉粒体の誘導加熱融解処理方法及びその装置の提供
を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の金属酸化物含有
粉粒体の誘導加熱融解処理方法は、上記課題を解決する
ため、金属酸化物含有粉粒体を密閉形ホッパーに貯留す
る工程と、前記密閉形ホッパー内に貯留された前記金属
酸化物含有粉粒体を所定の流量で誘電体からなり所定の
温度以上に誘導加熱された誘導加熱管へ供給し、前記誘
導加熱管内を降下する前記金属酸化物含有粉粒体を加熱
して、金属酸化物の少なくとも一部を還元しつつ融解す
る工程と、融解して得られた融液を誘電体製の受容器に
貯留しつつ加熱して、残余の金属酸化物を還元する工程
と、前記受容器から溢流、流下する液膜状の融液流を真
空雰囲気中に曝し、融液中の金属類を蒸発させて真空排
気上昇流とともに搬送する工程と、前記真空排気上昇流
中の金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を電気集塵手
段により捕集する工程と、前記受容器から溢流、流下す
る融液流を融液貯留タンクに受入れ、貯留する工程と、
前記電気集塵手段により捕集され、堆積した金属を前記
集塵手段から除去・回収する工程と、を含んでなり、前
記誘導加熱管と前記受容器のうち少なくとも１つを炭素
材又は黒鉛材で形成するように構成したものである。
粉粒体の誘導加熱融解処理方法は、上記課題を解決する
ため、金属酸化物含有粉粒体を密閉形ホッパーに貯留す
る工程と、前記密閉形ホッパー内に貯留された前記金属
酸化物含有粉粒体を所定の流量で誘電体からなり所定の
温度以上に誘導加熱された誘導加熱管へ供給し、前記誘
導加熱管内を降下する前記金属酸化物含有粉粒体を加熱
して、金属酸化物の少なくとも一部を還元しつつ融解す
る工程と、融解して得られた融液を誘電体製の受容器に
貯留しつつ加熱して、残余の金属酸化物を還元する工程
と、前記受容器から溢流、流下する液膜状の融液流を真
空雰囲気中に曝し、融液中の金属類を蒸発させて真空排
気上昇流とともに搬送する工程と、前記真空排気上昇流
中の金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を電気集塵手
段により捕集する工程と、前記受容器から溢流、流下す
る融液流を融液貯留タンクに受入れ、貯留する工程と、
前記電気集塵手段により捕集され、堆積した金属を前記
集塵手段から除去・回収する工程と、を含んでなり、前
記誘導加熱管と前記受容器のうち少なくとも１つを炭素
材又は黒鉛材で形成するように構成したものである。
【０００９】前記のように構成した本発明の粉粒体の誘
導加熱融解処理方法においては、予め真空乾燥された焼
却灰・飛灰等の金属酸化物含有粉粒体を、所定の流量で
誘電体からなる誘導加熱管の中を落下させる。誘導加熱
コイルによって炭素材又は黒鉛材等の誘電体からなる誘
導加熱管が加熱され、加熱された高温の誘導加熱管から
の輻射熱によって、金属酸化物含有粉粒体が間接的に加
熱され、金属酸化物含有粉粒体の少なくとも一部が還元
されつつ融解される。誘電体である前記炭素材又は前記
黒鉛材を誘導加熱管の材料として使用すれば、還元剤を
使用しない抵抗加熱による真空還元の場合と比較して、
金属酸化物含有粉粒体の還元が促進されて金属となりや
すくなるので、金属酸化物含有粉粒体が好適に融解され
る。前記の所定の温度とは、金属酸化物の少なくとも一
部が炭素又は一酸化炭素により還元される温度とする。
前記の所定の流量とは、このような加熱、還元、融解等
の速度に見合った流量とされる。このように、高温に加
熱された誘導加熱管内を粉粒体を落下させて輻射熱によ
り加熱、還元、融解させるので、伝熱性の悪い上記の粉
粒体を効率よく加熱、融解させることができ、設備生産
性（単位時間当りの加熱融解処理量）を高めることがで
きる。他に使用できる誘導加熱管の材料として、誘電体
であるモリブデン等の高融点金属あるいは誘電体セラミ
ックス等があるが前記金属酸化物含有粉粒体に炭素材等
の還元材を添加すれば同様の加熱、還元、融解効果が得
られる。融解された融液は、前記のような誘電体からな
る受容器に貯留される。誘電体からなる受容器は誘導加
熱コイルによって加熱され、高温の受容器中の融液は、
伝導伝熱及び対流伝熱によって、融液が充分な流動性を
保つ温度になるまでさらに加熱される。又、高流動性の
融液を受容器から溢流させて、液膜状で流下させ、前記
液膜を所定の真空雰囲気に曝すので、融液中の金属類
を、高純度で、効率よく蒸発させることができる。さら
に、金属蒸気を真空排気上昇流とともに運搬し、真空排
気上昇流中の金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を電
気集塵手段で捕集するので、何ら汚染されることなく高
純度を保ったまま、極めて効率よく金属類を捕集・堆積
させることができる。電気集塵手段に所定量堆積した金
属は、電気集塵手段を装置から取りだし、例えば、加熱
し、融解させて、電気集塵手段から除去・回収するの
で、高純度の金属を高回収率で回収することができる。
堆積した金属を除去され、再生された電気集塵手段は繰
り返し使用される。一方、金属類を蒸発させて除去され
た粉粒体の融液は、融液貯留タンクに貯留され、所定量
貯留された融液は、その組成や用途に応じて、例えば水
砕法によって造粒したりその他の処理方法によって適宜
処理することができる。
導加熱融解処理方法においては、予め真空乾燥された焼
却灰・飛灰等の金属酸化物含有粉粒体を、所定の流量で
誘電体からなる誘導加熱管の中を落下させる。誘導加熱
コイルによって炭素材又は黒鉛材等の誘電体からなる誘
導加熱管が加熱され、加熱された高温の誘導加熱管から
の輻射熱によって、金属酸化物含有粉粒体が間接的に加
熱され、金属酸化物含有粉粒体の少なくとも一部が還元
されつつ融解される。誘電体である前記炭素材又は前記
黒鉛材を誘導加熱管の材料として使用すれば、還元剤を
使用しない抵抗加熱による真空還元の場合と比較して、
金属酸化物含有粉粒体の還元が促進されて金属となりや
すくなるので、金属酸化物含有粉粒体が好適に融解され
る。前記の所定の温度とは、金属酸化物の少なくとも一
部が炭素又は一酸化炭素により還元される温度とする。
前記の所定の流量とは、このような加熱、還元、融解等
の速度に見合った流量とされる。このように、高温に加
熱された誘導加熱管内を粉粒体を落下させて輻射熱によ
り加熱、還元、融解させるので、伝熱性の悪い上記の粉
粒体を効率よく加熱、融解させることができ、設備生産
性（単位時間当りの加熱融解処理量）を高めることがで
きる。他に使用できる誘導加熱管の材料として、誘電体
であるモリブデン等の高融点金属あるいは誘電体セラミ
ックス等があるが前記金属酸化物含有粉粒体に炭素材等
の還元材を添加すれば同様の加熱、還元、融解効果が得
られる。融解された融液は、前記のような誘電体からな
る受容器に貯留される。誘電体からなる受容器は誘導加
熱コイルによって加熱され、高温の受容器中の融液は、
伝導伝熱及び対流伝熱によって、融液が充分な流動性を
保つ温度になるまでさらに加熱される。又、高流動性の
融液を受容器から溢流させて、液膜状で流下させ、前記
液膜を所定の真空雰囲気に曝すので、融液中の金属類
を、高純度で、効率よく蒸発させることができる。さら
に、金属蒸気を真空排気上昇流とともに運搬し、真空排
気上昇流中の金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を電
気集塵手段で捕集するので、何ら汚染されることなく高
純度を保ったまま、極めて効率よく金属類を捕集・堆積
させることができる。電気集塵手段に所定量堆積した金
属は、電気集塵手段を装置から取りだし、例えば、加熱
し、融解させて、電気集塵手段から除去・回収するの
で、高純度の金属を高回収率で回収することができる。
堆積した金属を除去され、再生された電気集塵手段は繰
り返し使用される。一方、金属類を蒸発させて除去され
た粉粒体の融液は、融液貯留タンクに貯留され、所定量
貯留された融液は、その組成や用途に応じて、例えば水
砕法によって造粒したりその他の処理方法によって適宜
処理することができる。
【００１０】本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱
融解処理装置は、前記の課題を解決するために、第１の
技術手段として、金属酸化物含有粉粒体を貯留する密閉
形ホッパーと、前記金属酸化物含有粉粒体の流量制御手
段を備え、前記密閉形ホッパーから誘導加熱管へ前記金
属酸化物含有粉粒体を供給する耐熱性配管と、前記耐熱
性配管の下端部外周面にその上端部内周面が上下に摺動
自在に接する誘電体からなる誘導加熱管と、前記誘導加
熱管の上端部を昇降自在に保持する昇降駆動機構と、前
記誘導加熱管の下部を包囲し、前記誘導加熱管内で融解
した粉粒体の融液を受けつつ溢流せしめる誘電体製受容
器と、前記耐熱性配管の下部、前記誘導加熱管、前記昇
降駆動機構の一部及び前記受容器を内包し、真空排気手
段に連結された円筒状上部真空チャンバと、前記円筒状
上部真空チャンバの前記誘導加熱管相当位置を外囲する
ように配置された誘導加熱コイルと、前記円筒状上部真
空チャンバ内の前記受容器の上方に前記誘導加熱管を外
囲するように設けられ、及び／又は、前記円筒状上部真
空チャンバからの真空排気管内に設けられ、前記受容器
から溢流、流下する液膜状融液から蒸発した金属蒸気粒
子及び／又は金属凝縮粒子を捕集する電気集塵手段と、
前記受容器から溢流、流下する融液を受け、傾動・水平
復帰自在に支持される傾斜パンと、前記傾斜パンの傾動
機構と前記傾斜パンから流下する融液を受けて貯留する
融液貯留タンクと、前記傾斜パン及び融液貯留タンクを
内包し、前記円筒状上部真空チャンバの下端に連結され
た下部真空チャンバと、を備えてなるように主要部が構
成される。
融解処理装置は、前記の課題を解決するために、第１の
技術手段として、金属酸化物含有粉粒体を貯留する密閉
形ホッパーと、前記金属酸化物含有粉粒体の流量制御手
段を備え、前記密閉形ホッパーから誘導加熱管へ前記金
属酸化物含有粉粒体を供給する耐熱性配管と、前記耐熱
性配管の下端部外周面にその上端部内周面が上下に摺動
自在に接する誘電体からなる誘導加熱管と、前記誘導加
熱管の上端部を昇降自在に保持する昇降駆動機構と、前
記誘導加熱管の下部を包囲し、前記誘導加熱管内で融解
した粉粒体の融液を受けつつ溢流せしめる誘電体製受容
器と、前記耐熱性配管の下部、前記誘導加熱管、前記昇
降駆動機構の一部及び前記受容器を内包し、真空排気手
段に連結された円筒状上部真空チャンバと、前記円筒状
上部真空チャンバの前記誘導加熱管相当位置を外囲する
ように配置された誘導加熱コイルと、前記円筒状上部真
空チャンバ内の前記受容器の上方に前記誘導加熱管を外
囲するように設けられ、及び／又は、前記円筒状上部真
空チャンバからの真空排気管内に設けられ、前記受容器
から溢流、流下する液膜状融液から蒸発した金属蒸気粒
子及び／又は金属凝縮粒子を捕集する電気集塵手段と、
前記受容器から溢流、流下する融液を受け、傾動・水平
復帰自在に支持される傾斜パンと、前記傾斜パンの傾動
機構と前記傾斜パンから流下する融液を受けて貯留する
融液貯留タンクと、前記傾斜パン及び融液貯留タンクを
内包し、前記円筒状上部真空チャンバの下端に連結され
た下部真空チャンバと、を備えてなるように主要部が構
成される。
【００１１】本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱
融解処理装置は、前記のように構成したので、前記本発
明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理方法の作
用と同様の作用を有する。
融解処理装置は、前記のように構成したので、前記本発
明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理方法の作
用と同様の作用を有する。
【００１２】前記第１の技術手段を備えた本発明の金属
酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置においては、
第２の技術手段として、前記下部真空チャンバが、その
内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯留タ
ンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板と、
前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記融液貯
留タンクに融液を流下させるための貫通穴と、前記貫通
穴を開閉する開閉蓋と、前記下部室に連結され、大気導
入弁を具備する大気導入管と、前記下部室に連結される
真空排気管と、前記下部室の側壁に設けられ、前記融液
貯留タンクを下部室に出し入れするための開閉扉と、を
備えてなるように構成することが望ましい。
酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置においては、
第２の技術手段として、前記下部真空チャンバが、その
内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯留タ
ンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板と、
前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記融液貯
留タンクに融液を流下させるための貫通穴と、前記貫通
穴を開閉する開閉蓋と、前記下部室に連結され、大気導
入弁を具備する大気導入管と、前記下部室に連結される
真空排気管と、前記下部室の側壁に設けられ、前記融液
貯留タンクを下部室に出し入れするための開閉扉と、を
備えてなるように構成することが望ましい。
【００１３】前記のように構成すれば、融液貯留タンク
に所定量の融液が溜まったら、傾斜パンを水平に戻し、
傾斜パン内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバの仕
切り板の貫通穴を円形蓋で閉じ、上部室及び円筒状上部
真空チャンバの内部を真空に保ち、金属酸化物含有粉粒
体の誘導加熱融解処理が続行できる。又、下部室の真空
排気管からの排気を停止し、大気導入弁を開いて、下部
室内に大気を導入して、大気圧に戻してから、開閉扉を
開いて、融液貯留タンクを下部室の外に引き出し、予備
の融液貯留タンクを下部室に運び込むことができる。次
いで、開閉扉及び大気導入弁を閉じ、下部室の真空排気
管を介して下部室内から排気し、上部室の内部と等圧に
なるまで、真空度を上げることができる。さらに、円形
蓋を開いて、傾斜パンを再び傾斜させ、融液貯留タンク
内へ融液を流下させて再び貯留を開始するとともに、粉
粒体の誘導加熱融解処理中は、円筒状上部真空チャンバ
の上端の真空排気管及び下部室の真空排気管１５を介し
て排気を続け、円筒状上部真空チャンバ及び下部真空チ
ャンバの内部を所定の真空度に維持することが可能とな
る。
に所定量の融液が溜まったら、傾斜パンを水平に戻し、
傾斜パン内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバの仕
切り板の貫通穴を円形蓋で閉じ、上部室及び円筒状上部
真空チャンバの内部を真空に保ち、金属酸化物含有粉粒
体の誘導加熱融解処理が続行できる。又、下部室の真空
排気管からの排気を停止し、大気導入弁を開いて、下部
室内に大気を導入して、大気圧に戻してから、開閉扉を
開いて、融液貯留タンクを下部室の外に引き出し、予備
の融液貯留タンクを下部室に運び込むことができる。次
いで、開閉扉及び大気導入弁を閉じ、下部室の真空排気
管を介して下部室内から排気し、上部室の内部と等圧に
なるまで、真空度を上げることができる。さらに、円形
蓋を開いて、傾斜パンを再び傾斜させ、融液貯留タンク
内へ融液を流下させて再び貯留を開始するとともに、粉
粒体の誘導加熱融解処理中は、円筒状上部真空チャンバ
の上端の真空排気管及び下部室の真空排気管１５を介し
て排気を続け、円筒状上部真空チャンバ及び下部真空チ
ャンバの内部を所定の真空度に維持することが可能とな
る。
【００１４】前記第１の技術手段を採用した本発明の金
属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置において
は、第３の技術手段として、前記下部真空チャンバが、
その内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯
留タンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板
と、前記下部室を左右二つの下部室に仕切る仕切り壁
と、前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記左
右の下部室の各々に内包される融液貯留タンクの各々に
融液を流下させるための左右の貫通穴と、前記左右各々
の貫通穴を開閉する開閉蓋と、前記左右各々の下部室に
連結され、各々大気導入弁を具備する大気導入管と、前
記左右各々の下部室に連結される真空排気管と、前記左
右各々の下部室の側壁に設けられ、前記融液貯留タンク
を各々の下部室に出し入れするための開閉扉と、を備え
てなるように構成してもよい。
属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置において
は、第３の技術手段として、前記下部真空チャンバが、
その内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯
留タンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板
と、前記下部室を左右二つの下部室に仕切る仕切り壁
と、前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記左
右の下部室の各々に内包される融液貯留タンクの各々に
融液を流下させるための左右の貫通穴と、前記左右各々
の貫通穴を開閉する開閉蓋と、前記左右各々の下部室に
連結され、各々大気導入弁を具備する大気導入管と、前
記左右各々の下部室に連結される真空排気管と、前記左
右各々の下部室の側壁に設けられ、前記融液貯留タンク
を各々の下部室に出し入れするための開閉扉と、を備え
てなるように構成してもよい。
【００１５】前記のように構成すれば、例えば、右の下
部室内融液貯留タンクに所定量の融液が溜まったら、傾
斜パンを一度水平に戻し、傾斜パン内に融液を貯留しつ
つ、隣接して設けられた左の融液貯留タンクの開閉蓋を
開けて、左の融液貯留タンクに融液が流れるように傾斜
パンの傾斜の向きを切り替える。右の融液貯留タンク
は、下部真空チャンバの仕切り板の貫通穴を円形蓋で閉
じることにより真空系とは遮断され、上部室及び円筒状
上部真空チャンバの内部を真空に保ち、粉粒体の誘導加
熱融解処理が続行できるようになる。又、右の下部室の
真空排気管からの排気を停止し、大気導入弁を開いて、
下部室内に大気を導入して、大気圧に戻してから、開閉
扉を開いて、融液貯留タンクを下部室の外に引き出し、
予備の融液貯留タンクを下部室に運び込むことができ
る。次いで、左の融液貯留タンク内に所定量の融液が溜
まる以前に、右の下部室の開閉扉及び大気導入弁を閉
じ、下部室の真空排気管を介して下部室内から排気し、
上部室の内部と等圧になるまで、真空度を上げることが
できる。さらに、円形蓋を開いて、傾斜パンを再び右の
下部室内の融液貯留タンク側に傾斜させて、再び貯留を
開始するとともに、粉粒体の誘導加熱融解処理中は、円
筒状上部真空チャンバの上端の真空排気管及び下部室の
真空排気管を介して排気を続け、円筒状上部真空チャン
バ及び下部真空チャンバの内部を所定の真空度に維持す
ることが可能となる。このように、融液を貯留したい方
の融液貯留タンク側へ傾斜パンの傾斜の向きを切り替え
るだけで、粉粒体の誘導加熱融解処理と融液の外部への
抜き出しが連続して行える。
部室内融液貯留タンクに所定量の融液が溜まったら、傾
斜パンを一度水平に戻し、傾斜パン内に融液を貯留しつ
つ、隣接して設けられた左の融液貯留タンクの開閉蓋を
開けて、左の融液貯留タンクに融液が流れるように傾斜
パンの傾斜の向きを切り替える。右の融液貯留タンク
は、下部真空チャンバの仕切り板の貫通穴を円形蓋で閉
じることにより真空系とは遮断され、上部室及び円筒状
上部真空チャンバの内部を真空に保ち、粉粒体の誘導加
熱融解処理が続行できるようになる。又、右の下部室の
真空排気管からの排気を停止し、大気導入弁を開いて、
下部室内に大気を導入して、大気圧に戻してから、開閉
扉を開いて、融液貯留タンクを下部室の外に引き出し、
予備の融液貯留タンクを下部室に運び込むことができ
る。次いで、左の融液貯留タンク内に所定量の融液が溜
まる以前に、右の下部室の開閉扉及び大気導入弁を閉
じ、下部室の真空排気管を介して下部室内から排気し、
上部室の内部と等圧になるまで、真空度を上げることが
できる。さらに、円形蓋を開いて、傾斜パンを再び右の
下部室内の融液貯留タンク側に傾斜させて、再び貯留を
開始するとともに、粉粒体の誘導加熱融解処理中は、円
筒状上部真空チャンバの上端の真空排気管及び下部室の
真空排気管を介して排気を続け、円筒状上部真空チャン
バ及び下部真空チャンバの内部を所定の真空度に維持す
ることが可能となる。このように、融液を貯留したい方
の融液貯留タンク側へ傾斜パンの傾斜の向きを切り替え
るだけで、粉粒体の誘導加熱融解処理と融液の外部への
抜き出しが連続して行える。
【００１６】前記第１乃至第３の技術手段の何れか一つ
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第４の技術手段として、前記誘
導加熱管及び前記受容器を炭素材、黒鉛材又は高融点金
属で形成することが望ましい。
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第４の技術手段として、前記誘
導加熱管及び前記受容器を炭素材、黒鉛材又は高融点金
属で形成することが望ましい。
【００１７】炭素材や黒鉛材は、誘電性、導電性が高
く、又、金属酸化物融液による化学的侵食に強いので、
誘導加熱管用材料及び受容器用材料として適している。
又、これらの材料は、誘導加熱管内の雰囲気を還元性に
保ち、金属酸化物の還元作用を促進する作用があるので
好ましい。さらに、モリブデン等の高融点金属に比較し
て、著しく経済的である。高融点金属としては、モリブ
デンが好ましい。モリブデンは、誘電性、導電性が高
く、又、金属酸化物融液による化学的侵食に強く、さら
に、還元剤としての炭素材との反応、浸炭による強度劣
化や焼却灰中の鉄分との反応による強度劣化がタングス
テン等に比べて生じにくいので、誘導加熱管用材料及び
受容器用材料として適している。さらに、モリブデン
は、炭素材や黒鉛材に比べて高温強度が高く、高価であ
るという難点があるものの、誘導加熱管用材料及び受容
器用材料として好ましい。
く、又、金属酸化物融液による化学的侵食に強いので、
誘導加熱管用材料及び受容器用材料として適している。
又、これらの材料は、誘導加熱管内の雰囲気を還元性に
保ち、金属酸化物の還元作用を促進する作用があるので
好ましい。さらに、モリブデン等の高融点金属に比較し
て、著しく経済的である。高融点金属としては、モリブ
デンが好ましい。モリブデンは、誘電性、導電性が高
く、又、金属酸化物融液による化学的侵食に強く、さら
に、還元剤としての炭素材との反応、浸炭による強度劣
化や焼却灰中の鉄分との反応による強度劣化がタングス
テン等に比べて生じにくいので、誘導加熱管用材料及び
受容器用材料として適している。さらに、モリブデン
は、炭素材や黒鉛材に比べて高温強度が高く、高価であ
るという難点があるものの、誘導加熱管用材料及び受容
器用材料として好ましい。
【００１８】前記第１乃至第４の技術手段の何れか一つ
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第５の技術手段として、前記誘
導加熱管及び前記受容器を誘電体セラミックスで形成し
てもよい。
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第５の技術手段として、前記誘
導加熱管及び前記受容器を誘電体セラミックスで形成し
てもよい。
【００１９】誘電体セラミックスは、炭素材、黒鉛材又
は高融点金属に比べて、熱膨張率が低く、粉粒体供給用
耐熱性配管との連結が容易なことや、後述する受容器の
内部底面の誘導加熱管の直下に配置される突起部と誘導
加熱管の下端部との間隙調整精度を高くすることができ
るので好ましい。
は高融点金属に比べて、熱膨張率が低く、粉粒体供給用
耐熱性配管との連結が容易なことや、後述する受容器の
内部底面の誘導加熱管の直下に配置される突起部と誘導
加熱管の下端部との間隙調整精度を高くすることができ
るので好ましい。
【００２０】前記の第１乃至第５の技術手段のいずれか
一つを採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加
熱融解処理装置においては、第６の技術手段として、前
記受容器の内部底面の前記誘導加熱管の直下に突起部を
備えるとともに、前記昇降駆動機構がサーボモータを含
んでなるように構成することが望ましい。
一つを採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加
熱融解処理装置においては、第６の技術手段として、前
記受容器の内部底面の前記誘導加熱管の直下に突起部を
備えるとともに、前記昇降駆動機構がサーボモータを含
んでなるように構成することが望ましい。
【００２１】前記のように構成すれば、受容器の内部底
面の前記誘導加熱管の直下に突起部の外面と誘導加熱管
の下端部内面もしくは下端部内面エッジとの間の間隙の
断面積を、誘導加熱管の昇降動により高精度で調整する
ことができる。その結果、受容器から溢流し、流下する
液膜状の融液から所定の真空度に曝されて金属が蒸発す
る速度に見合った流量で、融液を溢流させることができ
る。これにより、融液の溢流流量が大きすぎて、融液中
の金属が充分に蒸発しないままで、下部の融液貯留タン
クに流れ込んでしまい、融液の無害化が充分にできなく
なるようなことがない。又、溢流流量が小さすぎて単位
時間当りの処理量が装置の能力よりも小さくなることが
なく、装置の設備生産性を最大限に高めることができ
る。
面の前記誘導加熱管の直下に突起部の外面と誘導加熱管
の下端部内面もしくは下端部内面エッジとの間の間隙の
断面積を、誘導加熱管の昇降動により高精度で調整する
ことができる。その結果、受容器から溢流し、流下する
液膜状の融液から所定の真空度に曝されて金属が蒸発す
る速度に見合った流量で、融液を溢流させることができ
る。これにより、融液の溢流流量が大きすぎて、融液中
の金属が充分に蒸発しないままで、下部の融液貯留タン
クに流れ込んでしまい、融液の無害化が充分にできなく
なるようなことがない。又、溢流流量が小さすぎて単位
時間当りの処理量が装置の能力よりも小さくなることが
なく、装置の設備生産性を最大限に高めることができ
る。
【００２２】前記第１乃至第６の技術手段の何れか一つ
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第７の技術手段として、前記受
容器を縦断面形状が逆台形になるようにし、その上端の
周方向に適宜間隔で溝を形成するか、及び／又は、側壁
上端に外側へ張出すフランジ部を備えるようし、前記フ
ランジ部の周方向に適宜間隔で溝を形成することが望ま
しい。
を採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置においては、第７の技術手段として、前記受
容器を縦断面形状が逆台形になるようにし、その上端の
周方向に適宜間隔で溝を形成するか、及び／又は、側壁
上端に外側へ張出すフランジ部を備えるようし、前記フ
ランジ部の周方向に適宜間隔で溝を形成することが望ま
しい。
【００２３】前記のように構成すれば、受容器の側壁上
端から溢流、流下する融液が受容器の側壁外面を伝わら
ずに、側壁外面から離れた液膜を形成することができ
る。その結果、液膜が真空雰囲気と接触する表面積が約
２倍になり、液膜状の融液から金属が蒸発する速度を大
きくでき、単位時間当りの処理量を略倍増できる。又、
受容器の側壁上端から液が溢流する面に溝を設け、液の
溢流速度を溝毎に変えることにより開口部ができるの
で、受容器の側壁上端から滝のように落下する液膜と受
容器の側壁外面との間の空間に金属蒸気が閉じ込められ
て金属蒸気が外部へ抜けなくなることがなくなる。溝が
ない場合は、受容器の周りを、前記側壁上端から滝のよ
うに落下する液膜で全部囲ってしまうので真空排気上昇
流があっても閉じ込められた金属蒸気が外部へ抜けなく
なるので、結果として金属蒸発速度が小さくなってしま
う。
端から溢流、流下する融液が受容器の側壁外面を伝わら
ずに、側壁外面から離れた液膜を形成することができ
る。その結果、液膜が真空雰囲気と接触する表面積が約
２倍になり、液膜状の融液から金属が蒸発する速度を大
きくでき、単位時間当りの処理量を略倍増できる。又、
受容器の側壁上端から液が溢流する面に溝を設け、液の
溢流速度を溝毎に変えることにより開口部ができるの
で、受容器の側壁上端から滝のように落下する液膜と受
容器の側壁外面との間の空間に金属蒸気が閉じ込められ
て金属蒸気が外部へ抜けなくなることがなくなる。溝が
ない場合は、受容器の周りを、前記側壁上端から滝のよ
うに落下する液膜で全部囲ってしまうので真空排気上昇
流があっても閉じ込められた金属蒸気が外部へ抜けなく
なるので、結果として金属蒸発速度が小さくなってしま
う。
【００２４】前記第１乃至第７の技術手段の何れかを一
つを採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱
融解処理装置においては、第８の技術手段として、前記
受容器の側壁上端の周方向に適宜間隔で切り欠き部を備
えるようにしてもよい。
つを採用した本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱
融解処理装置においては、第８の技術手段として、前記
受容器の側壁上端の周方向に適宜間隔で切り欠き部を備
えるようにしてもよい。
【００２５】前記のように構成すれば、受容器の側壁上
端から溢流、流下する融液の流量が同じであれば、切欠
きのない場合に比べて、切欠きから外側へ流れ出る融液
の流速が増大し、溢流、流下する融液が受容器の側壁外
面を伝わらずに、側壁外面から離れた液膜を形成するこ
とができる。その結果、液膜が真空雰囲気と接触する表
面積が増大し、液膜状の融液から金属が蒸発する速度を
大きくでき、単位時間当りの処理量を増大させることが
できる。
端から溢流、流下する融液の流量が同じであれば、切欠
きのない場合に比べて、切欠きから外側へ流れ出る融液
の流速が増大し、溢流、流下する融液が受容器の側壁外
面を伝わらずに、側壁外面から離れた液膜を形成するこ
とができる。その結果、液膜が真空雰囲気と接触する表
面積が増大し、液膜状の融液から金属が蒸発する速度を
大きくでき、単位時間当りの処理量を増大させることが
できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の金属酸化物含有粉粒体の
誘導加熱融解処理装置について、添付の図面を参照しつ
つ、以下に説明する。図１は本発明の金属酸化物含有粉
粒体の誘導加熱融解処理装置の第１の実施の形態の全体
の概略構成を示す破断斜視図、図２は耐熱性管及び電気
集塵手段の破断斜視図、図３は誘導加熱管及びその昇降
駆動機構を示す一部破断斜視図、図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は各々受容器の三つの実施の形態の各々を示す破
断斜視図、図５（ａ）は前記受容器の支持手段を示す斜
視図、図５（ｂ）は傾動パン及びその傾動機構を示す一
部破断斜視図、図５（ｃ）は融液貯留タンク及びその運
搬手段の斜視図、図６は本発明の金属酸化物含有粉粒体
の誘導過熱融解処理装置の第２の実施の形態の全体の概
略構成を示す破断斜視図である。図７はいくつかの金属
酸化物を炭素還元するときの反応温度の説明図である。
誘導加熱融解処理装置について、添付の図面を参照しつ
つ、以下に説明する。図１は本発明の金属酸化物含有粉
粒体の誘導加熱融解処理装置の第１の実施の形態の全体
の概略構成を示す破断斜視図、図２は耐熱性管及び電気
集塵手段の破断斜視図、図３は誘導加熱管及びその昇降
駆動機構を示す一部破断斜視図、図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は各々受容器の三つの実施の形態の各々を示す破
断斜視図、図５（ａ）は前記受容器の支持手段を示す斜
視図、図５（ｂ）は傾動パン及びその傾動機構を示す一
部破断斜視図、図５（ｃ）は融液貯留タンク及びその運
搬手段の斜視図、図６は本発明の金属酸化物含有粉粒体
の誘導過熱融解処理装置の第２の実施の形態の全体の概
略構成を示す破断斜視図である。図７はいくつかの金属
酸化物を炭素還元するときの反応温度の説明図である。
【００２７】本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱
融解処理装置１は、図１に示すように、大別して粉粒体
溶融部１ａと融液の貯留・抜き出し部１ｂとから構成さ
れる。
融解処理装置１は、図１に示すように、大別して粉粒体
溶融部１ａと融液の貯留・抜き出し部１ｂとから構成さ
れる。
【００２８】粉粒体溶融部１ａは、図示しない真空乾燥
機で乾燥された金属酸化物含有粉粒体を輸送する輸送管
２ａと、前記輸送管２ａの途中に設けられたロータリー
バルブ２ｂと、前記輸送管２ａの末端が接続されて前記
金属酸化物含有粉粒体を受入れ貯留する下部断面形状が
逆円錐形状の前記密閉形ホッパー２と、前記密閉形ホッ
パー２の下端に連接し、誘導加熱管５へ粉粒体を供給す
るセラミックス製又は水冷二重金属管製の耐熱性配管３
と、前記耐熱性配管３の下端部の外周面にその上端部内
周面が上下に摺動自在に接する誘電体からなる誘導加熱
管５と、前記誘導加熱管５の上端部を昇降自在に保持す
る昇降駆動機構５Ａと、前記誘導加熱管５の下部を包囲
し、前記誘導加熱管５内で融解した前記金属酸化物含有
粉粒体の融液を受ける誘電体からなる受容器６と、前記
耐熱性配管３の下部、前記誘導加熱管５、前記昇降駆動
機構５Ａの一部及び受容器６を内包し、上端の排気管９
が図示せぬ真空排気手段に連結された円筒状上部真空チ
ャンバ８と、前記円筒状上部真空チャンバ８の前記誘導
加熱管５相当位置を外囲するように配置された誘導加熱
コイル１０と、前記円筒状上部真空チャンバ８内の前記
受容器６の上方に前記誘導加熱管５を外囲するように設
けられ、前記受容器６から溢流、流下する液膜状融液か
ら蒸発した金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を捕集
する電気集塵手段４と、を備えてなるように主要部が構
成される。
機で乾燥された金属酸化物含有粉粒体を輸送する輸送管
２ａと、前記輸送管２ａの途中に設けられたロータリー
バルブ２ｂと、前記輸送管２ａの末端が接続されて前記
金属酸化物含有粉粒体を受入れ貯留する下部断面形状が
逆円錐形状の前記密閉形ホッパー２と、前記密閉形ホッ
パー２の下端に連接し、誘導加熱管５へ粉粒体を供給す
るセラミックス製又は水冷二重金属管製の耐熱性配管３
と、前記耐熱性配管３の下端部の外周面にその上端部内
周面が上下に摺動自在に接する誘電体からなる誘導加熱
管５と、前記誘導加熱管５の上端部を昇降自在に保持す
る昇降駆動機構５Ａと、前記誘導加熱管５の下部を包囲
し、前記誘導加熱管５内で融解した前記金属酸化物含有
粉粒体の融液を受ける誘電体からなる受容器６と、前記
耐熱性配管３の下部、前記誘導加熱管５、前記昇降駆動
機構５Ａの一部及び受容器６を内包し、上端の排気管９
が図示せぬ真空排気手段に連結された円筒状上部真空チ
ャンバ８と、前記円筒状上部真空チャンバ８の前記誘導
加熱管５相当位置を外囲するように配置された誘導加熱
コイル１０と、前記円筒状上部真空チャンバ８内の前記
受容器６の上方に前記誘導加熱管５を外囲するように設
けられ、前記受容器６から溢流、流下する液膜状融液か
ら蒸発した金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を捕集
する電気集塵手段４と、を備えてなるように主要部が構
成される。
【００２９】また、融液の貯留・抜き出し部１ｂは、前
記受容器６から溢流、流下する融液を受け、傾動・水平
復帰自在に支持される傾斜パン１１と、前記傾斜パン１
１の傾動機構１１Ｔと、前記傾斜パン１１から流下する
融液を受けて貯留する融液貯留タンク１２と、前記傾斜
パン１１及び融液貯留タンク１２を内包し、前記円筒状
上部真空チャンバ８の下端に連結された下部真空チャン
バ１６と、を備えてなるように主要部が構成される。
記受容器６から溢流、流下する融液を受け、傾動・水平
復帰自在に支持される傾斜パン１１と、前記傾斜パン１
１の傾動機構１１Ｔと、前記傾斜パン１１から流下する
融液を受けて貯留する融液貯留タンク１２と、前記傾斜
パン１１及び融液貯留タンク１２を内包し、前記円筒状
上部真空チャンバ８の下端に連結された下部真空チャン
バ１６と、を備えてなるように主要部が構成される。
【００３０】前記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成と作用を備える。耐熱性配管３は、その下
端部に連結される誘導加熱管５からの輻射熱を多く受け
るので耐熱性と材料の強度が要求される。従って、水冷
二重金属管又はセラミックス製の配管が用いられる。耐
熱性配管３の上部の内部には、図２に示すような２個の
粉粒体流量制御用のセラミックス、水冷金属パネルもし
くは高融点金属からなるダンパー（バタフライ弁体）３
ａ，３ｂが軸支されている。ダンパー３ａ，３ｂは、耐
熱性配管３の内径より僅かに小径の円盤状に形成されお
り、その回転軸を耐熱性配管３の外部の図示せぬアクチ
ュエータに連結され、回動されて粉粒体流量制御を行
う。
具体的な構成と作用を備える。耐熱性配管３は、その下
端部に連結される誘導加熱管５からの輻射熱を多く受け
るので耐熱性と材料の強度が要求される。従って、水冷
二重金属管又はセラミックス製の配管が用いられる。耐
熱性配管３の上部の内部には、図２に示すような２個の
粉粒体流量制御用のセラミックス、水冷金属パネルもし
くは高融点金属からなるダンパー（バタフライ弁体）３
ａ，３ｂが軸支されている。ダンパー３ａ，３ｂは、耐
熱性配管３の内径より僅かに小径の円盤状に形成されお
り、その回転軸を耐熱性配管３の外部の図示せぬアクチ
ュエータに連結され、回動されて粉粒体流量制御を行
う。
【００３１】また、図１及び図２に示すように、耐熱性
配管３の下端部、誘導加熱管５の上端部の外周にはこれ
を取り囲むように配設された環状電極板４ｂと、前記電
極板４ｂを吊り下げ支持するとともに、電力を供給する
一対の円柱棒状導体４ａとからなる電気集塵手段４が設
けられている。前記の環状電極板４ｂと誘導加熱管５の
外周面及び円筒状上部真空チャンバ８の内壁面との間に
は、各々真空排気ガスの上昇流が通過する小さな間隙が
設けられており、真空排気ガス上昇流は前記環状電極板
に衝突して金属蒸気粒子及び／又は凝縮粒子を捕集され
た後、前記の間隙から円筒状上部真空チャンバ８の上端
の真空排気管９へと流れる。
配管３の下端部、誘導加熱管５の上端部の外周にはこれ
を取り囲むように配設された環状電極板４ｂと、前記電
極板４ｂを吊り下げ支持するとともに、電力を供給する
一対の円柱棒状導体４ａとからなる電気集塵手段４が設
けられている。前記の環状電極板４ｂと誘導加熱管５の
外周面及び円筒状上部真空チャンバ８の内壁面との間に
は、各々真空排気ガスの上昇流が通過する小さな間隙が
設けられており、真空排気ガス上昇流は前記環状電極板
に衝突して金属蒸気粒子及び／又は凝縮粒子を捕集され
た後、前記の間隙から円筒状上部真空チャンバ８の上端
の真空排気管９へと流れる。
【００３２】誘導加熱管５は、円筒状で、前記耐熱配管
３の下端部外周面にその内周面が接し、上下摺動自在に
設けられている。誘導加熱管５の材料としては、例え
ば、誘電性、導電性が良く誘導加熱により高速加熱がで
きる炭素材又は黒鉛材が用いられる。炭素材又は黒鉛材
の代替材料として、モリブデン等高融点金属や誘電体セ
ラミックス等の材料も使用できる。その場合、金属酸化
物含有粉粒体に炭素材等の還元剤を別途添加して誘導加
熱したほうが反応温度を低くできるのでより好ましい。
３の下端部外周面にその内周面が接し、上下摺動自在に
設けられている。誘導加熱管５の材料としては、例え
ば、誘電性、導電性が良く誘導加熱により高速加熱がで
きる炭素材又は黒鉛材が用いられる。炭素材又は黒鉛材
の代替材料として、モリブデン等高融点金属や誘電体セ
ラミックス等の材料も使用できる。その場合、金属酸化
物含有粉粒体に炭素材等の還元剤を別途添加して誘導加
熱したほうが反応温度を低くできるのでより好ましい。
【００３３】誘導加熱管５の昇降駆動機構５Ａは、図３
に示すように、誘導加熱炉管５の上端部外周面を把持す
るクランプ部５ｄと、前記クランプ部５ｄの外周面の一
部に一端を固着され、前記外周面に垂直に横方向へ張出
して、雌ネジを刻設した垂直貫通孔５ｈを備えたブロッ
ク材５ｃと、前記ブロック材５ｃの前記垂直貫通孔５ｈ
の雌ネジに螺合する雄ネジを刻設したスクリューロッド
５ｂと、前記スクリューロッド５ｂの上端に回転軸を連
結されたサーボモータ５ａと、前記ブロック材５ｃ及び
前記スクリューロッド５ｂを取り囲む有底箱型の熱遮蔽
用ケース５ｅとから構成される。なお、スクリューロッ
ド５ｂの上部は雄ネジが刻設されておらず、図１に示す
ように円筒状上部真空チャンバ８の上端の蓋８ｂを真空
シールされつつ上下に貫通しており、サーボモータ５ａ
の回転軸に連結されている。このような構成において、
サーボモータ５ａによりスクリューロッド５ｂを回転さ
せると、ブロック材５ｃが誘導加熱管５を保持しつつ送
りねじ機構によって昇降する。
に示すように、誘導加熱炉管５の上端部外周面を把持す
るクランプ部５ｄと、前記クランプ部５ｄの外周面の一
部に一端を固着され、前記外周面に垂直に横方向へ張出
して、雌ネジを刻設した垂直貫通孔５ｈを備えたブロッ
ク材５ｃと、前記ブロック材５ｃの前記垂直貫通孔５ｈ
の雌ネジに螺合する雄ネジを刻設したスクリューロッド
５ｂと、前記スクリューロッド５ｂの上端に回転軸を連
結されたサーボモータ５ａと、前記ブロック材５ｃ及び
前記スクリューロッド５ｂを取り囲む有底箱型の熱遮蔽
用ケース５ｅとから構成される。なお、スクリューロッ
ド５ｂの上部は雄ネジが刻設されておらず、図１に示す
ように円筒状上部真空チャンバ８の上端の蓋８ｂを真空
シールされつつ上下に貫通しており、サーボモータ５ａ
の回転軸に連結されている。このような構成において、
サーボモータ５ａによりスクリューロッド５ｂを回転さ
せると、ブロック材５ｃが誘導加熱管５を保持しつつ送
りねじ機構によって昇降する。
【００３４】前記誘導加熱管５の下部には、これを取り
囲み、誘導加熱によって融解した融液を受けて、一時貯
留し、上端から融液を溢流させる受容器６が、円筒状上
部真空チャンバ８の下端部に支持された受容器受部材７
の上に載置されて設けられている。受容器６は、前記誘
導加熱管５と同じ誘電性、導電性の耐熱材料である炭素
材又は黒鉛材で構成されており、誘導加熱コイル１０に
より誘導加熱されて、内部に一時貯留される融液をさら
に加熱して、上端から溢流する融液の流動性を高め、薄
い液膜として流下し易くする。又、前記誘導加熱管５内
で還元し切れなかった残余の金属酸化物を還元させる。
囲み、誘導加熱によって融解した融液を受けて、一時貯
留し、上端から融液を溢流させる受容器６が、円筒状上
部真空チャンバ８の下端部に支持された受容器受部材７
の上に載置されて設けられている。受容器６は、前記誘
導加熱管５と同じ誘電性、導電性の耐熱材料である炭素
材又は黒鉛材で構成されており、誘導加熱コイル１０に
より誘導加熱されて、内部に一時貯留される融液をさら
に加熱して、上端から溢流する融液の流動性を高め、薄
い液膜として流下し易くする。又、前記誘導加熱管５内
で還元し切れなかった残余の金属酸化物を還元させる。
【００３５】受容器６は、図１に示すように、円筒状の
形状で、内部底面の前記誘導加熱管５の直下に突起部６
ｂが設けられる。突起部６ｂの形状は図１に示すような
半球状の他に、球帯状、円錐状、裁頭円錐状、角錐状、
裁頭角錐状でもよく、突起部６ｂの外面と誘導加熱管５
の下端部の内面又は下端内側エッジとの間に隙間が形成
でき、誘導加熱管５を昇降させることによってこの隙間
の断面積を緩やかに精度よく調節可能な形状であればよ
い。
形状で、内部底面の前記誘導加熱管５の直下に突起部６
ｂが設けられる。突起部６ｂの形状は図１に示すような
半球状の他に、球帯状、円錐状、裁頭円錐状、角錐状、
裁頭角錐状でもよく、突起部６ｂの外面と誘導加熱管５
の下端部の内面又は下端内側エッジとの間に隙間が形成
でき、誘導加熱管５を昇降させることによってこの隙間
の断面積を緩やかに精度よく調節可能な形状であればよ
い。
【００３６】受容器６の形状は、図４（ａ）に示すよう
な縦断面形状が逆台形でその上端に溝６ｍを設けた形
状、図４（ｂ）に示すように側壁上端６ｔにフランジ状
の張出し部６ｆを備え、前記張り出し部６ｆに溝６ｍを
設けた形状、図４（ｃ）に示すように側壁上端６ｔの周
方向に等間隔で複数の切欠き６ｎを設けた形状等が望ま
しい。図４（ａ）,（ｂ）のような形状とすれば、受容
器６の上端６ｔから溢流する融液が受容器６の側壁外面
６ｓを伝うことなく、側壁外面６ｓから離れた液膜状で
流下するので、真空雰囲気との接触面積（界面積）が約
２倍となり、金属の蒸発速度が略倍増するという効果が
ある。又、受容器６の側壁上端６ｔやフランジ状張り出
し部６ｆに、受容器６の中心から外方向に溝６ｍを設け
て融液の溢流速度を溝６ｍ毎に変えることにより、前記
側壁上端６ｔから滝のように落下する融液の液膜の一部
に破断個所（開口部）が形成できるので、受容器６の側
壁上端から滝のように落下する液膜と受容器６の側壁外
面との間の空間に金属蒸気が閉じ込められて金属蒸気が
外部へ抜けなくなることがなくない。図４（ｃ）のよう
に上端に多数の切欠き６ｎを設ければ、図１に示したよ
うに切欠き６ｎを設けない場合に比べて、溢流流量を同
じとすれば、切欠き６ｎから外側へ流れる速度が増大
し、溢流する融液が受容器６の側壁外面６ｓを伝うこと
なく、側壁外面６ｓから離れた流束が形成される。その
結果、真空雰囲気との接触面積（界面積）が増大し、金
属の蒸発速度が増大するという効果がある。なお、切欠
き６ｎの形状は、方形、逆台形、半円形、半長円形、逆
三角等が考えられるが、前記のような作用・効果の大き
い形状であればどのような形状でもよい。
な縦断面形状が逆台形でその上端に溝６ｍを設けた形
状、図４（ｂ）に示すように側壁上端６ｔにフランジ状
の張出し部６ｆを備え、前記張り出し部６ｆに溝６ｍを
設けた形状、図４（ｃ）に示すように側壁上端６ｔの周
方向に等間隔で複数の切欠き６ｎを設けた形状等が望ま
しい。図４（ａ）,（ｂ）のような形状とすれば、受容
器６の上端６ｔから溢流する融液が受容器６の側壁外面
６ｓを伝うことなく、側壁外面６ｓから離れた液膜状で
流下するので、真空雰囲気との接触面積（界面積）が約
２倍となり、金属の蒸発速度が略倍増するという効果が
ある。又、受容器６の側壁上端６ｔやフランジ状張り出
し部６ｆに、受容器６の中心から外方向に溝６ｍを設け
て融液の溢流速度を溝６ｍ毎に変えることにより、前記
側壁上端６ｔから滝のように落下する融液の液膜の一部
に破断個所（開口部）が形成できるので、受容器６の側
壁上端から滝のように落下する液膜と受容器６の側壁外
面との間の空間に金属蒸気が閉じ込められて金属蒸気が
外部へ抜けなくなることがなくない。図４（ｃ）のよう
に上端に多数の切欠き６ｎを設ければ、図１に示したよ
うに切欠き６ｎを設けない場合に比べて、溢流流量を同
じとすれば、切欠き６ｎから外側へ流れる速度が増大
し、溢流する融液が受容器６の側壁外面６ｓを伝うこと
なく、側壁外面６ｓから離れた流束が形成される。その
結果、真空雰囲気との接触面積（界面積）が増大し、金
属の蒸発速度が増大するという効果がある。なお、切欠
き６ｎの形状は、方形、逆台形、半円形、半長円形、逆
三角等が考えられるが、前記のような作用・効果の大き
い形状であればどのような形状でもよい。
【００３７】受容器受部材７は、図１、図５（ａ）に示
すように、五徳状のものでもよいが、受容器６を円筒状
上部真空チャンバ８の低部に保持できるものであればよ
い。なお、その形状、・寸法や材質は、受容器６から流
下して衝突する融液による機械的、化学的侵食になるべ
く長期間耐えて、受容器６を安定して水平に支持できる
とともに、流下する融液が衝突して周囲に飛散しにくい
ものが望ましい。
すように、五徳状のものでもよいが、受容器６を円筒状
上部真空チャンバ８の低部に保持できるものであればよ
い。なお、その形状、・寸法や材質は、受容器６から流
下して衝突する融液による機械的、化学的侵食になるべ
く長期間耐えて、受容器６を安定して水平に支持できる
とともに、流下する融液が衝突して周囲に飛散しにくい
ものが望ましい。
【００３８】円筒状上部真空チャンバ８は、耐熱性配管
３の下半部、電気集塵手段４、誘導加熱管５、受容器
６、受容器受部材７を内包し、下端が開口して後述する
下部真空チャンバ１６に連結され、上端に蓋８ｂを備え
た円筒状の容器からなる。その外周面の前記誘導加熱管
５及び受容器６の配置相当位置には、誘導加熱コイル１
０が配設される。円筒状上部真空チャンバ８の上端に
は、図示せぬ真空ポンプに連結された真空排気管９が接
続されている。円筒状上部真空チャンバ８の材質として
は、黒鉛を含まない高アルミナ質、アルミナーシリカ質
等の断熱性のよい耐火物を使用することができる。
３の下半部、電気集塵手段４、誘導加熱管５、受容器
６、受容器受部材７を内包し、下端が開口して後述する
下部真空チャンバ１６に連結され、上端に蓋８ｂを備え
た円筒状の容器からなる。その外周面の前記誘導加熱管
５及び受容器６の配置相当位置には、誘導加熱コイル１
０が配設される。円筒状上部真空チャンバ８の上端に
は、図示せぬ真空ポンプに連結された真空排気管９が接
続されている。円筒状上部真空チャンバ８の材質として
は、黒鉛を含まない高アルミナ質、アルミナーシリカ質
等の断熱性のよい耐火物を使用することができる。
【００３９】誘導加熱コイル１０は、高導電率の銅管を
コイル状に巻いたものであり、銅管内に冷却水を通して
冷却される。誘導加熱コイル１０の断面の形状は、長円
形でもよい。
コイル状に巻いたものであり、銅管内に冷却水を通して
冷却される。誘導加熱コイル１０の断面の形状は、長円
形でもよい。
【００４０】次に、融液の貯留・抜き出し部１ｂの具体
的構成と作用について説明する。前記粉粒体溶融部１ａ
の下部に連設される融液の貯留・抜き出し部１ｂは、内
部が高さ方向中央部の仕切板１６ｐで上部室１６ａと下
部室１６ｂに仕切られた下部真空チャンバ１６に内包さ
れている。
的構成と作用について説明する。前記粉粒体溶融部１ａ
の下部に連設される融液の貯留・抜き出し部１ｂは、内
部が高さ方向中央部の仕切板１６ｐで上部室１６ａと下
部室１６ｂに仕切られた下部真空チャンバ１６に内包さ
れている。
【００４１】上部室１６ａ内の前記受容器６の直下に
は、通常時には所定の角度だけ傾動されていて、受容器
６から溢流、流下する融液を受け、この融液を下部室１
６ｂ内に配置された融液貯留タンク１２へ流下させるた
めの皿状の傾斜パン１１が配置されている。傾斜パン１
１の上端面の直径線上の２箇所には、図５（ｂ）に示す
ように、直径方向に貫通する貫通孔１１ｈを備える一対
のハンガー１１ｓが垂直に固定されており、上部室１６
ａの天井から垂直に設けられた支持部材１６ｓの下端部
に水平に固定された支持ピン１１ｐに前記貫通孔１１ｈ
を係合させて傾動および自然水平復帰自在に支持されて
いる。傾斜パン１１の底部１１ａの前記一対のハンガー
１１ｓの貫通孔１１ｈ，１１ｈを通る軸線よりも下側
で、上部室１６ａの側端壁側の下面には、傾動機構１１
Ｔが設けられ、シリンダ１１ｃの上下に駆動されるピス
トンロッド１１ｂの頭端が傾斜パン１１の底部１１ａの
外壁に当接、離隔自在に設けられている。ピストンロッ
ド１１ｂを伸長させて傾斜パン１１の当接する下面を上
に突き上げることにより傾斜パン１１を所望の角度に傾
動することができる。逆にピストンロッド１１ｂを収縮
させると、前記一対のハンガー１１ｓの貫通孔１１ｈ，
１１ｈを通る軸線に対する傾斜パン１１の重心の位置関
係から、傾斜パン１１が自然に水平方向に復帰するよう
に形成されていて、ピストンロッド１１ｂの頭端が傾斜
パン１１の低部１１ａの下面から離れると水平に戻る。
なお、傾斜パン１１は、後述する融液受タンク１２を交
換する際に、水平位置に復帰させられ、前記受容器６か
ら連続して溢流、流下する融液を一時的に貯留する役割
をも果たすので、その間の融液を貯留可能な容積に形成
されている。
は、通常時には所定の角度だけ傾動されていて、受容器
６から溢流、流下する融液を受け、この融液を下部室１
６ｂ内に配置された融液貯留タンク１２へ流下させるた
めの皿状の傾斜パン１１が配置されている。傾斜パン１
１の上端面の直径線上の２箇所には、図５（ｂ）に示す
ように、直径方向に貫通する貫通孔１１ｈを備える一対
のハンガー１１ｓが垂直に固定されており、上部室１６
ａの天井から垂直に設けられた支持部材１６ｓの下端部
に水平に固定された支持ピン１１ｐに前記貫通孔１１ｈ
を係合させて傾動および自然水平復帰自在に支持されて
いる。傾斜パン１１の底部１１ａの前記一対のハンガー
１１ｓの貫通孔１１ｈ，１１ｈを通る軸線よりも下側
で、上部室１６ａの側端壁側の下面には、傾動機構１１
Ｔが設けられ、シリンダ１１ｃの上下に駆動されるピス
トンロッド１１ｂの頭端が傾斜パン１１の底部１１ａの
外壁に当接、離隔自在に設けられている。ピストンロッ
ド１１ｂを伸長させて傾斜パン１１の当接する下面を上
に突き上げることにより傾斜パン１１を所望の角度に傾
動することができる。逆にピストンロッド１１ｂを収縮
させると、前記一対のハンガー１１ｓの貫通孔１１ｈ，
１１ｈを通る軸線に対する傾斜パン１１の重心の位置関
係から、傾斜パン１１が自然に水平方向に復帰するよう
に形成されていて、ピストンロッド１１ｂの頭端が傾斜
パン１１の低部１１ａの下面から離れると水平に戻る。
なお、傾斜パン１１は、後述する融液受タンク１２を交
換する際に、水平位置に復帰させられ、前記受容器６か
ら連続して溢流、流下する融液を一時的に貯留する役割
をも果たすので、その間の融液を貯留可能な容積に形成
されている。
【００４２】融液貯留タンク１２は、図１、図５（ｃ）
に示すように例えば矩形の容器であり、底部に車輪１２
ｗを備える。融液が融液貯留タンク１２に所定量以上溜
まったら下部室１６ｂの外部へ運び出して融液の後処理
が行われる。そのために、上部室１６ａと下部室１６ｂ
との仕切り板１６ｐの前記貫通穴１６ｐｈを封鎖して上
部室１６ａ及び円筒状上部真空チャンバ８の内部を真空
に保つための円形蓋１３が前記仕切り板１６ｐの下面に
開閉自在に取付けられている。又、図１に示すように、
下部室１６ｂには、前記融液貯留タンク１２を出し入れ
するための開閉扉（図示省略）、レール１２ｒ、下部室
１６ｂを大気圧に戻すための大気導入弁（例えば、ニー
ドル弁）１４ｖを備えた大気導入管１４、下部室１６ｂ
内を再び真空に戻すための図示せぬ真空ポンプに連結さ
れた真空排気管１５等が設けられている。
に示すように例えば矩形の容器であり、底部に車輪１２
ｗを備える。融液が融液貯留タンク１２に所定量以上溜
まったら下部室１６ｂの外部へ運び出して融液の後処理
が行われる。そのために、上部室１６ａと下部室１６ｂ
との仕切り板１６ｐの前記貫通穴１６ｐｈを封鎖して上
部室１６ａ及び円筒状上部真空チャンバ８の内部を真空
に保つための円形蓋１３が前記仕切り板１６ｐの下面に
開閉自在に取付けられている。又、図１に示すように、
下部室１６ｂには、前記融液貯留タンク１２を出し入れ
するための開閉扉（図示省略）、レール１２ｒ、下部室
１６ｂを大気圧に戻すための大気導入弁（例えば、ニー
ドル弁）１４ｖを備えた大気導入管１４、下部室１６ｂ
内を再び真空に戻すための図示せぬ真空ポンプに連結さ
れた真空排気管１５等が設けられている。
【００４３】融液貯留タンク１２に溜められた融液は、
金属類が除去され無害化されているので、下部室１６ｂ
の外に運びだされて、風砕スラグ又は水砕スラグに加工
・処理され、土壌改良材、路盤材、コンクリート骨材や
透水性レンガ原料等として有効利用される。
金属類が除去され無害化されているので、下部室１６ｂ
の外に運びだされて、風砕スラグ又は水砕スラグに加工
・処理され、土壌改良材、路盤材、コンクリート骨材や
透水性レンガ原料等として有効利用される。
【００４４】前記のように構成された本発明の金属酸化
物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第１の実施の形
態を用いた本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理方法の第１の実施の形態について、前記の図面を
参照しつつ以下に説明する。
物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第１の実施の形
態を用いた本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理方法の第１の実施の形態について、前記の図面を
参照しつつ以下に説明する。
【００４５】（１）焼却灰・飛灰等の有害金属の酸化物
を含有した粉粒体を、予め真空乾燥して、搬送作業等が
行い易くなるように水分を３０％以下に低下させる。
を含有した粉粒体を、予め真空乾燥して、搬送作業等が
行い易くなるように水分を３０％以下に低下させる。
【００４６】（２）前記粉粒体を密閉形ホッパー２に輸
送し、貯留しておく。
送し、貯留しておく。
【００４７】（３）密閉形ホッパー２から、ダンパー
（バタフライ弁体）３ａ，３ｂで流量を制御しながら、
前記粉粒体を耐熱性管３を介して、誘導加熱コイル１０
によって高温に加熱された誘導加熱管（炭素材製）５内
に落下させる。誘導加熱管５からの主として輻射熱によ
り混合粉粒体を加熱し、金属酸化物を還元しながら、融
解する。
（バタフライ弁体）３ａ，３ｂで流量を制御しながら、
前記粉粒体を耐熱性管３を介して、誘導加熱コイル１０
によって高温に加熱された誘導加熱管（炭素材製）５内
に落下させる。誘導加熱管５からの主として輻射熱によ
り混合粉粒体を加熱し、金属酸化物を還元しながら、融
解する。
【００４８】（４）誘導加熱管５内で融解した融液を、
受容器（炭素材製）６に一時的に滞留させつつ、さらに
融液を加熱する。同時に、未還元の残余の金属酸化物を
還元する。
受容器（炭素材製）６に一時的に滞留させつつ、さらに
融液を加熱する。同時に、未還元の残余の金属酸化物を
還元する。
【００４９】（５）誘導加熱管５を、サーボモータ５ａ
と、スクリューロッド５ｂ及び雌ネジを刻設したブロッ
ク材５ｃからなる昇降駆動機構５Ａ（送りネジ機構）に
より昇降させて、受容器６の内部底面の突起部６ｂの外
面と誘導加熱管５の下端部の内面との間隙の断面積を調
節し、適切な流量で融液を受容器６内に流入させつつ、
受容器６の上端より溢流させ、流下する液膜状の融液を
所定の真空度になるように排気される円筒状上部真空チ
ャンバ８内の雰囲気に曝し、融液内の易蒸発性金属を蒸
発させる。
と、スクリューロッド５ｂ及び雌ネジを刻設したブロッ
ク材５ｃからなる昇降駆動機構５Ａ（送りネジ機構）に
より昇降させて、受容器６の内部底面の突起部６ｂの外
面と誘導加熱管５の下端部の内面との間隙の断面積を調
節し、適切な流量で融液を受容器６内に流入させつつ、
受容器６の上端より溢流させ、流下する液膜状の融液を
所定の真空度になるように排気される円筒状上部真空チ
ャンバ８内の雰囲気に曝し、融液内の易蒸発性金属を蒸
発させる。
【００５０】（６）蒸発した金属を含む真空排気上昇流
を、誘導加熱管５の上端部外周に配置された環状電極板
４ｂと衝突させて、金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒
子を捕集する。ただし、円筒状上部真空チャンバ８の上
端の真空排気管９からの排気速度が、下部室１６の真空
排気管１５からの排気速度を上回るように、排気系を設
計しておき、傾斜パン１１から上方では、排気ガスが上
昇流を形成するようにする。このようにすることによっ
て、受容器６から溢流、流下する融液から蒸発した金属
が上昇する排気ガスによって上方へ運搬され、前記の電
気集塵手段４によって、捕集され、回収される。
を、誘導加熱管５の上端部外周に配置された環状電極板
４ｂと衝突させて、金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒
子を捕集する。ただし、円筒状上部真空チャンバ８の上
端の真空排気管９からの排気速度が、下部室１６の真空
排気管１５からの排気速度を上回るように、排気系を設
計しておき、傾斜パン１１から上方では、排気ガスが上
昇流を形成するようにする。このようにすることによっ
て、受容器６から溢流、流下する融液から蒸発した金属
が上昇する排気ガスによって上方へ運搬され、前記の電
気集塵手段４によって、捕集され、回収される。
【００５１】（７）受容器６から溢流し、易蒸発性金属
を蒸発させて無害化された融液を、所定の角度だけ傾斜
した傾斜パン１１を中継して、下部真空チャンバ１６の
下部室１６ｂに配置された融液貯留タンク１２に流下さ
せ、所定量になるまで融液を貯留する。
を蒸発させて無害化された融液を、所定の角度だけ傾斜
した傾斜パン１１を中継して、下部真空チャンバ１６の
下部室１６ｂに配置された融液貯留タンク１２に流下さ
せ、所定量になるまで融液を貯留する。
【００５２】（８）融液貯留タンク１２に所定量の融液
が溜まったら、傾斜パン１１を水平に戻し、傾斜パン１
１内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバ１６の仕切
り板１６ｐの貫通穴１６ｐｈを円形蓋１３で閉じ、上部
室１６ａ及び円筒状上部真空チャンバ８の内部を真空に
保ち、粉粒体の誘導加熱融解処理を続ける。
が溜まったら、傾斜パン１１を水平に戻し、傾斜パン１
１内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバ１６の仕切
り板１６ｐの貫通穴１６ｐｈを円形蓋１３で閉じ、上部
室１６ａ及び円筒状上部真空チャンバ８の内部を真空に
保ち、粉粒体の誘導加熱融解処理を続ける。
【００５３】（９）排気管１５からの排気を停止し、大
気導入弁１４ｖを開いて、下部室１６ｂ内に大気を導入
して、大気圧に戻してから、開閉扉（図示省略）を開い
て、融液貯留タンク１２を下部室の外に引き出し、予備
の融液貯留タンク１２を下部室１６ｂに運び込む。
気導入弁１４ｖを開いて、下部室１６ｂ内に大気を導入
して、大気圧に戻してから、開閉扉（図示省略）を開い
て、融液貯留タンク１２を下部室の外に引き出し、予備
の融液貯留タンク１２を下部室１６ｂに運び込む。
【００５４】（１０）開閉扉（図示省略）及び大気導入
弁１４ｖを閉じ、真空排気管１５を介して下部室１６ｂ
内から排気し、上部室１６ａ及び円筒状上部真空チャン
バ８の内部と等圧になるまで、真空度を上げる。
弁１４ｖを閉じ、真空排気管１５を介して下部室１６ｂ
内から排気し、上部室１６ａ及び円筒状上部真空チャン
バ８の内部と等圧になるまで、真空度を上げる。
【００５５】（１１）円形蓋１３を開いて、傾斜パン１
１を再び傾斜させ、融液貯留タンク１２内へ融液を流下
させて再び貯留を開始する。なお、粉粒体の誘導加熱融
解処理中は、円筒状上部真空チャンバ８の上端の真空排
気管９及び下部室１６の真空排気管１５を介して排気を
続け、円筒状上部真空チャンバ８及び下部真空チャンバ
１６の内部を所定の真空度に維持する。
１を再び傾斜させ、融液貯留タンク１２内へ融液を流下
させて再び貯留を開始する。なお、粉粒体の誘導加熱融
解処理中は、円筒状上部真空チャンバ８の上端の真空排
気管９及び下部室１６の真空排気管１５を介して排気を
続け、円筒状上部真空チャンバ８及び下部真空チャンバ
１６の内部を所定の真空度に維持する。
【００５６】（１２）電気集塵手段４の環状電極板４ｂ
に所定量の金属が捕集され、堆積したら、装置の運転を
一時停止して、環状電極板４ｂを交換し、再び装置の運
転を続ける。取り出された環状電極板４ｂに通電して、
抵抗加熱により堆積した金属を融解して、除去し、環状
電極板４ｂを再生する。融解した金属は不純物が少な
く、高純度なものが得られるので、インゴットとして凝
固させ、成分に応じた用途に再利用する。
に所定量の金属が捕集され、堆積したら、装置の運転を
一時停止して、環状電極板４ｂを交換し、再び装置の運
転を続ける。取り出された環状電極板４ｂに通電して、
抵抗加熱により堆積した金属を融解して、除去し、環状
電極板４ｂを再生する。融解した金属は不純物が少な
く、高純度なものが得られるので、インゴットとして凝
固させ、成分に応じた用途に再利用する。
【００５７】次に、本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘
導加熱融解処理装置の第２の実施の形態について、添付
の図面を参照して以下に説明する。図６は、本発明の金
属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第２の実
施の形態の全体の概略構成を示す破断断面図である。
導加熱融解処理装置の第２の実施の形態について、添付
の図面を参照して以下に説明する。図６は、本発明の金
属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第２の実
施の形態の全体の概略構成を示す破断断面図である。
【００５８】本実施の形態は、前記図１乃至図５を参照
して説明した第１の実施の形態の構成とは、以下の点を
除いて同じである。 （１）電気集塵手段４は、円筒状上部真空チャンバ８の
上部側壁に連結された真空排気管９ｂの内部に設けら
れ、前記真空排気管９ｂの内径より外径の小さな円盤状
電極板４ｃと、この円盤状電極板４ｃの直径方向の２箇
所に接続され、真空排気管９ｂの壁面を真空シールされ
つつ貫通して前記円盤状電極板４ｃに通電する一対の棒
状導体４ａ，４ａとから構成される。なお、前記真空排
気管９ｂの前記真空集塵手段４の設置位置の前後の所定
の長さの連結部分９ｂｐは、フランジ結合で、上・下流
の真空排気管９ｂと着脱可能に連結されている。 （２）下部チャンバ１６が、その内部を前記傾斜パン１
１を内包する上部室１６ａと左右二つの融液貯留タンク
１２ｂ，１２ｃの各々を内包する左右二つの下部室１６
ｂ，１６ｃとに上下に分割する仕切り板１６ｐと、前記
下部室を左右二つの下部室１６ｂ，１６ｃに仕切る仕切
り壁１６ｗと、前記仕切り板１６ｐに設けられ、前記傾
斜パン１１から前記左右の下部室１６ｂ，１６ｃの各々
に内包される融液貯留タンク１２ｂ，１２ｃの各々に融
液を流下させるための各々の貫通孔穴１６ｐｈｂ，１６
ｐｈｃと、前記各々の貫通穴１６ｐｈｂ，１６ｐｈｃの
各々を開閉する開閉蓋１３ｂ，１３ｃと、前記左右各々
の下部室１６ｂ，１６ｃに連結され、各々大気導入弁１
４ｖｂ，１４ｖｃを具備する大気導入管１４ｂ，１４ｃ
と、前記左右各々の下部室１６ｂ，１６ｃに連結される
真空排気管１５ｂ，１５ｃと、前記左右各々の下部室１
６ｂ，１６ｃの側壁に設けられ、前記融液貯留タンク１
２ｂ，１２ｃを各々の下部室１６ｂ，１６ｃに出し入れ
するための開閉扉（図示省略）と、を備えてなるように
構成される。なお、傾斜パン１１の傾動機構１１Ｔは、
一対のシリンダ１１ｃｂ、１１ｃｃの各々から伸長・収
縮するピストンロッド１１ｂｂ，１１ｂｃとから構成さ
れ、一方のシリンダ１１ｃｂのピストン１１ｂｂを収縮
させたときに、他方のシリンダ１１ｃｃのピストン１１
ｃｂをを伸長させたり、これとは逆の動作を行わせるこ
とにより、傾斜パン１１を左右に傾動させたり、水平に
復帰させたりすることができる。
して説明した第１の実施の形態の構成とは、以下の点を
除いて同じである。 （１）電気集塵手段４は、円筒状上部真空チャンバ８の
上部側壁に連結された真空排気管９ｂの内部に設けら
れ、前記真空排気管９ｂの内径より外径の小さな円盤状
電極板４ｃと、この円盤状電極板４ｃの直径方向の２箇
所に接続され、真空排気管９ｂの壁面を真空シールされ
つつ貫通して前記円盤状電極板４ｃに通電する一対の棒
状導体４ａ，４ａとから構成される。なお、前記真空排
気管９ｂの前記真空集塵手段４の設置位置の前後の所定
の長さの連結部分９ｂｐは、フランジ結合で、上・下流
の真空排気管９ｂと着脱可能に連結されている。 （２）下部チャンバ１６が、その内部を前記傾斜パン１
１を内包する上部室１６ａと左右二つの融液貯留タンク
１２ｂ，１２ｃの各々を内包する左右二つの下部室１６
ｂ，１６ｃとに上下に分割する仕切り板１６ｐと、前記
下部室を左右二つの下部室１６ｂ，１６ｃに仕切る仕切
り壁１６ｗと、前記仕切り板１６ｐに設けられ、前記傾
斜パン１１から前記左右の下部室１６ｂ，１６ｃの各々
に内包される融液貯留タンク１２ｂ，１２ｃの各々に融
液を流下させるための各々の貫通孔穴１６ｐｈｂ，１６
ｐｈｃと、前記各々の貫通穴１６ｐｈｂ，１６ｐｈｃの
各々を開閉する開閉蓋１３ｂ，１３ｃと、前記左右各々
の下部室１６ｂ，１６ｃに連結され、各々大気導入弁１
４ｖｂ，１４ｖｃを具備する大気導入管１４ｂ，１４ｃ
と、前記左右各々の下部室１６ｂ，１６ｃに連結される
真空排気管１５ｂ，１５ｃと、前記左右各々の下部室１
６ｂ，１６ｃの側壁に設けられ、前記融液貯留タンク１
２ｂ，１２ｃを各々の下部室１６ｂ，１６ｃに出し入れ
するための開閉扉（図示省略）と、を備えてなるように
構成される。なお、傾斜パン１１の傾動機構１１Ｔは、
一対のシリンダ１１ｃｂ、１１ｃｃの各々から伸長・収
縮するピストンロッド１１ｂｂ，１１ｂｃとから構成さ
れ、一方のシリンダ１１ｃｂのピストン１１ｂｂを収縮
させたときに、他方のシリンダ１１ｃｃのピストン１１
ｃｂをを伸長させたり、これとは逆の動作を行わせるこ
とにより、傾斜パン１１を左右に傾動させたり、水平に
復帰させたりすることができる。
【００５９】前記のように構成すれば、円盤状電極板４
ｃに所定量の金属が付着した電気集塵手段４を連結部分
９ｂｐとともに真空排気管９ｂに着脱することが容易に
なり、円盤状電極板４ｃの交換が容易に、短時間に行う
ことができる。さらに、下部室を１６ｂ，１６ｃの二室
とし、各々に、融液貯留タンク１２ｂ，１２ｃの各々を
配置可能とし、その他の構成部品も各々に付属させたの
で、一方の下部室の融液貯留タンクの交換中に、他方の
下部室の融液貯留タンクに傾斜パン１１からの融液を流
下させ、貯留することができる。したがって、下部室の
融液貯留タンクの交換を確実に、時間を掛けておこなう
ことが可能となると共に、前記第１の実施の形態の場合
のように、融液貯留タンク１２の交換中は水平復帰させ
た傾斜パン１１の中に融液を一時貯留するときに、融液
貯留タンク１２の交換に傾斜パン１１の貯留容量を超え
るような時間が掛かり、傾斜パン１１から融液が溢れて
下部室内に融液が流れこんだり、あるいは、このような
事故を避けるために、装置の運転を一時停止する必要等
がない。
ｃに所定量の金属が付着した電気集塵手段４を連結部分
９ｂｐとともに真空排気管９ｂに着脱することが容易に
なり、円盤状電極板４ｃの交換が容易に、短時間に行う
ことができる。さらに、下部室を１６ｂ，１６ｃの二室
とし、各々に、融液貯留タンク１２ｂ，１２ｃの各々を
配置可能とし、その他の構成部品も各々に付属させたの
で、一方の下部室の融液貯留タンクの交換中に、他方の
下部室の融液貯留タンクに傾斜パン１１からの融液を流
下させ、貯留することができる。したがって、下部室の
融液貯留タンクの交換を確実に、時間を掛けておこなう
ことが可能となると共に、前記第１の実施の形態の場合
のように、融液貯留タンク１２の交換中は水平復帰させ
た傾斜パン１１の中に融液を一時貯留するときに、融液
貯留タンク１２の交換に傾斜パン１１の貯留容量を超え
るような時間が掛かり、傾斜パン１１から融液が溢れて
下部室内に融液が流れこんだり、あるいは、このような
事故を避けるために、装置の運転を一時停止する必要等
がない。
【００６０】前記のように構成された本発明の金属酸化
物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第２の実施の形
態を用いた本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理方法の第２の実施の形態について、前記の図６を
参照しつつ以下に説明する。なお、手順（１）〜（５）
は前記の第１の実施の形態の手順（１）〜（５）と同じ
であるので、重複説明は省略する。
物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置の第２の実施の形
態を用いた本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理方法の第２の実施の形態について、前記の図６を
参照しつつ以下に説明する。なお、手順（１）〜（５）
は前記の第１の実施の形態の手順（１）〜（５）と同じ
であるので、重複説明は省略する。
【００６１】（６）蒸発した金属を含む真空排気流を、
真空排気管９ｂの中に配置された円盤状電極板４ｃと衝
突させて、金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を捕集
する。ただし、円筒状上部真空チャンバ８の側壁の真空
排気管９ｂからの排気速度が、下部室１６ｂ又は１６ｃ
の真空排気管１５ｂ又は１５ｃからの排気速度を上回る
ように、排気系を設計しておき、傾斜パン１１から上方
では、排気ガスが上昇流を形成するようにする。このよ
うにすることによって、受容器６から溢流、流下する融
液から蒸発した金属が上昇する排気ガスによって上方へ
運搬され、前記の電気集塵手段４によって、捕集され、
回収される。
真空排気管９ｂの中に配置された円盤状電極板４ｃと衝
突させて、金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を捕集
する。ただし、円筒状上部真空チャンバ８の側壁の真空
排気管９ｂからの排気速度が、下部室１６ｂ又は１６ｃ
の真空排気管１５ｂ又は１５ｃからの排気速度を上回る
ように、排気系を設計しておき、傾斜パン１１から上方
では、排気ガスが上昇流を形成するようにする。このよ
うにすることによって、受容器６から溢流、流下する融
液から蒸発した金属が上昇する排気ガスによって上方へ
運搬され、前記の電気集塵手段４によって、捕集され、
回収される。
【００６２】（７）受容器６から溢流し、易蒸発性金属
を蒸発させて無害化された融液を、所定の角度だけ傾斜
した傾斜パン１１を中継して、下部真空チャンバ１６の
下部室１６ｂに配置された融液貯留タンク１２ｂに流下
させ、所定量になるまで融液を貯留する。
を蒸発させて無害化された融液を、所定の角度だけ傾斜
した傾斜パン１１を中継して、下部真空チャンバ１６の
下部室１６ｂに配置された融液貯留タンク１２ｂに流下
させ、所定量になるまで融液を貯留する。
【００６３】（８）融液貯留タンク１２ｂに所定量の融
液が溜まったら、傾斜パン１１を水平に戻し、傾斜パン
１１内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバ１６の仕
切り板１６ｐの下部室１６ｂ側の貫通穴１６ｐｈｂを円
形蓋１３ｂで閉じ、上部室１６ａ及び円筒状上部真空チ
ャンバ８の内部を真空に保ち、粉粒体の誘導加熱融解処
理を続ける。
液が溜まったら、傾斜パン１１を水平に戻し、傾斜パン
１１内に融液を貯留しつつ、下部真空チャンバ１６の仕
切り板１６ｐの下部室１６ｂ側の貫通穴１６ｐｈｂを円
形蓋１３ｂで閉じ、上部室１６ａ及び円筒状上部真空チ
ャンバ８の内部を真空に保ち、粉粒体の誘導加熱融解処
理を続ける。
【００６４】（９）予め真空排気管１５ｃを介した排気
により、前記上部室１６ａと同じ真空度に排気されてい
る下部室１６ｃ側の貫通穴１６ｐｈｃの円形蓋１３ｃを
開き、傾斜パン１１を下部室１６ｃ側へ傾斜させて、融
液貯留タンク１２ｃ内へ融液を流下させて、貯留する。
により、前記上部室１６ａと同じ真空度に排気されてい
る下部室１６ｃ側の貫通穴１６ｐｈｃの円形蓋１３ｃを
開き、傾斜パン１１を下部室１６ｃ側へ傾斜させて、融
液貯留タンク１２ｃ内へ融液を流下させて、貯留する。
【００６５】（１０）下部室１６ｂの真空排気管１５ｂ
からの排気を停止し、大気導入弁１４ｖｂを開いて、下
部室１６ｂ内に大気を導入して、大気圧に戻してから、
開閉扉（図示省略）を開いて、融液貯留タンク１２ｂを
下部室１６ｂの外に引き出し、予備の融液貯留タンク１
２ｂを下部室１６ｂに運び込む。
からの排気を停止し、大気導入弁１４ｖｂを開いて、下
部室１６ｂ内に大気を導入して、大気圧に戻してから、
開閉扉（図示省略）を開いて、融液貯留タンク１２ｂを
下部室１６ｂの外に引き出し、予備の融液貯留タンク１
２ｂを下部室１６ｂに運び込む。
【００６６】（１１）他方の下部室１６ｃの融液貯留タ
ンク１２ｃ内の融液が所定量に達する以前に、開閉扉
（図示省略）及び大気導入弁１４ｖｂを閉じ、真空排気
管１５ｂを介して下部室１６ｂ内から排気し、上部室１
６ａの内部と等圧になるまで、真空度を上げておく。
ンク１２ｃ内の融液が所定量に達する以前に、開閉扉
（図示省略）及び大気導入弁１４ｖｂを閉じ、真空排気
管１５ｂを介して下部室１６ｂ内から排気し、上部室１
６ａの内部と等圧になるまで、真空度を上げておく。
【００６７】（１２）電気集塵手段４の円盤状電極板４
ｃに所定量の金属が捕集され、堆積したら、装置の運転
を一時停止して、円盤状電極板４ｃを真空排気管９ｂの
連結部９ｂｐとともに交換し、再び装置の運転を続け
る。取り出された円盤状電極板４ｃに通電して、抵抗加
熱により堆積した金属を融解して、除去し、円盤状電極
板４ｃを再生する。融解した金属は不純物が少なく、高
純度なものが得られるので、インゴットとして凝固さ
せ、成分に応じた用途に再利用する。
ｃに所定量の金属が捕集され、堆積したら、装置の運転
を一時停止して、円盤状電極板４ｃを真空排気管９ｂの
連結部９ｂｐとともに交換し、再び装置の運転を続け
る。取り出された円盤状電極板４ｃに通電して、抵抗加
熱により堆積した金属を融解して、除去し、円盤状電極
板４ｃを再生する。融解した金属は不純物が少なく、高
純度なものが得られるので、インゴットとして凝固さ
せ、成分に応じた用途に再利用する。
【００６８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、
構成の要旨を逸脱しない範囲内で、他の実施の形態を含
むものである。例えば、実際の装置の運転の際の便を考
えて、円筒状上部真空チャンバ８に、内部の状態を観察
するための覗き窓を設けてもよく、又、種々の計測装置
を取り付けて、計測結果に基づいた自動制御を行えるよ
うに構成してもよい。
本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、
構成の要旨を逸脱しない範囲内で、他の実施の形態を含
むものである。例えば、実際の装置の運転の際の便を考
えて、円筒状上部真空チャンバ８に、内部の状態を観察
するための覗き窓を設けてもよく、又、種々の計測装置
を取り付けて、計測結果に基づいた自動制御を行えるよ
うに構成してもよい。
【００６９】最後に、いくつかの金属酸化物を炭素で還
元するときの反応温度について図７を参照して説明す
る。金属酸化物を真空中でモリブデン等の高融点金属を
使って抵抗加熱し真空還元する場合は、金属酸化物の融
点が高く１８００℃以上の高温での反応となるが、本発
明のように炭素材又は黒鉛材で形成した誘導加熱管又は
受容器を使用し、誘導加熱して炭素還元する場合は、金
属酸化物のうちで一番還元されにくいＺｎＯでも略１０
００℃以上（２Ｃ＋Ｏ2→２ＣＯの標準自由エネルギー
線と各酸化物の生成反応に係る標準自由エネルギー線と
交わった点が反応平衡点となるので、反応平衡点から垂
線を立て温度座標と交わったところが反応平衡温度とな
る。金属酸化物を炭素で還元するときの反応は吸熱反応
なので反応平衡温度より高い温度ならば反応が進む）の
温度で反応が進む。このことは、実験でも確認されてい
る。真空還元の反応温度よりも低い反応温度で金属酸化
物含有粉粒体中の蒸発しにくいＰｂ，Ｚｎの酸化物が好
適に除去できるのでエネルギー消費量が少なくて済む。
また、１６００℃以下の温度であれば炉材に良く使用さ
れるＳｉ，Ａｌの酸化物が炭素還元されない。
元するときの反応温度について図７を参照して説明す
る。金属酸化物を真空中でモリブデン等の高融点金属を
使って抵抗加熱し真空還元する場合は、金属酸化物の融
点が高く１８００℃以上の高温での反応となるが、本発
明のように炭素材又は黒鉛材で形成した誘導加熱管又は
受容器を使用し、誘導加熱して炭素還元する場合は、金
属酸化物のうちで一番還元されにくいＺｎＯでも略１０
００℃以上（２Ｃ＋Ｏ2→２ＣＯの標準自由エネルギー
線と各酸化物の生成反応に係る標準自由エネルギー線と
交わった点が反応平衡点となるので、反応平衡点から垂
線を立て温度座標と交わったところが反応平衡温度とな
る。金属酸化物を炭素で還元するときの反応は吸熱反応
なので反応平衡温度より高い温度ならば反応が進む）の
温度で反応が進む。このことは、実験でも確認されてい
る。真空還元の反応温度よりも低い反応温度で金属酸化
物含有粉粒体中の蒸発しにくいＰｂ，Ｚｎの酸化物が好
適に除去できるのでエネルギー消費量が少なくて済む。
また、１６００℃以下の温度であれば炉材に良く使用さ
れるＳｉ，Ａｌの酸化物が炭素還元されない。
【００７０】
【発明の効果】本発明は、前記のように構成したので、
焼却灰・飛灰等の灰中の金属を好適に除去して無害化す
ることができ、又、金属を高純度、高回収率で回収する
ことが可能で、設備生産性が高く、ランニングコストの
低い粉粒体の誘導加熱融解処理が可能である。
焼却灰・飛灰等の灰中の金属を好適に除去して無害化す
ることができ、又、金属を高純度、高回収率で回収する
ことが可能で、設備生産性が高く、ランニングコストの
低い粉粒体の誘導加熱融解処理が可能である。
【図１】 本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置の第１の実施の形態の全体の概略構成を示す
破断斜視図である。
解処理装置の第１の実施の形態の全体の概略構成を示す
破断斜視図である。
【図２】 耐熱性配管と電気集塵手段を示す破断斜視図
である。
である。
【図３】 誘導加熱管とその昇降駆動手段を示す一部破
断斜視図である。
断斜視図である。
【図４】 受容器の三つの実施の形態を示す破断斜視図
である。
である。
【図５】 （ａ）は受容器受部材、（ｂ）は傾斜パン及
びその傾動駆動機構を各々示す破断斜視図、（ｃ）は融
液貯留タンク及びその運搬手段の斜視図である。
びその傾動駆動機構を各々示す破断斜視図、（ｃ）は融
液貯留タンク及びその運搬手段の斜視図である。
【図６】 本発明の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融
解処理装置の第２の実施の形態の全体の概略構成を示す
破断斜視図である。
解処理装置の第２の実施の形態の全体の概略構成を示す
破断斜視図である。
【図７】 いくつかの金属酸化物を炭素還元するときの
反応温度の説明図である。
反応温度の説明図である。
【図８】 従来の粉粒体の誘導加熱融解処理装置の概略
構成を示す破断斜視図である。
構成を示す破断斜視図である。
１ 誘導加熱融解処理装置 １ａ 粉粒体溶融部 １ｂ 融液の貯留・抜き出し部 ２ 密閉形ホッパー ３ 耐熱性配管 ３ａ，３ｂ ダンパー（バタフライ弁体） ４ 電気集塵手段 ４ａ 円柱棒状導体 ４ｂ 環状電極板 ４ｃ 円盤状電極板 ５ 誘導加熱管 ５Ａ 昇降駆動機構 ５ａ サーボモータ ５ｂ スクリューロッド ５ｃ ブロック材 ６ 受容器 ６ｂ 突起部 ６ｆ フランジ状張り出し部 ６ｍ 溝 ６ｎ 切欠き ７ 受容器受部材 ８ 円筒状上部真空チャンバ ９，９ｂ 真空排気管 １０ 誘導加熱コイル １１ 傾斜パン １１Ｔ 傾動機構 １２，１２ｂ，１２ｃ 融液貯留タンク １３，１３ｂ，１３ｃ 円形蓋 １４，１４ｂ，１４ｃ 大気導入管 １４ｖ，１４ｖｂ，１４ｖｃ 大気導入弁 １５，１５ｂ，１５ｃ 真空排気管 １６ 下部真空チャンバ １６ａ 上部室 １６ｂ，１６ｃ 下部室 １６ｐ 仕切り板 １６ｐｈ，１６ｐｈｂ，１６ｐｈｃ 貫通穴 １６ｗ 仕切り壁
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｂ 9/02 Ｈ０５Ｂ 6/10 ３２１ 9/22 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３２１ ３０３Ｌ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 14/14 C22B 7/00 C22B 9/02 C22B 9/22 C22B 7/02
Claims (9)
- 【請求項１】 金属酸化物含有粉粒体を密閉形ホッパー
に貯留する工程と、 前記密閉形ホッパー内に貯留された前記金属酸化物含有
粉粒体を所定の流量で誘電体からなり所定の温度以上に
誘導加熱された誘導加熱管へ供給し、前記誘導加熱管内
を降下する前記金属酸化物含有粉粒体を加熱して、金属
酸化物の少なくとも一部を還元しつつ融解する工程と、 融解して得られた融液を誘電体製の受容器に貯留しつつ
加熱して、残余の金属酸化物を還元する工程と、 前記受容器から溢流、流下する液膜状の融液流を真空雰
囲気中に曝し、融液中の金属類を蒸発させて真空排気上
昇流とともに搬送する工程と、 前記真空排気上昇流中の金属蒸気粒子及び／又は金属凝
縮粒子を電気集塵手段により捕集する工程と、 前記受容器から溢流、流下する融液流を融液貯留タンク
に受入れ、貯留する工程と、 前記電気集塵手段により捕集され、堆積した金属を前記
集塵手段から除去・回収する工程と、を含んでなり、 前記誘導加熱管と前記受容器のうち少なくとも１つを炭
素材または黒鉛材で形成することを特徴とする金属酸化
物含有粉粒体の誘導加熱融解処理方法。 - 【請求項２】 金属酸化物含有粉粒体を貯留する密閉形
ホッパーと、前記金属酸化物含有粉粒体の流量制御手段
を備え、前記密閉形ホッパーから誘導加熱管へ前記金属
酸化物含有粉粒体を供給する耐熱性配管と、 前記耐熱性配管の下端部外周面にその上端部内周面が上
下に摺動自在に接する誘電体からなる誘導加熱管と、 前記誘導加熱管の上端部を昇降自在に保持する昇降駆動
機構と、 前記誘導加熱管の下部を包囲し、前記誘導加熱管内で融
解した粉粒体の融液を受けつつ溢流せしめる誘電体製受
容器と、 前記耐熱性配管の下部、前記誘導加熱管、前記昇降駆動
機構の一部及び前記受容器を内包し、真空排気手段に連
結された円筒状上部真空チャンバと、 前記円筒状上部真空チャンバの前記誘導加熱管相当位置
を外囲するように配置された誘導加熱コイルと、 前記円筒状上部真空チャンバ内の前記受容器の上方に前
記誘導加熱管を外囲するように設けられ、及び／又は、
前記円筒状上部真空チャンバからの真空排気管内に設け
られ、前記受容器から溢流、流下する液膜状融液から蒸
発した金属蒸気粒子及び／又は金属凝縮粒子を捕集する
電気集塵手段と、 前記受容器から溢流、流下する融液を受け、傾動・水平
復帰自在に支持される傾斜パンと、 前記傾斜パンの傾動機構と前記傾斜パンから流下する融
液を受けて貯留する融液貯留タンクと、 前記傾斜パン及び融液貯留タンクを内包し、前記円筒状
上部真空チャンバの下端に連結された下部真空チャンバ
と、 を備えてなる金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理
装置。 - 【請求項３】 前記下部真空チャンバが、 その内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯
留タンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板
と、 前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記融液貯
留タンクに融液を流下させるための貫通穴と、 前記貫通穴を開閉する開閉蓋と、 前記下部室に連結され、大気導入弁を具備する大気導入
管と、 前記下部室に連結される真空排気管と、 前記下部室の側壁に設けられ、前記融液貯留タンクを下
部室に出し入れするための開閉扉と、を備えてなる請求
項２に記載の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理
装置。 - 【請求項４】 前記下部真空チャンバが、 その内部を前記傾斜パンを内包する上部室と前記融液貯
留タンクを内包する下部室とに上下に分割する仕切り板
と、 前記下部室を左右二つの下部室に仕切る仕切り壁と、 前記仕切り板に設けられ、前記傾斜パンから前記左右の
下部室の各々に内包される融液貯留タンクの各々に融液
を流下させるための左右の貫通穴と、 前記左右各々の貫通穴を開閉する開閉蓋と、 前記左右各々の下部室に連結され、各々大気導入弁を具
備する大気導入管と、 前記左右各々の下部室に連結される真空排気管と、 前記左右各々の下部室の側壁に設けられ、前記融液貯留
タンクを各々の下部室に出し入れするための開閉扉と、
を備えてなる請求項２に記載の金属酸化物含有粉粒体の
誘導加熱融解処理装置。 - 【請求項５】 前記誘導加熱管及び前記受容器を炭素
材、黒鉛材又は高融点金属で形成してなる請求項２乃至
請求項４の何れか１項に記載の金属酸化物含有粉粒体の
誘導加熱融解処理装置。 - 【請求項６】 前記誘導加熱管及び前記受容器を誘電体
セラミックスで形成してなる請求項２乃至請求項４の何
れか１項に記載の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解
処理装置。 - 【請求項７】 前記受容器の内部底面の前記誘導加熱管
の直下に突起部を備えるとともに、前記昇降駆動機構が
サーボモータを含んでなる請求項２乃至請求項６の何れ
か一項に記載の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処
理装置。 - 【請求項８】 前記受容器を縦断面形状が逆台形になる
ようにし、その上端の周方向に適宜感覚で溝を形成する
か、及び／又は、側壁上端に外側へ張出すフランジ部を
備えるようし、前記フランジ部の周方向に適宜間隔で溝
を形成してなる請求項２乃至請求項７の何れか一項に記
載の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解処理装置。 - 【請求項９】 前記受容器の側壁上端の周方向に適宜間
隔で切り欠き部を備えてなる請求項２乃至請求項８の何
れか一項に記載の金属酸化物含有粉粒体の誘導加熱融解
処理装置。
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