JP3095946B2 - 都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法 - Google Patents
都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム残灰を主
原料とするテルミット反応熱を用した都市ゴミ焼却灰、
製紙スラッジ粉の無公害化処理方法に関するものであ
る。
原料とするテルミット反応熱を用した都市ゴミ焼却灰、
製紙スラッジ粉の無公害化処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護の問題は世界的にも
大きな課題となっている。特に、産業廃棄物の処理につ
いてもその例外とはなり得ないのである。
大きな課題となっている。特に、産業廃棄物の処理につ
いてもその例外とはなり得ないのである。
【０００３】その中で、アルミニウム（以後Ａｌと通称
する）のリサイクル化の歴史は古く、我国においてもＡ
ｌスクラップから再生される二次または再生塊（Ａｌ合
金塊）はそのエネルギーコストが新塊（Ａｌインゴッ
ト）の製造に比べわずか 3％と極端に低いコストで製造
できるため、我国全Ａｌ使用量の約35％程度、即ち年間
300〜 500万トン程度はこの再生塊で補われているのが
現状であり、また今後ともその使用量の増加と共に再生
塊の生産量増加が見込まれている。
する）のリサイクル化の歴史は古く、我国においてもＡ
ｌスクラップから再生される二次または再生塊（Ａｌ合
金塊）はそのエネルギーコストが新塊（Ａｌインゴッ
ト）の製造に比べわずか 3％と極端に低いコストで製造
できるため、我国全Ａｌ使用量の約35％程度、即ち年間
300〜 500万トン程度はこの再生塊で補われているのが
現状であり、また今後ともその使用量の増加と共に再生
塊の生産量増加が見込まれている。
【０００４】このリサイクルＡｌ即ち再生塊の主要な用
途としては合金塊としてその多くは自動車部品等の鋳物
ダイカスト用として用いられており、産業用のみならず
広く一般の家庭用品の中にも数多く利用されている。図
６にこの再生塊生産の工程図が示されており、このＡｌ
の再溶解で発生する残灰とは、図の符号１〜７までを一
般的に残灰と称しており、の一番絞り灰、のレーモ
ンド灰、の二番灰、，，，の回収残灰までで
ある。
途としては合金塊としてその多くは自動車部品等の鋳物
ダイカスト用として用いられており、産業用のみならず
広く一般の家庭用品の中にも数多く利用されている。図
６にこの再生塊生産の工程図が示されており、このＡｌ
の再溶解で発生する残灰とは、図の符号１〜７までを一
般的に残灰と称しており、の一番絞り灰、のレーモ
ンド灰、の二番灰、，，，の回収残灰までで
ある。
【０００５】そして、Ａｌ再溶解工程で発生する滓（ス
ラグ）はメタリック分を多く含有しており（通称ドロス
とも称される）、このドロスからメタル分を回収すべく
粉砕処理を施すもので、そのメタル回収後の滓（スラ
グ）を通常残灰と称しており、またその際発生する集じ
ん粉や自動灰絞り機等から出る集じん粉も通常残灰と称
している。
ラグ）はメタリック分を多く含有しており（通称ドロス
とも称される）、このドロスからメタル分を回収すべく
粉砕処理を施すもので、そのメタル回収後の滓（スラ
グ）を通常残灰と称しており、またその際発生する集じ
ん粉や自動灰絞り機等から出る集じん粉も通常残灰と称
している。
【０００６】一方、溶解炉の集じん機から発生する８，
９は、回収ばいじん灰あるいは黒残灰と称され、一般的
には含有炭素分（煤）が多く、残灰と区分されているの
が現状である。
９は、回収ばいじん灰あるいは黒残灰と称され、一般的
には含有炭素分（煤）が多く、残灰と区分されているの
が現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のＡｌ再溶解工程
で使用する溶解炉にはいろいろなタイプがあり、真空溶
解炉を除くいずれの炉においても溶融メタリックＡｌは
空気中の窒素（Ｎ）と反応し、窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）が生成され、約10〜20％がＡｌＮとして残灰に残留
する。従って、この残灰は廃棄処理時、あるいは保存中
でも空気中の湿気等の水分を加えることにより次のよう
な反応が進行する。 ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）3 ＋ＮＨ3 ２ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ→Ａｌ2 Ｏ3 ＋２ＮＨ3
で使用する溶解炉にはいろいろなタイプがあり、真空溶
解炉を除くいずれの炉においても溶融メタリックＡｌは
空気中の窒素（Ｎ）と反応し、窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）が生成され、約10〜20％がＡｌＮとして残灰に残留
する。従って、この残灰は廃棄処理時、あるいは保存中
でも空気中の湿気等の水分を加えることにより次のよう
な反応が進行する。 ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）3 ＋ＮＨ3 ２ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ→Ａｌ2 Ｏ3 ＋２ＮＨ3
【０００８】すなわち、この反応では、強力な匂と共に
有害ガスであるアンモニアガス（ＮＨ3）が発生する。
またこの反応は発熱反応であるため、反応の進行ととも
に温度は上昇し、残灰に含有しているメタリックＡｌの
燃焼をも併発する危険度の高いものであり、したがって
これらの反応が進行しないような処理がなされなければ
投棄することもままならないものである。この残灰の利
用法としては、従前鉄鋼業界における発熱保温剤として
多用された時期もあるが、近年、鉄鋼業界の生産プロセ
スの変更、すなわちインゴット鋳造方式から連続鋳造方
式への転換により激減しているのが現状である。
有害ガスであるアンモニアガス（ＮＨ3）が発生する。
またこの反応は発熱反応であるため、反応の進行ととも
に温度は上昇し、残灰に含有しているメタリックＡｌの
燃焼をも併発する危険度の高いものであり、したがって
これらの反応が進行しないような処理がなされなければ
投棄することもままならないものである。この残灰の利
用法としては、従前鉄鋼業界における発熱保温剤として
多用された時期もあるが、近年、鉄鋼業界の生産プロセ
スの変更、すなわちインゴット鋳造方式から連続鋳造方
式への転換により激減しているのが現状である。
【０００９】一方、再生塊（合金塊）のスクラップを主
原料として溶製するにあたり次のような目的のためにフ
ラックスを使用する。
原料として溶製するにあたり次のような目的のためにフ
ラックスを使用する。
【００１０】すなわち、 (1) 含有水素ガスの除去を目的とした脱ガス用フラック
ス、 (2) 溶解時の酸化防止等を目的とした被覆用フラック
ス、 (3) 不純物としてのＭｇ、Ｃａ、Ｎａ等の除去を目的と
したフラックス、 (4) 合金塊の品質改善の為のフラックス、 ・結晶粒度調整用 ・共晶硅素改良用 ・初晶硅素微細化用 (5) 発熱性除滓フラックス、 (6) 炉壁清浄用フラックス、等である。
ス、 (2) 溶解時の酸化防止等を目的とした被覆用フラック
ス、 (3) 不純物としてのＭｇ、Ｃａ、Ｎａ等の除去を目的と
したフラックス、 (4) 合金塊の品質改善の為のフラックス、 ・結晶粒度調整用 ・共晶硅素改良用 ・初晶硅素微細化用 (5) 発熱性除滓フラックス、 (6) 炉壁清浄用フラックス、等である。
【００１１】以上のように夫々目的に応じて多くのフラ
ックスが溶解工程あるいはその後の処理工程において使
用される。下記表１に従来のこれらフラックスの主要原
料を示しており、これらの原料を夫々の目的に応じて配
合し、フラックスを製造する。例えばフラックスの主要
成分として使用される塩素化合物は弗素化合物と混合し
てフラックスの融点を下げる効果の他、メタルとＡｌ2
Ｏ3 との濡れ性の改善等の効果があり、Ａｌ用フラック
スでは多用されているものである。また、弗素系のフラ
ックスは滓のドライ化を促進する効果があり、清浄用フ
ラックスに多用されている。
ックスが溶解工程あるいはその後の処理工程において使
用される。下記表１に従来のこれらフラックスの主要原
料を示しており、これらの原料を夫々の目的に応じて配
合し、フラックスを製造する。例えばフラックスの主要
成分として使用される塩素化合物は弗素化合物と混合し
てフラックスの融点を下げる効果の他、メタルとＡｌ2
Ｏ3 との濡れ性の改善等の効果があり、Ａｌ用フラック
スでは多用されているものである。また、弗素系のフラ
ックスは滓のドライ化を促進する効果があり、清浄用フ
ラックスに多用されている。
【００１２】
【表１】
【００１３】使用されるこれらのフラックス即ち塩化物
及び弗化物は使用時に発生する塩素化合物又は弗素ガス
等が非常に毒性が強く、当然のことながら他の酸化物と
共にドロスに含有されこれらの化合物は残灰に残留して
いる。又、再生塊の主原料であるＡｌスクラップは、近
年複合材料としてのアルミニウム、即ちＡｌ＋プラスチ
ック系、あるいはＡｌ＋ポリエチレン系、Ａｌ＋塩化ビ
ニール系等の複合剤等も多く使用されており、化学的メ
カニズムが未だ完全に解明されていないものの、これら
の残灰に含有する塩素化合物が日光に当たることによっ
て光合成反応が進行し、ベトナム戦争以来、最も恐れら
れている猛毒公害のダイオキシン（ポリ塩化ジベンゾダ
イオキシン）に変化するとの報告もあり、これら残灰の
投棄処理においても今後なお一層の公害に対する留意と
監視が必要である。
及び弗化物は使用時に発生する塩素化合物又は弗素ガス
等が非常に毒性が強く、当然のことながら他の酸化物と
共にドロスに含有されこれらの化合物は残灰に残留して
いる。又、再生塊の主原料であるＡｌスクラップは、近
年複合材料としてのアルミニウム、即ちＡｌ＋プラスチ
ック系、あるいはＡｌ＋ポリエチレン系、Ａｌ＋塩化ビ
ニール系等の複合剤等も多く使用されており、化学的メ
カニズムが未だ完全に解明されていないものの、これら
の残灰に含有する塩素化合物が日光に当たることによっ
て光合成反応が進行し、ベトナム戦争以来、最も恐れら
れている猛毒公害のダイオキシン（ポリ塩化ジベンゾダ
イオキシン）に変化するとの報告もあり、これら残灰の
投棄処理においても今後なお一層の公害に対する留意と
監視が必要である。
【００１４】近年、我国における二次合金地金の生産量
は概約次のようなものである。即ち、 ・板、押出等軽圧品： 230〜 250万トン／年 ・二次合金地金： 130〜 150万トン／年 ・アルミニウム系ダイカスト品：70〜80万トン／年 ・軽合金鋳物類が50〜60万トン／年 等であり全体の合計は約 500万トン／年に達している。
は概約次のようなものである。即ち、 ・板、押出等軽圧品： 230〜 250万トン／年 ・二次合金地金： 130〜 150万トン／年 ・アルミニウム系ダイカスト品：70〜80万トン／年 ・軽合金鋳物類が50〜60万トン／年 等であり全体の合計は約 500万トン／年に達している。
【００１５】板や押出品等新塊を主原料としている工場
でのドロスの発生率は通常 3〜 5％前後と少ないもの
の、スクラップを主原料とする二次合金メーカーにおい
ては20〜30％のドロス発生率と見るのが妥当である。し
かし、夫々の溶解工場における溶解炉、溶解方法、操業
法あるいは社内リターン材の使用比率等によってもドロ
ス発生率は大幅に変化するものの、平均的には10〜15％
程度の残灰は発生していると見るのが妥当である。
でのドロスの発生率は通常 3〜 5％前後と少ないもの
の、スクラップを主原料とする二次合金メーカーにおい
ては20〜30％のドロス発生率と見るのが妥当である。し
かし、夫々の溶解工場における溶解炉、溶解方法、操業
法あるいは社内リターン材の使用比率等によってもドロ
ス発生率は大幅に変化するものの、平均的には10〜15％
程度の残灰は発生していると見るのが妥当である。
【００１６】即ち、我国においては年間 100〜 130万ト
ン程度のドロスの発生があり、この内40％〜50％強をＡ
ｌインゴットとして回収するとしても年間50〜60万トン
程度の残灰は発生しており、その内若干量（鉄鋼及びセ
メント業界向けとして）再利用されるものの、その殆ど
は投棄されているのが現状である。又、図６における
８，９の黒鉛系ばいじん残灰についても塩化物及び弗化
物の残留は多いものの年間8000トン〜 10000トン程度の
発生量がありその大半は残灰に混合され投棄されている
のが現状である。
ン程度のドロスの発生があり、この内40％〜50％強をＡ
ｌインゴットとして回収するとしても年間50〜60万トン
程度の残灰は発生しており、その内若干量（鉄鋼及びセ
メント業界向けとして）再利用されるものの、その殆ど
は投棄されているのが現状である。又、図６における
８，９の黒鉛系ばいじん残灰についても塩化物及び弗化
物の残留は多いものの年間8000トン〜 10000トン程度の
発生量がありその大半は残灰に混合され投棄されている
のが現状である。
【００１７】前述した如く公害の大きな危険を含んでい
るこれら残灰の投棄はその処理自体にも問題点は多く、
例えば東京、埼玉県下等で発生した残灰を福島県や福井
県へ、愛知県で発生した残灰を三重県、岐阜県へ等少し
でも規制の緩い県へ運搬投棄しているのが現状で、又一
部を建設残土に混合して投棄する等残灰の発生している
再溶解メーカーは勿論、地方自治体側の投棄処理場ある
いは個々業者が許可を受けている産業廃棄物処理場側に
おいてもその処理方法も含めて大きな問題となっている
のが現状である。
るこれら残灰の投棄はその処理自体にも問題点は多く、
例えば東京、埼玉県下等で発生した残灰を福島県や福井
県へ、愛知県で発生した残灰を三重県、岐阜県へ等少し
でも規制の緩い県へ運搬投棄しているのが現状で、又一
部を建設残土に混合して投棄する等残灰の発生している
再溶解メーカーは勿論、地方自治体側の投棄処理場ある
いは個々業者が許可を受けている産業廃棄物処理場側に
おいてもその処理方法も含めて大きな問題となっている
のが現状である。
【００１８】そこで、本発明は、叙上のような従来存し
た諸事情に鑑み創出されたもので、かかる残灰及びダイ
オキシン含有の可能性のある都市ゴミ焼却灰、製紙スラ
ッジ等の材料を新しい方式で完全無公害化処理し且つ全
く新しいフラックス原料として、他産業即ち製鉄、製鋼
用あるいは高アルミナセメント用として再利用を図れる
よう処理することを目的とする。
た諸事情に鑑み創出されたもので、かかる残灰及びダイ
オキシン含有の可能性のある都市ゴミ焼却灰、製紙スラ
ッジ等の材料を新しい方式で完全無公害化処理し且つ全
く新しいフラックス原料として、他産業即ち製鉄、製鋼
用あるいは高アルミナセメント用として再利用を図れる
よう処理することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明にあっては、アルミニウム再溶解炉の残灰
を主原料とするテルミット反応熱を利用して、該残灰を
溶融フラックス化する処理方法において、上記処理中に
製紙スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を混合投入し、
該製紙スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を溶融フラッ
クス化するものであり、その処理中にあって、ＣａＯ、
あるいはＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ等を添加投
入し、製銑製鋼用精錬溶融フラックス原料あるいは高ア
ルミナセメント原料等ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系、ＣａＯ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系、ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 −ＣａＦ2 系等任意の成分のフラックスの製造を可能
とすることを特徴とする。
ため、本発明にあっては、アルミニウム再溶解炉の残灰
を主原料とするテルミット反応熱を利用して、該残灰を
溶融フラックス化する処理方法において、上記処理中に
製紙スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を混合投入し、
該製紙スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を溶融フラッ
クス化するものであり、その処理中にあって、ＣａＯ、
あるいはＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ等を添加投
入し、製銑製鋼用精錬溶融フラックス原料あるいは高ア
ルミナセメント原料等ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系、ＣａＯ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系、ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ
2 −ＣａＦ2 系等任意の成分のフラックスの製造を可能
とすることを特徴とする。
【００２０】
【作用】本発明に係る残灰の無公害化処理法にあって、
アルミニウム再溶解炉の残灰を主原料としたテルミット
反応熱は、残灰を液相化させ、含有塩素化合物や弗素化
合物を熱分解させて無公害化させる。その際、残灰に含
有するメタリックＡｌ分及びＳｉ分、Ｍｇ分の燃焼熱も
熱源となり、テルミット反応進行中あるいは進行後に添
加投入されたＣａＯ、ＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、Ｍｇ
Ｏ等は、温度のコントロールを行ないながら任意の成分
コントロールにより目的成分のフラックス原料を溶融化
して製造される。
アルミニウム再溶解炉の残灰を主原料としたテルミット
反応熱は、残灰を液相化させ、含有塩素化合物や弗素化
合物を熱分解させて無公害化させる。その際、残灰に含
有するメタリックＡｌ分及びＳｉ分、Ｍｇ分の燃焼熱も
熱源となり、テルミット反応進行中あるいは進行後に添
加投入されたＣａＯ、ＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、Ｍｇ
Ｏ等は、温度のコントロールを行ないながら任意の成分
コントロールにより目的成分のフラックス原料を溶融化
して製造される。
【００２１】そして、前記処理中で混合投入された製紙
スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰等ダイオキシン含有
の危険性のある材料は、テルミット反応熱による熱分解
により無公害化されて溶融フラックスとして再利用した
り、目的成分フラックスへの成分調整して他産業へのフ
ラックスとして利用させる。また、溶解炉をＡｌ溶解用
耐火物から耐火度の高いＭｇ−Ｃ系耐火物に変更するこ
とでフラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させてゆく方法により時間当たり
の大量処理を可能とさせる。
スラッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰等ダイオキシン含有
の危険性のある材料は、テルミット反応熱による熱分解
により無公害化されて溶融フラックスとして再利用した
り、目的成分フラックスへの成分調整して他産業へのフ
ラックスとして利用させる。また、溶解炉をＡｌ溶解用
耐火物から耐火度の高いＭｇ−Ｃ系耐火物に変更するこ
とでフラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させてゆく方法により時間当たり
の大量処理を可能とさせる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明するに、本発明の特徴はＡｌ−ＦｅＯ−Ｍｇによるテ
ルミット反応を応用し、残灰を1800℃〜2000℃程度まで
温度上昇させ液相化させ、含有塩素化合物、弗素化合物
を熱分解させ無公害化を図るものである。また、その
際、残灰に含有するメタリックＡｌ分及びＳｉ分、Ｍｇ
分の燃焼熱も熱源とし、テルミット反応進行中あるいは
進行後ＣａＯあるいはＣａＣＯ3 粒粉の添加によって温
度コントロールを行なうと共に、必要に応じてＳｉＯ2
（硅砂）あるいはＭｇＯ（ドロマイト）等の添加も可能
で任意の成分コントロールによって目的成分のフラック
ス原料を溶融化して製造するものである。
明するに、本発明の特徴はＡｌ−ＦｅＯ−Ｍｇによるテ
ルミット反応を応用し、残灰を1800℃〜2000℃程度まで
温度上昇させ液相化させ、含有塩素化合物、弗素化合物
を熱分解させ無公害化を図るものである。また、その
際、残灰に含有するメタリックＡｌ分及びＳｉ分、Ｍｇ
分の燃焼熱も熱源とし、テルミット反応進行中あるいは
進行後ＣａＯあるいはＣａＣＯ3 粒粉の添加によって温
度コントロールを行なうと共に、必要に応じてＳｉＯ2
（硅砂）あるいはＭｇＯ（ドロマイト）等の添加も可能
で任意の成分コントロールによって目的成分のフラック
ス原料を溶融化して製造するものである。
【００２３】図１にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系平衡状態図を
示し、図２にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 三元平衡状
態図を示す。本発明により、ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系フラ
ックス原料を製造する場合、その成分値と温度コントロ
ールにより投入原料を調整してゆくことでその製造が容
易に可能となる。また、下記表３は現在最も鉄鋼素材と
して品質に厳しいクリーンスチールの溶製時における目
標スラグ組成を示しており、溶鋼に含有されている非金
属介在物を低融点領域のスラグによって浮上、除去する
技術で、このような成分値のフラックスも容易且つ安価
に本発明により可能となる。下記表２に市販されている
高アルミナセメントの代表的な成分値を示しており、本
発明処理によって残灰を主原料とし、ＣａＯを添加する
ことにより充分製造可能である。
示し、図２にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 三元平衡状
態図を示す。本発明により、ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系フラ
ックス原料を製造する場合、その成分値と温度コントロ
ールにより投入原料を調整してゆくことでその製造が容
易に可能となる。また、下記表３は現在最も鉄鋼素材と
して品質に厳しいクリーンスチールの溶製時における目
標スラグ組成を示しており、溶鋼に含有されている非金
属介在物を低融点領域のスラグによって浮上、除去する
技術で、このような成分値のフラックスも容易且つ安価
に本発明により可能となる。下記表２に市販されている
高アルミナセメントの代表的な成分値を示しており、本
発明処理によって残灰を主原料とし、ＣａＯを添加する
ことにより充分製造可能である。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】図４に1000kg容量の一般的なＡｌ溶解用の
黒鉛ルツボ炉２の概要図を示す。図中炉前ホッパーＲ、
Ｓ、Ｔは容量各々1000kgの原料投入ホッパーで、ホッパ
ー下部にロータリーフィーダー１を取付け、周囲を耐火
物３により囲み溶解用重油バーナー４を配した黒鉛ルツ
ボ炉２内へ原料の定量を自動供給できるよう配慮されて
いる。 炉前ホッパーＲ：含有メタリックＡｌ10％以下の残灰Ａ 炉前ホッパーＳ：含有メタリックＡｌ約15％以下の残灰
Ｂ 炉前ホッパーＴ：ＣａＯ粒粉（ 3mmサイズ以下） 残灰Ａ及びＢの代表的な分析値を上記表３に示してあ
る。
黒鉛ルツボ炉２の概要図を示す。図中炉前ホッパーＲ、
Ｓ、Ｔは容量各々1000kgの原料投入ホッパーで、ホッパ
ー下部にロータリーフィーダー１を取付け、周囲を耐火
物３により囲み溶解用重油バーナー４を配した黒鉛ルツ
ボ炉２内へ原料の定量を自動供給できるよう配慮されて
いる。 炉前ホッパーＲ：含有メタリックＡｌ10％以下の残灰Ａ 炉前ホッパーＳ：含有メタリックＡｌ約15％以下の残灰
Ｂ 炉前ホッパーＴ：ＣａＯ粒粉（ 3mmサイズ以下） 残灰Ａ及びＢの代表的な分析値を上記表３に示してあ
る。
【００２７】初めに黒鉛ルツボ炉２に約50kgのスクラッ
プを投入し、予め元湯を溶解しておき、その上部から約
100kgの残灰Ｂを投入し、溶湯と撹拌の後、市販されて
いるテルミット剤（アルミニウム粉末と酸化鉄粉末の混
合剤） 1〜 2kgを投入することによりテルミット反応が
促進し、約１〜２分間で温度の上昇が急激に始まる。但
し、レイモンドミルにて処理された活性度の高い残灰の
処理ではテルミット材は不要の場合が多い。
プを投入し、予め元湯を溶解しておき、その上部から約
100kgの残灰Ｂを投入し、溶湯と撹拌の後、市販されて
いるテルミット剤（アルミニウム粉末と酸化鉄粉末の混
合剤） 1〜 2kgを投入することによりテルミット反応が
促進し、約１〜２分間で温度の上昇が急激に始まる。但
し、レイモンドミルにて処理された活性度の高い残灰の
処理ではテルミット材は不要の場合が多い。
【００２８】そして、温度の測定を行ないながら残灰Ａ
及びＣａＯ粒粉を適時追加投入し、1600℃程度に保持す
るように原料（残灰及びＣａＯ粒粉）の投入を行う。こ
の時に、スタート時以外にはテルミット剤の使用は殆ど
必要としない。
及びＣａＯ粒粉を適時追加投入し、1600℃程度に保持す
るように原料（残灰及びＣａＯ粒粉）の投入を行う。こ
の時に、スタート時以外にはテルミット剤の使用は殆ど
必要としない。
【００２９】ここで、従来は、テルミット剤の上にマグ
ネシウム又は炭酸バリウムをふりかけ点火するのが一般
的であったが、本発明方法の場合残灰に熱量がある為、
又、残灰中にＭｇが含有している場合も多い為に殆どそ
の必要はなく、スタート時以外は以降テルミット剤の使
用は殆ど必要としない。即ち、温度の上昇を図りたい場
合は、残灰Ｂ（メタリックＡｌ含有量の高い残灰）の供
給量を増すこと、又、若干の溶解用バーナー４の点火に
よっても、それを補うことができる。更に、Ａｌ箔スク
ラップ、あるいはアルミニウム切削粉等の追加添加によ
って充分補うことも可能である。
ネシウム又は炭酸バリウムをふりかけ点火するのが一般
的であったが、本発明方法の場合残灰に熱量がある為、
又、残灰中にＭｇが含有している場合も多い為に殆どそ
の必要はなく、スタート時以外は以降テルミット剤の使
用は殆ど必要としない。即ち、温度の上昇を図りたい場
合は、残灰Ｂ（メタリックＡｌ含有量の高い残灰）の供
給量を増すこと、又、若干の溶解用バーナー４の点火に
よっても、それを補うことができる。更に、Ａｌ箔スク
ラップ、あるいはアルミニウム切削粉等の追加添加によ
って充分補うことも可能である。
【００３０】この操業は回転炉１０（図４参照）あるい
は反射炉２０（図５参照）等で連続的に行うことが可能
であるが、本実施例においての操業は、ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3フラックスの製造例の場合、黒鉛ルツボ炉２を使用
し次のような操業を行なうものであり、本操業での原材
料の使用明細、出湯冷却後のフラックス他重量、溶製フ
ラックス粉砕後の主要成分分析値（％）を下記表４に示
す。
は反射炉２０（図５参照）等で連続的に行うことが可能
であるが、本実施例においての操業は、ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3フラックスの製造例の場合、黒鉛ルツボ炉２を使用
し次のような操業を行なうものであり、本操業での原材
料の使用明細、出湯冷却後のフラックス他重量、溶製フ
ラックス粉砕後の主要成分分析値（％）を下記表４に示
す。
【００３１】
【表４】
【００３２】上記表４に示す如き成分値であり鉄鋼精錬
用フラックスとしては理想的な成分系になっていると共
に、塩化物、弗化物等が検出されず完全無公害化フラッ
クス（アルミン酸カルシウム）になっている。溶出後の
フラックスは固形であり、必要用途に応じて任意のサイ
ズに粉砕し使用することが可能である。尚、本実施例で
は1000kg黒鉛ルツボ炉２にて約1200kg強の装入処理量と
なっているが、1500kg〜1600kg／回程度の処理は容量的
に可能である。
用フラックスとしては理想的な成分系になっていると共
に、塩化物、弗化物等が検出されず完全無公害化フラッ
クス（アルミン酸カルシウム）になっている。溶出後の
フラックスは固形であり、必要用途に応じて任意のサイ
ズに粉砕し使用することが可能である。尚、本実施例で
は1000kg黒鉛ルツボ炉２にて約1200kg強の装入処理量と
なっているが、1500kg〜1600kg／回程度の処理は容量的
に可能である。
【００３３】本実施例は黒鉛ルツボ炉２における１回毎
の溶融工程を示しているが、図４に一般的なＡｌ再溶解
用の回転炉１０、図５に同様の反射炉２０の概要図を示
してある。いずれの炉１０，２０でもＡｌ溶解用耐火物
３（シャモット質）から内張り煉瓦を耐火度の高いＭｇ
−Ｃ系耐火物（鉄鋼精錬用）３０に変更することによ
り、フラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させてゆく連続操業を可能とさ
せ、時間当りの大量処理が可能となる。
の溶融工程を示しているが、図４に一般的なＡｌ再溶解
用の回転炉１０、図５に同様の反射炉２０の概要図を示
してある。いずれの炉１０，２０でもＡｌ溶解用耐火物
３（シャモット質）から内張り煉瓦を耐火度の高いＭｇ
−Ｃ系耐火物（鉄鋼精錬用）３０に変更することによ
り、フラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させてゆく連続操業を可能とさ
せ、時間当りの大量処理が可能となる。
【００３４】又、ダイオキシン含有の心配のある製紙ス
ラッジ、あるいは都市ゴミ焼却灰等を配合、溶融操業し
無公害化フラックスとし、尚且つ目的成分フラックスに
成分調整し、他産業へのフラックスとして利用すること
が一層容易に行なえる。
ラッジ、あるいは都市ゴミ焼却灰等を配合、溶融操業し
無公害化フラックスとし、尚且つ目的成分フラックスに
成分調整し、他産業へのフラックスとして利用すること
が一層容易に行なえる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
にアルミニウム再溶解炉の残灰を主原料としてテルミッ
ト反応熱を利用し、残灰に含有する化合物を熱分解させ
無公害化することができる。
にアルミニウム再溶解炉の残灰を主原料としてテルミッ
ト反応熱を利用し、残灰に含有する化合物を熱分解させ
無公害化することができる。
【００３６】そして、その処理中に、ＣａＯ、あるいは
ＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ等を添加投入し、残
灰を新しい方式で完全無公害化処理し且つ全く新しいフ
ラックス原料として再利用を図ることができると共に、
温度コントロールと成分コントロールにより任意に目的
成分のフラックス原料を得ることができる。
ＣａＣＯ3 粒粉、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ等を添加投入し、残
灰を新しい方式で完全無公害化処理し且つ全く新しいフ
ラックス原料として再利用を図ることができると共に、
温度コントロールと成分コントロールにより任意に目的
成分のフラックス原料を得ることができる。
【００３７】さらに、前記処理中に製紙スラッジ粉ある
いは都市ゴミ焼却灰等ダイオキシン含有の材料を混合投
入しテルミット反応熱による熱分解により無公害化し、
溶融フラックスとして再利用したり、テルミット反応を
利用し、残灰を1800℃〜2000℃程度まで温度上昇を図り
液相化させ、含有塩素化合物、弗素化合物、ダイオキシ
ンを熱分解させ無公害化する方法にしたり、さらに、溶
鋼に含有されている非金属介在物を低融点組成領域の鋼
滓により浮上除去せしめ、さらにまた、溶解炉をＡｌ溶
解用耐火物から耐火度の高いＭｇ−Ｃ系耐火物に変更
し、フラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させる方法等にすることにより、
溶解炉の連続操業が可能で時間当たりの大量処理が可能
となり、また、他産業へのフラックスとして利用するこ
とを一層容易にすることができる。
いは都市ゴミ焼却灰等ダイオキシン含有の材料を混合投
入しテルミット反応熱による熱分解により無公害化し、
溶融フラックスとして再利用したり、テルミット反応を
利用し、残灰を1800℃〜2000℃程度まで温度上昇を図り
液相化させ、含有塩素化合物、弗素化合物、ダイオキシ
ンを熱分解させ無公害化する方法にしたり、さらに、溶
鋼に含有されている非金属介在物を低融点組成領域の鋼
滓により浮上除去せしめ、さらにまた、溶解炉をＡｌ溶
解用耐火物から耐火度の高いＭｇ−Ｃ系耐火物に変更
し、フラックス化した溶融品を連続的に溶出すると共に
原料も連続装入し反応させる方法等にすることにより、
溶解炉の連続操業が可能で時間当たりの大量処理が可能
となり、また、他産業へのフラックスとして利用するこ
とを一層容易にすることができる。
【図１】本発明の一実施例を示したＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3
系平衡状態図である。
系平衡状態図である。
【図２】同じくＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系三元平
衡状態図である。
衡状態図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概略説明図である。
【図４】同じく他の実施例を示す概略説明図である。
【図５】同じく他の実施例を示す概略説明図である。
【図６】従来技術を示す説明図である。
１ ロータリーフィーダー ２ 黒鉛ルツボ炉 ３ 耐火物 ４ 溶解用重油バーナー １０ 回転炉 ２０ 反射炉 ３０ Ｍｇ−Ｃ系耐火物 Ｒ，Ｓ，Ｔ 炉前ホッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 21/00 C22B 7/00
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム再溶解炉の残灰を主原料と
するテルミット反応熱を利用して、該残灰を溶融フラッ
クス化する処理方法において、上記処理中に製紙スラッ
ジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を混合投入し、該製紙スラ
ッジ粉あるいは都市ゴミ焼却灰を溶融フラックス化する
都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法。 - 【請求項２】 請求項１の処理方法の処理中において、
ＣａＯ、あるいはＣａＣＯ 3 粒粉、ＳｉＯ 2 又はＭｇＯを
添加投入して成分コントロール及び処理温度のコントロ
ールを行う都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化
処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14106794A JP3095946B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14106794A JP3095946B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19326399A Division JP3331468B2 (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | ダイオキシン含有の可能性のある材料の無公害化処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331354A JPH07331354A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3095946B2 true JP3095946B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=15283478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14106794A Expired - Lifetime JP3095946B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 都市ゴミ焼却灰、製紙スラッジ粉の無公害化処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095946B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100499546B1 (ko) * | 2002-10-10 | 2005-07-05 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 알루미늄 합금 용탕의 처리 방법 및 그에 사용하는 플럭스 |
| CN115646979B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-08-01 | 江苏锦耐新材料科技有限公司 | 一种冶金炉渣分离回收装置及方法 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP14106794A patent/JP3095946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07331354A (ja) | 1995-12-19 |
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