JP3150755B2 - 粉塵の分析方法 - Google Patents
粉塵の分析方法Info
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コークス製造工場や製
鉄所、砕石所等、粉体を取り扱う作業所において発生す
る粉塵を分析する方法に関する。
鉄所、砕石所等、粉体を取り扱う作業所において発生す
る粉塵を分析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鉄所等で発生する粉塵が、周囲の住居
地区へ降下して公害となることを防ぐために、実効ある
防塵対策を実施する必要がある。そのためには、粉塵の
発生程度が激しい設備や施設、および特に住居地区ヘ粉
塵を多く降下させている設備や施設を特定して、その設
備や施設を改善することが重要である。したがって、粉
塵を構成する物質を同定することができれば、その物質
を多く取り扱ったり、その物質が発生しやすい設備や施
設を特定でき、防塵対策に役立つことになる。
地区へ降下して公害となることを防ぐために、実効ある
防塵対策を実施する必要がある。そのためには、粉塵の
発生程度が激しい設備や施設、および特に住居地区ヘ粉
塵を多く降下させている設備や施設を特定して、その設
備や施設を改善することが重要である。したがって、粉
塵を構成する物質を同定することができれば、その物質
を多く取り扱ったり、その物質が発生しやすい設備や施
設を特定でき、防塵対策に役立つことになる。
【０００３】そのため、当出願人は、製鉄所において発
生する粉塵の原因物質として予想される石炭、コーク
ス、鉄鉱石、および硅石等の土砂分が比重の違いにより
分離できることから、採取した粉塵に対して重液分離を
行って粉塵を構成する物質を同定することを試みてい
た。この重液分離法では、分離された各物質の重量を測
定し、各物質の含有量を、採取した粉塵全体に対する重
量％で表示している。
生する粉塵の原因物質として予想される石炭、コーク
ス、鉄鉱石、および硅石等の土砂分が比重の違いにより
分離できることから、採取した粉塵に対して重液分離を
行って粉塵を構成する物質を同定することを試みてい
た。この重液分離法では、分離された各物質の重量を測
定し、各物質の含有量を、採取した粉塵全体に対する重
量％で表示している。
【０００４】また、ＣＥＢ法（化学組成バランス法）や
Ｃ／Ｈ分析法、Ｘ線による元素分析や、電子顕微鏡写真
による外観形状から物質を判定する方法も採用してい
た。
Ｃ／Ｈ分析法、Ｘ線による元素分析や、電子顕微鏡写真
による外観形状から物質を判定する方法も採用してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記重
液分離法では、比重の近似した複数の物質を分離するこ
とは困難である。そして、実際には、粉塵の量、すなわ
ち粒子数が多いほど公害の程度が大きいわけであるが、
重液分離法の結果は重量％で表示されるため、比重の大
きな物質は粒子数が少なくても大きなパーセンテージを
占めることになり、この結果では各物質の粉塵公害への
影響度が正確に判定できない。
液分離法では、比重の近似した複数の物質を分離するこ
とは困難である。そして、実際には、粉塵の量、すなわ
ち粒子数が多いほど公害の程度が大きいわけであるが、
重液分離法の結果は重量％で表示されるため、比重の大
きな物質は粒子数が少なくても大きなパーセンテージを
占めることになり、この結果では各物質の粉塵公害への
影響度が正確に判定できない。
【０００６】また、重液分離法以外の前記各方法にもそ
れぞれ一長一短があり、数種類の方法の組み合わせで
も、十分に粉塵を構成する物質の同定ができなかった。
本発明は、このような不具合を解決するためのものであ
り、粉塵を構成する各物質を明確に且つ定量的に分析す
るとともに、前記各物質の存在比を粒子数の割合で表示
することにより、各物質の粉塵公害への影響度を実際的
に判定できる粉塵の分析方法を提供することを目的とす
る。
れぞれ一長一短があり、数種類の方法の組み合わせで
も、十分に粉塵を構成する物質の同定ができなかった。
本発明は、このような不具合を解決するためのものであ
り、粉塵を構成する各物質を明確に且つ定量的に分析す
るとともに、前記各物質の存在比を粒子数の割合で表示
することにより、各物質の粉塵公害への影響度を実際的
に判定できる粉塵の分析方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の粉塵の分析方法は、採取した粉塵に対し
て、重液分離と磁性の有無による分離とを行った後、前
記重液分離により群分けされた各試料と磁性を有する試
料とを、試料に対して偏光が垂直落射される顕微鏡のス
テージにそれぞれ設置し、この試料中の各所に存在する
各粒子からの反射光を観察して、前記各粒子の形、色、
および反射多色性を調べ、この観察結果を、予め前記粉
塵に含まれると予想される各物質に対して、その粒子を
前記と同じ観察を行って得られた各データと照合するこ
とにより、前記試料中の所定数の各粒子が前記各物質の
いずれに該当するかを特定して、各物質毎に該当する粒
子の数を数え、その数の前記所定数に対する割合で各物
質の含有量を示すことを特徴とする。
に、本発明の粉塵の分析方法は、採取した粉塵に対し
て、重液分離と磁性の有無による分離とを行った後、前
記重液分離により群分けされた各試料と磁性を有する試
料とを、試料に対して偏光が垂直落射される顕微鏡のス
テージにそれぞれ設置し、この試料中の各所に存在する
各粒子からの反射光を観察して、前記各粒子の形、色、
および反射多色性を調べ、この観察結果を、予め前記粉
塵に含まれると予想される各物質に対して、その粒子を
前記と同じ観察を行って得られた各データと照合するこ
とにより、前記試料中の所定数の各粒子が前記各物質の
いずれに該当するかを特定して、各物質毎に該当する粒
子の数を数え、その数の前記所定数に対する割合で各物
質の含有量を示すことを特徴とする。
【０００８】試料に対して偏光を垂直落射してその反射
光を観察できる顕微鏡としては、透過光線用の偏光顕微
鏡に垂直落射装置を取り付けたものや鉱石顕微鏡として
市販されているものがある。
光を観察できる顕微鏡としては、透過光線用の偏光顕微
鏡に垂直落射装置を取り付けたものや鉱石顕微鏡として
市販されているものがある。
【０００９】
【作用】採取した粉塵に対して、重液分離と磁性の有無
による分離とを行うことで、前記粉塵から磁性物質が分
離でき、且つ比重の差による群分けができる。そして、
この群分けされた各試料と磁性物質の試料とを各試料毎
に顕微鏡のステージに設置し、これに偏光を垂直落射し
て、各試料中の各所に存在する各粒子からの反射光を観
察する。
による分離とを行うことで、前記粉塵から磁性物質が分
離でき、且つ比重の差による群分けができる。そして、
この群分けされた各試料と磁性物質の試料とを各試料毎
に顕微鏡のステージに設置し、これに偏光を垂直落射し
て、各試料中の各所に存在する各粒子からの反射光を観
察する。
【００１０】顕微鏡内で、金属反射または亜金属反射を
する不透明な物質に偏光を垂直落射すると、各物質から
の反射光によりその形、色、反射多色性などが明瞭に観
察できる。製鉄所等の粉塵を構成する物質としては、石
炭、コークス、鉄鉱石、硅石等の土砂分等不透明な物質
が多いため、この観察方法が有効であり、この観察結果
を、予め前記粉塵に含まれると予想される各物質に対し
て、その粒子を前記と同じ観察を行って得られた各デー
タと照合することにより、前記試料中の各粒子が前記各
物質のいずれに該当するかをある程度明確に特定でき
る。
する不透明な物質に偏光を垂直落射すると、各物質から
の反射光によりその形、色、反射多色性などが明瞭に観
察できる。製鉄所等の粉塵を構成する物質としては、石
炭、コークス、鉄鉱石、硅石等の土砂分等不透明な物質
が多いため、この観察方法が有効であり、この観察結果
を、予め前記粉塵に含まれると予想される各物質に対し
て、その粒子を前記と同じ観察を行って得られた各デー
タと照合することにより、前記試料中の各粒子が前記各
物質のいずれに該当するかをある程度明確に特定でき
る。
【００１１】ここで、前記顕微鏡による観察を群分けさ
れた試料毎に行うため、前記各試料に含まれる物質の種
類がある程度分類されているから、前述のような各粒子
の物質の特定がし易くなる。そして、各試料中の所定数
の粒子についてこのような特定を行い、各物質毎に該当
する粒子の数を数え、その数の前記所定数に対する割合
で各物質の含有量を示すため、粉塵を構成する各物質の
存在比を前記各物質の粒子数の割合で表示でき、各物質
の粉塵公害への影響度を実際的に判定できる。
れた試料毎に行うため、前記各試料に含まれる物質の種
類がある程度分類されているから、前述のような各粒子
の物質の特定がし易くなる。そして、各試料中の所定数
の粒子についてこのような特定を行い、各物質毎に該当
する粒子の数を数え、その数の前記所定数に対する割合
で各物質の含有量を示すため、粉塵を構成する各物質の
存在比を前記各物質の粒子数の割合で表示でき、各物質
の粉塵公害への影響度を実際的に判定できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。試
料に対して偏光を垂直落射してその反射光を観察できる
顕微鏡として、この例では、図１に示すような、垂直落
射用の光学系が内蔵された鉱石顕微鏡を用いた。
料に対して偏光を垂直落射してその反射光を観察できる
顕微鏡として、この例では、図１に示すような、垂直落
射用の光学系が内蔵された鉱石顕微鏡を用いた。
【００１３】この顕微鏡１の垂直落射用光学系は、白色
光源１１と、この白色光から直線偏光のみを通過させる
ための偏光子１２と、偏光を試料２に落射するとともに
試料２からの反射光を接眼鏡へ向かわせるためのプリズ
ム１３と、図示されない絞りや集光レンズとからなり、
前記反射光は、このプリズム１３を通過した後に検光子
１４を通過して接眼鏡へ向かう。
光源１１と、この白色光から直線偏光のみを通過させる
ための偏光子１２と、偏光を試料２に落射するとともに
試料２からの反射光を接眼鏡へ向かわせるためのプリズ
ム１３と、図示されない絞りや集光レンズとからなり、
前記反射光は、このプリズム１３を通過した後に検光子
１４を通過して接眼鏡へ向かう。
【００１４】偏光子１２は円柱状の台１２Ａ上に設置さ
れており、この台１２Ａは、下台１２ａに対して上台１
２ｂが底面の円の中心を軸として回転するものであり、
この上台１２ｂの中央部に偏光子１２が固定されてい
る。そのため、つまみ１２ｃにより上台１２ｂを回転さ
せることで、偏光子１２の面の光軸１５に対する水平方
向の角度を変えることができる。
れており、この台１２Ａは、下台１２ａに対して上台１
２ｂが底面の円の中心を軸として回転するものであり、
この上台１２ｂの中央部に偏光子１２が固定されてい
る。そのため、つまみ１２ｃにより上台１２ｂを回転さ
せることで、偏光子１２の面の光軸１５に対する水平方
向の角度を変えることができる。
【００１５】この顕微鏡１では、偏光子１２の面に光軸
１５が垂直に入射する場合に、読み取り角度θが０°と
なるように設定されており、この時、偏光子１２と検光
子１４とは直交ニコルの状態になる。そして、偏光子１
３をつまみ１２ｃにより回転させてθを変えれば、検光
子１４の偏光方向に対する偏光子１２の偏光方向の角度
を任意の値に設定できる。
１５が垂直に入射する場合に、読み取り角度θが０°と
なるように設定されており、この時、偏光子１２と検光
子１４とは直交ニコルの状態になる。そして、偏光子１
３をつまみ１２ｃにより回転させてθを変えれば、検光
子１４の偏光方向に対する偏光子１２の偏光方向の角度
を任意の値に設定できる。
【００１６】また、試料２を載せるステージ３は、つま
み４により上下方向に移動できるとともに、つまみ５に
より水平面内における縦横方向に移動できる。そして、
はじめに、製鉄所等の粉塵に含まれると予想される物質
のうち、表１に示した１２物質に関して、各物質の粒子
（２００μｍ以下のものの集まり）を別々に、顕微鏡１
により観察した。すなわち、微小量の粒子をスライドガ
ラスの上に載せ、浸液を１〜２滴加えた後その上にカバ
ーグラスをかけたものをステージ３の上に設置して反射
光を観察し、各粒子の形、色、および反射多色性を調べ
た。
み４により上下方向に移動できるとともに、つまみ５に
より水平面内における縦横方向に移動できる。そして、
はじめに、製鉄所等の粉塵に含まれると予想される物質
のうち、表１に示した１２物質に関して、各物質の粒子
（２００μｍ以下のものの集まり）を別々に、顕微鏡１
により観察した。すなわち、微小量の粒子をスライドガ
ラスの上に載せ、浸液を１〜２滴加えた後その上にカバ
ーグラスをかけたものをステージ３の上に設置して反射
光を観察し、各粒子の形、色、および反射多色性を調べ
た。
【００１７】各粒子の形、色やその他の特徴はθ＝０°
で観察し、反射多色性については、つまみ１２ｃにより
偏光子１３をゆっくり回転させながら観察し、反射光の
色の変化を調べた。各結果を表１および表２にそれぞれ
示す。この結果を元にして、各種の物質が混合された粉
塵の分析を行う。
で観察し、反射多色性については、つまみ１２ｃにより
偏光子１３をゆっくり回転させながら観察し、反射光の
色の変化を調べた。各結果を表１および表２にそれぞれ
示す。この結果を元にして、各種の物質が混合された粉
塵の分析を行う。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】製鉄所内のヤードや各設備より１０種類の
物質の粒子（２００μｍ以下のもの）を回収し、これを
混合したものを用いて、本発明の方法による分析を行っ
た。１０種類の物質は、石炭、粉コークス、オイルコー
クス、水砕スラグ、蛇紋岩、硅石、石灰石、鉄鉱石、砂
鉄、高炉鋳床建屋ダストである。前記各物質を各０．５
ｇずつ混合，攪拌して混合物とした。これを、比重がそ
れぞれ１．６、２．２、３．３の三つの重液を用いて、
鉄鉱石群、石炭群、コークス群、土砂群の四つの試料群
に分けた。土砂群には砂鉄が含まれているので、これを
磁石により分離した。
物質の粒子（２００μｍ以下のもの）を回収し、これを
混合したものを用いて、本発明の方法による分析を行っ
た。１０種類の物質は、石炭、粉コークス、オイルコー
クス、水砕スラグ、蛇紋岩、硅石、石灰石、鉄鉱石、砂
鉄、高炉鋳床建屋ダストである。前記各物質を各０．５
ｇずつ混合，攪拌して混合物とした。これを、比重がそ
れぞれ１．６、２．２、３．３の三つの重液を用いて、
鉄鉱石群、石炭群、コークス群、土砂群の四つの試料群
に分けた。土砂群には砂鉄が含まれているので、これを
磁石により分離した。
【００２１】それから、各試料群および磁選された砂鉄
に対して前記と同様の処理を施し、カバーグラスがかけ
てある各スライドガラスを顕微鏡１のステージ３上に固
定し、カバーグラス内の粒子を縦横各１０分割した全１
００か所に存在する各粒子について、つまみ５を動かし
ながら、５１２倍で前記と同様の観察を行う。その際、
各粒子の観察結果を表１および表２に示した各物質の観
察データと照合し、各粒子がいずれの物質に該当するか
を特定する。特定不能のものがあればこれをとばして次
の粒子を観察し、特定できた粒子の全数Ｃに対する、各
物質毎の粒子数Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3,…の割合（Ｃx ／Ｃ）を算
出した。
に対して前記と同様の処理を施し、カバーグラスがかけ
てある各スライドガラスを顕微鏡１のステージ３上に固
定し、カバーグラス内の粒子を縦横各１０分割した全１
００か所に存在する各粒子について、つまみ５を動かし
ながら、５１２倍で前記と同様の観察を行う。その際、
各粒子の観察結果を表１および表２に示した各物質の観
察データと照合し、各粒子がいずれの物質に該当するか
を特定する。特定不能のものがあればこれをとばして次
の粒子を観察し、特定できた粒子の全数Ｃに対する、各
物質毎の粒子数Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3,…の割合（Ｃx ／Ｃ）を算
出した。
【００２２】一連の流れを図２にフロー図で示す。ここ
で、操作Ａとは、顕微鏡１による前記観察，同定を示
す。Ｗx ／Ｗ〜Ｂx ／Ｂは、各試料群において算出され
たＣx／Ｃに相当する。したがって、各物質ごとの混合
物における含有率は、各試料群における各物質毎の粒子
数Ｗx 〜Ｂx の、混合物全体において特定できた粒子の
全数Ｔ＝Ｗ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｂに対する割合（Ｃx ／Ｔ）
で示される。この結果を図３のグラフに△で示した。硅
石、蛇紋岩、および石灰石の識別は困難であったため、
まとめて数えた。
で、操作Ａとは、顕微鏡１による前記観察，同定を示
す。Ｗx ／Ｗ〜Ｂx ／Ｂは、各試料群において算出され
たＣx／Ｃに相当する。したがって、各物質ごとの混合
物における含有率は、各試料群における各物質毎の粒子
数Ｗx 〜Ｂx の、混合物全体において特定できた粒子の
全数Ｔ＝Ｗ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｂに対する割合（Ｃx ／Ｔ）
で示される。この結果を図３のグラフに△で示した。硅
石、蛇紋岩、および石灰石の識別は困難であったため、
まとめて数えた。
【００２３】一方、前述の重液分離や磁選を行わずに、
混合物をそのまま試料として顕微鏡１にて同様の観察，
特定を行ってＣx ／Ｃを算出した。この場合には、Ｔ＝
Ｃであるため、Ｃx ／ＣはそのままＣx ／Ｔに相当す
る。この結果を図３のグラフに○で示した。ここで、は
じめの混合物は、各物質を０．５ｇずつ混合して作製さ
れたため、各物質が１０重量％ずつを占めるが、各物質
の比重が、鉄系の物質は４．５前後、硅石等の土砂類は
２．７前後、石炭やコークスは１．４〜１．８と異なる
ことを考慮して、各物質の粒子数の、混合物の全粒子中
に対する割合を計算して理論値を出し、その結果を図３
のグラフに×で示した。
混合物をそのまま試料として顕微鏡１にて同様の観察，
特定を行ってＣx ／Ｃを算出した。この場合には、Ｔ＝
Ｃであるため、Ｃx ／ＣはそのままＣx ／Ｔに相当す
る。この結果を図３のグラフに○で示した。ここで、は
じめの混合物は、各物質を０．５ｇずつ混合して作製さ
れたため、各物質が１０重量％ずつを占めるが、各物質
の比重が、鉄系の物質は４．５前後、硅石等の土砂類は
２．７前後、石炭やコークスは１．４〜１．８と異なる
ことを考慮して、各物質の粒子数の、混合物の全粒子中
に対する割合を計算して理論値を出し、その結果を図３
のグラフに×で示した。
【００２４】図３から分かるように、水砕スラグは、形
状，色に特色があるため識別しやすいと考えられるが、
特定された粒子数が少なく、Ｃx ／Ｔ値が計算値よりか
なり低かった。これは、水砕スラグが脆いために混合時
等に砕かれて細かくなりすぎれ見にくくなったことや、
水砕スラグに含まれる鉄分が鉄鉱石と判定されたことな
どに由来すると考えられる。
状，色に特色があるため識別しやすいと考えられるが、
特定された粒子数が少なく、Ｃx ／Ｔ値が計算値よりか
なり低かった。これは、水砕スラグが脆いために混合時
等に砕かれて細かくなりすぎれ見にくくなったことや、
水砕スラグに含まれる鉄分が鉄鉱石と判定されたことな
どに由来すると考えられる。
【００２５】これらのことを考慮すれば、重液分離や磁
選を行った各試料群に対して、それぞれ顕微鏡による観
察，特定を行った本発明の方法による結果は、理論値に
かなり近いものであるといえる。
選を行った各試料群に対して、それぞれ顕微鏡による観
察，特定を行った本発明の方法による結果は、理論値に
かなり近いものであるといえる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、粉塵を構成する各物質を明確に且つ定量的に
分析できるとともに、前記各物質の存在比を粒子数の割
合で表示するため、各物質の粉塵公害への影響度を実際
的に判定できるという効果がある。
によれば、粉塵を構成する各物質を明確に且つ定量的に
分析できるとともに、前記各物質の存在比を粒子数の割
合で表示するため、各物質の粉塵公害への影響度を実際
的に判定できるという効果がある。
【図１】実施例で使用した顕微鏡を示す概要図である。
【図２】実施例で行った一連の操作の流れを示すフロー
図である。
図である。
【図３】各物質ごとの混合物における含有率（Ｃx ／
Ｔ）の分析結果と理論値とを示すグラフである。
Ｔ）の分析結果と理論値とを示すグラフである。
１ 顕微鏡 １２ 偏光子 ３ ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−171636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−124794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−63558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−10742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−50436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−184840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 15/02 G01N 21/25 G01N 21/27
Claims (1)
- 【請求項１】 採取した粉塵に対して、重液分離と磁性
の有無による分離とを行った後、前記重液分離により群
分けされた各試料と磁性を有する試料とを、試料に対し
て偏光が垂直落射される顕微鏡のステージにそれぞれ設
置し、この試料中の各所に存在する各粒子からの反射光
を観察して、前記各粒子の形、色、および反射多色性を
調べ、この観察結果を、予め前記粉塵に含まれると予想
される各物質に対して、その粒子を前記と同じ観察を行
って得られた各データと照合することにより、前記試料
中の所定数の各粒子が前記各物質のいずれに該当するか
を特定して、各物質毎に該当する粒子の数を数え、その
数の前記所定数に対する割合で各物質の含有量を示すこ
とを特徴とする粉塵の分析方法。
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| JP11183092A JP3150755B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 粉塵の分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH05306987A JPH05306987A (ja) | 1993-11-19 |
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- 1992-04-30 JP JP11183092A patent/JP3150755B2/ja not_active Expired - Fee Related
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