JP4339945B2

JP4339945B2 - 強度が維持された粒状生石灰の製造方法

Info

Publication number: JP4339945B2
Application number: JP35915898A
Authority: JP
Inventors: 徳衛和田; 博樹後藤
Original assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Okutama Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JP2000178047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生石灰の製造過程で発生する石灰石の粉末や石灰石粉末を含む高含水物（以下、湿潤石灰石粉と言う）から強度が維持された粒状の生石灰を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生石灰の製造設備においては、採掘した石灰石を、破砕する工程、破砕した石灰石を篩い分ける工程、篩い分けられた石灰石を水洗する工程などで処理した後、焼成炉へ装入して焼成する操作が行われる。焼成炉から排出された生石灰はさらに篩い分けられ、塊と粉末とに分けられる。このため、生石灰の製造過程では、各種の粉末が発生する。
【０００３】
石灰石の篩い分け工程においては、破砕した際に生成した粉末が篩い分けられて取り除かれ、これが回収される。又、水洗する工程においては、水洗排水を濾過処理した際に微粉末の石灰石を主とする固形分を含む濾滓（湿潤石灰石粉）が排出され、これが回収される。又、焼成炉から排出された生石灰を篩い分けた際にも、その粉末が回収される。
【０００４】
上記のような石灰石や生石灰の粉末は何れもその用途がごく一部に限られている。粉末の生石灰の用途は肥料用や中和処理用などにとどまっており、石灰石粉末は飼料や道路舗装用のフィラー用以外の利用先は少ない。又、湿潤石灰石粉はその固形分が主として石灰石の微粉末ではあるが、多量の水分を含有するものであり、これを石灰源として利用するにしても、廃棄するにしても、何れの場合においても、ハンドリング可能な状態にするための乾燥処理を施さなければならない。このため、湿潤石灰石粉の処理には多額の費用を要する。
【０００５】
このように、石灰石、生石灰などの粉末や湿潤石灰石粉については十分な有効活用がなされておらず、特に、湿潤石灰石粉については、乾燥処理をしなければならない上に、ごく限られた利用先へしか供給することができず、残りは廃棄物として処分しなければならない。
【０００６】
このため、従来から、上記のような石灰類の粉末や湿潤石灰石粉を有効に活用することができるものに加工するための技術開発が行われており、幾つかの提案がなされている。例えば、特開昭５３−６２７１６号公報においては、石灰石粉末に水洗工程で回収された湿潤石灰ケーキ（湿潤石灰石粉）を混合して造粒するか、又は、石灰石粉末に湿潤石灰ケーキと生石灰粉末を混合して造粒することにより、製鉄所において鉄鉱石粉末を焼結させる際の副原料として使用できるものを得ることができる方法が示されている。
【０００７】
又、特開昭５３−１３７８９７号公報においては、水洗工程で回収された石灰ケーキ（湿潤石灰石粉）に生石灰粉末を混合し、これを加圧成型して造粒した後、焼成して粒状の生石灰を製造する方法が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によって得られる製品は活用の度合いが高い用途に向けられるものではなく、上記従来技術についてはさらなる技術開発や技術改良をすべき余地がある。すなわち、特開昭５３−６２７１６号公報には石灰類の粉末や湿潤石灰石粉を造粒する方法が記載されているだけであって、その造粒物からより活用度合いが高い生石灰を製造するための方法は示されていない。
【０００９】
又、特開昭５３−１３７８９７号公報には粒状の生石灰を製造する方法が示されているが、この方法によって得られる粒状生石灰は粒子の強度が十分ではない。この技術において、焼成前の造粒物は加圧成型したものであるので、ハンドリング上で問題が生じない程度の強度を有しているが、これを焼成すると、炭酸ガスを放出して強度が低下するので、得られる生石灰粒子は非常に崩壊しやすいものになってしまう。このため、この生石灰はより有用な用途に供することはできない。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、石灰石粉末や石灰石を水洗した際に発生する湿潤石灰石粉から十分な強度を有する粒状生石灰を製造することができる方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第一の発明においては、採掘した石灰石を破砕した際に発生する石灰石粉末と破砕した石灰石を水洗した際に発生する湿潤石灰石粉と一緒に酸化鉄粉末を混合して粒状物を形成し、この粒状物を焼成して強度が維持された粒状生石灰を製造する。
【００１２】
第二の発明においては、採掘した石灰石を破砕した際に発生する石灰石粉末と破砕した石灰石を水洗した際に発生する湿潤石灰石粉とのうち１種以上と、生石灰と一緒に酸化鉄粉末を混合して粒状物を形成し、この粒状物を焼成して強度が維持された粒状生石灰を製造する。
【００１４】
本発明においては、石灰石粉末や湿潤石灰石粉から強度が維持された粒状の生石灰を製造する際に、添加物質として生石灰粉末と酸化鉄粉末を使用する。なお、本発明において、石灰石粉末とは粒子径が１ｍｍ以下程度のものを指し、又、生石灰粉末とは粒子径が０．１ｍｍ以下程度のものを指すものとする。
【００１５】
まず、石灰石粉末と湿潤石灰石粉又は石灰石粉末を原料として、焼成炉へ装入する前の粒状物を造る場合、必要に応じて生石灰粉末を混合して造粒する。この粒状物の製造に際し、生石灰粉末は二通りの目的で使用される。石灰石粉末から粒状物を造るときには、石灰石粉末に生石灰を混合し、水を加えて造粒する。この際、生石灰が水と反応して水酸化カルシウムになるので、生成した水酸化カルシウムがバインダーの役目をなし、ハンドリング上で支障が生じない程度の強度を有する粒子ができる。
【００１６】
又、石灰石粉末と湿潤石灰石粉或いは湿潤石灰石粉から粒状物を造る場合には、生石灰を混合し、必要に応じ水を加えて造粒する。なお、湿潤石灰石粉はその状態が粘土状であり、それ自体でも粒状化が可能であるが、十分な強度を有する粒状物を得ようとする場合には、バインダーの添加を必要とする。この際、生石灰を添加すると、上記と同様に生石灰が水と反応し、生成した水酸化カルシウムがバインダーの役目をなし、所要の強度を有する粒子ができる。又、生石灰が湿潤石灰石粉の水分を吸収し、さらに反応熱による温度上昇が起こるので、生石灰が湿潤石灰石粉を脱水する役目をする。このため、原料を湿潤状態にして造粒しても、得られた粒状物の水分は低くなるので、通常の場合、乾燥する必要はない。
【００１７】
上記のようにして得られた粒状物をそのまま焼成して生石灰にすると、前述のように、生石灰粒子の強度が極度に低下しまうので、本発明においては、その粒状物の強度が低下しないようにする方策が講じられている。このために、焼成前の粒状物を造る際に、酸化鉄粉末を添加する。
【００１８】
石灰石粉末、湿潤石灰石粉、生石灰などの石灰類に酸化鉄粉末を添加した粒状物を加熱していくと、８５０℃を超える時点から石灰石の脱炭酸反応が始まって生石灰が生成するが、同時に、この温度以上の領域では石灰粒子と酸化鉄粒子の界面で両者の反応が起こり、両者が固着する。このため、石灰の粒子が鉄の粒子によって架橋された状態になり、強度が高い生石灰の粒状物が生成する。
【００１９】
酸化鉄粉末を添加した粒状物を造る場合、次の二通りの方法を採用することができる。第一の方法によれば、最初に、石灰石粉末などの石灰類だけで粒状物を造り、この粒状物に酸化鉄粉末を添加してその表面に付着させる。又、第二の方法によれば、石灰石粉末などの石灰類と一緒に酸化鉄粉末を混合して粒状物にする。そして、本発明おいては、上記の第二の方法を採用する。
【００２０】
なお、酸化鉄粉末を添加して生石灰を製造すると、鉄分が不純物として混入することになるが、これを製鉄所の製鋼工程で装入する生石灰源などの用途に供すれば、問題なく使用することができ、大量の需要が見込まれる。
【００２１】
得られる粒状生石灰の強度をより大きくしようとする場合には、酸化鉄粉末の添加量を増加するか、或いは焼成前の粒状物を造る際に、加圧成型してブリケット或いはタブレットにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考例に係る第１の例を示す概略のフロー図である。１０はパドル型ミキサーなどの混合機、１１は造粒機、１２は被覆装置、１３は焼成炉を示す。
【００２３】
この図に基づいて、石灰石粉末と湿潤石灰石粉を主原料として強度が維持された粒状生石灰を製造する方法の説明をする。原料全体の水分が適度になる量の石灰石粉末を加え、これを混合機１０へ装入して混合すると共に、粘土状の湿潤石灰石粉を解きほぐす処理を行う。ここから排出される混合物を造粒機１１へ装入して粒状化する。
【００２４】
次いで、この粒状物を篩分けして所定粒度のものだけを被覆機１２へ送り、酸化鉄粉末を添加する。このとき、造粒機１１から送られてきた粒状物は湿潤状態であるので、酸化鉄粉末は粒子の表面に付着する。そして、この粒状物を焼成炉１３へ装入して焼成し、強度が維持された粒状生石灰を得る。なお、被覆機１２から排出された粒状物が所定値よりも高い水分を有するものである場合、或る期間、製造ライン外の場所に貯留した後、焼成する。
【００２５】
図２は本発明の参考例に係る第２の例を示す概略のフロー図である。この図に基づいて、石灰石粉末と湿潤石灰石粉を主原料として強度が維持された粒状生石灰を製造する方法の説明をする。図２において、図１と同じ箇所については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２６】
この参考例においては、混合機１０から造粒機１１へ装入された石灰石粉末と湿潤石灰石粉の混合物に生石灰粉末を添加しながら粒状化を行う。この際、上述のように、生石灰が水と反応して水酸化カルシウムとなり、これがバインダーの役目をして粒状化された混合物を固めるので、ハンドリング上で支障が生じない程度の強度を有する粒状物になる。
【００２７】
図３は本発明の参考例に係る第３の例を示す概略のフロー図である。この図に基づいて、湿潤石灰石粉を主原料として強度が維持された粒状生石灰を製造する方法の説明をする。図３において、図１及び図２で説明済みの箇所については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２８】
この参考例においては、主原料が湿潤石灰石粉であるが、湿潤石灰石粉は多量の水分を含む粘土状物のものであり、そのまま粒状化することができないので、混合機１０へ湿潤石灰石粉と共に生石灰粉末を装入して混合して、混合物の水分が適度になるようにする。そして、ほぐれる状態になるまで生石灰粉末が混合されたものが造粒機１１へ装入される。造粒機１１では、水分含有量が所定値まで低下するように、さらに生石灰粉末を添加して造粒する。
【００２９】
図４は本発明の参考例に係る第４の例を示す概略のフロー図である。この図に基づいて、石灰石粉末を主原料として強度が維持された粒状生石灰を製造する方法の説明をする。図４において、図１及び図２で説明済みの箇所については同一の符号を付し説明を省略する。この参考例においては、主原料が石灰石粉末だけであるので、造粒前の混合工程はない。造粒機１１へ所定量の石灰石粉末を装入し、同時に生石灰粉末を装入しながら水を噴霧して造粒する。
【００３０】
図５は本発明の実施の形態に係る概略のフロー図である。この図に基づいて、本発明により石灰石粉末と湿潤石灰石粉を主原料として強度が維持された粒状生石灰を製造する方法の説明をする。図５において、図１及び図２で説明済みの箇所については同一の符号を付し説明を省略する。この実施の形態においては、粒状化する前に、石灰石粉末や湿潤石灰石粉などの主原料と酸化鉄粉末を混合する。このため、酸化鉄粉末を被覆する工程はない。所定量の石灰石粉末、湿潤石灰石粉、酸化鉄粉末をそれぞれ混合機１０へ装入して混合する。排出される混合物を造粒機１１へ装入し、生石灰粉末を添加しながら粒状化する。次いで、この粒状物を焼成炉１３へ装入して焼成し、強度が維持された粒状生石灰を得る。
【００３１】
【実施例】
図１〜図５で説明した方法により、表１に示す性状の原料から強度が維持された粒状生石灰を製造する試験を行った。この試験においては、表２に記す割合で石灰石粉末、湿潤石灰石粉、生石灰粉末の原料を配合し、この配合された原料５０ｋｇをパン型の造粒機で造粒した。次いで、同じ造粒機内へ、表２に記す割合で酸化鉄粉末を投入し、粒状物の表面に酸化鉄粉末を被覆した。そして、この粒状物を電気炉に入れ、９００℃で２時間焼成した。なお、比較のために、酸化鉄粉末を添加しない従来の方法（比較例）についても試験を行った。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

試験の結果は表２に示すとおりである。なお、得られた粒状生石灰の強度は次のようにして測定した。それぞれの試験において、粒径が約３ｍｍのものを１０個採取し、万能圧縮試験機を使用して粒子の破壊荷重を測定した。表２に記載した値はその平均値である。
【００３４】
表２の記載から明らかなように、実施例で得られた粒状生石灰は何れも３ｋｇｆ以上の強度を有し、製鉄所の製鋼工程で装入する生石灰源などの用途に供することができるものであった。これに対し、酸化鉄粉末を添付しない比較例で得られた粒状生石灰は脱炭酸反応により粒子全体が脆くなっているため、強度測定が不能なほどその強度が小さく、粒状の生石灰源とはなり得ないものであった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明においては、湿潤石灰石粉や石灰石粉末などの粉末と酸化鉄粉末よりなる粒状物を形成し、この粒状物を焼成するので、焼成時に石灰と酸化鉄の反応が起こって両者が固着し、強度が大きい粒状生石灰が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例に係る第１の例を示す概略のフロー図である。
【図２】本発明の参考例に係る第２の例を示す概略のフロー図である。
【図３】本発明の参考例に係る第３の例を示す概略のフロー図である。
【図４】本発明の参考例に係る第４の例を示す概略のフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る概略のフロー図である。
【符号の説明】
１０混合機
１１造粒機
１２被覆装置
１３焼成炉

Claims

採掘した石灰石を破砕した際に発生する石灰石粉末と破砕した石灰石を水洗した際に発生する湿潤石灰石粉と一緒に酸化鉄粉末を混合して粒状物を形成し、この粒状物を焼成することを特徴とする強度が維持された粒状生石灰の製造方法。
採掘した石灰石を破砕した際に発生する石灰石粉末と破砕した石灰石を水洗した際に発生する湿潤石灰石粉とのうち１種以上と、生石灰と一緒に酸化鉄粉末を混合して粒状物を形成し、この粒状物を焼成することを特徴とする強度が維持された粒状生石灰の製造方法。