JP4357716B2

JP4357716B2 - Waste melting slag treatment method and apparatus

Info

Publication number: JP4357716B2
Application number: JP2000235213A
Authority: JP
Inventors: 信義西原; 秀実小佐野
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP2002053914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物、汚泥などの廃棄物を直接溶融してスラグを製造する方法、及び廃棄物を一旦焼却して灰とした後に溶融してスラグを製造する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現状、大半の廃棄物は焼却方式で処理されているが、焼却方式では焼却灰の処分場を必要とする等の欠点がある。特に大都市圏では焼却灰の処分場の確保が困難であり、廃棄物を直接溶融する方法、または廃棄物の焼却灰を溶融して減容化、さらには再資源化が可能な方式で処理する必要性が高まっている。
廃棄物を溶融したスラグを再資源化するためには天然の砂や砕石並の物理性状を有していること、また産出するスラグ及びメタルの量が非常に多いために経済的価値の高いものを造り込む必要がある。この対策の一つとして、廃棄物の溶融処理について、特開平９−１９６３５２号公報に、溶融物を水砕固化した後、磁選・篩い分け・粉砕し、無機質成分であるスラグは土木資材、建築資材に再利用し、磁着物であるメタルは重機のバランスウエートに再利用する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平９−１９６３５２号公報に開示された技術は、水砕固化されたスラグに含まれる針状や鋭角状のものを破砕して再利用しやすいものに変え、かつメタルの回収効率を向上することを目的としている。水砕固化した後に、磁選・篩い分け・粉砕工程で、スラグの物理性状を改善する装置を提供しているが、しかしながら、溶融物が溶融状態の時に遡ってスラグの性状を改善する方法について記載されておらず、またメタルの成分等を改善する方法についても記載されていない。
本発明は、溶融物の溶融方法を改善することによって、スラグ、メタルの成分等の性状を改善し、経済価値の高いスラグ、メタルの製造方法および装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための本発明の特徴手段は、次の通りである。
（１）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタルを改質炉に受け、改質炉内の挿入した酸素ランスから酸素を吹き込み、前記メタル中の鉄を酸化させメタル中の鉄をスラグ中に取り込むとともに、前記改質炉に設置したマイクロ波照射装置により前記スラグを加熱して溶融状態を維持し、該溶融状態のスラグ及びメタルを水砕設備に投入して砂状の粒子とし、前記水砕設備の後段に設置した磁選機によりスラグとメタルを分離することを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理方法。
【０００６】
（２）廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰の溶融炉に付設して、該溶融炉から排出した溶融状態のスラグ及びメタルを投入して改質する改質炉を設置し、該改質炉にメタル中の鉄を酸化させる酸素ランスを装入し、改質炉で発生するガスは後段に設置した燃焼炉に導入する排ガス管を設け、改質炉から排出するスラグ及びメタルを砂状の粒子とする水砕設備を配設したことを特徴とする廃棄物溶融スラグの処理装置にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、廃棄物の溶融処理方法の概要について説明する。
廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融処理する場合、溶融炉に助燃剤等の副資材とともに装入し、溶融炉の下部から吹き込まれた空気によって廃棄物及び助燃剤を還元燃焼させ、溶融したスラグ及びメタルは炉下部から排出し、炉上部からは廃棄物の熱分解ガス等からなる発生ガスをガス排出管から排出する。該排出ガスは燃焼炉で未燃分を燃焼させ、ボイラで熱を回収し、集塵機でダストを捕集除去した後、煙突から排気する。
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融したスラグ及びメタルの性状について説明する。スラグはＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＦｅＯ、Ｎａ₂Ｏ等の成分からなり、珪酸ＳｉＯ₂の三次元的網目構造に他の元素が組み込まれた化学的にも物理的にも安定した無機物質である。酸化鉄ＦｅＯについて付言すれば、鉄製品の表面に発生する錆と、スラグ中の酸化鉄とは形態が基本的に異なり、前者は酸化鉄が単独で存在しているため水に溶解したり、剥離・微細化してダスト状になるのに対して、後者はスラグの珪酸の網目構造に組み込まれているため安定で、天然の砂石と同様に風雨に晒されても変化することはない。
【０００９】
一方、メタルは金属のＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ等の合金及び混合物である。金属成分の中でＦｅが最も多く、メタルは磁石に付くために磁選機でスラグとメタルを分離することが可能である。また、スラグとメタルの全体に占めるメタルの混合割合は１０から３０％である。
従来の技術では、廃棄物を溶融した後、水砕固化してスラグとメタルを回収していたが、溶融状態でスラグ、メタルの成分を大幅に調整する方法は採られておらず、品質改善も限られていた。
【００１０】
その解決手段として、本発明は廃棄物及び／又は廃棄物を焼却した灰を溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタル中に酸素を含むガスを吹き込むことによって該メタル中の鉄を酸化することによりスラグ化することを特徴とする。鉄の酸化反応を行わせるためには、スラグおよびメタルを溶融状態に維持する必要があり、温度を１４００℃程度以上に保持する必要がある。鉄の酸化反応によって発熱するが、一方では炉壁からの放散熱等で温度が低下するため、マイクロ波を照射してスラグを加熱する。
【００１１】
スラグの誘電損失は大きく、また高温状態では誘電損失が大きくなり、さらに鉄を酸化して酸化鉄が多くなると、酸化鉄は誘電損失が大きいため効率よく加熱することができる。マイクロ波加熱は、被加熱物を内部から加熱することができるため、電気ヒーター等のように表面から加熱する方式と比較して加熱効率が高い。また、電気アーク式加熱装置の場合は電極が必要であり、電極の交換作業や電極の費用がかかるため運転コストが高い。灯油バーナ等で加熱する場合は燃料を購入する必要があるが、マイクロ波加熱装置で使用する電気は廃棄物が有する発熱量から回収した電気を使用するため、外部からエネルギーを購入する必要がない。
【００１２】
本発明の方法によって、溶融状態のメタル中のＦｅは酸化されてＦｅＯとなり、スラグ中に溶け込み、冷却すると珪酸ＳｉＯ₂の三次元的網目構造に組み込まれ化学的にも物理的にも安定したスラグとなる。
溶融状態のメタルを酸化した時に、Ｆｅより酸化されにくいＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等は金属の状態を維持する。従って、メタル中のＦｅが酸化されて減少することにより、相対的に他のＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃度が増加する。
Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売却することができる。
【００１３】
回収したメタル中のＣｕの濃度が１０〜２０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として利用可能であり、同時に金銀を回収することが可能である。
一方、スラグに関しては、スラグ中のＦｅＯの濃度は従来１〜５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加する。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融点が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下すると、針状スラグが発生しにくい。
また、ＦｅＯが多ければ水砕した場合、緻密で強度の大きいスラグができることが知られている。
【００１４】
以上述べたように本発明の方法によって、メタルは高価で取引可能な成分となり、またスラグの性状を改善することが可能となる。
溶融メタル中の鉄を酸化した後の排ガスには、一酸化炭素等の可燃性のガスと酸化鉄を主成分とするダストが含まれており、そのまま大気中に放出することができない。そのため、該排ガス中の可燃性ガスは溶融炉の発生ガスの燃焼炉へ吹き込んで燃焼させ、ダストは集塵機で捕集除去する。そうすることによって、新たな燃焼炉や集塵機は不要となる。
【００１５】
【実施例】
廃棄物を溶融処理する実施例として、コークスを用いて廃棄物を直接溶融処理する場合を図１に示す。
図１に示すように、溶融炉１の炉上部から、廃棄物及び、副原料としてコークスおよび石灰石が溶融炉１に装入される。廃棄物としては都市ごみを処理した。その都市ごみの性状を表１に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
溶融炉１の下部周辺に設けられた羽口２から空気および酸素が供給される。廃棄物の処理量は５６０ｋｇ／ｈ、コークスおよび石灰石は廃棄物の約６％、空気は５２０Ｎｍ³／ｈ、酸素は３０Ｎｍ³／ｈである。溶融炉に装入された廃棄物およびコークス等は炉内で充填層を形成し、炉下部の羽口２から吹き込まれた空気および酸素により、コークスおよび廃棄物が還元燃焼する。該燃焼ガスは溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼ガスの顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。廃棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、熱分解ガスおよび微細なダストはガス排出管４から排出される。ガス排出管４から排出されたガスは燃焼炉８へ吹き込まれ、空気導入管９から導入された燃焼用の空気によって燃焼し、ボイラ１０で熱を回収した後、集塵機１１でダストを除塵して煙突１２から排気される。
【００１８】
一方、廃棄物の熱分解残渣とコークス、石灰は高温に加熱され炉底部へと下りていき、羽口から吹き込まれた空気および酸素でコークスが燃焼し、熱分解残渣は１３００℃から１４５０℃に加熱され溶融状態となる。炉内の発生ガスのＣＯ濃度は、約１４〜２０％の還元性雰囲気であり、スラグ中の大部分の鉛はガスとなって揮散する。スラグ排出口から排出された溶融状態のスラグは改質炉３に受け、スラグ内部に装入した酸素ランス１５から酸素を１０Ｎｍ³／ｈを吹き込みながら３０分間滞留させ、メタル中のＦｅを酸化させた。改質炉３の上部に設置されたマイクロ波照射装置１８によってスラグを加熱することによって溶融状態を維持することができた。
【００１９】
メタル中のＦｅを酸化した後、溶融状態のスラグおよびメタルは水砕設備５に投入され、砂状の細かい粒子となる。
粒子状のスラグとメタルは掻き上げ装置６によって排出され、湿式磁選機７へ供給されてスラグ１３とメタル１４に分離される。
改質炉３でメタル中の鉄を酸化した後のガスは排ガス管から排出され燃焼炉８へ吹き込まれ、一酸化炭素等の可燃分は燃焼する。
【００２０】
本実施例の方法で製造されたスラグはインターロッキングブロック等のコンクリート２次製品の骨材や土木資材などとして利用可能である。
本実施例によって得たスラグの性状を表２に示す。表２には従来方法、即ち溶融炉１から直接、水砕設備５に投入した場合のスラグも記載している。
スラグの成分のＦｅＯの濃度が従来方法の１％に対して、本実施例の場合は２３．５％と高い。これはメタル中のＦｅが酸化されてスラグ中に取り込まれたためである。物理性状の吸水率（ＪＩＳＡ１１０９細骨材の密度及び吸水率試験方法による）は従来方法が２．５％に対して、実施例１では０．５％と小さくなっており、緻密で強度の高いスラグができている。
【００２１】
また、本実施例のスラグはＦｅＯの濃度が高くなったため溶融状態でのスラグの粘性が低く水飴のように糸を引かないため、スラグの外観も針状スラグが少ないものとなり、建築土木資材として有効利用する場合好ましい性状であった。
本実施例によって得たメタルの性状を表３に示す。表３には、溶融炉１から直接、水砕設備５に投入した従来方法の場合のメタルも記載している。
【００２２】
【表２】

【００２３】
メタルの成分のＣｕの濃度が従来方法の５％に対して、実施例の場合は２５％と高い。また金Ａｕ、銀Ａｇの濃度も各々５１ｇ／ｔ、１５０ｇ／ｔと従来方法と比較して５倍の濃度となっている。これはメタル中のＦｅが酸化されて除かれたためである。Ｃｕが１０〜２０％程度以上であれば銅の精錬工場の原料として利用可能であり、金銀も銅精錬工場で回収することができる。また金の含有量が５０ｇ／ｔというのは、工業的に採掘されている金鉱石よりも高濃度の金を含有しており、経済的価値は大きい。
なお、本実施例ではメタルを磁選分離するためメタル中に鉄が残留する程度に酸素を吹き込んだ。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【発明の効果】
本発明によって、以下の効果を実現することができる。
（１）廃棄物及び、又は廃棄物の焼却灰を溶融した後、該溶融状態のスラグ及びメタルに酸素を含むガスを吹き付けることによって、メタル中の鉄が酸化され、ＦｅＯとなってスラグ中に取り込まれる。その結果、鉄と比較して酸化されにくいＣｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属の濃度が増加する。Ｆｅと比較して、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の非鉄金属は価格が高いため、回収したメタルは高価で売却することができる。回収したメタル中のＣｕの濃度が１０〜２０％以上であれば、銅の精錬工場で原料として利用可能であり、同時に金銀を回収することが可能である。
【００２６】
（２）スラグ中のＦｅＯの濃度は従来１〜５％であるが、メタルを酸化すれば数１０％に増加する。スラグ中のＦｅＯ濃度が増加すると、スラグの融点が低下し粘性が低下する。スラグの粘性が低下すると、水砕処理したスラグが表面張力で球形化して針状スラグが発生しにくいため、土木建築資材として有効利用する場合破砕等の処理が軽減される。
（３）スラグ中の成分でＦｅＯが多ければ水砕した場合、緻密で強度の大きいスラグができるため、土木建築資材として有効利用する場合有利である。
【００２７】
（４）改質炉の上部に設置されたマイクロ波照射装置によってスラグを加熱することによって溶融状態を維持することができた。スラグの誘電損失は大きく、鉄を酸化して酸化鉄が多くなると、酸化鉄は誘電損失が大きいため効率よく加熱することができる。マイクロ波加熱は、被加熱物を内部から加熱することができるため、電気ヒーター等のように表面から加熱する方式と比較して加熱効率が高い。また、電気アーク式加熱装置の場合は電極が消耗するが、マイクロ波加熱方式では電極が不要であるため経済的である。
（５）廃棄物のスラグ、メタルを再資源化することにより、最終処分場が不要となるだけでなく、天然砂の採掘による自然破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１溶融炉
２羽口
３改質炉
４ガス排出管
５水砕設備
６掻き上げ装置
７磁選機
８燃焼炉
９空気導入管
１０ボイラ
１１集塵機
１２煙突
１３スラグ
１４メタル
１５酸素ランス
１６排ガス管
１７スラグ排出口
１８マイクロ波照射装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing slag by directly melting waste such as municipal waste, industrial waste, sludge, etc., and a method and apparatus for producing slag by incinerating the waste once into ash and then melting it. Is.
[0002]
[Prior art]
At present, most of the waste is processed by the incineration method, but the incineration method has a drawback such as requiring a disposal site for incineration ash. Particularly in metropolitan areas, it is difficult to secure a disposal site for incineration ash, and the waste can be directly melted, or the waste incineration ash can be melted to reduce the volume and be recycled. The need to do is increasing.
In order to recycle slag that melts waste, it has physical properties similar to natural sand and crushed stone, and it has high economic value due to the large amount of slag and metal produced. It is necessary to build in. As one of the countermeasures, regarding the melting treatment of waste, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-196352, after the melt is granulated and solidified, it is subjected to magnetic separation, sieving and pulverization. A technique is disclosed in which a metal that is reused as a material and a magnetic deposit is reused in a balance weight of a heavy machine.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-196352 changes the efficiency of metal recovery by changing the needle-shaped or sharp-angled material contained in the crushed and solidified slag into a material that can be easily reused. It aims to improve. We provide a device that improves the physical properties of slag in the magnetic separation, sieving, and pulverization processes after water granulation and solidification, but describes how to improve the slag properties retroactively when the melt is in a molten state. Neither is it described, nor is it described how to improve the metal components.
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing slag and metal having high economic value by improving the properties of slag and metal components by improving the melt melting method.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The characteristic means of the present invention for solving the problem is as follows.
(1) After melting waste and / or ash from which waste is incinerated, the molten slag and metal are received in a reforming furnace, and oxygen is blown from an oxygen lance inserted in the reforming furnace. iron in the metal to oxidize the iron fetches during slag, wherein the microwave irradiation device installed in the reformer slag is heated to maintain the molten state, granulated slag and metal of the molten was charged into the equipment and sand-like particles, waste treatment method of the molten slag characterized that you separate the slag and metal by installing the magnetic separator in the subsequent stage of the water-granulated facilities.
[0006]
( 2 ) A reforming furnace is installed which is attached to a melting furnace for waste and / or ash from which waste is incinerated, and in which molten slag and metal discharged from the melting furnace are introduced and reformed. An oxygen lance that oxidizes iron in the metal is inserted into the smelting furnace, and the gas generated in the reforming furnace is provided with an exhaust gas pipe that is introduced into the combustion furnace installed in the latter stage, and the slag and metal discharged from the reforming furnace are sanded. A waste-melting slag treatment apparatus is provided with a granulating facility for forming particles .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an outline of a waste melting method will be described.
When melting waste and / or ash from which waste is incinerated, it is charged together with auxiliary materials such as a combustor into the melting furnace, and the waste and auxiliary combustor are reduced and combusted by the air blown from the bottom of the melting furnace. The molten slag and metal are discharged from the lower part of the furnace, and the generated gas composed of pyrolysis gas of waste is discharged from the upper part of the furnace from the gas discharge pipe. The exhaust gas burns the unburned portion in a combustion furnace, recovers heat with a boiler, collects and removes dust with a dust collector, and then exhausts it from the chimney.
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The properties of the waste and / or the slag and metal obtained by melting the incinerated ash will be described. Slag is composed of components such as SiO ₂ , CaO, Al ₂ O ₃ , FeO, and Na ₂ O, and is chemically and physically stable with other elements incorporated in the three-dimensional network structure of silicic acid SiO ₂ . It is an inorganic substance. As for iron oxide FeO, rust generated on the surface of iron products and iron oxide in slag are basically different in form, the former is dissolved in water because iron oxide exists alone, The latter is stable because it is incorporated into the slag silicic acid network structure, and it does not change even when exposed to wind and rain like natural sandstone.
[0009]
On the other hand, the metal is a metal alloy such as Fe, Cu, Mn, Ni, Cr, Sn, Pb, Au, or Ag and a mixture thereof. Among metal components, Fe is the most, and since metal attaches to a magnet, it is possible to separate slag and metal with a magnetic separator. Further, the mixing ratio of metal in the entire slag and metal is 10 to 30%.
In the conventional technology, after melting the waste, it was crushed and solidified to recover slag and metal. However, there is no method to greatly adjust the slag and metal components in the molten state, improving quality. Was also limited.
[0010]
As a solution, the present invention oxidizes iron in the metal by blowing waste and / or ash from which the waste is incinerated and then blowing a gas containing oxygen into the molten slag and metal. It is characterized by slag. In order to carry out the oxidation reaction of iron, it is necessary to maintain the slag and metal in a molten state, and it is necessary to maintain the temperature at about 1400 ° C. or higher. Although heat is generated by the oxidation reaction of iron, on the other hand, the temperature decreases due to heat dissipated from the furnace wall, etc., so the microwave is irradiated to heat the slag.
[0011]
The dielectric loss of slag is large, and the dielectric loss becomes large at high temperatures. Further, when iron is oxidized to increase the amount of iron oxide, iron oxide has a large dielectric loss and can be heated efficiently. Since microwave heating can heat an object to be heated from the inside, the heating efficiency is higher than a method of heating from the surface such as an electric heater. Moreover, in the case of an electric arc heating device, an electrode is required, and the operation cost is high because the electrode replacement work and the electrode cost are required. When heating with a kerosene burner, etc., it is necessary to purchase fuel, but since the electricity used in the microwave heating device uses electricity recovered from the calorific value of waste, there is no need to purchase energy from the outside. .
[0012]
By the method of the present invention, Fe in the molten metal is oxidized to FeO, melts into the slag, and is cooled and incorporated into the three-dimensional network structure of silicic acid SiO ₂ , which is chemically and physically stable. It becomes.
When the molten metal is oxidized, Cu, Ni, Au, Ag, etc., which are less likely to be oxidized than Fe, maintain the metal state. Therefore, the concentration of other non-ferrous metals such as Cu, Au, and Ag is relatively increased due to oxidation and reduction of Fe in the metal.
Compared with Fe, nonferrous metals such as Cu, Au, and Ag are expensive, and the recovered metal is expensive and can be sold.
[0013]
If the concentration of Cu in the recovered metal is 10 to 20% or more, it can be used as a raw material in a copper refining factory, and at the same time, gold and silver can be recovered.
On the other hand, regarding the slag, the concentration of FeO in the slag is conventionally 1 to 5%, but increases to several tens of percent if the metal is oxidized. When the FeO concentration in the slag increases, the melting point of the slag decreases and the viscosity decreases. If the viscosity of the slag decreases, acicular slag is less likely to occur.
In addition, it is known that if there is a large amount of FeO, a dense and strong slag can be formed when water granulated.
[0014]
As described above, according to the method of the present invention, metal becomes an expensive and tradeable component, and the properties of slag can be improved.
The exhaust gas after oxidizing the iron in the molten metal contains a combustible gas such as carbon monoxide and dust mainly composed of iron oxide, and cannot be directly released into the atmosphere. Therefore, the combustible gas in the exhaust gas is blown into the combustion furnace of the gas generated in the melting furnace and burned, and the dust is collected and removed by a dust collector. By doing so, no new combustion furnace or dust collector is required.
[0015]
【Example】
As an example of melting the waste, FIG. 1 shows a case where the waste is directly melted using coke.
As shown in FIG. 1, waste and coke and limestone as auxiliary materials are charged into the melting furnace 1 from the upper part of the melting furnace 1. Municipal waste was treated as waste. Table 1 shows the characteristics of municipal waste.
[0016]
[Table 1]

[0017]
Air and oxygen are supplied from a tuyere 2 provided around the lower part of the melting furnace 1. About 6% of the throughput of waste 560 kg / h, coke and limestone waste, air is 520 nm ³ / h, oxygen 30 Nm ³ / h. Waste, coke and the like charged in the melting furnace form a packed bed in the furnace, and coke and waste are reduced and burned by air and oxygen blown from the tuyere 2 at the lower part of the furnace. The combustion gas rises in the melting furnace from the bottom of the furnace, and waste is preheated, dried, and thermally decomposed by sensible heat of the combustion gas. Water vapor, pyrolysis gas and fine dust generated in the process of drying and pyrolysis of waste are discharged from the gas discharge pipe 4. The gas discharged from the gas discharge pipe 4 is blown into the combustion furnace 8, burned by the combustion air introduced from the air introduction pipe 9, recovered the heat with the boiler 10, and then removed the dust with the dust collector 11. It is exhausted from the chimney 12.
[0018]
On the other hand, waste pyrolysis residue, coke and lime are heated to a high temperature and go down to the bottom of the furnace. The coke burns with air and oxygen blown from the tuyere, and the pyrolysis residue is increased from 1300 ° C to 1450 ° C. It is heated and melted. The CO concentration of the generated gas in the furnace is a reducing atmosphere of about 14 to 20%, and most of the lead in the slag is vaporized as a gas. The molten slag discharged from the slag discharge port is received by the reforming furnace 3, and oxygen is retained for 30 minutes while blowing 10 Nm ³ / h from the oxygen lance 15 charged inside the slag to oxidize Fe in the metal. It was. The molten state could be maintained by heating the slag by the microwave irradiation device 18 installed in the upper part of the reforming furnace 3.
[0019]
After the Fe in the metal is oxidized, the molten slag and metal are put into the granulation facility 5 and become fine sandy particles.
Particulate slag and metal are discharged by a scraping device 6, supplied to a wet magnetic separator 7, and separated into slag 13 and metal 14.
The gas after the iron in the metal is oxidized in the reforming furnace 3 is discharged from the exhaust pipe and blown into the combustion furnace 8, and combustible components such as carbon monoxide are combusted.
[0020]
The slag produced by the method of the present embodiment can be used as an aggregate or civil engineering material for a secondary concrete product such as an interlocking block.
Table 2 shows the properties of the slag obtained in this example. Table 2 also shows the slag in the conventional method, that is, when the water granulation equipment 5 is directly fed from the melting furnace 1.
The concentration of FeO as a component of the slag is as high as 23.5% in the present embodiment, compared with 1% in the conventional method. This is because Fe in the metal is oxidized and taken into the slag. The water absorption rate of physical properties (according to JIS A1109 fine aggregate density and water absorption test method) is 2.5% in the conventional method, and 0.5% in Example 1, which is dense and strong. High slag is made.
[0021]
In addition, since the slag of this example has a high FeO concentration, the viscosity of the slag in the melted state is low and does not draw yarn like a water tank, so the appearance of the slag is also less acicular slag, as a construction civil engineering material It was a favorable property for effective use.
Table 3 shows the properties of the metal obtained in this example. Table 3 also shows the metal in the case of the conventional method that is directly supplied from the melting furnace 1 to the water granulation facility 5.
[0022]
[Table 2]

[0023]
The concentration of Cu, which is a metal component, is as high as 25% in the embodiment compared to 5% in the conventional method. Further, the concentrations of gold Au and silver Ag are 51 g / t and 150 g / t, respectively, which are five times the concentration of the conventional method. This is because Fe in the metal was oxidized and removed. If Cu is about 10 to 20% or more, it can be used as a raw material for a copper refining factory, and gold and silver can also be recovered at the copper refining factory. The gold content of 50 g / t contains a higher concentration of gold than industrially mined gold ore, and has a high economic value.
In this example, oxygen was blown to such an extent that iron remained in the metal in order to perform magnetic separation of the metal.
[0024]
[Table 3]

[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be realized.
(1) After melting the waste and / or incineration ash of the waste, by blowing a gas containing oxygen to the molten slag and metal, the iron in the metal is oxidized and becomes FeO in the slag It is captured. As a result, the concentration of non-ferrous metals such as Cu, Au, and Ag that are less likely to be oxidized than iron increases. Compared with Fe, nonferrous metals such as Cu, Au, and Ag are expensive, and the recovered metal is expensive and can be sold. If the concentration of Cu in the recovered metal is 10 to 20% or more, it can be used as a raw material in a copper refining factory, and at the same time, gold and silver can be recovered.
[0026]
(2) The concentration of FeO in the slag is conventionally 1 to 5%, but increases to several tens of percent if the metal is oxidized. When the FeO concentration in the slag increases, the melting point of the slag decreases and the viscosity decreases. When the viscosity of the slag decreases, the crushed slag is spheroidized due to surface tension, and needle-like slag is less likely to be generated. Therefore, when it is effectively used as a civil engineering building material, processing such as crushing is reduced.
(3) If the component in the slag is high in FeO, when it is granulated, a dense and strong slag can be formed, which is advantageous when it is effectively used as a civil engineering and building material.
[0027]
(4) The molten state could be maintained by heating the slag with a microwave irradiation device installed in the upper part of the reforming furnace. The dielectric loss of slag is large, and when iron is oxidized to increase the amount of iron oxide, iron oxide has a large dielectric loss and can be heated efficiently. Since microwave heating can heat an object to be heated from the inside, the heating efficiency is higher than a method of heating from the surface such as an electric heater. In the case of an electric arc type heating device, the electrode is consumed, but in the microwave heating method, the electrode is unnecessary, so that it is economical.
(5) By recycling waste slag and metal, not only the final disposal site becomes unnecessary, but also natural destruction due to mining of natural sand can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2 Tuyere 3 Reforming furnace 4 Gas discharge pipe 5 Granulation equipment 6 Scraping device 7 Magnetic separator 8 Combustion furnace 9 Air introduction pipe 10 Boiler 11 Dust collector 12 Chimney 13 Slag 14 Metal 15 Oxygen lance 16 Exhaust pipe 17 Slag Discharge port 18 Microwave irradiation device

Claims

After melting the waste and / or the ash resulting from the incineration of the waste, the molten slag and metal are received by the reforming furnace, oxygen is blown from the oxygen lance inserted in the reforming furnace, and the iron in the metal is fetches in the slag to iron in the metal is oxidized, wherein the microwave irradiation device installed in the reformer slag is heated to maintain the molten state, charged with slag and metal of the molten state granulated facilities and a sand-like particles, waste treatment method of the molten slag characterized that you separate the slag and metal by installing the magnetic separator in the subsequent stage of the water-granulated facilities.

A waste and / or waste incinerated ash melting furnace is attached to the furnace, and a reforming furnace for reforming by introducing molten slag and metal discharged from the melting furnace is installed in the reforming furnace. An oxygen lance that oxidizes iron in the metal is inserted, and the gas generated in the reforming furnace is provided with an exhaust pipe that is introduced into the combustion furnace installed in the latter stage, and the slag and metal discharged from the reforming furnace are sand-like particles An apparatus for treating waste molten slag, characterized in that a water granulating facility is provided .