JP4515214B2 - 溶融スラグの処理方法。 - Google Patents
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Description
本発明は、溶融スラグに含まれているアルミニウムを効果的に除去し、あるいは無害化することにより、スラグの有効利用に資するものである。
(1)請求項1、2記載の発明によれば、溶融スラグに含まれているアルミニウムを効果的に除去するとともに、細粒に残留したアルミニウムの無害化を図ることができる。
(2)請求項3記載の発明によれば、一層のアルミニウムの無害化を図ることができる。
(3)請求項4記載の発明によれば、磁性のある鉄などの金属を除去することができる。
(4)請求項5記載の発明によれば、破砕処理により金属分と強度的に脆いスラグとを効果的に分離できるので、アルミニウムの篩い分けによる分別が容易になる。
(5)請求項6記載の発明によれば、アルミニウムを化学的に処理するに好適な条件を提供することができる。
(6)請求項7、8記載の発明によれば、篩い分けによって得られた粗粒の比率に応じて溶融炉の運転条件または溶融炉に投入する被溶融物の性状を変更することにより、溶融スラグ中のアルミニウムの比率を変更し、工業的に利用価値の高い細粒の比率を高めることができる。
ストーカ式焼却炉1に通常の可燃ごみを投入し、焼却後に排出された焼却灰を電気式溶融炉15で1300℃で溶融し、排出された溶融スラグに対して水を噴霧することにより水砕後、磁選処理および破砕処理を施して磁性金属を除去したスラグ由来の固化物を得た。そのスラグ由来の固化物の粒度別のアルミニウム含有量は表12のとおりである。
a.溶融温度の上昇による篩い上の粗粒の比率の低下
溶融炉15の溶融温度を1350℃として運転し、排出された溶融スラグに対して水を噴霧することにより水砕後、磁選処理および破砕処理を施して磁性金属を除去したスラグ由来の固化物を得ると、そのスラグ由来の固化物の粒度別のアルミニウム含有量は表13のようになった。
b.被溶融物の炉内滞留時間の延長による篩い上の粗粒の比率の低下
また、被溶融物の溶融炉15内の滞留時間を長くすることによっても、溶融スラグ中のアルミニウム量を減少させることが可能である。すなわち、炉内滞留時間を長くすることにより、溶融スラグ中のアルミニウムは酸素、窒素、炭素等と反応して酸化物、窒化物、炭化物となり、無害化されるため、溶融スラグ中のアルミニウム量を減少させることができる。そのためには、コントローラー40からライン41と47を経てコントローラー14に対して、被溶融物の溶融炉15内の滞留時間を長くするように指示する電気信号を送信することによって、篩い上の粗粒の回収量を低減することが期待できる。例えば、溶融炉15に対して一定量の被溶融物が投入されている場合、溶融炉15から排出される溶融スラグの量を減少するように制御すれば、被溶融物の溶融炉15内の滞留時間を長くすることができる。
c.焼却炉に投入する不燃物投入量の減少による篩い上の粗粒の比率の低下
振動篩31の篩い下(非磁化物を含む細粒スラグ)の重量を計量器33b(図2)により連続的に計量し、この篩い下の細粒の重量と計量器33aで計量される篩い上の粗粒の重量とをコントローラー40で比較し、篩い上の粗粒の重量が規定値を超えた場合、コントローラー40からライン41を経てコントローラー6に対して、ストーカ式焼却炉1に対する不燃物の投入量を減少し、可燃物の投入量を増加するように指示する電気信号が送信される。その信号はライン42を経て不燃物投入ホッパー2に不燃物の投入量を減少するように指令を出すとともに、ライン43を経て可燃物投入ホッパー3に可燃物の投入量を増加するように指令を出す。不燃物は上記したように、アルミニウムを比較的多く含む材料からなるので、不燃物の投入量を減少することで、溶融スラグ中のアルミニウム量が減少し、篩い上の粗粒の回収量を低減することが期待できる。
d.溶融炉に投入する焼却灰に対する焼却飛灰の比率を高めることによる篩い上の粗粒の比率の低下
上記したように、焼却飛灰中のアルミニウムの含有量は焼却灰中のアルミニウムの含有量に比べて極めて少ないので、溶融炉1に投入される焼却灰の比率を低下し、焼却飛灰の比率を高めるために、コントローラー10によりホッパー5からの焼却飛灰の切り出し量を増加し、コントローラー9によりホッパー4からの焼却灰の切り出し量を減少するように制御することで、溶融スラグ中のアルミニウム量が減少し、篩い上の粗粒の回収量を低減することが期待できる。
表2に示す粒度分布を有するスラグ由来の固化物と砕砂について、JIS TR A 0016 (コンクリート用溶融スラグ細骨材)で定義される膨張率の試験結果と、骨材の全量を表2に示す粒度分布を有するスラグ由来の固化物または砕砂に置換したモルタルの圧縮強度試験結果を、それぞれ表14と表15に示す。
2 不燃物投入ホッパー
3 可燃物投入ホッパー
4 焼却灰貯留ホッパー
5 焼却飛灰貯留ホッパー
6 コントローラー
7 スクリューコンベヤ
8 スクリューコンベヤ
9 コントローラー
10 コントローラー
11 コンベヤ
12 ホッパー
13 スクリューコンベヤ
14 コントローラー
15 溶融炉
16 コントローラー
17 水砕水槽
18 水
19 固化物
20 コンベヤ
21 磁選機
22 固定磁石
22 磁選機ドラム
24 スクレーパ
25 ガイド板
26 ガイド板
27 排出口
28 容器
29 排出口
30 衝撃式破砕機
31 振動篩
32 散水装置
33a 計量器
33b 計量器
34 水槽
40 コントローラー
41 電気信号ライン
42 電気信号ライン
43 電気信号ライン
44 電気信号ライン
45 電気信号ライン
46 電気信号ライン
47 電気信号ライン
Claims (8)
- 可燃物および不燃物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰及び/又は焼却飛灰を溶融する溶融炉から排出されるスラグ分とアルミニウムを含む金属分からなる溶融スラグを水砕固化して固化物を生成し、その固化物を粒径によって粗粒と細粒に篩い分けする溶融スラグの処理方法であって、上記固化物に水を注ぎつつ篩い分けを行うことによって得た篩い下の細粒にpHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を注ぐことを特徴とする溶融スラグの処理方法。
- 可燃物および不燃物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰及び/又は焼却飛灰を溶融する溶融炉から排出されるスラグ分とアルミニウムを含む金属分からなる溶融スラグを水砕固化して固化物を生成し、その固化物を粒径によって粗粒と細粒に篩い分けする溶融スラグの処理方法であって、上記固化物にpHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を注ぎつつ篩い分けを行うことを特徴とする溶融スラグの処理方法。
- 篩い分けによって得た細粒にpHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を注ぐことを特徴とする請求項2記載の溶融スラグの処理方法。
- 磁選処理後に篩い分けを行うことを特徴とする請求項1、2または3記載の溶融スラグの処理方法。
- 磁選処理の前または後であって篩い分け前に破砕処理を行うことを特徴とする請求項4記載の溶融スラグの処理方法。
- pHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を溶融スラグの全量に対して5〜300重量%注ぐことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の溶融スラグの処理方法。
- 可燃物および不燃物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰、焼却飛灰または焼却灰と焼却飛灰の混合物を溶融する溶融炉から排出されるスラグ分とアルミニウムを含む金属分からなる溶融スラグを水砕固化して固化物を生成し、その固化物に水を注ぎつつ粒径によって粗粒と細粒に篩い分けし、篩い下の細粒にpHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を注ぐ溶融スラグの処理方法であって、篩い分けによって得られた粗粒の比率に応じて、溶融炉の溶融温度を上昇させること、被溶融物の溶融炉内の滞留時間を長くすること、焼却炉に投入する不燃物の投入量を減少させること、溶融炉に投入する焼却灰の比率を下げ、焼却飛灰の比率を高めることの中のすくなくとも1つの操作を実行することを特徴とする溶融スラグの処理方法。
- 可燃物および不燃物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰、焼却飛灰または焼却灰と焼却飛灰の混合物を溶融する溶融炉から排出されるスラグ分とアルミニウムを含む金属分からなる溶融スラグを水砕固化して固化物を生成し、その固化物にpHが10〜13の水酸化カルシウム、酸化カルシウムまたは水酸化ナトリウム水溶液を注ぎつつ粒径によって粗粒と細粒に篩い分けし、篩い分けによって得られた粗粒の比率に応じて、溶融炉の溶融温度を上昇させること、被溶融物の溶融炉内の滞留時間を長くすること、焼却炉に投入する不燃物の投入量を減少させること、溶融炉に投入する焼却灰の比率を下げ、焼却飛灰の比率を高めることの中のすくなくとも1つの操作を実行することを特徴とする溶融スラグの処理方法。
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