JP5172728B2 - Cement manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、セメント製造方法及び製造装置に関し、特に、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気したガスに含まれるダストから鉛等の重金属類を分離する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a cement manufacturing method and a manufacturing apparatus, and in particular, from dust contained in gas extracted from a kiln exhaust gas passage from a kiln bottom of a cement kiln to a lowermost cyclone, lead, etc. The present invention relates to a method and apparatus for separating heavy metals.

従来、セメント中の鉛(Pb)は固定化されるため、土壌への溶出はないと考えられてきた。しかし、近年のセメント製造におけるリサイクル資源の活用量の増加に伴い、セメント中の鉛の量も増加し、これまでの含有量を大幅に上回りつつある。濃度増加に伴い土壌への溶出の危険性が増加する虞もあるため、セメント中の鉛濃度をこれまでの含有量程度まで低減する技術が必要である。   Conventionally, since lead (Pb) in cement is immobilized, it has been considered that there is no elution into soil. However, as the amount of recycled resources used in cement production has increased in recent years, the amount of lead in cement has also increased, and its content has been greatly exceeded. Since there is a possibility that the risk of leaching into the soil increases with increasing concentration, a technique for reducing the lead concentration in the cement to the conventional content level is necessary.

また、近年、廃棄物のセメント原料化又は燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルンに持ち込まれる塩素、硫黄、アルカリ等の揮発成分も増加し、それに伴い塩素バイパスダストの発生量も増加している。塩素バイパスダストは、セメント粉砕工程で利用しているが、その発生量の増加や、鉛を含む重金属類のセメント許容濃度の超過が予想されることから、余剰となる塩素バイパスダストの処理法やセメント製造工程からの重金属の除去・回収法の開発が求められていた。   In recent years, the recycling of wastes into cement raw materials or fuels has been promoted, and as the amount of waste processed increases, the amount of volatile components such as chlorine, sulfur, and alkali brought into the cement kiln also increases. The amount of bypass dust is also increasing. Chlorine bypass dust is used in the cement crushing process, but it is expected that the generation amount will increase and the allowable cement concentration of heavy metals including lead will be exceeded. There was a need to develop a method for removing and recovering heavy metals from the cement manufacturing process.

そこで、例えば、特許文献1には、セメント製造工程に供給される廃棄物中の塩素分及び鉛分を効果的に分離除去するため、廃棄物の水洗工程と、ろ別した固形分のアルカリ溶出工程と、このろ液から鉛を沈澱させて分離する脱鉛工程と、脱鉛したろ液からカルシウムを沈澱させて分離する脱カルシウム工程と、ろ液を加熱して塩化物を析出させて分離回収する塩分回収工程とを有する廃棄物の処理方法が開示されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, in order to effectively separate and remove chlorine and lead in the waste supplied to the cement manufacturing process, the waste water washing step and the filtered solid alkali elution A step, a deleading step for precipitating and separating lead from the filtrate, a decalcifying step for precipitating and separating calcium from the deleaded filtrate, and heating the filtrate to precipitate chlorides for separation Disclosed is a waste processing method including a salinity recovery step.

また、特許文献2には、飛灰等の廃棄物から鉛及び亜鉛を分別して除去するにあたって、カルシウムイオンを含む溶液を混合してスラリーを得た後、固液分離して、亜鉛を含む固形分と、鉛を含む水溶液とを得る工程と、鉛を含む水溶液に硫化剤を添加した後、固液分離して、硫化鉛と、カルシウムイオンを含む溶液とを得る工程等を含む廃棄物の処理方法が記載されている。   Further, in Patent Document 2, in separating and removing lead and zinc from waste such as fly ash, a solution containing calcium ions is mixed to obtain a slurry, followed by solid-liquid separation to obtain a solid containing zinc. And a step of obtaining an aqueous solution containing lead, a step of obtaining a solution containing lead sulfide and calcium ions by solid-liquid separation after adding a sulfurizing agent to the aqueous solution containing lead, etc. A processing method is described.

さらに、特許文献3には、セメント製造工程からセメントキルン燃焼ガスの一部を抽気し、抽気した燃焼ガスに含まれるダストを集塵し、タリウム、鉛、セレンから選択される1つ以上を除去又は回収することを特徴とするセメント製造工程からの重金属除去・回収方法が記載されている。   Further, Patent Document 3 extracts a part of the cement kiln combustion gas from the cement manufacturing process, collects dust contained in the extracted combustion gas, and removes one or more selected from thallium, lead, and selenium. Alternatively, a method for removing and recovering heavy metals from a cement manufacturing process characterized by recovering is described.

また、特許文献4には、セメントキルンの窯尻の燃焼ガスのO2濃度を5%以下及び/又はCO濃度を1000ppm以上に制御することで、セメントキルン内の原料温度が800〜1100℃の領域を還元雰囲気化して鉛の揮発を促進し、その上で、セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気して燃焼ガスに含まれるダストを集塵し、集塵したダストから鉛を回収する鉛除去方法が記載されている。 Patent Document 4 discloses that the raw material temperature in the cement kiln is 800 to 1100 ° C. by controlling the O 2 concentration of the combustion gas in the kiln bottom of the cement kiln to 5% or less and / or the CO concentration to 1000 ppm or more. Lead in which the area is reduced to promote volatilization of lead, and then a part of the combustion gas in the cement kiln is extracted to collect the dust contained in the combustion gas and to recover the lead from the collected dust A removal method is described.

特開2003−1218号公報JP 2003-1218 A 特開2003−201524号公報JP 2003-201524 A 特開2006−347794号公報JP 2006-347794 A 国際公開2008/050678号パンフレットInternational Publication 2008/050678 Pamphlet

しかし、上記特許文献1〜3に記載の方法においては、塩素バイパスダスト等に含まれる鉛等の重金属類を除去しているが、塩素バイパスダストを通じて系外に除去される重金属類の割合は、全体の30%程度に過ぎず、たとえ、塩素バイパスダスト中の重金属類を100%除去したとしても、残りの70%程度は、依然としてセメントキルンで製造されるクリンカに取り込まれるため、セメントの重金属類含有率を低下させるのは容易ではない。そこで、セメントキルン内の重金属類の揮発を促進し、塩素バイパスダスト等への重金属類の濃縮率を高めることが重要である。   However, in the methods described in Patent Documents 1 to 3, heavy metals such as lead contained in the chlorine bypass dust are removed, but the ratio of heavy metals removed out of the system through the chlorine bypass dust is: Only about 30% of the total, even if 100% of the heavy metals in the chlorine bypass dust are removed, the remaining 70% is still taken up by the clinker manufactured in the cement kiln. It is not easy to reduce the content. Therefore, it is important to promote the volatilization of heavy metals in the cement kiln and increase the concentration rate of heavy metals in chlorine bypass dust.

ここで、重金属類の揮発技術には、塩化揮発法と還元揮発法が知られている。しかし、一般的に行われる塩化揮発法をセメント焼成工程に適用すると、セメント製造において常識的な量を遙かに上回る量の塩素を投入する必要がある。一方、還元揮発法を適用するのは、セメントの色が黄色を呈することとなるため、セメントの品質面で問題となる。   Here, a chlorination volatilization method and a reduction volatilization method are known as heavy metal volatilization techniques. However, if the chlorination volatilization method that is generally performed is applied to the cement firing step, it is necessary to input a much larger amount of chlorine than a common amount in cement production. On the other hand, the application of the reduction volatilization method is problematic in terms of cement quality because the color of the cement is yellow.

また、特許文献4に記載の方法においては、重金属類の揮発率を上昇させるため、セメントキルンの窯尻部の酸素濃度を抑え、COガスを発生させるような雰囲気を形成するが、この場合、セメントキルン燃焼ガスに含まれるダストを集塵するための電気集塵機の爆発や、ダイオキシン類のような有害物質の発生する虞があるという問題がある。   Further, in the method described in Patent Document 4, in order to increase the volatilization rate of heavy metals, the oxygen concentration in the kiln bottom of the cement kiln is suppressed, and an atmosphere that generates CO gas is formed. There is a problem that there is a risk of explosion of an electric dust collector for collecting dust contained in cement kiln combustion gas and generation of harmful substances such as dioxins.

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメントの品質に影響を与えることなく、セメント製造装置の安全性も確保し、環境負荷を増加させることなく、セメント製造工程から重金属類を効率よく分離することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the conventional technology described above, and does not affect the quality of the cement, ensures the safety of the cement manufacturing apparatus, and does not increase the environmental load. The purpose is to efficiently separate heavy metals from the cement manufacturing process.

上記目的を達成するため、本発明は、セメント製造方法であって、固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質とを混合して造粒し、該造粒物を、セメントキルンのキルン中間から、該セメントキルンに付設されているプレヒータの最下段サイクロンまでの区間に供給し、該セメントキルンの窯尻から前記最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、該燃焼ガスに含まれるダストを集塵し、該集塵したダストから重金属類を分離することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is a cement manufacturing method, comprising mixing a substance containing fixed carbon and a substance containing chlorine, and granulating the granulated product, with the intermediate of the kiln in the cement kiln. From the kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom of the cement kiln to the lowermost cyclone, and extracting a part of the combustion gas from the kiln bottom of the cement kiln to the lowermost cyclone. , Collecting dust contained in the combustion gas, and separating heavy metals from the collected dust.

そして、本発明によれば、セメントキルンのキルン中間から、該セメントキルンに付設されているプレヒータの最下段サイクロンの区間から、固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質との混合造粒物を供給することにより、キルン内での重金属類の揮発率を高め、また、セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気する位置での重金属類の濃縮率を高めることができる。そのため、セメントキルンの燃焼ガスの一部を抽気する際に、その燃焼排ガスに同伴して抽気される重金属類が増加するため、塩素バイパスダスト等で効率よく重金属を回収することが可能になる。ここで、固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質とを混合した造粒物を用いることで、セメントキルン内等の重金属類の効率的な揮発、濃縮ができる目標位置、温度範囲900℃〜1300℃への固定炭素と塩素分の両方の供給が可能となり、重金属の揮発率を高く維持するとともに、燃焼ガスの一部を抽気する位置での重金属類の濃縮率を高めることができる。さらに、セメント製造装置の安全性も確保し、環境負荷を増加させることなく実施することが可能になる。   And according to the present invention, from the middle of the kiln of the cement kiln, the mixed granulated product of the substance containing fixed carbon and the substance containing chlorine content from the lowermost cyclone section of the preheater attached to the cement kiln Thus, the volatilization rate of heavy metals in the kiln can be increased, and the concentration rate of heavy metals at the position where a part of the combustion gas of the cement kiln is extracted can be increased. Therefore, when a part of the combustion gas of the cement kiln is extracted, heavy metals extracted along with the combustion exhaust gas increase, so that heavy metals can be efficiently recovered with chlorine bypass dust or the like. Here, by using a granulated material in which a substance containing fixed carbon and a substance containing chlorine are used, a target position and a temperature range of 900 ° C. that can efficiently volatilize and concentrate heavy metals in a cement kiln and the like. Both fixed carbon and chlorine content can be supplied to ˜1300 ° C., and the volatilization rate of heavy metals can be maintained high, and the concentration rate of heavy metals at a position where a part of the combustion gas is extracted can be increased. Furthermore, the safety of the cement manufacturing apparatus can be ensured, and it can be carried out without increasing the environmental load.

上記セメント製造方法において、前記造粒物を粒径5mm以上50mm以下に調整した後、前記区間に供給することができる。これによって、セメント製造工程からの重金属回収・除去を促進することが可能になる。   In the cement manufacturing method, the granulated product can be supplied to the section after adjusting the particle size to 5 mm or more and 50 mm or less. This makes it possible to promote heavy metal recovery / removal from the cement manufacturing process.

また、上記セメント製造方法において、前記固定炭素を含む物質を、コークス、石炭、無煙炭、瀝青炭、褐炭、黒鉛、木炭、ミックスコークス、ファインコークス、活性コークス、電極くず、廃トナー、重油灰及びフライアッシュに含まれる未燃カーボンの各々0.1μm以上1mm以下の微粉、並びに難燃性プラスチック、フェノール樹脂、フラン樹脂、熱硬化性樹脂及びセルロースの各々炭化物の0.1μm以上1mm以下の微粉からなる群より選択される1又は2以上とすることができる。   In the cement manufacturing method, the substance containing fixed carbon may be coke, coal, anthracite, bituminous coal, lignite, graphite, charcoal, mixed coke, fine coke, activated coke, electrode scrap, waste toner, heavy oil ash and fly ash. A group consisting of fine powders of 0.1 μm to 1 mm each of unburned carbon contained in the powder, and fine powders of 0.1 μm to 1 mm of each of the carbides of flame retardant plastic, phenol resin, furan resin, thermosetting resin and cellulose It can be 1 or 2 or more selected.

さらに、上記セメント製造方法において、前記塩素分を含む物質をNaCl、KCl、CaCl2等のアルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、FeCl2、CuCl2等の金属塩化物、含塩素廃プラスチック、塩化ビニル、都市ごみ焼却灰、浚渫土、廃自動車シュレッダーダストからなる群より選択される1又は2以上とすることができる。 Further, in the above cement manufacturing method, the substance containing chlorine is selected from alkali metal chlorides such as NaCl, KCl, and CaCl 2 , alkaline earth metal chlorides, metal chlorides such as FeCl 2 and CuCl 2 , and chlorine-containing waste plastics. 1 or 2 or more selected from the group consisting of vinyl chloride, municipal waste incineration ash, dredged clay, and scrapped car shredder dust.

また、本発明は、セメント製造装置であって、固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質とを混合して造粒する造粒装置と、セメントキルンのキルン中間から、該セメントキルンに付設されているプレヒータの最下段サイクロンまでの区間から前記造粒装置で造粒された造粒物を供給する供給装置と、該セメントキルンの窯尻から前記最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置と、該抽気装置によって抽気された燃焼ガスに含まれるダストを集塵する集塵装置と、該集塵装置によって集塵されたダストから重金属類を分離する重金属類分離装置とを備えることを特徴とする。本発明によれば、上述の発明と同様に、セメント製造装置の安全性を確保し、環境負荷を増加させることなく、効率よく重金属類を回収することができる。   The present invention also relates to a cement manufacturing apparatus comprising a granulating apparatus for mixing and granulating a substance containing fixed carbon and a substance containing chlorine, and a cement kiln attached to the cement kiln from the middle of the kiln. A supply device for supplying the granulated material granulated by the granulation device from the section of the preheater to the lowermost cyclone, and a kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom of the cement kiln to the lowermost cyclone An extraction device for extracting a part of the combustion gas, a dust collector for collecting dust contained in the combustion gas extracted by the extraction device, and separating heavy metals from the dust collected by the dust collector And a heavy metal separation device. According to the present invention, similarly to the above-described invention, it is possible to ensure the safety of the cement manufacturing apparatus and efficiently recover heavy metals without increasing the environmental load.

以上のように、本発明によれば、セメントの品質に影響を与えることなく、セメント製造装置の安全性も確保し、環境負荷を増加させることなく、セメント製造工程から重金属類を効率よく分離することができる。   As described above, according to the present invention, heavy metals are efficiently separated from a cement manufacturing process without affecting the cement quality, ensuring the safety of the cement manufacturing apparatus, and increasing the environmental load. be able to.

本発明にかかるセメント製造装置の一実施の形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the cement manufacturing apparatus concerning this invention. セメントキルンに付設される塩素バイパス装置の全体構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole structure of the chlorine bypass apparatus attached to a cement kiln. 本発明にかかるセメント製造装置の実施例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the Example of the cement manufacturing apparatus concerning this invention.

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、固定炭素を含む物質として重油灰を用い、塩素分を含む物質として自動車シュレッダーダスト(以下、「ASR」という)を用い、重金属の一つである鉛を分離する場合を例にとって説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, heavy oil ash is used as a substance containing fixed carbon, and automobile shredder dust (hereinafter referred to as “ASR”) is used as a substance containing chlorine to separate lead, which is one of heavy metals. Will be described as an example.

図1は、本発明にかかるセメント製造装置の一実施の形態を示し、このセメント製造装置1は、重油灰とASRと水とを混練/混合する混練/混合機2と、混練/混合した原料を造粒する造粒機3と、造粒された造粒物(以下、「ペレット」という)Pを乾燥させる乾燥機4と、乾燥物(以下、「乾燥ペレット」という)Dをセメントキルン(以下、「キルン」と略称する)7のキルン中間から、キルン7に付設されているプレヒータの最下段サイクロ8ンまでの区間(本実施形態では窯尻7aから)に投入するための投入装置5等を備える。   FIG. 1 shows an embodiment of a cement production apparatus according to the present invention. This cement production apparatus 1 includes a kneading / mixing machine 2 for kneading / mixing heavy oil ash, ASR and water, and a kneaded / mixed raw material. A granulator 3 for granulating, a dryer 4 for drying the granulated product (hereinafter referred to as “pellet”) P, and a dried product (hereinafter referred to as “dry pellet”) D for cement kiln ( (Hereinafter abbreviated as “kiln”) 7 to the section (from the kiln bottom 7a in this embodiment) from the middle of the kiln 7 to the lowest cyclone 8 of the preheater attached to the kiln 7 Etc.

混練/混合機2は、重油灰に水を添加して造粒に必要な粘性を得るとともに、重油灰とASRとを混合するために備えられ、例えば、コンティニュアスニーダーやパグミキサー、レディゲミキサー、プロシェアミキサー等のバッチ式、連続式の混練/混合機を用いることができる。尚、バッチ式の混練/混合機を用いる場合には、造粒機3への供給を一定に保つための装置を設ける。   The kneading / mixing machine 2 is provided to add water to heavy oil ash to obtain viscosity necessary for granulation and to mix heavy oil ash and ASR. For example, a kneader / mixer 2 A batch type or continuous type kneading / mixing machine such as a mixer or a pro-shear mixer can be used. In addition, when using a batch type kneading / mixing machine, an apparatus for keeping the supply to the granulator 3 constant is provided.

造粒機3は、混練/混合機2からの混練/混合物Mを造粒してペレットPとするために備えられ、例えば、押出式(ディスクペレッタ、プレスペレッタ等)、圧縮式(タブレットマシーン、ブリケットマシーン等)、転動式(パンペレタイザー等)を用いることができる。   The granulator 3 is provided for granulating the kneaded / mixture M from the kneading / mixing machine 2 into pellets P. For example, an extruding type (disc pelleter, press pelleter, etc.), a compression type (tablet machine, Briquette machine etc.) and rolling type (pan pelletizer etc.) can be used.

乾燥機4は、ペレットPを乾燥させてハンドリング性を向上させるために設けられ、キルン7やプレヒータの排ガス、クリンカクーラの排ガス、塩素バイパスの排ガス等を利用してペレットPを乾燥させることができる。尚、ペレットPの強度が十分な場合には、乾燥機4を省略することができる。   The dryer 4 is provided in order to dry the pellets P and improve the handling properties, and can dry the pellets P using the kiln 7 or preheater exhaust gas, clinker cooler exhaust gas, chlorine bypass exhaust gas, or the like. . If the strength of the pellet P is sufficient, the dryer 4 can be omitted.

投入装置5には、ベルトフィーダー、エプロンフィーダー、振動フィーダーのような定量的に投入できる装置を用い、キルン7にはシュート6より乾燥ペレットDを自然に落下投入してもよく、空気等を利用して窯尻7aからキルン7の内部に噴出してもよく、キルン7の胴体部より投入することもできる。また、造粒機3での造粒量を固定することができるのであれば、造粒機3からキルン7の内部に直接ペレットPを投入することもできる。   The feeding device 5 uses a device capable of quantitative feeding such as a belt feeder, an apron feeder, and a vibration feeder, and the kiln 7 may drop the dried pellet D naturally from the chute 6 and use air or the like. Then, it may be ejected from the kiln butt 7 a to the inside of the kiln 7, and can be introduced from the body part of the kiln 7. Moreover, if the granulation amount in the granulator 3 can be fixed, the pellet P can also be directly injected into the kiln 7 from the granulator 3.

一方、図2に示すように、キルン7には塩素バイパス装置20が備えられ、キルン7の窯尻7aから最下段サイクロン8(図1参照)に至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスG1は、プローブ22において冷却ファン23からの冷却空気Aによって冷却された後、分級機24に導入され、粗粉ダストD1と、微粉D2及びガスG2とに分離される。粗粉ダストD1は、キルン7に戻され、微粉D2及びガスG2は、冷却器25により冷却後、塩化カリウム(KCl)等を含む微粉(塩素バイパスダスト)D2を集塵機27で回収する。尚、集塵機27から排出された排ガスG3は、排気ファン29を経てキルン7に付設されたプレヒータ、又はプレヒータの出口等の排ガス流路に戻される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the kiln 7 is provided with a chlorine bypass device 20, and the extracted gas G1 from the kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom 7a of the kiln 7 to the lowermost cyclone 8 (see FIG. 1). After being cooled by the cooling air A from the cooling fan 23 in the probe 22, it is introduced into the classifier 24 and separated into coarse dust D1, fine powder D2, and gas G2. Coarse dust D1 is returned to kiln 7, fine powder D2 and gas G2 are cooled by cooler 25, and fine powder (chlorine bypass dust) D2 containing potassium chloride (KCl) or the like is collected by dust collector 27. The exhaust gas G3 discharged from the dust collector 27 is returned to an exhaust gas flow path such as a preheater attached to the kiln 7 or an outlet of the preheater via an exhaust fan 29.

次に、上記セメント製造装置1を用いた本発明にかかるセメント製造方法について説明する。   Next, the cement manufacturing method according to the present invention using the cement manufacturing apparatus 1 will be described.

図1に示すように、ASRと重油灰とを混練/混合機2に所定の塩素濃度になるように定量性のある供給機を用いて投入し、水を所定の水分となるように添加し、混練/混合する。その際、ASRは、ペレットPの強度確保のために、篩い分けや磁力選別器による異物除去や、破砕による粒度調整等の前処理を施したものを利用した方がよい。   As shown in FIG. 1, ASR and heavy oil ash are introduced into the kneading / mixing machine 2 using a quantitative feeder so as to have a predetermined chlorine concentration, and water is added so as to have a predetermined water content. Kneading / mixing. At that time, in order to ensure the strength of the pellet P, it is better to use ASR which has been subjected to pretreatment such as sieving, removal of foreign matters by a magnetic separator, or particle size adjustment by crushing.

混練/混合機2における水分添加量は、造粒前のドライベースの重油灰に対して、15質量%以上50質量%以下の水分となるように添加することが好ましい。添加する水分の質量が15質量%未満の場合には、重油灰をペレット化することができず、所望の粒度の物が得られないという問題があり、一方、50質量%を超える場合には、混練/混合での粘着性の増加により造粒ができなかったり、造粒後にペレット同士が粘着するという問題がある。尚、所望の強度が得られない場合には、ベントナイト、リグニン、水ガラス、ポリビニルアルコール等の添加材を適宜加えることも可能である。   The amount of water added in the kneading / mixing machine 2 is preferably added so that the water content is 15% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the dry base heavy oil ash before granulation. If the mass of water to be added is less than 15% by mass, heavy oil ash cannot be pelletized, and there is a problem that a product with a desired particle size cannot be obtained. There is a problem that granulation cannot be performed due to an increase in adhesiveness during kneading / mixing, and pellets adhere to each other after granulation. In addition, when desired intensity | strength cannot be obtained, it is also possible to add additives, such as bentonite, lignin, water glass, polyvinyl alcohol, suitably.

次に、造粒機3により、混練/混合した重油灰及びASRを造粒し、水分を調整したペレットPを得る。尚、造粒機3によってペレットPとするのは、窯尻7a等から投入した際に、粒径が小さすぎるとキルン排ガス流路を流れるガスに同伴して最下段サイクロン8側に重油灰、ASRが流れ、その結果、鉛の揮発領域への重油灰、並びに鉛濃縮領域へのASR供給量が減少し、効率的な鉛揮発・回収ができなくなることを回避するためである。   Next, the kneaded / mixed heavy oil ash and ASR are granulated by the granulator 3 to obtain pellets P with adjusted water content. The pellet P is made into pellet P by the granulator 3 when the particle size is too small when it is introduced from the kiln bottom 7a or the like, accompanied by the gas flowing through the kiln exhaust gas flow path, and the heavy oil ash on the lowermost cyclone 8 side. This is because the ASR flows, and as a result, the heavy oil ash to the lead volatilization region and the ASR supply amount to the lead concentration region are reduced, and it is avoided that efficient lead volatilization / recovery cannot be performed.

造粒機3において、ペレットPの粒径が5〜50mmとなるように造粒し、その後乾燥機4で乾燥ペレットDとすることが好ましい。乾燥ペレットDの粒径が5mm未満の場合には、キルン7に投入した乾燥ペレットDが飛散し、鉛の揮発温度域への乾燥ペレットDの供給量が減少し、効率的な揮発率を確保できなくなるとともに、効率的な鉛の濃縮・回収ができなくなる。一方、乾燥ペレットDの粒径が50mmを超える場合には、セメントの色が黄色を呈してセメントの品質面で問題となることが懸念される。   In the granulator 3, it is preferable that the pellet P is granulated so that the particle diameter is 5 to 50 mm, and then the dried pellet 4 is formed by the dryer 4. When the particle size of the dry pellet D is less than 5 mm, the dry pellet D thrown into the kiln 7 scatters, the supply amount of the dry pellet D to the lead volatilization temperature range decreases, and an efficient volatilization rate is ensured. It becomes impossible to concentrate and recover lead efficiently. On the other hand, when the particle size of the dry pellet D exceeds 50 mm, there is a concern that the color of the cement exhibits a yellow color, causing a problem in terms of cement quality.

次に、キルン7によるセメント焼成中に、投入装置5によって乾燥ペレットDをキルン7の窯尻7aから投入し、キルン7内での鉛の揮発を促進する。   Next, during the cement firing by the kiln 7, the dry pellet D is introduced from the kiln bottom 7 a of the kiln 7 by the input device 5, and volatilization of lead in the kiln 7 is promoted.

キルン7で揮発した鉛は、図2において、プローブ22によって抽気されたガスに含まれ、抽気ガスG1は、プローブ22において冷却された後、分級機24に導入され、粗粉ダストD1と、微粉D2及びガスG2とに分離され、最終的に、微粉D2が集塵機27で回収される。この微粉D2には、鉛がより多く揮発した分、鉛が従来よりも多く濃縮されているため、この鉛を分離することによりセメント製造工程から鉛を効率よく除去し、キルン7で製造されるセメントクリンカの鉛含有率を低下させることができる。   The lead volatilized in the kiln 7 is contained in the gas extracted by the probe 22 in FIG. 2, and the extracted gas G1 is cooled in the probe 22 and then introduced into the classifier 24, and the coarse dust D1 and fine powder. It is separated into D2 and gas G2, and finally the fine powder D2 is collected by the dust collector 27. The fine powder D2 is produced by the kiln 7 because the lead is volatilized more and the lead is concentrated more than before, so that the lead is efficiently removed by separating the lead. The lead content of cement clinker can be reduced.

尚、上記実施の形態においては、塩素バイパスダストから鉛を分離する場合を例示したが、亜鉛、カドミウム、アンチモン、セレン、砒素、タリウムについても上記と同様の要領にて分離することができる。   In the above embodiment, lead is separated from chlorine bypass dust. However, zinc, cadmium, antimony, selenium, arsenic, and thallium can be separated in the same manner as described above.

また、塩素バイパスダスト以外にも、キルン7の窯尻7aから最下段サイクロン8に至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、抽気した燃焼ガスに含まれるダストであれば、上記と同様の方法にて上記重金属類を分離することができる。   In addition to chlorine bypass dust, a part of the combustion gas is extracted from the kiln exhaust gas passage from the kiln bottom 7a of the kiln 7 to the lowermost cyclone 8, and if it is dust contained in the extracted combustion gas, The heavy metals can be separated by the same method as described above.

尚、上記実施の形態においては、固定炭素を含む物質として重油灰を例示したが、石炭、無煙炭、瀝青炭、褐炭、黒鉛、木炭、コークス、ミックスコークス、ファインコークス、活性コークス、電極くず、廃トナー、重油灰及びフライアッシュに含まれる未燃カーボンの各々0.1μm以上1mm以下の微粉、並びに難燃性プラスチック、フェノール樹脂、フラン樹脂、熱硬化性樹脂及びセルロースの各々炭化物の0.1μm以上1mm以下の微粉等を用いることができる。   In the above embodiment, heavy oil ash is exemplified as a substance containing fixed carbon, but coal, anthracite, bituminous coal, brown coal, graphite, charcoal, coke, mixed coke, fine coke, activated coke, electrode scrap, waste toner , 0.1 μm or more and 1 mm or less of each of unburned carbon contained in heavy oil ash and fly ash, and 0.1 μm or more and 1 mm of each of carbides of flame retardant plastic, phenol resin, furan resin, thermosetting resin and cellulose, respectively. The following fine powders can be used.

また、塩素分を含む物質としてASRを例示したが、NaCl、KCl、CaCl2等のアルカリ塩、FeCl2、CuCl2等の金属塩、含塩素廃プラスチック、塩化ビニル、都市ごみ焼却灰、浚渫土、廃自動車シュレッダーダスト等を用いることもできる。 ASR is exemplified as the substance containing chlorine, but alkali salts such as NaCl, KCl and CaCl 2 , metal salts such as FeCl 2 and CuCl 2 , chlorine-containing waste plastics, vinyl chloride, municipal waste incineration ash, clay Waste car shredder dust or the like can also be used.

次に、本発明の実施例について図3を参照しながら説明する。本実施例においては、表1に示したセメント製造装置1と、図2に示した塩素バイパス装置20とを使用し、固定炭素を含む物質として重油灰を用い、塩素分を含む物質としてCaCl2を用い、重金属の一つである鉛を分離した。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the cement manufacturing apparatus 1 shown in Table 1 and the chlorine bypass apparatus 20 shown in FIG. 2 are used, heavy oil ash is used as the substance containing fixed carbon, and CaCl 2 is used as the substance containing chlorine. Was used to separate lead, one of the heavy metals.

図3において、混練/混合機2には、コンティニュアスニーダー(株式会社ダルトン社製)を用い、造粒機3には、ディスクペレッタ(株式会社ダルトン社製)乾燥機4には、箱型乾燥機(自社製、ジェットヒーターにより熱風を発生し、乾燥させる)を用いた。   In FIG. 3, a continuous kneader (manufactured by Dalton Co., Ltd.) is used for the kneading / mixing machine 2, a disk pelleter (manufactured by Dalton Co., Ltd.) dryer 4 is used for the granulator 3, and a box is used. A mold dryer (manufactured by our company, generating hot air with a jet heater and drying it) was used.

重油灰120kg/hとCaCl2を、図1に示す配合で混練/混合機2によって混練/混合後、造粒機3にて10mmφのペレットPを製造した。ペレットPの水分は30質量%で調整した。また、CaCl2は、所定の水分、投入量となるように水溶液として混練/混合機2に添加した。乾燥機4によって、造粒後のペレットPを水分2質量%以下になるまで乾燥させた。 After 120 kg / h of heavy oil ash and CaCl 2 were kneaded / mixed by the kneading / mixing machine 2 with the formulation shown in FIG. 1, 10 mmφ pellets P were produced by the granulator 3. The water content of the pellet P was adjusted to 30% by mass. Further, CaCl 2 was added to the kneading / mixing machine 2 as an aqueous solution so as to have a predetermined moisture content and input amount. The pellet P after granulation was dried with a dryer 4 until the water content became 2% by mass or less.

乾燥機4よって乾燥した乾燥ペレットDをキルン7の窯尻7aより投入し、鉛揮発率((1−クリンカ鉛濃度/最下段サイクロン8の原料中の鉛濃度)×100)と、塩素バイパス装置20における微粉D2の鉛濃度を測定した。上記鉛揮発率と、鉛濃度の測定結果を表1に示す。   The dried pellet D dried by the dryer 4 is introduced from the kiln bottom 7a of the kiln 7, the lead volatilization rate ((1-clinker lead concentration / lead concentration in raw material of the lowermost cyclone 8) × 100), and chlorine bypass device The lead concentration of fine powder D2 at 20 was measured. The lead volatilization rate and lead concentration measurement results are shown in Table 1.

Figure 0005172728
Figure 0005172728

同表において、ブランクは、重油灰及びCaCl2ともに添加しなかった場合、水準1は、重油灰のみを用いて乾燥ペレットDを製造して窯尻7aより投入した場合を示す。同表より、重油灰及びCaCl2を混合して造粒し、窯尻7aより投入することで、鉛揮発率及び微粉D2の鉛濃度が上昇し、特に、水準4においてブランク等と比較して大幅にこれらの値が上昇し、鉛を効率よく分離できていることが判る。 In the same table, the blank indicates a case where neither heavy oil ash nor CaCl 2 is added, and level 1 indicates a case where dry pellet D is produced using only heavy oil ash and is introduced from kiln bottom 7a. From the same table, heavy oil ash and CaCl 2 are mixed and granulated, and then introduced from kiln bottom 7a, lead volatilization rate and lead concentration of fine powder D2 increase, especially compared to blanks etc. at level 4. It can be seen that these values are greatly increased and lead can be separated efficiently.

1 セメント製造装置
2 混練/混合機
3 造粒機
4 乾燥機
5 投入装置
6 シュート
7 セメントキルン
7a 窯尻
8 最下段サイクロン
20 塩素バイパス装置
22 プローブ
23 冷却ファン
24 分級機
27 集塵機
29 排気ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cement manufacturing apparatus 2 Kneading / mixing machine 3 Granulator 4 Dryer 5 Input apparatus 6 Chute 7 Cement kiln 7a Kiln bottom 8 Bottom cyclone 20 Chlorine bypass apparatus 22 Probe 23 Cooling fan 24 Classifier 27 Dust collector 29 Exhaust fan

Claims (5)

固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質とを混合して造粒し、
該造粒物を、セメントキルンのキルン中間から、該セメントキルンに付設されているプレヒータの最下段サイクロンまでの区間に供給し、
該セメントキルンの窯尻から前記最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、
該燃焼ガスに含まれるダストを集塵し、
該集塵したダストから重金属類を分離することを特徴とするセメント製造方法。
Mix and granulate a substance containing fixed carbon and a substance containing chlorine,
Supplying the granulated material to the section from the middle of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone of the preheater attached to the cement kiln;
Extracting a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone,
Collecting dust contained in the combustion gas;
A method for producing cement, comprising separating heavy metals from the collected dust.
前記造粒物を粒径5mm以上50mm以下に調整した後、前記区間に供給することを特徴とする請求項1に記載のセメント製造方法。   The cement production method according to claim 1, wherein the granulated product is supplied to the section after adjusting the particle size to 5 mm or more and 50 mm or less. 前記固定炭素を含む物質を、コークス、石炭、無煙炭、瀝青炭、褐炭、黒鉛、木炭、ミックスコークス、ファインコークス、活性コークス、電極くず、廃トナー、重油灰及びフライアッシュに含まれる未燃カーボンの各々0.1μm以上1mm以下の微粉、並びに難燃性プラスチック、フェノール樹脂、フラン樹脂、熱硬化性樹脂及びセルロースの各々炭化物の0.1μm以上1mm以下の微粉からなる群より選択される1又は2以上とすることを特徴とする請求項1又は2に記載のセメント製造方法。   The substance containing the fixed carbon is each of unburned carbon contained in coke, coal, anthracite, bituminous coal, lignite, graphite, charcoal, mixed coke, fine coke, activated coke, electrode scrap, waste toner, heavy oil ash and fly ash. 1 or 2 or more selected from the group consisting of 0.1 to 1 mm fine powder and 0.1 to 1 mm fine powder of each flame-retardant plastic, phenol resin, furan resin, thermosetting resin and cellulose The method for producing a cement according to claim 1 or 2, wherein: 前記塩素分を含む物質を、アルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物、金属塩化物、含塩素廃プラスチック、塩化ビニル、都市ごみ焼却灰、浚渫土、廃自動車シュレッダーダストからなる群より選択される1又は2以上とすることを特徴とする請求項1、2又は3に記載のセメント製造方法。   The substance containing chlorine is selected from the group consisting of alkali metal chlorides, alkaline earth metal chlorides, metal chlorides, chlorine-containing waste plastics, vinyl chloride, municipal waste incineration ash, dredged soil, and waste car shredder dust. The cement manufacturing method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the number is 1 or 2 or more. 固定炭素を含む物質と、塩素分を含む物質とを混合して造粒する造粒装置と、
セメントキルンのキルン中間から、該セメントキルンに付設されているプレヒータの最下段サイクロンまでの区間から前記造粒装置で造粒された造粒物を供給する供給装置と、
該セメントキルンの窯尻から前記最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気する抽気装置と、
該抽気装置によって抽気された燃焼ガスに含まれるダストを集塵する集塵装置と、
該集塵装置によって集塵されたダストから重金属類を分離する重金属類分離装置とを備えることを特徴とするセメント製造装置。
A granulator for mixing and granulating a substance containing fixed carbon and a substance containing chlorine; and
A supply device for supplying the granulated material granulated by the granulator from the middle of the kiln of the cement kiln to the lowermost cyclone of the preheater attached to the cement kiln;
An extraction device for extracting a part of the combustion gas from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the cement kiln to the lowermost cyclone;
A dust collector that collects dust contained in the combustion gas extracted by the extraction device;
A cement manufacturing apparatus, comprising: a heavy metal separation device that separates heavy metals from dust collected by the dust collection device.
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