JP5275100B2 - Processing method of dehydrated cake - Google Patents
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本発明は、脱水ケークの処理方法に関し、特に石膏を含む脱水ケークのハンドリング性を向上させることができる処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating a dehydrated cake, and particularly relates to a method for improving the handling properties of a dehydrated cake containing gypsum.
近年、セメントの石膏成分として廃棄物から製造された石膏を使用することが提案されている。
例えば、セメントキルンのキルン尻からボトム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、抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、微粉を含む抽気ガスを湿式集塵装置で溶媒を用いて集塵し、集塵ダストスラリーを固液分離し、得られた脱塩ダストケークをセメントミル系へ添加することにより、石膏を含む脱塩ダストケークをセメントの石膏成分として有効利用することが提案されている（特許文献１）。
また、石膏ボード廃材から得られる石膏をセメントの石膏成分として使用することも提案されている。しかし、石膏ボード廃材には、起泡剤として界面活性剤が含有されているため、石膏ボード廃材から得られた石膏をセメントに配合すると、強度発現に悪影響を及ぼすことが知られている。このため、セメントへの再利用の際に、石膏ボード廃材を粉砕し、篩かけして紙を除去した後、石膏ボード廃材粉砕物を水洗浄して界面活性剤を除去する方法が提案されている（特許文献２）。
In recent years, it has been proposed to use gypsum produced from waste as a gypsum component of cement.
For example, a part of the combustion gas is extracted from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln of the cement kiln to the bottom cyclone, coarse dust particles in the extracted gas are separated, and the extracted gas containing fine powder is wet-type dust collector In order to effectively use the demineralized dust cake containing gypsum as a gypsum component of cement by collecting the dust with a solvent in the solid, separating the collected dust slurry into solid and liquid, and adding the obtained demineralized dust cake to the cement mill system. (Patent Document 1).
It has also been proposed to use gypsum obtained from gypsum board waste as a gypsum component of cement. However, since the gypsum board waste material contains a surfactant as a foaming agent, it is known that when gypsum obtained from the gypsum board waste material is blended with cement, the strength development is adversely affected. For this reason, a method has been proposed in which the gypsum board waste material is crushed and screened to remove the paper, and then the gypsum board waste material pulverized product is washed with water to remove the surfactant when recycled to cement. (Patent Document 2).
セメント製造工場において、石膏は一般にベルトコンベアーで輸送されている。このため、セメント製造工場においては、輸送時におけるハンドリング性等から、一般に含水率が15質量％以下の石膏が使用されている。
上記特許文献１や２に記載される方法では、石膏を含むスラリーを固液分離する必要がある。固液分離して得られる脱水ケークは、通常含水率が40質量％程度であり、ハンドリング性が悪いため、該脱水ケークをそのまま、セメント製造工場において石膏成分として使用することは困難である。そのため、上記特許文献１や２に記載される石膏をセメント製造工場において使用する場合は、脱水ケークを長時間乾燥した後使用する必要があり、手間とコストがかかるという問題があった。
In a cement manufacturing factory, gypsum is generally transported by a belt conveyor. For this reason, gypsum having a moisture content of 15% by mass or less is generally used in cement manufacturing plants because of handling properties during transportation.
In the methods described in
そこで、本発明の目的は、長時間の乾燥を必要とせずに、石膏を含む脱水ケークのハンドリング性を容易に向上することができる脱水ケークの処理方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for treating a dehydrated cake that can easily improve the handleability of a dehydrated cake containing gypsum without requiring drying for a long time.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、石膏を含むスラリーを固液分離して得られる脱水ケークと、石膏粉末を混合して団粒を形成させることにより、石膏を含む脱水ケークのハンドリング性が向上することを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、石膏を含むスラリーを固液分離して得られる脱水ケークと、含水率が5質量％以下の石膏粉末を、回転ドラム型のコーティング機に供給して混合し、脱水ケークの表面に石膏粉末をコーティングして、粒径10cm以下の団粒を形成することを特徴とする脱水ケークの処理方法である。
そして、本発明においては、石膏粉末として、半水石膏粉末又は２水石膏粉末と半水石膏粉末の混合物を好適に併用することができる。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors, as a result of mixing a gypsum powder with a dehydrated cake obtained by solid-liquid separation of a slurry containing gypsum, It has been found that the handling property of a dehydrated cake containing gypsum is improved, and the present invention has been completed.
That is, the present invention provides a dehydrated cake obtained by solid-liquid separation of slurry containing gypsum, the water content of 5 wt% or less of the gypsum powder is mixed is supplied to the rotary drum-type coating machine, the dehydration cake It is a method for treating a dehydrated cake, characterized in that gypsum powder is coated on the surface to form aggregates having a particle size of 10 cm or less.
Their to, in the present invention, as gypsum powder, a mixture of hemihydrate gypsum powder or gypsum powder and gypsum hemihydrate powder may be suitably used in combination.
本発明の処理を行うことにより、石膏を含むスラリーを固液分離して得られる脱水ケークのハンドリング性を容易に向上することができる。そのため、石膏を含む脱水ケークを長時間乾燥しなくてもセメント製造工場において石膏成分として使用することが可能になる。 By performing the treatment of the present invention, the handling property of the dehydrated cake obtained by solid-liquid separation of the slurry containing gypsum can be easily improved. Therefore, the dehydrated cake containing gypsum can be used as a gypsum component in a cement manufacturing plant without drying for a long time.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明においては、石膏を含むスラリーを固液分離して得られる脱水ケークと、含水率が5質量％以下の石膏粉末を混合し、粒径10cm以下の団粒を形成することにより、石膏を含む脱水ケークのハンドリング性を向上させるものである。
石膏を含むスラリーとしては、例えば、(1)セメントキルンのキルン尻からボトム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、抽気ガス中のダストの粗粉を分離し、微粉を含む抽気ガスを湿式集塵装置で溶媒を用いて集塵して得たスラリーや、(2)石膏ボード廃材を粉砕し、篩かけして紙を除去した後、石膏ボード廃材粉砕物と水を混練して得たスラリー等が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, the dehydrated cake obtained by solid-liquid separation of the gypsum-containing slurry and the gypsum powder having a water content of 5% by mass or less are mixed to form a gypsum having a particle size of 10 cm or less. It improves the handling properties of the dehydrated cake.
As a slurry containing gypsum, for example, (1) a part of the combustion gas is extracted from the kiln exhaust gas flow path from the bottom of the kiln of the cement kiln to the bottom cyclone, and coarse dust of dust in the extracted gas is separated, Slurry obtained by collecting extraction gas containing fine powder using a wet dust collector with a solvent, and (2) pulverizing gypsum board waste material, sieving to remove paper, Examples thereof include a slurry obtained by kneading water.
石膏を含むスラリーを固液分離する方法は、特に限定されず、フィルタープレス、ロールプレス、遠心分離機等の慣用の装置を使用して行うことができる。
本発明においては、脱水ケークと混合する石膏粉末量の低減等の観点から、脱水ケーク中の水分量は、50質量％以下であることが好ましく、45質量％以下がより好ましい。なお、脱水ケーク中の水分量が15質量％以下の場合は、脱水ケークのハンドリング性を向上させる必要性は特にないので、本発明が処理の対象とする脱水ケークの水分量の下限は15質量％である。
ここで、脱水ケーク中の水分量とは、脱水ケークを45℃で恒量に達するまでに失われる水分量を意味する。
The method for solid-liquid separation of the slurry containing gypsum is not particularly limited, and can be performed using a conventional apparatus such as a filter press, a roll press, or a centrifuge.
In the present invention, from the viewpoint of reducing the amount of gypsum powder mixed with the dehydrated cake, the amount of water in the dehydrated cake is preferably 50% by mass or less, and more preferably 45% by mass or less. When the water content in the dewatered cake is 15% by mass or less, there is no particular need to improve the handleability of the dewatered cake, so the lower limit of the water content of the dewatered cake to be treated by the present invention is 15 mass%. %.
Here, the amount of water in the dehydrated cake means the amount of water lost until the dehydrated cake reaches a constant weight at 45 ° C.
脱水ケークと石膏粉末との混合は、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させるために、回転ドラム型のコーティング機を使用して行うことが好ましい。回転ドラム型のコーティング機としては、ドラムミキサー等を使用することができる。
そして、本発明においては、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させる観点や脱水ケークがコーティング機等に付着することを防止するために、
(1)図１に示すように、石膏粉末を連続して回転ドラム型のコーティング機に供給しつつ、脱水ケークを不連続的に石膏粉末の上に載せるようにして回転ドラム型のコーティング機に供給し、脱水ケークの表面に石膏粉末をコーティングすることにより、団粒を形成することや、
(2)図２に示すように、石膏粉末を連続して回転ドラム型のコーティング機に供給しつつ、脱水ケークをチューブポンプ、ピストンポンプ、モーノポンプ等を使用して不連続的に回転ドラム型のコーティング機内に供給し、脱水ケークの表面に石膏粉末をコーティングすることにより、団粒を形成すること、
が好ましい。この場合、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させる観点やコスト低減等から、単位時間当たりに回転ドラム型のコーティング機に供給する石膏粉末と脱水ケークの比率（質量比）は、2以上：1とするのが好ましく、2.4以上：1とするのがより好ましい。また、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させる観点やコスト低減等から、回転ドラムの周速は0.3m/sec以下であることが好ましく、0.1m/sec以下であることがより好ましい。さらに、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させる観点やコスト低減等から、コーティング時間は、300秒以下が好ましく、100秒以下であることがより好ましい。
なお、図１や図２において、脱水ケークの表面にコーティングせずに排出された石膏粉末は、コーティング用粉末として再利用することができる。コーティングせずに排出された石膏粉末と団粒は、篩かけ等で分離することができる。
The dehydrating cake and gypsum powder are preferably mixed using a rotating drum type coating machine in order to efficiently form aggregates having a particle size of 10 cm or less. A drum mixer or the like can be used as the rotary drum type coating machine.
In the present invention, in order to efficiently form aggregates having a particle size of 10 cm or less and to prevent dewatered cake from adhering to a coating machine or the like,
(1) As shown in FIG. 1, the gypsum powder is continuously supplied to the rotary drum type coating machine, and the dewatered cake is placed on the gypsum powder discontinuously to the rotary drum type coating machine. By supplying and coating the surface of the dehydrated cake with gypsum powder,
(2) As shown in FIG. 2, while continuously supplying gypsum powder to a rotary drum type coating machine, the dewatering cake is discontinuously rotated using a tube pump, piston pump, mono pump, etc. Feeding into the coating machine and coating the surface of the dehydrated cake with gypsum powder to form aggregates;
Is preferred. In this case, the ratio (mass ratio) of gypsum powder and dehydrated cake supplied to the rotary drum type coating machine per unit time is 2 or more from the viewpoint of efficiently forming aggregates with a particle size of 10 cm or less and cost reduction. : 1 is preferable, and 2.4 or more is more preferable. Further, from the viewpoint of efficiently forming aggregates having a particle size of 10 cm or less, cost reduction, and the like, the peripheral speed of the rotating drum is preferably 0.3 m / sec or less, and more preferably 0.1 m / sec or less. Furthermore, from the viewpoint of efficiently forming aggregates having a particle size of 10 cm or less and cost reduction, the coating time is preferably 300 seconds or less, and more preferably 100 seconds or less.
1 and 2, the gypsum powder discharged without coating on the surface of the dewatered cake can be reused as a coating powder. Gypsum powder and aggregate discharged without coating can be separated by sieving or the like.
本発明においては、形成する団粒の粒径は10cm以下が好ましく、9cm以下がより好ましい。団粒の粒径が10cmを超えると、コーティング中やコーティング機からの排出の際、さらにはベルトコンベアーでの輸送の際に団粒が壊れ易くなり、その結果として、脱水ケークと混合する石膏粉末量が多くなり、コストが高くなることや石膏ボード廃材等の廃棄物の有効利用の促進を図ることが困難となることがある。また、脱水ケークのハンドリング性を向上させることが困難となることもあるので好ましくない。一方、形成する団粒の粒径が小さくなると、脱水ケークと混合する石膏粉末量が多くなり、コストが高くなることや石膏ボード廃材等の廃棄物の有効利用の促進を図ることが困難となるので、形成する団粒の粒径は5cm以上が好ましく、6cm以上がより好ましい。
なお、団粒の粒径は、円相当径を意味する。
In the present invention, the aggregated particles to be formed preferably have a particle size of 10 cm or less, more preferably 9 cm or less. If the particle size of the aggregate exceeds 10 cm, the aggregate will be easily broken during coating, discharging from the coating machine, and also transporting on a belt conveyor, and as a result, gypsum powder mixed with dehydrated cake The amount increases, the cost increases, and it may be difficult to promote effective use of waste such as gypsum board waste. In addition, it may be difficult to improve the handling properties of the dewatered cake, which is not preferable. On the other hand, when the particle size of the formed aggregate becomes small, the amount of gypsum powder mixed with the dehydrated cake increases, which increases the cost and makes it difficult to promote effective utilization of waste such as gypsum board waste. Therefore, the particle size of the aggregate to be formed is preferably 5 cm or more, and more preferably 6 cm or more.
In addition, the particle diameter of a aggregate means an equivalent circle diameter.
石膏粉末としては、２水石膏粉末、半水石膏粉末、無水石膏粉末やこれらの混合物を使用することができる。本発明においては、コストや形成する団粒の強度等から、半水石膏粉末、又は２水石膏粉末と半水石膏粉末の混合物を使用することが好ましい。
石膏粉末は、コストや粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させること等から、ブレーン比表面積が2000〜20000cm2/g（より好ましくは2500〜18000cm2/g、特に好ましくは3000〜15000cm2/g）のものを使用することが好ましい。
また、石膏粉末は、粒径10cm以下の団粒を効率良く形成させる観点等から、含水率が5質量％以下（より好ましくは4質量％以下、特に好ましくは3質量％以下）のものを使用することが好ましい。ここで、石膏粉末の含水率とは、石膏粉末を45℃で恒量に達するまでに失われる水分量を意味する。
As the gypsum powder, dihydrate gypsum powder, hemihydrate gypsum powder, anhydrous gypsum powder or a mixture thereof can be used. In the present invention, it is preferable to use hemihydrate gypsum powder or a mixture of dihydrate gypsum powder and hemihydrate gypsum powder in view of cost, strength of aggregates to be formed, and the like.
Gypsum powder, the following crumb cost and particle diameter 10cm efficiently from it to form such, Blaine specific surface area of 2000~20000cm 2 / g (more preferably 2500~18000cm 2 / g, particularly preferably 3000～15000Cm 2 / g) is preferably used.
The gypsum powder has a water content of 5% by mass or less (more preferably 4% by mass or less, particularly preferably 3% by mass or less) from the viewpoint of efficiently forming aggregates having a particle size of 10 cm or less. It is preferable to do. Here, the water content of the gypsum powder means the amount of water lost until the gypsum powder reaches a constant weight at 45 ° C.
本発明において得られる団粒は、その表面がほぼ乾燥状態の石膏粉末でコーティングされているので、ベルトコンベアー等で輸送する際にベルトコンベアー等に付着することはない。また、本発明において得られる団粒は、コーティング機からの排出の際やベルトコンベアー等で輸送する際に壊れることもない。このように、本発明においては、石膏を含むスラリーを固液分離して得られる脱水ケークと、石膏粉末を混合して団粒を形成することにより、石膏を含む脱水ケークのハンドリング性を著しく向上させることができる。
なお、本発明において得られる団粒は、その主成分が石膏であるので、セメント製造工場において石膏成分として使用することが可能である。
The aggregate obtained in the present invention is coated on the surface with a substantially dry gypsum powder, and therefore does not adhere to the belt conveyor or the like when transported by the belt conveyor or the like. Moreover, the aggregate obtained in the present invention is not broken when discharged from the coating machine or transported by a belt conveyor or the like. As described above, in the present invention, the handling property of the dehydrated cake containing gypsum is remarkably improved by mixing the dehydrated cake obtained by solid-liquid separation of the slurry containing gypsum and the gypsum powder to form aggregates. Can be made.
The aggregate obtained in the present invention can be used as a gypsum component in a cement manufacturing plant because the main component is gypsum.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［１．石膏を含む脱水ケークの調製］
水／２水石膏(質量比)が９／１(10質量％)のスラリーを遠心分離機で固液分離して、水分量が35、40、45質量％の脱水ケークを調製した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[1. Preparation of dehydrated cake containing gypsum]
A slurry having a water / 2 water gypsum (mass ratio) of 9/1 (10% by mass) was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal separator to prepare dehydrated cakes having a moisture content of 35, 40, and 45% by mass.
［２．団粒の調製］
図１に示すように、石膏粉末を連続して回転ドラム型のコーティング機（内径250mm×長さ300mm）に供給しつつ、上記１.で調製した各脱水ケークを不連続的に石膏粉末の上に載せるようにして回転ドラム型のコーティング機に供給し、脱水ケークの表面に石膏粉末をコーティングすることにより、粒径5〜15cmの団粒を形成した。なお、10分間当たりの石膏粉末と脱水ケークの供給量の比率（質量比）は2.5：1とし、回転ドラムの周速は0.1m/secで、コーティング時間は30、60、100、300秒とした。
コーティング用の石膏粉末としては半水石膏粉末(ブレーン比表面積4500cm2/g)を使用した。また、団粒の粒径は、供給する脱水ケークの量を調整することにより変化させた。
[2. Preparation of aggregates]
As shown in FIG. 1, while continuously supplying gypsum powder to a rotary drum type coating machine (inner diameter 250 mm × length 300 mm), each dehydrated cake prepared in 1 above is discontinuously placed on the gypsum powder. Then, the mixture was fed to a rotary drum type coating machine and coated with gypsum powder on the surface of the dewatered cake to form aggregates having a particle size of 5 to 15 cm. The ratio (mass ratio) of gypsum powder and dehydrated cake supplied per 10 minutes is 2.5: 1, the peripheral speed of the rotating drum is 0.1 m / sec, and the coating time is 30, 60, 100, 300 seconds. did.
As the gypsum powder for coating, hemihydrate gypsum powder (Blaine specific surface area 4500 cm 2 / g) was used. Moreover, the particle size of the aggregate was changed by adjusting the amount of dehydrated cake to be supplied.
なお、本実施例においては、回転ドラム型のコーティング機を使用して、水分量が35〜45質量％の脱水ケークを、半水石膏粉末で30〜300秒コーティングすることにより、粒径5〜15cmの団粒を形成することが可能であった。 In this example, by using a rotary drum type coating machine, a dehydrated cake having a water content of 35 to 45% by mass is coated with hemihydrate gypsum powder for 30 to 300 seconds, thereby obtaining a particle size of 5 to 5%. It was possible to form 15 cm aggregates.
［３．ハンドリング性の評価］
上記調製した団粒のハンドリング性を評価した。
その結果、粒径が5〜10cmの団粒では、コーティング機からの排出の際やバット上での往復運動、さらには1ｍの高さからの落下試験（落下床面はコンクリート）でも団粒が壊れることはなかった。また、バットや落下衝突面への付着も認められず、ハンドリング性が良好であった。
一方、粒径が10cmを超える団粒では、コーティング中やコーティング機からの排出の際に団粒が壊れ易く、その結果、コーティング材として用いる半水石膏粉末量が増大することが認められた。
なお、未処理の脱水ケーク（水分量が35〜45質量％もの）では、バット等への付着量が多く、ハンドリング性は非常に悪かった。
[3. Evaluation of handling properties]
The handling property of the prepared aggregate was evaluated.
As a result, in the case of aggregates with a particle size of 5 to 10 cm, the aggregates are discharged even when discharged from the coating machine, on a reciprocating movement on the bat, and even in a drop test from a height of 1 m (the falling floor is concrete). It didn't break. In addition, adhesion to the bat and the drop collision surface was not recognized, and the handling property was good.
On the other hand, it was recognized that aggregates having a particle size exceeding 10 cm were easily broken during coating or discharging from the coating machine, resulting in an increase in the amount of hemihydrate gypsum powder used as a coating material.
The untreated dehydrated cake (having a moisture content of 35 to 45% by mass) had a large amount of adhesion to the bat and the handling property was very poor.
１ 石膏粉末
２ 脱水ケーク
３ 団粒
４ コーティングせずに排出される石膏粉末
５ 回転ドラム型のコーティング機
６ チューブポンプ
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