JP5941918B2 - 石灰スラリー及びこれを用いたクリンカーの製造方法 - Google Patents
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Description
特に、カルシウムカーバイド製造用電炉から発生したダストは、消石灰を主体とする為、スラリーの原料として使用すれば、石灰石代替の石灰原料として使用可能であり、CO2発生量を低減する事が可能となり、その使用の効用は大きいが、該ダストはチクソトロピー性を有する為、スラリー製造段階でスラリー攪拌機の故障を発生させ、又は、輸送段階でポンプ等の輸送機の故障を発生させるため、その大量使用が阻まれていた。
(a)ポリカルボン酸系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して0.20質量%以上を占める、
(b)ナフタレン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して0.28質量%以上を占める、
(c)リグニン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上を占める、
(d)メラミン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上を占める。
(a)ポリカルボン酸系の減水剤は、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して下限値が0.20質量%以上、好ましくは0.25質量%以上であり、上限値が10.00質量%以下、好ましくは5.00質量%以下、より好ましくは1.00質量%以下である。
(b)ナフタレン系の減水剤は、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して下限値が0.28質量%以上、好ましくは0.50質量以上であり、上限値が10.00質量%以下、好ましくは5.00質量%以下、より好ましくは1質量以下である。
(c)リグニン系の減水剤は、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して下限値が1.00質量%以上、好ましくは2.00質量%以上であり、上限値が10.00質量%以下、好ましくは5.00質量%以下であり、より好ましくは3.00質量%以下である。
(d)メラミン系の減水剤は、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上、好ましくは2.00質量%以上であり、上限値が10.00質量%以下、好ましくは5.00質量%以下であり、より好ましくは3.00質量%以下である。
以下に、発明例及び比較例に使用した石灰スラリーの原料を示す。
(1)石灰分
石灰1:カルシウムカーバイド電気炉の湿式集塵工程で捕獲されたダストである。
石灰2:カーバイド法によるアセチレンガスの製造工程で発生する副産消石灰である。
石灰3:石灰2を粉砕したものである。
石灰4:市販品の消石灰である(「ヒシカール」菱光石灰工業株式会社)。
石灰5:電気化学工業株式会社の青海工場で生産された石灰石である。
表1にこれら石灰分の組成及び平均粒径を示す。
すべての発明例及び比較例において下記の表2に記載の組成を有する排脱石膏を使用した。当該排脱石膏は火力発電所からの排煙から排煙脱硫装置によってSO2ガスを回収し、石膏化したものである。
すべての発明例及び比較例においてAl2O3が約90質量%を占めるアルミ残灰を使用した。
(4)水
すべての発明例及び比較例において水は一般的な工業用水を使用した。
(5)減水剤
・「FT−500V」(グレースケミカルズ株式会社):アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物(以降、「β−NS」と呼ぶ。)
・「ダーレックススーパー1000N」(グレースケミカルズ株式会社):ポリカルボン酸系高分子化合物(以降、「スーパー1000」と呼ぶ。)
・「FT−80」(グレースケミカルズ株式会社):リグニンスルホン酸塩とアルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の1:1(質量比)の混合物(グレースケミカルズ株式会社)(以降、「FT−80」と呼ぶ。)
・「FT−700N」(グレースケミカルズ株式会社):メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩(以降、「FT−700N」と呼ぶ。)
・「ダーレックスWRDA」(グレースケミカルズ株式会社):リグニンスルホン酸塩系(以降、「WRDA」と呼ぶ。)
上記の各原料を表3に記載の各配合比で原料毎にフィーダーから供給して湿式原料ボールミル内で混練し、発明例及び比較例の石灰スラリーを得た。各スラリーについて、フロー値及び湿式原料ボールミルの動力原単位を測定したので、結果を表3に示す。
石灰スラリーの原料として石灰石を用いたNo.1では、運転開始から3日程度経過した後にキルン内圧力が上昇し、1週間程度で運転不可能になったため、ロータリーキルン内を点検したところ、オリフィス状コーティングがキルン内部に発生していた。
No.2〜8では、石灰1(カルシウムカーバイド電気炉の湿式集塵工程で捕獲されたダスト)を使用した例である。石灰1はハイドロタルサイトを有意に含有するため、減水剤はポリカルボン酸系のスーパー1000しか実用的な流動性向上効果がなかった。そのため、1時間程度で撹拌レーキが停止してしまった。また、輸送ポンプも閉塞してしまった。なお、表には示していないが、スーパー1000以外は減水剤の添加量を増やしても流動性の向上はほとんど見られなかった。
No.9〜21は、石灰2(カーバイド法によるアセチレンガスの製造工程で発生する副産消石灰)を使用した例である。石灰2はハイドロタルサイトを含有しないため、各種の減水剤が有効に機能したことが分かる。
No.22〜23は石灰3(石灰2の粉砕物)を使用した例である。石灰3は平均粒径が小さすぎたため、減水剤を添加しても実用的な流動性向上効果を得ることはできなかった。そのため、1時間程度で撹拌レーキが停止してしまった。また、輸送ポンプも閉塞してしまった。
No.24〜25は石灰4(市販品の消石灰)を使用した例である。石灰4は平均粒径が小さすぎたため、減水剤を添加しても実用的な流動性向上効果を得ることはできなかった。そのため、1時間程度で撹拌レーキが停止してしまった。また、輸送ポンプも閉塞してしまった。
2 消石灰フィーダー
3 石膏フィーダー
4 アルミナフィーダー
5 減水剤フィーダー
6 湿式原料ミル
7 スラリー輸送ポンプ
8 バッファータンク
9 スラリー輸送ポンプ
10 焼成炉
Claims (11)
- 平均粒径が4μm以上80μm以下の消石灰、石膏、アルミナ、水及び減水剤を含有し、ハイドロタルサイトの含有量が0.5質量%未満であり、フロー値が200mm以上である石灰スラリー。
- 減水剤がリグニン系、メラミン系、ポリカルボン酸系、及びナフタレン系よりなる群から選択される1種以上である請求項1に記載の石灰スラリー。
- 以下の何れか一つ以上の条件を満たす請求項2に記載の石灰スラリー:
(a)ポリカルボン酸系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して0.20質量%以上を占める、
(b)ナフタレン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して0.28質量%以上を占める、
(c)リグニン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上を占める、
(d)メラミン系の減水剤が、消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上を占める。 - カルシウムカーバイドからアセチレンを発生する際に副生する消石灰を含有する請求項1〜3の何れか一項に記載の石灰スラリー。
- 平均粒径が4μm以上80μm以下の消石灰、石膏、アルミナ、水、ポリカルボン酸系の減水剤を含有し、ハイドロタルサイトの含有量が0.5質量%以上8質量%以下であり、フロー値が200mm以上である石灰スラリー。
- カルシウムカーバイド電気炉の湿式集塵工程で捕獲され、消石灰及びハイドロタルサイトを含みチクソトロピー性を有するダストを含有する請求項5に記載の石灰スラリー。
- ポリカルボン酸系の減水剤が消石灰、石膏及びアルミナの合計質量に対して1.00質量%以上を占める請求項5又は6に記載の石灰スラリー。
- 石灰スラリー中の水の含有量は8〜25質量%であり、アルミナに対する石膏のモル比(CaSO4/Al2O3)が2〜10であり、アルミナに対する消石灰のモル比(Ca(OH)2/Al2O3)が2〜30である請求項1〜7の何れか一項に記載の石灰スラリー。
- クリンカーの製造原料である請求項1〜8の何れか一項に記載の石灰スラリー。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載の石灰スラリーを配管輸送後に焼成する工程を含むクリンカーの製造方法。
- クリンカーが、カルシウムサルフォアルミネートCSA(Calciumsulfoaluminate)である請求項10に記載のクリンカーの製造方法。
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