JP6869843B2

JP6869843B2 - クリンカアッシュの発塵抑制方法

Info

Publication number: JP6869843B2
Application number: JP2017143660A
Authority: JP
Inventors: 耕一郎弥栄; 一志和泉; 真小早川; 健三郎杉山; 徹織井; 嘉隆白川
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-07-25
Also published as: JP2019025376A

Description

本発明は、クリンカアッシュの発塵抑制方法に関する。

石炭中には灰分が１０〜２０質量％の割合で含まれている。この灰分は、石炭を燃焼させた後に、フライアッシュ、クリンカアッシュ（ボトムアッシュとも称される。）等の形態で回収されている。
フライアッシュやクリンカアッシュは、セメントの原料や土壌改良材等として再利用されているが、運搬や保管の際に発塵が起こるという問題がある。
フライアッシュの発塵抑制方法として、特許文献１には、フライアッシュと石灰石微粉末を混合することを特徴とする、フライアッシュの発塵抑制方法が記載されている。
また、特許文献２には、フライアッシュの発塵及び硬化を防ぐためのフライアッシュ発塵硬化抑制剤として、多糖類１〜２０重量％、残部が水又は水とアルコールからなることを特徴とするフライアッシュ発塵硬化抑制剤が記載されている。

特開２０１７−３９８５５号公報特開平１０−１４７６０１号公報

本発明の目的は、クリンカアッシュの発塵を抑制することができる方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、クリンカアッシュと、水を含む発塵防止材を混合して、造粒物を形成させる方法によれば、上記目的を達成できること見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］を提供するものである。
［１］クリンカアッシュと、水を含む発塵防止材を混合して、造粒物を形成させることを特徴とするクリンカアッシュの発塵抑制方法。
［２］上記クリンカアッシュ１００質量部に対する上記発塵防止材中の水の量が、１〜２０質量部である前記［１］に記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。
［３］上記発塵防止材が、水のみ、または、水と結合材を含む組成物である前記［１］又は［２］に記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。
［４］上記造粒物は、粒度が３００〜８００μｍの粒体を２０体積％以上の割合で含むものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。
［５］上記クリンカアッシュと上記発塵防止材の混合の終了時から、１日間以上、静置した後、上記造粒物を運搬する前記［１］〜［４］のいずれかに記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。
［６］上記静置が、上記クリンカアッシュと上記発塵防止材の混合物を、少なくとも上記造粒物が形成されるまで、密閉した収容手段の中に収容した状態で行われる前記［５］に記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。

本発明のクリンカアッシュの発塵抑制方法によれば、クリンカアッシュの発塵を抑制することができる。

本発明のクリンカアッシュの発塵抑制方法は、クリンカアッシュと、水を含む発塵防止材を混合して、造粒物を形成させるものである。以下、詳細に説明する。
クリンカアッシュとは、赤熱状態の石炭灰がボイラ底部の水槽に落下して固化した塊状物を粉砕して粒度を調整したものである。
クリンカアッシュ１００質量部に対する発塵防止材中の水の量は、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは２〜１５質量部、特に好ましくは３〜８質量部である。該量が１質量部以上であれば、発塵抑制効果がより大きくなる。該量が２０質量部以下であれば、形成される造粒物が過度に柔らかくならず、該造粒物をセメントの原料等としてより好適に利用することができる。

発塵防止材は、水のみ、または、水と結合材を含む組成物である。中でも、コストの低下や、形成された造粒物の用途が限定されにくくなる観点から、水のみが好ましい。
結合材の例としては、セメント、セメントを含む粉状組成物（例えば、セメント系固化材）、石灰、石灰を含む粉状組成物（例えば、石灰系固化材）等の、水硬性を有するカルシウム系粉体；デンプン、スクロース、ペクチン、キチン、セルロース等の多糖類等が挙げられる。
上記セメントの種類は、特に限定されるものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメント等を使用することができる。
クリンカアッシュ１００質量部に対する発塵防止材中の結合材の量は、結合材の種類のよっても異なるが、好ましくは０．１〜２０．０質量部、より好ましくは０．２〜１５．０質量部、特に好ましくは０．３〜８．０質量部である。該量が０．１質量部以上であれば、発塵抑制効果がより大きくなる。該量が２０．０質量部以下であれば、結合材にかかるコストを低下することができる。

本発明の方法において形成される造粒物は、好ましくは３００〜８００μｍ（より好ましくは４００〜７００μｍ、特に好ましくは５００〜６００μｍ）の粒度を有する粒体を、好ましくは２０体積％以上（より好ましくは５０体積％以上、さらに好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは８５体積％以上）の割合で含むものである。該粒度が３００μｍ以上であれば、発塵をより抑制することができる。該粒度が８００μｍ以下であれば、造粒（特に、パンペレタイザーを用いた造粒）に要する時間をより短くすることができる。上記割合が２０体積％以上であれば、発塵をより抑制することができる。上記割合の上限値は、特に限定されるものではなく、１００体積％でも良いが、造粒（特に、パンペレタイザーを用いた造粒）に要する時間をより短くする観点から、好ましくは９９体積％、より好ましくは９５体積％、特に好ましくは９２体積％である。

造粒物の形成方法としては、所望の粒度分布を有する造粒物を得ることができればよく、特に限定されるものではないが、例えば、転動造粒、撹拌造粒、圧縮造粒、及び、押出造粒等の各種造粒方法が挙げられる。また、造粒物の形成に用いられる装置としては、パンペレタイザー、ミキサー、及び、ディスクペレッター等が挙げられる。
中でも、簡易に造粒物を得ることができる観点から、パンペレタイザーが好ましい。

形成された造粒物を運搬する前に、クリンカアッシュと発塵防止材の混合の終了時から、好ましくは１日間以上、より好ましくは３日間以上、特に好ましくは５日間以上静置することが好ましい。運搬前に、１日間以上静置することによって、運搬時の発塵の発生をより抑制することができる。
また、クリンカアッシュと発塵防止材の混合物を、少なくとも上述した造粒物が形成されるまで、密閉した収容手段の中に収容して、静置してもよい。このように収容手段の中に収容することによって、造粒物の乾燥を防いで、発塵をより抑制することができる。
密閉した収容手段としては、例えば、袋状のものや、箱状のもの等が挙げられる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）クリンカアッシュ：表１に示す化学成分を有するもの。
（２）結合材Ａ：デンプン（三和澱粉社製、商品名「αデンプン粉末」）
（３）結合材Ｂ：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（４）水：水道水

［実施例１］
パンペレタイザーにクリンカアッシュを投入し、１５〜２０分間、クリンカアッシュ１００質量部に対して、１０質量部となる量の水（発塵防止材）を散水しながら、造粒を行った。
得られた粒体を、ダイトク社製の袋（合成樹脂製）に収容して密閉し、７日間静置して、造粒物を形成した。
静置後の造粒物の発塵量、及び、粒度分布（造粒物中の、粒度が１００μｍ以下である粉体の割合、及び、粒度が３００〜８００μｍである粉体の割合）を測定した。
発塵量の測定は、テフロン処理防塵固化材協会のテフロン処理防塵固化材の発塵試験方法（テフロン処理防塵固化材協会発行の「テフロン処理防塵固化材技術資料」付録−１）に準拠して行った。なお、テフロンは登録商標である。

具体的には、内径７．５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状の試料落下装置に、造粒物２００ｇを入れ、ガラス板で蓋をした後、該ガラス板が底面となるように反転させた。
次いで、内径３９ｃｍ、高さ５９ｃｍの円筒状の測定槽の頂部に設けられた円形状（直径７．５ｃｍ）の投入口に、上記試料落下装置を設置した後、ガラス板を引き抜いて造粒物を自然落下させ、底面から４５ｃｍの高さにおける測定槽内の浮遊粉塵量（相対濃度ＣＰＭ［ＣｏｕｎｔＰｅｒＭｉｎｕｔｅ］）を、散乱光式デジタル粉塵計（柴田科学社製Ｐ−５Ｌ）を用いて測定した。
浮遊粉塵量の測定は、造粒物の落下直後から１分間、１試料あたり５回連続して行い、造粒物を落下させる前の測定値（ダークカウント）を差し引いた値の幾何平均値（下記式（１）を用いて算出した値）を、造粒物の「発塵量」と定義した。
Ｌｏｇｘ＝１／５×Σｌｏｇ（ｘ_ｉ−ｄ）・・・（１）
（上記式（１）中、ｘは発塵量、ｘ_ｉは測定回数がｉ回目の浮遊粉塵量の測定値、ｉは１〜５の整数、ｄはダークカウントを示す。）
なお、造粒物を落下させる前（ブランク）の発塵量は、２０ＣＰＭであった。

また、粒度分布は、粒度分布測定装置（製品名：マイクロトラックＨＲＡモデル９３２０−Ｘ１００、日機装社製）を用いて、レーザー回折・散乱法により測定した。この際、分散媒であるエタノール３０ｃｍ^３に対して試料０．０６ｇを添加し、９０秒間、超音波分散装置（製品名：ＵＳ３００、日本精機製作所社製）で超音波分散したものを測定した。

［実施例２］
水を５質量部となる量で散水する以外は、実施例１と同様にして、造粒物を形成した。
造粒物の発塵量、及び、粒度分布を実施例１と同様にして測定した。
［実施例３］
発塵防止材として、クリンカアッシュ１００質量部に対して、１０質量部となる量の水と、０．５質量部となる量のデンプンを混合してなる混合液を使用する以外は、実施例１と同様にして、造粒物を形成した。
造粒物の発塵量、及び、粒度分布を実施例１と同様にして測定した。
［実施例４］
発塵防止材として、クリンカアッシュ１００質量部に対して、１０質量部となる量の水と、５．０質量部となる量の普通ポルトランドセメント（表２中、「セメント」と示す。）を混合してなる混合液を使用する以外は、実施例１と同様にして、造粒物を形成した。
造粒物の発塵量、及び、粒度分布を実施例１と同様にして測定した。
［比較例１］
クリンカアッシュの発塵量、及び、粒度分布を実施例１と同様にして測定した。
それぞれの結果を表２に示す。

表２から、本発明のクリンカアッシュの発塵抑制方法（実施例１〜４）において、形成された造粒物の発塵量（１９〜２０ＣＰＭ）は、比較例１のクリンカアッシュの発塵量（２２ＣＰＭ）と比べて少ないことがわかる。
特に、実施例２（発塵防止材として５質量部となる量の水のみを使用したもの）の発塵量は、実施例１（発塵防止材として１０質量部となる量の水のみを使用したもの）の発塵量よりも少なく、実施例３（発塵防止材として１０質量部となる量の水と０．５質量部となるデンプンを使用したもの）及び実施例４（発塵防止材として１０質量部となる量の水と５．０質量部となる普通ポルトランドセメントを使用したもの）と同等であることがわかる。

Claims

クリンカアッシュと、水のみを含む発塵防止材を混合して、造粒物を形成させる、クリンカアッシュの発塵抑制方法であって、
上記クリンカアッシュ１００質量部に対する上記水の量が、３〜８質量部であり、
上記造粒物は、粒度が３００〜８００μｍの粒体を７０体積％以上の割合で含むものであることを特徴とするクリンカアッシュの発塵抑制方法。
上記クリンカアッシュと上記発塵防止材の混合の終了時から、１日間以上、静置した後、上記造粒物を運搬する請求項１に記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。
上記静置が、上記クリンカアッシュと上記発塵防止材の混合物を、少なくとも上記造粒物が形成されるまで、密閉した収容手段の中に収容した状態で行われる請求項２に記載のクリンカアッシュの発塵抑制方法。