JPH01304093A - 粒子凝集方法および粒子凝集体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、微粒子の凝集に関するものである。

［発明の技術的背景および従来技術］ 高温での処理を行なう冶金工程のほとんどは、煙、蒸気
、あるいは、これらと同様の微粒子を含む廃生成物を発
生し、これらの微粒子は、例えばダストバック、あるい
は静電集塵機、およびこれらと同様の装置によって回収
される。ある種の冶金工程においては、溶融した金属や
カワ（ｍ’ａｔｔｅ）がこぼれることがあるが、これら
を細かい粒子に粉砕して回収したり再利用したりするこ
とができる。また、他の冶金工程においては、冶金の途
中で生じたスラグ、トラスあるいは金属含有物を含む灰
を粉砕し、その中に含まれる金属微粒子を物理的な分離
方法によって分離する。

上記のような場合、いくつかの類似の工程において得ら
れる微粒子状の副生成物は、重金属および／または、い
わゆる遷移金属をおおく含有している。重金属、または
遷移金属としては、特に以下のようなものが挙げられる
。銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロミウム、タ
ングステン、バナジウム、チタニウム、マグネシウム、
ニオビウム、モリブデン、カドミウム、スズ、鉛および
金属を含有する副生成物中に見い出されるこれらと同様
の金属。これらのうち、いくつかの金属は、また高融点
金属であると考えられる。特に、これらの廃生成物ある
いは副生成物は、稀少または貴金属、あるいは白金族の
金属、を含有することがあり、これら金属を回収するた
めには、いっそう金属抽出工程を必要とする。この抽出
工程がどのようなものであっても、廃生成物および／ま
たは副生成物中に含まれる有用金属は、回収工程が行な
われる炉あるいは他の装置内に適当な供給手段によって
充填されなければならない。

多くの冶金抽出工程プラントにおいては、塵埃の回収に
ついて問題があるのが常である。発生する塵埃は、しば
しば大気中にふき出され、プラント中にたちこめる。実
際に行なわれる方法としては、冶金副生成物を集め、可
燃性の袋にためることが知られている。塵埃をためた袋
は炉の中に投込まれたり、あるいは炉の中に移動された
りする。しかし、この工程では相当量の塵埃が炉内の風
によって大気中にふき上げられて散逸し、プラント中に
再び充満したりする。

また別の方法としては、冶金によって発生した廃生成物
および／または副生成物を屋外のゴミ捨て場の山にため
る方法が知られている。このような山にためられた塵埃
は、例えば、炉の中に入れられたり、鉱山に埋め戻され
たり、あるいはその他の再利用に供するといった有効な
利用がされる前に、しばしば風により吹き飛ばされたり
、由や雪によって洗い流されたりして環境問題の原因と
なる。

従って、冶金によって発生する塵埃粒子あるいはそれと
同様の微粒子状の副生成物を凝集、収集して、蓄積し、
再利用あるいは上記のような副生酸物抽出工程に再循環
させることができるような経済的な方法が必要である。

米国特許第３３４１６４２号（１９６７年９月Ｊ、ｔ１
．Ｍａｈａｒらによる）、米国特許第３８７０５０７号
（１９７５年３月Ｊ、Ｅ、ＡＩＩｅｎによる）および米
国特許第３８９８０７６号（１９７５年８月Ｒ，Ｌ、Ｒ
ａｎｋｅによる）には、金属を含有する粒子を可燃性物
質よりなる結合剤によって練り固め、その後、加熱処理
し保存処理する方法が述べられている。この加熱保存処
理を行なうには、このために特に設計された特殊な炉を
必要とするので、副生成物の再利用のためのコストが増
加する恐れがある。

米国特許第２５４７６９１号（１９５１年Ｒ，Ｉ１．Ｃ
ｈｕｒｃｈｉｌｌによる）および米国特許第３１７４８
４６号（１９６５年Ａ、Ｈ，Ｂｒ１ｓｓｅによる）には
、硫黄あるいはビチューメンといった可燃性物質を粒子
中に一定の範囲の重量パーセントだけ加える方法が述べ
られている。この加える凝集剤の重量パーセントの範囲
は比較的大きい粒子からなる重い物質を固めるには有効
であるが、軽い物質である微細な塵埃を固めるには適当
であるとはいえない。

［発明の要旨］ 本発明は、冶金工程において生ずる金属含有塵埃粒子を
可燃性凝集剤を用いて凝集する方法であって； 冶金工程において生ずる塵埃粒子のかさ比重と粒子サイ
ズ範囲を決定し、 該粒子に混合する可燃性凝集剤の揖を、上記にて決定し
た該粒子のかさ比重と粒子サイズ範囲を用い、該凝集剤
の量を表わす第一の数値と該粒子のかさ比重を表わす第
二の数値および該粒子の粒子サイズ範囲に関する第三の
数値とを算術的に組み合わせて計算される最終的な値が
予め定めた数値範囲になるように決定し、 この量の凝集剤を該粒子に混合し、得られた混合物を成
形し、凝集体とすることを特徴とする金属含有塵埃粒子
凝集方法および 冶金工程において生ずる金属含有粒子と可燃性凝集剤と
からなり、加えられる可燃性凝集剤の量が、該金属含有
粒子の予め定められたかさ比重と予め定められた粒子サ
イズ範囲から、予め定められた重量百分率で表示された
上記可燃性凝集剤の量、該金属含有粒子の該かさ比重お
よび該粒子サイズ範囲との間の算術的に組み合された関
係に基いて決定された量であり、この決定された可燃性
凝集剤の量を上記粒子に混合し、この混合物を成形する
ことによって得られたものであることを特徴とする金属
含有粒子凝集体にある。

本発明者は、冶金によって生じる塵埃粒子を、可燃性の
凝集剤を用いて凝集する新しい方法を見い出した。本発
明においては、塵埃粒子に可燃性凝集剤を加えるが、こ
の加えられる凝集剤の量は粒子のかさ比重と粒子サイズ
範囲に関係して決定される。加えられる可燃性凝集剤の
量、平均粒子サイズおよび塵埃粒子のかさ比重は経験的
な関係によって結び付いており、この関係から得られる
値は目的とする固まり（凝集体）が所望の性質を持つよ
うな数値範囲に設定する。塵埃粒子は予め定められた量
の可燃性凝集剤と混ぜ合わされた後、固められる。

本発明における代表的な態様を以下に示す。

（１）上記加えられる可燃性凝集体が粒子に対する重量
百分率で表わされることを特徴とする粒子凝集方法。

（２）上記粒子のかさ比重が単位体積当りに含まれる粒
子の重量で表わされることを特徴とする粒子凝集方法。

（３）上記粒子の粒子サイズ範囲が、該粒子の５０重量
パーセントが通過するふるいの穴のサイズによって表わ
されることを特徴とする粒子凝集方法。

（４）上記第一の数値が重量パーセント（ｗｔ。

％）で表わされ、上記第二の数値がダラム毎立方センナ
メーター（ｇ／ｃｍ３）で表わされ、上記第三の数値が
マイクロメーター（μｍ）で表わされ、そして該第−の
数値、第二の数値および第三の数値が次式： ふるいの径サイズ（μｍ） １００　　　　　　　　　　　（ｇ／ｃｍ３）凝集剤の
、重り１パーセント（ｗ　ｔ　、％）＋２ｘ凝集剤の重
量パーセント（ｗｔ、％）、で算術的に結び付いており
、この式によって得られる最終的な値が２０から２２０
であることを特徴とする粒子凝集方法。

（５）上記式中のダラム毎立方センナメーター（ｇ／ｃ
ｍ’　）で表わされた第二の数値と、マイクロメーター
（μｍ）で表わされ第三の数値を１００で割った値との
積が１０未満であるとき、−ト記最終的な値が２０から
７０であることを特徴とする粒子凝集方法。

（６）上記金属含有粒子が、卑金属、遷移金属、高融点
金属、貴金属および白金族金属よりなる群より選ばれる
少なくとも一つの金属を含有することを特徴とする粒子
凝集方法。

（７）上記可燃性凝集剤が、炭化水素のワックス、重釜
残油、ビチューメン、タールおよびピッチよりなる群よ
り選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする粒子
凝集方法。

（８）上記凝集剤が、重量百分率で２６％未満の炭化水
素油分を含むことを特徴とする粒子凝集方法。

（９）上記凝集剤と粒子の混合が手動操作によって行な
われることを特徴とする粒子凝集方法。

（１０）上記凝集剤と粒子の混合が動力手段によって行
なわれることを特徴とする粒子凝集方法。

（１１）上記混合物が自重によって成形されることを特
徴とする粒子凝集方法。

（１２）上記混合物が、上記粒子凝集体表面に２０ｋｇ
／ａｍ２未満の圧力が加わることで成形されることを特
徴とする粒子凝集方法。

（１３）上記混合物が、不燃性容器に充填されることを
特徴とする粒子凝集方法。

（１４’）　、）記混合物が、可燃性容器に充填され、
その状態で保存されることを特徴とする粒子凝集方法。

（１５）上記金属含有粒子が、上記凝集剤と混合される
に先だって、該凝集剤の融点以上の温度に熱せられるこ
とを特徴とする粒子凝集方法。

（１６）上記凝集剤が上記金属含有粒子と混合されるに
先だって、自らの融点以上に熱せられることを特徴とす
る粒子凝集方法。

（１７）上記金属含有粒子が、動力手段によって上記凝
集剤と混合され、熱せられることを特徴とする粒子凝集
方法。

（１８）上記粒子と上記凝集剤とが別々に熱せられた後
、混合されることを特徴とする粒子凝集方法。

（１９）上記金属含有粒子が、二つの工程によって上記
凝集剤と混合され、第一工程では該粒子が該凝集剤の一
部と混合され、第二工程では第一工程で得た混合物に残
りの該凝集剤を混合することを特徴とする粒子凝集方法
。

（２０）上記の混合物が、上記第一工程と上記第二工程
との間で冷却されることを特徴とする粒子凝集方法。

（２１）上記粒子と上記凝集剤とが、動力手段によって
常温で混合され、固まりとして押出し成形されることを
特徴とする粒子凝集方法。

（２２）　ｉ記金属含有粒子が、煙道塵埃、静電集塵機
によって集められた塵埃、こぼれた金属粒、冶金によっ
て生じた濃縮灰煙および電解工程によって得られるスラ
イムの粒子よりなる群より選ばれる少なくとも一つであ
ることを特徴とする粒子凝集方法。

（２３）上記金属含有粒子が、スラッグや灰のような冶
金副生成物によって運ばれることを特徴とする粒子凝集
方法 （２４）上記金属含有粒子が、金属細工の際に生じる廃
物であることを特徴とする粒子凝集方法（２５）上記金
属含有粒子と計算された量の可燃性凝集剤とを混合し、
加熱し、成形することによって得られることを特徴とす
る凝集体。

（２６）上記金属含有粒子と計算された量の可燃性凝集
剤との混合、加熱、成形を一工程で行なうことを特徴と
する凝集体。

（２７）上記可燃性凝集剤を上記金属含有粒子に、二つ
別々の加熱混合工程で加えることを特徴とする凝集体。

（２８）可燃性容器に充填され、その状態で保存される
ことを特徴とする凝集体。

［発明の構成］ 本発明をさらに良く説明するために、以下に本発明の好
ましい対応を述べ、実施例によってその適用を説明する
。

第１図には、粒子サイズの分布曲線を示した。

この曲線は、本発明に従って可燃性凝集剤と共に凝集体
となって有効利用される例となる副生成物および塵埃の
平均粒子サイズの決定を説明するものである。

塵埃および灰煙フード、静電集塵機、サイクロン、また
はこれらと同様の固体微粒子回収装置によって集められ
濃縮されたもの、粉砕されたスラグやドロスより得られ
る粒子、あるいはその他、冶金工程によって生じる廃生
成物および／または副生成物である金属を含む細粒また
は粒子、など有用な金属を含む粒子を、以下、塵埃粒子
と呼ぶこととする。

本発明の好ましい態様においては、金属含有粒子は炭化
水素ワックスの凝集剤と混合される。

凝集体を得るために加えられる凝集剤の量を計算する際
に考慮される塵埃粒子の物理的性質は、比較的簡単に決
定され、特に工夫をこらした装置は必要としない。かさ
比重（かざ密度）は単位体積当りの重量として計測され
、通常、ダラム毎立方センナメートル（ｇ／ｃｍ３）あ
るいはｋｇ毎ｍ３で表示される。かさ比重はまた、粒子
の細かさの程度をある程度表わし、その決定に当っては
、固体の比重を決定する際に必要とされる固体のブロッ
クを製造する必要がない。以下の議論および数式におい
ては、考慮しているこのかさ比重をＢＤと省略して記述
することとする。

塵埃粒子を固めるために必要とされる凝集剤の量は、ま
た、粒子のサイズを考慮して決定される。粒子を物質が
密着した固まりのようにするためには、より細かい粒子
になればなる程、より多量の凝集剤が必要となる。粒子
サイズの範囲はふるい試験によフて簡単に決定できる。

この決定は、ある一定の穴の大きさを持つふるいを通過
した粒子の重量パーセントを測定することで行なわれる
。第１図には異なる塵埃粒子の粒子サイズ分布曲線が示
されており、ふるいの穴の大きさがふるいを通過した粒
子の重量パーセントに対してプロットされている。穴の
直径、または幅はマイクロメーター（μｍまたは１０−
’ｍ）で与えられている。好ましい態様においては、粒
子の５０重量パーセントを通過させる特定のふるいのサ
イズ（Ｓ）を考えることにする。これは平均粒子サイズ
と考えられ、また第１図において点線によって示されて
いる。

本発明における凝集剤は、いかなるタイプの炭化水素ワ
ックスでもよく、蒸留の際の副生成物、あるいは他の公
知の炭化水素分離過程で生じる残清なとでもよい。本発
明を冶金の際に生じる塵埃粒子に通用する場合、得られ
た凝集体を炉内に入れた時に炉床の温度を実質的に低下
させないように、凝集剤は実質的に可燃性であることが
必要である。換言すれば、この工程においては、塵埃粒
子と凝集剤を溶融するのに必要な熱の少なくとも一部は
、凝集剤が燃えることで供給されるという事が重要であ
る。これに対して、不燃性の凝集剤を用いる場合には、
これを溶融するためにより大きい熱エネルギーを必要と
し、はとんどの場合、スラグの負担も増大する。

ワックスは、その起源によって通常、いくぶんかの油分
を含有している。本発明に好適に用いられる凝集剤は、
油分が２６重量パーセント未満のものである。このよう
なワックスは比較的低価格で人手できる。本質的なこと
ではないが、用いられるワックスの融点は４９℃以上で
あることが望ましい。

実質的に完全な可燃性の物質のうち、いくつかのものは
、タール、ビチューメン、釜残油のように常温では流体
ではないが、これらもまた塵埃粒子を凝集体とする本発
明に用いることができる。

凝集剤の量と塵埃粒子のかさ比重、粒子サイズ範囲との
間の有用な関係は以下のようなものである： 平均粒子サイズ、かさ比重、および凝集剤の重量パーセ
ントの積を１００で割り、得られた値に、凝集剤の重量
パーセントを定数倍した値を加える。

好ましい態様において、必要な凝集剤の量を決定するの
に用いられる数値関係は以下のようなものである： Ｓ（μｍ） ＸＢ（１（ｇ／ｃｍ３）　　Ｘ　　ｗｔ、！１１１　＋
　　２　　ｗｔ、％　　＝１１Ｒが２０から２２０であ
ると、得られる塵埃の固まりは壊れにくく、砕けにくく
、取扱い易いものとなる。特に、Ｓ　（ｉｔ　ｍ　）　
Ｘ　ＢＤ（ｇ／ｃｍ３）　／　１００が１０未満である
と、好ましい塵埃の凝集体を与えるＲは、２０から７０
となる。

Ｓ　（ａ　ｍ　）　Ｘ　ＢＤ（ｇ／ｃｍ３）　／　１０
０が１０以上であると、取扱い上好ましい塵埃の固まり
を与えるＲは２２０に及ぶ。この範囲の上限は、経済上
の配慮から決定した。もしも、塵埃粒子凝集体を炉に入
れて加熱する際にも燃料が必要であることを考慮しても
、なお安価である凝集剤源があるならば、Ｒとして２２
０以上を適当であるとすることもできる。

炭化水素ワックスは、しばしばパラフィン・ワックスに
よって代表されるように、一般に飽和した長鎖の炭化水
素と考えられているが；しかじ、酸素および窒素を有す
る他のいくつかの有機化合物も、ここでいう広義の炭化
水素ワックスに入る。炭化水素油分とは、本質的にワッ
クスとよく似て、炭素と水素が長鎖でつながっていたり
、あるいはより多くの不飽和結合をもつ炭素側鎖を持つ
分子であり、ワックス中に見い出される。

本発明における好ましい態様においては、塵埃粒子と炭
化水素ワックスとを炭化水素ワックスの融点以上の温度
で混合する。粒子と炭化水素ワックスとの混合において
行なわれる連続工程には多くの種類があるが、そのいず
れもが好結果をもたらす。

その連続工程の一つは、ワックスを別に融点以上に加熱
しておき、しかる後に常温で塵埃粒子と混合するもので
ある。

また、別の連続工程は、溶融したワックスを、混合前に
予め加熱しておいた塵埃粒子と混合するものである。

さらに、また別の連続工程は、塵埃粒子を凝集剤の融点
以上の温度に加熱し、ここに凝集剤を加え、凝集剤の溶
融と混合とを同時に行なうものである。

凝集剤と塵埃粒子を混合するさらに別の工程は、両者を
常温で、混合手段を有する熱せられた容器に充填するこ
とである。このような装置としては、特に回転ドラムが
挙げられる。

塵埃粒子とＩＭ凝集剤の熱混合物を得る方法として上記
のどの方法を採用するかは、ただ単にどれが最も都合が
よいかのみで決定される。

炉中に微細な塵埃粒子を再び入れて再利用を図るために
製造される塵埃粒子の凝集体を、より硬く、より扱い易
くするには、凝集剤を二回に分けて塵埃粒子に加えれば
よいことが分った。この混合工程においては、必要な凝
集剤の一部を、用しＡる塵埃粒子全部に加え、加熱する
。得られた熱混合物に残りの凝集剤を加えて混合し、最
終的に得られたスラリーを常温で冷却する。

最初の凝集剤の混合と二番目の混合との間に、混合物を
冷却してもよい。

上記の例の場合、塵埃粒子とワックスを混合するには動
力付きの混合機を用いるのが便利であるが、もちろん、
手動のものでも行なうことができる。

好ましい態様においては、得られた混合物は熱スラリー
状になっていて、これを都合のよい形状をした容器ある
いは型に流しこむ。冷却された固まり（凝集体）は、普
通、簡単に型あるいは容器から取り出せることができる
。

また、別の本発明の有用な態様は、容器もまた可燃性で
あり、凝集剤と混合された塵埃粒子の熱スラリーは、こ
の容器内に充填され、冷却されて容器と一体となる。冷
却された可燃性容器に充填された塵埃凝集体は、取り扱
いが容易であり、再溶融あるいは再抽出のために炉の中
に装填される。別の態様においては、必要に応じて、容
器内に充填された凝集体は蓄積され、また別の用途、例
えば鉱山に埋め戻されたりする。

特に好ましい容器としては、ロール紙、あるいは円筒状
厚紙、特にコンクリートを硬めるのに用いられる円筒状
厚紙が好ましい。このような円筒状厚紙の例としては、
普通、巻かれた紙の層が接着剤によって接着された構造
を持つ、ｒｓＯＮ。

ＴＵＢＥＪという商標で知られているものを挙げること
ができる。

以下の実施例において、手動操作による塵埃粒子の凝集
体の製造法を述べる。いくつかの例においては、静置し
た熱スラリーの表面を重い金属性の物で平らにするとと
もに、加圧して凝集体とする。この工程は、一般にタン
ピングといわれる。

熱スラリーは、また、自重によって固まり、常温まで冷
却されてもよい。

得られた凝集体は、通常、取扱いによって砕けたり、崩
れて形状を失うことがないだけの衝撃に対する強度を有
している。本発明に従って製造された凝集体は、たとえ
壊れても、問題となる量の粉塵を出すこともない。

本発明の好ましい態様の操作方法と適用を、以下に実施
例によって説明する。

［実施例１］ 通常の製錬工程の副生成物として得られる銅−ニッケル
含有の塵埃２５００ｇを、容器内にゆるく充填し、温度
調節機で７７℃で７５分間加熱した。塵埃の粒子サイズ
は、すべて断面が２ｍｍ以下であり、サイズが１７０μ
ｍのふるいを約５０％の粒子が通過した。この銅−ニッ
ケル含有塵埃のバルク密度は３．８９ｇ／ｃｍ’であっ
た。

２００ｇの低融点ワックス（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ　ＷａｘＬｉｍｉｔｅｄ社製；　Ｎｏ、２２８０白色
粗製ワックス）の融点をＡＳＴＭ試験Ｄ８？によって４
９−５２℃と決定し、湯浴上で６０℃に加熱しながら攪
拌して完全に均一な流体になるようにした。

本実施例に用いたワックスのさらに詳しい物性値を以下
に示す。

ＡＭＰ融点・・・・・・５１−５３℃ 油分（ＡＳＴＭ　Ｄ７２１）・・・最大　２％粘度（Ａ
ＳＴＭ　Ｄ４４５）・・・３．０−４．０（９８，９℃
　センチストークス） 溶融したワックスと熱した塵埃を、蓋のない深なべの中
で７７℃に温度を調節しながら、手で混合した。この手
動の混合を約１１分続けた後、１５分間加熱したまま静
置した。

加えた８％のワックス、塵埃のかさ密度、粒子サイズか
ら計算されるＲ値は； −　Ｘ　　３．８９１　　Ｘ　　８　　＋　　１６　−
　６８．９となる。この値は、上記した好ましいＲの値
の範囲内である。

直径１５２ｍｒｎ、高さ７６ｍｍ、壁の厚さ３ｍｍのｒ
ｓＯＮＯＴＵＢＥＪを平面におき、この中にワックスと
塵埃粒子とを混合した熱スラリーを流し込んだ。管内に
流し込んだスラリーの表面を手で押圧した。その後、冷
却したスラリー表面な平断面をもつ竿のような、重く、
平面を有する道具で２５回打ちつけ、さらに圧縮した。

２時間放置すると、表面が固化した。流し込んでから１
時間半後の凝集体の温度は４９℃であ７だ。

この塵埃凝集体は５ＯＮＯＴＵＢＥと堅く密着していた
。この表面は堅固で２か月経過しても砕けることも、壊
れることもなかった。この密談集体は扱い易く、持ち運
び易かった。

［実施例２］ 実施例１と同様のニッケルー銅を含む、冶金で生じる塵
埃２０００ｇを、実施例１で述べたパラフィン・ワック
ス２００ｇと混合した。このワックスは予め湯浴上で７
０℃に加熱しておいた。混合は蒸気浴によって１５０℃
に加熱された状態で、開放された容器で行なった。スラ
リーをアルミ箔を内部に敷いた型に流し込み、重い器具
で圧縮した。冷却した圧縮凝集体を型から出した。これ
は固く、数カ月後も型面れを起さず、また扱い易く、落
しても崩れたり、傷ついたりすることがなかった。

［実施例３］ 混合煙道塵埃、コッテレル集塵機によフて集められた塵
埃、静電集塵機によって集められた塵埃およびこれらと
同様の通常の製錬工程の副生成物として得られる塵埃か
ら得られる銅とニッケルを含有する塵埃１５００ｇを、
以下のようにして凝集体とした。

この塵埃は、すべて粒子サイズが１．１８ｍｍ（ティラ
ーのメツシュ・サイズ１６）以下であつた。ふるいのサ
イズに対する粒子サイズ分布を第１図に示した。第１図
に示したように、５０％の塵埃を通過するふるいのサイ
ズは１５０μｍ未満であった。この塵埃のかさ比重を測
定したところ３．７３ｇ／ｃｍ’であった。塵埃を大型
のなべて凝集剤を加える而に１２７℃に加熱した。

ＡＭＰ融点が１２４−１２８℃、油分が最大２％（ＡＳ
ＴＭ　０７２１）の精製炭化水素ワックスを、塵埃とは
別の容器内で２０４℃に加熱し、手で攪拌しながら予め
熱しておいた塵埃に、７ｗｔ、％の量だけ加え混合物と
した。混合物の温度は１３５℃であった。混合の後、ス
ラリーをレンガ型の型に注ぎ込み、室温まで放冷した。

容器からレンガ型となった凝集体を取り出した。この凝
集体は固く、触れても堅固で、落しても壊れず、大きな
袋などのゆるい入れ物に入れて持ち運びをしても粉にな
ったり、欠けたりしなかった。

この混合物の、かさ比重、粒子サイズから経験的に決定
されるＲ値は、以下のようなものであフた。

Ｒ＝　−□　Ｘ　３．７３　Ｘ　７÷１４−５３．２［
実施例４］ 通常の製錬工程の種々の副生成物として得られる銅−ニ
ッケル含有の塵埃２５０°Ｏｇを、金属容器内に充填し
、１２７℃に加熱した後、この塵埃に実施例３で述べた
精製炭化水素ワックスを加え、６ｗｔ、％の可燃性凝集
剤を含む混合物を得た。ワックスが溶融すると同時に、
容器への加熱を止めた。この塵埃とワックスを手で徹底
的に混ぜ合わせた。この銅−ニッケル含有塵埃のかさ比
重は３．９２ｇ／ｃｍ３であった。ふるいのサイズに対
する粒子サイズ分布を表わした第１図に示したように、
５０％の塵埃を通過するふるいのサイズは１５０μｍ未
満であった。混合物の温度は７９℃であり、このとき混
合物は流動性のあるスラリーであった。

スラリーをレンガ型の型に注ぎ込み、放冷した。８時間
かけて常温まで放冷したレンガ型凝集体は、簡単に型か
ら取り出すことができ、固いものであった。この凝集体
は取り扱い易く、ゆるい入れ物に入れて持ち運びしても
粉になったり、欠けたりしなかった。

上記の値を用いて計算される、このレンガ型凝集体のＲ
値は以下のようなものであった。

Ｒ＝−Ｘ　３．９２　Ｘ　６　＋　１２−　４７．３［
実施例５］ 通常の製錬工程の種々の副生成物あるいは廃生成物とし
て得られる銅−ニッケル含有の塵埃ｔ　５００ｇを、鋼
製なべ内に充填し、４ｗｔ、％の可燃性凝集剤を含む混
合物となるように精製炭化水素ワックスを加え、７１℃
に加熱した。この鯖製炭化水素ワックスは実施例３およ
び４で述べたものと同様のものである。混合物の温度が
７１℃になると同時に、容器への加熱を止めて、この混
合物がよく混ざり、均一になるまで手で攪拌した。この
混合物はワックスによって充分湿っていたが、流動性は
なかった。この熱混合物をレンガ型の型に詰め、表面を
固い器具によって平面にして、常温まで放冷した。

炭化水素ワックスを加える前のこの塵埃のかさ比重は３
．９０ｇ／ｃｍ３であり、平均粒子サイズは１９５μｍ
（粒子の５０％は１９５μｍ以下の粒子サイズ）であっ
た。レンガ型凝集体は、簡単に型から取り出すことがで
きた。触れてみると、この凝集体は、実施例３．４のも
のよりワックスが少ないように感じられた。この凝集体
は壊すことなく、取り扱ったり、持ち運んだりすること
ができた。このレンガ型凝集体は、角やへりが若干砕け
ることがあったが、それが粉塵になるようなことはなく
、従って、粉塵を生じない凝集体として充分満足のいく
ものである。

上記のようにして得た凝集体のＲ値は以下のようなもの
であった。

Ｒ＝−Ｘ３．９０Ｘ４＋８−３８．６ ＋００ ［実施例６］ 通常の製錬工程で得られる銅−ニッケル含有の塵埃ある
いは微粒子状の副生成物を、熱回転ドラム内で炭化水素
ワックスとともに凝集体とした。

ドラムは外部のバーナーによって熱した。ドラムの温度
は外表面で接触温度計によって測定した。

加熱時間によるが、ドラム内部の温度は測定温度よりも
１００度以上低い。この実施例に用いた冶金塵埃はかさ
比重が３　、４９　ｇ　／　Ｃｍ’であり、５０％の塵
埃粒子が通過するふるいのサイズは、３４５μｍであっ
た。

凝集剤として使用した炭化水素ワックスは、市販のＩｍ
ｐｅｒｉａｌ　Ｏｉｌ　Ｌｉｍｌｔｅｄ社製ｗａｘ　Ｎ
ｏ、　７７８というものであり、その物性値は以下のよ
うなものである。

融点（ＡＳＴＭ　０１２７）・・・・・・６３℃油分（
ｗｔ、Ｕ　　・・・・・・・・１６％発火点（ＡＳＴＭ
　Ｄ９２）　　・・・・・２５０℃粘度　（ＡＳＴＭ　
　Ｄ４４５）　　・　・　７　、　２　センチストーク
ス　１００　　℃塵埃とワックスから凝集体を製造する
条件は以下の第１表に示した。第１表に示した例のほと
んどは、回転ドラムにＮｏ、　７７８ワツクスを入れ、
つぎに塵埃を加え、その後加熱、混合したものである。

また、二三の例については、成分を予め別々に熱したも
のである。示した混合の温度は外部での測定から見積っ
た値である。混合時間は１０から２０分である。熱混合
物は金型に充填した。容器内の混合物表面を押圧（タン
ピング）し、軽く圧力を加えて圧縮した。

製造した凝集体の成分、製造条件および各々の評価を第
１表に示した。

第１表に示したように、この一連の例は、Ｒ値を好まし
い範囲内にしたときに、混合条件を変化させることで、
より改良することができることを示したものである。上
記の例はすべてＲ値が２０以りであり、上記のようにし
て得た凝集体は持ち運び易く、塵埃を生じない。従って
、これらは、容易に製錬工程中に再循環され、回収され
る。

以下余白 ［実施例７］ 通常の製錬工程で得られるニッケル場よびその他の重金
属を含有する塵埃あるいは微粒子状の副生成物を、熱回
転ドラム内で炭化水素ワックスとともに凝集体とした。

ドラムは外部のバーナーによって熱した。簡単のため、
ドラムの温度は外表面で接触温度計によって測定した。

加熱時間によるが、ドラム内部の温度は測定温度よりも
１００度以上低い。ドラム内部の温度は外部での測定か
ら見積った。凝集剤として使用した炭化水素ワックスは
、実施例６と同様のものである。

この実施例に用いた冶金塵埃はかさ比重が２．４３ｇ／
ｃｍ３であった。この塵埃は、すべてティラーのメツシ
ュ・サイズ１６のふるいを通過し、従って、この塵埃粒
子は、すべて粒子の直径が１．１８ｍｍ以下であった。

第１図の粒子サイズ分布に示したように、５０％の塵埃
を通過するふるいのサイズは１３７μｍであった。

混合条件は第２表に示した。計算されたＲ値もここに示
した。

熱混合物は金型に充填し、容器内の混合物表面に軽く圧
力を加えて圧縮した。常温まで冷却した後、金型から抜
いた。得られた凝集体の外見および物性を第２表に示し
た。

ニッケルおよびその他の重金属を含有する塵埃にワック
スを加えて得られた、Ｒ値が２０以上である凝集体は、
すべて満足のいくものであった。

ワックスを二回に分けて加えたものは、幾分か固さにお
いて優れていたことを特記しておく。

以下余白 ［実施例８］ ケイ素および銅を含有する粒子副生成物を、再び炉の中
に入れて再利用するために、凝集体とした。この副生成
物のかさ比重は０．９５ｇ／ｃｍ３であり、５０．ｗｔ
％の粒子が通過するふるいの穴の大きさは直径２５μｍ
であった。

ＩｎＬｅｒｎａＬｉｏｎａｌ　Ｗａｘ　Ｌｉｍｌｔｅｄ
社製のＮｏ、２２８０ワツクスを凝集剤として凝集体を
製造した。このワックスの物性については実施例１で、
すでに述へた。

混合に先だフて、ワックスを開放容器に入れ、融点以上
、約８８℃に加熱した。

銅とケイ素を含む粒子は別の開放容器で７１℃に加熱し
た。本実施例においては、ワックスの混合は、２回に分
けて行なった。第一工程において、ワックスの一部を粒
子に加え、手で完全に混合した。残りのワックスを予め
熱しておいて、第二工程で得られた熱混合物に加え攪拌
した。この熱混合物を金型に移し、平たい金属製物で押
圧し、掌温まで放冷した。冷却後、得られた凝集体を金
型から抜き出し、目視により観察した後、１８３ｃｍの
高さからの落下試験を行った。製造条件および観察結果
を第３表にまとめた。

ワックスの混合を２回に分けて製造した凝集体の試験結
果は充分満足のできるものであった。これらのＲ値は、
予め設定した数値範囲内であった。

以下余白 ［実施例９］ 通常の製錬工程の種々の副生成物あるいは廃生成物とし
て得られるニッケルおよびその他の重金属を含有する塵
埃、例えば煙道塵埃、を再び炉の中に入れ再利用するた
めに、凝集体とした。この塵埃のかさ比重（ＢＤ）は２
．４３ｇ／Ｃｍ３であり、すべて粒子サイズは１．１８
ｍｍ以下、すなわち、ティラーのメツシュ・サイズ１６
のふるいを１００％通過した。第１図に示したように、
５０％の塵埃を通過するふるいのサイズは１３７μｍで
あった。

本実施例においては、ＩｎＬｅｒｎａＬｉｏｎａｌ　１
ｌａｘＬｉｌＩＩｉｔｅｄ社製のＮｏ、４３１ワツクス
を凝集剤として凝集体を製造した。このワックスは２５
％の油分を有し、融点は６３℃であった。

上記した塵埃粒子を容器内に入れ、６６℃に加熱した。

熱していないワックスを、４ｗｔ、％の量加えて攪拌し
た。加熱攪拌を１０分間行なった。この操作の後の温度
は８２℃であった。混合物を金型に流し込み、押圧した
後、冷却した。得られた凝集体を金型から抜き出した後
、目視による観察と落下試験を行なった。

得られた凝集体は粒状であったが、適度の固さを有して
いた。１８３ｃｍの高さから落下させると２．３の小片
に壊れたが、粉塵を生じることはなかった。

２．４３　Ｘ　１．３７ Ｒ＝　　　　　　　　　Ｘ４＋８　　＝　　２１．３こ
のＲ値は本発明における下限値に近い値である。この凝
集体は、それでもなお、粉塵を生じることなく持ち運び
できるという点で、満足のいくものである。

好ましい態様においては、塵埃粒子の平均粒子サイズは
、第１図に示したような粒子サイズ分布曲線から決定さ
れる。本発明によって凝集体とされる塵埃粒子の粒子サ
イズ分布を規定する別の方法としては、例えば、ティラ
ー・メシュサイズを用いることができる。粒子の粒子サ
イズ分布を決定する他の方法は、当業者にとって容易に
想到できるものである。

凝集体を得る別の方法は、塵埃粒子を凝集剤の中に常温
で散在させて、適当な装置に充填して、混合し、常温で
加圧して凝集体を押し出して成形する方法である。

上述してきた凝集方法は、冶金などで生じる塵埃粒子中
に含まれる有用な金属を、塵埃を凝集体として再び炉内
に入れることで、回収しようとするものである。この凝
集方法は、また、塵埃を凝集体として蓄積することで、
塵埃が環境汚染の原因となることを防止することにも利
用できる。

本発明を好ましい態様を例にとって説明してきたが、本
発明から導かれる、当業者にとって自明であるような修
正、変化は、もちろん本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塵埃粒子の粒子サイズ分布曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。冶金工程において生ずる金属含有塵埃粒子を可燃性
   凝集剤を用いて凝集する方法であって；冶金工程におい
   て生ずる塵埃粒子のかさ比重と粒子サイズ範囲を決定し
   、 該粒子に混合する可燃性凝集剤の量を、上記にて決定し
   た該粒子のかさ比重と粒子サイズ範囲を用い、該凝集剤
   の量を表わす第一の数値と該粒子のかさ比重を表わす第
   二の数値および該粒子の粒子サイズ範囲に関する第三の
   数値とを算術的に組み合わせて計算される最終的な値が
   予め定めた数値範囲になるように決定し、 この量の凝集剤を該粒子に混合し、得られた混合物を成
   形し、凝集体とすることを特徴とする金属含有塵埃粒子
   凝集方法。 ２。冶金工程において生ずる金属含有粒子と可燃性凝集
   剤とからなり、加えられる可燃性凝集剤の量が、該金属
   含有粒子の予め定められたかさ比重と予め定められた粒
   子サイズ範囲から、予め定められた重量百分率で表示さ
   れた上記可燃性凝集剤の量、該金属含有粒子の該かさ比
   重および該粒子サイズ範囲との間の算術的に組み合され
   た関係に基いて決定された量であり、この決定された可
   燃性凝集剤の量を上記粒子に混合し、この混合物を成形
   することによって得られたものであることを特徴とする
   金属含有粒子凝集体。