JPH05185055A - 油で汚染された反応性金属の屑を処理するための方法 - Google Patents

油で汚染された反応性金属の屑を処理するための方法

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JPH05185055A
JPH05185055A JP17110792A JP17110792A JPH05185055A JP H05185055 A JPH05185055 A JP H05185055A JP 17110792 A JP17110792 A JP 17110792A JP 17110792 A JP17110792 A JP 17110792A JP H05185055 A JPH05185055 A JP H05185055A
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magnesium
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Surendra K Saxena
スレンドラ・コー・サクセナ
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 マグネシウム等の金属を含有する油から金属
を回収する場合、気密な回転炉中で、油が蒸発し、且つ
屑の外部上に炭素質被膜が形成されるように、屑を油の
沸点付近またはそれ以上且つ金属の融点未満の温度に加
熱する。 【効果】 再溶融または高品質な製品の製造に適するよ
うなレベルに、環境に適し且つ低コストのプロセスで金
属屑の油を除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物、とくに油や油
性の冷却剤で汚染された反応性金属由来の廃棄物の処理
のための方法に関するものであり、さらに、この方法を
行うための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および課題】金属が機械加工されるとき、
削り屑、中ぐり屑または機械加工屑として数多くの廃棄
物が自動的に生じる。例えばマグネシウム、マグネシウ
ム合金のような反応性金属の機械加工においては、油ま
たは冷却剤を含む油が用いられている。つまり機械加工
屑は油で汚染されている。これはユーザーの重大な環境
問題となる。なぜならば、油で汚染された屑は今日では
商業的用途に実質上利用できないからである。この屑を
廃棄することはユーザーにとってコストのかかることで
ある。この理由のために、廃棄物をできるだけ多く回収
することが望まれているが、油や非常に易燃性のマグネ
シウム屑が存在するという問題がある。油で汚染された
屑の溶融を試してみたが、この方法は、屑がある程度燃
えてしまい、マグネシウムの溶融損失がもたらされるた
め好ましくない。従って油は、溶融が起こる前に取り除
かなければならない。
【0003】黄銅またはアルミニウム屑に用いられ得る
通常の回収プロセスは、屑を遠心分離および/または洗
浄し、続いて乾燥プロセスを行うというものである。こ
のようなプロセスは、米国特許第4,721,457号に記載さ
れている。マグネシウムやマグネシウム合金のようなさ
らに反応性の金属を考慮すると、この方法は適当ではな
い。マグネシウムは水と反応し、危険である水素を放出
する。さらに、屑の表面は酸化され、得られたものは出
発時よりも回収に適切でないものとなるであろう。洗浄
された物の中の油の含量は約0.5〜1%と比較的高く
なるであろう。溶媒を使用することにより、油で被覆さ
れた屑から油を非常によく取り除くことができる。しか
し、これはコストのかかる方法であり、環境的な観点か
らはあまり適切ではない。従来、熱によって油を除去す
ることを基礎とする方法があった。ドイツ国特許出願公
告第2,552,659号は、ニッケルおよびクロム合金鋼由来
の屑を粉砕して回収する方法を記載している。屑はまず
遠心分離される。なお、この屑は20%以下で油を含む
ことができる。その後、油は誘導加熱により蒸発し、蒸
留により回収される。マグネシウム屑は、その自燃性に
より非常に注意深く取り扱わなければならない材料であ
る。マグネシウムは酸素付近において易燃性であり、温
度を上げるとと蒸気圧も増加する。通常の使用におい
て、200℃を超えてマグネシウムを加熱することは非
常に危険である。
【0004】本発明の目的は、再溶融または高品質な製
品の製造に適するようなレベルに、環境に適したプロセ
スで油を除去することにより、金属屑、とくにマグネシ
ウムやマグネシウム合金のような反応性金属の屑を回収
することである。本発明の目的は、以下に示す方法およ
び装置により達成され、この出願は、添付した特許請求
の範囲において特徴付けられ且つ定義されるものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、マグネ
シウム屑に残った油を取り除くのに安全で且つ効果的な
方法として、熱処理を用いることができることを発見し
た。屑は空気中で加熱されるが、屑の周囲の大気は、蒸
発し且つある範囲で分解する油により減少する。もし望
むならば、不活性ガスを加えることができる。温度は油
の沸点の付近またはこれ以上且つ金属の融点未満に維持
される。好ましくは、温度は430℃未満に維持される
べきであり、最適には200〜410℃の範囲である。
幾分かの油は分解され、マグネシウム屑上に炭素の保護
被膜を提供する。驚くべきことに、屑は熱せられるが、
この被膜は、発火の危険なく、屑が空気と直接接触可能
であることが見いだされた。この熱処理の間、自由/連
続移動に屑を維持することが好適である。この方法は、
マグネシウム屑および/または他の種類の反応性金属屑
から揮発性成分(ラッカーおよびペイントの残余を含
む)を取り除くことにも有効である。
【0006】密閉した、回転する炉を、油で汚染された
屑の処理に用いるのが好ましい。材料は供給装置により
供給される。炉は、材料を進めるために内側にブレード
/羽根を有し、温度の測定のためおよびもし必要ならば
不活性ガスの添加のための中央のパイプを備えている。
炉は、その出口に圧力調整システムを備え、仕上げられ
た乾燥材料を取り出すための密閉した出口システムを有
する。油の蒸気は炉を出て、個々の装置中で凝縮され分
離される。炉は電気的に加熱されるが、他の加熱手段を
用いることもできる。
【0007】本発明を図1〜2の添付した図面を用いて
さらに詳細に説明する。図1は、マグネシウム屑由来の
油および/または油含有物質の除去に用いられる密閉し
た回転する炉を備えたパイロットプラントを示すもので
ある。図2は、廃ガスからの油の凝縮および分離のため
の装置を示すものである。
【0008】マグネシウムまたはマグネシウムを含む合
金の削り屑、中ぐり屑および/または機械加工屑は、様
々な油含有量で、1/10mm〜30mmの範囲の形状およ
びサイズであることができる。このような生成物の表面
は粗いものであるので、油がその溝中に粘着し除去する
のが困難である。通常、鉱油はマグネシウムの溶融損失
および酸化を防ぐように、マグネシウム屑を冷却するた
めに用いられる。油を除去するために、屑はまず遠心分
離される。所定のマグネシウム屑毎に、遠心分離は実質
上約7〜15%の一定量の残油を生じさせる。マグネシ
ウム屑は、その爆発する危険な特性のために、非常に注
意深く取り扱われる物である。従って、マグネシウムを
含む材料を加熱することに対して大きな偏見があった。
しかし、驚くべきことに、火災の起こる危険性なく、加
熱によりマグネシウム屑から油を除去することが可能で
あることが見いだされた。さらに、加熱により油を除去
するとき、屑に保護被膜がなされることが見いだされ
た。この被膜は、金属を不動態化して空気中でマグネシ
ウム金属と酸素とが直接反応することを防ぐので、今後
の屑の使用に有利である。
【0009】加熱のための最適温度がまず決定されなく
てはならない。これは実験室において、アルゴンまたは
他の不活性ガスを添加することなく密閉した管状の炉
中、少量の材料を加熱することにより行われた。マグネ
シウムの機械加工に用いられた最も通常の冷却油は、鉱
油を基にしたものであり、250〜300℃の範囲の沸
点をもつ。例としては280℃の沸点をもつVACMU
L 03C(モービル・マスター(Mobil Muster))を
挙げることができる。実験は、200〜430℃の範囲
の温度で行われた。試料を取り出し、実験の間に詳しく
調べた。410℃以上の温度で、材料は完全に酸化さ
れ、炉において不活性雰囲気をもたせることが必要であ
った。空気中で行われたこれらの予備実験を基にして、
空気雰囲気における熱プロセスのための最適な温度範囲
は、油の沸点の付近またはこれを以上温度で且つ金属の
融点未満であることが決定された。マグネシウムやマグ
ネシウム合金の場合、これは約200〜410℃の範囲
である。不活性ガスを使用するとき、上限温度は多少増
加してもよいが、これは何が最も経済的かの問題であ
る。これよりも大きな規模の実験をさらに行った。この
手順を以下の実施例に記載する。
【0010】
【実施例】実施例 1 すべての大規模実験の場合、2m3の容量をもつ乾燥/仮
焼炉を使用した。約30kgの油で汚染されたマグネシウ
ム屑をまず遠心分離し、これらが5〜8%の油を含むよ
うにした。屑を8つのトレーの間にそれぞれ5〜6cmの
屑の層をもつように分割した。120℃で油は気化し始
め、ほとんどの油が蒸発するまで炉を200℃に保った
(約2時間)。続いて炉を350℃に加熱し、3時間こ
の温度に維持した。その後、炉を止め、屑を翌日までそ
こに維持した。屑を取り出したとき、温度は約50℃で
あった。これらは、黄褐色の表面となっていた。マグネ
シウム屑は非常に不均一な表面をもち、すべてのクラッ
ク中に酸化マグネシウムがある。さらに、処理した屑の
分析によって、表面がCおよびMgOの混合物により種
々の程度に覆われていることが示された。油の処理/蒸
発の間、少量の油が分解されて油が濃縮し、炭素が形成
される。純粋なマグネシウム表面は、炭素コーティング
により通常に覆われるであろう。これは、屑が不動態化
した表面となる。残った油の含量をさらに分析した。そ
の結果0.01%未満であった。
【0011】実施例 2 室温から350℃の直接加熱で3〜4時間で、実施例1
に記載した試験を行った。最初の試験で得られた生成物
を基にして、処理された熱い屑が最初に冷却されずに空
気にさらされ得るかどうかを見いだすことが望まれた。
従って、マグネシウム屑を炉から直接取り出した。驚く
べきことに、屑のマグネシウム溶融損失または酸化は観
察されなかった。屑は均一な黄褐色表面をもち、上記と
実質上同じ残油含量であった。
【0012】加熱時間および加熱温度ともに、材料の量
および炉における空気の循環に依存するであろう。屑は
その外側の被膜のため、およびその表面が多孔質且つ不
均一であるために貧弱な熱伝導率を有する。純粋なマグ
ネシウム屑と、91%のマグネシウムを含む合金の両方
で試験を行った結果、屑の付近が大気雰囲気でさえ、実
質上同様な結果が得られた。炉において、蒸発した油の
存在により、屑付近の大気は減少するであろう。これ
は、金属が酸化されるのを防ぐことになる。幾分かの油
は分解され、炭素が屑上に付着する。もし望むならば、
不活性ガスを加えて、僅かに高い温度で屑を処理するこ
とができる。
【0013】工業的用途において、迅速且つ連続的プロ
セスにより屑から油やその他の揮発性物質を取り除くこ
とが好ましい。これは、図1〜2に示してあるタイプの
装置を用いることにより行うことができる。図1は、例
えばマグネシウム合金屑から油を除去するための、密閉
した、回転する管状の炉1を用いるパイロットプラント
を示すものである。炉は、約2mの長さで200mmの直
径をもつ。炉は3つの加熱要素2、3、4により加熱さ
れ、外側に断熱材5を有する。金属屑はスクリューフィ
ーダー8を備えたフィードパイプを経て、容器6から炉
中に供給される。炉の中に屑を供給するために、コンベ
ヤベルトおよび/または幾つかの他の装置を使用するこ
とができる。容器/供給パイプ中の金属は、炉に無制御
な空気が侵入するのを防いでいる。炉は、金属を進める
ために、内側に傾斜したブレード/羽根9を備えてい
る。ブレードの角度および回転速度おは、金属屑の流速
を決定するであろう。炉が回転するとき、金属屑は炉の
出口に向かって移動する。回転速度は変化させることが
できる。屑は部分的に滞留することなく自由に動くこと
ができることが重要である。炉は300〜400℃に加
熱される。複数の熱電対10が炉の中の温度を調節する
ために用いられる。炉の外側末端で、温度を測定するた
め且つアルゴンのような不活性ガスの供給可能なパイプ
11がある。このプロセスにおいて空気の出入りはほと
んどないので、アルゴンの添加は全くあるいはほとんど
必要ではない。たとえ試みに完全に気密な炉を用いたと
しても、金属屑は乾燥の間に不動態のコーティングをそ
の外側に得ることにより、マグネシウム金属または合金
と酸素との直接接触は全くないので、酸素の一定量の侵
入は許される。
【0014】処理された金属屑は、空気の侵入を防ぐよ
うに、密閉した出口システム12を通って炉の外側に導
かれる。また、連続的に炉の外側に屑を導くためのスク
リュー装置を使用するのが有利である。油の蒸気および
他の揮発性物質は、パイプ13を通って炉を出て、図2
に示されるような冷却/凝縮システムに導かれる。炉の
出口で、炉の末端での高いあるいは低い圧力を防ぐため
の圧力センサ14がある。もし圧力が大気圧を超えた場
合、真空ポンプが自動的に始動する。これは、油の蒸気
等だけが出口パイプを通って逃れるのをチェックするこ
とを可能にする。
【0015】図2は、油の蒸気の回収システムを示すも
のである。出口パイプ13からの油の蒸気は、この油の
凝縮/除去のために、クーラーおよび3つのカラム15
を通るように導かれる。蒸気の通過を確実なものにする
ために真空ポンプが用いられる。最初の2つのカラム
は、スチールウール16または油の蒸気を凝結させるた
めの他の同様の物質で満たされている。凝縮した油は、
カラムの底を開けて取り出すことができる。最後に残っ
た痕跡量の油は、例えば水酸化ナトリウム溶液17を通
して泡立たせることにより取り除くことができる。
【0016】実施例 3 長さ約2m、直径200mmをもつ図1に示すような炉を
用いて幾つかの試験を行った。マグネシウム合金の屑を
まず遠心分離した。油含量は5.2〜7.5%であった。
屑の供給速度は、1分あたり0.1〜0.5lで変化させ
た。炉の温度は350〜370℃に変化させた。5〜2
0分間で変化させた処理時間で試験した。試験で得られ
た結果を表1に示す。屑中の油含量は、0.05%未満
に十分に減少し、廃ガスから油が良好に分離された。さ
らに、屑中の最終油含量は、加熱領域の時間の長さを変
更することにより調節することができ、これは、他の要
因の中でも、炉の回転速度および長さに影響されるもの
である。今日では、水/油のエマルジョンからなる冷却
液を使用することが普通となっている。普通の比率は、
1〜10%の油、残りは水である。遠心分離の後、この
ような冷却液にさらされた屑は、1〜2%の水分を含
む。水も含む屑の場合、油が除去される前に水の蒸発を
別に行うのが好適である。約110℃に加熱することに
より水は蒸発するが、油は蒸発しない。続いて屑は乾燥
機に供給される。屑は続いて溶融鉄の脱硫に用いるのに
好適である。本発明を反応性金属および合金の処理に用
いる例により主に記載したが、本発明は、他の種類の屑
の処理にも用いることができる。
【0017】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】マグネシウム屑由来の油および/または油含有
物質の除去に用いられる密閉した回転する炉を備えたパ
イロットプラントを示す図である。
【図2】廃ガスからの油の凝縮および分離のための装置
を示す図である。
【符号の説明】
1 炉 2,3,4 加熱要素 5 断熱材 6 容器 8 スクリューフィーダー 9 ブレード/羽根 10 熱電対 12 出口システム 14 センサ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油で汚染された反応性金属の屑の処理方
    法であって、該処理方法は、油が蒸発し、且つ屑の外部
    上に炭素質被膜が形成されるように、屑を油の沸点付近
    またはそれ以上且つ金属の融点未満の温度に加熱するこ
    とを特徴とする、油で汚染された反応性金属の屑を処理
    するための方法。
  2. 【請求項2】 温度が430℃未満に維持される、請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 屑が自由/連続移動に維持される、請求
    項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 屑が空気中および/または減少した大気
    中および/または不活性雰囲気中で加熱される、請求項
    1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 屑が密閉した炉1中に供給され、加熱領
    域を通って移動している間、常に動かされていることに
    より、油が蒸発し、炭素質被膜が屑上に付着し、屑が密
    閉した出口システム12を通って炉の外側に導かれ、前
    記油の蒸気は炉の外側に導かれ且つ凝結されることを特
    徴とする、油で汚染された金属屑を処理するための方
    法。
  6. 【請求項6】 炉中の温度が、油の沸点付近またはそれ
    以上且つ屑の融点未満に維持される、請求項5に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 スクリューフィーダー8を備えたフィー
    ドパイプ7を通って容器6から金属屑を供給することに
    より、炉の入口で空気と直接接触することが防止され
    る、請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 炉の出口における圧力が、高いまたは低
    い圧力とならないように管理される、請求項5に記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 長さの軸方向を中心として、固定あるい
    は変動して回転するように取り付けられた、密閉した円
    筒形の炉1があり、該炉は、該炉の内部の壁に接して傾
    斜したブレード/羽根を有し、および容器6、屑を供給
    するための運搬装置8および該炉の外側に該屑を取り出
    すための密閉した出口システム12を有し、該炉は、油
    の蒸気のための少なくとも1つの出口13を有すること
    を特徴とする、油で汚染された金属屑の処理のための装
    置。
  10. 【請求項10】 炉の出口には圧力センサ14があり、
    そこには不活性ガスを導入する手段がある、請求項9に
    記載の装置。
JP17110792A 1991-06-28 1992-06-29 油で汚染された反応性金属の屑を処理するための方法 Pending JPH05185055A (ja)

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NO912548 1991-06-28
NO912548A NO172838C (no) 1991-06-28 1991-06-28 Fremgangsmaate og anlegg for behandling av avfallsprodukter

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FR (1) FR2678183A1 (ja)
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