JPH0693348A - アルミニウム残灰の前処理方法 - Google Patents
アルミニウム残灰の前処理方法Info
- Publication number
- JPH0693348A JPH0693348A JP27074792A JP27074792A JPH0693348A JP H0693348 A JPH0693348 A JP H0693348A JP 27074792 A JP27074792 A JP 27074792A JP 27074792 A JP27074792 A JP 27074792A JP H0693348 A JPH0693348 A JP H0693348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- ash
- residual ash
- aluminum nitride
- residual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウムの溶解のさい生成する残灰を窯
業原材料や地盤改良剤として再利用するときに水と反応
して発生するアンモニアガスの問題を解決し、資源とし
て有効利用を図る。 【構成】 残灰を酸化性雰囲気中で７００℃ないし１４
００℃の温度に加熱し、前記残灰中に含まれる窒化アル
ミニウムを分解して酸化アルミニウムに変化させるアル
ミニウム残灰の前処理方法。
業原材料や地盤改良剤として再利用するときに水と反応
して発生するアンモニアガスの問題を解決し、資源とし
て有効利用を図る。 【構成】 残灰を酸化性雰囲気中で７００℃ないし１４
００℃の温度に加熱し、前記残灰中に含まれる窒化アル
ミニウムを分解して酸化アルミニウムに変化させるアル
ミニウム残灰の前処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムの溶解のさ
い浴の表面に発生するドロス、すなわち残灰を再利用資
源化するための前処理方法に関するものである。
い浴の表面に発生するドロス、すなわち残灰を再利用資
源化するための前処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金は通常
大気中で溶解されるがその場合浴の表面はアルミニウム
の酸化物を主成分とするスラグ層で被われる。その成分
はたとえば酸化アルミニウム５０〜８０％、金属アルミ
ニウム５〜３０％、窒化アルミニウム５〜１５％、酸化
珪素０〜２５％で、さらに添加されたフラックスに由来
するナトリウム塩、カリウム塩も含まれる。このスラグ
は溶解作業ごとに残灰として発生し廃棄物となるが、そ
の成分からみて窯業原材料、地盤改良剤としての有効利
用が考えられる。
大気中で溶解されるがその場合浴の表面はアルミニウム
の酸化物を主成分とするスラグ層で被われる。その成分
はたとえば酸化アルミニウム５０〜８０％、金属アルミ
ニウム５〜３０％、窒化アルミニウム５〜１５％、酸化
珪素０〜２５％で、さらに添加されたフラックスに由来
するナトリウム塩、カリウム塩も含まれる。このスラグ
は溶解作業ごとに残灰として発生し廃棄物となるが、そ
の成分からみて窯業原材料、地盤改良剤としての有効利
用が考えられる。
【０００３】しかしながら、上記用途に利用しようとす
る場合困難な問題がある。すなわち残灰中の窒化アルミ
ニウムは水に会うと反応し下記の化学式で示すようにア
ンモニアガスを発生する。 ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ → Ａｌ（ＯＨ）3 ＋ＮＨ3
る場合困難な問題がある。すなわち残灰中の窒化アルミ
ニウムは水に会うと反応し下記の化学式で示すようにア
ンモニアガスを発生する。 ＡｌＮ＋３Ｈ2 Ｏ → Ａｌ（ＯＨ）3 ＋ＮＨ3
【０００４】このため地盤改良剤等としてそのまま使用
すれば悪臭の問題を引き起こすことになる。したがって
前処理としてあらかじめ水と反応させて窒化アルミニウ
ムを除去することが試みられている。しかしこの方法も
発生するアンモニアガスは捕集して吸収、分解などの処
理をしないと新たな環境問題を生ずることになり、設備
としてかなり複雑なものにならざるを得なかった。しか
もこの方法では窒化アルミニウムを完全に除去すること
は困難で一部は残存することが判明している。また窒化
アルミニウムと金属アルミニウムは水と反応して水酸化
アルミニウムとなるが、窯業原料とした場合焼成時に分
解して酸化アルミニウムになるため製品の寸法精度、緻
密度などに悪影響を及ぼすおそれがある。
すれば悪臭の問題を引き起こすことになる。したがって
前処理としてあらかじめ水と反応させて窒化アルミニウ
ムを除去することが試みられている。しかしこの方法も
発生するアンモニアガスは捕集して吸収、分解などの処
理をしないと新たな環境問題を生ずることになり、設備
としてかなり複雑なものにならざるを得なかった。しか
もこの方法では窒化アルミニウムを完全に除去すること
は困難で一部は残存することが判明している。また窒化
アルミニウムと金属アルミニウムは水と反応して水酸化
アルミニウムとなるが、窯業原料とした場合焼成時に分
解して酸化アルミニウムになるため製品の寸法精度、緻
密度などに悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
アルミニウム残灰を再利用しようとする場合のアンモニ
アガス発生の問題を低コストの工程で解決し、資源とし
て有効利用を図ることを課題とする。
アルミニウム残灰を再利用しようとする場合のアンモニ
アガス発生の問題を低コストの工程で解決し、資源とし
て有効利用を図ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、アルミニウム溶解工程で発生する残
灰を酸化性雰囲気中で７００℃ないし１４００℃の温度
に加熱し、前記残灰中に含まれる窒化アルミニウムを分
解して酸化アルミニウムに変化させることを特徴とする
アルミニウム残灰の前処理方法である。
するものであって、アルミニウム溶解工程で発生する残
灰を酸化性雰囲気中で７００℃ないし１４００℃の温度
に加熱し、前記残灰中に含まれる窒化アルミニウムを分
解して酸化アルミニウムに変化させることを特徴とする
アルミニウム残灰の前処理方法である。
【０００７】
【作用】本発明においては残灰を酸化性雰囲気中たとえ
ば空気中において７００℃ないし１４００℃の温度に加
熱する。これにより窒化アルミニウムは次式のように窒
素を発生して酸化アルミニウムに変化する。すなわち有
害ガスを発生することなく窒化アルミニウムを分解でき
ることになる。 ４ＡｌＮ＋３Ｏ2 → Ａｌ2 Ｏ3 ＋２Ｎ2
ば空気中において７００℃ないし１４００℃の温度に加
熱する。これにより窒化アルミニウムは次式のように窒
素を発生して酸化アルミニウムに変化する。すなわち有
害ガスを発生することなく窒化アルミニウムを分解でき
ることになる。 ４ＡｌＮ＋３Ｏ2 → Ａｌ2 Ｏ3 ＋２Ｎ2
【０００８】上記の反応は窒化アルミニウムは酸化性雰
囲気中では本来安定でなく酸化アルミニウムの方が生成
しやすいという事実にもとづくものである。すなわち、 ２Ａｌ＋Ｎ2 ＝２ＡｌＮ の反応について標準自由エネルギーの変化ΔＧ0 1（Ｊｏ
ｕｌｅ／ｍｏｌ）は絶対温度Ｔが９３３Ｋ（６６０℃）
以上で下式のようになる。
囲気中では本来安定でなく酸化アルミニウムの方が生成
しやすいという事実にもとづくものである。すなわち、 ２Ａｌ＋Ｎ2 ＝２ＡｌＮ の反応について標準自由エネルギーの変化ΔＧ0 1（Ｊｏ
ｕｌｅ／ｍｏｌ）は絶対温度Ｔが９３３Ｋ（６６０℃）
以上で下式のようになる。
【０００９】 ΔＧ0 1＝−１９．１５ＴｌｏｇＫ1 ＝−６５８０２０＋２３４．６４Ｔ
【００１０】
【数１】
【００１１】一方、 （４／３）Ａｌ＋Ｏ2 ＝（２／３）Ａｌ2 Ｏ3 の反応については標準自由エネルギーの変化ΔＧ0 2（Ｊ
ｏｕｌｅ／ｍｏｌ）は絶対温度Ｔが９３３Ｋ（６６０
℃）以上で下式のようになる。
ｏｕｌｅ／ｍｏｌ）は絶対温度Ｔが９３３Ｋ（６６０
℃）以上で下式のようになる。
【００１２】 ΔＧ0 2＝−１９．１５ＴｌｏｇＫ2 ＝−１１２８０９０＋２２０．９６Ｔ
【００１３】
【数２】
【００１４】したがって空気中では窒素の分圧が酸素の
分圧の４倍であることを考慮に入れてもなお酸化アルミ
ニウムの方が窒化アルミニウムより生成しやすい。この
ような状況下にあってなお窒化アルミニウムがスラグ中
に生成するのは、アルミニウム浴に添加物を加えて高温
になるような反応を生じた場合に窒化アルミニウムの生
成が多くなるという本発明者等の知見からみて、溶融ア
ルミニウムとスラグとの界面で酸素分圧が低下した状態
にあるとき窒化アルミニウムの生成が進行するためと考
えられる。したがって残灰のみを加熱すれば、これに残
存している金属アルミニウムが酸化アルミニウムに変化
するに伴い窒化アルミニウムも安定な酸化アルミニウム
に変化すると考えられることから、本発明を想到するに
至ったものである。
分圧の４倍であることを考慮に入れてもなお酸化アルミ
ニウムの方が窒化アルミニウムより生成しやすい。この
ような状況下にあってなお窒化アルミニウムがスラグ中
に生成するのは、アルミニウム浴に添加物を加えて高温
になるような反応を生じた場合に窒化アルミニウムの生
成が多くなるという本発明者等の知見からみて、溶融ア
ルミニウムとスラグとの界面で酸素分圧が低下した状態
にあるとき窒化アルミニウムの生成が進行するためと考
えられる。したがって残灰のみを加熱すれば、これに残
存している金属アルミニウムが酸化アルミニウムに変化
するに伴い窒化アルミニウムも安定な酸化アルミニウム
に変化すると考えられることから、本発明を想到するに
至ったものである。
【００１５】ここで残灰の加熱温度は７００℃ないし１
４００℃の範囲が好ましく、特に好ましいのは９００℃
ないし１３００℃の範囲である。７００℃未満では反応
速度が低下して時間が著しくかかるようになり好ましく
ない。また１４００℃を超えるとエネルギーのむだであ
るばかりでなく、先に述べた標準自由エネルギーΔＧ0 2
の絶対値自体も小さくなり化学平衡の点からも好ましく
ない。
４００℃の範囲が好ましく、特に好ましいのは９００℃
ないし１３００℃の範囲である。７００℃未満では反応
速度が低下して時間が著しくかかるようになり好ましく
ない。また１４００℃を超えるとエネルギーのむだであ
るばかりでなく、先に述べた標準自由エネルギーΔＧ0 2
の絶対値自体も小さくなり化学平衡の点からも好ましく
ない。
【００１６】また加熱方法はバッチ式に炉内に装入して
加熱してもよいし、大量に処理する場合には回転炉（ロ
ータリーキルン）を用い、傾斜した円筒の上部から原料
を連続的に装入して下部から生成物を取り出すようにし
てもよい。
加熱してもよいし、大量に処理する場合には回転炉（ロ
ータリーキルン）を用い、傾斜した円筒の上部から原料
を連続的に装入して下部から生成物を取り出すようにし
てもよい。
【００１７】
実施例１ アルミニウム残灰を１０００℃に保持した大気雰囲気の
炉中で加熱して処理した。アルミニウム残灰の成分はＡ
ｌＮとしてのＮの分析値が４．２％、金属アルミニウム
が５．４％である。試料が１０００℃に達してからの保
持時間を０分、５分、１０分、３０分、６０分と変え、
Ｎおよび金属アルミニウムの変化を調べた結果を表１に
示す。なお試料を加熱炉へ装入するときの厚さは１０ｍ
ｍとした。
炉中で加熱して処理した。アルミニウム残灰の成分はＡ
ｌＮとしてのＮの分析値が４．２％、金属アルミニウム
が５．４％である。試料が１０００℃に達してからの保
持時間を０分、５分、１０分、３０分、６０分と変え、
Ｎおよび金属アルミニウムの変化を調べた結果を表１に
示す。なお試料を加熱炉へ装入するときの厚さは１０ｍ
ｍとした。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１でみるように時間の経過によりＡｌ
Ｎ、金属アルミニウムがともに減少しているが、金属ア
ルミニウムの酸化が先行して、ＡｌＮの分解が起きるこ
とがわかる。金属アルミニウムの酸化アルミニウムへの
転換も資源としての再利用には有意義である。なお加熱
中において悪臭の発生はなく、また６０分間の加熱処理
をした残灰に水を加えてもアンモニアガスの発生は検知
されなかった。
Ｎ、金属アルミニウムがともに減少しているが、金属ア
ルミニウムの酸化が先行して、ＡｌＮの分解が起きるこ
とがわかる。金属アルミニウムの酸化アルミニウムへの
転換も資源としての再利用には有意義である。なお加熱
中において悪臭の発生はなく、また６０分間の加熱処理
をした残灰に水を加えてもアンモニアガスの発生は検知
されなかった。
【００２０】実施例２ 実施例１に用いたのと同じ残灰を、直径約１５０ｍｍ、
長さ約１ｍの鋼管の内部を大気雰囲気で９００℃に保っ
た回転炉で処理した。傾斜と回転速度を調整することに
より９００℃での残灰の滞留時間が１０分間になるよう
に調整した。その結果、残留Ｎは０．８％、残留金属ア
ルミニウムは１．０％で、ＡｌＮの分解率は８１％、金
属アルミニウムの反応率は８１．５％となった。これは
実施例１の方法と比較すると攪拌により反応が急速に進
行することを示している。なおこの場合も加熱中に悪臭
の発生はなく、また処理をした残灰に水を加えてもアン
モニアガスの発生は検知されなかった。
長さ約１ｍの鋼管の内部を大気雰囲気で９００℃に保っ
た回転炉で処理した。傾斜と回転速度を調整することに
より９００℃での残灰の滞留時間が１０分間になるよう
に調整した。その結果、残留Ｎは０．８％、残留金属ア
ルミニウムは１．０％で、ＡｌＮの分解率は８１％、金
属アルミニウムの反応率は８１．５％となった。これは
実施例１の方法と比較すると攪拌により反応が急速に進
行することを示している。なおこの場合も加熱中に悪臭
の発生はなく、また処理をした残灰に水を加えてもアン
モニアガスの発生は検知されなかった。
【００２１】
【発明の効果】本発明により従来は水と反応してアンモ
ニアガスを発生するため資源として利用が困難であった
アルミニウム溶解のさい発生する残灰を有効利用するこ
とが可能になった。しかも比較的簡単な設備と工程で低
コストで処理することができ、その工業的利益は大き
い。
ニアガスを発生するため資源として利用が困難であった
アルミニウム溶解のさい発生する残灰を有効利用するこ
とが可能になった。しかも比較的簡単な設備と工程で低
コストで処理することができ、その工業的利益は大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 吉郎 岐阜県土岐郡笠原町4106−276 (72)発明者 松井 一弘 静岡県浜松市富塚町1933−１ (72)発明者 山下 稲男 静岡県磐田市西貝塚1661 (72)発明者 松浦 博幸 静岡県袋井市新屋２丁目３−12
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム溶解工程で発生する残灰を
酸化性雰囲気中で７００℃ないし１４００℃の温度に加
熱し、前記残灰中に含まれる窒化アルミニウムを分解し
て酸化アルミニウムに変化させることを特徴とするアル
ミニウム残灰の前処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27074792A JPH07100831B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | アルミニウム残灰の前処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27074792A JPH07100831B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | アルミニウム残灰の前処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693348A true JPH0693348A (ja) | 1994-04-05 |
| JPH07100831B2 JPH07100831B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17490417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27074792A Expired - Lifetime JPH07100831B2 (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | アルミニウム残灰の前処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100831B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112961992A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 云南锴晟特种金属有限公司 | 一种铝灰炒灰剂及应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53123398A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-27 | Meisei Kakou Kk | Method of removing aluminum nitride in aluminum ash |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP27074792A patent/JPH07100831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53123398A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-27 | Meisei Kakou Kk | Method of removing aluminum nitride in aluminum ash |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112961992A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 云南锴晟特种金属有限公司 | 一种铝灰炒灰剂及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07100831B2 (ja) | 1995-11-01 |
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