JPH09296230A

JPH09296230A - アルミニウム残灰の処理方法

Info

Publication number: JPH09296230A
Application number: JP11072496A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyake; 信三宅; Kiyoshi Sawada; 清澤田; Yukio Tanabe; 幸雄田邊
Original assignee: Almetax Co Ltd
Current assignee: Almetax Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-05-01
Also published as: JP2980551B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウム残灰を完全に燃焼させて、金属成
分を酸化させ、さらに、窒化アルミニウムを確実に除去
するとともに、燃焼に使用される耐火物および機械装置
の耐久性を向上させる。【解決手段】アルミニウムの溶解工程で発生した粒径１
０μｍ以上の粒状のアルミニウム残灰１に対して、平均
粒径が８μｍ程度の粉状のアルミニウム残灰２を全体に
わたってほぼ均一に分散させ、５００〜９００℃程度の
温度で全体にわたってむらなく加熱する。これにより、
分散された粉状のアルミニウム残灰２が順次着火し、粉
状アルミニウム残灰２内に含まれるフラックス成分５が
溶融した状態になって、粒状アルミニウム残灰１の間に
侵入し、そのフラックス成分の断熱作用によって粒状ア
ルミニウム１が全体にわたって緩やかに燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムの精
錬等に際してアルミニウムを溶解したときに発生する粒
状のアルミニウム残灰（アルミドロス）の処理方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金を溶解
する工程では、スラグ状のアルミニウム残灰（アルミド
ロス）が発生する。このアルミニウム残灰は、金属アル
ミニウム、酸化アルミニウムを主成分とし、窒化アルミ
ニウム、金属酸化物、フラックス成分、硫化物等が含ま
れている。

【０００３】アルミニウム残灰は、通常、灰絞り作業に
よってアルミニウム溶湯を絞り出した後に、粒度に応じ
て選別されて、比較的大きな粒度のアルミニウム残灰
は、金属アルミニウムの含有量も多いために、金属アル
ミニウムの回収に供される。しかし、比較的粒径の小さ
な粒状のアルミニウム残灰は、再利用することができ
ず、一定の処理の後、産業廃棄物として廃棄されてい
る。

【０００４】最近では、このような１０〜５０μｍ程度
の比較的粒度の小さな粒状のアルミニウム残灰の成分に
着目して、窯業原材料、地盤改良剤等として再利用する
ことが試みられている。しかし、この場合、アルミニウ
ム残灰には、水和反応によって異臭が発生する窒化アル
ミニウムが含まれているために、窯業原材料、地盤改良
剤等として再利用することができない。窯業原材料、地
盤改良剤等として再利用するためには、水分と反応した
際にも異臭が発生しないように、窒化アルミニウムを除
去する必要がある。また、アルミニウム残灰から金属ア
ルミニウムの溶出を防止するためには、アルミニウム残
灰を化学的に安定な状態にする必要もある。

【０００５】特公平７−１００８３１号公報には、アル
ミニウム残灰を酸化雰囲気中にて、９００℃〜１３００
℃の高温で加熱することにより、アルミニウム残灰中に
含まれる窒化アルミニウム成分を酸化アルミニウムと窒
素に変化させる処理方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】加熱処理される粒状の
アルミニウム残灰は、通常、１０〜５０μｍ程度の粒径
になっており、図２（ａ）に模式的に示すように、粒状
のアルミニウム残灰１には、金属アルミニウム３がそれ
ぞれ含まれている。このような粒状のアルミニウム残灰
１を加熱すると、アルミニウム残灰１に含まれる金属ア
ルミニウム３が急激に酸化して、１３００℃以上の高温
になるという現象が発生する。このような金属アルミニ
ウム３の酸化現象は、例えば、アルミニウム残灰１が容
器４内に充填された状態では、加熱されやすい表面部分
から発生するために、図２（ｂ）に示すように、アルミ
ニウム残灰１の表面部分が全体にわたって燃焼される。
その結果、アルミニウム残灰１は、表面部分において融
着した状態になる。

【０００７】アルミニウム残灰１の表面部分が融着する
と、その表面部分は気密状態になり、アルミニウム残灰
１の内部には酸素が十分に供給されなくなるおそれがあ
る。その結果、容器４内のアルミニウム残灰１は、内部
が完全に燃焼されない状態で残ってしまう。

【０００８】このように、１０〜５０μｍ程度の粒状の
アルミニウム残灰１は、９００℃以上の高温に加熱して
も、全てのアルミニウム残灰１を完全に燃焼させること
は容易ではなく、アルミニウム残灰に含まれる窒化アル
ミニウム成分を完全に分解して除去することができず、
得られた燃焼物が水分と反応して、異臭が発生するおそ
れがあり、窯業原材料、地盤改良剤等として再利用でき
るものではない。

【０００９】粒状のアルミニウム残灰１を完全に燃焼さ
せるためには、例えば、処理すべきアルミニウム残灰１
の量を少なくしたり、回転炉を使用したりして、全体を
均一に高温に加熱する必要がある。しかし、このような
場合には、加熱処理できるアルミニウム残灰量が少なく
なり、処理効率の低下を招く。

【００１０】また、粒状のアルミニウム残灰１に含まれ
る金属アルミニウム３は、加熱されることによって瞬時
に燃焼するために、残灰の処理量によっては瞬間的に２
０００℃程度の高温にまで達することもある。その結
果、アルミニウム残灰１を加熱するために使用される耐
火物や機械装置等の耐久性が損なわれるという問題もあ
る。

【００１１】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、比較的粒径の大きな粒状のアルミ
ニウム残灰を、確実に、しかも、効率よく加熱処理する
ことができ、従って、アルミニウム残灰を有効に再利用
することができるアルミニウム残灰の処理方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、使用される耐火
物、機械装置等の耐久性が損なわれるおそれのないアル
ミニウム残灰の処理方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム残
灰の処理方法は、アルミニウムの溶解工程において発生
する粒状のアルミニウム残灰に、そのアルミニウム残灰
よりもさらに小さな粒度であってそのアルミニウム残灰
よりも着火性に優れた粉体を、ほぼ均一に分散させて、
全体をむらなく加熱することを特徴とする。

【００１３】前記粉体は、アルミニウムの溶解工程にお
いて発生して集塵されるアルミニウム残灰が特に好適で
ある。

【００１４】粉体が分散された粒状のアルミニウム残灰
は、５００〜９００℃で全体に加熱される。

【００１５】前記粉体は、粒状のアルミニウム残灰に対
して、５０重量％程度添加されることが好ましい。

【００１６】前記粒状のアルミニウム残灰は粒径が１０
μｍ以上であり、前記粉体は平均粒径が８μｍ程度であ
る。

【００１７】前記粉体は、酸化アルミニウムと金属アル
ミニウムとフラックス成分とを含むことが好ましく、特
に、フラックス成分であるＮａＣｌおよびＫＣｌを２５
〜３５重量％含み、さらに、１〜３．５重量％の金属ア
ルミニウムを含むことが、さらに好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１９】本発明は、例えば、アルミニウムの溶解工
程において、溶解炉内に発生するアルミニウム残灰を処
理するために実施される。

【００２０】アルミニウム残灰は、金属アルミニウム
（Ａｌ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミニウム
酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃ＭｇＯ、ＮａＡｌ₁₁Ｏ
₁₇等）、他の金属酸化物（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃａ等の酸化物）、硫化物系酸
化物、フラックス等によって構成されているが、溶解炉
にて溶解されるアルミニウム合金の成分等によって異な
る。代表的な３つのアルミニウム残灰の組成を表１に示
す。

【００２１】

【表１】

【００２２】アルミニウムの溶解工程で生じたアルミニ
ウム残灰は、フラックスを添加して撹拌することによ
り、出来る限り金属アルミニウム分を分解した後に、ド
ロス釜に収容される。

【００２３】ドロス釜に収容されたアルミニウム残灰
は、灰絞り器によって灰絞りされる。この灰絞り作業に
よって、アルミニウム残灰内に含まれる金属アルミニウ
ム成分が絞り出されて、アルミニウム溶湯が得られる。

【００２４】また、この灰絞り作業においては、ドロス
釜内のアルミニウム残灰から周囲に飛散するアルミニウ
ム残灰の粒体および粉体が、集塵装置によって集塵され
る。集塵装置によって集塵されたアルミニウム残灰は、
フィルターによって、平均粒径が８μｍ程度の比較的小
さな粉体と、粒径が１０μｍ以上の比較的大きな粒体と
に分別される。

【００２５】集塵装置によって得られた比較的大きな粒
径のアルミニウム残灰は、金属アルミニウム成分等を回
収することができず、本発明の処理方法によって処理さ
れる。そして、集塵装置によって得られた比較的小さな
粒径のアルミニウム残灰が、本発明の処理方法によって
処理されるアルミニウム残灰に添加される。

【００２６】集塵装置によって集塵された平均粒径が８
μｍ程度の比較的小さな粒径のアルミニウム残灰の組成
は、金属アルミニウム（Ａｌ）が１．５〜３．５重量
％、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が１〜９重量％、アル
ミニウム酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃ＭｇＯ、Ｎａ
Ａｌ₁₁Ｏ₁₇等）が３８〜４１重量％、他の金属酸化物
（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、
Ｃａ等の酸化物）が８〜１０重量％、硫化物系酸化物が
２〜３重量％、フラックス成分であるＮａＣｌおよびＫ
Ｃｌが２５〜３５重量％であった。組成の割合を表１に
併記する。

【００２７】ドロス釜内に残ったアルミニウム残灰は、
冷却用の回転ドラム内で冷却される。冷却されたアルミ
ニウム残灰は、含まれる金属アルミニウムを回収し得る
５０μｍ程度以上の粒径のものが除去されて、粒径が１
０μｍ以上であって、平均粒径が１０〜５０μｍ程度の
ものが選別される。そして、除去された大きな粒径のア
ルミニウム残灰が、金属アルミニウムの回収に供され、
残った粒状のアルミニウム残灰が、本発明の処理方法に
よって処理される。

【００２８】本発明の処理方法では、粒径が１０μｍ以
上の粒状のアルミニウム残灰が、耐火容器内に投入され
るとともに、前述したように、集塵装置にて集塵された
平均粒径が８μｍ程度の粉状のアルミニウム残灰が、粒
状のアルミニウム残灰に対してほぼ均一に分散される。
粉状のアルミニウム残灰の添加量は、処理すべき粒状の
アルミニウム残灰に対して、５０重量％程度が好まし
く、少なくとも４０重量％以上であればよい。

【００２９】図１（ａ）は、耐火容器内に収容された粒
状および粉状のアルミニウム残灰の状態を模式的に示し
たものである。粒状アルミニウム残灰１および粉状のア
ルミニウム残灰２内には、金属アルミニウム３がそれぞ
れが含まれており、粉状のアルミニウム残灰２は、耐火
容器４内に収容された粒状のアルミニウム残灰１の全体
にわたって、ほぼ均一に分散されている。粉状のアルミ
ニウム残灰２は、粒状のアルミニウム残灰１よりも粒径
が小さく、粒状のアルミニウム残灰１よりも着火性に優
れている。

【００３０】粉状および粒状のアルミニウム残灰１およ
び２が収容された耐火容器４は、焼成炉内に収容されて
加熱される。これにより、まず、耐火容器内４の粉状の
アルミニウム残灰２に含まれる微量の金属アルミニウム
３が着火する。粉状のアルミニウム残灰２は、耐火容器
４の全体にわたってほぼ均一に分散されているために、
耐火容器４内の全体において、順次、着火現象が発生
し、耐火容器４内の全体にわたって、粉状のアルミニウ
ム残灰２が燃焼した状態になる。

【００３１】図１（ｂ）は、このときの耐火容器４内の
状態を模式的に示したものである。粉状のアルミニウム
残灰２内に含まれる金属アルミニウム３が燃焼すると
（図１（ｂ）において、酸化された金属アルミニウム３
を便宜的に白く示す）、粉状のアルミニウム残灰２に含
まれているＮａＣｌ、ＫＣｌ等のフラックス成分５は溶
融状態になり、図１（ｂ）に示すように、粒状のアルミ
ニウム残灰１の間にそれぞれ侵入した状態になる。この
ような状態で、さらに、加熱されると、粉状のアルミニ
ウム残灰２内に含まれるフラックス成分５が溶融状態に
なって、耐火容器４内の粒状アルミニウム残灰１の間に
全体にわたって侵入し、その溶融したフラックス成分５
の断熱作用により、粒状のアルミニウム残灰１が急激に
燃え広がることが抑制され、粒状アルミニウム１が全体
にわたって緩やかに燃焼される。その結果、耐火容器４
は、全体にわたって、５００〜９００℃程度にむらなく
加熱される。

【００３２】このように、耐火容器４内の粒状のアルミ
ニウム残灰１は、フラックス成分５の作用によって緩や
かに燃焼するために、瞬時に着火して急激に温度上昇す
ることが防止され、アルミニウム残灰１および２が収容
された耐火容器４、焼成炉等の装置が高熱によって損傷
するおそれがなく、耐火容器、装置等の耐久性は著しく
向上する。

【００３３】このようにして、耐火容器４内の粒状のア
ルミニウム残灰１が、全体にわたって完全に燃焼される
と、粉末状の燃焼物が得られる。

【００３４】粉末状になったアルミニウム残灰の燃焼物
は、全体にわたって均一に燃焼されており、水分との反
応によって異臭を発生する窒化アルミニウムは、０．５
重量％以下に低減されていた。また、未処理のアルミニ
ウム残灰が水と反応するとシラン系ガスが発生するが、
その発生量は、処理前には、残灰１ｇ当たり０．１６ｍ
ｇであったが、処理後においては、０．００７ｍｇ以下
に低減されていた。

【００３５】得られたアルミニウム残灰の燃焼物には、
処理すべきアルミニウム残灰を溶解炉から取り出す際に
散布されたフラックス成分が残留していると考えられる
ために、水洗処理される。アルミニウム残灰の燃焼物内
に残留するフラックスの主成分は、ＮａＣｌおよびＫＣ
ｌであるので、水洗処理することによって、フラックス
成分は除去される。アルミニウム残灰の燃焼物は、水中
に投入されて撹拌されることにより水洗処理され、アル
ミニウム残灰の燃焼物内に含まれるフラックス成分は水
中に溶融した状態になる。このようにして水洗処理され
たアルミニウム残灰の燃焼物は、水中から吸引されて濾
過される。

【００３６】水中に溶融したフラックス成分は、処理水
を蒸留して抽出することによって、再度、フラックスと
して使用することができる。

【００３７】水洗処理されたアルミニウム残灰の燃焼物
は、乾燥された後に、残留する微量の酸化アルミニウム
を除去するために、１０００℃の温度で２時間にわたっ
て加熱処理される。これによって、アルミニウム残灰の
燃焼物内に残留する酸化アルミニウムが、ほぼ完全に酸
化される。その結果、アルミニウム残灰の燃焼物は、Ａ
ｌ₂Ｏ₃（αアルミナ）、Ａｌ₂Ｏ₃ＭｇＯ（スピネ
ル）、ＮａＡｌ₁₁Ｏ₁₇（βアルミナ）、その他の金属酸
化物を主体とした物質となり、化学的に安定な状態にな
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明のアルミニウム残灰の処理方法
は、このように、粒状のアルミニウム残灰に対して、着
火性に優れた粉体をほぼ均一に分散させた状態で全体を
むらなく加熱するようになっているために、分散状態で
添加された粉体が、全体にわたって順次着火し、これに
より、粒状のアルミニウム残灰が、全体にわたって均一
に燃焼される。従って、アルミニウム残灰を、全体にわ
たって完全に燃焼させることができ、アルミニウム残灰
内に含まれる窒化アルミニウムをほぼ完全に除去するこ
とができる。しかも、大量のアルミニウム残灰も、効率
よく燃焼処理することができる。さらに、粒状のアルミ
ニウム残灰は、高温に発熱するおそれがなく、アルミニ
ウム残灰の加熱に使用される耐火容器、装置等の損傷が
抑制され、それら装置等の耐久性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のアルミニウム残灰の処理方
法の実施の形態におけるアルミニウム残灰の加熱前の状
態を示す模式図、（ｂ）は、そのアルミニウム残灰の加
熱状態を示す模式図である。

【図２】（ａ）は、従来のアルミニウム残灰の処理方法
におけるアルミニウム残灰の加熱前の状態を示す模式
図、（ｂ）は、そのアルミニウム残灰の加熱状態を示す
模式図である。

【符号の説明】

１粒状のアルミニウム残灰２粉状のアルミニウム残灰３金属アルミニウム４耐火容器５フラックス成分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムの溶解工程において発生す
る粒状のアルミニウム残灰に、そのアルミニウム残灰よ
りもさらに小さな粒度であってそのアルミニウム残灰よ
りも着火性に優れた粉体を、ほぼ均一に分散させて、全
体をむらなく加熱することを特徴とするアルミニウム残
灰の処理方法。
【請求項２】前記粉体は、アルミニウムの溶解工程に
おいて発生して集塵されるアルミニウム残灰である請求
項１に記載のアルミニウム残灰の処理方法。
【請求項３】粉体が分散された粒状のアルミニウム残
灰は、５００〜９００℃で全体に加熱される請求項１に
記載のアルミニウム残灰の処理方法。
【請求項４】前記粉体は、粒状のアルミニウム残灰に
対して、５０重量％程度添加される請求項１に記載のア
ルミニウム残灰の処理方法。
【請求項５】前記粒状のアルミニウム残灰は粒径が１
０μｍ以上であり、前記粉体は平均粒径が８μｍ程度で
ある請求項１に記載のアルミニウム残灰の処理方法。
【請求項６】前記粉体は、酸化アルミニウムと金属ア
ルミニウムとフラックス成分とを含む請求項１に記載の
アルミニウム残灰の処理方法。
【請求項７】前記粉体は、フラックス成分であるＮａ
ＣｌおよびＫＣｌを２５〜３５重量％含む請求項６に記
載のアルミニウム残灰の処理方法。
【請求項８】前記粉体は、１〜３．５重量％の金属ア
ルミニウムを含む請求項６に記載のアルミニウム残灰の
処理方法。