JPH10195554A - アルミニウム含有物の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム含有物から高回収率且つ高熱効
率で金属アルミニウムを回収でき、必要によってアルミ
ニウム含有物中に含まれる金属アルミニウムの酸化や窒
化を極力抑制しつつ、アルミニウム含有物残灰が炉壁に
強固に付着するのを防止することのできるアルミニウム
含有物の処理方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム含有物を加熱処理して該含
有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
電極間にアークを発生させる様に構成したアーク炉内
に、前記アルミニウムドロス含有物を装入すると共に、
該アーク炉を回転または揺動させながら、（ａ）処理温
度を制御しつつ加熱処理し、および／または（ｂ）少な
くとも加熱工程中は前記放射アーク炉内を不活性ガス雰
囲気として加熱処理し、前記含有物に含まれる金属アル
ミニウムを分離して回収した後残灰を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム含有
物を加熱処理して該アルミニウム含有物中に含まれる金
属アルミニウムを回収する方法およびその為の装置に関
し、殊に金属アルミニウムの回収率を向上することので
きるアルミニウム含有物処理方法および処理装置に関す
るものである。尚本発明で対象とするアルミニウム含有
物とは、アルミニウムドロス、アルミニウムスクラッ
プ、使用済アルミニウム空缶等のいずれをも含む趣旨で
あるが、以下ではアルミニウムドロスを代表的に取り上
げて説明を進める。またこのアルミニウムドロスとは、
種々のアルミ溶解炉で発生したスラグ分を指し、溶解炉
から排出された直後の熱い状態のもの（熱滓）は勿論の
こと、この熱滓を不活性雰囲気で冷却して固めたもの
や、冷却キルン等の冷却機で冷却したもの（冷滓）、更
には回転攪拌羽根を有する灰絞り機や圧搾方式の灰絞り
機等の種々の灰絞り機（アルミ回収機）でアルミを回収
した後の残滓、等のいずれをも含むものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムの溶解時に発生するアルミ
ニウムドロスには、相当量のアルミニウム分が含まれて
おり、このアルミニウム分はアルミニウムドロスを加熱
処理することによって回収されるのが一般的である。

【０００３】こうしたアルミニウムの回収方法として
は、欧米では以前は重油等の化石燃料を燃焼し、塩浴の
存在下でアルミニウムドロスを加熱処理するのが一般的
であったが、環境面からの問題が多い塩浴を使用するこ
となくアルミニウムドロスを加熱処理する方法として、
これまで様々な技術が提案されている。

【０００４】例えば、特公平３−８０８５１号には、プ
ラズマトーチを有する回転加熱炉で、アルミニウムドロ
スを加熱処理し、金属アルミニウムを分離・回収する技
術が提案されている。この技術では、加熱時に加熱炉を
連続的にまたは間欠的に回転させることによって、金属
小滴の合体を促進する様にしている。またこのときの回
転数は、炉のライニングを保護すると共に粉塵の発生を
阻止するという観点から、炉内の温度が金属融点以下で
は１ｒｐｍ以下とし、融点以上になると１０ｒｐｍで回
転するという工夫が施されている。更にこの技術におい
ては、炉内の温度に応じて、空気、Ｎ₂ ガス、空気／Ｎ
₂ 混合ガス、Ａｒ等のプラズマガスが使い分けできるこ
とが示されている。

【０００５】上記の技術では、塩浴を使用することによ
る環境の悪化を回避することができると共に、燃焼排ガ
スの発生を極力抑えることができるという利点がある。
しかしながら、プラズマトーチはその構造上水冷する必
要があり、こうした水冷機構から水漏れした場合には激
しい爆発が発生し、重大な事故につながる可能性があ
る。またこの技術では、加熱時に空気やＮ₂ ガス等のア
ルミニウムに対して活性なプラズマガスが使用されるの
で、これらが反応して酸化アルミニウムや窒化アルミニ
ウム等が生成して金属アルミニウムの回収率が悪くなる
ばかりか、これが原因となってアルミニウムドロス残灰
が炉内壁に強固に付着し、これを掻取る為に大掛かりな
掻取り装置が必要になるという問題がある。

【０００６】一方、特表平６−５０４３２０号には、フ
ラックス塩を使用せず、２つの対向する電極を有するア
ーク炉を使用し、炉内で電極間にアークを形成すること
によって、アルミニウムドロスを加熱処理する技術が提
案されている。この技術においても、前記加熱炉は長軸
回りに回転または揺動が可能な構成とされ、アルミニウ
ムドロスからのアルミニウム分の分離・回収を促進する
様にしている。またこの技術では、アークを固定する為
に、最小限の任意量のプラズマガスを必要とし、少なく
とも１つの電極には小さな軸方向の穴が具備され、この
穴を通してＡｒ，Ｎ₂ ，Ｈ₂ ，ＣＨ₄ ，ＣＯ，ＣＯ₂ ま
たはこれらの混合ガスがプラズマガスとして吹き込まれ
る様にされる。

【０００７】この技術では、水冷が必要なプラズマトー
チを使用しないので、重大な事故につながる水漏れは基
本的に生じない。またアークによる加熱は、対流よりも
むしろ放射によって達成されるので、トーチの水冷や従
来のバーナーを使用する際の相当量の排ガスによる熱損
失がないという利点もある。しかしながら、この技術に
おいても、加熱時にプラズマガスとしてアルミニウムに
対して活性なガスが使用されるので、前記した問題は解
消されないままである。

【０００８】尚上記の２つの技術においては、使用する
プラズマガスとしてアルミニウムに対して不活性なＡｒ
も他のプラズマガスと区別することなく提示されている
が、前者の技術では加熱工程の一部（８５０℃の温度領
域）において使用できることが示唆されているのみであ
り、また後者の技術ではアークを固定する為に最小限の
Ａｒを局部的に使用するものであるので、いずれも前記
した問題は解消されない。

【０００９】ところで、アルミニウムドロスからアルミ
ニウム分を回収した後は、アルミニウムドロス残灰とし
て廃棄され、或は製鉄プロセスなどに利用されるのが一
般的である。しかしながら、このアルミニウムドロス残
灰中には、前記窒化アルミニウムや塩化アルミニウムな
どが残存しており、このうち特に窒化アルミニウムは、
雨水などに触れることより反応して悪臭を発生するとい
う問題がある。即ち、アルミニウムドロス残灰中に残存
する窒化アルミニウム等をできるだけ低減することは、
上記悪臭発生を回避するという観点からしても有用であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の課題を解決するためになされたものであり、そ
の目的は、アルミニウム含有物から高回収率且つ高熱効
率で金属アルミニウを回収でき、必要によってアルミニ
ウム含有物中に含まれる金属アルミニウムの酸化や窒化
を極力抑制しつつ、アルミニウム含有物残灰が炉内壁に
強固に付着するのを防止することのできるアルミニウム
含有物の処理方法、およびこうした方法を実施する為に
構成される装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明方法とは、アルミニウム含有物を加熱処理して該含
有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
電極間にアークを発生させて加熱する様に構成したアー
ク炉内に、前記アルミニウム含有物を装入すると共に、
該アーク炉を回転または揺動させながら処理温度を制御
しつつ加熱処理し、前記含有物中に含まれる金属アルミ
ニウムを分離して回収した後残灰を排出する点に要旨を
有するものである。

【００１２】この方法において処理温度を制御する為の
手段としては、（１）制御する処理温度として炉内雰囲
気温度を選び、アーク出力を調整することによって炉内
雰囲気温度を制御したり、（２）制御する処理温度とし
て炉内アルミニウム含有物温度を選び、アーク出力を調
整することによって炉内アルミニウム含有物温度を制御
する、等が好ましい手段として挙げられる。尚炉内雰囲
気温度を制御する場合には、その制御温度範囲は７５０
〜１１００℃とすることが好ましく、炉内アルミニウム
含有物温度を制御する場合には、その制御温度範囲は７
００〜１０００とすることが好ましい。

【００１３】本発明の上記目的は、アルミニウム含有物
を加熱処理して該含有物から金属アルミニウムを回収す
るに当たり、一対の電極間にアークを発生させて加熱す
る様に構成したアーク炉内に、前記アルミニウム含有物
を装入すると共に、少なくとも加熱工程中は前記アーク
炉内を不活性ガス雰囲気として該アーク炉を回転または
揺動させながら加熱処理し、該含有物中に含まれる金属
アルミニウムを分離して回収した後残灰を排出する様な
構成を採用することによっても達成される。またこの方
法においては、加熱工程に続くアルミニウムの取出し工
程中も前記アーク炉内を不活性ガス雰囲気とすることが
有効である。

【００１４】また上記目的は、一対の電極間にアークを
発生させて加熱する様に構成したアーク炉内に、前記ア
ルミニウム含有物を装入すると共に、（１）加熱開始に
伴って不活性ガスを供給しつつ放射アーク炉内を不活性
ガス雰囲気として操業する、或は（２）加熱開始に先立
って不活性ガスを供給してアーク炉内を不活性ガス雰囲
気として操業する、等の構成を採用することによっても
達成される。尚炉内を不活性ガス雰囲気として操業する
方法においても、上述した様な処理温度を制御しつつ加
熱処理を行う構成を付加することも有効であり、これに
よって本発明の効果がより顕著に発揮される。

【００１５】上記いずれの方法を実施するにしても、
（１）金属アルミニウムを回収した後に炉内を酸化性雰
囲気として残灰を焼成する、（２）金属アルミニウムを
炉から回収した後に、残灰が排出される傾動角度までは
炉の回転を停止するかまたは揺動を行って残灰を炉内の
一定箇所に留めた後、炉を回転しつつ炉を更に傾動する
ことによって残灰を炉外に排出する、（３）アルミニウ
ム含有物にハロゲン化合物含有物質を添加して操業を行
うこと、等の要件を付加することが好ましい。尚上記ハ
ロゲン化合物含有物質としては、アルミニウムドロスを
処理した際に発生する集塵ダストを挙げることができ
る。

【００１６】一方、上記目的を達成することのできた本
発明装置とは、アルミニウム含有物を加熱処理して該含
有物から金属アルミニウムを回収する為の装置であっ
て、一対の電極間にアークを発生させて炉内を加熱でき
る様に構成したアーク炉を備えると共に、該アーク炉の
本体は軸心回りに回転または揺動可能に構成され、且つ
前記炉内には炉内雰囲気温度または炉内アルミニウム温
度のいずれかを測定する為の熱電対のいずれかが少なく
とも１つ設けられ、この熱電対からの温度データに基づ
いて前記アークの出力を制御する様に構成されたもので
ある点に要旨を有するものである。この装置構成におい
ては、金属アルミニウムを回収した後の残灰を焼成する
為に、炉内に酸化性ガスが導入される様に構成すること
も有効である。

【００１７】また本発明の目的は、アルミニウム含有物
を加熱処理して該含有物から金属アルミニウムを回収す
る為の装置であって、一対の電極間にアークを発生させ
て炉内を加熱できる様に構成したアーク炉を備えると共
に、該アーク炉の本体は軸心回りに回転または揺動可能
に構成され、且つ前記炉内に不活性ガスが導入される様
に構成されたものでも達成することができる。

【００１８】尚炉内に不活性ガスが導入される様に構成
された上記装置においても、前記炉内には炉内雰囲気温
度または炉内アルミニウム温度のいずれかを測定する為
の熱電対のいずれかが少なくとも１つ設けられ、この熱
電対からの温度データに基づいて前記アークの出力を制
御する様な構成を採用しても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記目的を達成す
る為に様々な角度から検討した。その結果、一対の電極
間にアークを発生させて加熱する様に構成したアーク炉
内に、アルミニウム含有物を装入すると共に、該アーク
炉を回転または揺動させながら処理温度を制御しつつ加
熱処理する様にすれば、上記目的が見事に達成されるこ
とを見出し、本発明を完成した。本発明方法では、上記
の如く処理温度を制御しつつ加熱処理することを基本構
成とするものであるが、こうした構成を採用することに
よって、過剰な加熱による温度暴走や温度不足による回
収率の低下が防止され、アルミニウムの回収に適した温
度での操業を行うことができるので、安全且つ効率良
く、高回収率で金属アルミニウムを回収できる様にな
る。また本発明方法は、アーク炉を基本的に採用して放
射によってアルミニウム含有物を加熱処理するものであ
るので、バーナーからの燃焼排ガスやプラズマトーチか
らのプラズマ排ガスの様な相当量の排気による熱損失が
ないという利点もある。

【００２０】本発明方法において処理温度を制御する為
の対象としては、炉壁温度や排ガス温度を測定してこれ
らの温度を制御する様にしても良いが、制御の容易性や
正確性等を考慮すれば、前述の如く炉内雰囲気温度や炉
内アルミニウム含有物温度を選ぶことが好ましく、選ん
だ制御対象に応じてその温度範囲を適切に設定すれば良
い。

【００２１】まず制御する処理温度として、炉内雰囲気
温度を選んだ場合には、その温度範囲は７５０〜１１０
０℃に制御することが好ましい。炉内雰囲気温度が７５
０℃未満になると、回収率が低くなり、良好な最低限の
回収率を確保しようとすれば、長時間の加熱が必要とな
る。また炉内雰囲気温度が１１００℃を超えると、炉内
のアルミニウム含有物の温度も１０００℃を超えるもの
となり、極めて活性になって危険であり、エネルギー的
にも無駄になる。回収率等を考慮した場合には、炉内雰
囲気温度は８５０〜１０００℃程度とすることがより好
ましく、この温度範囲では上記した不都合を発生させず
に８０％以上の回収率（後述する「Ａｌ／Ａｌ回収
率」）を確保することができる。

【００２２】また制御する処理温度として、炉内アルミ
ニウム含有物温度（以下、単に「含有物温度」と呼ぶこ
とがある）を選んだ場合には、その温度範囲は７００〜
１０００℃とすることが好ましい。含有物温度が７００
℃未満になると、例えアルミニウムの融点以上になった
としてもアルミニウム溶湯との分離性が悪くなり、良好
な回収率が得られなくなる。また含有物温度が１０００
℃を超えると、前述した如く、アルミニウム含有物が極
めて活性になって危険であり、エネルギー的にも無駄に
なる。回収率等を考慮した場合には、含有物温度は８０
０〜９５０℃程度とすることがより好ましく、この温度
範囲では上記した不都合を発生させずに８０％以上の回
収率（後述する「Ａｌ／Ａｌ回収率」）を確保すること
ができる。

【００２３】尚炉内雰囲気温度や含有物温度を制御する
には、アーク出力を調整すれば良いが、アーク出力を調
整する為の具体的手段としては、アーク電流やアーク電
圧を調整することが挙げられ、制御する温度範囲に応じ
て上記アーク電流やアーク電圧を適切な値に設定すれば
良い。

【００２４】本発明者らは、上記目的を達成する為の手
段として、上記した温度制御以外の方法についても検討
した。その結果、少なくとも加熱工程中は前記アーク炉
内をＡｒ等の不活性ガス雰囲気として操業しても、上記
目的が見事に達成されることを見出した。即ち、温度制
御してアルミニウム含有物を加熱処理する上記方法は、
その処理雰囲気を大気雰囲気としても実施できるが、温
度制御する代わりに炉内の雰囲気を不活性ガス雰囲気と
して操業することによっても、上記目的が達成されたの
である。但し、炉内を不活性ガス雰囲気として操業する
方法においても、上述した様な処理温度を制御しつつ加
熱処理を行う構成を付加することも有効であり、これに
よって両構成を採用することによる作用が相乗的に発揮
され、より効果的である。

【００２５】アーク炉内を不活性ガス雰囲気として操業
する方法を実施するに当たって、加熱工程中の不活性ガ
スの吹き込み量は炉内が不活性ガス雰囲気に保たれてい
れば少量でも良い。炉内を完全に密閉状態にすることは
安全上得策とは言えないので、炉内を不活性雰囲気に保
つ為には、炉内への大気の侵入を防止する目的で、上記
の様な少量の不活性ガスを常時吹き込んでおくことが好
ましい。またアーク加熱が終了しても、アルミニウムの
取出し工程（タッピング時）の様に、アルミニウムが炉
内に存在するときにおいても、やはり炉内への大気の侵
入を防止する為に不活性ガスを吹き込んで炉内の不活性
ガス雰囲気を維持することが好ましい。これはアークを
停止したときには、炉内が瞬間的に負圧状態になり易く
なり、大気が炉内に侵入し易くなるからである。更に、
アーク加熱を終了し、電極棒を引き抜いた後の電極スリ
ーブ（後述する図３中の３５，４５）に栓をして、スリ
ーブ穴からの空気の侵入を防ぐ様にすれば、より効果的
に不活性ガス雰囲気を保つことができる。従って、アル
ミニウムの取出し工程（タッピング時）およびその後の
アルミニウム残灰を排出するまでは、炉内に不活性ガス
を吹き込んで炉内の不活性ガス雰囲気を維持することが
好ましい。

【００２６】アーク炉内への不活性ガス吹き込みの形態
としては、（１）加熱開始に伴って不活性ガスを供給し
つつ放射アーク炉内を不活性ガス雰囲気とする、或は
（２）加熱開始に先立って不活性ガスを供給して放射ア
ーク炉内を不活性ガス雰囲気にする、等のいずれも採用
できるが、特に（２）の形態では放射アーク炉内の不活
性雰囲気がより確実に達成され、アルミニウムドロス中
に含まれる金属アルミニウムの酸化や窒化をより効果的
に低減することができるので有効である。その理由につ
いて、更に詳細に説明する。

【００２７】例えばドロス収容量が５００ｋｇのバッチ
処理のアーク炉では、炉の内容積は２〜３ｍ³ 程度であ
るが、３Ｎｍ³ ／ｈの吹き込み量で不活性ガスを供給し
ても、炉の内容積が３ｍ³ であればで炉内が不活性ガス
雰囲気に置換されるまで最低でも１時間はかかることに
なる。その為に、加熱開始に伴って不活性ガスの供給を
しても炉内が不活性ガス雰囲気に完全に置換されるまで
にアルミ回収処理がほぼ終了してしまい、不活性ガス雰
囲気とする効果が半減してしまうことになりかねない。
そこで、本発明を実施するに当たっては、アルミニウム
ドロスを炉内に投入した後、Ａｒ等の不活性ガスを供給
して炉内を不活性ガス雰囲気としてから加熱を開始する
ことが好ましい。

【００２８】アーク炉内を不活性ガス雰囲気として操業
する方法を実施すれば、アルミニウムドロス残灰が炉内
壁に強固に付着することが防止でき、大掛かりな掻取り
装置を必要とせずともその大部分を容易に排出できると
いう、これまで認識されなかった効果も発揮される。即
ち、こうした本発明を実施すれば、アルミニウムドロス
を処理した後の残灰は、炉を傾斜するだけでその大部分
が排出でき、僅かに付着する残灰も簡単な治具で排出す
ることができ、残灰の排出に要する時間は５分以内に行
うことができる。これに対し、炉内がプラズマトーチの
様な酸化や窒化し易い雰囲気でアルミニウムドロスを処
理した場合には、９０％以上の残灰が炉内壁に付着し、
しかもこの残灰は強固に固まった状態となっており、炉
を傾斜するだけではほとんどと排出されず、場合によっ
ては残灰の排出のみで２０分もの所要時間が必要にな
り、或は大掛かりな掻取り装置が必要になる。

【００２９】アーク炉内を不活性ガス雰囲気とすること
によってこうした効果が得られた理由については、その
全てを解明し得た訳ではないが、おそらく次の様に考え
ることができる。溶融状態のアルミニウムが酸化（若し
くは窒化）されると酸化の初期状態において、酸化物と
溶融アルミの中間体の様に極めて粘性の高い流体が形成
されるものと思われる。一般に、溶融アルミと酸化物が
主体である残灰は、分離性が良好であるので炉内でアル
ミ溶湯と残灰の２層に分かれるのであるが、上記の様な
中間体が存在するとこの中間体が両者に対して濡れ性が
良好であるので、アルミ溶湯と残灰の分離性が低下す
る。こうした現象は、アルミニウムの回収率を低下させ
るだけでなく、残灰中に取り込められた前記中間体がバ
インダーの役割をして、残灰が固まり炉内壁に強固に付
着する原因になる。そして本発明によれば、上記の様な
中間体の形成を抑制し、上記した現象が生じないものと
思われる。尚加熱時に炉内を不活性ガス雰囲気とするこ
とは、電極（後記図３の電極棒３０，４０）の酸化消耗
を防止すると共に、反応ガスが生じない為に排ガス量を
減少させるという効果もある。

【００３０】上記したいずれの方法を実施するにして
も、残灰を有効に利用するという観点からして、金属ア
ルミニウムを炉から回収した後に、炉内に空気や酸素等
の酸化性ガスを導入して炉内を酸化性雰囲気として残灰
を焼成する構成を採用することが推奨される。即ち、金
属アルミニウム回収後の残灰中には、アンモニアの発生
源となる窒化アルミニウム等の有害物質を多く含んでい
るが、これを焼成して前記有害物質を酸化分解すること
によって残灰を高アルミナ原料に改質することができ、
これによって残灰の有効利用が達成されると共に、前述
した悪臭発生という問題も解消される。尚残灰を焼成す
るに当たっては、残灰の温度が十分に高いときには、酸
化性雰囲気とするだけで残灰の焼成が進行するが、残灰
の温度が比較的低いときには酸化性雰囲気としただけで
は残灰の焼成が進行しにくいので、この場合には酸化性
雰囲気とした後更に加熱し、或は更に加熱して高温状態
としてから酸化性雰囲気として焼成反応の促進すること
が好ましい。また金属アルミニウムが回収された後に
は、残灰が排出される傾動角度までは炉の回転を停止す
るかまたは揺動を行って残灰を炉内の一定箇所に留めた
後、炉を回転しつつ炉を更に傾動することによって残灰
を炉外に排出する構成を採用することが好ましく、こう
した構成を採用することによって得られる効果は下記の
通りである。

【００３１】炉内が不活性ガス雰囲気に維持されている
ときには、残灰は炉壁に付着しないが、残灰を排出する
際に炉蓋（後述する図１〜３の５０）を開けると、炉内
に空気が侵入して残灰が炉壁に付着しやすくなる。そこ
で残灰が排出される傾動角度までは炉の回転を停止する
かまたは揺動だけを行い、残灰を炉内の一定箇所に留め
た後、炉を回転しつつ炉を更に傾動することによって、
残灰を効果的に炉外に排出することができるのである。

【００３２】本発明を実施するに当たっては、加熱処理
時間を２０〜９０分として操業することが好ましい。即
ち、アルミニウムドロスから金属アルミニウムの回収
は、まずドロス中のアルミニウムが融解し、この融解し
た金属アルミニウムが残灰と分離してアルミニウム湯滴
が合一化してはじめて金属アルミニウムの回収が可能に
なるのであるが、加熱処理時間が２０分未満では例えア
ルミニウムが融解されるのに十分な熱量を加えても、金
属アルミニウムの分離・合一化が十分に行われない。一
方、こうした反応は９０分で十分に完了し、それ以上の
加熱は無駄になる。尚加熱処理時間のより好ましい範囲
は、３０〜９０分程度である。

【００３３】また本発明では、加熱処理中は金属アルミ
ニウムの回収率を高めるという観点から炉を回転または
揺動する必要があるが、このときの周速度（炉内壁面周
速度）が８０〜４２０ｍｍ／秒でも実施可能であるが、
より良好な回収率を達成しようとすれば周速度は１５０
〜４２０ｍｍ／秒程度であることが好ましい。即ち、周
速度が１５０ｍｍ／秒未満では８０％以上の回収率（後
述する「Ａｌ／Ａｌ回収率」）を達成することができ
ず、一方周速度が４２０ｍｍ／秒を超えると、炉内の攪
拌状態が激しくなり過ぎてアーク電極にドロスが衝突し
てアーク切れが生じることがあり、回収率を却って低下
するばかりか、最悪の場合には電極が破損してしまうこ
とになる。尚周速度が３５０ｍｍ／秒を超えると、回収
率は良好であるものの、回収率の向上が認められなくは
なるので、周速度の上限は３５０ｍｍ／秒とするのがよ
り好ましい。

【００３４】本発明を実施するに当たり、アルミニウム
含有物にハロゲン含有物質を添加して操業を行うことも
好ましく、こうした構成を採用することによって、アー
クの熱によって上記ハロゲン含有物質が電離し、導電体
として作用するので、アーク放電が安定化する。またハ
ロゲン含有物質は、金属アルミニウムと残灰との分離性
を高めることができるので、金属アルミニウムの回収率
を向上させるという作用も発揮する。こうしたハロゲン
含有物質としては、例えばアルミニウムドロスを処理し
た際に発生する集塵ダストを挙げることができる。即
ち、この集塵ダストには、フラックス成分である塩化物
や弗化物を数％乃至数１０％濃縮されており、この処分
に困窮してしているのが実情であるが、これを炉内への
添加剤として使用すると、集塵ダストを有効利用できる
ことにもなる。また添加した集塵ダストは、集塵機で再
び補集することによって何度でも繰り返し使用できる。

【００３５】ところで本発明で対象とするアルミニウム
含有物とは、前述した様に上記のアルミニウムドロスの
他、アルミニウムスクラップ、使用済アルミニウム空缶
等のいずれをも含む趣旨であり、またアルミニウムドロ
スにおいても、熱滓や冷滓等様々なものがあるが、本発
明を実施するに当たっては、アルミニウム含有物の種類
に応じて適切な方法を採用すれば良い。

【００３６】例えばアルミニウムドロスのうち、溶解炉
から排出された直後の熱い状態の熱滓を処理する場合に
は、ドロスを昇温・加熱するのに要するエネルギーを大
幅に低減できるという利点があるものの、その温度が１
０００℃を超える様な高温であるときには、酸化や窒化
が非常に進行し易い活性な状態となっているので、炉内
を不活性ガス雰囲気として該ドロス温度を所定の温度範
囲に制御しつつ操業する方法を採用することが推奨され
る。こうした方法を適用することによって、酸化や窒化
によるアルミニウムの損失が防止できると共に、酸化に
よる発熱もなくなってドロス温度の急激な上昇が防が
れ、７００〜１０００℃の温度範囲に容易に制御できて
良好なアルミ回収を行うことができる。

【００３７】またアルミスクラップや使用済空缶等に対
しては、これまでバーナー炉で溶解されているが、特に
使用済空缶は塗料等が含まれている影響から酸化し易い
ので、その溶解歩留りは８０％程度である。そこでこう
したアルミニウム含有物を処理する場合にも、炉内を不
活性ガス雰囲気として操業する本発明方法を適用するこ
とが推奨される。これによって酸化による損失が防止さ
れて、溶解歩留りを向上させることができる。

【００３８】以下、図面を用いて本発明をより具体的に
説明するが、図示した構成は本発明を限定する性質のも
のではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更すること
はいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００３９】図１は本発明装置の一構成例を示す全体平
面図であり、図２は図１の正面図である。図１および図
２において、処理装置（アーク炉）は炉本体１と、この
炉本体１の傾動手段２と、この炉本体１内に前側および
後側から電極棒を挿入する電極手段３および４と、炉蓋
開閉手段５とを備えている。上記炉本体１は、図３（縦
断面図）に示すように、耐火材を内張りした筒状体から
なり、前側の開口部には炉蓋５０が取付けられてパッキ
ン１０を介して炉本体１と相対的に回転できるようにシ
ールされ、後側の開口部には電極スリーブ４５が取付け
られている。この電極手段３は電極棒３０とそれを保持
する電極棒ホルダ３１とからなり、また電極手段４は電
極棒４０とそれを保持する電極棒ホルダ４１とからなっ
ている。尚電極棒３０および電極棒４０は、例えばグラ
ファイトによって構成されている。

【００４０】上記炉蓋５０の中心部には電極スリーブ３
５が取付けられ、またその周囲には不活性ガスの供給口
５９および炉内の排ガスを取り出す排ガス管２９が取付
けられている。この不活性ガスの供給口５９には、Ａｒ
等の不活性ガス供給源が接続され、前記不活性ガスが供
給口５９から炉内に供給されるようにしている。また炉
本体１の前部外周部および後部外周部には、夫々前部環
状レール１１および後部環状レール１２が取付けられて
いる。更に、炉本体１の前部および後部の上側には排ガ
スフード２８が夫々設置され、炉本体１内から排出され
た排ガスを図示しない排ガス処理装置を通して有害物質
を除去した後、大気に放出するようにしている。

【００４１】前記炉本体１の内部（処理空間）には、被
処理物（アルミニウム含有物）としてのアルミニウムド
ロス１０５が装入されるのであるが（図３）、この処理
空間に臨んで、熱電対１０１〜１０３が設けられてい
る。これらの熱電対１０１〜１０３のうち、炉蓋５０を
貫通して設けられた熱電対１０１は炉内雰囲気温度を測
定する為のものであり、炉本体１に設けられた熱電対１
０２、１０３はアルミニウムドロス１０５の温度を測定
する為のものである。

【００４２】熱電対１０１〜１０３によって測定された
炉内雰囲気温度やアルミニウム含有物温度は、無線通信
方式による温度データ発信機１０４に取り込まれ、温度
制御（アーク出力の調整）の為に利用される。このとき
温度データ発信機１０４を無線通信方式とすることによ
って、炉本体１を回転または揺動しても、前記制御すべ
き温度を連続的に測定することができる。

【００４３】尚図３では、説明の便宜上、炉内雰囲気温
度を測定する為の熱電対１０１と、アルミニウム含有物
温度を測定する為の熱電対１０２、１０３の両方を設け
た装置構成を示したけれども、温度を測定する対象に応
じて熱電対１０１または熱電対１０２、１０３のどちら
か一方を少なくとも一つ設けるだけで十分である。また
上記した装置構成では、炉内を不活性ガス雰囲気にする
ための不活性ガス供給口５９と温度測定用熱電対１０１
〜１０３（熱電対１０１または熱電対１０２、１０３）
の双方を設ける構成を示したけれども、実施する方法に
応じてどちらか一方だけを設ける装置構成にしても良
い。

【００４４】炉蓋開閉手段５は、上記炉蓋５０を保持す
る台車５１とこの台車５１の下面に取付けられた車輪５
２が走行する平面形状が円弧状のレール６３と、この台
車５１をレール６３に沿って移動させる駆動手段とから
形成されている。この駆動手段は、ピット６０内に設置
された駆動モータ６１とこの駆動モータ６１により基端
部を中心にして旋回する駆動アーム６２とを備え、この
駆動アーム６２の先端部で上記台車５１を支持してい
る。したがって、駆動モータ６１を駆動させて、図１実
線の状態から駆動アーム６２を介して台車５１をレール
６３に沿って移動させ、仮想線の状態まで移すことによ
り、炉蓋５０が開かれた炉本体１を傾動させることがで
きるようになる。

【００４５】また台車５１の上部には一対の互いに平行
なガイドバー５３が設けられ、このガイドバー５３は駆
動モータ５３０により回転するねじ棒によって形成さ
れ、このガイドバー５３に上記電極棒ホルダ３１を載置
した小台車３２が螺合し、これによって小台車３２がガ
イドバー５３に沿って移動するように構成されている。
したがって、駆動モータ５３０を駆動させて、小台車３
２を進退させることにより、これに載置された電極棒ホ
ルダ３１を介して電極棒３０を炉本体１内に挿入し、あ
るいは引抜くことができる。

【００４６】上記炉本体１の後側には支持レール６５が
設置され、この支持レール６５上には炉本体１に向かっ
て進退する台車６６が設置され、この台車６６上には互
いに平行な一対のねじ棒からなるガイドバー６７が設け
られている。そしてこのガイドバー６７は駆動モータ６
７０により回転するように構成され、これに螺合するこ
とによりこれに沿って移動するように小台車４２が設け
られ、この小台車４２上に上記電極棒ホルダ４１が載置
されている。また炉本体１の後側には、電極スリーブ４
５の外側端部に電極冷却カバー４４および防炎板４３が
取付けられ、電極棒４０はこの防炎板４３、電極冷却カ
バー４４および電極スリーブ４５を貫通して先端部が炉
内に突出するようにしている。この電極冷却カバー４４
および防炎板４３は、炉本体１の前側にも同様に取付け
られている（図示省略）。

【００４７】炉本体１は、図４（図１の左側面図）およ
び図５（図１の右側面図）にも示すように、炉本体前部
を囲む門型の部分と炉本体下部に位置する部分を備えた
形状の保持枠１５によって保持され、この保持枠１５は
炉本体前部下側において支持枠１３により水平な支持軸
１４回りに回転可能に支持されている。また保持枠１５
の下部後端部にはピット２０が形成され、このピット２
０中には保持体２１によって油圧シリンダ２２が水平な
支持軸２３回りに回転可能に保持され、そのピストンロ
ッド２４の上端部には上記保持枠１５の後端部が水平な
連結軸２５を介して連結されている。したがって、ピス
トンロッド２４を伸長させて連結軸２５を介して支持枠
１５の下部後端部を押し上げると、炉本体１は支持軸１
４回りに回転して、図２仮想線に示すように傾動するこ
とになる。

【００４８】また保持枠１５の後端部上には駆動モータ
１９が設置され、この駆動モータ１９によって回転駆動
される駆動ローラ１８が炉本体１の後部環状レール１２
に圧接され、また後部環状レール１２は一対の従動ロー
ラ１６によって支持されている。また前部環状レール１
１は一対の従動ローラ１６によって支持されるととも
に、複数個の周方向に配置されたガイドローラ１７によ
って一定位置で回転するようにガイドされている。した
がって、駆動モータ１９の駆動により炉本体１はその軸
回りに回転するが、炉蓋５０は台車５１に保持されてい
るために、回転しない。尚炉蓋５０を閉鎖時に炉本体１
に対してクランプ手段によってクランプし、炉本体１と
ともに回転させるようにしてもよく、その場合は排ガス
配管２９は炉蓋５０には取付けず、炉蓋５０に排ガス排
出口を形成するとともに、それに向けて排ガス吸引用の
フードを開口させるようにすれば良い。

【００４９】上記では一対の電極棒３０，４０は炉本体
１の前後に対向させて配置する構成を示したが、両電極
棒をその先端部ほど徐々に互いに近接するように炉蓋５
０に取付けて、その先端部間で電気アークを形成させる
ようにしてもよい。

【００５０】上記装置によって本発明を実施する手順に
ついて説明する。まず炉本体１の炉蓋５０を開くが、こ
の際、電極棒３０，４０は炉本体１から後退させてお
く。この状態で、炉本体１の開口部から適宜の治具によ
り所定量のアルミニウムドロスを炉本体内に装入し、炉
蓋５０を閉じる。次に、電極棒３０，４０をそれぞれ電
極スリーブ３５，４５を通して炉内に挿入し、両電極棒
３０，４０の先端部を所定の間隔をもって対向させる。
同時に炉内にＡｒ等の不活性ガスを供給しながら、或は
供給して炉内を不活性ガス雰囲気とした後、両電極棒３
０，４０間にアークを形成させて炉内を放射加熱すると
ともに、炉本体１を回転させる。

【００５１】炉の回転は、駆動モータ１９を駆動させて
駆動ローラ１８を回転させ、これに圧着された環状レー
ル１２を介して炉本体１に回転力を付与することにより
行い、この回転により内容物（アルミニウムドロス）の
撹拌を行う。この際に、内容物を均一に加熱するために
炉本体１を一方向に回転させるのではなく、正逆回転を
繰り返すようにしても良い。そして炉内雰囲気温度やア
ルミニウムドロス１０５の温度を測定し、前述した温度
範囲になるまで加熱および撹拌を継続する。

【００５２】尚前述した趣旨から明らかであるが、炉内
を不活性ガス雰囲気に制御するだけで、或は温度制御す
るだけで本発明を実施する場合には、上述した手順から
その工程を省略すれば良い。

【００５３】所定の温度に達した状態で適当な時間が経
過した後、アークによる加熱を停止するとともに炉本体
１の回転を停止する。次いで、電極棒３０を後退させ、
炉蓋５０を開く。即ち、駆動モータ６１を駆動させて、
図１実線の状態から駆動アーム６２を介して台車５１を
レール６３に沿って移動させ、仮想線の状態まで移すこ
とにより炉蓋５０を開く。このときには、必要によって
不活性ガスの供給も継続する。そして油圧シリンダ２２
を駆動させることにより、図２仮想線で示すように炉本
体１を傾動させ、金属アルミニウムをドロスから分離し
て回収し、不活性ガスの供給も停止する。引き続き残余
のアルミニウムドロス残灰が排出され、その後炉本体１
を水平状態に戻す。

【００５４】炉内が不活性ガス雰囲気に維持されている
ときには、残灰は炉壁に付着しないが、残灰を排出する
際に炉蓋を開けると、炉内に空気が侵入して残灰が炉壁
に付着しやすくなる。そこで残灰が排出される傾動角度
までは炉の回転を停止または揺動だけを行って残灰を炉
内の一定の箇所に留めた後、炉を回転しつつ更に傾動す
ることによって、残灰を効果的に炉外に排出することが
できる。

【００５５】残灰を有効に利用するという観点からすれ
ば、金属アルミニウムを炉から回収した後に、炉内を酸
化性雰囲気として残灰を焼成する構成を採用することも
有効であることは前述した通りであるが、炉内を酸化性
雰囲気とするには、前記供給口５９から不活性ガスを供
給する代わりに空気や酸素等の酸化性ガスを供給する
か、或は該酸化性ガスを供給する為の供給口を別に設け
ておき、そこから炉内に酸化性ガスを供給する様にすれ
ば良い。以下実施例によって、本発明の有用性を具体的
に示す。

【００５６】

【実施例】 実施例１ 金属アルミニウムの含有率が５４重量％であるアルミニ
ウムドロスを約５００ｋｇ用い、前記図１〜５に示した
処理装置に予熱した状態で装入し、周速度：２５０ｍｍ
／秒で回転しながら、下記〜の加熱条件で４５分間
加熱した。尚この加熱中は、炉内に３Ｎｍ³ ／時間のＡ
ｒを吹き込み、炉内を不活性雰囲気に保った。

【００５７】加熱処理が完了した後、前述した手順に従
って金属アルミニウムを回収した。そして一旦回転を停
止した後、炉蓋を開いて再び回転しつつ炉本体を傾動さ
せて残灰を炉から取り出した。

【００５８】温度制御せず、２００ＫＷの一定出力で
４５分間加熱した。 炉内雰囲気温度を制御し、１５分間で９５０℃まで加
熱し、９５０℃で３０分間保持した。 炉内に投入したアルミニウムドロスの温度を制御し、
１５分間で９００℃まで昇温し、９００℃で３０分保持
した。

【００５９】これらの回収結果を、下記表１に示す。尚
表１において、「アルミ回収率」および「Ａｌ／Ａｌ回
収率」の意味は、下記の示した通りである。 アルミ回収率（％）＝（回収金属アルミニウム量／ドロ
ス重量）×１００ Ａｌ／Ａｌ回収率（％）＝［回収金属アルミ量／（ドロ
ス重量×金属アルミニウム含有率）］×１００

【００６０】

【表１】

【００６１】この結果から明らかな様に、温度制御を行
ったおよびのものでは、温度制御を行わないのも
のに比べて、１０％以上も高い回収率を示していること
が分かる。

【００６２】実施例２ 炉内雰囲気温度を６７０〜１１００℃に制御する以外
は、上記実施例１と同様にして金属アルミニウムの回収
を行った。このときの炉内雰囲気温度とＡｌ／Ａｌ回収
率の関係を図６に示すが、この結果から次の様に考察で
きる。

【００６３】炉内雰囲気温度を６７０℃に制御したもの
では、金属アルミニウムが全く回収されていないのに対
し、７００℃になるとＡｌ／Ａｌ回収率で１５％程度の
金属アルミニウムが回収されている。一方、炉内雰囲気
温度が１１００℃を超えると、Ａｌ／Ａｌ回収率の向上
が望めず、加熱エネルギーが無駄になる。また前述した
様に、炉内雰囲気温度が１１００℃を超える様な高温雰
囲気では、加熱時に空気等が侵入するとドロス中のアル
ミニウムが急激に酸化し、このとき生じる酸化熱によっ
て炉内温度が急激に上昇して危険である。

【００６４】こうしたことから操業可能な温度範囲は７
００〜１１００℃程度であるが、炉内雰囲気温度が７０
０℃から７５０℃になるにつれて、Ａｌ／Ａｌ回収率が
大きく上昇し、炉内雰囲気温度が７５０℃になるとＡｌ
／Ａｌ回収率が５０％程度になることから、炉内雰囲気
温度は少なくとも７５０℃以上とすることが好ましい。

【００６５】尚炉内雰囲気温度が８５０℃ではＡｌ／Ａ
ｌ回収率は８０％程度まで向上しており、ドロス中の金
属アルミニウムの８０％の回収が可能となる。また炉内
雰囲気温度が１０００℃を超えてもＡｌ／Ａｌ回収率の
向上が認められない。こうした観点からすると、炉内雰
囲気温度のより好ましい範囲は８５０〜１０００℃程度
であることが分かる。

【００６６】実施例３ 炉内のアルミニウムドロス温度を６７０〜１０００℃に
制御する以外は、上記実施例１と同様にして金属アルミ
ニウムの回収を行った。このときのドロス温度とＡｌ／
Ａｌ回収率の関係を図７に示すが、この結果から次の様
に考察できる。

【００６７】ドロス温度を６７０℃に制御したもので
は、Ａｌ／Ａｌ回収率が２０％程度ではあるが、金属ア
ルミニウムが回収されている。尚ドロス温度が６７０℃
未満になると、金属アルミニウムの融点以下より低くな
るので、金属アルミニウムの回収は不可能である。一
方、ドロス温度が１０００℃を超えると、Ａｌ／Ａｌ回
収率の向上が望めず、加熱エネルギーが無駄になる。ま
た前述した様に、ドロス温度が１０００℃を超えると、
ドロスの急激な酸化による温度上昇が生じる危険があ
る。こうしたことから、操業可能な温度範囲は６７０〜
１０００℃程度であるが、ドロス温度が６７０℃から７
００℃になるにつれて、Ａｌ／Ａｌ回収率が大きく上昇
し、ドロス温度が７００℃になるとＡｌ／Ａｌ回収率が
５０％程度になることから、ドロス温度が少なくとも７
００℃以上とすることが好ましい。

【００６８】尚ドロス温度が８００℃以上になるとＡｌ
／Ａｌ回収率が８０％以上に向上しており、ドロス中の
金属アルミニウムの８０割以上の回収が可能となる。ま
たドロス温度が９５０℃を超えてもＡｌ／Ａｌ回収率の
向上が認められない。こうした観点からして、ドロス温
度のより好ましい範囲は８００〜９５０℃程度であるこ
とが分かる。

【００６９】実施例４ アルミニウムドロスを炉内に装入し、炉内雰囲気温度が
９００℃になるまで１５分をかけて昇温し、その後９０
０℃に保持し、昇温を含めた加熱時間を１５〜１００分
として金属アルミニウムの回収を行った。このとき用い
たアルミニウムドロスとしては、１０００系、３０００
系および５０００系の夫々のアルミ合金を製造したとき
に発生したものの３種類のドロスを使用した。

【００７０】このときの加熱時間とＡｌ／Ａｌ回収率の
関係を図８に示すが、この結果から次の様に考察でき
る。尚ドロスの種類によって、Ａｌ／Ａｌ回収率の傾向
が異なっているが、これはドロス中に含まれるマグネシ
ウム等のアルミ以外の元素の含有量の違いによって、ア
ルミ分と灰分の分離性の良否が異なるからである。

【００７１】まずアルミ分と灰分の分離性が良好な１０
００系のドロスでは、１５分の加熱でアルミニウムの回
収が可能であるが、いずれのアルミニウムドロスでも回
収可能になるのは、加熱時間が２０分以上からである。
一方加熱時間が９０分を越えると、回収率の向上が認め
られなく。従って、好ましい加熱時間の範囲は２０〜９
０分である。また加熱時間が３０分から９０分の範囲で
は、いずれもドロスを用いた場合でもＡｌ／Ａｌ回収率
が８０％以上になることから、より好ましい加熱時間は
３０〜９０分程度である。

【００７２】実施例５ 炉内雰囲気温度を９００℃、加熱時間を６０分とした条
件下で、炉体を回転したときの周速度（炉内壁面周速
度）を０〜４２０ｍｍ／秒に変化させながら、金属アル
ミニウムの回収を行った。このときの炉内壁面周速度と
Ａｌ／Ａｌ回収率の関係を図９に示すが、この結果から
次の様に考察できる。

【００７３】まず周速度が０ｍｍ／秒のとき、即ち炉体
を回転させないときには、Ａｌ／Ａｌ回収率は１０％を
下回り、金属アルミニウムは殆ど回収されていない。Ａ
ｌ／Ａｌ回収率は周速度が大きくなるに伴って向上し、
周速度が８０ｍｍ／秒になるとＡｌ／Ａｌ回収率が５０
％を超える様になる。一方周速度が４２０ｍｍ／秒を超
えると、炉内の攪拌状態が激しくなり過ぎて電極にドロ
スが衝突してアーク切れが生じることがあり、回収率が
却って低下するばかりか、最悪の場合には電極が破損し
てしまうことになる。従って、実施可能な周速度は８０
〜４２０ｍｍ／秒程度であることが分かる。また周速度
が１５０ｍｍ／秒以上になると、Ａｌ／Ａｌ回収率が８
０％以上になるので、より良好な回収率を達成しようと
すれば、周速度は１５０〜４２０ｍｍ／秒程度であるこ
とが好ましい。尚周速度が３５０ｍｍ／秒を超えると回
収率の向上が認められなくなるので、周速度の上限は３
５０ｍｍ／秒とするのがより好ましい。

【００７４】実施例６ 金属アルミニウムを炉から取り出した後、１３００℃で
１時間加熱して炉内に酸素と空気を吹き込んで残灰を焼
成した。残灰の焼成前・後の組成を下記表２に示すが、
窒化アルミや塩化物が分解できて高アルミナ原料に改質
されていることがわかる。

【００７５】

【表２】

【００７６】実施例７ 図１０は、無負荷の状態（炉内に何も投入しない状態）
でアーク加熱したときのアーク電流とアーク電圧の変化
を示したものであるが、アーク電圧は大きく乱れ、しば
しばアーク切れを起こしていた。これに対し図１１は、
ハロゲン化合物を含むドロスを投入した負荷状態でのア
ーク電流とアーク電圧の変化を示したものであり、アー
ク電圧は安定しており、電圧の振れ幅は無負荷状態の１
／１０程度になり、アーク切れも起こらなかった。尚無
負荷の状態の炉に塩素含有量が１％のアーク炉集塵ダス
トを１ｋｇ程度投入しても、上記と同様の効果が得られ
た。

【００７７】実施例８ 塩素含有量の異なるドロスを用いて、炉内でアークを発
生させて金属アルミニウムの回収を行った。このとき用
いたドロスの塩素含有量は０．５１重量％と０．０
４重量％の２種類である。その結果、Ａｌ／Ａｌ回収率
は８８．６％、７０．５％となっていた。次に、
のドロス５００ｋｇに対して塩素含有量が１重量％の集
塵ダストを２２ｋｇ添加し、塩素含有量を０．５重量％
に調整して金属アルミニウムの回収を行ったところ、Ａ
ｌ／Ａｌ回収率は８９．１％に向上していた。

【００７８】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、高
回収率且つ高熱効率で金属アルミニウムを回収でき、必
要によってアルミニウムドロス中に含まれる金属アルミ
ニウムの酸化や窒化を極力抑制し、しかもアルミニウム
ドロス残灰が炉内壁に強固に付着するのを防止すること
のできる様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する為に構成される装置例の全体
平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の加熱炉本体の縦断面図である。

【図４】図１の左側面図である。

【図５】図１の右側面図である。

【図６】炉内雰囲気温度とＡｌ／Ａｌ回収率の関係を示
すグラフである。

【図７】ドロス温度とＡｌ／Ａｌ回収率の関係を示すグ
ラフである。

【図８】加熱時間とＡｌ／Ａｌ回収率の関係を示すグラ
フである。

【図９】炉内壁面周速度とＡｌ／Ａｌ回収率の関係を示
すグラフである。

【図１０】無負荷の状態でアーク加熱したときのアーク
電流とアーク電圧の変化を示したグラフである。

【図１１】ハロゲン化合物を含むドロスを投入した負荷
状態でのアーク電流とアーク電圧の変化を示したグラフ
である。

【符号の説明】

１ 炉本体 ２ 傾動手段 ３，４ 電極手段 ５ 炉蓋開閉手段 １１ 前部環状レール １２ 後部環状レール １３ 支持枠 １４ 支持軸 １５ 保持枠 ３０，４０ 電極棒 ３１，４１ 電極棒ホルダ ５０ 炉蓋 ５９ 不活性ガス供給口 １０１〜１０３ 熱電対 １０４ 温度データ発信機 １０５ アルミニウムドロス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥 保 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式 会社神戸製鋼所大阪支社内 (72)発明者 大矢 眞一 大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式 会社神戸製鋼所大阪支社内 (72)発明者 田中 康夫 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 舘野 正裕 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム含有物を加熱処理して該含
   有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
   電極間にアークを発生させて加熱する様に構成したアー
   ク炉内に、前記アルミニウム含有物を装入すると共に、
   該アーク炉を回転または揺動させながら処理温度を制御
   しつつ加熱処理し、前記含有物中に含まれる金属アルミ
   ニウムを分離して回収した後残灰を排出することを特徴
   とするアルミニウム含有物の処理方法。
2. 【請求項２】 制御する処理温度として炉内雰囲気温度
   を選び、アーク出力を調整することによって炉内雰囲気
   温度を制御する請求項１に記載の処理方法。
3. 【請求項３】 制御する処理温度として炉内アルミニウ
   ム含有物温度を選び、アーク出力を調整することによっ
   て炉内アルミニウム含有物温度を制御する請求項１に記
   載の処理方法。
4. 【請求項４】 アルミニウム含有物を加熱処理して該含
   有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
   電極間にアークを発生させて加熱する様に構成したアー
   ク炉内に、前記アルミニウム含有物を装入すると共に、
   少なくとも加熱工程中は前記アーク炉内を不活性ガス雰
   囲気として該アーク炉を回転または揺動させながら加熱
   処理し、前記含有物中に含まれる金属アルミニウムを分
   離して回収した後残灰を排出することを特徴とするアル
   ミニウム含有物の処理方法。
5. 【請求項５】 加熱工程に続くアルミニウムの取出し工
   程中も前記アーク炉内を不活性ガス雰囲気とする請求項
   ４に記載の処理方法。
6. 【請求項６】 アルミニウム含有物を加熱処理して該含
   有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
   電極間にアークを発生させる様に構成したアーク炉内
   に、前記アルミニウム含有物を装入すると共に、加熱開
   始に伴って不活性ガスを供給しつつ前記アーク炉内を不
   活性ガス雰囲気とし、該アーク炉を回転または揺動させ
   ながら加熱処理し、前記含有物中に含まれる金属アルミ
   ニウムを分離して回収した後残灰を排出することを特徴
   とするアルミニウム含有物の処理方法。
7. 【請求項７】 アルミニウム含有物を加熱処理して該含
   有物から金属アルミニウムを回収するに当たり、一対の
   電極間にアークを発生させる様に構成したアーク炉内
   に、前記アルミニウム含有物を装入すると共に、加熱開
   始に先立って不活性ガスを供給しつつ前記アーク炉内を
   不活性ガス雰囲気とし、該アークて炉を回転または揺動
   させながら加熱処理し、前記含有物中に含まれる金属ア
   ルミニウムを分離して回収した後残灰を排出することを
   特徴とするアルミニウム含有物の処理方法。
8. 【請求項８】 処理温度を制御しつつ加熱処理を行う請
   求項４〜７のいずれかに記載の処理方法。
9. 【請求項９】 金属アルミニウムを回収した後、炉内を
   酸化性雰囲気とすることによって残灰を焼成する請求項
   １〜８のいずれかに記載の処理方法。
10. 【請求項１０】 金属アルミニウムを回収した後、残灰
    が排出される傾動角度までは炉の回転を停止するかまた
    は揺動を行って残灰を炉内の一定箇所に留めた後、炉を
    回転しつつ更に傾動することによって残灰を炉外に排出
    する請求項１〜９のいずれかに記載の処理方法。
11. 【請求項１１】 アルミニウム含有物にハロゲン化合物
    含有物質を添加して操業を行う請求項１〜１０のいずれ
    かに記載の処理方法。
12. 【請求項１２】 添加するハロゲン化合物含有物質が、
    アルミニウムドロスを処理した際に発生する集塵ダスト
    である請求項１１に記載の処理方法。
13. 【請求項１３】 アルミニウム含有物を加熱処理して該
    含有物から金属アルミニウムを回収する為の装置であっ
    て、一対の電極間にアークを発生させて炉内を加熱でき
    る様に構成したアーク炉を備えると共に、該アーク炉の
    本体は軸心回りに回転または揺動可能に構成され、且つ
    前記炉内には炉内雰囲気温度を測定する為の熱電対また
    は炉内アルミニウム含有物温度を測定する為の熱電対の
    いずれかが少なくとも１つ設けられ、この熱電対からの
    温度データに基づいて前記アークの出力を制御する様に
    構成されたものであることを特徴とするアルミニウム含
    有物の処理装置。
14. 【請求項１４】 前記炉内に酸化性ガスが導入される様
    に構成されたものである請求項１３に記載の処理装置。
15. 【請求項１５】 アルミニウム含有物を加熱処理して該
    含有物から金属アルミニウムを回収する為の装置であっ
    て、一対の電極間にアークを発生させて炉内を加熱でき
    る様に構成したアーク炉を備えると共に、該アーク炉の
    本体は軸心回りに回転または揺動可能に構成され、且つ
    前記炉内に不活性ガスが導入される様に構成されたもの
    であることを特徴とするアルミニウム含有物の処理装
    置。
16. 【請求項１６】 前記炉内には炉内雰囲気温度を測定す
    る為の熱電対または炉内アルミニウム含有物温度を測定
    する為の熱電対のいずれかが少なくとも１つ設けられ、
    この熱電対からの温度データに基づいて前記アークの出
    力を制御する様に構成されたものである請求項１５に記
    載の処理装置。