JPH1096033A

JPH1096033A - 酸化物を含んだ廃棄物の真空処理装置

Info

Publication number: JPH1096033A
Application number: JP24969196A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okada; 裕二岡田; Toshikatsu Hara; 敏勝原; Hirohiko Sasamoto; 博彦笹本; Kazuhiro Suzuki; 和弘鈴木; Yoshio Nakatani; 好良中谷; Noriyuki Nomura; 紀之野村
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Toyokin Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aichi Steel Corp
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd; Toyokin Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aichi Steel Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】処理材の均一加熱、蒸発金属の分別回収の容
易な、酸化物を含む廃棄物の真空処理装置の提供。【解決手段】酸化物を含んだ廃棄物からなる処理材１
を供給する供給部１０と、真空、加熱、還元条件を形成
可能な処理炉２０と、処理炉２０内の処理材１を攪拌す
る攪拌機３０と、処理炉２０に接続された蒸発金属の回
収部４０と、処理後の処理材を排出する排出部５０と、
を有する酸化物を含んだ廃棄物の真空処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼ダストなど、
亜鉛や鉛が酸化物の状態で含まれている廃棄物の処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業生産において種々の廃棄物が発生す
るが、その中でも特に亜鉛、鉛等の非鉄金属を含む廃棄
物は安全上問題の無い処理を行う必要がある。たとえ
ば、電気炉から発生する製鋼ダストは、通常、鉄をベー
スに、亜鉛、鉛を酸化物の状態で含んでいる。たとえ
ば、電気炉に投入された原料が廃車のシュレッダー屑で
ある場合、自動車用鋼板が亜鉛メッキ鋼板のため、亜鉛
を含み、燃料タンクは鉛と錫のメッキが施されているた
め、鉛を含む。亜鉛が純金属に近い状態で含まれている
自動車鋼板のプレス屑の場合は、特開平４−３４６６８
１号公報に開示されているように、亜鉛メッキ鋼板屑を
真空加熱して亜鉛を鋼から蒸発、除去することが可能で
あるが、製鋼ダスト等のように、亜鉛、鉛が酸化物の状
態で含まれている廃棄物は、特開平４−３４６６８１号
公報の方法では亜鉛、鉛を金属原料として回収、再利用
することはできない。そのため、現状では管理埋立てを
行っているが、埋立てには、埋立て地不足などの問題が
あり、近い将来行き詰まりを生じることが見えている。
この問題を軽減するために、本特許出願人等は特願平７
−１３３４７０号（出願日：平成７年５月３１日）にお
いて、亜鉛、鉛等を酸化物の状態で含む廃棄物を、還元
剤を加えて、真空下で加熱処理し、金属状態で回収する
ことができる方法および装置を提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提案で
は、単一のバッチ炉または回転炉を用いて処理材を処理
するため、処理材が攪拌されないかまたは攪拌が不十分
であり、真空下で加熱した時に処理材を均一に加熱し処
理することが難しい。そのため、ヒータに直面した処理
材層の表層部にある処理材はそれに含まれている亜鉛や
鉛が早く蒸発されても処理材層の深層部にある処理材は
それに含まれている亜鉛や鉛の蒸発が遅れ、異種金属の
蒸発温度の違いを利用した異種金属を分別回収を困難に
するとともに、処理に要する時間を長くし作業効率を悪
化させる、という問題を生じる。本発明の目的は、真
空、加熱、還元条件下で、酸化物を含む廃棄物を処理す
る装置であって、処理材をほぼ均一に加熱することがで
き、それによって異種金属の分別回収が容易で、かつ処
理時間も短縮することができる、酸化物を含む廃棄物の
真空処理装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、処理炉内に供給された処理材を攪拌す
る攪拌機が設けられている。処理炉自体は静止してお
り、攪拌機が回転し処理材を攪拌させる構造となってい
る。

【０００５】上記本発明の装置では、酸化物を含む廃棄
物からなる処理材が処理炉の内部で攪拌機により強制的
に攪拌されるので、処理材はほぼ均一に加熱され、処理
材層の表面部も深層部からもほぼ同時に同種の金属が蒸
発し、蒸発温度の低い金属から順に蒸発させて異種金属
の分別回収が容易になる。また、処理材層の深層部の加
熱が遅れることがなくなり、処理時間も短縮される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例および
第２実施例を示し、図２は本発明の第３実施例を示し、
図３は本発明の第４実施例および第６実施例を示し、図
４は本発明の第５実施例を示し、図５は本発明の第７実
施例を示し、図６〜図８は本発明の第８実施例を、それ
ぞれ、示している。図中、本発明の全実施例に共通する
部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付し
てある。

【０００７】本発明の第１実施例の酸化物を含む廃棄物
の真空処理装置は、図１に示すように、粉体状の酸化物
を含んだ廃棄物からなる処理材１を供給する供給部１０
と、供給部１０に接続された、真空の、加熱された、還
元条件を形成可能な処理炉２０と、処理炉２０内に供給
された処理材１を攪拌する攪拌機３０と、処理炉２０に
接続され処理炉２０内で処理材１から蒸発した金属を回
収する回収部４０と、金属が蒸発、除去された処理材１
を処理炉２０から排出する排出部５０と、を有する。

【０００８】供給部１０は、酸化物を含んだ廃棄物（た
とえば製鋼ダスト）からなる処理材１と還元剤２（たと
えば、活性炭、カーボン、木屑、、古タイヤ、鉄粉な
ど）が投入されるホッパー１１と、ホッパー１１に仕切
弁１４を介して接続された、処理材と還元剤とを混合し
乾燥する真空ミキサー１２と、真空ミキサー１２に仕切
弁１５を介して接続された、還元剤２と混合された処理
材１を処理炉２０に送給するスクリューフィーダー１３
と、を有する。なお、前記真空ミキサー１２には真空排
気装置４１が接続される。

【０００９】処理炉２０は、静止炉であり、真空引きさ
れる少なくとも１段の室を有し、各段に、底部２１（傾
斜していてもよい）によって区画され、各室に処理材を
主に輻射伝熱により加熱するヒータ２２と、を有する。
傾斜底部２１の適宜の箇所に処理材１を下段の室に落下
させる開口２３が設けられている。各段の室には、真空
通路４５を介して、蒸発金属の回収部４０が接続されて
いる。この回収部４０は例えば水冷式回転ローラと、ロ
ーラ上に凝固した蒸発金属を除去するスクレーパで構成
される。上段より下段の温度を高くすることにより、異
種金属の蒸発温度の差を利用して、異種金属を分別回収
する。この場合、上段ほど蒸発温度の低い金属または物
質が回収される。また、各回収部４０には真空排気装置
４１が接続されている。４２は回収金属を真空下で受け
る容器（ストッカー）であり、回収部４０と容器４２と
の間の通路には仕切弁４６が設けられている。４３は、
回収容器４２側に接続された真空排気装置である。回収
部４０は、排ガス処理装置に接続されており、塩素ガ
ス、フッ素ガスなどのガスが処理される。

【００１０】攪拌機３０は、回転されるタイプの攪拌機
からなり、静止の処理炉２０の各段を貫通して延びてお
り、各段の底部２１上の処理材１を攪拌する。攪拌機３
０はモータ３１などの回転駆動手段によって連続的に回
転される。処理炉２０で、亜鉛、鉛を除去された処理材
１は主に鉄材であり、排出部５０に排出される。排出部
５０は、処理後の処理材１を真空下で受ける容器（スト
ッカー）５１と、容器５１部位を真空にするための真空
排気装置５２と、容器５１部位と処理炉２０との間の通
路の途中に設けた仕切弁５３とを有している。

【００１１】本発明の第１実施例の作用はつぎの通りで
ある。処理材１と還元剤２は供給部１０で混合され、真
空下でフィーダー１３により、処理炉２０に投入され
る。処理炉２０では、各段の室で、処理材１は真空下
で、還元剤２により還元されつつ、ヒータ２２により加
熱され、処理材１に含まれている亜鉛、鉛などの酸化物
が還元されて純金属の形で蒸発し、各段に接続された回
収部４０に引かれてそこで凝着、回収される。上段ほど
温度が低く設定され、蒸発温度の低い物質が回収され
る。たとえば、最上段の室に接続された回収部４０で
は、Ｆ、Ｃｌなどが吸引、処理され、二段目では鉛が凝
着、回収され、下段では亜鉛が凝着、回収される。鉛、
亜鉛等を除去された鉄ベースの処理材１は排出部５０か
ら排出される。

【００１２】上記において、処理材１は処理炉２０内で
攪拌機３０により攪拌される。これによって、処理材層
の深層部にあった処理材も攪拌される間に表層部に出て
きてヒータ２２によって加熱され、処理材１は全体にわ
たって均一に加熱される。したがって、処理材１に含ま
れる異種金属の各金属は、それぞれの蒸発温度より若干
高い温度に設定された室で全量が蒸発し、２つの段にま
たがって回収されることがなくなり、異種金属の分別回
収が容易になり、リサイクルが容易になる。また、処理
材層の深層部も攪拌によって表層部に出てきて速やかに
加熱され、攪拌されない場合または攪拌が十分でない場
合に比べて、処理時間が短縮される。また、排出部５０
の処理材は鉄分を高い純度で含み、鉄材料として再利用
される。

【００１３】本発明の第２実施例においては、図１に示
すように、処理炉２０と排出部５０とを接続する通路
に、処理材１を高温の真空下でプレスしてブリケット化
するプレス機構６０が設けられている。このプレス機構
６０は、たとえば２つのローラの間に処理材１を通して
圧縮するタイプのプレス機構からなる。その作用は、処
理炉２０で鉛、亜鉛２０を除去された、鉄ベースの処理
材１がプレス機構６０を通るときにプレスされてブリケ
ット化され、排出部５０の容器５１にはブリケットとな
った処理材１が回収される。これによって、その後の処
理材１の運搬、取扱いが容易になる。粉末状のものでは
飛散を防止する特殊車や特殊設備が必要になるが、ブリ
ケット化されたものではそのような設備が必要でない。

【００１４】本発明の第３実施例においては、図２に示
すように、処理炉２０は２段以上の多段炉からなり（図
示例は３段）、各段に回収部４０が接続されている。各
回収部４０は各回収容器４２（図１参照）に接続されて
いる。回収部４０は蒸発金属を冷却、凝着させることに
より回収する装置からなる。回収部４０はダストフィル
ター４４を介して真空排気装置４１に接続されている。
その作用は、処理炉２を多段炉とし、各段に回収部４０
を設けることによって、異種金属を確実に分別回収でき
ることである。また、ダストフィルター４４を設けるこ
とによって、真空排気装置４１が処理材ダストで汚れる
ことを防止できる。

【００１５】本発明の第４実施例においては、図３に示
すように、攪拌機３０は、シャフト３１と、シャフト３
１に取り付けられた回転翼３２と、回転翼３２から処理
炉２０の底部２１に向かって延びる掻き混ぜ部材３３
と、シャフト３１を回転させるモーター３４と、を有す
る。シャフト３１は少なくとも１段の処理炉２０を貫通
して延びている。モーター３４は処理炉２０の外側に設
けられていて、チェン３５などを介してシャフト３１を
回転させる。３６はシャフト３１を回転自在に支持する
軸受であり、３７は軸受部のシール部材である。その作
用は、攪拌機３０がシャフトおよび回転翼構造をとるの
で、炉全体を回転タイプとするものに比べて回転物の支
持が容易であり、また、回転翼３２の上方にヒータ２２
を配置することによって炉壁に邪魔されることなく処理
材１を輻射により容易に加熱することができる。また、
処理炉２０の各段を直列に配し、それらを単一のシャフ
ト３１で貫通しシャフト３１を単一のモーター３４で駆
動する構造としたので、各段に別々に駆動手段を設ける
必要がなく、構造が単純化されている。

【００１６】本発明の第５実施例においては、図４に示
すように、攪拌機３０のシャフト３１の、シャフト支持
部近傍部分に、処理炉２０内に、処理材の還元促進のた
めの還元性のキャリアガスを導入する導入口３８が設け
られている。キャリアガスの供給経路には流量計３９
Ｂ、流量調整用のニードル弁３９Ａ、供給をオンオフす
る電磁弁３９が設けられている。その作用については、
キャリアガス導入の位置を、シャフト支持部近傍部とし
たので、金属蒸気の、回収部４０以外の部分への凝着を
防止することができる。したがって、シャフト支持部に
金属蒸気が凝着してシャフト３１が回転不能になること
を防止することができる。また、キャリアガスを処理炉
２０内に導入することによって、酸化物の還元が向上さ
れ、それにより処理効率が向上される。ニードル弁３９
Ａにより還元促進に必要なガス量を調整でき、電磁弁３
９により供給のタイミングを選択できる。

【００１７】本発明の第６実施例においては、攪拌機３
０は、処理材１の温度に応じて回転速度が制御される攪
拌機である。処理材１の温度を測定するために、炉の適
宜の位置（たとえば、適宜の段の炉床位置）に温度測定
装置（たとえば、熱電対）が設置されている。図３は、
処理材１の温度が、処理炉２０の適宜の段の処理材供給
位置、処理材排出位置、それらの中間位置で測定される
場合を示している。処理材供給位置での処理材検出温度
をＴ１とし、処理材排出位置での処理材検出温度をＴ２
とし、その中間位置での処理材検出温度をＴ３とする
と、これらの温度の出力値に応じて、モータ３４の回路
にある可変抵抗を制御することによりモータ回転速度が
制御される。制御の内容については、処理材１の温度が
目標温度より高い時にはモーター３４の回転速度を上げ
て、処理材を供給位置から排出位置に早く送って加熱時
間を短縮させることで過加熱を防止するようにし、処理
材１の温度が目標温度より低い時にはモーター３４の回
転速度を下げて加熱時間を長くすることで加熱不足を解
消する。その作用については、攪拌機３０の回転速度を
制御できるので、処理条件を最適に近づけることがで
き、処理効率の向上と、処理時間の短縮をはかることが
できる。たとえば、操業時に昇温速度を上げて短時間に
処理を行いたい場合、投入量を減らし炉内温度を最大限
に上げて回転速度を高くする。また、処理材１中に亜鉛
や鉛が多く含まれている場合は、攪拌機３０の回転速度
を遅くし、均熱時間を長くし蒸発時間を確保して、亜鉛
や鉛が十分に蒸発するようにする。

【００１８】本発明の第７実施例においては、図５に示
すように、処理炉２０を真空排出装置４１に接続する真
空通路４５に、真空通路４５を通して処理材１が真空排
気装置４１へと移動することを防止する防止板７０が設
けられている。防止板７０はできるだけダストとの衝突
回数が多くなるように迷路構造としておくことが望まし
い。この防止板７０は、処理炉２０の各段の室から真空
通路４５への入口に設けられてもよいし、または真空通
路４５の途中に設けられていてもよい。図５は、防止板
７０が真空通路４５への入口と真空通路４５の途中の両
方に設けられた場合を示している。７１は、真空通路４
５の途中に設けた防止板７０の下方に設けた、ダストを
受けるための容器である。その作用については、防止板
７０を設けたので、処理炉２０内の処理材処理条件のひ
とつである真空状態を作りだすときに、処理材１をエア
とともに排気させないようにすることができる。すなわ
ち、粉末状の処理材１がエアとともに吸引されても、処
理材１は防止板７０に当たってそこから落下し、容器７
１の中に溜り、真空排出装置の方に流れない。容器７１
にダストが溜まると、取り外してダストを捨て、また取
り付けておく。

【００１９】本発明の第８実施例は、図６〜図８に示す
ように、処理炉２０に接続する真空とされる通路に設置
される仕切弁１４、１５、４６、５３に適用できる弁構
造に係わるものである。仕切弁８０は、通路用開口部８
１とそのまわりのシール面８２を有するケーシング８３
と、通路８１に直交する方向に移動可能なシール板支持
部材８４と、シール板支持部材８４にリンク機構８５に
より支持され通路８１と同じ方向にも移動可能とされた
シール板８６と、シール板支持部材８４を通路８１と直
交する方向に移動させるシリンダー（たとえば、エアシ
リンダー）８７と、シール板８６が当たった時にシール
板８７を通路８１と同じ方向に移動させるストッパー８
８と、処理材ガイド８９と、シール板支持部材８４と共
に移動する部材たとえば処理材ガイド８９に固定されシ
ール面８２に付着する処理材粉を清掃するブラシ９０
と、からなる。ケーシング８３の上下は冷却構造（水冷
式）となっており、高温粉体の処理材の通過による熱を
奪うことができるようになっている。その作用について
は、ブラシ９０付きの仕切弁としてあるので、シールが
難しいといわれている粉体シールであるにかかわらず、
シール面８２に付着する処理材粉をブラシ９０で清掃し
て、高シールを達成することができる。また、ストッパ
８８にシール板８６を当てて、シール板８６をシール面
８２に接近する方向に動かすようにしたので、シール板
８６がシール面８２に面直角方向の成分をもって着座す
ることができ、安定したシール性が得られる。また、処
理材ガイド８９を設けたので、処理材粉がシール面８２
に付着しにくくなる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の装置によれば、攪拌機を設け
たので、処理材を攪拌して均一に加熱することができ
る。その結果、異種金属の分別回収が容易になり、処理
時間も短縮される。請求項２の装置によれば、プレス機
構を設けたので、処理後の処理材をブリケット化でき、
取扱い、輸送を容易にすることができる。請求項３の装
置によれば、処理炉を多段炉から構成し各段に処理部を
接続したので、異種金属を容易に分別回収することがで
きる。請求項４の装置によれば、攪拌機をシャフトと回
転翼から構成したので、炉全体を回転させる必要がな
く、装置を単純な構造のものとすることができる。請求
項５の装置によれば、攪拌機のシャフトに、その支持部
近傍にキャリアガスの導入口を設けたので、蒸発金属が
シャフト支持部に凝着することを防止することができ
る。請求項６の装置によれば、処理材の温度に応じて攪
拌機の回転速度を制御するので、処理条件を最適なもの
に近づけることができる。請求項７の装置によれば、防
止板を設けたので真空通路を通って処理材粉が真空排気
されることを抑制することができる。請求項８の装置に
よれば、仕切弁をブラシ付きとしたので、シール面に付
着する処理材粉を除去、清掃することができ、高シール
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例および第２実施例に係る酸
化物を含んだ真空処理装置の断面図である。

【図２】本発明の第３実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の断面図である。

【図３】本発明の第４実施例および第６実施例に係る酸
化物を含んだ真空処理装置の断面図である。

【図４】本発明の第５実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の断面図である。

【図５】本発明の第７実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の断面図である。

【図６】本発明の第８実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の、弁開状態の、断面図である。

【図７】本発明の第８実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の、弁閉直前状態の、断面図である。

【図８】本発明の第８実施例に係る酸化物を含んだ真空
処理装置の、弁閉状態の、断面図である。

【符号の説明】

１処理材２還元剤１０供給部２０処理炉３０攪拌機３１シャフト３２回転翼４０回収部５０排出部６０プレス機構７０防止板８０仕切弁９０ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田裕二愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者原敏勝愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地愛知製鋼株式会社内 (72)発明者笹本博彦愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地愛知製鋼株式会社内 (72)発明者鈴木和弘愛知県豊田市鴻ノ巣町３丁目33番地トヨキン株式会社内 (72)発明者中谷好良大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者野村紀之大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体状の酸化物を含んだ廃棄物からなる
処理材を供給する供給部と、前記供給部に接続された、真空の、加熱された、還元条
件を形成可能な処理炉と、前記処理炉内に供給された前記処理材を攪拌する攪拌機
と、前記処理炉に接続され前記処理炉内で前記処理材から蒸
発した金属を回収する回収部と、前記金属が蒸発、除去された処理材を前記処理炉から排
出する排出部と、を有する酸化物を含んだ廃棄物の真空
処理装置。
【請求項２】前記排出部に前記処理材をプレスしてブ
リケットにするプレス機構を設けた請求項１記載の酸化
物を含んだ廃棄物の真空処理装置。
【請求項３】前記処理炉は２段以上の多段炉からな
り、各段に回収部が接続されている請求項１記載の酸化
物を含んだ廃棄物の真空処理装置。
【請求項４】前記攪拌機はシャフトと該シャフトの軸
芯を中心として回転可能な回転翼を有する請求項１記載
の酸化物を含んだ廃棄物の真空処理装置。
【請求項５】前記攪拌機のシャフトの、シャフト支持
部近傍部分に、前記処理炉内に還元性のキャリアガスを
導入する導入口を設けた請求項４記載の酸化物を含んだ
廃棄物の真空処理装置。
【請求項６】前記攪拌機は、処理材の温度に応じて回
転速度が制御される攪拌機である請求項４記載の酸化物
を含んだ廃棄物の真空処理装置。
【請求項７】前記処理炉には真空通路が接続されてお
り、該真空通路に、該真空通路を通して処理材が真空排
気装置へと移動することを防止する防止板を設けた請求
項１記載の酸化物を含んだ廃棄物の真空処理装置。
【請求項８】前記処理炉に接続する真空とされる通路
に、該通路を開閉する仕切弁を設け、該仕切弁を、シー
ル面を有するケーシングと、通路と直交する方向に移動
可能のシール板支持部材と、該シール板支持部材にリン
ク機構により支持され前記シール面に離着座可能なシー
ル板と、前記シール板支持部材と一体的に動く部材に取
り付けられ前記シール面に付着した処理材を清掃するブ
ラシと、から構成した請求項１記載の酸化物を含んだ廃
棄物の真空処理装置。