JPS5948656B2 - ブリケツトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含水固体粒子または斯くの如き粒子のスラッジ
とビチューメン結合剤とを混合することによるブリケッ
ト（ｂｒ １ｑｕｅｔ ｔｅ ）の製造（こ関する。

１９７２年４月１８日出願の仏国特許第 ２１８０４７５号Ｅこより、水系スラッジとビチューメ
ン乳濁液とをスラッジ粒子が凝集し実質量の水が分離す
るまで混合することによって水系スラッジから水を分離
できることは既知である。

水を分離した後で望むならば凝集体をさらに取扱うため
に粒状としまたはブリケット化することができることは
通常水されている。

該既知方法に使用される水系スラッジは実質量の水望ま
しくは少なくとも１５重量％の水を含み、この水の大部
分を分離するためのビチューメン乳濁夜の量は、乾燥ス
ラッジｌこ対するビチューメン量が鋼鉄転炉泥のためｆ
こ充分子こ多い量例えば約１５〜１７重量％の如くであ
るべきである。

今や含水固体粒子または斯くの如き粒子のスラッジをビ
チューメン乳濁液の形のビチューメン結合剤と混合した
後ｔここれをブリケット化して、限定量のビチューメン
を含みさらｆこ限扱うためｆこ充分な強度を有するブリ
ケットを製造できることが判明し、この新規な方法Ｅこ
よると例えば前述の鋼鉄転炉泥を処理する時Ｅこは４〜
７重量％のビチュ−メン含量で充分である。

従って本発明は、含水固体粒子または斯くの如き粒子の
スラッジとビチューメン結合剤とをミキサー内で混合す
ること（こよるブリケットの製造方法（こおいて、該湿
潤物質を該結合剤の水中乳濁液と混合し、生じる混合物
を、実質量の液体水をミキサーから分離せずに°゛ビチ
ューメンの環球温度マイナス４０℃″（こ相当する温度
またはそれ以上の温度ｆこおいて、前記混合操作実施後
ｌこプレスを用いて直接ｌこ押圧してブリケット化し、
但し結合剤の量はブリケットが１〜１２重量％の結合剤
を含む如き量とし、かつ前記プレスｌこ供給される前記
混合物は、有機粒子の場合にはその水分含有量が４０％
未満のものであり、無機粒子の場合ｌこはその水分含有
量が１８重量％未滴のものであることを特徴とするブリ
ケットの製造方法に関するものである。

本発明の方法ｌこおいて含水固体粒子またはそのスラッ
ジの水量が多すぎる場合ｌこは粗ブリケットは押圧した
まｉｔこしておくと破砕され、また接線ロール（ｔａｎ
ｇｅｎｔｉａｌ ｒｏｌｌｓ）を有する通常の連続ブ
リケット化プレスによるブリケット化を通してセル（ｃ
ｅｌｌ）が詰まる実質的危険さえ生じる。

従って過剰の水は、ビチューメン結合剤と混合する前に
湿潤微粒子またはスラッジをデカンテーション、濾過、
遠心分離および７才たは乾燥の如き水除去法のいずれか
ｆこよって処理し、および／または湿潤微粒子とビチュ
ーメン結合剤との混合物またはスラッジとビチューメン
結合剤との混合物を前述の水除去法ｆこて処理すること
（こより、押圧前（こ分離しなければならない。

該混合物の乾燥は加熱ミキサー内で実施できる。

プレスｆこ供給する混合物の含水量（こついては、石炭
、コークス、亜炭等の如き有機物質の場合には４０重量
％より小望ましくは２０重量％より小、および鉱石、チ
ョーク、水利石灰、鋼鉄転炉泥、ミルスケール等の無機
物質の場合には１８重量％より小、好ましくは９重量％
より小であるべきであることが判明した。

本発明の方法は押圧を通して比較的乾燥した状態で実施
されるから、ブリケットの乾燥は通常不必要であるが望
むならば乾燥してもよい。

結合剤は、望ましくは２５℃において５ｄｍｉより小の
、さらｌこ望ましくは２５°Ｃ１こおいてｌｄｍｍより
小の針入度を有し、および望ましくは５ｍｍより小の、
さら（こ望ましくはＬｍｍより／」、の粒度を有する粉
末ビチューメンの水中乳濁液として添加してもよい。

このビチューメンは混合の初めｔこ添加することが望ま
しい。

結合剤はアニオン性、カチオン性または非イオン性の水
乳濁液として吹付けまたは注入１こより添加することが
望ましい。

ｐＨは腐蝕問題を避けるため５より上（アニオン性）で
あることが望ましい。

乳濁液は４０〜７５例えば５０〜６０重量％のビチュー
メンを含むことが望ましく、その針入度は望ましくは６
００ｄｍｍより小例えば０−６００６ｍｍであるべきで
あり、ブリケットを熱処理しない場合には望才しくは５
０ｄｍｍより小例えば３０ｄｍｍより小であるべきであ
る。

針入度が１０ｄｍｍより小であっても勿論差支えない。

凝集すべき生成物が中程度または低い含水量を有する場
合ｌこは、安定なまたは非常「こ安定な乳濁液を使用す
ることが望ましく、またこの場合には吹付法が望ましい
。

使用されるアニオン性乳化剤は、塩基で中和した樹脂例
えばカリウムまたはナトリウムで中和したビンソール樹
脂（ビンソールは商標名）の如き界面活性剤または石け
んでもよい。

成る種の蛋白質、ガム、殿粉およびその誘導体〔デキス
トリン、メチルセルロース、リグノスルフイツト（Ｉ
１ｇｎｏ−５ｕｌｐｈｉｔｅ） 〕の如き高分子乳化剤
もまた使用される。

ナフテン酸金属塩例えばナフテン酸ナトリウムもまた適
切である。

非イオン性界面活性剤はアニオン性乳化剤または高分子
乳化剤と一緒に使用することができ、オキシエチレン化
（ｏｘｙ−ｅ ｔｈｙ ｌ ｅｎ ｉ ｚｅｄ ）縮合
物型の非イオン乳化剤が望ましい。

アニオン性乳濁液はベントナイトの如き微粒子Ｅこよっ
て安定化させることもできる。

凝集に使用されるべき乳濁液はそれ自体化学製品を使用
せず「こ、水中のビチューメン粒子を安定化させるため
（こ凝集すべき生成物の粒子を単に使用して調製できる
。

斯くして固体物質を５０重量％含む製鋼所沢６６重量％
と１８０／２２０ピチユ一メン３４重量％とからなり、
６０℃ｔこ加熱した該液体泥に該ビチューメンを熱間注
入（１４０℃）した混合物は、製鋼新派の凝集ｌこ使用
するためｌこ充分Ｅこ安定な乳濁液を形成する。

次（こ該安定乳濁ｅ、ｔこ製鋼所泥の残部を混合して、
最終的ビチューメン含量を生じる混合物の乾燥物質に対
して例えば４重量％とする。

１４０°Ｃｆこ加熱した１ ８０／２２０ビチユーメン
の例えば４％量を６０℃ｆこ加熱した製鋼所泥の沖塊ｌ
こ注入すること（こよってその場で（ｉｎ ５ｉｔｕ）
乳濁液を生成することもできる。

原塊の含水率は３５％であり、本来のｐＨは９．５であ
る。

次ｆこ混合物に含まれる水の一部分を蒸発させ該混合物
をブリケット化する。

ビチューメンは油または溶剤を用いて流動化させてもよ
く、これは直接蒸留、半吹込、吹込、クラッキングまた
は例えばプロパンまたはブタン中ｆこおける沈殿により
実施できる。

ブリケットのビチューメン含量は１〜７例えば３〜５重
量％であることが望ましい。

処理されるべき固体粒子は粒度１０ｍｍ以下のかなり粗
大なものであってもよくまたは粒度０．１ ｍｍ以下の
微細なものであってもよい。

粗大または微細粒子の混合物もまた処理できる。

鉄および非鉄泥例えば亜鉛または銅廃棄物もまた本発明
の方法（こ使用できる。

鉱石を含む湿潤沖塊または泥例えば採鉱工業からの浮遊
鉱石または石炭の湿潤沖塊、または重力分離例えば水中
１こおける石と石炭との重力分離からの原塊または湿潤
微粒子もまた適切である。

より粗大な物質はより少量の水を望ましく含むであろう
。

例えばミルスケールの如き非多孔性の未仕上生成物の含
水量は望ましくは４重量％より小である。

特ｌこ斯くの如き粗大ミルスケールまたは削り屑（ｔｕ
ｒｎ ｉｎｇｓ ） ｔたは他の冶金廃棄物と１００重
量％以下の泥の如き微細物質例えば４０〜６０重量％の
泥（乾燥物質「こ対し）または微細石炭粒子との混合物
は本発明の方法（こ適切である。

結果的「こ得られるブリケットは冷却装入添加剤として
直接鋼鉄転炉に使用でき、その強度は十分に高い。

本発明の方法はまた石油ガス化の幅生成物を形成するカ
ーボンブラックまたはすす、石炭またはコークス粒子、
亜炭および他の有機粒子（こ対しても適用できる。

すすまたは石炭またはコークスまたは亜炭才たは他の有
機粒子と前述ｆこ記載される如き無機粒子との混合物も
また処理できる。

望むならば例えばその強度を増すためｌこブリケットを
酸化、中性または環元雰囲気中で、ブリケットの上部の
温度が１分〜２４時間ｆこわたって１００〜３５０℃の
範囲である如くに熱処理してもよく、該処理は望ましく
は酸化雰囲気中でブリケットの上部の温度が望ましくは
２０分〜２時間ｌこわたって２３０〜３５０℃の範囲で
ある如くに実施する。

該処理の目的はブリケットを完全ｌこ乾燥し、もしブリ
ケットを２３０℃より高い温度ｆこ昇温する場合にはブ
リケットを酸化し硬化させることｌこある。

ブリケットの品質については３つの結論が得られた。

即ち、処理ブラケットの機械的性質（圧潰強度、耐磨耗
性）は４００〜５００℃以下の温度には殆んど依存せず
、処理ブリケットのタール含量は処理時間および温度１
こ依存して所望する程度ｆこ低くすることができ、処理
ブリケットに含まれるビチューメン残留炭素含量は増す
ことができ斯くして５００℃より高い温度「こて凝集物
の機械的挙動を確実ｌこより良好ｆこすることができる
。

ブリケットの熱処理は望ましくはそれを機械的拘束にゆ
だねることな〈実施する。

従ってＰ（）ンネルオーブン）またはバスケット内で熱
処理することが望ましい。

熱処理ｌこ要するエネルギーはガス（例えば空気で希釈
した煙道ガス）または流動床ｔこより供給してもよい。

望むならば酸素促進剤例えば五酸化燐、燐酸、３００℃
より高い温度１こて分解する燐酸塩、過酸化物または過
塩素酸を添加することができる。

非常ｆこ硬質の原ブリケットを得るためｆこ、およびセ
ルが詰まることまたは酸化処理無しで脆いためｌこプレ
スから離す際「こ少し取扱っただけで破壊する原ブリケ
ットが形成されることを避けるために、同時Ｅこ次の３
つの条件を満たすことが望まし＆’０ （１）充分にゆっくりと破壊される乳濁液を使用するこ
とｌこより、または充分に高い温度望ましくは環球温度
より１０〜１００℃高い範囲の温度ｆこてペースト状混
合物を混合して分散状態を改良することにより、ビチュ
ーメンを無機物中（こ充分（こ分散させなければならな
い。

（２）ペースト状混合物の圧縮温度は環球温度より４０
℃低い温度を越える温度でなければならない０ （３）ペースト状混合物の含水量は充分１こ低くなけれ
ばならない。

試験例 １ 乳濁液の分散効果 該試験例ｆこおけるブリケットは８ｄの体積を有した。

１．１ ビチューメン（環球温要：４３℃、２５０Ｃ１
こおける針入度： １９０’ｄｄｍ）を４２％含む１８
０／２２０ビチユーメン乳濁液、ビンソール１０ｋｇ／
トンおよび純粋ＮａＯＨ５ｋｇ／）ンを、水を６％含む
重晶石中に２０℃Ｅこて注入して非常ｌこ良好に分散さ
せ２０℃にてブリケット化して、２５０′ＣＩこおける
加熱酸化処理後にビチューメン３重量％ｌこて７０ｋｇ
およびビチューメン４重量％において８０ｋｇの抵抗性
を有するブリケットを得た。

１．２ ビチューメン（環球温度：４３℃、２５℃「こ
おける針入度：１９０ｄｄｍ）を５０％含む１８０／２
２０ビチユーメン乳濁液、ピンゾール１０に９／トンお
よび純粋ＮａＯＨ２ｋｇ／ トンを、２０℃にて前述の
重晶石中ｆこ注入して不十分ｌこ分散させた。

プレスは完全ｌこ詰まった。次ｆこ該混合物を４５℃ｌ
こ加熱すると分散状態は改良されブリケットの製造が可
能となった。

２５０℃ｆこおける加熱酸化処理後の抵抗性はビチュー
メン３重量％ｆこおいて１９０ｋｇであった。

１．３ 試験例（１，２）の乳濁液を、最初に４０℃
に加熱された前述の重晶石中（こ注入した。

この場合枦こは乳濁液はあまり１こも早く破壊され鉱石
中へのビチューメンの良好な分散は得られなかった。

プレスの空隙は詰まらなかったが粗ブリケットはプレス
から離す際（こ全て破壊した。

１．４ 試験例（１，２）の乳濁液を２０℃「こてミキ
サー内で前述の重晶石に吹付けた。

分散状態は良好でブリケットの製造は可能であった。

２５０℃における加熱酸化処理後の抵抗性はビチューメ
ン３重量％ｔこおいて７５ｋｇであった。

試験例 ２ ビチューメンの環球温度と押圧温度との関係該試験例に
おけるブリケットは８ｄの体積を有した。

２．１ 試験例（１，２）の４５°Ｃｆこ加熱されたペ
ースト状混合物を５℃Ｅこ冷却し５°Ｃ即ち環球温度よ
り３８℃低い温度にて押圧した。

２５０℃（こおける加熱酸化処理後ｌこ２００ｋｇの抵
抗性を有する良好な粗ブリケットが得られた。

同様の工程を＋１℃Ｅごて実施した場合Ｅこは粗ブリケ
ットの製造は不可能であった（多くの破壊ブリケットが
生じた）。

２．２ ビチューメン（環球温度：１００°Ｃ２２５°
Ｃ１こおける針入度： １ ｄｉｍ ）を５７．５％−
含むｉ ｏ ｏ、、’ｉビチューメン乳濁液と試験例（
Ｌｌ）の重晶石とを１５℃ｆこて混合した。

該混合物を種々の温度ｌこ加熱し押圧した。

試験例 ３ 含水率ｆこよる影響 該試験ｆこおけるブリケットは８ｉの体積を有した。

ビチューメン（環球温度：４３℃）を５０％含む１８０
／２２０ビチユ一メン乳濁液６％を、鋼鉄転炉からの煙
霧のスクラビングｌこ源を発する泥に添加した。

使用した泥の含水率は１４％であった。

ペースト状混合物の含水率は１７％であり良好な原ブリ
ケットが形成された。

泥の含水率を１５％として再び同様ｌこ処理した。

ペースト状混合物の含水率は１８％でありカラーセル（
ｃｏｌｌａｒ ｃｅｌｌ）は完全に詰まった。

試験例 ４ 混合物の加熱（こよる影響 該試１験例「こおけるブリケットは８ｃｒｌの体積を有
した。

ペースト状混合物の品質は可能な最も高い温度に加熱す
ること「こより改良できた。

４．１ 試験例（１，，２）の乳濁液と試験例（１，１
）［の重晶石とを２０℃ｆこて混合し、該混合物を種種
の温度に加熱した。

使用したビチューメンの環球温度は４３℃であった。

４．２ ビチューメン（環球温度：５５°Ｃ２２５℃（
こおける針入度：２５ｄｄｍ）を４２％含む２０／３０
ビチユーメン乳濁液と前述の重晶石とを１８℃ｌこて混
合した。

もう一つの実験として該混合物を６５℃即ち環球温度＋
１０℃ｌこ等しい温度に加熱した。

結果は次の如くであった。試験例 ５ 製鋼所沢凝集のための種々の１８０／２２０ビチユ一メ
ン乳濁液組成物の比較 全ての実験は乾燥泥に対して４％の１８０／２２０ビチ
ユーメン（環球温度＝４３℃）を含むビチューメンとの
混合（こ関した。

ブリケットの体積は８ｄであった。

実験 １ 試験例（１，２）の乳濁液を水１２重量％を含む泥中に
１５°Ｃ「こて分散させた。

混合および押圧は１５°ｃＥこて実施した。

実験 ２ 同様の実験を行ない、但し混合物を６０℃に加熱した。

実、験 ３ カゼイン１０ｋｇ／トン、ＫＯＨ２に９／トンの乳濁液
を実、験ｌの如くｌこ使用した。

実、験 ４ 水を５０重量％含む製鋼新派６６重量％およびビチュー
メン３４重量％を用いて生成された乳濁液を実、験１の
如くｆこ使用した。

実、験 ５ １４０℃の１８０／２２０ビチユーメンを、水３５重量
％を含み６０℃「こ加熱した製鋼所沢ｐ塊に添加した。

該混合物を６０℃「こ加熱してその含水率を１３重量％
（こ減少させた。

試験例 ６ 亜鉛鉱石処理からの廃棄物のブリケット化亜鉛鉱石処理
からの廃棄物８０％と粉コークス（ｃｏｋｅ ｂｒｅｅ
ｚｅ ） ２０％とよりなり水を２％含む混合物を、ビ
チューメン（環球温度：８５℃、２５’Ｃｆこおける針
入度：２ｄｄｍ）を５７．５重量％含む８５／２ビチュ
ーメン乳濁液３．５重量％と混合し６０℃ｔこ加熱し押
圧した。

水を６重量％含む混合物をブリケット化するため「こミ
キサー内で２．５重量％の水を添加した。

ブリケットは約６％の水を含み良好な強度（ブリケット
８ｉについて７２ｋｇ）を示し、乾燥段階を特別に必要
としなかった。

試験例 ７ 水を０．４重量％含む削り屑と、ビチューメン（環球温
度：８５℃、２５℃における針入度：２ｄ、ｄｍ）を６
０重量％含む８５／２ビチユ一メン乳濁液７重量％とを
混合して９０℃（こて混合し、その間ｆこ約２重量％の
水が蒸発した。

該混合物を冷却することなしに抑圧して１．２重量％の
水を含むブリケットした。

冷却後８ｄのブリケットは良好な８０ｋｙの圧潰強度を
示した。

試験例 ８ 水を２重量％含む石炭（５ｍｍより小さい粒子）と、ビ
チューメン（環球温度：１００℃、２５°Ｃにおける針
入度：１ｄｄｍ）を５０重量％を含む１０Ｖ１ビチユ一
メン乳濁液１０重歇％とを９５’Ｃ，とて混合し押圧し
た。

乳濁液は石炭上Ｅこ吹付した。水を７％含むブリケット
を２５０°Ｃｆこて酸化して強度を改良し、処理後ｆこ
１００ｋｇ（３０ｃｒ＆のブリケット）の強度を達成し
た。

これを家庭暖房のための無煙ブリケットとして使用した
。

試験例 ９ 水を８重量％含む石炭（粒子の９０％が０．３１ｎｍよ
り小さい粒子である）と、ビチューメン（環球温度：８
５°Ｃ２２５℃ｔこおける針入度： ２ ｄｄｍ）を５
０重量％含む８５／２ビチューメン乳濁液１６重量％と
を９５℃Ｅこて混合し押圧した。

乳濁液はミキサー内で石炭上ｌこ吹付した。

水を１６重量％含む８ｄのブリケットは冷却後ｆこ１５
Ｋｇの圧潰強度を有し、該強度はブリケットを損傷なし
くこ炭化炉に供給することを可能にするものであった。

試験例 １０ 酸素鋼鉄転炉からの煙霧のスクラビングより得られ４０
％の水を含む泥を乾燥釜内で乾燥して含水率８％とし、
次ｌここれとビチューメン（環球温度：４３℃）を５０
％含む１８０／２２０ビチユ一メン乳濁液８％とを７０
℃ｌこて混合し押圧してブリケットとした。

この１１％の水を含むブリケットを２５０℃にて酸化し
て強度を改良し６０ｋｇ（８ｄのブリケット）の強度を
達成した。

試験例 １１ １１．１ （比較対照例）水を２％含み篩ｆこかけて
６龍としたミルスケール６０％（乾燥物質「こ対し）と
、酸素鋼鉄転炉煙霧スクラビングより得られ水を１９重
量％含む泥４０％（乾燥物質ｌこ対し）との混合物は９
重量％の含水量を有した。

加熱されたミキサー内（ジャケット内の油の温度：１５
０℃）でミルスケールと泥を混合した。

混合物の温度が８０℃（こ達した時点で、溶融７２／８
ビチユーメン（環球温度ニア８°Ｃ２２５℃における針
入度： ８ｄｄｍ）３％を添加した。

ビチューメンの温度は１７０’Ｃであった。１４分間混
合した後、混合物の含水率は２重量％であり所望のブリ
ケットが得られた。

冷却後圧潰強度８２ｋｇ（８７のブリケット）であった
。

１１．２（本発明）試験例１１，１記載のミルスケール
と泥との混合物ｆこ、ビチューメンを６０重量％含む７
２／８ビチユ一メン乳濁液５重量％を加熱されたミキサ
ー内（ジャケット内の油の温度：１７０℃）で添加した
。

２０分間混合した後、混合物の含水率は２重量％であっ
た。

ブリケットを製造した。冷却後のその圧潰強度は１１２
ｋｇ（８ｉのブリケット）であった。

かようｌこ、本発明に従って得られたブリケットの圧潰
強度（１１２ｋｇ）は、上記比較対照例１１゜１ｆこお
いて得られたブリケットの圧潰強度（８２ｋｇ）よりも
実質的ｌこ犬である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 含水固体粒子または斯くの如き粒子のスラッジとビ
   チューメン結合剤とをミキサー内で混合することによる
   ブリケットの製造方法において、該湿潤物質を該結合剤
   の水中乳濁液と混合し、生じる混合物を、実質量の液体
   水をミキサーから分離せずｌこ°゛ビチユーメン環球温
   度マイナス４０℃″ｆこ相当する温度またはそれ以上の
   温度において、前記混合操作実施後ｆこプレスを用いて
   直接ｆこ抑圧してブリケット化し、但し結合剤の量はブ
   リケットが１〜１２重量％の結合剤を含む如き量とし、
   かつ前記プレスに供給される前記混合物は、有機粒子の
   場合ｆこはその水分含有量が４０重量％未滴のものであ
   り、無機粒子の場合ｆこはその水分含有量が１８重量％
   未満のものであることを特徴とするブリケットの製造方
   法。