JPS6389442A

JPS6389442A - 軽量細骨材の製造方法

Info

Publication number: JPS6389442A
Application number: JP61231119A
Authority: JP
Inventors: 中井　章; 荒　忠彦
Original assignee: Kanagawa Prefecture
Current assignee: Kanagawa Prefecture
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPH0232225B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は軽量細骨材の製造方法に関し、より詳細には下
水汚泥、製紙汚泥、油泥などの可燃物を含有する泥状物
、または浄水場汚泥、採石汚泥、底質などと可燃物とを
混合した泥状物から簡易な方法で、かつ低コストで軽量
細骨材を製造する方法に関する。

〔従来技術〕

従来、低コストで軽量細骨材を製造する方法として、原
料に可燃物を混合し、この可燃物の燃焼熱を利用して原
料を焼結する焼結法が提案されている。

この方法は、フライアッシュや下水汚泥焼却灰に石炭粉
末や乾燥汚泥を混合し、皿型造粒機などで造粒し、造粒
物を移動火格子上で上方から下方に熱風を送る下方吸引
式焼却炉で焼成して軽量細骨材を製造する方法である。

しかしながら、この方法には下記のような三つの問題点
があった。

その第一は、混合される可燃物はほぼ２０％以下であり
、原料の８０％以上が焼却灰で占められることである。

ところが、焼却灰を得るには下水汚泥の焼却を必要とし
、焼却処理自体が下水処理事業者にとって汚泥処理の主
要業務となり、焼却灰からの軽量骨材製造は二重投資と
の見方をされることが多い。

問題点の第二は、従来の製造方法では造粒工程を必要と
する点であり、良好な造粒を行うためには、原料と可燃
物との混合物の混合や破砕の工程を必要とする。

更に主原料である焼却灰にはバインダーとなる物質が含
まれていないので、水や化学のり等のバインダーを加え
ている。

しかし、水の添加は焼成上不利となることであり、また
造粒操作では水分管理を適切に行うことも重要である。

これらの煩わしさを回避するために、造粒工程を省略す
ることが望ましい。

第三の問題点は、焼成工程である。

すなわち焼成には下方吸引式焼却炉を使用しているため
に、焼成物中の未燃分の残留、場所による焼むら、火格
子と焼成物との焼き付き等の問題があり、着火方法や床
敷、側敷、あるいは可燃物含有量を上層、下層で数種類
に分けるなどの対策が必要であり、より簡易で確実な方
法が要求された。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の問題点を解消すべくなされたもので
あり、簡単な方法で、かつ低コストで軽量細骨材を製造
することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明の軽量細骨材の製造方法は、
可燃物を含む泥状物を造粒作用を有する乾燥機で乾燥し
、得られた造粒乾燥物をベルト上に載せ、該造粒乾燥物
中の灰分の融点よりも低い温度の熱風を前記ベルトの下
方から送り、該造粒乾燥物を焼成して該造粒乾燥物中の
前記可燃物の燃焼熱によって該造粒乾燥物の半溶融物を
製造し、該半溶融物を破砕することを特徴とするもので
ある。

本発明においては、軽量細骨材製造原料として、可燃物
を含む泥状物が使用される。

ここで可燃物を含む泥状物とは、既に可燃物を含有して
いる泥状物、または可燃物の含有量が少ないので可燃物
が追加、混合された泥状物を意味する。

可燃物を含有している泥状物としては、下水汚泥、油泥
、製紙汚泥等を挙げることができ、かかる泥状物におけ
る可燃物の含有率は、通常では４０〜８０重量％、好ま
しくは５０〜７０重量％である。

また、可燃物の含有量が少なく、可燃物の追加、混合が
必要な泥状物は、浄水場汚泥、採石汚泥、底質等であり
、これら泥状物に追加、混合される可燃物としては下水
汚泥、油泥、製紙汚泥等や、石炭粉末、重油またはこれ
らの混合物が使用される。

可燃物が追加、混合された泥状物における可燃物と泥状
物との混合比率は、通常では泥状物１００　ｋｇ当り可
燃物３０〜２００　ｋｇであり、好ましくは可燃物５０
〜１００　ｋｇである。

かかる可燃物を含む泥状物は、通常では５０％以上の水
分を含んでいるので、このままでは着火しない。

そこで本発明においては、上記原料泥状物を造粒作用を
有する乾燥機を使用して造粒と同時に乾燥して原料泥状
物の造粒乾燥物を製造する。

使用する造粒作用を有する乾燥機としては、ドラム回転
式攪拌翼付乾燥機が最も好適であり、他にスプレードラ
イヤー、バンド乾燥機等を用いることができる。

乾燥温度は通常では１５０〜３５０℃であり、好ましく
は２００〜３００℃である。

また、乾燥時間は使用する乾燥機の種類や乾燥機に供給
される原料泥状物量によっても異なるが、一般には０．
５〜１時間である。

得られた造粒乾燥物は、可燃物の燃焼熱によって焼成さ
せるために、その発熱量が１４００ｋｃａ　ｌ／ｋｇ以
上であることが望ましく　、１５００ｋｃａｌ／ｋｇ以
上であることがより望ましい。

そして造粒乾燥物の含水率は、通常では１０〜３５％で
あり、好ましくは１０〜２０％である。

また、造粒乾燥物の粒径は０．５〜２０ｍｍ、好ましく
は１〜５ｍｍである。

造粒乾燥物の粒径が０．５ｍｍに満たないと、焼成牛に
燃焼用空気によって飛散する欠点がある。

また粒径が２Ｏｎ＋ｍを越えて塊状になると、焼成の不
均一さが増大するので好ましくない。

次に本発明においては、造粒乾燥物をベルト上に載せ、
造粒乾燥物中の灰分の融点よりも低い温度の熱風を前記
ベルトの下方から送って造粒乾燥物を焼成し、造粒乾燥
物中の可燃物の燃焼熱によって造粒乾燥物の半溶融物を
製造し、この半熔融物を冷却後に解砕、破砕する。

ここで本発明で使用される焼成炉としては、下記イ、〜
へ、の機能を有する炉である。

イ、造粒乾燥物を貯留するホッパーを有すること。

口、造粒乾燥物およびその焼成物を移動させる搬送装置
が設けられていること。

ハ、造粒乾燥物を半溶融状態まで加熱、燃焼させる焼成
帯を有すること。

二、燃焼に必要な空気および排ガスを送排気する送排風
機を有すること。

ホ、補助バーナーが設けられていること。

へ、半熔融状態の焼成物を空冷するための冷却帯が設け
られていること。

すなわち具体的には、上方吸引式ベルト移送型焼成炉の
使用が好ましい。

かかる上方吸引式ベルト移送型焼成炉を使用すれば、火
格子と半熔融物との焼き付きの問題を解消することがで
きる。

次にかかる上方吸引式ベルト移送型焼成炉を使用した場
合について、第１図にもとづき本発明を説明する。

まず、前記造粒乾燥物を上方吸引式ベルト移送型焼成炉
１のホッパー２に供給する。

なお、造粒乾燥物は乾燥機から取り出した後に室温まで
冷却してホッパー２に供給しても良いが、乾燥機が加熱
された造粒乾燥物をそのままホッパーに供給すれば造粒
乾燥物の有する顕熱を利用することができる利点がある
。

ホッパーからベルト３上に落下した造粒乾燥物は、ベル
ト３の移動につれて焼成炉中を移動する。

焼成炉１は中心部に焼成帯４を有し、焼成帯４では矢印
で示すように下方から上方に向けて通常では５００〜９
００℃、好ましくは７００〜８００℃の熱風が流れてい
る。

そしてベルト３上を運ばれた造粒乾燥物は、焼成帯直前
で着火し、焼成帯４に入って可燃原料の燃焼熱によって
半溶融物となる。

造粒乾燥物が半溶融物に変化した状態は、熱風により加
熱され、可燃物の燃焼熱によって１０００℃以上に加熱
された造粒乾燥物粒子の表面が軟化・熔融して体積が収
縮し、隣接する粒子相互が融着した状態になることによ
って知ることができる。

すなわち第２図Ａは、造粒乾燥物の焼成前の状態を示し
、第２図Ｂは造粒乾燥物が半熔融物になった状態を示す
。また、第２図Ｃは熔融状態を示す。

かかる第２図Ａ、ＢおよびＣから、半溶融物（第２図Ｂ
）が焼成前（第２図Ａ）および熔融状！３（第２図Ｃ）
と相異することが明らかである。

焼成帯４を通過すると冷却帯５となり、半溶融物は空冷
されながら焼成炉外に出て解砕、破砕機６に落下し、解
砕、破砕されて製品の軽量細骨材が得られる。

本発明においては、上方吸引式ベルト移送型焼成炉１に
おいて、造粒乾燥物中の可燃物の燃焼熱を利用して造粒
乾燥物を半溶融するので、造粒乾燥物を熔融させるため
の燃料使用量が少なくて済む。

また、ベルト上の半溶融物は１０００℃以上の温度にな
っても、ベルト自体は下方から上方に流れる熱風によっ
て５００〜９００℃に保持されるので、ベルト材質とし
て例えばステンレス鋼を使用することができ、半熔融物
とベルトとの焼き付きを防止することもできる。

なお、ベルトとしては、造粒乾燥物が落下しない程度の
網目または隙間を有する移動型火格子を使用することも
できる。

半溶融物の破砕には、ロールクラッシャー、ハンマーク
ラッシャーなどで十分であり、特殊を破砕機を必要とし
ない。

また、焼成機１からの排ガスは直接または空気予熱器を
経た後に造粒作用を有する乾燥′機に送り、乾燥機の熱
源として利用することができる。

なお、この排ガス中には、造粒乾燥物の焼成過程で飛散
した焼却灰や粉塵が含まれているが、排ガスを乾燥機に
導入することによって焼却灰や粉塵の多くを乾燥機で除
塵することができ、除塵された粉塵等を原料泥状物と混
合して乾燥を早めることもできる。

本発明によって得られた軽量細骨材の性質を下記表に例
示する。

（以下、本頁余白）注：　ＪＩＳ　Ａ３００２は構造用軽量コンクリートで
ある。

軽量細骨材の性質は、焼成条件によって異なるが、条件
のうち、影響の大きい熱風温度で比較すると、上記表か
ら明らかなように、温度の高いほど比重および強度は増
大し、吸水率は小さくなる。

そして、市販の人工軽量骨材よりは比重が小さく、吸水
率が大きい。

また、強度は焼成条件によっては市販人工軽量骨材と同
等の値を示す。

また、本発明の軽量細骨材は、溶出試験の結果、水銀、
鉛、カドミウム、砒素、６価クロム等の重金属は溶出し
ないことが認められた。

かかる本発明の軽量細骨材は構造用軽量コンクリート骨
材、土木資材、園芸用資材等に使用される。

〔発明の効果〕以上述べたように本発明によれば、原料泥状物、すなわ
ち可燃物を含有する泥状物または可燃物を追加、混合し
た泥状物を造粒、乾燥し、可燃物の燃焼熱によって半溶
融状態に焼成するだけの簡単な操作だけですむので、低
コストで軽量細骨材を製造することができる。

また、従来の燃焼灰を使用する方法のように軽量細骨材
の製造が二重投資との見方をされることもなく、可燃物
を含む泥状物から一貫して軽量細骨材を製造することが
できる。

このことは、本発明によって製造される軽量細骨材のよ
り低コスト化をはかりうる利点がある。

更に、原料泥状物を造粒作用を有する乾燥機で乾燥して
造粒乾燥物を製造するので、造粒のために水分を添加す
る必要もなく、従って添加された水分を除去するための
余分のエネルギーも必要としない。

更にまた本発明によれば、可燃物を含む泥状物または可
燃物を混合した泥状物を出発原料とするので、造粒乾燥
物は燃焼によって可燃分および造粒乾燥物中の水分の合
計量だけ重量が減少する。

そして可燃物が燃焼によって消失した粒子は極めて多孔
質構造となり、骨材として必要な強度を持たない。

このため、良好な焼結状態を保つためには、従来技術に
おいては、可燃物を最大２０％以下とし、８０％以上を
不燃物である焼却灰として多孔化を防ぐ必要があった。

本発明によれば、かかる焼成上の問題を原料泥状物を造
粒乾燥して得られた造粒乾燥物が有する可燃物の燃焼熱
を利用して半熔融物を製造することによって解決するこ
とができた。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

含水率８２．４％の下水汚泥をドラム回転式攪拌翼付乾
燥機で水分１６％に乾燥した。

得られた乾燥汚泥は１〜３闘φの粒子が９０％以上であ
った。

この乾燥汚泥を上方吸引式ベルト移送型焼成炉で半溶融
状態まで焼成した。

熱風温度は６００〜８００℃であった。

半溶融物を空冷後、ロールクラッシャーで破砕して軽量
細骨材を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用する焼成炉の実施例を示す概要図
、第２図Ａ、第２図Ｂおよび第２図Ｃは本発明における
造粒乾燥物の焼成前、半溶融状態および溶融状態を示す
説明図である。１−上方吸引式ベルト移送型焼成炉、３・−・ベルト、
４−・・焼成帯、６・−破砕機。

Claims

【特許請求の範囲】

可燃物を含む泥状物を造粒作用を有する乾燥機で乾燥し
、得られた造粒乾燥物をベルト上に載せ、該造粒乾燥物
中の灰分の融点よりも低い温度の熱風を前記ベルトの下
方から送り、該造粒乾燥物を焼成して該造粒乾燥物中の
前記可燃物の燃焼熱によつて該造粒乾燥物の半熔融物を
製造し、該半熔融物を破砕することを特徴とする軽量細
骨材の製造方法。