KR101277392B1 - 인산비료 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 대량으로 배출되는 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재의 처리를 가능하게 함과 동시에, 연속적으로 인산비료를 제조하는 방법 및, 그 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명에 따른 인산비료 제조방법은, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와, 환원제로 이루어지는 원료, 또는, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와 환원제와 마그네슘성분, 칼슘성분, 칼륨성분 또는 칼슘질폐기물의 적어도 어느 하나로 이루어지는 원료를, 환원성 분위기의 용융로내에, 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 공정과, 용융로내의 온도를 1400℃ 전후에 유지하고, 인성분의 휘발을 억제하면서 원료를 가열하여, 용융금속과 용융슬래그를 용융로내에 2액 분리상태로 공존시키는 공정과, 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 급냉하는 공정과, 급냉한 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하는 공정을 갖는다.

Description

인산비료 제조방법 및 그 장치{PROCESS FOR PRODUCING PHOSPHATIC FERTILIZER AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은, 인성분을 함유하는 오니(汚泥) 또는 소각재(燒却灰)를 주원료로 하는 인산비료 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기존의 채굴 가능한 인광석의 매장량은, 수량적으로는 많이 축적되어 있지만, 실제로 채굴한 인광석의 품질은, 불순물의 함유량의 증가 등에 기인하여 서서히 저하하고 있어, 양질인 인광석이 얻기 어려워지고 있다.
한편, 하수처리에 부수하여 발생하는 오니는, 탈수를 행하고 소각한 후, 최종 처분장(處分場)에 폐기하고 있지만, 근년, 최종 처분장에 폐기물을 수용하는 것이 억제되고 있어, 하수처리 폐기물을 한층 더 부피축소(부피를 줄이는 처치)시킬 필요가 있다.
따라서, 오니 중에 존재하는 질소, 인, 마그네슘, 칼슘, 칼륨 등의 여러 물질에 주목하여, 건조 오니, 혹은 오니를 원료로 한 컴포스트(compost)를, 유기 비료로서 이용하는 것이 행하여지고 있다.
그러나, 건조 오니나 컴포스트에 포함되어 있는 인성분의 농도는, 인광석으로 제조된 비료에 비해 낮아, 토양에 대한 비료 효과를 별로 기대할 수 없다.
또한, 오니나 도시쓰레기 또는 산업폐기물 등의 소각재는, 많은 천연자원을 포함하고 있는 것에도 불구하고, 종래 이러한 천연자원은 대부분 이용되고 있지 않았다. 근년, 천연자원의 유한성이 인식되고, 또한, 천연자원의 대량 소비가 일으키는 공해가 문제로 여겨지게 된 것으로부터, 천연자원을 재이용하는 재활용 기술이 활발히 연구되는 상황에 이르고 있다. 오니나 도시쓰레기 또는 산업폐기물 등의 소각재를 재활용하는 기술로서 비료로서 이용하는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 제안은, 오니의 소각재에 황산칼슘을 20∼50중량% 첨가 혼합하여 비료로 한 것으로, 소각재에 포함되어 있는 인성분을 유효하게 재활용할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 인을 함유하는 오니 또는 그 외의 소각재를 원료로 하여, 이 원료에 산화마그네슘, 산화칼슘, 인산 또는 그 외의 성분을 포함한 첨가물을 첨가하여 혼합원료로 하고, 이 혼합원료를 용융하여, 그 후에 급냉하여 슬래그화하여, 그 후에 분쇄하는 공정을 포함한 소각재를 원료로 하는 비료의 생산방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 인성분의 농도가 높고 또한 안전한 비료를 오니 소각재로부터 제조하기 위해서, 철계 응집제를 오수에 첨가하여, 오수중에 포함되는 인성분을 침강시키고, 그 침강물을 오니와 함께 수집한 후, 이것들을 탈수하고 소각하여, 인성분의 농도가 높은 오니 소각재로 하고, 이 오니 소각재에, 코크스, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨을 첨가하여 용융로내에서 가열하고, 용융금속과 용융슬래그를 용융로내에 2액 분리상태로 공존시키고, 다시 용융슬래그를 수쇄조로 선택적으로 출재 (出滓)시키고 급냉하여, 비료로서 취급이 용이한 입자형상으로 하여, 인성분의 농도가 높고 또한 금속성분이 제거된 입자형상의 슬래그를 회수하는 인산비료 제조방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
한편, 가리비, 굴조개 등의 조개류나 계란의 가공에 의해 발생하는 조개껍질, 달갈껍질 등은, 대부분이 최종 처분장에 폐기되고 있다.
그러나, 근년, 최종 처분장의 폐기물의 수용이 한계에 다다라, 조개껍질, 달걀껍질, 오니 소각재 등을 한층 더 부피축소(부피를 줄이는 처치)시키는 것이 요망되고 있다.
따라서, 조개껍질, 달걀껍질 등의 칼슘질폐기물 및, 오니 소각재의 유효 이용을 도모하기 위해서, 가리비의 조개껍질, 굴조개의 조개껍질, 계란의 달걀껍질등과 같은 칼슘질폐기물, 오니 소각재, 코크스, 산화마그네슘, 산화칼륨을 용융로내에서 가열하고, 용융금속과 용융슬래그를 2액 분리상태로 공존시키고, 다시 용융슬래그를 수쇄조로 선택적으로 출재시키고 급냉하여, 인성분과 칼슘성분을 포함하고 금속이 제거된 입자형상의 슬래그를 회수하여, 이 슬래그를 비료로 이용하는 소각재를 원료로 하는 비료의 생산방법이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허공개공보 2001-80979호
특허문헌 2 : 일본 특허공개공보 2003-112988호
특허문헌 3 : 일본 특허공개공보 2003-112989호
그러나, 상술한 특허문헌 1, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 재활용 기술은, 어느 것이나 실험적인 소규모의 것이기 때문에, 대량의 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재를 처리할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 수쇄 슬래그(비료제품)는, 입자지름이 3∼5mm 정도로 거칠어, 비료의 효과가 나타나기 어려운 형상이었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 대량으로 배출되는 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재의 처리를 가능하게 함과 동시에, 연속적으로 인산비료를 제조하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 인산비료 제조방법은, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와, 환원제로 이루어지는 원료, 또는, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와, 환원제와, 마그네슘성분, 칼슘성분, 칼륨성분 또는 칼슘질폐기물의 적어도 어느 하나로 이루어지는 원료를, 환원성 분위기의 용융로내에, 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 공정과, 용융로내의 온도를 1400℃ 전후로 유지하고, 인성분의 휘발을 억제하면서 원료를 가열하여, 용융금속과 용융슬래그를 용융로내에 2액 분리상태로 공존시키는 공정과, 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 급냉하는 공정과, 급냉한 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하는 공정을 갖는다.
여기서, 주원료의 일부를 연속적으로 형광 X선 분석장치로 성분을 측정하여, 그 측정치를 기초로 부원료의 첨가량을 연산하여, 각각의 부원료의 절출양(切出量)을 자동적으로 정량 공급한다.
또한, 용융슬래그의 일부를 연속적으로 형광 X선 분석장치로 성분을 측정하여, 그 측정치를 부원료 첨가량의 연산에 피드 백한다.
한편, 인성분을 함유하는 오니는, 예를 들면, 하수처리에 부수하여 발생하는 오니, 또는, 인성분을 포착하는 철계 응집제를 오수에 첨가하여, 오수중에 포함되는 인성분을 침강시켜 오니와 함께 수집한 것이다.
또한, 인성분을 함유하는 소각재는, 예를 들면, 오니, 도시쓰레기 또는 산업폐기물을 소각하여 재로 한 것, 또는, 인성분을 포착하는 철계 응집제를 오수에 첨가하여, 상기 오수중에 포함되는 인성분을 침강시켜 오니와 함께 수집하여, 이것들을 탈수하여 소각한 것이다.
또한, 원료는, 예를 들면, 적어도 2이상의 공급구를 갖는 밀어넣음식의 공급장치, 또는, 적어도 2 이상의 경로를 갖는 댐퍼 개폐식의 공급장치, 또는, 적어도 2이상의 공급구를 갖는 스크류식의 공급장치에 의해서, 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서, 연속적으로 용융로중에 공급된다.
또한, 용융로로부터 유출되는 용융슬래그는, 20∼30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄한 수쇄슬래그로 하는 수쇄처리 공정에 제공된다. 그 후, 수쇄슬래그를 스크류 컨베이어로 물기 빼기를 행하면서 반송하여, 이어서 롤 크래셔로 50㎛∼2mm로 분쇄된다.
또한, 용융로로부터 유출하는 용융슬래그는, 20∼30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄한 수쇄슬래그로 하는 수쇄처리 공정에 제공된다. 그 후, 펌프에서 물기 빼기용 여과수단을 구비한 용기내에 반송하고, 용기에서 물기 빼기를 실시하며, 이어서, 롤 크래셔로 50㎛∼2mm로 분쇄된다.
또한, 용융로로부터 유출되는 용융슬래그는, 공기로 급냉되어 수쇄슬래그로 된 후, 롤 크래셔로 50㎛∼2mm로 분쇄된다.
또한, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재의 인함유량을 미리 파악해 두어, 용융슬래그의 수쇄처리에 의해 얻어지는 입자형상체인 오산화이인, 산화마그네슘, 및 산화칼슘의 몰비율이,1:1.5∼6:1.5∼6이 되도록, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재에 대한 마그네슘성분 및 칼슘성분의 양을 정한다.
본 발명에 관한 인산비료 제조장치는, 적어도 2 이상의 원료공급부를 구비하고, 환원성 분위기에서 사용되어, 용융금속과 용융슬래그를 2액 분리상태로 공존시키는 용융로와, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와, 환원제로 이루어지는 원료, 또는, 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재와, 환원제와, 마그네슘성분, 칼슘성분, 칼륨성분 또는 칼슘질폐기물의 적어도 어느 하나로 이루어지는 원료를, 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 원료공급장치와, 용융로내의 온도를 1400℃ 전후로 유지하고, 인성분의 휘발을 억제하면서 원료를 가열하는 노내 온도제어장치와, 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 급냉하는 급냉장치와, 급냉한 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하는 분쇄장치를 갖는다.
여기서, 주원료의 일부를 연속적으로 그 성분을 측정하여, 그 측정치를 기초로 부원료의 첨가량을 연산하고, 각각의 부원료의 절출양을 자동적으로 정량 공급하는 형광 X선 분석장치와 연산부를 구비하고 있다. 이 형광 X선 분석장치는, 용융슬래그의 일부를 연속적으로 그 성분을 측정하고, 그 측정치를 부원료 첨가량의 연산에 피드 백 할 수도 있다.
또한, 용융로는, 원료공급부가, 적어도 2이상의 공급구를 갖는 밀어넣음식의 공급장치, 또는, 적어도 2 이상의 경로를 갖는 댐퍼 개폐식의 공급장치, 또는, 적어도 2 이상의 공급구를 갖는 스크류식의 공급장치에 의해서 구성되어 있다.
또한, 급냉장치는, 20∼30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄한 수쇄슬래그로 하는 수쇄처리부와, 수쇄슬래그를 물기빼기를 행하면서 반송하는 스크류 컨베이어로 구성되어 있다.
또한, 급냉장치는, 20∼30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄한 수쇄슬래그로 하는 수쇄처리부와, 수쇄슬래그를 수용함과 동시에 물기빼기용 여과수단을 구비한 용기와, 수쇄슬래그를 용기내에 반송하는 펌프로 구성되어 있다.
또한, 급냉장치는, 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 반송하는 컨베이어와, 컨베이어에 얹혀 놓여진 용융슬래그를 공기로 급냉하는 팬으로 구성되어 있다.
또한, 급냉한 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하는 분쇄장치는, 롤 크래셔이다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 환원분위기를 유지하는 혼합원료공급을 실시하므로, 유해성분이 확실히 제거된 인산비료를 연속적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 급냉한 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하므로, 식물에 효과적으로, 시용(施用)하기 쉬운 입자지름으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 형광 X선을 이용한 성분분석에 의해 제품관리를 실시하므로, 원료의 성분변동에 의한 제품의 성분치의 편차를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인산비료 제조장치의 개요를 나타내는 설명도이다
도 2는 도 1에 있어서의 주요부를 확대하여 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 2를 상면에서 본 설명도이다.
도 4는 도 1에 있어서의 제 1 노상(爐上) 저류호퍼(18)와 제 2 노상 저류호퍼(19)와의 하부에 설치된 로터리 피더(18a,19a)의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 1에 있어서의 전극(23)과 승강장치(31)와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 1에 있어서의 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32) 및, 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 7은 도 1에 있어서의 제 1 노상 저류호퍼(18)와 제 2 노상 저류호퍼(19)에 설치한 레벨센서를 나타내는 설명도이다.
도 8은 도 1에 있어서의 시스템 제어 플로우를 나타내는 도면이다.
도 9는 주원료, 부원료 절출양을 제어하는 제어장치(59)의 설명도이다.
도 10은 원료공급과 전기저항 용융로(20)의 운전을 제어하는 제어장치(60)의 설명도이다.
도 11은 용융온도와 P2O5 함유량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 용융온도와 MgO 구용율(구연산에 녹는 비율)과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 MgO/P2O5(몰비)와 P2O5 구용율과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 MgO/P2O5(몰비)와 P2O5 구용율과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 인산비료 제조장치의 주요부를 나타내는 설명도이다.
도 16은 도 15를 상면에서 본 설명도이다.
도 17은 도 15에 있어서의 원료공급과 전기저항 용융로(20)의 운전을 제어하는 제어장치(60A)의 설명도이다.
도 18은 스크류식의 원료공급장치를 나타내는 설명도이다.
도 19는 댐퍼식의 원료공급장치를 나타내는 설명도이다.
도 20은 펌프식 용융 슬래그 냉각장치를 나타내는 설명도이다.
도 21은 공랭식 용융슬래그 냉각장치를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시형태에 기초하여 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1 내지 도 14는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인산비료 제조장치의 개요를 나타내는 설명도이다.
본 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1)는, 도시하지 않은 오니처리시설로부터 공급되는 인성분을 함유하는 소각재를 수용하는 주원료 호퍼(10)와, 코크스로 이루어지는 환원제를 수용하는 제 1 부원료 호퍼(11)와, 마그네슘성분을 수용하는 제 2 부원료 호퍼(12)와 칼슘성분을 수용하는 제 3 부원료 호퍼(13)와, 칼륨성분을 수용하는 제 4 부원료 호퍼(14)를 구비하고 있다. 주원료 호퍼(10)의 하부에는, 주원료를 정량 이송하는 로터리 피더(10a)가 설치되어 있다. 제 1 부원료 호퍼 (11), 제 2 부원료 호퍼(12), 제 3 부원료 호퍼(13) 및 제 4 부원료 호퍼(14)의 하부에는, 부원료를 정량 이송하는 로터리 피더(11a,12a,13a,14a)가 각각 설치되어 있다.
본 실시형태에서는, 원료의 성분 변동에 의한 제품의 성분치의 편차를 방지하기 위해서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 형광 X선에 의한 제품 관리를 실시하고 있다. 성분에 변동이 있는 원료로부터, 성분이 안정된 인산비료를 제조하여 얻을 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 주원료는 폐기물 등으로, 그 중의 하수 오니 등은 계절에 따라서 인산비료의 품질을 좌우하는 인의 성분이 크게 변동하거나, 배출되는 지역 등에서 주성분의 값에 차이를 볼 수 있다. 다른 폐기물도 이와 같이 성분이 안정되지 않았다. 인산비료를 제조하는데 있어서는, 원료에 대한 환원제, 마그네슘성분, 칼슘성분 등의 부원료의 첨가조건이 정해져 있고, 인산비료도 비료 단속법에 의하여 보증성분의 하한치가 정해져 있기 때문에, 주원료의 성분이 안정되지 않으면 인산비료의 성분치에 편차가 생길 뿐 아니라 품질이 열화(구용율이 낮은 인산비료)되는 경우도 있다. 따라서, 주원료의 일부를 연속적으로 형광 X선 분석 장치(58)로 유도하여 신속하게 측정하고, 이 측정치를 기초로 부원료의 첨가량을 연산시켜서, 각각의 부원료 호퍼의 절출기(切出機){로터리 피더(11a,12a,13a,14a)의 절출양을 조정한다.}에 신호를 보내 자동적으로 정량 공급한다. 또한, 제조 후의 인산비료의 일부도 연속적으로 형광 X선 분석장치(58)로 이끌어 신속하게 측정한 값을 부원료 첨가량의 연산에 피드 백하는 것에 의해, 주원료의 성분이 안정되지 않아도 인산비료의 성분치가 안정된 제품을 제조하는 것을 가능하게 하고 있다.
주원료 호퍼(10), 제 1 부원료 호퍼(11), 제 2 부원료 호퍼(12), 제 3 부원료 호퍼(13) 및 제 4 부원료 호퍼(14)의 하부에는, 케이스 컨베이어로 이루어지는 제 1 원료공급 컨베이어(15)가 설치되어 있다.
제 1 원료공급 컨베이어(15)의 하류측에는, 케이스 컨베이어로 이루어지는 제 2 원료공급 컨베이어(16)가 설치되어 있다.
제 2 원료공급 컨베이어(16)의 하류측에는, 배분 컨베이어(17)가 설치되어 있다.
배분 컨베이어(17)의 하류측에는, 제 1 노상 저류호퍼(18)와, 제 2 노상 저류호퍼(19)가 설치되어 있다.
제 1 노상 저류호퍼(18)와 제 2 노상 저류호퍼(19)와의 하부에는, 주원료와 부원료를 혼합한 원료를 정량 이송하는 로터리 피더(18a,19a)가 각각 설치되어 있다.
로터리 피더(18a)의 하류측에는, 제 1 댐퍼(18c)를 설치한 하부 덕트(18b)가 설치되어 있다. 로터리 피더(19a)의 하류측에는, 제 2 댐퍼(19c)를 설치한 하부 덕트(19b)가 설치되어 있다.
하부 덕트(18b)는, 전기저항 용융로(20)의 원료 투입구(26)에 설치된 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)에 연결되고, 하부 덕트(19b)는, 전기저항 용융로(20)의 원료 투입구(27)에 설치한 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)에 연결되고 있다.
제 1 저류호퍼(18) 및 제 2 저류호퍼(19)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각각, 상위치 레벨센서(a), 중위치 레벨센서(b,c), 하위치 레벨센서(d∼f)의 합계 6개의 레벨센서가 구비되어 있다.
전기저항 용융로(20)는, 탄소질 블록의 라이닝으로 둘러싸인 용융공간을 갖는 노체(21)와, 용융공간 아래쪽에 위치하도록 라이닝에 조립해 넣은 전극(22)과, 선단부가 용융공간 중심에 위치하도록 노체 상부에 상하 운동 자유롭게 설치한 탄소질의 전극(23)과, 노체(21)의 벽면에 설치된 온도센서(24)와, 전극(22,23)에 연결되는 전원장치(25)로 구성되어 있다.
노체(21)에는, 외부로부터 용융공간 상부에 연이어 통하는 원료 투입구 (26,27)와, 용융공간 상부로부터 배기가스 처리설비의 2차 연소로(34)에 연이어 통하는 가스 배출구(28)와, 용융공간의 상하방향 중간부분으로부터 노체(21) 외부로 연이어 통하는 슬래그 배출구(29)와, 용융공간의 안바닥 근방으로부터 노체(21)의 외부로 연이어 통하는 금속 배출구(30)가 설치되어 있다.
전극(23)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 승강장치(31)에 의해서 상하이동된다. 승강장치(31)으로서는, 예를 들면, 모터(31a)와, 모터(31a)에 의해서 회전하는 나사막대(31b)와, 이 나사막대(31b)에 의해서 승강하는 가이드부재(31c)와, 이 가이드부재(31c)의 승강을 보조하는 안내부재(31d)와, 가이드부재(31c)에 연결되는 가이드핀(31e)과, 이 가이드 핀(31e)을 통하여 연결된 전극(23)에 고정한 전극지지부재(31f)로 구성되어 있다.
제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)와 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)는, 도 2, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유압실린더(32a,33a)와, 유압실린더(32a,33a)에 의해서 이동하는 피스톤(32b,33b)과, 피스톤(32b,33b)을 안내함과 동시에, 하부 덕트(18b) 및 하부 덕트(19b)와 각각 연통하며, 원료를 원료 투입구(26,27)에 밀어넣는 실린더(32c,33c)로 구성되어 있다.
가스 배출구(28)에는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2차 연소로(34)에 연이어 통하는 덕트(28a)가 설치되어 있다.
전기저항 용융로(20)의 상부에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전기저항 용융로(20)를 둘러싸도록 덮개부재(35)가 설치되어 있다. 이 덮개부재(35)는, 덕트 (36a)를 통하여 터보식의 2차 공기팬(36)에 연결되어 있다. 2차 공기팬(36)은, 2차 연소로(34)와 용융로 백필터(37)에 연이어 통해 있다. 용융로 백필터(37)는, 용융로 유인팬(38)을 통하여 용융로 굴뚝(39)에 연이어 통해 있다.
2차 연소로(34)와 용융로 백필터(37)와의 하부에는, 케이스컨베이어로 이루어지는 더스트 컨베이어(40)가 설치되어 있다. 더스트 컨베이어(40)의 하류측에는, 더스트 호퍼(41)가 설치되어 있다. 더스트 호퍼(41)의 하부에는, 더스트를 정량 이송하는 로터리 피더(41a)가 설치되어 있다. 더스트 호퍼(41)의 하류측에는 2축 패들식의 더스트 가습기(42)가 설치되어 있다. 더스트 가습기(42)의 하부에는 더스트를 반송하는 트럭등의 반송수단(43)이 설치되어 있다. 더스트 가습기(42)에는, 모래 여과수(45a)로 희석된 킬레이트제가 공급된다. 킬레이트제의 공급장치(44)는, 킬레이트제를 모래 여과수로 희석하여 저류하는 킬레이트제 저류탑(45)과, 킬레이트제 저류탑(45)에 관로(46a)를 통하여 연결되는 다이어프램식의 킬레이트제 공급펌프(46)와, 킬레이트제 공급펌프(46)와 더스트 가습기(42)를 연결하는 관로(47)로 구성되어 있다.
노체(21)의 슬래그 배출구(29)의 아래쪽에는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 용융슬래그를 아래로 흐르게 하는 반원형상의 수쇄슬로프(48)가 설치되어 있다. 수쇄슬로프(48)에는, 물을 흘릴 수 있도록 물공급장치(49)가 설치되어 있다. 수쇄슬로프(48)의 하류측에는, 수쇄조(50)가 설치되어 있다. 수쇄조(50)에는, 수쇄조(50)내의 수쇄슬래그를 반송하는 수냉식 컨베이어로 이루어지는 수쇄 컨베이어(51)가 설치되어 있다. 수쇄 컨베이어(51)의 배출측에는, 수쇄슬래그의 입자지름을 50㎛∼2mm정도의 크기로 분쇄하는 롤 크래셔(52)가 설치되어 있다. 롤 크래셔(52)의 하류측에는, 케이스 컨베이어로 이루어지는 슬래그 컨베이어(53)가 설치되어 있다. 슬래그 컨베이어(53)의 하류측에는 슬래그 저류 야드(54)가 설치되어 있다.
노체(21)의 금속 배출구(30)의 아래쪽에는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 용융금속을 저류하는 용기(55)가 설치되어 있다.
노체(21)의 바깥둘레에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉각수를 분무하는 노즐(56)이 설치되어 있다. 노즐(56)은, 모래 여과수를 토출하는 노체 냉각펌프 (57)에 연결되어 있다.
다음에, 도 9에 기초하여, 주원료, 부원료 절출양을 제어하는 제어장치(59)에 대해서 설명한다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 형광 X선 분석장치(58)에 의한 주원료의 성분비율에 기초하여, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로 연산하여, 부원료의 첨가율(59d)과 슬래그 성분의 예상치(59c)를 산출하도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 슬래그 중량 측정치, 금속 중량 측정치, 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}에 기초하여, 슬래그 등의 중량비 연산부(59f)로 연산하여, 슬래그·메탈·투입량의 중량비를 산출하도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 형광 X선 분석장치(58)에 의한 슬래그의 성분비율, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로부터의 슬래그성분의 예상치(59c), 슬래그 등의 중량비 연산부(59f)로부터의 슬래그·메탈 투입량의 중량비에 기초하여, 부원료의 첨가율의 보정치 연산부(59e)로 연산하여, 부원료의 첨가율의 보정치를 산출하도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}에 기초하여, 주원료의 공급량 연산부(59k)로 연산하여, 로터리 피더(10a)의 회전수 지시를 내리도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로부터의 부원료의 첨가 율(59d), 부원료의 첨가율의 보정치 연산부(59e)로부터의 부원료의 첨가율의 보정치에 기초하여, 제 1 부원료(코크스)의 첨가량 연산부(59j)로 연산하여, 로터리 피더(11a)의 회전수 지시를 내리도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로부터의 부원료의 첨가율(59d), 부원료의 첨가율의 보정치 연산부(59e)로부터의 부원료의 첨가율의 보정치에 기초하여, 제 2 부원료(Mg)의 첨가량 연산부(59i)로 연산하여, 로터리 피더(12a)의 회전수 지시를 내리도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로부터의 부원료의 첨가율(59d), 부원료의 첨가율의 보정치 연산부(59e)로부터의 부원료의 첨가율의 보정치에 기초하여, 제 3 부원료(Ca)의 첨가량 연산부(59h)로 연산하여, 로터리 피더(13a)의 회전수 지시를 내리도록 구성되어 있다.
제어장치(59)는, 입력처리부(59a)로부터 입력된 혼합원료 투입량{도 10에 나타내는 제어장치(60)로부터}, 부원료의 첨가율 연산부(59b)로부터의 부원료의 첨가율(59d), 부원료의 첨가율의 보정치 연산부(59e)로부터의 부원료의 첨가율의 보정치에 기초하여, 제 4 부원료(K)의 첨가량 연산부(59g)로 연산하여, 로터리 피더(14a)의 회전수 지시를 내리도록 구성되어 있다.
다음에, 도 10에 기초하여, 원료공급과 전기저항 용융로(20)의 운전을 제어하는 제어장치(60)에 대해서 설명한다.
제어장치(60)는, 입력처리부(60a)로부터 입력된 노체(21)의 벽면에 설치한 온도센서(24)로부터의 노내 온도정보, 전원장치(25)로부터의 전압·저항치 정보, 혼합원료 투입량 연산부(60d)로부터의 혼합원료 투입량, 로터리 피더(18a,19a)의 회전수 지시값에 기초하여, 노내 전압·저항치 판단부(60c)로 연산하여, 전극(23)의 승강장치(31)에 대해서 전극(23)의 상승 또는 하강의 지령을 내리도록 구성되어 있다. 또한, 마찬가지로 노내 전압·저항치 판단부(60c)로 연산하여, 노체(21)의 전원장치(25)에 대해 전력(전류)상승 또는 전력(전류)하강의 지령을 내리도록 구성되어 있다. 예를 들면, 노내 온도를 1400℃로 유지하거나 1.0∼1.5kW·h/kg와 같은 원료의 투입량에 대한 전력으로 하거나 한다.
제어장치(60)는, 입력처리부(60a)로부터 입력된 노체(21)의 벽면에 설치한 온도센서(24)로부터의 노내 온도정보, 노내 전압·저항치 판단부(60c)로부터의 전압·저항치 정보에 기초하여, 노내 온도 판단부(60b)로 연산하여, 노체 바깥둘레에 분무하는 냉각수를 토출하는 노체 냉각펌프(57)의 작동ㆍ정지 지시를 내리도록 구성되어 있다.
제어장치(60)는, 입력처리부(60a)로부터 입력된 로터리 피더(10a∼14a)의 회전수 지시값, 노내 전압·저항치 판단부(60c)로부터의 정보에 기초하여, 혼합원료 투입량 연산부(60d)로 연산하여, 로터리 피더(18a,19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 유압실린더 위치를 제어하고, 원료의 투입량을 제어하도록 구성되어 있다.
다음에, 본 실시형태에 이용하는 인성분을 함유하는 소각재에 대해 설명한 다.
인성분을 함유하는 소각재는, 예를 들면, 하기와 같이 하여 생성된다.
에어레이션 탱크(aeration tank)에 저류한 오수에 철계 응집제를 첨가한 후, 오수에 대한 교반, 혹은 통기 등의 조작을 행하고, 오수중에 포함되어 있는 인성분을 침강시킨다. 이 침강물 및, 에어레이션 탱크의 안바닥에 침강한 오니를 수집하여, 이것들이 함유되어 있는 수분을, 원심탈수기나 벨트 프레스 탈수기 등의 수단을 이용하여 제거하여, 탈수 오니로 한다. 다음에, 탈수 오니를 소각로에 의해 800℃ 정도의 온도로 소각하여, 오니 소각재를 생성한다.
따라서, 오수를 정화한 처리수에 잔류하는 인성분의 농도의 저감을 도모할 수 있고, 또한, 오수중에 포함되어 있던 인성분이 탈수 오니로 이행하여, 오니 소각재의 인성분의 농도가 높아진다.
다음에, 인성분의 휘발을 억제하기 위해서 1400℃ 전후에서 운전하는 근거에대해서 설명한다.
용융온도와 인성분의 휘발과의 관계에 대해서 실험을 실시하였다. 실험은, 도가니를 이용한 실험으로, 용융시간 20분 , MgO/P2O5=CaO/P2O5=3.5(몰비)로 하였다. 그결과를, 도 11, 도 12에 나타낸다.
여기서 사용한 소각재 A, B에 대해서 설명한다.
소각재 A, B의 주성분을 표 1에 나타낸다. 하수 오니 소각재는 하수처리방식이나 지역의 생활에 의해, 성분이 지역이나 계절에 따라서 변동한다. 소각재 A, B는 각각 다른 처리장으로부터 채취하고, P2O5 농도는 소각재 A가 평균적이고 소각재 B가 높은 부류이다. 또한, 소각재 A의 처리장에서는 Fe2O3이 많기 때문에 철계 응집제를 이용하고 있다.
도 11은, 용융온도와 P2O5 함유량%과의 관계를 나타낸다. 도 11로부터 분명하듯이, 용융온도가 1350∼1450℃에 있어서는, 용융온도 1500℃에 비해 P2O5 함유량%의 저하가 적다. 한편, 1350℃ 미만에서는 충분한 용융상태가 확보되지 않는다.
도 12는, 용융온도와 MgO 구용율(구연산에 녹는 비율) %와의 관계를 나타낸다. 도 12로부터 분명하듯이, 용융온도가 1350∼1500℃에 대해서는, MgO 구용율%를 거의 만족하는 값을 얻었다.
따라서, 용융온도와 P2O5 함유량%과의 관계를 나타내는 도 11과, 용융온도와 MgO 구용율%와의 관계를 나타내는 도 12의 결과로부터, 용융온도가 1350∼1450℃의 범위가, 용융온도 1500℃에 비해 P2O5 함유량%이 뛰어난 점에서 바람직한 것이 판명되었다.
[표 1]

 MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO Fe2O3
%
소각재 A 2.62 20.66 27.46 22.31 2.46 13.11 8.88
소각재 B 3.07 17.34 32.15 27.50 2.28 11.78 2.39
다음에, 회수 후의 슬래그에 포함되는 오산화이인, 산화마그네슘 및 산화칼 슘의 몰비율을,1:1.5∼6:1.5∼6에 대한 근거에 대해서 설명한다. 표 2는, 소각재 C, D의 주성분을 나타낸다.
몰비의 결정은, 구용성 P2O5의 비율(구용율)이 90% 이상을 목표로 실시하였다. 구용성이란 2% 구연산 용액에 용해하는 성질로, 구용성은 식물에 흡수되는 성질이기 때문에 제품품질의 지표가 된다.
실험에 의하면, 소각재 C와 같은 P2O5가 높은 소각재에서는, 도 13과 같이 MgO/P2O5, CaO/P2O5가 1.5 이상에서 구용율 90% 이상이 된다. 소각재 D와 같은 P2O5가 낮은 소각재에서는, 도 14와 같이 MgO/P2O5, CaO/P2O5가 5.0∼6.0 이상에서 구용율 90% 이상이 되는 것을 알 수 있었기 때문에, 몰비를 1.5∼6.0으로 하였다.
[표 2]

 MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO Fe2O3
%
소각재 C 3.35 18.48 31.25 28.23 3.00 11.70 2.94
소각재 D 3.15 15.08 37.22 16.00 2.17 10.58 8.24
다음에, 이렇게 하여 구성된 본 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1)의 작용을 설명한다.
원료공급공정 :
먼저, 인성분을 함유하는 소각재를 주원료 호퍼(10)에 수용하고, 코크스로 이루어지는 환원제를 제 1 부원료 호퍼(11)에 수용하고, 마그네슘성분을 제 2 부원료 호퍼(12)에 수용하고, 칼슘성분을 제 3 부원료 호퍼(13)에 수용하고, 칼륨성분을 제 4 부원료 호퍼(14)에 수용한다.
다음에, 인성분을 함유하는 소각재의 단위무게당의 인함유량을 미리 측정한 데이터에 기초하여, 회수후의 슬래그에 포함되는 오산화이인, 산화 마그네슘 및 산화칼슘의 몰비율이,1:1.5∼6:1.5∼6이 되어, 인성분을 함유하는 소각재에 대한 산화마그네슘과 산화칼슘의 양이 정해지도록, 로터리 피더(10a,11a,12a,13a,14a)의 개폐를 제어한다.
전기저항 용융로로의 원료공급공정 :
다음에, 소정의 첨가율이 된, 인성분을 함유하는 소각재, 산화마그네슘 및 산화칼슘과 코크스를(이하, 원료라고 칭한다), 제 1 원료공급 컨베이어(15) 및, 제 2 원료공급 컨베이어(16)를 경유하여 배분 컨베이어(17)에 공급한다. 원료는, 제 1 저류호퍼(18)와 제 2 저류호퍼(19)로 등분(等分)으로 투하된다.
다음에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제어장치(60)로부터의 지령에 의해, 제 1 저류호퍼(18) 및, 제 2 저류호퍼(19)의 하부에 설치한 로터리 피더(18a,19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)에 대한 운전제어를 실시하여, 연속적으로 원료를 전기저항 용융로(20)내에 공급한다. 이러한 조작을 도 8 내지 도 10에 기초하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 제 1 저류호퍼(18) 및, 제 2 저류호퍼(19)로부터 원료가 흘러 넘치지 않도록, 제어장치(60)에서는, 상위치 레벨센서(a), 중위치 레벨센서(b)의 위치 정보에 기초하여, 재량(灰量) 과다에 따른 공급제한 판단부(60f)의 연산을 실시하여, 상위치 레벨센서(a)까지 원료가 공급되면, 그 상류부에 위치하는 제 1 원료공급 컨 베이어(15), 제 2 원료 컨베이어(16), 로터리 피더(10a∼14a)에 대해서 정지의 명령을 내리고, 중위치 레벨센서(b)의 위치까지 원료가 감소하면, 원료공급을 재개한다.
다음에, 제 1 저류호퍼(18) 및, 제 2 저류호퍼(19)로부터 원료가 없어져 버리면, 로터리 피더(18a,19a)의 원료 자신에 의한 시일이 없어져, 전기저항 용융로(20)의 환원상태에 영향을 미치기 때문에, 중위치 레벨센서(c), 하위치 레벨센서(d∼f)의 위치정보에 기초하여, 제어장치(60)에서는, 재량 감소에 의한 저류 판단부(60e)의 연산을 행하여, 하위치 레벨센서(d)의 위치까지 원료가 감소하면, 제어장치(60)의 지령에 의해 로터리 피더(18a,19a)의 회전수를 감소시킨다. 이 때, 중위치 레벨센서(c)의 위치까지 원료가 공급되면, 제어장치(60)의 지령에 의해 로터리 피더(18a,19a)의 회전수를 원래대로 되돌린다. 게다가, 하위치 레벨센서(e)의 위치까지 원료가 감소하면, 제어장치(60)의 지령에 의해 로터리 피더(18a,19a)의 회전수를 한층 더 감소시킨다. 이 때, 하위치 레벨센서(d)의 위치까지 원료가 공급되면, 제어장치(60)의 지령에 의해 로터리 피더(18a,19a)의 회전수를 원래대로 되돌린다. 그리고, 하위치 레벨센서(f)의 위치까지 원료가 감소하면, 제어장치 (60)는, 로터리 피더(18a,19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 유압 실린더 (32a), 유압 실린더(33a)에 대해서 정지(停止)·폐지(閉止)의 명령을 내린다. 하위치 레벨센서(d)의 위치까지, 원료가 회복하면, 제어장치(60)는, 로터리 피더 (18a,19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 유압실린더(32a), 유압실린더(33a)에 대해서 원료공급 재개의 명령을 내린다.
다음에, 제어장치(60)는, 혼합원료 투입량 연산부(60d)로부터, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c)에 개방지령을 내린다. 로터리 피더(10a∼14a)의 각 회전수 지시값, 중위치 레벨센서(b)의 신호 및 주원료의 성분비율(신호 수취) 제 1 부원료~제 4 부원료의 성분비율(손으로 입력)에 기초하여, 제어장치(60)는, 혼합원료 투입량 연산부(60d)로 연산한 결과로부터 로터리 피더 (18a,19a)에 회전지령을 내려서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 로터리 피더 (18a,19a)를 환원분위기를 유지시킨 채로 회전시키고, 원료를 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 피스톤(32b,33b)상에 낙하시킨다. 로터리 피더(18a,19a)는 기체의 상하의 유통을 저해하기 때문에, 환원분위기를 유지한 채로 원료의 공급이 가능하며, 회전수를 제어함으로써 정량적으로 원료를 공급할 수 있다.
도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(32b,33b)이 후퇴하여, 피스톤 (32b,33b)상의 원료가 실린더(32c,33c)내에 낙하했을 때에, 원료에 의해서 하부 덕트(18b,19b)가 시일되도록, 하부 덕트(18b,19b)에 레벨센서(18b',19b')가 구비되어 있다. 로터리 피더(18a,19a)에 의해서 레벨센서(18b',19b')의 위치까지 원료가 공급되면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제어장치(60)는, 혼합원료 투입량 연산부 (61d)로부터 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치 (33)에 대해서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 유압실린더(32a,33a)에 피스톤 (32b,33b)을 끌어들이는 지령을 내리고, 피스톤(32b,33b)이 후퇴한 실린더(32c,33c)내에 원료를 낙하시킨다. 다음에, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어장 치(60)는, 혼합원료 투입량 연산부(60d)로부터, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 유압실린더(32a,33a)에 피스톤(32b,33b)을 전진시키는 지령을 내리고, 실린더 (32c,33c)내의 원료를 원료 투입구(26,27)로부터 전기저항 용융로(20)내에 밀어넣는다.
다음에, 로터리 피더(18a,19a)에 의해서 레벨센서(18b',19b')의 위치까지 원료가 공급되면, 피스톤(32b,33b)상의 원료가 상기와 같이 하여, 원료 투입구 (26,27)로부터 전기저항 용융로(20)내에 밀어넣는 조작을 반복하여 행한다. 원료공급 종료후, 제어장치(60)로부터 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c)에 봉쇄 지령이 내려져, 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c)가 하부 덕트(18b,19b)를 봉쇄한다.
전기저항 용융로의 운전공정 :
전기저항 용융로(20)내의 온도는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 온도센서 (24)의 검지에 의해 시시각각 제어장치(60)의 노내 온도 판단부(60b)에 입력되어, 기준치 1400℃를 밑돌면, 제어장치(60)로부터 전기저항 용융로(20)의 전원장치 (25)에 대해, 전류를 올리는(전력상승) 지령을 내리고, 반대로, 기준치 1400℃를 웃돌면, 제어장치(60)로부터 전기저항 용융로(20)의 전원장치(25)에 대해, 전류를 내리는(전력하강) 지령을 내린다.
동시에, 제어장치(60)의 노내 전압·저항치 판단부(60c)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 전기저항 용융로(20)의 전원장치(25)의 전압·저항치 정보를 상시 감시하여, 전압·저항치가 떨어지면, 전극(23)의 승강장치(31)에 대해 전극(23)을 상승시키는 지령을 내리고, 반대로, 전압·저항치가 올라가면, 전극(23)의 승강장 치(31)에 대해 전극(23)을 하강시키는 지령을 내린다(도 5 참조).
다음에, 전기저항 용융로(20)내에서는, 양 전극(22,23)에 용융공간으로의 송급물질을 통하여 전류를 흐르게 하고, 원료를 주울 열로 가열하여 용융시킴과 동시에, 코크스의 주성분인 탄소에 의해서 용융공간을 환원성 분위기로 유지한다. 여기서, 코크스의 양은, 중량비로 노체(21)의 용융공간으로 송급되는 물질 전량의 5% 이하(오니 소각재 중의 철함유량에 따라서 조정한다), 산화칼륨의 양은, 노체(21)의 용융공간으로 송급되는 물질 전량의 몇%로 한다.
또한, 노체(21)의 용융공간으로 코크스를 송급하는 것에 의해, 라이닝이나 전극(23)의 소모를 억제할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 오니 소각재, 산화마그네슘, 산화칼슘 및 산화칼륨이 용융되면, 금속과 비금속과의 비중차이에 기인하여, 오니 소각재에 포함되어 있던 철, 니켈, 크롬 등의 여러 가지의 금속 및 철계 응집제의 철성분을 주체로 하는 용융금속(20a)의 층이, 용융공간의 안바닥측에 형성되고, 원래, 오니 소각재에 포함되어 있던 오산화이인(P2O5), 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨 및 규산 (SiO), 및 원료용으로 첨가한 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨을 주체로 하는 용융슬래그(20b)의 층이, 용융금속(20a)층의 위쪽에 형성되어 용융금속(20a)와 용융슬래그(20b)가, 2액 분리상태로 공존한다.
이 용융슬래그(20b)는, 칼륨을 가하고 있으므로, 칼륨을 가하지 않는 경우와 대비하면, 50℃를 초과하는 범위에서 용융온도의 저감을 도모할 수 있다고 하는 지 견을 실험에 의해서 얻었다.
따라서, 칼륨을 가하면, 노체(21)의 용융공간에 투입한 물질을 가열하기 위해서 전극(22,23)에 급전해야 할 전력의 절감을 도모할 수 있다.
오니 소각재에 포함되어 있던 납, 아연, 비소, 카드뮴 등의 유해물질은, 가스 배출구(28), 2차 연소로(34)를 거쳐, 용융로 백필터(37)로 포집된다. 포집된 유해물질은 더스트 컨베이어(40)에 의해 더스트 호퍼(41)를 거쳐 더스트 가습기 (42)에서 킬레이트제와 혼합되어 무해화를 도모할 수 있다.
용융슬래그의 처리공정 :
전기저항 용융로(20)내의 용융슬래그(20b)는, 슬래그 배출구(29)로부터 수쇄슬로프(48)로 출재되어, 수쇄슬로프(48)에 물을 흘리면서 아래로 흘러, 물에 의해 급냉하는 수쇄처리를 받아 입자형상화한 슬래그가 되어 수쇄조(50)내에 저류된다. 수쇄조(50)내의 슬래그는, 수쇄 컨베이어(51)에 의해 물기가 빠지면서 롤 크래셔(52)까지 반송되어 롤 크래셔(52)에 의해 입자지름을 50㎛∼2mm 정도의 크기로 분쇄된 후, 슬래그 컨베이어(53)를 통하여 슬래그 저류 야드(54)에 반출된다.
급냉 수쇄하는 것에 의해서, 인산분을 구연산에 가용화(구용화)할 수 있다. 급냉이 불충분한 경우는 불소 애퍼타이트(인회석) 등이 석출되어, 구용성이 저하한다. 구용성 인산은 작물의 뿌리의 작용에 의해 용해, 흡수되어 비료를 주는 초기에는 큰 효과는 없지만, 비료의 효과에 지속성을 갖는다고 하는 특징이 있다. 또한, 구용성 인산은 빗물에 의해 떠내려가거나 토양중의 알루미늄이나 철과 결합하여 불가급(不可給) 상태가 되는 일도 없다. 따라서, 비료중에 포함되는 인산분을 구용화하는 것은 비료에 장기에 걸쳐 에너지 대사, 물질합성을 행하게 하여, 인결핍증을 일으키지 않기 위해서 중요하다. 수쇄조(50)에서 냉각된 용융슬래그는 유리형상 가는 입자가 된다.
이 슬래그는, 오산화이인, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨, 규산을 포함한 용융슬래그(20b)가 고체화 된 것이므로, 인광석을 원료로 한 비료와 동등한 비료를 주는 효과를 이룬다.
이에 더하여, 오니 소각재에 포함되어 있던 여러 가지의 금속, 및 철계 응집제의 철성분은, 용융금속(20a)에 포함되기 때문에, 슬래그를 비료로서 살포해도, 토양을 오염하지 않는다.
용융금속의 회수공정 :
전기저항 용융로(20)내의 용융금속(20a)은, 금속 배출구(30)로부터 노체(21)의 외부로 출탕되고, 용기(55)에 있어서 자연풍랭에 의해 고화된 금속이 된다. 이 금속의 주성분은 인과 철이고, 인철로서 제강시의 인첨가제 등으로 유효하게 이용할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 15 내지 도 17은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 인산비료 제조장치의 개요를 나타내는 설명도이다.
본 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1A)는, 제 2 원료공급 컨베이어(16)의 하류측에 제 3 댐퍼(19e)를 설치한 점 및 제 2 원료공급 컨베이어(16)에 플라이트 컨베이어를 사용한 점에서, 제 1 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1)와는 상 이하다.
따라서, 도 15 내지 도 17에 따라 상이한 점에 대해 설명한다.
제 2 원료공급 컨베이어(16)의 하류측에는, 제 1 저류호퍼(18)의 레벨센서(a∼f)를 설치한 제 1 노상 저류호퍼(18)와, 제 2 저류호퍼(19)의 레벨센서(a∼f)를 설치한 제 2 노상 저류호퍼(19)가 상부 덕트(18d,19d)를 통하여 설치되어 있다. 상부 덕트(19d)는, 제 3 댐퍼(19e)를 설치하고 있다.
제 1 노상 저류호퍼(18)의 하부에는, 주원료와 부원료를 혼합한 원료를 정량 이송하는 로터리 피더(18a)가 설치되어 있다. 제 2 노상 저류호퍼(19)의 하부에는, 주원료와 부원료를 혼합한 원료를 정량 이송하는 로터리 피더(19a)가 설치되어 있다.
제 1 노상 저류호퍼(18)의 하류측에는, 제 1 댐퍼(18c)를 설치한 하부 덕트(18b)가 설치되어 있다. 제 2 노상 저류호퍼(19)의 하부에는, 제 2 댐퍼(19c)를 설치한 하부 덕트(19b)가 설치되어 있다.
하부 덕트(18b)는, 전기저항 용융로(20)의 원료 투입구(26)에 설치한 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)에 연결되고, 하부 덕트(19b)는, 전기저항 용융로(20)의 원료 투입구(27)에 설치한 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)에 연결되고 있다.
전기저항 용융로(20) 이후의 구성은, 제 1 실시형태와 같다.
한편, 원료공급과 전기저항 용융로(20)의 운전을 제어하는 제어장치(61)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 제 3 댐퍼(19e)의 개폐 지시를 제외하면, 도 10에 나타내는 제어장치(60)와 같다. 즉, 제어장치(61)는, 제 1 노상 저류호퍼(18)에 설 치한 레벨센서(a∼f)로부터의 투입 원료량과 제 2 노상 저류호퍼(19)에 설치한 레벨센서(a∼f)로부터의 투입 원료량에 기초하여, 로터리 피더(18a), 로터리 피더(19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 제 3 댐퍼(19e), 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 운전을 제어하여, 원료의 투입량을 제어하도록 구성되어 있다.
다음에, 이렇게 하여 구성된 본 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1A)의 작용을 설명한다.
원료공급공정은, 제 1 실시형태와 같다.
전기저항 용융로로의 원료공급공정 :
다음에, 소정의 첨가율로 된, 인성분을 함유하는 소각재, 산화마그네슘 및 산화칼슘과 코크스를(이하, 원료라고 칭한다), 제 1 원료공급 컨베이어(15) 및 제 2 원료공급 컨베이어(16)에 의해 공급한다. 이 때, 제 3 댐퍼(19e)가 닫혀져 있으므로, 플라이트 컨베이어인 제 2 원료 컨베이어(16)로부터 원료는, 제 1 저류호퍼(18)내에 투하된다. 제 1 저류댐퍼(18)내의 투입량이 소정량에 이르면, 제 1 저류호퍼(18)의 레벨센서(a∼f)가 제어장치(61)에 대해서 통지하고, 제어장치(61)는, 제 3 댐퍼(19e)에 개방 지령을 내려, 원료공급의 전환을 실시한다. 이것에 의해서, 원료는 제 2 저류호퍼(19)에 투하된다.
다음에, 제어장치(60A)로부터의 지령에 의해, 제 1 저류호퍼(18) 및 제 2 저류호퍼(19)의 하부에 설치한 로터리 피더(18a,19a), 제 1 댐퍼(18c), 제 2 댐퍼(19c), 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32), 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)에 대한 운전제어를 실시하여, 연속적으로 원료를 전기저항 용융로(20)내에 공급한다.
이러한 조작을 구체적으로 설명한다.
제 1 저류호퍼(18)에 있어서는, 제어장치(61)로부터, 제 1 댐퍼(18c)에 개방지령을 내리고, 제 1 저류호퍼(18)의 하부에 설치한 로터리 피더(18a)에 회전지령이 내려져, 로터리 피더(18a)를 환원분위기를 유지시킨 채로 회전시켜서, 원료를 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)의 피스톤(32b)상에 낙하시킨다. 로터리 피더(18a)는 기체의 상하 유통을 저해하기 때문에 환원분위기를 유지한 채로 원료의 공급이 가능하고, 회전수를 제어함으로써 정량적으로 원료를 공급할 수 있다.
다음에, 제어장치(61)로부터, 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)에 대해서, 유압실린더(32a)에 피스톤(32b)을 끌어들이는 지령을 내리고, 피스톤(32b)이 후퇴한 실린더(32c)내에 원료를 낙하시킨다. 다음에, 유압실린더(32a)를 전진시키는 지령을 내리고, 실린더(32c)내의 원료를 원료 투입구(26)로부터 전기저항 용융로 (20)내에 밀어넣는다.
다음에, 로터리 피더(18a)가 환원분위기를 유지시킨 채로 회전하여 정량적으로 원료를 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32)의 피스톤(32b)상에 낙하시키고 있기 때문에, 일정시간 경과 후, 상기와 같이 하여, 소정량의 원료를 원료 투입구(26)로부터 전기저항 용융로(20)내에 밀어넣는 조작을 반복하여 행한다. 원료공급 종료후, 제어장치(61)로부터 제 1 댐퍼(18c)에 봉쇄지령이 내려져, 제 1 댐퍼(18c)가 하부 덕트(18b)를 봉쇄한다.
제 2 저류호퍼(19)에 있어서는, 제 1 저류호퍼(18)와 동시에 조작이 행하여 진다.
제 2 저류호퍼(19)에 있어서는, 제어장치(60)로부터, 제 2 댐퍼(19c)에 개방지령이 내려지고, 제 2 저류호퍼(19)의 하부에 설치한 로터리 피더(19a)에 회전지령이 내려져, 로터리 피더(19a)를 환원분위기를 유지시킨 채로 회전시켜서, 원료를 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 피스톤(33b)상에 낙하시킨다. 로터리 피더(19a)는 환원분위기를 유지한 채로 원료의 공급이 가능하고 회전수를 제어함으로써 정량적으로 원료를 공급할 수 있다.
다음에, 제어장치(61)로부터, 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)에 대해서, 유압실린더(33a)에 피스톤(33b)을 끌어들이는 지령이 내려지고, 피스톤(33b)이 후퇴한 실린더(33c)내에 원료를 낙하시킨다. 다음에, 유압실린더(33a)를 전진시키는 지령이 내려지고, 실린더(33c)내의 원료를 원료 투입구(27)로부터 전기저항 용융로 (20)내에 밀어넣는다.
다음에, 로터리 피더(19a)가 환원분위기를 유지시킨 채로 회전해 정량적으로 원료를 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(33)의 피스톤(33b)상에 낙하시키고 있기 때문에, 일정시간 경과 후, 상기와 같이 하여, 소정량의 원료를 원료 투입구(27)로부터 전기저항 용융로(20)내에 밀어넣는 조작을 반복하여 행한다.
원료공급 종료후, 제어장치(61)로부터 제 1 댐퍼(19c)에 봉쇄지령이 내려져, 제 1 댐퍼(19c)가 하부 덕트(19b)를 봉쇄한다.
이 조작 동안, 제 3 댐퍼(19e)는, 제 1 저류호퍼(18)에 설치된 레벨센서(a∼f) 및 제 2 저류호퍼(19)에 설치된 레벨센서(a∼f)로부터의 정보에 기초하여, 개폐 되어, 원료가 제 1 저류호퍼(18) 및 제 2 저류호퍼(19)에 적절히 분배되도록 원료의 배분을 실시한다.
전기저항 용융로의 운전공정, 용융슬래그의 처리공정, 용융금속의 회수 공정은, 제 1 실시형태와 같이 행하여진다.
(그 외의 실시형태)
전기저항 용융로(20)로의 원료공급장치에 대해서 :
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1) 및, 제 2 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1A)에 있어서는, 원료공급장치로서 제 1 밀어넣음식 원료공급장치(32) 및, 제 2 밀어넣음식 원료공급장치(33)를 이용한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 도 18에 나타내는 스크류식의 원료공급장치(70), 도 19에 나타내는 댐퍼식의 원료공급장치(75)를 사용해도 좋다.
도 18에 나타내는 스크류식의 원료공급장치(70)는, 제 1 저류호퍼(18) 및, 제 2 저류호퍼(19)에 상당하는 호퍼(71)와, 호퍼(71)의 하부에 설치한 스크류식 컨베이어(72)로 구성되어 있다. 스크류식 컨베이어(72)의 하류측이 전기저항 용융로 (20)의 원료 투입구(26,27)에 연이어 통해 있다.
이 스크류식의 원료공급장치(70)에 의하면, 원료가 호퍼(71)와 스크류식 컨베이어(72)와의 사이에서 빽빽하게 눌려지기 때문에, 전기저항 용융로(20)내와 대기측과는 연통되어 있지 않아, 전기저항 용융로(20)내의 환원분위기에는 악영향을 주는 일이 없다. 또한, 원료의 연속공급이 가능해지기 때문에, 예를 들면 2개의 이상 스크류식의 원료공급장치(70)를 설치하면, 대량의 원료를 연속적으로 공급하 는 것이 가능해진다.
도 19에 나타내는 댐퍼식의 원료공급장치(75)는, 제 1 저류호퍼(18) 및 제 2 저류호퍼(19)에 상당하는 호퍼(76)와, 호퍼(76)의 하부에 설치한 원료공급부(77)와, 원료공급부(77)의 하부에 설치한 슈트(78)로 구성되어 있다. 원료공급부(77)는, 2개의 구멍뚫린 판(77a,77b)과, 2개의 구멍뚫린 판(77a,77b)의 하부에 설치한 댐퍼(77c,77d)로 구성되어 있다. 슈트(78)가 전기저항 용융로(20)의 원료 투입구 (26,27)에 연이어 통해 있다.
이 댐퍼식의 원료공급장치(75)는, 도 19(a)에 나타내는 바와 같이, 2개의 댐퍼(77c,77d)를 닫은 상태로 호퍼(76)내에 원료를 투입한다. 이 시점에서는, 전기저항 용융로(20)내와 대기측과는 연통하고 있지 않아, 전기저항 용융로(20)내의 환원분위기에는 악영향을 주는 일이 없다. 다음에, 도 19(b)에 나타내는 바와 같이, 상부의 댐퍼(77c)를 열어 원료를 하단측의 구멍뚫린 판(77b)과 댐퍼(77d)상에 떨어뜨린다. 이 시점에서는, 하부의 댐퍼(77d)가 통로를 닫고 있으므로, 전기저항 용융로(20)내와 대기측과는 연통하고 있지 않아, 전기저항 용융로(20)내의 환원분위기에는 악영향을 주는 일이 없다. 다음에, 도 19(c)에 나타내는 바와 같이, 댐퍼 (77c)를 닫은 후, 댐퍼(77d)를 열어 하단측의 구멍뚫린 판(77b)과 댐퍼(77d)상의 원료를 슈트(78)로부터 낙하시킨다. 이 시점에서는, 상부의 댐퍼(77c)가 통로를 닫고 있으므로, 전기저항 용융로(20)내와 대기측과는 연통하고 있지 않아, 전기저항 용융로(20)내의 환원분위기에는 악영향을 주는 일이 없다. 다음에, 도 19(d)에 나타내는 바와 같이, 원래의 상태로 되돌아온다{도 19(a)의 상태}.
전기저항 용융로로부터 유출하는 용융슬래그의 생성에 대해서 :
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1) 및 제 2 실시형태에 따른 인산비료 제조장치(1A)에 있어서는, 노체(21)의 슬래그 배출구(29)의 아래쪽에, 용융슬래그를 아래로 흐르게 하는 반원형상의 수쇄슬로프(48)를 설치하고, 수쇄조(50)에서 수쇄슬래그를 저류하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 도 20에 나타내는 펌프식 용융슬래그 냉각장치(80), 도 21에 나타내는 공랭식 용융슬래그 냉각장치(86)를 사용해도 좋다.
도 20에 나타내는 펌프식 용융슬래그 냉각장치(80)는, 용융슬래그를 적하(滴下)시키는 수쇄조(81)와, 수쇄조(81)내의 수쇄슬래그를 물과 함께 반송하는 펌프(82)와, 펌프(82)에 의해 반송되는 물과 수쇄슬래그를 받아들여, 주위에 배치한 철망(84)으로 물기를 빼는 여과장치(83)와, 여과장치(83)가 설치된 수조(85)로 구성되어 있다.
이 펌프식 용융슬래그 냉각장치(80)에 의하면, 용융슬래그가 수쇄조(81)내에 적하시키면, 물에 의해 급냉하는 수쇄처리를 받아, 입자형상화한 슬래그가 되어 수쇄조(81)내에 침전한다. 침전하는 수쇄슬래그는, 펌프(82)에 의해 여과장치(83)로 반송되어, 철망(84)에 의해서 여과되어, 여과장치(83)내에 퇴적한다. 수쇄슬래그가 소정량이 되면, 롤 크래셔(52)까지 반송되어, 롤 크래셔(52)에 의해 입자지름을 50㎛∼2mm 정도의 크기로 분쇄된다.
도 21에 나타내는 공랭식 용융슬래그 냉각장치(86)는, 용융슬래그를 받는 복수의 용기(88)를 설치한 컨베이어(87)와, 컨베이어(87)의 주위에 설치한 냉각 팬 (89)과, 컨베이어(87)로부터 낙하하는 슬래그를 롤 크래셔(52)까지 반송하는 컨베이어(90)로 구성되어 있다.
이 공랭식 용융슬래그 냉각장치(86)에 의하면, 용융슬래그가 용기(88)내에 낙하하여, 냉각 팬(89)에 의한 공냉으로 급냉하여 입자형상화한 슬래그가 된다. 그 후, 컨베이어(87)로부터 컨베이어(90)로 갈아타서, 롤 크래셔(52)까지 반송되어, 롤 크래셔(52)에 의해 입자지름이 50㎛∼2mm 정도의 크기로 분쇄된다.
본 발명에 의하면, 하수처리에 부수하여 발생하는 오니나 도시쓰레기 또는 산업폐기물 등의 소각재에 많이 포함되어 있는 천연자원의 유효활용을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 하수처리에 부수하여 발생하는 오니나 도시쓰레기 또는 산업폐기물 등의 취각재를 재활용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의하면, 종래 대부분이 최종처분장에 폐기되고 있는, 가리비, 굴조개 등의 조개류나 계란의 가공에 의해 발생하는 조개껍질, 달걀껍질 등을한층 더 부피축소(부피를 줄이는 처치)하는 것이 가능해진다.

Claims (22)

  1. 인성분을 함유하는 오니(汚泥) 또는 소각재(燒却灰)를 주원료로 하고, 환원제와, 마그네슘성분, 칼슘성분, 칼륨성분 또는 칼슘질폐기물의 적어도 어느 하나를 부원료로 하여 이루어지는 원료를, 환원성 분위기의 용융로내에, 상기 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 공정과,
    상기 용융로내의 온도를 1350~1450℃ 로 유지하고, 상기 인성분의 휘발을 억제하면서 상기 원료를 가열하여, 용융금속과 용융슬래그를 상기 용융로내에 2액 분리상태로 공존시키는 공정과,
    상기 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 20~30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄한 수쇄 슬래그로 하는 수쇄처리하는 공정과,
    상기 수쇄 처리한 용융슬래그를, 물기빼기를 행한 후 50㎛∼2mm로 분쇄하는 공정을 가지며,
    상기 원료를 상기 용융로 중으로 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 공정에서는,
    상부의 노상 저류 호퍼에서 일단 받아들여진 후, 상기 호퍼 하부의 로터리 피더로부터 상기 로터리 피더 하류의 하부 덕트를 통과하여 낙하되는 상기 원료를, 상기 덕트 하부에 설치된 피스톤이 전진하여 상기 용융로의 원료공급구에 밀어넣는, 적어도 2개 이상의 수평동작 피스톤식 밀어넣음식의 공급장치로서,
    상기 하부 덕트의 하부에 수평으로 연장 설치되며, 상방으로 개구된 일단부가 상기 하부 덕트와 연통되고, 수평으로 연장된 또 하나의 일단부가 용융로의 상기 원료공급구에 연통되는 실린더를 구비하며,
    상기 피스톤은,
    상기 피스톤에 의한 원료의 밀어넣음 동작시에,
    상기 로터리 피더로부터 낙하된 원료를, 상기 하부 덕트의 하단을 막도록 전진한 상태의 상기 피스톤의 상부에 체류시키는 동작과,
    상기 피스톤이 후퇴할 때, 상기 실린더로 낙하되는 상기 피스톤의 상부에 체류하였었던 원료를, 상기 피스톤을 전진시켜 상기 용융로의 원료공급구에 밀어넣는 동작을 반복하여 행하고,
    상기 피스톤의 후퇴에 따라 상기 실린더에 낙하되는 원료에 의하여 상기 용융로에 대한 상기 하부 덕트의 시일이 유지될 수 있도록,
    상기 피스톤 상에 원료가 체류하였을 때의 원료 레벨이, 상기 실린더로의 원료 낙하시에 상기 하부 덕트의 시일 유지가 가능한 원료의 양에 상응하는지 여부를 계측할 수 있는 하부 덕트 레벨센서가 상기 하부 덕트에 설치되어 있는 수평동작 피스톤식 밀어넣음식 공급장치에 의하여 상기 원료를 연속적으로 상기 용융로 중에 공급하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재의 인함유량을 미리 파악해 두고, 상기 용융슬래그의 수쇄처리에 의해 얻어지는 입자형상체의 오산화이인, 산화마그네슘, 및 산화칼슘의 몰비율이,1:1.5∼6:1.5∼6이 되도록, 상기 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재에 대한 마그네슘성분 및 칼슘성분의 양을 정하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 주원료의 일부를 연속적으로 형광 X선 분석장치로 성분을 측정하여, 그 측정치를 기초로 상기 부원료의 첨가량을 연산하여, 각각의 부원료의 절출양(切出量)을 정량 공급하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 용융슬래그의 일부를 연속적으로 형광 X선 분석장치로 성분을 측정하여, 그 측정치를 기초로 상기 부원료 첨가량의 연산에 피드 백하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 인성분을 함유하는 오니는, 하수처리에 부수하여 발생하는 오니, 또는, 인성분을 포착하는 철계 응집제를 오수에 첨가하여, 상기 오수중에 포함되는 인성분을 침강시켜 오니와 함께 수집한 것인 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 인성분을 함유하는 소각재는, 오니, 도시쓰레기 또는 산업폐기물을 소각하여 재(灰)로 한 것, 또는, 인성분을 포착하는 철계 응집제를 오수에 첨가하여, 상기 오수중에 포함되는 인성분을 침강시켜 오니와 함께 수집하여, 이것들을 탈수하여 소각한 것인 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수쇄처리한 용융슬래그를, 물기빼기를 행한 후 50㎛∼2mm로 분쇄하는 공정은, 상기 수쇄처리된 수쇄슬래그를, 스크류 컨베이어로 물기빼기를 실시하면서 반송하고, 이어서 롤 크래셔로 50㎛∼2mm로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수쇄 처리한 수쇄슬래그를, 물기빼기를 행한 후 50㎛∼2mm로 로 분쇄하는 공정은,
    상기 수쇄처리된 수쇄슬래그를, 펌프로 물기빼기용 철망을 구비한 용기내에 반송하고, 상기 용기로 물기빼기를 실시하며, 이어서 롤 크래셔로 50㎛∼2mm로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조방법.
  9. 적어도 2 이상의 원료공급부를 구비하고, 환원성 분위기에서 사용되어, 용융금속과 용융슬래그를 2액 분리상태로 공존시키는 용융로와,
    인성분을 함유하는 오니 또는 소각재를 주원료로 하고, 환원제와, 마그네슘성분, 칼슘성분, 칼륨성분 또는 칼슘질폐기물의 적어도 어느 하나를 부원료로 하여이루어지는 원료를, 상기 용융로중의 환원분위기를 유지하기 위해서 밀폐상태를 유지하면서 연속적으로 공급하는 원료공급장치와,
    상기 용융로내의 온도를 1350~1450℃ 로 유지하고, 상기 인성분의 휘발을 억제하면서 상기 원료를 가열하는 노내 온도제어장치와,
    상기 용융로로부터 유출하는 용융슬래그를 20~30℃의 공업용수를 이용하여 수냉 분쇄하면서 아래로 흘리는 수쇄 슬로프와,
    상기 수쇄 처리하고 물기빼기를 행한 후의 용융슬래그를, 50㎛∼2mm로 분쇄하는 롤 크래셔를 가지며,
    상기 원료공급장치는,
    상부의 노상 저류 호퍼에서 일단 받아들여진 후, 상기 호퍼 하부의 로터리 피더로부터 상기 로터리 피더 하류의 하부 덕트를 통과하여 낙하되는 상기 원료를, 상기 덕트 하부에 설치된 피스톤이 전진하여 상기 용융로의 원료공급구에 밀어넣는, 적어도 2개 이상의 수평동작 피스톤식 밀어넣음식의 공급장치이고,
    상기 수평동작 피스톤식 밀어넣음식의 공급장치는,
    상기 하부 덕트의 하부에 수평으로 연장 설치되며, 상방으로 개구된 일단부가 상기 하부 덕트와 연통되고, 수평으로 연장된 또 하나의 일단부가 용융로의 상기 원료공급구에 연통되는 실린더를 구비하며,
    상기 피스톤은,
    상기 피스톤에 의한 원료의 밀어넣음 동작시에,
    상기 로터리 피더로부터 낙하된 원료를, 상기 하부 덕트의 하단을 막도록 전진한 상태의 상기 피스톤의 상부에 체류시키는 동작과,
    상기 피스톤이 후퇴할 때, 상기 실린더로 낙하되는 상기 피스톤의 상부에 체류하였었던 원료를, 상기 피스톤을 전진시켜 상기 용융로의 원료공급구에 밀어넣는 동작을 반복하여 행하고,
    상기 하부 덕트에는,
    상기 피스톤의 후퇴에 따라 상기 실린더에 낙하되는 원료에 의하여 상기 용융로에 대한 하부 덕트 자신의 시일이 유지될 수 있도록,
    상기 피스톤 상에 원료가 체류하였을 때의 원료 레벨이, 상기 실린더로의 원료 낙하시에 하부 덕트의 시일 유지가 가능한 원료의 양에 상응하는지 여부를 계측할 수 있는 하부 덕트 레벨센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 인산비료제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 주원료인 인 함유량을 미리 파악하는 제어장치를 구비하고,
    상기 용융슬래그의 수쇄처리에 의해 얻어지는 입자형상체의 오산화이인, 산화마그네슘, 및 산화칼슘의 몰비율이,1:1.5∼6:1.5∼6이 되도록, 상기 인성분을 함유하는 오니 또는 소각재에 대한 마그네슘성분 및, 칼슘성분의 양을 정하여, 절출되어 낙하된 상기 주원료 및 부원료를, 상기 상부의 노상 저류 호퍼로 반송하는 원료공급 컨베이어를, 상기 원료공급장치의 상류에 구비한 것을 특징으로 하는 인산비료 제조장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 주원료의 일부를 연속적으로 그 성분을 측정하고, 그 측정치를 기초로 부원료의 첨가량을 연산하여, 각각의 부원료의 절출양을 정량 공급하는 형광 X선 분석장치와 연산부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 용융슬래그의 일부를 연속적으로 그 성분을 측정하고, 그 측정치를 부원료 첨가량의 연산에 피드 백하는 형광 X선 분석장치와 연산부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조장치.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 롤 크래셔의 전단(前段)에는, 상기 수쇄처리된 용융슬래그를 물기빼기를 행하면서 반송하는 스크류 컨베이어를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인산비료 제조장치.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 롤 크래셔의 전단에는, 물기빼기용 필터를 구비하고, 상기 수쇄슬로프로부터 배출되는 상기 수쇄슬래그를 수용하는 용기와, 상기 수쇄슬래그를 상기 용기 내에 반송하는 펌프를 구비한, 상기 용융슬래그를 물기빼기하면서 반송하는 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 인산비료 제조장치.
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