JP5316888B2 - Method and system for treating harmful substances in mold sand - Google Patents
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Description
本発明は、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理方法および処理システムに関する。 The present invention relates to a treatment method and a treatment system for insolubilizing harmful substances such as heavy metals and halogen contained in mold sand.
従来、鋳物工場で用いられる鋳型砂は所定の処理工程を経て鋳型原料として再利用されており、こぼれ砂および集塵ダストを含む廃棄砂はセメント原料および路盤材原料として再利用されてきた。しかしながら、近年の土壌を含めた環境浄化の規制強化により、環境省告示46号に示される重金属・ハロゲンなどの有害物質が土壌環境基準の溶出基準値を超えないようにする不溶化処理を実施する必要が生じてきた。 Conventionally, mold sand used in foundries has been reused as a mold raw material through a predetermined treatment process, and waste sand containing spilled sand and dust collection dust has been reused as a cement raw material and a roadbed material raw material. However, due to the recent tightening of environmental cleanup regulations including soil, it is necessary to implement insolubilization treatment to prevent hazardous substances such as heavy metals and halogens from the Ministry of the Environment Notification No. 46 from exceeding the elution standard value of the soil environment standard. Has arisen.
このような有害物質の不溶化処理として、例えば、特許文献1には、ふっ素汚染土に酸化マグネシウム等を主成分とする添加剤を添加し、混合処理することにより不溶化処理を行う技術が開示されている。
As such a toxic substance insolubilization process, for example,
しかし、上述の処理方法では、不溶化処理を行うために、別途処理設備を設ける必要があり、設備コストが増大するとともに、処理設備の設置場所を新たに用意しなければならないという問題があった。 However, in the above-described processing method, in order to perform the insolubilization process, it is necessary to provide a separate processing facility, which increases the cost of the facility and requires a new installation location of the processing facility.
そこで、本発明は、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理コストを低減することができる処理方法および処理システムを実現することを目的とする。 Therefore, the present invention realizes a processing method and a processing system that can reduce the processing cost for insolubilizing harmful substances such as heavy metals and halogens contained in the molding sand without greatly changing the existing casting equipment. The purpose is to do.
この発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理方法であって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、前記再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、前記砂再生工程および前記混練工程のうち少なくとも1工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する、という技術的手段を用いる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、砂再生工程および混練工程のうち少なくとも1工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができる。
これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤を鋳型砂に添加するための設備を既存の鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂(廃棄砂)、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
ここで、不溶化処理とは、化学反応、吸着などにより有害物質の溶出を防ぐ不溶化を行う処理であり、キレート剤などにより主に重金属イオンの捕集を行い、溶出しない安定な状態とする安定化処理も含む。
According to invention of
This eliminates the need for special equipment for insolubilizing mold sand, without making major changes to the existing casting equipment, and simply providing equipment for adding insolubilizing agent to the mold sand. Hazardous substances such as heavy metals and halogens contained in the mold sand can be insolubilized.
Also, because hazardous substances are insolubilized in the casting line, hazardous substances in waste such as mold sand (waste sand) that has become unusable and spilled sand accumulated outside the conveyor of the casting line are below the standard value. Therefore, a new insolubilization process is not required after discharge, and the processing cost can be reduced.
Here, the insolubilization process is a process that insolubilizes to prevent the elution of harmful substances by chemical reaction, adsorption, etc., and stabilizes by collecting mainly heavy metal ions with a chelating agent, etc. Includes processing.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法において、前記有害物質は、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、フッ素、ホウ素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第2種特定有害物質のうちの少なくとも1つを選択したものである、という技術的手段を用いる。
In the invention according to claim 2, in the method for treating harmful substances in the molding sand according to
請求項2に記載の発明のように、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、フッ素、ホウ素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第2種特定有害物質のうちの少なくとも1つを選択したものについて、不溶化処理を行うことができる。 As in the invention described in claim 2, among cadmium, hexavalent chromium, mercury, selenium, lead, arsenic, fluorine, boron, etc. The insolubilization treatment can be performed on at least one selected from the above.
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法において、前記再利用工程で発生したダストを集塵機に搬送する集塵工程において前記不溶化剤を添加する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。 According to a third aspect of the present invention, in the method for treating harmful substances in the molding sand according to the first or second aspect, the insolubilizing agent is used in a dust collection step of conveying dust generated in the reuse step to a dust collector. The technical means of further comprising the step of adding is used.
請求項3に記載の発明によれば、再利用工程で発生したダストを集塵機に搬送する集塵工程において不溶化剤を添加する工程を更に備えているため、粒度が小さく細かいために重量あたりの表面積が大きくなり、より多くの化学物質や重金属を保持するために高濃度汚染物として分類されるダストも併せて処理することができる。 According to the invention described in claim 3, since it further includes a step of adding an insolubilizing agent in the dust collection step of conveying dust generated in the reuse step to the dust collector, the surface area per weight is small because the particle size is small and fine. Can be treated together with dust that is classified as a high-concentration contaminant to retain more chemicals and heavy metals.
請求項4に記載の発明では、鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理システムであって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、鋳型ばらし設備で生じたバラシ砂の再生処理を行う砂再生設備と、砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、を備え、前記鋳型ばらし設備、前記砂再生設備、前記混練設備の各設備間の搬送設備、前記砂再生設備および前記混練設備のうち少なくとも1つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備え、前記不溶化剤添加設備により請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法を行う、という技術的手段を用いる。
The invention according to claim 4 is a system for treating harmful substances in mold sand for insolubilizing harmful substances in mold sand used in a casting line for producing a casting, wherein the casting line is applied to a mold. Mold removal equipment that performs mold separation after pouring of sand, sand regeneration equipment that regenerates the sand that has been generated in the mold dispersion equipment, casting sand that has been regenerated by the sand regeneration equipment, unused casting sand, additives, etc. Kneading equipment, and a kneading equipment for supplying to the molding machine as a kneaded product used for mold making, the mold separating equipment, the sand recycling equipment, the transport equipment between the equipment of the kneading equipment, the sand recycling equipment, At least one of the kneading facilities is provided with an insolubilizing agent addition facility for adding an insolubilizing agent for performing insolubilization treatment to the mold sand, and the insolubilizing agent addition facility is used to add any one of
請求項4に記載の発明によれば、鋳型ばらし設備、砂再生設備、混練設備の各設備間の搬送設備、砂再生設備および混練設備のうち少なくとも1つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備えており、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができ、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の発明と同様の効果を奏することができる。 According to invention of Claim 4, insolubilization for performing insolubilization processing in at least one equipment among conveyance equipment between each equipment of mold separation equipment, sand regeneration equipment, and kneading equipment, sand regeneration equipment, and kneading equipment An insolubilizing agent addition facility for adding an agent to the mold sand is provided, and an insolubilizing agent for performing the insolubilization treatment can be added to the mold sand to treat harmful substances in the mold sand. The effect similar to invention of any one of claim | item 3 can be show | played.
以下、本発明の鋳型砂中の有害物質の処理方法および処理システムについて、図を参照して説明する。 なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the processing method and processing system of the hazardous | toxic substance in the mold sand of this invention are demonstrated with reference to figures. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
ここで、有害物質とは、土壌環境基準として環境庁告示46号『土壌の汚染に係る環境基準について』に挙げられた第二種特定有害物質(カドミウムまたはその化合物、六価クロム化合物、シアン化合物、アルキル水銀化合物、水銀またはその化合物、セレンまたはその化合物、砒素またはその化合物、ふっ素およびその化合物、ほう素およびその化合物)のうち、少なくとも一つを指す。
特に、ふっ素およびその化合物とほう素およびその化合物とは、鋳型砂に混入しやすく環境基準値も厳しいため、本実施形態では、これらの不溶化処理を例とする。
Here, the hazardous substances are the second class specified hazardous substances (cadmium or its compounds, hexavalent chromium compounds, cyanide compounds) listed in the Environmental Agency Notification No. 46 “Environmental Standards Concerning Soil Contamination” as soil environmental standards. , Alkyl mercury compounds, mercury or compounds thereof, selenium or compounds thereof, arsenic or compounds thereof, fluorine and compounds thereof, boron and compounds thereof).
In particular, fluorine and its compounds and boron and their compounds are easy to be mixed in the mold sand and have strict environmental standard values. Therefore, in this embodiment, these insolubilization treatments are taken as an example.
図1に示す鋳造ラインにおいて、使用後の鋳型砂の再利用を行う再利用工程1は、図中点線部で囲まれた鋳型ばらし工程11、砂再生工程12、混練工程13を備えている。
In the casting line shown in FIG. 1, a
鋳型ばらし工程11では、注湯工程後に冷却された鋳型をばらして、鋳造品と鋳型砂とを分離する。
In the
砂再生工程12では、鋳型ばらし工程11において回収した鋳型砂について、磁選による鉄片等の分離、砂表面の結合剤(粘土および樹脂)の剥離、微粉のふるい分け、サンドクーラーによる冷却等を行い、鋳型砂を再生する。
In the
ここで、砂再生工程12には、鋳型ばらし工程11において取り出された鋳造品の表面からブラストにより除去した鋳型砂も送られる。
Here, in the
混練工程13では、砂再生工程12から搬送された鋳型砂と未使用の鋳物砂とに、粘土、樹脂などの結合剤、水などを所定量添加して、混練調整し、調整した鋳型砂にエアレーション等を行った後に鋳型造型工程に供給する。
In the kneading step 13, a predetermined amount of a binder such as clay and resin, water and the like is added to the molding sand transported from the
図2に本発明の鋳型砂中の有害物質の処理システムの概略図を示す。鋳型ばらし工程11を実施する鋳型ばらし設備21で回収された鋳型砂は、ベルトコンベア31により砂再生工程12を実施する砂再生設備22へ搬送される。砂再生設備22で再生された鋳型砂は、ベルトコンベア32により混練工程13を実施する混練設備23へ搬送される。
砂再生設備22には、ダクト35を介して集塵機42が接続されており、砂再生設備22で発生したダストが集塵される。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a processing system for harmful substances in the molding sand of the present invention. The mold sand recovered by the
A
混練設備23は、鋳型砂を貯留し、定量供給する鋳型砂供給装置23aと、粘土、樹脂などの結合剤や水など鋳型砂に混合する材料を定量供給する材料供給装置23bと、これらを混練する混練装置23cとを備えている。
混練装置23cには、ダクト36を介して集塵機43が接続されており、混練設備23で発生したダストが集塵される。
The
A
本実施形態では、材料供給装置23bに不溶化剤を添加する不溶化剤添加装置23dを追加し、鋳型砂に対して所定量の不溶化剤を混練装置23cに定量供給する。
In the present embodiment, an insolubilizing
ここで、本発明における不溶化剤とは、酸化マグネシウム、または酸化マグネシウム含有剤と塩化第二鉄、または塩化マグネシウム溶液、または珪酸アルカリ金属塩、またはPH調整剤を加えたもの、酸化カルシウムとカルシウムアルミネートからなるもの、カルシウムアルミネートとケイ酸カルシウムからなるもの、等が挙げられる。 Here, the insolubilizing agent in the present invention is magnesium oxide, or a magnesium oxide-containing agent and ferric chloride, a magnesium chloride solution, an alkali metal silicate, or a PH regulator, calcium oxide and calcium aluminum. Examples thereof include those composed of nates, and those composed of calcium aluminate and calcium silicate.
特に、環境基準値が厳しいふっ素およびその化合物とほう素およびその化合物の不溶化処理には、酸化マグネシウム系の不溶化剤を好適に用いることができる。本実施形態では、酸化マグネシウム系の不溶化剤を粉体の状態で、不溶化剤添加装置23dにより混練装置23cに供給する。
In particular, a magnesium oxide-based insolubilizing agent can be suitably used for the insolubilization treatment of fluorine and its compound and boron and its compound having strict environmental standard values. In the present embodiment, the magnesium oxide-based insolubilizing agent is supplied in a powder state to the
ここで、不溶化剤には吸湿性を持つものが含まれ、不溶化剤を貯留するホッパ内での固着、棚吊りを起こしやすいので、バイブレータ等を備えた不溶化剤添加装置23dを用いることが好ましい。
Here, the insolubilizing agent includes those having hygroscopicity, and the insolubilizing
混練装置23cでは、鋳型砂、粘土、樹脂などの結合剤や水などに加え、不溶化剤を供給し、混練することにより不溶化処理を行うことができる。混練調整された鋳型砂は、ベルトコンベア33によりエアレータ23eに搬送されエアレーションが行われた後に、ベルトコンベア34により、続く鋳型造型工程を実施する鋳型造型設備(図示せず)に供給される。
In the
上述のように、本発明の鋳型砂中の有害物質の処理システムでは、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤添加装置23dの鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内(再利用工程1内の混練工程13)で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂(廃棄砂)、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
特に、こぼれ砂は、従来、ベルトコンベア等の搬送手段下にシュート等を設置して回収したり、人力で回収したりして、別途不溶化処理を行っており、大きな処理コストが発生していたため、本発明による処理コストの低減効果は大きい。
As described above, the hazardous substance processing system in the molding sand according to the present invention does not require a dedicated facility for insolubilizing the molding sand, and does not significantly change the existing casting facility, so that the insolubilizing
In addition, because toxic substances are insolubilized in the casting line (kneading step 13 in the reuse step 1), mold sand that has become unusable (waste sand), spilled sand accumulated outside the casting line transport device, etc. Since noxious substances in the waste are treated below the standard value, a new insolubilization treatment is not required after the discharge, and the treatment cost can be reduced.
In particular, spilled sand has conventionally been collected by installing a chute etc. under a conveyor means such as a belt conveyor or collected manually, and it has been separately insolubilized, resulting in high processing costs. The effect of reducing the processing cost according to the present invention is great.
(変更例1)
図3に示すように、コンベア31、32、33、34の少なくとも1つの上方に不溶化剤添加装置23dを設け、搬送される鋳型砂に不溶化剤を添加する構成を採用することもできる。これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。本構成では、不溶化剤添加装置23dの設置が容易であるため、混練設備23に不溶化剤添加装置23dの設置場所がない場合等に好適に用いることができる。
なお、上述の実施形態では、各設備間の搬送設備として、ベルトコンベアを例示したが、空気輸送、ニーダなど他の搬送手段を採用することもできる。
(Modification 1)
As shown in FIG. 3, it is also possible to employ a configuration in which an insolubilizing
In the above-described embodiment, the belt conveyor is exemplified as the transport facility between the facilities, but other transport means such as pneumatic transport and kneader can also be adopted.
(変更例2)
図4に示すように、不溶化剤添加装置23dは、砂再生設備22に接続して設けることもできる。これにより、金属などの異物が除去され粒子径、温度などの性状が安定した鋳物砂への不溶化剤添加が可能であるため、不溶化剤の添加量を適切に維持管理行うことができる。また、不溶化あるいは安定化に時間を要するものには、十分な反応時間をとるため貯蔵を行うこともできる。
(Modification 2)
As shown in FIG. 4, the insolubilizing
(変更例3)
図5に示すように、再利用工程1で発生したダストを集塵する集塵機42、43に搬送する集塵工程において不溶化剤添加装置23dを更に設けることもできる。これにより、粒度が小さく細かいために重量あたりの表面積が大きくなり、より多くの化学物質や重金属を保持するために高濃度汚染物として分類されるダストも併せて処理することができる。
(Modification 3)
As shown in FIG. 5, an insolubilizing
[実施形態の効果]
本発明の鋳型砂中の有害物質の処理方法および処理システムによれば、再利用工程1の各工程を行う設備間の搬送工程、砂再生工程12および混練工程13のうち少なくとも1工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができる。
これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤添加装置23dを既存の鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
[Effect of the embodiment]
According to the processing method and processing system for harmful substances in the mold sand of the present invention, insolubilization is performed in at least one of the transporting process between facilities for performing each process of the
This eliminates the need for a dedicated facility for insolubilizing the molding sand, and does not significantly change the existing casting equipment, and the insolubilizing
In addition, because hazardous substances are insolubilized in the casting line, hazardous substances in waste such as mold sand that has become unusable and spilled sand that has accumulated outside the conveyor of the casting line are processed to below the standard value. Therefore, a new insolubilization process is not required after discharge, and the processing cost can be reduced.
[その他の実施形態]
上述の各実施形態では、不溶化剤添加装置23dが不溶化剤を粉体の状態で鋳型砂に添加する構成を採用したが、これに限定されるものではなく、種々の形態で添加することができる。例えば、液体状の不溶化剤では、不溶化剤の溶液を滴下、噴霧する、等の方法で添加することもできる。
[Other Embodiments]
In each of the above-described embodiments, the insolubilizing
1 再利用工程
11 鋳型ばらし工程
12 砂再生工程
13 混練工程
21 鋳型ばらし設備
22 砂再生設備
23 混練設備
23a 鋳型砂供給装置
23b 材料供給装置
23c 混練装置
23d 不溶化剤添加装置
31、32、33、34 ベルトコンベア
42、43 集塵機
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記鋳造ラインは、
鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、
鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、
砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、
前記再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、前記砂再生工程および前記混練工程のうち少なくとも1工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加することを特徴とする鋳型砂中の有害物質の処理方法。 A method for treating harmful substances in molding sand for insolubilizing harmful substances in molding sand used in a casting line for producing castings,
The casting line is
A mold spreading process for casting mold after pouring into mold,
A sand regeneration process for regenerating the mold sand discharged from the mold separation process;
Reusing mold sand, including kneading the mold sand regenerated in the sand reclamation process with unused foundry sand, additives, etc., and supplying it to the molding machine as a kneaded product used for mold molding With a process,
A mold characterized in that an insolubilizing agent for performing insolubilization treatment is added to the mold sand in at least one of the transport process between facilities for performing each process of the reuse process, the sand regeneration process and the kneading process. How to treat harmful substances in sand.
前記鋳造ラインは、
鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、
鋳型ばらし設備で生じたバラシ砂の再生処理を行う砂再生設備と、
砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、を備え、
前記鋳型ばらし設備、前記砂再生設備、前記混練設備の各設備間の搬送設備、前記砂再生設備および前記混練設備のうち少なくとも1つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備え、
前記不溶化剤添加設備により請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法を行うことを特徴とする鋳型砂中の有害物質の処理システム。 A system for treating harmful substances in molding sand for insolubilizing harmful substances in molding sand used in a casting line for producing castings,
The casting line is
A mold disassembly facility that performs mold disassembly after pouring into the mold,
Sand reclamation equipment for reclaiming waste sand generated in the mold separation equipment;
Kneading mold sand regenerated with sand reclamation equipment with unused foundry sand, additives, etc., and kneading equipment for supplying to a molding machine as a kneaded product used for mold molding,
An insolubilizing agent for insolubilization treatment is added to the mold sand in at least one of the mold separation equipment, the sand reclamation equipment, the transport equipment between the equipment of the kneading equipment, the sand reclamation equipment, and the kneading equipment. Equipped with an insolubilizing agent addition facility
A processing system for hazardous substances in molding sand, wherein the method for treating hazardous substances in molding sand according to any one of claims 1 to 3 is performed by the insolubilizing agent addition facility.
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