JP6347511B2 - 炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法 - Google Patents
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Description
[1]炭素含有耐火物の粉砕物(x)に対して、金属酸化物成分を水和させる処理(A)を施した後、粉砕物(x)から遊離した炭素成分の分離回収を行うことを特徴とする、炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
[2]上記[1]の分離回収方法において、金属酸化物成分を水和させる処理(A)として、粉砕物(x)に水熱処理を施すことを特徴とする、炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの分離回収方法において、浮遊選鉱法により、粉砕物(x)から遊離した炭素成分の分離回収を行うことを特徴とする、炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
[5]上記[1]〜[4]のいずれかの分離回収方法において、炭素含有耐火物がアルカリ土類金属の酸化物を含むことを特徴とする、炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
また、炭素含有耐火物の粉砕物に水熱処理を施すことにより、金属酸化物成分を効果的に水和させることができ、炭素成分の分離をより促進させることができる。水熱処理法は、比較的簡便な手法であるため、既存の分離方法と組み合わせる上でも大きな障害がなく、また、特許文献1のシェアーリング工程のような機械的な剪断力の付与の必要がない。このため、従来技術よりも幅広い炭素含有耐火物からの炭素の分離を促進することができ、例えば、低炭素の耐火物からも炭素を高効率分離できる。
さらに、金属酸化物成分を水和させる処理を施した粉砕物をスラリー化し、このスラリーに超音波照射を行うことにより、その後の分離回収工程において炭素成分を特に高い回収率で分離回収することができる。
炭素含有耐火物としては、マグネシア、ドロマイト、アルミナ、ジルコニア、シリカ、スピネルなどの金属酸化物の1種以上と黒鉛などの炭素成分を主成分としたものが挙げられるが、これに限定されるものではない。このなかでも、マグネシアカーボン質、ドロマイトカーボン質、若しくはそれら両方を含む複合耐火物が広く用いられている。
上述の水和反応は、金属酸化物の体積膨張により耐火物組織を破壊しながら進行するため、炭素含有耐火物の粉砕物xの粒度は特に制限はないが、水和を短時間に完了させるためには、なるべく小さい粒度が好ましく、具体的には最大粒径が13mm以下、望ましくは1mm以下の粒度が好ましい。
水熱処理の条件に特別な制限はないが、処理温度が高いほど、また、処理時間が長いほど遊離炭素の回収率は高くなる。したがって、処理温度に応じて処理時間を適宜設定して処理を行なえばよいが、効率的な処理を行うには、処理温度は110℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。また、処理時間は、処理温度が110℃以上の場合には7日以上、処理温度が150℃以上の場合には2日以上が好ましい。
金属酸化物成分を水和させる処理A(好ましくは水熱処理)を施した炭素含有耐火物の粉砕物xは、必要に応じて固液分離処理(すなわち、水分量が炭素成分の分離回収工程に支障を生じさせるがおそれがある場合には、支障を生じない程度の水分量にする)をした後、炭素成分の分離回収工程に送られる。
試料としたマグカーボン廃耐火物の組成を燃焼法と蛍光X線分析方法により分析した結果、MgOとC(黒鉛)の他に、MgOの水酸化物であるbrucite(Mg(OH)2)、鉄の酸化物であるakagaenite(Fe2+ 3O3・H2O)、及びカルサイト(CaCO3)がわずかに存在していた。また、その化学組成は、MgO含有量が77mass%、炭素含有量が16mass%であった。また、不純物は7mass%であり、廃棄物としては高純度であった。
浮遊選鉱法では、疎水性となった成分を気泡に付着させてフロス部へ移動させることで、疎水性成分と親水性成分を分離することができる。そこで、マグカーボン廃耐火物の粉砕物を種々の条件で水熱処理し、これら水熱処理試料を水とケロシンに混合してスラリーを調製し、このスラリーを浮遊選鉱する試験を行った。また、比較のため、水熱処理しない試料(マグカーボン廃耐火物の粉砕物)について、同様の試験を行った。その結果を表1に示す。
・捕集剤:ケロシン
・起泡剤:2−エチルヘキサノール、テレピン油
・ガス流量:200mL/min
・フィルター孔径:16〜40μm
浮遊選鉱時に浮上したフロス部を回収した。また、選鉱終了後、選鉱器内の残留物をビーカーに移して静置した後、上澄みを排出して、テール部を回収した。回収したフロス部とテール部の試料を80℃の恒温槽中で乾燥させた後、大気中のTG−DTAによる重量変化から炭素量を算出し、この炭素量に基づいて、遊離炭素の回収率を求めた。
Claims (4)
- 炭素含有耐火物の粉砕物(x)に対して、金属酸化物成分を水和させる処理(A)を施した後、粉砕物(x)から遊離した炭素成分の分離回収を行う方法であって、
金属酸化物成分を水和させる処理(A)として、粉砕物(x)に水熱処理を施すことを特徴とする、炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。 - 金属酸化物成分を水和させる処理(A)を施した粉砕物(x)をスラリー化し、該スラリーに超音波照射を行った後、粉砕物(x)から遊離した炭素成分の分離回収を行うことを特徴とする、請求項1に記載の炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
- 浮遊選鉱法により、粉砕物(x)から遊離した炭素成分の分離回収を行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
- 炭素含有耐火物がアルカリ土類金属の酸化物を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の炭素含有耐火物からの炭素成分の分離回収方法。
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