JP7289695B2 - 使用済み耐火物の選別方法及び選別装置 - Google Patents
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Description
以上の諸点は、特許文献9に記載の成分分離手法を用いることにより解消されるが、かように、成分分離を利用してもなお、次の点の改善が希求されていた。すなわち、耐火物のヤード保管やハンドリング時にスラグ等の異物が使用済み耐火物の表面に付着することがあり、異物の成分組成を耐火物の組成と誤認してしまうため、成分を適切に測定できずに、分離精度を確保することが困難になる場合があった。
従って、上記方法では、使用済み耐火物から有価物を選別する精度は、依然として十分とはいえなかった。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する工程と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いて成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む、
上記(1)に記載の使用済み耐火物の選別方法。
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する工程と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いて成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕工程と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別工程と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
上記(3)に記載の使用済み耐火物の選別方法。
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
上記(3)または(4)に記載の使用済み耐火物の選別方法。
上記(1)から(6)のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別方法。
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する手段と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法器により成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものである、
上記(8)に記載の使用済み耐火物の選別装置。
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する手段と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法器により成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕手段と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別手段と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、
前記粉砕手段は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕するものであり、
前記磁力選別手段は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、
上記(10)に記載の使用済み耐火物の選別装置。
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、
前記粉砕手段は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕するものであり、
前記磁力選別手段は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、
上記(10)または(11)に記載の使用済み耐火物の選別装置。
上記(8)から(13)のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別装置。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る、使用済み耐火物の選別方法のフローチャートである。
以下、各工程について詳しく説明する。
その後に、成分分離工程では、成分分析を行って得られた結果に基づいて、主成分が同じである群として複数の群に分離する。使用済み耐火物粒30が使用済み高炉樋耐火物粒である場合、主成分が同じである群として、メタルライン材の群に属する耐火物粒30a(以下、メタルライン材耐火物粒30a)、スラグライン材の群に属する耐火物粒30b(以下、スラグライン材耐火物粒30b)を含む複数の群に分離する。上述のとおり、メタルライン材とスラグライン材との間には、成分組成に明確な差があり、従って、含有される成分自体及び成分比に基づく選別を行うことができる。さらに、高炉樋の耐火物は、使用される過程でスラグが付着するのが通例であり、このような高炉スラグ等の不純物含有耐火物粒30c(以下、不純物耐火物粒30c)も、含有される成分自体及び成分比に基づいて選別することができる。
以下、使用済み高炉樋耐火物粒の選別を典型例として説明する。
このようにして、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒30を、メタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに分離することができる。
このように、耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を、磁力を用いて分離することで、有価物にスラグが混入する虞を低減することができる。
次に、本発明に係る、使用済み耐火物から、有価物を選別する装置について説明する。本発明に係る、使用済み耐火物の選別装置(以下、耐火物選別装置と称する)は、使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、耐火物に付着した異物を気体吹付けにより除去する手段と、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、を含む。
成分分離手段6を用いて、粒度調整された使用済み耐火物粒30に対して、成分分析を行って得られた結果に基づいて、耐火物粒30を、メタルライン材耐火物粒30a、スラグライン材耐火物粒30b又は不純物耐火物粒30cのいずれかに分離することができる。
このように、耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を、磁力を用いて分離することで、有価物にスラグが混入する虞を低減することができる。
図2に示したフローチャートに従って、使用済み高炉樋耐火物を選別した。
即ち、まず、メタルライン材とスラグライン材を含む、使用済み耐火物にジョークラッシャーで破砕した。次いで、破砕された使用済み耐火物を、目開き寸法40mmの篩いにかけて、篩いを通過した使用済み耐火物を回収して、目開き寸法5mmの篩いにかけ、篩い上に残った使用済み耐火物を回収することにより、粒径5mm以上40mm以下に粒度調整した使用済み耐火物粒を得た。
従来方式との分離精度の比較を表2に示す。蛍光X線を用いた方式では、Mgのスペクトルの存在を検出できず、スラグライン材とメタルライン材の判別ができずに、分離は困難であった。レーザー誘起ブレークダウン分光法は、軽元素を含む広い元素測定範囲を有していることから、これらの元素を含む使用耐火物を成分別に分離することが可能となった。これらの軽元素のうち、使用済耐火物の判別に特に役立つ元素としてはMgのほかにC、Oが挙げられる。
また、湿潤した耐火物など表面に異物が付着している場合は成分分析精度に影響するが、気体を吹付けることにより、使用済み耐火物に付着した異物を除去した後に成分分析を行うことで、分離精度を向上させることが可能となった。
(式1)
メタルライン材の純度(質量%)=メタルライン材の質量/(メタルライン材の質量+スラグライン材の質量+高炉スラグ等の不純物の質量)
(式2)
スラグライン材の純度(質量%)=スラグライン材の質量/(メタルライン材の質量+スラグライン材の質量+高炉スラグ等の不純物の質量)
実施例1において、気体吹付け後に成分分離を行って分離された(発明例)、スラグライン材の群に属する耐火物粒を、ハンマーミルで粒径2mm以下に粉砕し、得られたスラグライン材粉体を、1.1Tのレアアース永久磁石を有する磁力選別手段によって、磁性のAl2O3系粉体と、非磁性のSiC系粉体とに選別した。この磁力選別によって得られた、Al2O3系粉体と、SiC系粉体との純度は、それぞれ、Al2O3系粉体は25質量%、SiC系粉体は92質量%であった。このようにして、メタルライン材とスラグライン材とを選別し、さらにAl2O3系粉体と、SiC系粉体とを選別することによって、有価物を回収できた。
実施例1において、気体吹付け後に成分分離を行って分離された(発明例)、メタルライン材の群に属する耐火物粒を、ハンマーミルで粒径2mm以下に粉砕し、得られたメタルライン材粉体を、1.1Tのレアアース永久磁石を有する磁力選別手段によって、磁性のAl2O3系粉体と、非磁性のSiC系粉体とに選別した。この磁力選別によって得られた、Al2O3系粉体と、SiC系粉体との純度は、それぞれ、Al2O3系粉体は95質量%、SiC系粉体は90質量%であった。このようにして、メタルライン材とスラグライン材とを選別し、さらにAl2O3系粉体と、SiC系粉体とを選別することによって、有価物を回収できた。
2 鉄皮
3 耐火物
4 メタルライン材
5 スラグライン材
6 成分分離手段
7 振動フィーダー
8a ベルトコンベヤ
8b 耐火物に付着した粉を除去する気体吹付装置
9 画像カメラ
10 短パルスレーザー
11 分光計
12 解析制御器
13 エアージェット
14 落下シュート
30 耐火物粒
30a メタルライン材耐火物粒
30b スラグライン材耐火物粒
30c 不純物耐火物粒
Claims (14)
- 使用済み耐火物の選別方法であって、
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する工程と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いて成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。 - 前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む、
請求項1に記載の使用済み耐火物の選別方法。 - 使用済み耐火物の選別方法であって、
前記使用済み耐火物を破砕する破砕工程と、
前記破砕工程によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整工程と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する工程と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法を用いて成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離工程と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕工程と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別工程と、を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別方法。 - 前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
請求項3に記載の使用済み耐火物の選別方法。 - 前記使用済み耐火物は、使用済み高炉樋耐火物であり、
前記複数の群は、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含み、
前記粉砕工程は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕し、
前記磁力選別工程は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別する、
請求項3または4に記載の使用済み耐火物の選別方法。 - 前記磁力選別工程は、磁束密度0.6T以上の磁石を用いる、請求項3から5のいずれかに記載の使用済み耐火物の選別方法。
- 前記成分分離工程は、前記成分分析の前又は後に、前記耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離することを含む、
請求項1から6のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別方法。 - 使用済み耐火物の選別装置であって、
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する手段と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法器により成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 - 前記破砕手段は、使用済み高炉樋耐火物を破砕するものであり、
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものである、
請求項8に記載の使用済み耐火物の選別装置。 - 使用済み耐火物の選別装置であって、
前記使用済み耐火物を破砕する破砕手段と、
前記破砕手段によって破砕された使用済み耐火物を所定の粒度範囲に調整する粒度調整手段と、
前記粒度調整された使用済み耐火物粒に対して、気体を吹付けて該耐火物表面から異物を除去する手段と、
前記異物が除去された使用済み耐火物粒に対して、レーザー誘起ブレークダウン分光法器成分分析を行って得られた結果に基づいて、前記使用済み耐火物粒を、主成分が同じである群として複数の群に分離する、成分分離手段と、
前記複数の群のいずれか少なくとも1つの群に属する耐火物粒を、耐火物粉体に粉砕する粉砕手段と、
前記耐火物粉体を、磁力を用いて磁性粉体と非磁性粉体とに選別する、磁力選別手段と、
を含むことを特徴とする、使用済み耐火物の選別装置。 - 前記破砕手段は、使用済み高炉樋耐火物を破砕するものであり、
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、
前記粉砕手段は、前記スラグライン材の群に属する耐火物粒を、スラグライン材粉体に粉砕するものであり、
前記磁力選別手段は、前記スラグライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、
請求項10に記載の使用済み耐火物の選別装置。 - 前記破砕手段は、使用済み高炉樋耐火物を破砕するものであり、
前記成分分離手段は、前記耐火物粒を、Al2O3を主成分とするメタルライン材の群とSiCを主成分とするスラグライン材の群とを含む複数の群に分離するものであり、
前記粉砕手段は、前記メタルライン材の群に属する耐火物粒を、メタルライン材粉体に粉砕するものであり、
前記磁力選別手段は、前記メタルライン材粉体を、磁力を用いてAl2O3系粉体とSiC系粉体とに選別するものである、
請求項10または11に記載の使用済み耐火物の選別装置。 - 前記磁力選別手段は、磁束密度0.6T以上の磁石を有する、請求項10~12のいずれかに記載の使用済み耐火物の選別装置。
- 前記成分分離手段は、さらに、前記耐火物粒から、地金鉄を含む耐火物粒を磁力を用いて分離可能である、
請求項8から13のいずれかに記載の、使用済み耐火物の選別装置。
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