JPH07504608A - 微細粒状材料のブリケット成形および圧縮方法 - Google Patents

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】 微細粒状材料のブリケット成形および圧縮方法本発明は微細粒状材料のブリケッ ト（塊）成形および圧縮方法に関するものである。これらはとくに、冶金ダスト 、切削屑、研削ダスト、生石灰、天然石膏、脱硫排ガスからの石膏、無機肥料お よび肥料混合物のような材料である。

微細粒状無機材料は多くのプロセスで製品または副成物として得られる。このよ うな微細粒状材料のノ＼ンドリングは常に困難な技術的問題および／または環境 上の問題あるいはコストの問題を提供する。このようなダストをプレス加工品ま たは圧縮顆粒に変換することはそれのハンドリングおよび以後の利用の面できわ めて有用である。微細な粒状鉱、冶金ダストまたは冶金用の材料を含むその他の 鉱物または金属からプレス加工品を製造することは最も古くから行われている圧 縮を利用した方法の１つである。鉄分含有量の高いダストはブリケット成形によ り圧縮されてリサイクルされる。適切なブリケット成形強度を得るために結合剤 が使用される。たとえば石灰、セメントおよび石膏のような自己硬化性無機結合 剤が好んで使用される。化学硬化後これらの結合剤は大きなブリケット成形強度 および多くのプロセスにとって重要なプレス加工品の耐熱性を与える。さらに、 これらはスラグの形成に利用される。しかし、希望の終局強度が得られるまでこ れらの硬化に数時間または数日を要することが欠点である。したがって、前記無 機結合剤は別として、希望の「生強度」すなわち初期強度を形成する速効性結合 剤成分を含む結合剤の組合せが提案されてきた。

このような結合剤の組合せはたとえば、石灰／澱粉、石灰／水ガラスセメント／ 亜硫酸廃液、セメント／セルロースペーストまたはセメント／ポテトスライムな どである。１０，０００バ一ル以上の高い圧縮圧力の使用および、例えば、石灰 、ドロマイト、マグネサイト、ダンかんらん岩、かんらん石およびボーキサイト のようなアルカリ添加物の使用もまたドライ冶金ダストの石灰ブリケット成形に 対して提案されてきた。これらは一方でブリケット成形補助剤として使用されま た他方で冶金プロセス上プラスの効果を有している。

結合剤またはブリケット成形補助剤を用いた既知のブリケット成形プロセスはす べて、適切なブリケット成形強度を得るために１０ないし２０％以上の結合剤の 量が必要であるという欠点を有している。したがって、プロセスコストは比較的 高くなる。さらに、以後のプロセスに対して部分的に不利を生じる硫黄またはア ルカリのような物質が製品内に入り込むことになる。さらにある場合には、結合 剤の必要な硬化および／またはプレス加工品の以後の乾燥のために技術的なプロ セス条件を形成しなければならない。石灰またはセメントのような粉末状の無機 結合剤はブリケット成形される粉末状材料の部分的にきわめて高い流動性を減少 させることができず；たいていの場合、これらはむしろ流動性を増大させること さえある。この結果圧縮がきわめて困難になり、したがって圧縮圧力が著しく変 動しおよび／または圧縮されるべき未圧縮の材料が圧縮室から多少逃げ出すこと になり、これが製品の品質を低下させかつプレス成形能力を低下させることにな る。

したがって、とくに冶金ダスト、研削ダスト、切削屑、生石灰、石膏および人工 肥料または人工肥料混合物からプレス加工品を製作する上記タイプのプロセスを 改良することおよび前記プロセスをより費用がかからないようにすることが本発 明の目的である。

この目的は本発明により、無機材料に、繊維状に離解された紙または繊維状に離 解されたボール紙が添加されることとおよび離解された紙またはボール紙が無機 材料と均一に混合され、続いて混合物が圧縮されることとにより達成される。適 切な粉砕機により乾燥状態できわめて細かく繊維状に離解された古紙または廃ボ ール紙か結合剤として使用されることが好ましい。古紙または廃ボール紙がまず シュレッド破砕され次にチェッカプレート形状の吐出スクリーンを有するハンマ ーミルにより繊維状に離解する２段粉砕プロセスが有利である。吐出スクリーン のメツシュ幅または同様に使用可能な吐出グリッドの隙間幅は５ｍｍが好ましい 。粉砕された古紙は強力ミキサにより無機材料と均一に混合される。ブーリケッ ト成形材料成分が一緒にミルに供給されるときに高い混合品質が達成される。さ らに、強力作動強制ミキサを個別にあるいは粉砕機と共に使用してもよい。上記 の粉砕および混合条件において古紙の繊維は粉末状材料の流動性を低下させる効 果を有し、同時に圧縮される材料の高い注型性を提供する。さらに、これらは湿 式可塑性または熱可塑性材料の圧力可塑性を低減し、これにより圧縮される材料 がローラプレスのプレス金型から流れ出したりまたは押し出されたりするのが防 止される。したがって、紙繊維はプレス工程に高い安定性を与え、プレスされる 材料を均一に圧搾しかつ圧縮室内に高い圧縮圧力を形成することに有効である。

ローラプレスによる圧縮に関しては、流動性が低下することにより、未圧縮状態 でプレスを離れかつ再びプレスに供給される未圧縮循環材料の量が著しく減少す るという効果が得られる。さらに上記の粉砕および混合条件においては、古紙の 繊維は、紙繊維同士および紙繊維と圧縮される微細粒状材料との間のきわめて強 い結合力の形成によるきわめて大きな結合力が特徴である。さらに、紙繊維によ り強い固定結合が形成される。これらの条件において、微細粒状ブリケット成形 材料は工ないし６重量％の古紙繊維を使用することにより固いプレス加工品に圧 縮可能である。したがって、２０℃のプレス温度においては６０ＭＰ　ａ以上好 ましくは１２０ないし１５０ＭＰ　ａの圧縮圧力が適している。

これらのブリケット成形条件は成形トラフローラプレスで達成するのが好ましく または摩耗の少ない原料の場合にはパンチプレス、スクリュープレスまたはグイ プレスを用いても達成される。

ブリケットは加工、搬送および保管がしやすい。生石灰または生石灰含有材料の 場合、本発明により古紙を添加すると、驚くべきことに、ブリケットが空気にさ らされて保管されたときでも、紙が同様に親水性を有するにもかかわらずブリケ ットの分解が著しく減速されるという効果かある。生石灰から消石灰への変換は 繊維状に離解された古紙の添加により著しく減速される。上記の方法により多く の冶金ダストは他の添加物を全く加えることなくブリケット成形が可能である。

ブリケットが冶金プロセスに再利用される場合、結合剤の量が少ないので、障害 物となる異物の導入が少ないことが有利である。高い強度および高い保管安定性 を特徴とする顆粒は本発明の方法により製造されたプレス加工品から破砕グラニ ユレータにより製作可能である。塩化カリウムまたは硫酸アンモニウムのような 溶解しやすい無機質肥料の場合、顆粒の溶解速度は古紙の添加により著しく低減 される。

この効果は２つの成分すなわち肥料および古紙が親水性または吸湿性物質であれ ばあるほど大きい。肥料顆粒の溶解性の減少は栄養素の最適利用のために有利で ありかつ同時に地下水の汚染のリスクを減少する。さらに、これらの顆粒は著し く改良された貯蔵性が特徴であり、これによりこれらは長時間湿気の多い空気に さらされたりまたは加圧されたりしたときでもサイロ内で詰まりを発生すること はない。紙繊維が吸湿作用および貯蔵中における再結晶ブリッジの形での顆粒本 体間の結合力の形成を抑制するので、顆粒の注型性が維持される。この方法はと くに微細粒状無機物質をブリケット成形しかつ圧縮するのに適している。しかし ながら、この方法は有機物質たとえば種々の品質の石炭に対しても有利に使用可 能である。

その他の有利な態様が従属請求項に記載されている・。

本発明の方法を実施例で詳細に説明する：実施例１： 強制ミキサ内で、粒状度ｄ＝ｏ、５１０ｍｍを有する生石灰９６重量部ときわめ て微細に粉砕された新聞紙の乾燥した紙繊維４重量部とを強力に混合する。プレ スされる均一材料をプレス温度２０℃でかつ１２０ＭＰ　ａの圧縮圧力でブリケ ット成形する。ブリケット成形補助剤として古紙を使用しているので、生石灰ブ リケットの圧縮強度は、古紙繊維Ｏ％における１４．９ＭＰａから２８．６ＭＰ ａに増加する。ブリケットを空気中にさらして３日間保管したのちに測定した耐 摩耗性Ｒ３０（１００）は８．８から６８．１％に増加する。さらにブリケット の耐熱性が上昇する。ブリケットを１０００℃において熱処理したのちには耐摩 耗性Ｒ３０（１００）は２５．５から７６．０％に増加する。

実施例２： 粒状度ｄ＝ｏ、５１０ｍｍを有する製鋼所からの転炉ダスト９７重量部と吐出ス クリーンを有するハンマーミル内での一緒に粉砕され、きわめて微細に粉砕され たボール紙の乾燥した紙繊維３重量部とを強力に混合する。

均一圧縮材料をプレス温度約２０℃でかつ１５０ＭＰａの圧縮圧力でブリケット 成形する。結合剤なしではブリケット成形できない転炉ダストより圧縮強度３５ ＭＰａを有するブリケットが得られる。耐摩耗性Ｒ３０（５０）は７８．５％で ある。上記の圧縮条件において、転炉ダスト９７重量部と２軸ミキサによりボー ル紙箱の古紙繊維３重量部とを混合したとき、圧縮強度３０ＭＰ　ａを有するブ リケットが製造された。

実施例３； 転炉ダスト５０重量部、生石灰４０重量部および焼結ドロマイト１０重量部から なる混合材料９７重量部ときわめて微細に粉砕されたボール紙箱の乾燥した紙繊 維３重量部とを強力作用２軸ミキサにより混合する。混合材料を室温でかつ１５ ０ＭＰ　ａの圧縮圧力でブリケット成形する。古紙繊維を３重量部添加している ので、ブリケットの圧縮強度は古紙繊維０％における２８ＭＰａから３９ＭＰ　 ａに増加する。耐摩耗性Ｒ３０（１００）は５７％から７８％に増加する。

実施例４： 粒状度ｄ＝ｏ、５１０ｍｍを有する塩化カリウム９４重量部ときわめて微細に粉 砕された光沢紙の乾燥した紙繊維６重量部とを強力ミキサ内で均一に混合する。

プレスされる材料の流動性は紙繊維により低減され、一方材料の注型性は改良さ れる。これは、成形トラフローラプレスによる圧縮の間にプレス工程の安定性が 増加するという効果を有し、この結果プレスされないで循環する量が４０％から １０％に減少する。破砕グラニユレータによりプレスシートから粒状度ｄ＝４１ ０を有する顆粒が製造される。顆粒の圧縮強度の特性値は紙の添加によりＲ１， ０からＲ１，０＝８０％に上昇する。さらに顆粒の溶解速度は低下する。紙添加 のない顆粒は水槽内に投入後２４時間で完全に溶解する。光沢紙６％を含む顆粒 は同じ浸漬時間内で溶解によりその質量の４０％を失うにすぎない。

実施例５： 硫酸カリウム５１％、リン酸アンモニウム１６．０％オヨヒ尿素３３％（Ｎ　： 　ＰｔＯｓ：　Ｋ、Ｏ＝　１　：　０．　５　＋１．５）からなるＮＰＫ混合肥 料９４重量部ときわめて微細に粉砕されボール紙の乾燥した紙繊維６重量部とを 強制ミキサ内で混合する。これにより実施例４に記載のプレス技術が有利になり 、成形トラフローラプレスによる圧縮の場合に、循環する材料が５％に低減する 効果を有する。プレス塩から破砕グラニユレータにより製造された顆粒の圧縮強 度は紙の添加によりＲ１，０＝６２からＲ１，０＝９０％に増加する。２４時間 水に漬けたのちでも５０重量％の顆粒が残る。逆に紙を添加しない顆粒は３０分 後に完全に溶解する。顆粒は紙の添加により長い保管寿命を有する。空気中の相 対湿度が８０％以下の範囲内であれば吸湿による詰まりおよび結晶化ブリッジの 形成は発生しない。

実施例６二 水分５％の排ガス脱硫装置からの粉末状石膏の９７重量部と吐出スクリーンを有 するハンマミル内で一緒に粉砕され、きわめて微細に破砕された乾燥した紙繊維 ３重量部とを混合する。紙の添加によりプレスされる材料の流動性が低下し、こ の結果成形トラフローラプレスによる圧縮の場合にプレスされないで循環する量 が４０％から１０％に減少する。プレス塩の耐摩耗性は紙繊維の結合効果により Ｒ３０（１００）＝６０％からＲ３０（１００）＝８７％に増加する。プレス加 工品は耐候性を有する。

補正書の翻訳文提出書 （特許法１８４条の７第１卯 平成６年　６月　２日

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．微細粒状材料のブリケット（塊）成形および圧縮方法において； 前記材料に、繊維状に離解された乾燥した紙または繊維状に離解された乾燥した ポール紙が添加されることと；および、離解された乾燥した紙または乾燥したボ ール紙が前記材料と均一に混合され、続いて混合物が圧縮されることと； を特徴とする微細粒状材料のブリケット成形および圧縮方法。
2. ２．古紙または廃ボール紙が使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．古紙がきわめて微細に繊維状に離解されることを特徴とする請求項１または ２記載の方法。
4. ４．古紙がメッシュまたは隙間幅が５ｍｍより小さい吐出スクリーンまたは吐出 グリッドを有するミル内で繊維状に離解されることを特徴とする請求項１ないし ３記載のいずれかの方法。
5. ５．まず古紙がシュレッド破砕され次にハンマーミル内で繊維状に離解されるこ とを特徴とする請求項１ないし４記載のいずれかの方法。
6. ６．圧縮される混合物が約１０重量％以下の離解紙を含むことを特徴とする請求 項１ないし５記載のいずれかの方法。
7. ７．圧縮される混合物が約５重量％以下の離解古紙を含むことを特徴とする請求 項１ないし６記載のいずれかの方法。
8. ８．圧縮圧力が４０ＭＰａより大きいことを特徴とする請求項１ないし７記載の いずれかの方法。
9. ９．圧縮圧力が１２０ないし１５０ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項 １ないし８記載のいずれかの方法。
10. １０．圧縮される混合物が次に造粒されることを特徴とする請求項１ないし９記 載のいずれかの方法。
11. １１．前記微細な粒状材料として無機材料が使用されることを特徴とする請求項 １ないし１０記載のいずれかの方法。
12. １２．前記微細な粒状材料として有機材料が使用されることを特徴とする請求項 １ないし１１記載のいずれかの方法。