JPH08318244A - 硫黄固化成形物の製造方法及びその装置 - Google Patents

硫黄固化成形物の製造方法及びその装置

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JPH08318244A
JPH08318244A JP15111395A JP15111395A JPH08318244A JP H08318244 A JPH08318244 A JP H08318244A JP 15111395 A JP15111395 A JP 15111395A JP 15111395 A JP15111395 A JP 15111395A JP H08318244 A JPH08318244 A JP H08318244A
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steelmaking
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俶将 猪狩
Chujiro Nishida
忠次郎 西田
Katsuyoshi Toyofuku
勝良 豊福
Toshiyuki Kunibe
俊行 国部
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IKARI KANKYO KAGAKU KENKYUSHO KK
NISHIDA KOGYO KK
Tanaka Iron Works Co Ltd
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IKARI KANKYO KAGAKU KENKYUSHO
IKARI KANKYO KAGAKU KENKYUSHO KK
NISHIDA KOGYO KK
Tanaka Iron Works Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製鋼スラグ、製鋼ダストなどを硫黄で溶融固
化して、強度などの性能、品質が一定し、有毒重金属種
などの溶出のない固化成形物を工業的に製造することが
できる方法を提供する。 【構成】 製鋼スラグ、製鋼ダストなどの原料の含水量
を３重量％以下とし、次いでこの原料を溶融硫黄と１１
９〜１５９℃で加熱混練し、液状硫黄を固形原料の空隙
に浸透させて、流動性混練物を調製し、次いでこの混練
物を所定の形状に成形する硫黄固化成形物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼スラグ、製鋼ダス
トなどの硫黄固化成形物の製造方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鋼スラグ、製鋼ダストなどや、
その他の産業廃棄物は、適当な処理方法がなく、そのま
ま廃棄処分されていたりした。しかし、近年、資源の有
効活用や廃棄物の減少を図る観点から、再生資源の利
用、いわゆるリサイクルが注目され検討されており、そ
れに対する具体的な技術の確立の必要性が指摘されてい
る。このような背景のもとで製鋼スラグなどの産業廃棄
物の再生利用、固化封鎖について種々検討を重ねられて
いるが有害重金属の溶出防止、再生処理品の有効利用に
耐える物性の達成などの点で満足しうる方法は開発され
るに至っていない。またこのような再生利用の処理を工
業的規模で実施するのに適当な装置はまだ開発されてい
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
製鋼スラグ、製鋼ダストなどを硫黄で溶融固化して、強
度などの性能、品質が一定し、有害重金属種などの溶出
のない固化成形物を工業的に製造することができる方法
とそれに用いる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、 （１）製鋼スラグ、製鋼ダストなどの原料の含水量を３
重量％以下とし、次いでこの原料を溶融硫黄と１１９〜
１５９℃で加熱混練し、液状硫黄を固形原料の空隙に浸
透させて、流動性混練物を調製し、次いでこの混練物を
所定の形状に成形することを特徴とする硫黄固化成形物
の製造方法、及び有害重金属種の封鎖システム （２）製鋼スラグ、製鋼ダストなどの原料の加熱乾燥装
置と、これらの原料と硫黄との溶融混練装置と、原料と
硫黄との溶融混練物を所定の形状に成形する成形装置と
を具備してなることを特徴とする硫黄固化成形物の製造
装置 を提供するものである。
【０００５】次に、本発明を図示の一実施例に従って説
明する。図中１は製鋼スラグのホッパー、２は焼却灰の
ホッパー、３は製鋼ダストのホッパーである。４、５、
６はそれらのホッパーからのそれぞれ原料の計量槽であ
り、計量されて、それぞれの原料の所定量が、フィーダ
ー７に供給される。２１、２２、２３は、原料の加熱乾
燥装置であり、加熱乾燥装置は、重油等を燃料とするバ
ーナなどを付設したものでロータリキルン等の加熱乾燥
装置である。加熱乾燥装置では原料の温度を１２０〜２
００℃程度に加熱し、同時に含水量を３重量％以下、好
ましくは１重量％以下とする。９、１０、１１は混練機
であり、これらの混練機にはフィーダー７より所定量の
原料混合物が投入される。１２はこのフィーダー７に装
入する硫黄のタンクである。１３は添加剤である。硫黄
はタンク１２で所定の温度に加熱され、パイプ１４、１
５を通って混練機９、１０、１１にそれぞれ所定量供給
される。なお、タンク１２には必要により脱臭装置を付
設しておく。さらに適宜添加剤がパイプ１６、１５より
供給される。ここで添加剤とは、例えば硫黄の硬化を遅
らせるための添加剤があげられる。混練機９、１０、１
１には前記フィーダー７よりの混合物及びパイプ１５か
らの硫黄及び添加剤が装入されたのち、混練が行われ
る。
【０００６】この混練機９、１０、１１について述べる
と、混練機形式の選定をする場合、骨材に硫黄が十分浸
透するための時間をとることに重点をおいて混練機を選
定すればよく、一軸、二軸又はバッチ式、連続式等どの
ような形式でもよいが、バッチ式で二軸パグミルタイプ
の循環混合機で、パドルチップの軌道を互いにラップさ
せて均一混合をはかる装置を用いるのが一般的である。
本発明の混練機はできるだけ長時間をかけて硫黄が十分
浸透する方式をとることが必要である。
【０００７】しかし、硫黄混練物の場合の硫黄は酸化は
ほとんどなく、数分〜数十分におよぶ長時間の混合によ
って、骨材の空隙に硫黄が浸透することで、良質な硫黄
混練物を生産することができる。また、硫黄混練物混練
機は各種の骨材の配合に対応しやすいように混練機にイ
ンバータ等の可変速装置を取り付けておけば、機械摩
耗、消費動力の少ない、より低コストで良質な硫黄混練
物の生産ができる。さらに重要なことは、混合中に混練
機内の原料を通常９５〜１５０℃程度、最高でも１６０
℃程度、好ましくは１１５〜１４０℃に保たなければな
らないということである。そこで混練機外周を保温材で
囲うこと、電気ヒータ、熱媒体油、水蒸気等の熱源で混
練機壁を加熱することが好ましい。また、混合中の混練
機内部から発生する粉塵及び有害なガスを吸引すること
が必要なので、吸引による温度低下を防ぐため内部を加
熱することもある。
【０００８】混練機への原料供給順序は任意に変更でき
るようにしておく。これにより、材料の種類及び配合の
変化に対応しやすい。材料の種類、配合によっては混合
中に骨材に硫黄が多量浸透することもある。このような
場合は必要硫黄を一度に混練機に供給すると混練機内が
水状になり、軸及び排出ゲートのシール部等からの洩れ
を生じやすくなったり、混練機内の混合羽根で混合物を
はね上げることもあるので複数回に分けて硫黄を混練機
内へ供給する。硫黄混練物には鉄鋼スラグ等のように摩
耗を促進させる材料を使用するので、混練機内の混合羽
根、混練機ケースライナには耐摩耗性の鋳物、セラミッ
クス等を使用することなどが好ましい。
【０００９】本発明において混練機はバッチ式が好まし
い。混練機は、バッチ方式であれば、脱水加熱した材料
が保温ホッパーに貯留されているものを、目的に応じて
混練機の中に順序を変えて投入できる利点がある。例え
ば粒径的に細粒であるダスト及び廃棄物と硫黄を混練
しておき、後から粗粒であるスラグ及び廃棄物を投入し
混練する方法、細粒ダストと粗粒スラグを混合した中
に硫黄を投入して混練して混練を完結する方法、粗
粒、細粒、硫黄を一度に投入し、混練を完結する方法、
等の種々の投入順序を選択できる。また、液状硫黄の固
形状物の空隙への浸透は、混練時の温度条件、撹拌速
度、滞留時間の調整によって行うことができる。
【００１０】本発明における混練機で、液状硫黄が脱水
乾燥固体の表層の総てに親和性をもって拡散することが
必要である。そのため、重要なことは、混合時間及び材
料の温度が一定の幅の中に止められていることである。
すなわち、液状硫黄の物性として、１１９〜１５９℃で
１１ｃｐ、７ｃｐとなるので、この温度幅を守る必要が
ある。１５９℃以上では急速に粘度上昇となり、１８７
℃では１０5 ｃｐとなり、ゴム弾性体に近い。また１１
９℃では単斜晶形の固体となり、１１２℃では斜方晶形
となる。常温では最も安定なＳα：Ｓ8 環状の固体（斜
方晶形）となるが、Ｓｌｉｑ→Ｓαの際、Ｆｅ、Ｍｎな
どの重金属との親和性から、これらの共存がＳαの安定
性、収縮性に影響を与えることとなる。
【００１１】図中１７は移動式計量機、１８はクッカー
車である。混練機９、１０、１１で調製された流動状の
混練物は、混練機から移動式ホッパー１７からクッカー
車１８に移される。排出され、必要により型ワクに流し
込みパネル状にし、必要に応じて内部に鉄筋等を設置す
る場合や必要な形状にして固化する場合がある。また一
方、砕石状のものや砂状のものを取り出すために、流動
状の混練物の（１４０〜１２０℃）流下方向に電動フル
イを設け、フルイのサイズに応じて粒径を整え、水中に
投入し固化させる装置を硫黄固化物の使用目的に応じて
選択できる。また、同様にフルイの下に移動型の耐熱ベ
ルトコンベヤーを設け望ましい形状サイズの粒径別に徐
々に冷却固化すると徐冷硫黄固化物が得られる。
【００１２】本発明においては、硫黄固化物に混合する
原料としては、製鋼スラグ、製鋼ダスト、有害物質を含
有する産業廃棄物などがあり、その詳細及びこれらを処
理する場合の組成については、特公昭６２−５１４４０
号、同６１−１５７５９号、同６２−１５７２４号、特
公平２−４９６８０号などに記載されている。本発明に
用いられる製鋼スラグ、製鋼ダストの組成、種類（発生
源）については特に制限はない。これらの原料の組成な
どが若干変わっても本発明によれば安定した固化封鎖が
できる。この製鋼スラグ、製鋼ダストの組成の一例を示
す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】また、本発明においては、溶融硫黄と混練
する原料中には、都市ごみ焼却灰、石炭用火力発電設備
から排出される石炭灰（焼却灰＋シンダーアッシュ＋フ
ライアッシュ、特に異物混入が多いフライアッシュ）、
シュレッダーダストを硫黄固化物の性状を損なわない範
囲（例えば固形原料中約５５重量％以下、好ましくは３
０重量％以下）で、混入してもよい。
【００１６】なお、使用される硫黄以外の副資材である
製鋼スラグ、製鋼ダスト、ＥＰダスト、都市ゴミ焼却
灰、火力発電よりの石炭焼却灰、有害重金属含有汚泥乾
燥物（例：チタン廃スラグ）等の微紛を含むものは、実
処理工程中で飛散することがある。これらは有害重金属
を含むため、二次公害の発生除去装置は付与する必要が
ある。この場合は図２に示す如く原料５０をドライヤー
５１で乾燥後、サイクロン５２で除じん、バグフィルタ
ー５３で微紛を除去し、最後に脱臭と除じんを目的とし
た湿式スクラバー５４の３段処理で対応することができ
る。図示、点線内部分５５は、スラグ用、ダスト用、廃
棄物用の用途に応じて並列あるいは３系列設けられる。
図中５６はホッパー、５７は計量槽、５８はミキサーで
ある。図中、図１と同符号は同じものを示す。
【００１７】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。
【実施例】次の原料を用い硫黄固化物を製造した。 １）製鋼スラグ：転炉灰と称されるものを５００ｇ準備
した。 粒径・・・・・４．０〜０．２５ｍｍの徐冷スラグ（Ｉ
Ｄ−Ｃ３） 水分・・・・・下記の通り かさ比重・・・２．０４ｇ／ｃｍ2 Ｔ−Ｆｅ・・・５８．８％ ２）製鋼ダスト：４００ｇ準備した。 粒径・・・・・１．０〜０．２５ｍｍの磁選粉（ＬＤ−
ＯＢ） 水分・・・・・下記の通り かさ比重・・・１．８２ｇ／ｃｍ2 Ｔ−Ｆｅ・・・５９．８％ ３）硫黄は石油精製の脱硫硫黄で、純度９９．５％以上
のものを４００ｇ使用した。当然、このものには水分は
含有されていない。通常１２０℃±５℃で加熱し、液状
にして保存する。製鋼スラグ、製鋼ダストと硫黄の混融
前の全量に対し含水率を１％以下、３％程度、７％程
度、１０％程度として混融する。１２０〜１３０℃での
混融時間は２０分間とした。水の添加量と残留量は、相
関性が乏しい。何故ならば、水分調整を行っても、混融
温度が１２０〜１３０℃であれば、共存成分となる水分
の揮散は乏しいので厳密な値とならない。
【００１８】
【表３】
【００１９】混合溶融時の含水率が３％を越えると、同
一条件で操作しても得られる硫黄固化物の性状が変動
し、初期の含水率の調整は重要であることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、製鋼スラグ、製鋼ダス
トなどの原料を硫黄で極めて効果的に確実に固化封鎖で
き、強度の高い硫黄固化成形物を得ることができる。特
に本発明によれば有害重金属種を含む廃棄物から、その
溶出を完全に防止した硫黄固化成形物を得ることができ
る。本発明の硫黄固化物成形装置によれば、製鋼スラ
グ、製鋼ダストなどに硫黄を用いて新しい成形品である
硫黄固化成形品を連続的、効率的に製造できる。また本
発明の装置によれば硫黄固化成形品を一定品質で安定し
て製造することができる。このように本発明の硫黄固化
成形物の製造方法及び硫黄固化物成形装置によれば、従
来、あまり有効なリサイクル手段がなかった製鋼スラ
グ、製鋼ダストなどを原料に新しい製品、成形品を得る
ことができ、再生資源の利用の点でその意義が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る硫黄固化成形物の製造装置の一実
施例の説明図である。
【図２】本発明に係る硫黄固化成形物の製造装置の他例
の説明図である。
【符号の説明】
１ 鉄鋼スラグのホッパー ２ 練和灰のホッパー ３ 製鋼ダストのホッパー ４ 鉄鋼スラグの計量槽 ５ 練和灰の計量槽 ６ 製鋼ダストの計量槽 ７ 移動式計量フィーダー ９、１０、１１ 混練機 １２ タンク １３ 添加剤 １４、１５、１６ パイプ １７ 移動式硫黄固化物ホッパー １８ クッカー車 ２１、２２、２３ 加熱乾燥装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 忠次郎 神奈川県川崎市高津区諏訪２丁目８番14号 株式会社西田鉱業内 (72)発明者 豊福 勝良 佐賀県三養基郡基山町小倉629−７ 田中 鉄工株式会社内 (72)発明者 国部 俊行 佐賀県三養基郡基山町小倉629−７ 田中 鉄工株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製鋼スラグ、製鋼ダストなどの原料の含
    水量を３重量％以下とし、次いでこの原料を溶融硫黄と
    １１９〜１５９℃で加熱混練し、液状硫黄を固形原料の
    空隙に浸透させて、流動性混練物を調製し、次いでこの
    混練物を所定の形状に成形することを特徴とする硫黄固
    化成形物の製造方法。
  2. 【請求項２】 製鋼スラグ、製鋼ダストなどの原料の加
    熱乾燥装置と、これらの原料と硫黄との溶融混練装置
    と、原料と硫黄との溶融混練物を所定の形状に成形する
    成形装置とを具備してなることを特徴とする硫黄固化成
    形物の製造装置。
JP15111395A 1995-05-26 1995-05-26 硫黄固化成形物の製造方法及びその装置 Pending JPH08318244A (ja)

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