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JP2003284973A - 石炭灰の処理方法 - Google Patents

石炭灰の処理方法

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Publication number
JP2003284973A
JP2003284973A JP2003016006A JP2003016006A JP2003284973A JP 2003284973 A JP2003284973 A JP 2003284973A JP 2003016006 A JP2003016006 A JP 2003016006A JP 2003016006 A JP2003016006 A JP 2003016006A JP 2003284973 A JP2003284973 A JP 2003284973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
coal ash
flotation
unburned
ash
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003016006A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideji Michihashi
秀治 道端
Masayoshi Asada
正吉 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP2003016006A priority Critical patent/JP2003284973A/ja
Publication of JP2003284973A publication Critical patent/JP2003284973A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメント、コンクリートや建材の原料等に用
いられる石炭灰(フライアッシュ)の処理方法であっ
て、石炭灰中の未燃炭分を効率よく分離できるようにす
る石炭灰の処理方法を提供する。 【解決手段】 石炭灰の水スラリに捕集剤を添加して未
燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリに起泡
剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未燃炭分
を付着させ浮上させる浮選工程と、を備えた石炭灰の処
理工程において、捕集剤としてドデシルアミン、オクタ
デシルアミン等のアミン類とその誘導体、ヘキサデシル
トリメチルアンモニウム、ナフチルアミン、アニリン等
のアンモニウム類あるいはその誘導体等の陽イオン捕集
剤を使用することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、セメント、コン
クリートや建材の原料等に用いられる石炭灰(フライア
ッシュ)の処理方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】石炭灰は微粉炭焚きボイラ等から発生す
るが、この石炭灰の中には未燃炭分が含まれている。こ
の未燃炭分は、石炭灰を利用する上で次のような問題を
引き起こす。例えば、セメント混和材として石炭灰を利
用する場合、石炭灰中に未燃炭分が含まれていると、コ
ンクリート混練時に高価な空気連行剤(AE剤)が未燃
炭分に吸収されるため、多量の空気連行剤が必要にな
る。また人工軽量骨材等の原料として石炭灰を使用する
場合、原料中に多くの未燃炭分が含まれていると、骨材
等の強熱減量(Ig−Loss)が大きくなる。 【0003】そのため、未燃炭分の少ない石炭灰だけを
コンクリートの原料等に利用し、未燃炭分の多く含まれ
ている石炭灰は利用されず産業廃棄物として捨てられ
る。しかし、建材等の原料として有効な石炭灰を廃棄す
ることは不経済であり、またその廃棄処理には多くの費
用が必要となる。 【0004】そこで従来浮遊選鉱、即ち石炭灰の水スラ
リに捕集剤を添加して未燃炭分を疎水化させる疎水化工
程と、該水スラリに気泡剤を添加して気泡を発生させ、
その気泡に前記未燃炭分を付着させ浮上させる浮選工程
とを備えた石炭灰の処理工程により石炭灰から未燃炭分
を分離している。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】従来の石炭灰の処理方
法は、捕集剤として重油を用いるものであり、大量処理
が可能であると言う長所を有するが、その反面、石炭灰
中の未燃炭分を効率よく分離できないという問題があ
る。この発明は、上記事情に鑑み石炭灰中の未燃炭分を
効率よく分離できるようにすることを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、石炭灰の水スラリに捕集剤を添
加し未燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリ
に気泡剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未
燃炭分を付着させ浮上させる浮選工程とを備えた石炭灰
の処理方法において、捕集剤として陽イオン性捕集剤を
使用することを特徴とする。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、この発明を詳しく説明す
る。陽イオン捕集剤としてはドデシルアミン、オクタデ
シルアミン等のアミン類とその誘導体、ヘキサデシルト
リメチルアンモニウム、ナフチルアミン、アニリン等の
アンモニウム類あるいはその誘導体が挙げられ、中でも
ドデシルアミンアセテート、オクタデシルアミンは後述
する未燃炭分の疎水化に極めて優れ、陽イオン捕集剤と
して好適に用いることができる。陽イオン捕集剤はその
内部に極性部と非極性部を有しており、この非極性部が
石炭灰の未燃炭分表面で、酸化され形成されたCOO
H,OH基等の極性基と結び付き、非極性部が表面に出
ることにより未燃炭分を疎水化ものと思われる。また、
陽イオン捕集剤の添加量としては石炭灰に対して10-5
〜10-2Wt%である。これが10-5Wt%より少ない
と疎水化効果が十分ではなく、10-2Wt%以上添加し
ても疎水化効果はあまり変わらず、経済的に不利とな
る。 【0008】この発明は、陽イオン捕集剤に加えて無極
性試薬を併用することができる。無極性試薬としてはケ
ロシン、キシレン、シクロヘキサン、デカン等が好適に
用いられが、中でもケロシン、デカンが前記陽イオン捕
集剤との相性に優れ、より好適に用いられる。陽イオン
性捕集剤と無極性試薬を併用することにより、陽イオン
捕集剤と結び付きある程度疎水化された未燃炭分表面
に、更に無極性試薬が結び付くことにより一層疎水化さ
れる。 【0009】陽イオン捕集剤と無極性試薬を混合しエマ
ルジョン化したものを捕集剤として添加することによ
り、さらに好適に未燃炭分を疎水化させることができ
る。このエマルジョン化した捕集剤は陽イオン捕集剤お
よび無極性試薬をそのまま添加したものと比較して、捕
集剤が溶媒中(水中)に細かく分散され、陽イオン捕集
剤と無極性試薬の交互作用がうまく行われることが考え
られる。陽イオン捕集剤と無極性試薬の混合比としては
10-3モル濃度の陽イオン捕集剤を基準としこの陽イオ
ン捕集剤/無極性試薬体積比を1/3以上にすることが
好ましい。ここでエマルジョン化としては、陽イオン捕
集剤と無極性試薬の混合液に超音波をかけたりする他、
攪はん、振とう等、いずれの方法を用いても良い。 【0010】この発明は、石炭灰スラリに陽イオン捕集
剤を単独で、あるいは無極性試薬と併用して捕集剤とし
て使用することで未燃炭分を疎水化させるとともに、該
水スラリに気泡剤を添加し気泡を発生させ、その気泡表
面に未燃炭分を付着させて浮上させることができる。 【0011】 【実施例】実施例1 浮選槽に水400mlと微粉炭焚きボイラ等から発生す
るIg−Loss(強熱減量)9.04Wt%の石炭灰
10gを攪伴しながら混合し、水スラリにする。このと
きのPHはPH調整を行わない自然PHで10〜11で
ある。これに陽イオン捕集剤の一種であるドデシルアミ
ンアセテート(以下DAA)をDAAモル濃度が2.
5,5.0,7.5,12.5,20.0x10-6Mに
なるように添加し、攪伴しながら3分間放置した(疎水
化工程)。これにより石炭灰中の未燃炭分を疎水化させ
る。 【0012】疎水化工程の後、前記水スラリに気泡剤と
してパイン油を16mg添加し浮選槽の底部から空気を
吹き込み気泡を発生させ、該気泡に未燃炭分を付着させ
浮上させる。この浮上した気泡をオーバーフロー分とし
て取り出す。この工程を3分間継続して行う(浮選工程
1)。次にパイン油を16mg添加し再度、前記浮選工
程1と同様の工程を3分間行った(浮選工程2)。この
時のDAA添加量と浮選槽内に残った石炭灰のIg−L
ossの関係を図1に示した。 【0013】比較例1 浮選槽に水400mlとIg−Loss9.04%の石
炭灰10gを攪伴しながら混合し水スラリとする。この
水スラリにPH調整剤として塩酸あるいは水酸化ナトリ
ウムを加えPHを2〜12に調整する。これに、捕集剤
として無極性試薬であるケロシン、キシレン20mgあ
るいは捕集剤を加えずに攪伴しながら3分間放置する。
次に気泡剤としてパインオイルを16mg加え浮選槽底
部から空気を吹き込み気泡を生成させると同時に生成し
た気泡をオーバーフロー分として取り出した(浮選工程
1)。再度、気泡剤としてパインオイルを16mg加え
前記浮選工程1を行った(浮選工程2)。前記浮選工程
は3分間行う。この時の浮選槽内部に残った石炭灰とI
g−Lossの関係を図2に示した。 【0014】図2から明らかなように、PH調整剤を添
加しない自然PH10〜11で無極性試薬を捕集剤とし
て添加して浮選処理を行ったものは、気泡剤のみで捕集
剤を添加せず処理を行ったものと変化はなく、捕集剤の
影響はないことが分かる。また図1を図2と比較するこ
とにより、自然PH10〜11で捕集剤としてDAAを
添加し処理を行ったものは、浮選槽内部に残った石炭灰
のIg−Lossが、捕集剤を添加せず処理を行ったも
のと比較して、かなり低下していることが分かる。この
ように自然PHにおいてもDAAを捕集剤として用いる
ことにより石炭灰中の未燃炭分を効果的に除去すること
ができた。 【0015】実地例2 浮選槽に水400mlと微粉炭焚きボイラ等から発生す
るIg−Loss9.04Wt%の石炭灰10gを攪伴
しながら混合し、水スラリにする。このときのPHはP
H調整を行わない自然PHで10〜11である。これに
DAAをモル濃度が5x10-6Mになるように添加し攪
伴しながら3分間放置した(疎水化工程)。この後、気
泡剤であるパインオイルを16mg添加し、浮選槽底部
から空気を吹き込み気泡を生成させる。この気泡に石炭
灰の未燃炭分を付着させ浮上させると同時に生成した気
泡をオーバーフロー分として取り出す工程を3分間行っ
た(浮選工程1)。次に無極性試薬であるケロシン20
mgおよびデカン16mgを捕集剤として添加し浮選槽
底部から空気を吹き込み、前記浮選工程1と同様な工程
を行う。以上の結果を表1に示した。この表1と図1を
比較することにより浮選槽内部に残った石炭灰のIg−
Lossが、DAAを単独で捕集剤として使用したもの
と比較して、無極性試薬を併用することにより未燃分を
効果的に除去することができた。 【0016】 【表1】 【0017】実地例3 浮選槽に水400mlと微粉炭焚きボイラ等から発生す
るIg−Loss9.04Wt%の石炭灰10gを攪伴
しながら混合し、水スラリにする。このときのPHはP
H調整を行わない自然PHで10〜11である。これに
DAA0.001M溶液と無極性試薬を2:1の体積比
で混合し、超音波をかけることによりエマルジョン化し
たものを捕集剤として0.1,0.3,0.5,1.
0,1.5ml添加し3分間放置した(疎水化工程)。
無極性試薬としてはケロシン及びデカンを使用した。疎
水化工程の後、前記水スラリに気泡剤としてパイン油を
16mg添加し浮選槽の底部から空気を吹き込み気泡を
発生させ、該気泡に未燃炭分を付着させ浮上させる。こ
の浮上した気泡をオーバーフロー分として取り出す。こ
の工程を3分間継続して行う(浮選工程1)。次にパイ
ン油を16mg添加し再度、前記浮選工程1と同様の工
程を3分間行った(浮選工程2)。この時のエマルジョ
ン添加量と浮選槽内に残った石炭灰のIg−Lossの
関係を図3に示した。 【0018】この図3から分かるようにエマルジョンの
添加量が増えるにしたがい前記Ig−Lossは大幅に
低下しており、ケロシンを使用したエマルジョン添加量
1.0mlではIg−Loss1.9Wt%まで低下し
た。 【0019】実施例4 浮選槽に水400mlと微粉炭焚きボイラ等から発生す
るIg−Loss9.04Wt%の石炭灰10gを攪伴
しながら混合し、水スラリにする。このときのPHはP
H調整を行わない自然PHで10〜11である。これに
DAAの濃度を10-6〜10-3Mに変化させた無極性試
薬と2:1の体積比で混合し、超音波をかけることによ
りエマルジョン化したものを捕集剤として1ml添加し
3分間放置した(疎水化工程)。疎水化工程の後、前記
水スラリに気泡剤としてパイン油16mgを添加し浮選
槽の底部から空気を吹き込み気泡を発生させ、該気泡に
未燃炭分を付着させ浮上させる。この浮上した気泡をオ
ーバーフロー分として取り出す。この工程を3分間継続
して行う(浮選工程1)。次にパイン油を16mg添加
し再度、前記浮選工程1と同様の工程を3分間行った
(浮選工程2)。この時のDAA濃度と石炭灰のIg−
lossの関係を図4に示した。この図4から分かるよ
うにDAAの濃度が高くなるにしたがいIg−loss
は大幅に低下した。 【0020】 【発明の効果】本発明は陽イオン捕集剤を単独、あるい
は無極性試薬と併用し捕集剤として使用しているため
に、従来例と比較して多くの未燃炭分が気泡に付着す
る。このため、石炭灰中の未燃炭分をきわめて効率よく
分離することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】実施例1における浮選槽内に残った石炭灰のI
g−LossとDAA濃度の関係を示すグラフである。 【図2】比較例1における浮選槽内に残った石炭灰のI
g−LossとpHの関係を示すグラフである。 【図3】実施例3における浮選槽内に残った石炭灰のI
g−Lossとエマルジョンの添加量の関係を示すグラ
フである。 【図4】実施例4における浮選槽内に残った石炭灰のI
g−Lossとエマルジョン中のDAA濃度の関係を示
すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 石炭灰の水スラリに捕集剤を添加して未
    燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリに起泡
    剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未燃炭分
    を付着させ浮上させる浮選工程とを備えた石炭灰の処理
    方法において、捕集剤として陽イオン捕集剤を使用する
    ことを特徴とする石炭灰の処理方法。
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