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JP2022116475A - Slag hue control device and method - Google Patents

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JP2022116475A
JP2022116475A JP2021012652A JP2021012652A JP2022116475A JP 2022116475 A JP2022116475 A JP 2022116475A JP 2021012652 A JP2021012652 A JP 2021012652A JP 2021012652 A JP2021012652 A JP 2021012652A JP 2022116475 A JP2022116475 A JP 2022116475A
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JP
Japan
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slag
hue
melting
furnace
additive
Prior art date
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Pending
Application number
JP2021012652A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光宏 多田
Mitsuhiro Tada
哲夫 明石
Tetsuo Akashi
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering 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 JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
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Abstract

【課題】 廃棄物や焼却灰を溶融して得られる黒色スラグを緑色や茶色にして種々の用途に使用範囲を広げる。【解決手段】 上記課題は、廃棄物または焼却灰を溶融し、スラグを生成する溶融炉と、前記溶融炉で生成された前記スラグの成分を分析する分析手段と、前記分析手段で分析された分析結果をもとに、前記スラグを所望の色相にするための添加剤を選定する添加剤選定手段と、前記溶融炉で生成され排出された前記スラグと、前記添加剤選定手段により選定された添加剤を溶融混合し改質スラグを生成する混合炉と、前記混合炉で生成された前記改質スラグを受け入れ、冷却する冷却手段とを備えたスラグの色相制御装置と、色相制御方法によって解決される。【選択図】 図1A black slag obtained by melting waste or incineration ash is made green or brown to widen its range of use in various applications. SOLUTION: The above problems are solved by a melting furnace that melts waste or incinerated ash to generate slag, an analysis means that analyzes the components of the slag generated in the melting furnace, and a Based on the analysis results, the additive selection means for selecting additives for making the slag a desired hue, the slag generated and discharged from the melting furnace, and the additive selection means. Solved by a slag hue control device comprising a mixing furnace for melting and mixing an additive to generate a modified slag and a cooling means for receiving and cooling the modified slag generated in the mixing furnace, and a hue control method be done. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、一般廃棄物や焼却灰を溶融した後に生成されるスラグの色相を制御する装置と方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for controlling the hue of slag produced after melting municipal solid waste and incineration ash.

従来から一般廃棄物や焼却灰を溶融炉で溶融した後に生成されるスラグの有効活用がなされている。このスラグは、一般的に黒色を呈しており、用途別に一定の処理がなされた後、土木用資材や建設用資材、道路用路盤材として用いられている。 Conventionally, effective utilization of slag produced after melting general waste and incineration ash in a melting furnace has been made. This slag generally exhibits a black color, and is used as civil engineering materials, construction materials, and roadbed materials after undergoing a certain treatment for each application.

従来例としては、例えば特許文献1には、廃棄物を溶融固化処理して得たスラグを土木建設資材として供給するスラグの改質方法に関する発明が開示されている。この発明によれば、スラグを塩化カルシウムの溶融物中に浸漬させることによってスラグの表面が侵食され、その粒子形状、表面性状、および黒色度を同時に改善することができるので、土木建設資材として使用可能なスラグが得られる。 As a conventional example, for example, Patent Document 1 discloses an invention relating to a slag reforming method for supplying slag obtained by melting and solidifying waste as a civil engineering and construction material. According to this invention, the slag surface is eroded by immersing the slag in the molten calcium chloride, and the particle shape, surface properties, and blackness can be improved at the same time, so that the slag can be used as a civil engineering and construction material. A possible slag is obtained.

また、特許文献2には、溶融スラグの再利用を図ることができる溶融スラグの着色方法に関する発明が開示されている。この発明によれば、金属炭化物または黒鉛の存在下において、灰溶融スラグに、酸化チタンを1~10重量%添加して溶融させることにより、溶融スラグを黄金色に着色させ、溶融スラグを再利用することができる。 Further, Patent Document 2 discloses an invention relating to a method for coloring molten slag, which enables recycling of molten slag. According to the present invention, 1 to 10% by weight of titanium oxide is added to molten ash slag and melted in the presence of metal carbide or graphite, thereby coloring the molten slag golden and reusing the molten slag. can do.

特開平10-101383号公報JP-A-10-101383 特開平8-259281号公報JP-A-8-259281

山口晃: “ガラスの着色について” 色材, 52,11 p.642-649, 1979Akira Yamaguchi: “Coloring of Glass” Shikizai, 52, 11 p.642-649, 1979

しかしながら、特許文献1に開示された発明では、スラグの黒色度を改善するための工程が複雑になるという課題があった。また、特許文献2に開示された発明では、溶融スラグを黄金色にしか着色できないという課題があった。本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、容易に他の色相に制御することが可能なスラグの色相制御装置及びスラグの色相制御方法を提供することを目的とする。 However, the invention disclosed in Patent Document 1 has a problem that the process for improving the blackness of the slag becomes complicated. Moreover, in the invention disclosed in Patent Document 2, there is a problem that the molten slag can only be colored in golden color. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a slag hue control apparatus and a slag hue control method that can easily control the hue to another hue.

本発明者らは、廃棄物を焼却処理した残渣をスラグ化して有効利用することを研究していて、たまたま緑色のスラグに遭遇し、これが上品な色合いで商品価値が高いと考えた。そこで、緑色にする添加剤として酸化鉄を考え、2価の鉄にすれば緑色に、3価の鉄にすれば茶色になるだろうと着色ガラスの性状から考えた。その性状の記載例としては、たとえば、非特許文献1では、鉄イオン着色として、Fe2+はガラスに青色を帯びさせ、Fe3+は黄褐色を与えるとの記載がある。そして、スラグ中の2価の鉄と3価の鉄の平衡は雰囲気と塩基度が関係しているので、酸素分圧が減少して還元性が増し、塩基度が増加すると、鉄イオンが3価から2価に変化するだろうと考えた。そこで、スラグに酸化鉄を加え、塩基度を調整して雰囲気を酸化性あるいは還元性にして溶融したところ、塩基度を高めて還元性雰囲気で溶融すれば緑色になり、一方、雰囲気を酸化性にすれば塩基度に係わりなく茶色になることを見出した。 The inventors of the present invention have been researching the effective use of slag from incinerated residue, and happened to come across green slag, which they thought had an elegant color and high commercial value. Therefore, iron oxide was considered as an additive to make it green, and from the properties of colored glass, it was thought that if it was made of divalent iron, it would be green, and if it was made of trivalent iron, it would be brown. As an example of the description of the properties, for example, Non-Patent Document 1 describes that Fe 2+ imparts a blue tint to the glass and Fe 3+ imparts a yellowish brown color to the glass as iron ion coloring. Since the equilibrium of divalent iron and trivalent iron in the slag is related to the atmosphere and basicity, when the partial pressure of oxygen decreases and the reducibility increases and the basicity increases, iron ions are reduced to 3. I thought it would change from valence to 2 valence. Therefore, when iron oxide is added to the slag, and the basicity is adjusted and the atmosphere is adjusted to be either oxidizing or reducing, the molten slag becomes green. It was found that a brown color was obtained regardless of basicity.

本発明は、係る知見に基いてなされたものであり、廃棄物または焼却灰を溶融し、スラグを生成する溶融炉と、前記溶融炉で生成された前記スラグの成分を分析する分析手段と、前記分析手段で分析された分析結果をもとに、前記スラグを所望の色相にするための添加剤を選定する添加剤選定手段と、前記溶融炉で生成され排出された前記スラグと、前記添加剤選定手段により選定された添加剤を溶融混合し改質スラグを生成する混合炉と、前記混合炉で生成された前記改質スラグを受け入れ、冷却する冷却手段とを備えたスラグの色相制御装置と、廃棄物または焼却灰を溶融してスラグを生成し、前記スラグの成分を分析して、その分析結果をもとに、前記スラグを所望の色相にするための添加剤を選定し、選定された添加剤を前記スラグに混合して酸化性または還元性雰囲気で溶融してその色相を改質することを特徴とするスラグの色相制御方法を提供するものである。 The present invention has been made based on such knowledge, and includes a melting furnace that melts waste or incinerated ash to generate slag, an analysis means that analyzes the components of the slag generated in the melting furnace, Based on the analysis results analyzed by the analysis means, additive selection means for selecting additives for making the slag a desired hue, the slag generated and discharged from the melting furnace, and the addition A slag hue control device comprising: a mixing furnace for melting and mixing an additive selected by an agent selecting means to generate a modified slag; and a cooling means for receiving and cooling the modified slag generated in the mixing furnace. Then, the waste or incineration ash is melted to generate slag, the components of the slag are analyzed, and based on the analysis results, additives are selected to make the slag the desired hue. The present invention provides a method for controlling the hue of slag, characterized in that the added additive is mixed with the slag and melted in an oxidizing or reducing atmosphere to modify the hue of the slag.

本発明によれば、廃棄物を焼却し、残渣を溶融して得られた従来黒色であったスラグを簡単な手段で緑色又は茶色に変えて商品価値を高め、用途範囲を広げて廃棄物の焼却残渣を有効利用することができる。 According to the present invention, the conventionally black slag obtained by incinerating waste and melting the residue can be changed to green or brown by a simple means to increase the commercial value and expand the range of use to reduce waste. Incineration residue can be effectively used.

本発明の色相制御の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of hue control of the present invention. 本発明の色相制御で得られたスラグの写真である。4 is a photograph of slag obtained with the hue control of the present invention; 本発明の色相制御で得られたスラグの写真である。4 is a photograph of slag obtained with the hue control of the present invention;

本発明で色相を制御されるスラグは、廃棄物または焼却灰を溶融されることによって生成されるものである。廃棄物の種類は問わず、例えば、刈り取った草木類、家屋等の廃材、廃プラスチック等の工場廃棄物や食品加工廃棄物、生ごみや廃プラスチック、草木類等が混在する都市ごみなどが含まれる。 The slag whose hue is controlled by the present invention is produced by melting waste or incineration ash. Regardless of the type of waste, for example, cut plants, waste materials from houses, industrial waste such as waste plastic, food processing waste, kitchen garbage, waste plastic, municipal waste mixed with plants, etc. be

廃棄物または焼却灰を溶融してスラグを生成する溶融炉は、一般にスラグの溶融に用いられる炉であればよいが、未焼却の廃棄物の場合は、まず、燃焼させて焼却残渣としてから溶融する炉、例えばガス化溶融炉、ガス化改質炉などが用いられる。他の炉で焼却処理されて残った主灰や飛灰などの焼却残渣である焼却灰や燃焼性のない廃棄物の場合には、灰溶融炉があり、さらに、この灰溶融炉は、燃料式(バーナー式灰溶融炉、コークスベッド式灰溶融炉)と電気式(電気抵抗式灰溶融炉、プラズマ式灰溶融炉)などに分類される炉形式を用いる。 The melting furnace for melting waste or incinerated ash to produce slag may be any furnace that is generally used for melting slag. Furnaces such as gasification melting furnaces and gasification reforming furnaces are used. In the case of incineration ash, which is incineration residue such as bottom ash and fly ash left after incineration in other furnaces, and non-combustible waste, there is an ash melting furnace. Furnace types classified into type (burner type ash melting furnace, coke bed type ash melting furnace) and electric type (electric resistance type ash melting furnace, plasma type ash melting furnace) are used.

本発明のスラグの色相制御は、酸化鉄を用いて緑色または茶色にすることによって行われる。そこで、スラグの酸化鉄の含量が不足する場合には、酸化鉄を加える。ただし、硫黄分やりん分を多く含む酸化鉄は好ましくない。酸化鉄は2価でも3価でもよく、酸化鉄には、圧延工場で生成するスケール(2価)でもよい。酸化鉄の含量はFe換算で0.1質量%以上でおおむね10質量%程度まで添加する。添加量によって色に特段の違いはないが、0.1質量%を下回ると色が不明瞭になる。酸化鉄の添加量が多すぎると溶融するためのエネルギーを無駄に使用することになるので、おおよそ1質量%程度でよい。
酸化鉄を加えた溶融状態では、
Color control of the slag of the present invention is achieved by using iron oxide to make it green or brown. Therefore, iron oxide is added when the iron oxide content of the slag is insufficient. However, iron oxide containing a large amount of sulfur and phosphorus is not preferable. The iron oxide may be divalent or trivalent, and the iron oxide may be scale (divalent) produced in a rolling mill. The content of iron oxide is 0.1% by mass or more and is added up to about 10% by mass in terms of Fe 2 O 3 . Although there is no particular difference in color depending on the amount added, if the amount is less than 0.1% by mass, the color becomes unclear. If the amount of iron oxide added is too large, energy for melting is wasted, so about 1% by mass is sufficient.
In the molten state with added iron oxide,

Figure 2022116475000002
の反応が成立していると考えられる。
Figure 2022116475000002
It is considered that the reaction of

そして、色を緑色にする場合は、塩基度(CaO/SiOの重量比)を1以上で雰囲気を還元性雰囲気にする。塩基度を大きくすると、式1の酸素イオンの化学エネルギーが大きくなるため、式1の反応は左向きに進行し、鉄2価イオンが多くなると考えられる。また、還元性雰囲気にすると、酸素分圧が低下するので、式1の反応は左向きに進行し、やはり鉄2価イオンが多くなると考えられる。塩基度を大きくするもしくは還元性雰囲気にするとスラグの緑色は濃くなる傾向がある。式1の反応は、高温での反応なので、十分はやく平衡に到達すると考えらえる。 When the color is to be green, the basicity (weight ratio of CaO/SiO 2 ) is 1 or more and the atmosphere is made a reducing atmosphere. It is thought that increasing the basicity increases the chemical energy of the oxygen ions of Formula 1, so that the reaction of Formula 1 proceeds leftward and the number of divalent iron ions increases. In addition, it is considered that the oxygen partial pressure decreases when the atmosphere is reduced, so that the reaction of Formula 1 proceeds leftward and the amount of divalent iron ions also increases. The green color of the slag tends to become darker when the basicity is increased or the atmosphere is reduced. Since the reaction of Equation 1 is a reaction at high temperatures, it is believed that equilibrium will be reached quickly enough.

一方、色を茶色にする場合は、雰囲気を酸化性雰囲気にすれば、塩基度にかかわらず茶色になる。酸化性雰囲気にすると、酸素分圧が増加するので、式1の反応は右向きに進行し、やはり鉄3価イオンが多くなると考えられる。酸化性雰囲気にするとスラグの茶色は濃くなる傾向がある。 On the other hand, when making the color brown, if the atmosphere is an oxidizing atmosphere, the color will be brown regardless of the basicity. Since the oxygen partial pressure increases in an oxidizing atmosphere, the reaction of Formula 1 proceeds rightward, and it is thought that the amount of trivalent iron ions also increases. In an oxidizing atmosphere, the brown color of slag tends to become darker.

また、塩基度を小さくすると、式1の酸素イオンの化学エネルギーが小さくなるため、式1の反応は右向きに進行し、鉄3価イオンが多くなると考えられたが、明確な差異は認められなかった。 In addition, when the basicity is decreased, the chemical energy of the oxygen ion in Formula 1 decreases, so the reaction in Formula 1 proceeds to the right, and it was thought that the amount of trivalent iron ions would increase, but no clear difference was observed. rice field.

塩基度の調整は、塩基度調整剤の添加によって行うが、塩基度を高める場合には、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムや炭酸マグネシウムの複合塩などのカルシウムやマグネシウムの化合物を加える。カルシウム化合物のなかでも、例えば、塩化カルシウムなどはスラグを潮解させるので好ましくない。一方、塩基度を低下させる場合には、二酸化珪素を加える。二酸化珪素は、珪石や土壌などの形で加えることができる。 The basicity is adjusted by adding a basicity adjuster, but when increasing the basicity, calcium and magnesium compounds such as calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and complex salts of magnesium oxide and magnesium carbonate are added. Add. Among calcium compounds, for example, calcium chloride is not preferable because it deliquesces the slag. On the other hand, when lowering the basicity, silicon dioxide is added. Silicon dioxide can be added in the form of silica stone, soil, or the like.

雰囲気を酸化性または還元性にする手段は、通常は、空気をもとにした雰囲気に酸化性ガスや還元性ガスを存在させて、雰囲気全体を酸化性あるいは還元性にすることであるが、実用的には酸化性ガスとしては酸素ガスが、還元性ガスとしては一酸化炭素ガスが用いられる。そして、還元性雰囲気の場合は、酸素ガス分圧が0.1気圧以下、好ましくは10-3気圧以下にされ、酸化性雰囲気の場合は酸素ガスを分圧が0.1気圧以上、通常大気がそのまま使用される。 Means for making the atmosphere oxidizing or reducing are usually by making the entire atmosphere oxidizing or reducing by the presence of an oxidizing gas or a reducing gas in an air-based atmosphere. Practically, oxygen gas is used as the oxidizing gas, and carbon monoxide gas is used as the reducing gas. In the case of a reducing atmosphere, the oxygen gas partial pressure is set to 0.1 atm or less, preferably 10 -3 atm or less. is used as is.

溶融炉で生成したスラグは色相制御を行うために、まず成分分析を行う。本発明においては、色相の制御をスラグに含まれる酸化鉄と塩基度(CaO/SiOの重量比)で行うので、成分分析はこれらについて行う。分析手段としては、蛍光X線分析などを利用できる。 In order to control the hue of the slag produced in the melting furnace, the components are first analyzed. In the present invention, since the hue is controlled by the iron oxide contained in the slag and the basicity (weight ratio of CaO/SiO 2 ), the components are analyzed. Fluorescent X-ray analysis or the like can be used as analysis means.

次に、この成分分析の結果をもとに、スラグを所望の色相にするため添加剤の選定を行う。色相を制御したスラグを市場に出すためには同一品質のものを供給できるようにしなければならないので、単にスラグを緑色または茶色にするだけではなく、色合いや色の濃度もなるべく同一になるようにする。そこで、スラグの酸化鉄(たとえば、Fe、FeOなど)の含有量が設定値の範囲内になるように酸化鉄の添加量を定める。そして、塩基度が設定値の範囲内になるように石灰または二酸化珪素の添加量を定める。 Next, based on the results of this component analysis, additives are selected to give the slag a desired hue. In order to bring hue-controlled slag to the market, it is necessary to be able to supply slag of the same quality. do. Therefore, the amount of iron oxide to be added is determined so that the content of iron oxide (for example, Fe 2 O 3 , FeO, etc.) in the slag is within the set value range. Then, the amount of lime or silicon dioxide to be added is determined so that the basicity is within the range of the set value.

添加剤選定手段は、これらを行う手段であるので、酸化鉄の投入量決定手段、計量手段と供給手段、スラグの塩基度に応じた石灰または珪石の選択手段と投入量決定手段、計量手段と供給手段などからなる。 Since the additive selection means is a means for performing these, iron oxide input amount determination means, weighing means and supply means, lime or silica stone selection means and input amount determination means according to slag basicity, weighing means It consists of supply means and the like.

添加剤の選定と投入量が決まったら、これを溶融炉で生成されたスラグに投入する。酸化鉄は、通常は粉末であるが溶液やスラリーで加えることも可能である。このとき、スラグは溶融炉から出されているので、これを混合炉に入れて溶融して前記で定められた添加剤を投入して色相の改質をおこなう。 After the selection of the additive and the amount to be added are determined, the additive is added to the slag generated in the melting furnace. Iron oxide is usually powdered, but can also be added as a solution or slurry. At this time, since the slag has been discharged from the melting furnace, the slag is put into a mixing furnace and melted, and the additives specified above are added to modify the hue.

混合炉は、スラグを溶融できる炉であればよく、やはり、電気炉、誘導加熱炉、プラズマ溶融炉などが用いられる。これらの炉は、雰囲気を酸化性と還元性のいずれにも変えられるものであるので、原則として密閉構造のものが用いられる。ただし、スラグを生成した溶融炉からスラグを取り出さないで、添加剤を投入することもでき、その場合は、スラグを生成した溶融炉が混合炉と兼用になる。 The mixing furnace may be any furnace capable of melting slag, and electric furnaces, induction heating furnaces, plasma melting furnaces, and the like are also used. Since these furnaces can change the atmosphere to either an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere, as a general rule those with a closed structure are used. However, the additive can be added without removing the slag from the melting furnace that generated the slag, in which case the melting furnace that generated the slag also serves as the mixing furnace.

添加物の添加時期は、スラグの溶融前後いずれでもよく、また、一度に投入しても連続的あるいは間欠的に投入してもよい。 The additive may be added before or after the slag is melted, and may be added at once, continuously, or intermittently.

混合炉内の加熱温度はスラグを溶融できればよく通常1100~1500℃程度で、加熱時間は色相変化がほぼ完了する程度、現実的には3分~30時間程度でよい。 The heating temperature in the mixing furnace may be about 1100 to 1500° C., as long as the slag can be melted, and the heating time is about 3 minutes to 30 hours, which is enough to substantially complete the color change.

混合炉内で色相の改質が行われた改質スラグは、取り出されて冷却される。 The modified slag that has undergone color modification in the mixing furnace is taken out and cooled.

冷却手段としては、スラグをどのような形状にするかによって種々選択でき、水冷、空冷等いずれでもよいが、通常は破砕物にすることと操業効率から水冷で行われる。装置としては、水砕装置、徐冷装置(パン冷却)、双ロール装置などを使用することができる。 Various cooling means can be selected according to the shape of the slag, and either water cooling or air cooling may be used, but water cooling is usually used in view of crushing and operational efficiency. As an apparatus, a water granulator, a slow cooling apparatus (pan cooling), a twin roll apparatus, or the like can be used.

冷却手段で冷却された改質スラグは、必要により、その色相を測定する色相測定手段を設ける。この色相測定手段は、得られた改質スラグが所定の色相を有しているかどうか確認するものであり、スラグの可視光域での吸収スペクトルについて可視分光測定器を用いて測定することや、簡易には目視判定などが用いられる。 If necessary, the modified slag cooled by the cooling means is provided with a hue measuring means for measuring its hue. This hue measuring means confirms whether the obtained modified slag has a predetermined hue, and measures the absorption spectrum of the slag in the visible light region using a visible spectrometer, A simple visual judgment or the like is used.

色相測定手段で改質スラグが所定の色相になっていなかった場合、この改質スラグの色相を再調整する。この色相再調整手段としては、少量ならば混合炉に再度投入して、色相を変えることが望ましいが、量が多い場合、もとの溶融炉に再度投入して溶融する。 If the hue measuring means does not indicate that the modified slag has a predetermined hue, the hue of the modified slag is readjusted. As a means for readjusting the hue, if the amount is small, it is desirable to put it back into the mixing furnace to change the hue, but if the amount is large, put it back into the original melting furnace and melt it.

本発明によるスラグの色相制御の一例を図1に示す。同図に示すように廃棄物または焼却灰を灰溶融炉で溶融してスラグを生成し、そのスラグの成分を分析して、所望の色相になるように添加剤である酸化鉄や塩基度調整剤の添加量を計算して、これを混合炉に加えてスラグとともに混合溶融し、スラグを混合炉から取り出して冷却装置で冷却して、色相を測定し、所定の色相になっていれば保管ヤードで保管する。 An example of slag hue control according to the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, waste or incinerated ash is melted in an ash melting furnace to generate slag, the components of the slag are analyzed, and the additive iron oxide and basicity are adjusted to achieve the desired hue. Calculate the amount of the agent to be added, add it to the mixing furnace and mix and melt it with the slag, remove the slag from the mixing furnace and cool it with a cooling device, measure the hue, and store it if it has the predetermined hue. Store in yard.

草木類を主とする焼却灰を電気炉で1300℃に加熱して溶融し、これを水に投入して急冷し、緑黒色、黒色、緑色の3種のサンプルを得た。
この3種のサンプルを蛍光X線分析装置で分析した結果を表1に示す。
Incinerated ash, mainly composed of plants, was heated to 1300° C. in an electric furnace and melted, and then put into water and rapidly cooled to obtain three kinds of samples of greenish black, black, and green.
Table 1 shows the results of analyzing these three types of samples with a fluorescent X-ray analyzer.

Figure 2022116475000003
Figure 2022116475000003

3種のサンプルはいずれも淡い草色と黒褐色の粒子の混合であり、緑黒色のサンプルはいずれの粒子も相当量含まれており、黒色のサンプルは黒褐色の粒子が多く、緑色のサンプルはほとんどの粒子が淡い草色であった。 All three samples are a mixture of light grass-colored and black-brown particles, the green-black sample contains a considerable amount of all particles, the black sample contains many black-brown particles, and the green sample contains most of the particles. The particles were pale grass color.

各粒子をいずれも5gずつアルミナるつぼと炭素るつぼに入れ、大気雰囲気で1300℃の状態で30分保持した後、るつぼごと水中に入れて急冷した。 5 g of each particle was placed in an alumina crucible and a carbon crucible, held at 1300° C. in an air atmosphere for 30 minutes, and then placed in water together with the crucible for quenching.

得られた各スラグを×50のマイクロスコープで撮影した写真を図2に示す。アルミナるつぼの酸化性雰囲気で溶融したスラグはいずれも茶色になったが、炭素るつぼの還元性雰囲気で溶融したスラグはいずれも緑色になった。 A photograph of each obtained slag taken with a ×50 microscope is shown in FIG. All the slags melted in the oxidizing atmosphere of the alumina crucible turned brown, while all the slags melted in the reducing atmosphere of the carbon crucible turned green.

都市ごみ焼却施設から排出された焼却灰を電気炉で1300℃に加熱して溶融し、これを水に投入して急冷し、黒色のスラグを得た。このスラグを蛍光X線分析装置で分析したところ、CaO22.02重量%、SiO43.26重量%、Al15.79重量%、Fe0重量%で塩基度0.50であった。 Incinerated ash discharged from a municipal waste incineration facility was heated to 1,300° C. in an electric furnace to melt it, and then it was quenched by putting it into water to obtain black slag. When this slag was analyzed by a fluorescent X-ray spectrometer, it was found to be 2.02 wt% CaO, 43.26 wt% SiO2 , 15.79 wt% Al2O3 , 0 wt% Fe2O3 , and a basicity of 0.50. Met.

この黒色スラグに消石灰を加えて塩基度を1、1.2とし、Feを1.5重量%(外数で、スラグと消石灰の合計に対する値)添加した。 Slaked lime was added to this black slag to adjust the basicity to 1 or 1.2, and 1.5% by weight of Fe 2 O 3 (exclusive value for the sum of slag and slaked lime) was added.

こうして、塩基度が0.5、1、1.2の3種類のスラグを調整し、各5gを酸化性雰囲気はアルミナるつぼに、還元性雰囲気は炭素るつぼに入れて、いずれも大気中に1300℃で30分間保持した後、るつぼごと水中に入れて急冷した。 In this way, three types of slag with basicities of 0.5, 1, and 1.2 were prepared, and 5 g of each was placed in an alumina crucible in an oxidizing atmosphere and in a carbon crucible in a reducing atmosphere, and each was placed in the atmosphere at 1300 After holding at ℃ for 30 minutes, the whole crucible was immersed in water and quenched.

得られた各スラグを×50のマイクロスコープで撮影した写真を図3に示す。アルミナるつぼの酸化性雰囲気で溶融したスラグは塩基度にかかわらず茶色に変化した。また、炭素るつぼの還元性雰囲気で溶融したスラグは、塩基度が0.5のものは元の無色のままであったが、塩基度1以上で緑色に変化した。 A photograph of each obtained slag taken with a ×50 microscope is shown in FIG. The slag melted in the oxidizing atmosphere of the alumina crucible turned brown regardless of the basicity. The slag melted in the reducing atmosphere of the carbon crucible remained colorless when the basicity was 0.5, but changed to green when the basicity was 1 or more.

本発明で色相を制御したスラグは、緑色、茶色とも上品な色で、好感度が高いので、土木用資材や建築用資材、道路用路盤材に使用できる外、意匠性が高いため新たな用途にも使用できる。 The slag whose hue is controlled by the present invention has elegant green and brown colors and is highly favored, so it can be used for civil engineering materials, construction materials, and roadbed materials. can also be used for

Claims (4)

廃棄物または焼却灰を溶融し、スラグを生成する溶融炉と、
前記溶融炉で生成された前記スラグの成分を分析する分析手段と、
前記分析手段で分析された分析結果をもとに、前記スラグを所望の色相にするための添加剤を選定する添加剤選定手段と、
前記溶融炉で生成され排出された前記スラグと、前記添加剤選定手段により選定された添加剤を溶融混合し改質スラグを生成する混合炉と、
前記混合炉で生成された前記改質スラグを受け入れ、冷却する冷却手段と、
を備えたスラグの色相制御装置。
a melting furnace for melting waste or incineration ash to produce slag;
analysis means for analyzing components of the slag produced in the melting furnace;
Additive selection means for selecting an additive for making the slag a desired hue based on the analysis result analyzed by the analysis means;
a mixing furnace for melting and mixing the slag generated and discharged from the melting furnace and the additive selected by the additive selecting means to generate a modified slag;
cooling means for receiving and cooling the reformed slag produced in the mixing furnace;
Slag hue control device with
前記冷却手段によって冷却された前記改質スラグの色相を測定する色相測定手段を備えた請求項1に記載のスラグの色相制御装置。 2. A slag hue control apparatus according to claim 1, further comprising hue measuring means for measuring the hue of said modified slag cooled by said cooling means. 前記改質スラグが所望の色相になっていない場合、前記改質スラグの色相を再調整する色相再調整手段を備えた請求項1又は2に記載のスラグの色相制御装置。 3. The slag hue control device according to claim 1, further comprising hue readjustment means for readjusting the hue of the modified slag when the modified slag does not have a desired hue. 廃棄物または焼却灰を溶融してスラグを生成し、前記スラグの成分を分析して、その分析結果をもとに、前記スラグを所望の色相にするための添加剤を選定し、選定された添加剤を前記スラグに混合して酸化性または還元性雰囲気で溶融してその色相を改質することを特徴とするスラグの色相制御方法。 Waste or incineration ash is melted to generate slag, the components of the slag are analyzed, and based on the analysis results, additives are selected to make the slag the desired hue. A method for controlling the hue of slag, comprising mixing an additive into the slag and melting the slag in an oxidizing or reducing atmosphere to modify the hue of the slag.
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