JPH0132196B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ともに産業廃棄物である石炭灰と転
炉スラグとから、有用な鉄を回収するとともに、
ケイ酸、マグネシウムおよびリン酸を肥料として
有効な形態で含有するケイ酸肥料を製造する方法
に関する。 石油の需給関係の緊迫化と価格の高謄につれ
て、再び石炭が使用されるようになつて来た。し
かし、石炭は燃焼後に多量の残灰が発生し、その
量は、もちろん石炭の種類によつても異なるが、
もとの石炭の重量の15〜20％にも及ぶのがふつう
である。従つて、その廃棄をどうするかという、
別の問題が重要になりつつある。 一方、製鋼作業に伴つて生じる転炉スラグもま
た、これといつた利用の途をもたない産業廃棄物
であつて、その処分に困つている。 石炭灰中には、ケイ酸、アルミナ、酸化カルシ
ウムおよび酸化鉄のほかに、若干の未燃焼炭素お
よび微量ではあるが、ホウ素などの諸成分が含ま
れている。最近は、燃焼排ガス中のNO_x分を抑
制するため、バーナー温度を低目にして操業せざ
るを得ず、未燃焼炭素分は、後に示すように数％
にも及ぶ。また、転炉スラグ中には、多量の酸化
カルシウムのほかに、ケイ酸、酸化鉄、リン酸、
酸化マグネシウムなどが含まれている。 本発明者らは、これらの廃棄物中の有用成分を
再利用することを意図し、協力して研究の結果、
石炭灰中の未燃焼炭素を利用して、灰およびスラ
グ中の酸化鉄をかなりの割合で還元して金属鉄に
できること、および全体をガラス質にすることに
より、マグネシウムおよびリン酸がク溶性の形態
で存在し、かつホウ素が適量含まれたケイ酸質物
が得られることを見出して本発明に至つた。 本発明の産業廃棄物からケイ酸肥料を製造する
方法は、石炭灰と転炉スラグとを混合して溶融
し、灰に含まれている灰素分により灰およびスラ
グ中の酸化鉄の少なくとも一部を金属鉄に還元
し、溶融物を水冷することによつて、ケイ酸、マ
グネシウムおよびリン酸を肥料として有効な形態
で含有するガラス質物を粉砕された状態で得、そ
れから金属鉄を分離回収することからなる。 石炭灰と転炉スラグとの配合割合は、それぞれ
に含まれている有用成分の割合、および得ようと
する製品の特性の関連に従つて決定する。実際上
は、処理すべき廃棄物として発生する両者の量比
が、重要な因子となるかもしれない。一般には、
重量比で８：２〜２：８、好ましくは６：４ ４：６の範囲からえらぶとよく、とくにこの好
ましい量比の場合には、溶融物の粘度が低くな
り、比較的低温で溶融しタツプすることができて
有利である。 混合物の溶融は、上記のように原料の配合割合
にもよるが、一般に1300゜〜1600℃の温度におい
て行なう。このための装置としては、高温を得や
すいアーク炉が適当である。 転炉スラグは、製鋼工程が終つたところで溶融
状態で得られるから、その保有する顕熱および潜
熱を利用することが得策であつて、転炉から直
接、たは一旦とりべに受けた溶融スラグを、上記
のアーク炉に移注し、そこで若干の電力を使つて
温度を高め、石炭灰との反応を行なう態様が、本
発明にとつては実用的である。スラグと石炭灰と
の混合は、上記の移注に際して溶融スラグ流に石
炭灰を投入して流下とともに撹拌させるか、また
はアーク炉中にあらかじめ石炭灰を装入してお
き、その上から溶融スラグを注入することにより
撹拌効果を生じさせるかするとよい。 石炭灰と転炉スラグとの混合溶融により、酸化
鉄はその少なくとも50％、操業が好ましく行なわ
れた場合には60〜70％、またはそれ以上が還元さ
れ、金属鉄になる。溶融物の水冷粉砕に際して、
この鉄は粒状体となり、ガラス物質とはほぼ完全
に別々になるので、磁力選鉱等の手法により、容
易に回収できる。この回収鉄は、もちろん製鋼原
料として再利用可能である。 溶融物の水冷粉砕は、たとえば高炉スラグの水
砕において確立された技術に従つて行なえばよ
い。 金属鉄の粒子を分離したガラス質物は、水砕条
件によつても多少異なるが、川砂程度の粒子であ
つて、そのままケイ酸肥料として施用できる。周
知のとおり、ケイ酸質肥料、通称ケイカル肥料
は、重要な普通肥料の一つである。ケイカル肥料
としてみたとき、本発明によるものは、転炉スラ
グ中のCaOとSiO₂との量比では後者が不足する
ところを、石炭灰からのSiO₂がこの不足を補う
ので、バランスのとれたものとなる。また、転炉
スラグ中のマグネシウムやリン酸（その一部は灰
からも加わる）がク溶性の形態となつて有効化さ
れており、かつ石炭灰中のホウ素などの微量成分
が利用できる。このケイ酸肥料はまた、土壌改良
資材としても有用である。 このように、本発明は、処理に困る産業廃棄物
から有用なケイ酸肥料を製造するとともに、金属
鉄を回収して資源のより効率的な利用を実現す
る。 実施例 下記の組成をもつ（重量％）、火力発電所から
排出される石炭灰であるフライアツシユと、普通
鋼の製鋼に際して発生した転炉スラグとを、原料
として使用した。

【表】 ＊ 原子吸光法 〓

〓により測定

＊＊ バナドモリブデン酸法〓
上記の原料を種々の割合で混合して高周波炉を
用いて溶解し、溶融物を水中に投入して急冷し
た。 (1) 石炭灰600ｇ、転炉スラグ175ｇ（77：23）を
混合、1585℃で溶融した。溶融物は粘く、流動
性が低かつた。 水砕により、砂状の生成物560ｇを得た。 その成分および溶出分はつぎのとおりである。

【表】 (2) 石炭灰480ｇ、転炉スラグ320ｇ（６：４）を
混合、1450℃に昇温して溶融したが、溶融物は
低粘度で、1300℃でもタツピング可能であつ
た。 水砕により得られた砂状物中に球状の金属鉄
が混在していたので、磁力により選別した。 得られた生成物は、ガラス質物705ｇ、金属
鉄32ｇであつた。ガラス質物の組成と溶出分と
を、下に示す。

【表】 (3) 石炭灰320ｇ、転炉スラグ480ｇ（４：６）を
混合し、1450℃まで昇温した。この場合も溶融
物は低粘度で、1300℃においても易動性であつ
た。 水砕生成物中に、かなりの量の金属鉄の粒子
が見受けられ、その量は32ｇ、また生成ガラス
質物は670ｇであつた。

【表】 (4) 石炭灰120ｇ、転炉スラグ480ｇ（２：８）を
混合し、溶融した。溶融物の粘度はいく分高
く、1450℃でタツピングを行なつた。 砂状のガラス質物510ｇ、および粒状の金属
鉄42ｇを得た。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭灰と転炉スラグとを混合して溶融し、灰
   に含まれている炭素分より灰およびスラグ中の酸
   化鉄の少なくとも一部を金属鉄に還元し、溶融物
   を水冷することによつて、ケイ酸、マグネシウム
   およびリン酸を肥料として有効な形態で含有する
   ガラス質物を粉砕された状態で得、それから金属
   鉄を分離回収することからなる産業廃棄物からケ
   イ酸肥料を製造する方法。 ２ 石炭灰と転炉スラグとを、重量比で８：２〜
   ２：８、好ましくは６：４〜４：６の範囲内の割
   合で混合して溶融する特許請求の範囲第１項のケ
   イ酸肥料を製造する方法。 ３ 製鋼工程から溶融状態で得た転炉スラグをア
   ーク炉に移注し、そこで石炭灰とともに溶融させ
   る特許請求の範囲第１項のケイ酸肥料を製造する
   方法。