【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は排煙脱硫石膏等、針状結晶を有する嵩
高な石膏又はその他の工程より副生する主として
嵩高な石膏の成形方法に関する。例えば石灰石膏
法排煙脱硫装置よりの副生石膏を特定の見掛比重
としてセメント原料として適する形態に成形する
方法である。
従来、石膏をセメントの凝結抑制剤として利用
することはよく知られており、天然品の他、化学
製品製造時の副産物、各種硫酸処理時の副生石膏
が多量に使用されてきた。更に最近、排煙脱硫装
置の普及によりかかる装置からの副生石膏が多量
に生ずる。排煙脱硫工程からの副生石膏は一般に
重油等の燃焼排ガス中の硫黄分を吸収塔により
CaOで補足回収後、遠心分離して得たもので一般
に数％〜数拾％の水分を含む針状結晶であり、見
掛比重は約0.4ｇ／cm3〜0.6ｇ／cm3と極めて小さ
い。
ところが、セメント製造工業等で利用される石
膏は粉砕ミル中でクリンカー分と有効に混合され
る必要上、比較的高い見掛比重が望まれる。更に
設備の合理化、巨大化等の事情から取り扱いの容
易な粒状とすることが要請される。即ち、崇高い
粉末状の石膏をそのまま使用した場合、ミル中で
の混練が難かしく場合によつては吹き抜けを生じ
飛散し易い。このため作業環境を汚染するおそれ
がある。又、サイロやホツパー等においてブリツ
ジを形成し易いし、貯蔵、運搬にも崇ばるなどの
問題があつた。その為、従来は上記の如き湿潤石
膏を乾燥し、圧縮して用いていた。このために要
する設備、燃料費は相当なものであつた。他方、
長時間野積みにしておく方法も採られたが、この
方法にあつては場所と時間を要し、好ましくなか
つた。
これらの方法にかえて、例えば混練機により石
膏を混練し、結晶構造を変え高比重とする方法、
或いは加圧成形する方法なども考えられるのであ
ろうが、前者はセメント原料などに適するところ
までは変成することができず、後者は次に述べる
理由により十分な成果があげ得なかつたのであ
る。即ち、乾燥石膏にあつてはこれを圧縮しても
十分な強度の粒状物が得難く、且つ湿潤状態で得
られる石膏を乾燥するためのエネルギーの損失が
大きい。また湿潤石膏は粘着力が大きく成形機に
付着し、思うように造粒することができないので
ある。
本発明者等は上述の諸条件を種々検討した結
果、造粒手段によつて例えば排煙脱硫工程から副
生する如き湿潤石膏をセメントの原料に適する形
態の石膏に変換することを図つた。即ち、本発明
は表面温度が50〜120℃、好ましくは70〜100℃に
保たれた、一方又は両方のロール表面に多数の凹
部を有する一対の加圧成形用ロールに４〜12重量
％、好ましくは６〜10重量％の水分を含有する石
膏を供給し、加圧成形するものである。この場
合、得られた造粒物は一般に見掛比重0.8ｇ／cm3
更には1.2ｇ／cm3以上に調製するのが好ましい。
本発明において最も重要なことは、被成形石膏
が４〜12重量％の水を含んでおり且つ加圧成形用
ロールの表面温度を50℃以上、一般には120℃以
下に保つことである。該温度に保つことによりロ
ール表面の凹部への石膏の付着が防止でき、又、
一旦付着した石膏もロールの回転により容易に剥
離する。上記温度は石膏の水分含量により若干異
なり、水分含量の大きいもの程、高く保つのが好
ましい場合が多いので使用する石膏の状態に合せ
て50〜120℃の範囲内で適宜調整するのがよい。
本発明において水分を４重量％以下含有する石
膏にあつては、乾燥に要するエネルギーの無駄で
あるばかりか、造粒物の強度が小さく比重も大き
くならないのでセメント原料用として好ましい成
形物が得られない。また、12重量％以上の水分を
含む場合には成形機への付着が大きく十分な速度
で造粒し難く、極端に水分が多い場合には成形す
ることが困難となるばかりか、成形物の強度も減
少する。
また、ロール表面温度は一般に石膏の付着防止
のために有効であるが、更に加圧時の温度により
石膏の表面の結晶に変化を生ぜしめる役割もあ
り、得られた石膏の表面硬度の増大など成形物に
与える影響も大きい。即ち、50℃以下ではこれら
の作用が乏しく実用的でなく、又
120℃以上では水分の蒸発速度が大きくなり得
られる造粒物の強度をかえつて低下させる傾向が
ある。
ロールの表面温度を50℃以上に保つ方法とし
て、例えばロールの表面に熱風を送る方法、ヒー
ターによりロールを加熱する方法、或いは蒸気又
は温水をロール内に循環することにより加熱する
方法等があるが、特にロール内面に蒸気又は温水
を循環させる方法が好ましい。
本発明に用いる一方又は両方のロール表面に多
数の凹部を有する一対の加圧成形用ロールの材
質、形状、構造等は公知のものが特に制限なく用
いられるが特に一方のロールがゴムライニングさ
れているものが好ましい場合がある。また成形条
件は石膏の供給速度にもよるが、通常ロール間隔
は２〜５mm、ロールの回転速度５〜20rpm程度が
一般的である。凹部、即ちロールポケツトの形状
も任意であるが、一般にコイン形、アーモンド
形、豆炭形、球形などでその長径は数センチ及至
拾数センチ程度である。
以下本発明の成形方法を図面により説明する。
第１図は本発明の圧縮成形の概念を示す図であ
り、ベルトコンベヤー１などにより運ばれて来る
湿潤石膏２はロール成形機３のホツパー４に投入
される。
該成形機は、加熱機構を備えた一対のロール
５，５′が適当な駆動手段により互いに矢印の方
向に回転しており、ホツパー４に供給された石膏
２は適宜、ロール間で加圧成形され、粒状となつ
て下方に排出される。ロール５，５′は例えば第
２図に示す如く一方（又は両方）の表面に凹部６
が多数設けられており、石膏はこれらの凹部の形
状に造粒される。
本発明において最も重要なことは加圧成形ロー
ルの表面温度を50℃以上に保つことであり、該温
度に保つための一例を第３図に示す。即ち、本例
にあつては、ロールを温水又は蒸気で加熱するも
のであり、第３図においてロール５は軸受７，
７′の一方７中を貫通する２重管８を有し、該２
重管はロータリージヨイント９を介して、内管が
供給管１０と、又、外管が排出管１１と夫々接続
されている。またロール内空間１２内で２重管の
内管の先端が開口し、外管先端は閉塞しており壁
側に１又は２以上の孔１３を有する。
本発明においては、温水又は蒸気は供給管１０
から供給され、ロータリージヨイント９を経由し
２重管８の内管から形成ロール５又は５′の内部
空間部１２へ供給される。温水又は蒸気は成形ロ
ールの内部空間部１２を満し、成形ロール５又は
５′を加熱する。次に温水又は蒸気は２重管８の
外管に設けられた２重管外管開口１３を経由し、
ロータリージヨイント９を通り排出管１１により
機外へ排出される。
勿論、本発明においては加熱手段はこれらの例
に限定されず公知のものが全て採用し得る。
以下、本発明を実施例に基づき説明するが本発
明は以下の実施例に特に限定されるものではな
い。
実施例
表面に長径５cmのアーモンド形のポケツトを多
数有する一対のロールを約５mm間隔をおいて対向
させた第１図の如きブリケツトマシンを用い、ロ
ールの回転速度を５〜6rpmで回転させ、且つ第
３図に示す如き機構によりロール表面温度を40℃
から徐々に130℃まで昇温しつつ水分約９重量％
含有する針状結晶の石膏を造粒した。その結果
は、次表の通りであつた。尚、常温についても行
つたが石膏がロールに付着し成形不能であつた。
The present invention relates to a method for molding bulky plaster having acicular crystals, such as flue gas desulfurization plaster, or bulky plaster mainly produced as a by-product from other processes. For example, there is a method in which by-product gypsum from a lime-gypsum method flue gas desulfurization equipment is molded into a form suitable as a cement raw material with a specific apparent specific gravity. Conventionally, it is well known that gypsum is used as a setting inhibitor for cement, and in addition to natural products, gypsum by-products from the production of chemical products and gypsum by-products from various sulfuric acid treatments have been used in large quantities. Furthermore, with the recent spread of flue gas desulfurization equipment, a large amount of by-product gypsum is produced from such equipment. Gypsum, a by-product from the flue gas desulfurization process, is generally produced by absorbing the sulfur content in flue gas from combustion of heavy oil, etc.
It is obtained by centrifugation after supplementary collection with CaO, and it is generally a needle-shaped crystal containing several percent to several tens of percent water, and its apparent specific gravity is extremely small at approximately 0.4 g/cm 3 to 0.6 g/cm 3 . However, gypsum used in the cement manufacturing industry is required to have a relatively high apparent specific gravity because it needs to be effectively mixed with clinker in a grinding mill. Furthermore, due to reasons such as rationalization and enlargement of equipment, it is required to form particles that are easy to handle. That is, if gypsum in the form of a noble powder is used as it is, it is difficult to knead it in a mill, and in some cases, it may form blow-throughs and be easily scattered. Therefore, there is a risk of contaminating the working environment. In addition, it is easy to form bridges in silos, hoppers, etc., and there are also problems with storage and transportation. For this reason, conventionally, wet gypsum as described above has been dried and compressed before use. The equipment and fuel costs required for this were considerable. On the other hand,
Another method was to leave the waste piled up in the open for a long time, but this method was undesirable as it took up a lot of space and time. Instead of these methods, for example, a method of kneading gypsum with a kneader to change the crystal structure and make it have a high specific gravity;
Alternatively, methods such as pressure molding may be considered, but the former cannot transform the material to a level suitable for cement raw materials, and the latter has not been able to achieve sufficient results for the following reasons. That is, even if dried gypsum is compressed, it is difficult to obtain granules with sufficient strength, and the loss of energy for drying the gypsum obtained in a wet state is large. In addition, wet gypsum has a strong adhesive force and sticks to the molding machine, making it impossible to granulate it as desired. As a result of various studies on the above-mentioned conditions, the present inventors have attempted to convert wet gypsum, such as a by-product from a flue gas desulfurization process, into gypsum in a form suitable as a raw material for cement using a granulation means. That is, the present invention applies 4 to 12% by weight of a pair of pressure molding rolls having a large number of recesses on the surface of one or both rolls, the surface temperature of which is maintained at 50 to 120°C, preferably 70 to 100°C. Preferably, gypsum containing 6 to 10% by weight of water is supplied and pressure molded. In this case, the obtained granules generally have an apparent specific gravity of 0.8 g/cm 3
Furthermore, it is preferable to adjust the amount to 1.2 g/cm 3 or more. The most important thing in the present invention is that the gypsum to be molded contains 4 to 12% by weight of water and that the surface temperature of the pressure molding roll is maintained at 50°C or higher, generally 120°C or lower. By keeping the temperature at this temperature, it is possible to prevent plaster from adhering to the recesses on the roll surface, and
Once attached, the plaster is easily peeled off by the rotation of the rolls. The above temperature differs slightly depending on the moisture content of the gypsum, and it is often preferable to keep it higher as the moisture content increases, so it is best to adjust it appropriately within the range of 50 to 120°C depending on the condition of the gypsum used. In the present invention, in the case of gypsum containing water of 4% by weight or less, not only is the energy required for drying a waste, but the strength of the granules is small and the specific gravity does not increase, making it difficult to obtain molded products suitable for use as raw materials for cement. do not have. In addition, if the water content exceeds 12% by weight, it will stick to the molding machine and it will be difficult to granulate at a sufficient speed. If the water content is extremely high, it will not only be difficult to mold, but the molded product The intensity also decreases. In addition, although the roll surface temperature is generally effective in preventing plaster from adhering, the temperature during pressurization also plays a role in causing changes in the crystals on the surface of the plaster, increasing the surface hardness of the resulting plaster. It also has a large effect on molded products. That is, at temperatures below 50°C, these effects are poor and impractical, and at temperatures above 120°C, the rate of water evaporation increases, which tends to reduce the strength of the resulting granules. Methods of keeping the surface temperature of the roll at 50°C or higher include, for example, blowing hot air onto the surface of the roll, heating the roll with a heater, or heating the roll by circulating steam or hot water within the roll. In particular, a method in which steam or hot water is circulated around the inner surface of the roll is preferred. The material, shape, structure, etc. of a pair of pressure forming rolls having a large number of recesses on the surface of one or both rolls used in the present invention may be any known material, shape, structure, etc., but in particular, one roll may be rubber-lined. Sometimes it is preferable to have one. The molding conditions also depend on the supply rate of gypsum, but generally the roll spacing is 2 to 5 mm and the roll rotation speed is about 5 to 20 rpm. The shape of the recess, that is, the roll pocket, can be arbitrary, but it is generally coin-shaped, almond-shaped, charcoal-shaped, spherical, etc., and its major axis is about several centimeters to a few centimeters. The molding method of the present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the concept of compression molding of the present invention. Wet gypsum 2 transported by a belt conveyor 1 or the like is charged into a hopper 4 of a roll molding machine 3. In this molding machine, a pair of rolls 5 and 5' each equipped with a heating mechanism are rotated in the direction of the arrow by an appropriate driving means, and the plaster 2 supplied to the hopper 4 is appropriately pressure-formed between the rolls. and is discharged downward in the form of particles. The rolls 5, 5' have recesses 6 on one (or both) surfaces, for example as shown in FIG.
A large number of recesses are provided, and the gypsum is granulated in the shape of these recesses. The most important thing in the present invention is to maintain the surface temperature of the pressure forming roll at 50 DEG C. or higher, and an example of how to maintain this temperature is shown in FIG. That is, in this example, the roll is heated with hot water or steam, and in FIG.
It has a double pipe 8 penetrating through one side 7 of 7';
The inner pipe of the heavy pipe is connected to a supply pipe 10 and the outer pipe is connected to a discharge pipe 11 via a rotary joint 9. Further, the tip of the inner tube of the double tube is open in the roll inner space 12, and the tip of the outer tube is closed, and has one or more holes 13 on the wall side. In the present invention, hot water or steam is supplied to the supply pipe 10
It is supplied from the inner tube of the double tube 8 to the inner space 12 of the forming roll 5 or 5' via the rotary joint 9. The hot water or steam fills the interior space 12 of the forming roll and heats the forming roll 5 or 5'. Next, the hot water or steam passes through the double pipe outer pipe opening 13 provided in the outer pipe of the double pipe 8,
It passes through the rotary joint 9 and is discharged to the outside of the machine through a discharge pipe 11. Of course, in the present invention, the heating means is not limited to these examples, and any known heating means may be employed. Hereinafter, the present invention will be explained based on Examples, but the present invention is not particularly limited to the following Examples. Example Using a briquetting machine as shown in Fig. 1, in which a pair of rolls each having a large number of almond-shaped pockets with a major diameter of 5 cm on the surface are opposed to each other with an interval of about 5 mm, the rolls are rotated at a rotational speed of 5 to 6 rpm, and The roll surface temperature is maintained at 40℃ using the mechanism shown in Figure 3.
The water content is approximately 9% by weight while gradually increasing the temperature from
The gypsum containing needle-like crystals was granulated. The results were as shown in the table below. Although the test was carried out at room temperature, the gypsum adhered to the roll and molding was impossible.
【表】
＊ ◎：極めて良好 ○：良好 △：不良
[Table] * ◎: Very good ○: Good △: Poor
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の圧縮成形の概念図であり、第
２図はロールを示す斜視図である。又、第３図は
ロール表面を加温する１態様を示す図である。図
において１はベルトコンベヤー、２は石膏、３は
ロール成形機、４はホツパー、５，５′はロール、
６は凹部、７，７′は軸受、８は２重管、９はロ
ータリージヨイント、１０は供給管、１１は排出
管、１２はロール内空間、１３は孔である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of compression molding of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a roll. Moreover, FIG. 3 is a diagram showing one mode of heating the roll surface. In the figure, 1 is a belt conveyor, 2 is a plaster, 3 is a roll forming machine, 4 is a hopper, 5, 5' are rolls,
6 is a concave portion, 7 and 7' are bearings, 8 is a double pipe, 9 is a rotary joint, 10 is a supply pipe, 11 is a discharge pipe, 12 is a space inside the roll, and 13 is a hole.