JPH08319521A - 産業廃棄物または金属酸化物を含有する廃棄物の焼却残滓を処理する方法とその方法を実施するための装置 - Google Patents
産業廃棄物または金属酸化物を含有する廃棄物の焼却残滓を処理する方法とその方法を実施するための装置Info
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- JPH08319521A JPH08319521A JP26285695A JP26285695A JPH08319521A JP H08319521 A JPH08319521 A JP H08319521A JP 26285695 A JP26285695 A JP 26285695A JP 26285695 A JP26285695 A JP 26285695A JP H08319521 A JPH08319521 A JP H08319521A
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- C22B7/02—Working-up flue dust
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 産業廃棄物、金属酸化物を含有する焼却残
滓、金属スクラップ、電気亜鉛メッキ浴の残滓等から親
鉄金属、耐候性金属を回収する。 【解決手段】 産業廃棄物、金属酸化物を含有する焼却
残滓あるいは冶金処理の廃棄物を溶融酸化反応炉で部分
的に酸化し、次いで２段階還元で処理する方法で、第一
の還元段階では、鉄酸化物がまだ還元されないように鉄
浴反応炉で処理する。第一の還元段階では、鉄酸化物が
鉄浴焙焼炉で還元され銑鉄が得られる。鉄浴反応炉から
排出された金属浴は、分離取鍋の到達し、粗青銅が抽出
される。
滓、金属スクラップ、電気亜鉛メッキ浴の残滓等から親
鉄金属、耐候性金属を回収する。 【解決手段】 産業廃棄物、金属酸化物を含有する焼却
残滓あるいは冶金処理の廃棄物を溶融酸化反応炉で部分
的に酸化し、次いで２段階還元で処理する方法で、第一
の還元段階では、鉄酸化物がまだ還元されないように鉄
浴反応炉で処理する。第一の還元段階では、鉄酸化物が
鉄浴焙焼炉で還元され銑鉄が得られる。鉄浴反応炉から
排出された金属浴は、分離取鍋の到達し、粗青銅が抽出
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業廃棄物あるい
は金属酸化物を含有する焼却残滓、特に触媒、裁断した
断による比較的軽い断片物、金属スクラップ、電気亜鉛
メッキの残滓および／または下水汚泥物、を処理するた
めに、乾燥され、予備加熱された固形物を溶融酸化反応
炉に供給して処理する方法、並びにその方法を実施する
ための装置に関するものである。
は金属酸化物を含有する焼却残滓、特に触媒、裁断した
断による比較的軽い断片物、金属スクラップ、電気亜鉛
メッキの残滓および／または下水汚泥物、を処理するた
めに、乾燥され、予備加熱された固形物を溶融酸化反応
炉に供給して処理する方法、並びにその方法を実施する
ための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物、例えば、産業廃棄物、家庭内お
よび／または特殊な廃棄物、同様に自動車の処分に起因
する廃棄断片などの処分については種々の方法が知られ
ている。
よび／または特殊な廃棄物、同様に自動車の処分に起因
する廃棄断片などの処分については種々の方法が知られ
ている。
【０００３】例えば、ＤＥ ２３０４３６９Ｂに開示さ
れているように、溶融気化反応の異なった形態が採られ
る有機化合物を揮発ないし液化して分離する熱分解分離
法が知られている。これに類する方法として、ＦＲ７５
３５７８９ＡおよびＥＰ−００２４２５０Ａ１に見られ
る方法が、高炭素物質の熱的な分解、特に廃棄物質に適
用される。ＤＥ３０１９０６６Ａ１においては、高炉プ
ロセスの残滓に含有される鉄、亜鉛、鉛を回収する方法
が開示されている。従来の焙焼反応に替わる複合反応
は、鉄浴中に含まれる石炭による急速還元、還元された
亜鉛の選択的蒸発、鉄溶解およびスラグ層における硫黄
の富化の下での容器上への金属亜鉛の沈殿などから成
る。特に、溶融酸化反応炉を使用する溶融気化プロセス
で、金属部分をスラグ中に大部分酸化させることは既に
提案されており、このようにして得られたスラグは、様
々な後処理の形を経て再利用可能な物質、例えば、セメ
ント骨材あるいはセメント代替物に加工される。
れているように、溶融気化反応の異なった形態が採られ
る有機化合物を揮発ないし液化して分離する熱分解分離
法が知られている。これに類する方法として、ＦＲ７５
３５７８９ＡおよびＥＰ−００２４２５０Ａ１に見られ
る方法が、高炭素物質の熱的な分解、特に廃棄物質に適
用される。ＤＥ３０１９０６６Ａ１においては、高炉プ
ロセスの残滓に含有される鉄、亜鉛、鉛を回収する方法
が開示されている。従来の焙焼反応に替わる複合反応
は、鉄浴中に含まれる石炭による急速還元、還元された
亜鉛の選択的蒸発、鉄溶解およびスラグ層における硫黄
の富化の下での容器上への金属亜鉛の沈殿などから成
る。特に、溶融酸化反応炉を使用する溶融気化プロセス
で、金属部分をスラグ中に大部分酸化させることは既に
提案されており、このようにして得られたスラグは、様
々な後処理の形を経て再利用可能な物質、例えば、セメ
ント骨材あるいはセメント代替物に加工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明による方法は、
当初規定した目的のために、親鉄金属、特に銅、錫およ
びニッケル、同様に耐候性金属、特にカドミウム、亜
鉛、鉛、などの当初に述べた残留物からの個別抽出、お
よび非鉄金属のない銑鉄や同様に殆どが特にアルミ酸化
物の富化された量で回収可能な鉄分を含まない高炉スラ
グを得、水中で硬化する性質を示し、しかもこれから得
られた混合セメントの初期強度を増加させることにあ
る。
当初規定した目的のために、親鉄金属、特に銅、錫およ
びニッケル、同様に耐候性金属、特にカドミウム、亜
鉛、鉛、などの当初に述べた残留物からの個別抽出、お
よび非鉄金属のない銑鉄や同様に殆どが特にアルミ酸化
物の富化された量で回収可能な鉄分を含まない高炉スラ
グを得、水中で硬化する性質を示し、しかもこれから得
られた混合セメントの初期強度を増加させることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を解決するた
め、本発明による方法は、実質的に金属浴の分離下で溶
融物をスラグ化するため少なくとも部分酸化した後に、
スラグは２段階で還元される。第一段階として、非鉄金
属が粗青銅の形で分離されるように鉄浴の形成下で非鉄
金属の還元がスクラップ添加あるいはＣＯ／ＣＯ2 吹き
込みによって達成される。更に、間接的な鉄の還元がＣ
ａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素の手段で、任意的にスラグ
のＦｅＯ量を軽減するためにＯ2 を添加して、第二段階
が達成される。更に詳細には、本発明は、産業廃棄物あ
るいは金属酸化物を含有する焼却残滓およびスラグ、例
えば、使用済み触媒、裁断した軽い自動車の断片、スク
ラップ金属、電気亜鉛メッキの残滓および／または下水
汚泥物、の少なくとも一つの固形物を乾燥し、そして予
備加熱し、該固形物の溶成物を得るために溶融酸化反応
炉に供給して処理する方法において、金属浴の分離下で
該溶成物がＦｅＯ量を含有するスラグを得るために少な
くとも部分的に酸化され、該スラグは、非鉄金属が粗銅
形成において該鉄浴から分離されるように、溶融スラグ
とこの溶融スラグ下にある鉄浴を形成するためにスクラ
ップの添加およびＣＯ／ＣＯ2 吹き込みの何れかによっ
て非鉄金属の還元を実施するための第一還元段階と、該
スラグ中のＦｅＯ量が減少させるためにＣａＣＯ3 ，Ｃ
ａＯおよび炭素によって間接的な鉄還元を実施するため
の第二還元段階からなる２段階還元により還元されるこ
とを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物含有する焼却
残滓の処理方法と、この方法を実施するための装置であ
って、前記固形物を溶解するために受け入れ後、少なく
とも部分的に酸化することから成る溶融酸化反応炉と、
前記溶融酸化反応炉に続けて第一還元段階を実施するよ
う構成された鉄浴反応炉と、前記鉄浴反応炉に続けて第
二還元段階を実施するよう構成された鉄浴焙焼炉と、前
記溶融酸化反応炉、鉄浴反応炉および鉄浴焙焼炉の一つ
づつにそれぞれ相互に連結するスラグのオーバーフロー
流路手段を更に含むことを特徴とする廃棄物あるいは金
属酸化物含有する焼却残滓の処理装置を要旨とするもの
である。
め、本発明による方法は、実質的に金属浴の分離下で溶
融物をスラグ化するため少なくとも部分酸化した後に、
スラグは２段階で還元される。第一段階として、非鉄金
属が粗青銅の形で分離されるように鉄浴の形成下で非鉄
金属の還元がスクラップ添加あるいはＣＯ／ＣＯ2 吹き
込みによって達成される。更に、間接的な鉄の還元がＣ
ａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素の手段で、任意的にスラグ
のＦｅＯ量を軽減するためにＯ2 を添加して、第二段階
が達成される。更に詳細には、本発明は、産業廃棄物あ
るいは金属酸化物を含有する焼却残滓およびスラグ、例
えば、使用済み触媒、裁断した軽い自動車の断片、スク
ラップ金属、電気亜鉛メッキの残滓および／または下水
汚泥物、の少なくとも一つの固形物を乾燥し、そして予
備加熱し、該固形物の溶成物を得るために溶融酸化反応
炉に供給して処理する方法において、金属浴の分離下で
該溶成物がＦｅＯ量を含有するスラグを得るために少な
くとも部分的に酸化され、該スラグは、非鉄金属が粗銅
形成において該鉄浴から分離されるように、溶融スラグ
とこの溶融スラグ下にある鉄浴を形成するためにスクラ
ップの添加およびＣＯ／ＣＯ2 吹き込みの何れかによっ
て非鉄金属の還元を実施するための第一還元段階と、該
スラグ中のＦｅＯ量が減少させるためにＣａＣＯ3 ，Ｃ
ａＯおよび炭素によって間接的な鉄還元を実施するため
の第二還元段階からなる２段階還元により還元されるこ
とを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物含有する焼却
残滓の処理方法と、この方法を実施するための装置であ
って、前記固形物を溶解するために受け入れ後、少なく
とも部分的に酸化することから成る溶融酸化反応炉と、
前記溶融酸化反応炉に続けて第一還元段階を実施するよ
う構成された鉄浴反応炉と、前記鉄浴反応炉に続けて第
二還元段階を実施するよう構成された鉄浴焙焼炉と、前
記溶融酸化反応炉、鉄浴反応炉および鉄浴焙焼炉の一つ
づつにそれぞれ相互に連結するスラグのオーバーフロー
流路手段を更に含むことを特徴とする廃棄物あるいは金
属酸化物含有する焼却残滓の処理装置を要旨とするもの
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明で提案した２段階の還元法
により、スラグ中に鉄酸化物を残留させるような第一段
階において、親鉄金属、例えば粗青銅の形態で金属化す
ることが可能になる。第二段階においては、間接的な鉄
の還元がスラグのＦｅＯ量を軽減することに効果があ
る。本発明に従えば、第二段階で炭酸カルシウム、酸化
カルシウムおよび炭素の添加ないし任意的に酸素の添加
下での操業であるため、焙焼反応が達成される。その結
果、追求した目的であるスラグ特性の重要な改良が可能
になった。前述の焙焼反応において、既に重金属および
親鉄元素が分離されている実質的に重金属を含まない溶
融スラグを製造する。以下に記載する化学反応が基本的
に含まれる。 Ｃ ＋ Ｆｅ → Ｆｅ3 Ｃ ＣａＣＯ3 → ＣａＯ ＋ ＣＯ2 Ｆｅ3 Ｃ ＋ ＣＯ2 → ＣＯ ＋ ３Ｆｅ ＣＯ2 ＋ Ｃ → ２ＣＯ Ｃ ＋ １／２Ｏ2 → ＣＯ 形成されるＣＯは、鉄浴からスラグ中に拡散させること
が可能で、鉄酸化物の存在を軽減し得る。しかしなが
ら、スラグ中の鉄の還元は、ＣＯ／ＣＯ2 混合ガス中で
ＣＯ重量の約１５％までの範囲で起こる。本発明による
方法の好ましい更なる開発は、第二還元段階で形成され
たＣＯ／ＣＯ2 混合ガスはＯ2 で部分的に燃焼させて還
元ポテンシャルを減少させ、更に前記ＣＯ／ＣＯ2 混合
ガスは、Ｃｕを還元するために第一還元段階に導入され
る。従って、第一段階における非鉄金属の還元は、第二
還元段階で鉄の更なる還元を満足させずに還元ポテンシ
ャルを実質的に減少させることで助長される。この第一
還元段階は、上記鉄浴に効果的で、ＣＯ：ＣＯ2 の部分
的な圧力比は、既に鉄浴中にあるＦｅＯを還元するには
十分でない。これは、第一還元段階にある反応炉で行わ
れる。前述のような限定条件下において、ＣＯの部分的
圧力が余りにも高い場合には、第一還元段階において非
鉄金属の還元が実際に効果を発揮させ、かつ確実に行わ
せるため追加的な部分燃焼が酸素により行われる。従っ
て、ＣＯ／ＣＯ2 混合ガスの還元ポテンシャルは、第一
還元段階が実現させる場合に、鉄浴反応炉中でＦｅＯが
スラグで還元されることが出来なくなるように中和しな
ければならない。
により、スラグ中に鉄酸化物を残留させるような第一段
階において、親鉄金属、例えば粗青銅の形態で金属化す
ることが可能になる。第二段階においては、間接的な鉄
の還元がスラグのＦｅＯ量を軽減することに効果があ
る。本発明に従えば、第二段階で炭酸カルシウム、酸化
カルシウムおよび炭素の添加ないし任意的に酸素の添加
下での操業であるため、焙焼反応が達成される。その結
果、追求した目的であるスラグ特性の重要な改良が可能
になった。前述の焙焼反応において、既に重金属および
親鉄元素が分離されている実質的に重金属を含まない溶
融スラグを製造する。以下に記載する化学反応が基本的
に含まれる。 Ｃ ＋ Ｆｅ → Ｆｅ3 Ｃ ＣａＣＯ3 → ＣａＯ ＋ ＣＯ2 Ｆｅ3 Ｃ ＋ ＣＯ2 → ＣＯ ＋ ３Ｆｅ ＣＯ2 ＋ Ｃ → ２ＣＯ Ｃ ＋ １／２Ｏ2 → ＣＯ 形成されるＣＯは、鉄浴からスラグ中に拡散させること
が可能で、鉄酸化物の存在を軽減し得る。しかしなが
ら、スラグ中の鉄の還元は、ＣＯ／ＣＯ2 混合ガス中で
ＣＯ重量の約１５％までの範囲で起こる。本発明による
方法の好ましい更なる開発は、第二還元段階で形成され
たＣＯ／ＣＯ2 混合ガスはＯ2 で部分的に燃焼させて還
元ポテンシャルを減少させ、更に前記ＣＯ／ＣＯ2 混合
ガスは、Ｃｕを還元するために第一還元段階に導入され
る。従って、第一段階における非鉄金属の還元は、第二
還元段階で鉄の更なる還元を満足させずに還元ポテンシ
ャルを実質的に減少させることで助長される。この第一
還元段階は、上記鉄浴に効果的で、ＣＯ：ＣＯ2 の部分
的な圧力比は、既に鉄浴中にあるＦｅＯを還元するには
十分でない。これは、第一還元段階にある反応炉で行わ
れる。前述のような限定条件下において、ＣＯの部分的
圧力が余りにも高い場合には、第一還元段階において非
鉄金属の還元が実際に効果を発揮させ、かつ確実に行わ
せるため追加的な部分燃焼が酸素により行われる。従っ
て、ＣＯ／ＣＯ2 混合ガスの還元ポテンシャルは、第一
還元段階が実現させる場合に、鉄浴反応炉中でＦｅＯが
スラグで還元されることが出来なくなるように中和しな
ければならない。
【０００７】第二還元段階において、スラグに加えて、
依然として鉄浴のようなものが存在している場合には、
ＣａＣＯ3 、ＣａＯおよび炭素を導入してもよく、スラ
グ中の酸化鉄は直接還元によって鉄浴の炭素を精製す
る。鉄浴焙焼炉における適切な反応式は以下のような化
学式で表される。 Ｆｅ3 Ｃ ＋（ＦｅＯ）スラグ → ４（Ｆｅ）鉄浴 ＋ ＣＯ↑
依然として鉄浴のようなものが存在している場合には、
ＣａＣＯ3 、ＣａＯおよび炭素を導入してもよく、スラ
グ中の酸化鉄は直接還元によって鉄浴の炭素を精製す
る。鉄浴焙焼炉における適切な反応式は以下のような化
学式で表される。 Ｆｅ3 Ｃ ＋（ＦｅＯ）スラグ → ４（Ｆｅ）鉄浴 ＋ ＣＯ↑
【０００８】この精製方法は、適切な攪拌によって更に
助長される。それは、ＣａＣＯ3 、ＣａＯ および／ま
たはＣ、任意的にＯ2 がスラグ下にあるＦｅ浴にランス
を通して吹き込まれる手段で有利に精製される。鉄浴焙
焼炉において形成される生石灰（ＣａＯ）は、鉄浴より
も軽く、かつ鉄浴に不溶性であり、ＳｉＯ2 およびＡｌ
2 Ｏ3 を含んでいる溶融酸化スラグに拡散する。合成さ
れた高炉スラグに対するケイ酸塩による発熱反応が起こ
るとエネルギーバランスを飛躍的に向上させる。廃棄物
残滓の焼却により、高いＡｌ2 Ｏ3 量が考慮されるべき
であり、その結果として、スラグ造粒に対してそれぞれ
の混合セメントに望まれる高い初期強度値をもたらす。
本発明による鉄浴焙焼炉の加熱は、鉄浴中に固溶してい
る炭素をＣＯにする酸素精製という簡単な方法で効果的
に行えるかもしれない。他の手段による加熱方法とし
て、例えば、誘導加熱や熱伝導加熱などが勿論考えられ
得るものである。
助長される。それは、ＣａＣＯ3 、ＣａＯ および／ま
たはＣ、任意的にＯ2 がスラグ下にあるＦｅ浴にランス
を通して吹き込まれる手段で有利に精製される。鉄浴焙
焼炉において形成される生石灰（ＣａＯ）は、鉄浴より
も軽く、かつ鉄浴に不溶性であり、ＳｉＯ2 およびＡｌ
2 Ｏ3 を含んでいる溶融酸化スラグに拡散する。合成さ
れた高炉スラグに対するケイ酸塩による発熱反応が起こ
るとエネルギーバランスを飛躍的に向上させる。廃棄物
残滓の焼却により、高いＡｌ2 Ｏ3 量が考慮されるべき
であり、その結果として、スラグ造粒に対してそれぞれ
の混合セメントに望まれる高い初期強度値をもたらす。
本発明による鉄浴焙焼炉の加熱は、鉄浴中に固溶してい
る炭素をＣＯにする酸素精製という簡単な方法で効果的
に行えるかもしれない。他の手段による加熱方法とし
て、例えば、誘導加熱や熱伝導加熱などが勿論考えられ
得るものである。
【０００９】都合のよいことに、第二還元段階において
スラグ中の鉄酸化物は、鉄浴を精製するために使用され
るという処理が採られ、非鉄金属不純物はスクラップの
形で第一還元段階で導入されたＦｅにより完全に第一還
元段階において分離された。このように、第一還元段階
で導入されたＦｅは、第二還元段階で非鉄金属不純物の
ない状態で回収することができる。第一還元段階におい
て初期に導入されたスクラップ鉄は、冶金学的に銅に起
因する不純物なしに純粋な形で回収されると同時に適切
に純化される。通常、非鉄金属に汚染されたスクラップ
鉄は、高炉銑鉄を混ぜることによって要求された品質レ
ベルまで品質を上げることができる。
スラグ中の鉄酸化物は、鉄浴を精製するために使用され
るという処理が採られ、非鉄金属不純物はスクラップの
形で第一還元段階で導入されたＦｅにより完全に第一還
元段階において分離された。このように、第一還元段階
で導入されたＦｅは、第二還元段階で非鉄金属不純物の
ない状態で回収することができる。第一還元段階におい
て初期に導入されたスクラップ鉄は、冶金学的に銅に起
因する不純物なしに純粋な形で回収されると同時に適切
に純化される。通常、非鉄金属に汚染されたスクラップ
鉄は、高炉銑鉄を混ぜることによって要求された品質レ
ベルまで品質を上げることができる。
【００１０】屑スクラップ鉄は、原則として全く使用し
ないので殆どが捨てられる。本発明による２段階還元
は、前述の使い物にならなかった屑スクラップのような
出発材でさえ第一還元段階で適切に純化される機会が提
供される。しかも、引き続き同一物が再利用可能な製
品、すなわち、高グレードの純鉄に変換される。それと
同時に、耐候性の混合された金属および青銅は分散する
ことができ、清浄金属分別法は、このようにして実現す
ることができる。本発明による方法の好ましい更なる開
発として、鉄浴反応炉においては、先ず第一に強くない
還元下で実施され、重金属、例えば錫、ニッケル、およ
び銅を含むような液状の銅合金を分離することで実現し
うる。最終的は、目的物を溶融酸化反応炉を使用した循
環処理を繰り返すことによって品質を向上させられるか
もしれない。酸化ポテンシャルは、鉄を含めた投入量全
量に対して鉄が貴金属である銅と同時に燃焼させずに調
整される。本発明による方法において、特に有利な方法
として、溶融酸化反応炉における酸化ポテンシャルは、
燃焼が銅のような貴金属を除去した条件下であれば、Ｆ
ｅに対して燃焼を制御することで調整され、銅は溶融物
として抽出される。
ないので殆どが捨てられる。本発明による２段階還元
は、前述の使い物にならなかった屑スクラップのような
出発材でさえ第一還元段階で適切に純化される機会が提
供される。しかも、引き続き同一物が再利用可能な製
品、すなわち、高グレードの純鉄に変換される。それと
同時に、耐候性の混合された金属および青銅は分散する
ことができ、清浄金属分別法は、このようにして実現す
ることができる。本発明による方法の好ましい更なる開
発として、鉄浴反応炉においては、先ず第一に強くない
還元下で実施され、重金属、例えば錫、ニッケル、およ
び銅を含むような液状の銅合金を分離することで実現し
うる。最終的は、目的物を溶融酸化反応炉を使用した循
環処理を繰り返すことによって品質を向上させられるか
もしれない。酸化ポテンシャルは、鉄を含めた投入量全
量に対して鉄が貴金属である銅と同時に燃焼させずに調
整される。本発明による方法において、特に有利な方法
として、溶融酸化反応炉における酸化ポテンシャルは、
燃焼が銅のような貴金属を除去した条件下であれば、Ｆ
ｅに対して燃焼を制御することで調整され、銅は溶融物
として抽出される。
【００１１】本発明方法を達成するための装置は、溶融
酸化反応炉に加えて、実質的に鉄浴反応炉と鉄浴焙焼炉
が前記溶融酸化反応炉に連結して設置され、スラグ相を
排出する流路で相互に連結されている。鉄浴反応炉は、
第一還元段階を実施するために用意され、また、鉄浴焙
焼炉は第二還元段階を構成する。有利な点として、配列
は、溶融酸化反応炉が粉々に粉砕、裁断された廃棄物を
導入するダスト供給器とバーナーを有するフラシュ溶解
炉および／または向流高炉から成り、これ等は蒸気圧に
よる造粒粉砕器のような造粒手段に連結され、好ましく
は鉄浴焙焼炉のスラグ排出部に連結されている。向流高
炉は、目的物の向流予備加熱およびダストを効果的に捕
捉し固体の状態での供給の理由から特に有益である。特
に、この種の造粒手段、例えば蒸気圧による造粒粉砕器
は、水酸化性ガスの爆発を回避するために技術的に非常
に低い量の純鉄を有するスラグを必要条件とする高圧水
によって効果的に行われる。この鉄浴焙焼炉の使用によ
って高純度の純鉄を得ることが保証される。特に有利な
方法として、本発明による装置は、金属、特にＰｂを蒸
気で排出するための煙突とスクラップの追加のための閉
鎖可能な開口部から成り、これらが鉄浴反応炉に連結さ
れている。鉄浴反応炉の金属浴の排出部には誘導加熱を
備えており、しかも連続して配置された分離取鍋で鉄層
と共に操作される。以下に例示的態様で本発明を更に詳
細に説明すると共に、図面に概略的に示された本発明に
かかる装置を詳細に説明する。
酸化反応炉に加えて、実質的に鉄浴反応炉と鉄浴焙焼炉
が前記溶融酸化反応炉に連結して設置され、スラグ相を
排出する流路で相互に連結されている。鉄浴反応炉は、
第一還元段階を実施するために用意され、また、鉄浴焙
焼炉は第二還元段階を構成する。有利な点として、配列
は、溶融酸化反応炉が粉々に粉砕、裁断された廃棄物を
導入するダスト供給器とバーナーを有するフラシュ溶解
炉および／または向流高炉から成り、これ等は蒸気圧に
よる造粒粉砕器のような造粒手段に連結され、好ましく
は鉄浴焙焼炉のスラグ排出部に連結されている。向流高
炉は、目的物の向流予備加熱およびダストを効果的に捕
捉し固体の状態での供給の理由から特に有益である。特
に、この種の造粒手段、例えば蒸気圧による造粒粉砕器
は、水酸化性ガスの爆発を回避するために技術的に非常
に低い量の純鉄を有するスラグを必要条件とする高圧水
によって効果的に行われる。この鉄浴焙焼炉の使用によ
って高純度の純鉄を得ることが保証される。特に有利な
方法として、本発明による装置は、金属、特にＰｂを蒸
気で排出するための煙突とスクラップの追加のための閉
鎖可能な開口部から成り、これらが鉄浴反応炉に連結さ
れている。鉄浴反応炉の金属浴の排出部には誘導加熱を
備えており、しかも連続して配置された分離取鍋で鉄層
と共に操作される。以下に例示的態様で本発明を更に詳
細に説明すると共に、図面に概略的に示された本発明に
かかる装置を詳細に説明する。
【００１２】
＜実施例１＞以下のスラグ組成が廃棄物スラグ処理のた
めに準備された。 表１ ───────────────────────── 廃棄物スラグ出発材 ───────────────────────── 組成物 重量割合（ｗｔ％） ───────────────────────── スクラップ鉄 ８ スクラップアルミニウム ２ 燃焼していない炭素 ２ 無機物 ８８ ───────────────────────── 表２ ───────────────────────── 廃棄物スラグ出発材 ───────────────────────── 組成物 重量割合（ｗｔ％） ───────────────────────── Ｌ．Ｏ．Ｉ ４ ＳｉＯ2 ４７ Ａｌ2 Ｏ3 １０ Ｆｅ2 Ｏ3 ６ ＣａＯ １５ ＭｇＯ ３ ＳＯ3 １．６ Ｋ2 Ｏ １ Ｎａ2 Ｏ ４ Ｔｉ2 Ｏ １ ───────────────────────── Ｃｌ ０．５ Ｎｉ ０．０１ Ｃｒ ０．０５ Ｓｎ ０．０２ Ｃｕ １ Ｐｂ ０．２５ Ｚｎ ０．４ ─────────────────────────
めに準備された。 表１ ───────────────────────── 廃棄物スラグ出発材 ───────────────────────── 組成物 重量割合（ｗｔ％） ───────────────────────── スクラップ鉄 ８ スクラップアルミニウム ２ 燃焼していない炭素 ２ 無機物 ８８ ───────────────────────── 表２ ───────────────────────── 廃棄物スラグ出発材 ───────────────────────── 組成物 重量割合（ｗｔ％） ───────────────────────── Ｌ．Ｏ．Ｉ ４ ＳｉＯ2 ４７ Ａｌ2 Ｏ3 １０ Ｆｅ2 Ｏ3 ６ ＣａＯ １５ ＭｇＯ ３ ＳＯ3 １．６ Ｋ2 Ｏ １ Ｎａ2 Ｏ ４ Ｔｉ2 Ｏ １ ───────────────────────── Ｃｌ ０．５ Ｎｉ ０．０１ Ｃｒ ０．０５ Ｓｎ ０．０２ Ｃｕ １ Ｐｂ ０．２５ Ｚｎ ０．４ ─────────────────────────
【００１３】フラッシュ溶解炉の加熱は、中性ガス（Ｈ
ｕ＝３６ ＭＪ／Ｎｍ3 ）が効果的であった。廃棄物ス
ラグのトン当たり中性ガス５６Ｎｍ3 （約２ＧＪ／ｔス
ラグ）が要求された。鉄浴反応器においては、電力加熱
維持作業に溶融スラグトン当たり１９０ＫＷｈが要求さ
れた。また、鉄浴焙焼炉における加熱も誘導加熱で行わ
れ、電力加熱維持作業に２４０ＫＷｈ／ｔが必要であっ
た。得られた合成高炉スラグの重金属量について、ＡＡ
Ｓ（原子吸収分析）の測定結果を以下に示した。アルカ
リ（Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ）量は、生石灰の添加で次のよう
な蒸発作用のメカニズムによって極端に低下した。 Ｎａ2 ＳｉＯ3 ＋ ＣａＯ → Ｎａ2 Ｏ↑ ＋ ＣａＳｉＯ3
ｕ＝３６ ＭＪ／Ｎｍ3 ）が効果的であった。廃棄物ス
ラグのトン当たり中性ガス５６Ｎｍ3 （約２ＧＪ／ｔス
ラグ）が要求された。鉄浴反応器においては、電力加熱
維持作業に溶融スラグトン当たり１９０ＫＷｈが要求さ
れた。また、鉄浴焙焼炉における加熱も誘導加熱で行わ
れ、電力加熱維持作業に２４０ＫＷｈ／ｔが必要であっ
た。得られた合成高炉スラグの重金属量について、ＡＡ
Ｓ（原子吸収分析）の測定結果を以下に示した。アルカ
リ（Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ）量は、生石灰の添加で次のよう
な蒸発作用のメカニズムによって極端に低下した。 Ｎａ2 ＳｉＯ3 ＋ ＣａＯ → Ｎａ2 Ｏ↑ ＋ ＣａＳｉＯ3
【００１４】溶融スラグトン当たり（鉄酸化物のない状
態に換算して）２５０Ｋｇの生石灰（ＣａＣＯ3 ）（１
４０ＫｇのＣＡＯに相当）を粉砕して添加された。鉄浴
焙焼炉内の鉄浴へのＣａＯ／ＣａＣＯ3 ／Ｃ／Ｏ2 の添
加は、希望するＣＯ／ＣＯ2圧力比の機能として制御さ
れた。鉄浴焙焼炉内の鉄浴の鋼品質への精製も考え得る
ことである。
態に換算して）２５０Ｋｇの生石灰（ＣａＣＯ3 ）（１
４０ＫｇのＣＡＯに相当）を粉砕して添加された。鉄浴
焙焼炉内の鉄浴へのＣａＯ／ＣａＣＯ3 ／Ｃ／Ｏ2 の添
加は、希望するＣＯ／ＣＯ2圧力比の機能として制御さ
れた。鉄浴焙焼炉内の鉄浴の鋼品質への精製も考え得る
ことである。
【００１５】鉄酸化物の還元および石灰の添加後、得ら
れたスラグは以下のような化学分析を示した。 表３ ───────────────────────── 組成物 重量部（％） ───────────────────────── ＳｉＯ2 ４８ Ａｌ2 Ｏ3 １１ ＣａＯ ３１ ＭｇＯ ５ Ｋ2 Ｏ １ Ｎａ2 Ｏ ０．５ ＴｉＯ2 ３ ─────────────────────────
れたスラグは以下のような化学分析を示した。 表３ ───────────────────────── 組成物 重量部（％） ───────────────────────── ＳｉＯ2 ４８ Ａｌ2 Ｏ3 １１ ＣａＯ ３１ ＭｇＯ ５ Ｋ2 Ｏ １ Ｎａ2 Ｏ ０．５ ＴｉＯ2 ３ ─────────────────────────
【００１６】水噴霧によるスラグの粒状化後、以下のよ
うな鉱物相が確認することができた。スラグは、圧倒的
にガラス質のメリライト（オケルマナイト：２ＣａＯ−
ＭｇＯ−２ＳｉＯ2 ）と透輝石（ＣａＯ−ＭｇＯ−２Ｓ
ｉＯ2 ）の結晶相水圧試験（”Ｋｅｉｌ”法による水圧
指数）では非常に良いスラグ品質（ＨＩ＝８７％）をも
たらした。このように、スラグは水に活性な混合セメン
ト材として十分適している。更に、廃棄物トン当たり高
炉鉄品質に相当する１５０Ｋｇの銑鉄が回収された。
うな鉱物相が確認することができた。スラグは、圧倒的
にガラス質のメリライト（オケルマナイト：２ＣａＯ−
ＭｇＯ−２ＳｉＯ2 ）と透輝石（ＣａＯ−ＭｇＯ−２Ｓ
ｉＯ2 ）の結晶相水圧試験（”Ｋｅｉｌ”法による水圧
指数）では非常に良いスラグ品質（ＨＩ＝８７％）をも
たらした。このように、スラグは水に活性な混合セメン
ト材として十分適している。更に、廃棄物トン当たり高
炉鉄品質に相当する１５０Ｋｇの銑鉄が回収された。
【００１７】これらの実質的な冶金的方法に加えて、エ
ネルギー消費量は適切な予備処理により最小にすること
ができる。塩化物の投入を最小限にするためにダストフ
ィルターによる捕捉の予備処理が特に効果的である。塩
化物は、大量の金属塩化物の蒸発を促し、しかも塩化カ
ルシウムから成ると思われるガラスの瘤と呼ばれるもの
を形成するなど冶金的に酷い悪影響をもたらす。前述の
ガラスの瘤は、実際的には純化された溶融スラグから分
離することができない。スラグセメントに含まれる塩化
物は、スラグセメントが例えばステイ ールコンクリート
に使用される場合には、強度向上および腐食挙動阻止に
対して極端な逆効果を持つ。
ネルギー消費量は適切な予備処理により最小にすること
ができる。塩化物の投入を最小限にするためにダストフ
ィルターによる捕捉の予備処理が特に効果的である。塩
化物は、大量の金属塩化物の蒸発を促し、しかも塩化カ
ルシウムから成ると思われるガラスの瘤と呼ばれるもの
を形成するなど冶金的に酷い悪影響をもたらす。前述の
ガラスの瘤は、実際的には純化された溶融スラグから分
離することができない。スラグセメントに含まれる塩化
物は、スラグセメントが例えばステイ ールコンクリート
に使用される場合には、強度向上および腐食挙動阻止に
対して極端な逆効果を持つ。
【００１８】熱効率の観点からの好ましい方法は、フラ
シュ溶解炉法あるいは向流高炉法を統合して成る予備加
熱を行うことである。更に、熱伝導は、ダストの形で貯
蔵する手法を導入することによって実質的に改善され、
かつ増大される。ドラムタイプの乾燥機におけるスラグ
乾燥に関して、ＫＶＡフィルターダスト（溶融および還
元プロセスから派生するフィルターダスト）に類似する
手段で形成する空気で運ばれるダストを処理することが
好ましい。フラッシュ溶解炉においては、非常に優れた
方法でのダスト装入が、全体の酸化が容易に実現するよ
うに溶融滴に変換されることができる。ガス状空間に対
する固形ないしは溶融表面の高い比率の故に、適切な熱
伝導が確保される。乾燥され、かつ再ダスト処理された
塊状物は、ある分量で排ガス煙突を通じるなどの簡単な
手段で液状の溶融スラグ中に添加されるため、形成かつ
落下する溶融金属は希望する酸化を確保すべく例えば、
浸漬ランスなどの手段で酸化される。完全な酸化の場合
には、塩化物は重金属塩化物、例えばＣｌ2 あるいはＨ
ＣＬの形で多量に蒸発させる。塩化物の余りにも多過ぎ
る装入は、凝縮に起因する排ガス煙突あるいは予備加熱
システムで重大な沈殿物の問題を引き起こすことにな
る。硫黄の多過ぎる装入は、初期にＳＯ2 に燃焼して同
様に沈殿物の問題を引き起こす。溶融酸化反応炉におい
て、注出口は銅−錫−ニッケル合金が形成されるように
最下部で取り付けられている。
シュ溶解炉法あるいは向流高炉法を統合して成る予備加
熱を行うことである。更に、熱伝導は、ダストの形で貯
蔵する手法を導入することによって実質的に改善され、
かつ増大される。ドラムタイプの乾燥機におけるスラグ
乾燥に関して、ＫＶＡフィルターダスト（溶融および還
元プロセスから派生するフィルターダスト）に類似する
手段で形成する空気で運ばれるダストを処理することが
好ましい。フラッシュ溶解炉においては、非常に優れた
方法でのダスト装入が、全体の酸化が容易に実現するよ
うに溶融滴に変換されることができる。ガス状空間に対
する固形ないしは溶融表面の高い比率の故に、適切な熱
伝導が確保される。乾燥され、かつ再ダスト処理された
塊状物は、ある分量で排ガス煙突を通じるなどの簡単な
手段で液状の溶融スラグ中に添加されるため、形成かつ
落下する溶融金属は希望する酸化を確保すべく例えば、
浸漬ランスなどの手段で酸化される。完全な酸化の場合
には、塩化物は重金属塩化物、例えばＣｌ2 あるいはＨ
ＣＬの形で多量に蒸発させる。塩化物の余りにも多過ぎ
る装入は、凝縮に起因する排ガス煙突あるいは予備加熱
システムで重大な沈殿物の問題を引き起こすことにな
る。硫黄の多過ぎる装入は、初期にＳＯ2 に燃焼して同
様に沈殿物の問題を引き起こす。溶融酸化反応炉におい
て、注出口は銅−錫−ニッケル合金が形成されるように
最下部で取り付けられている。
【００１９】当初要求された鉄浴反応炉において、温度
は特に有利な手段で誘導加熱で維持される。その結果、
例えば、熱供給が必要とされない場合にはコイルシステ
ムを軽減でき、依ってコイルの水冷に伴う電力損失を軽
減できる。そのような鉄浴反応炉において、２つの混合
しにくい安定な相、主に少量の鉄の相と同様に多量の銅
を含有する相が発現することが示された。鉄浴反応の初
期においては、スクラップあるいは廃棄物の装入に相当
する鉄合金は、例えば、鉄浴全体にわたり存在する。こ
の種の廃棄物スクラップは、一般に例えば０．５ｗｔ％
の銅を含んでいる。溶融状態においてそのようなスクラ
ップ合金を保つには、約１５５０℃の温度を必要とされ
る。この鉄浴からスラグの流出開始に伴い、銅酸化物は
スラグの外で還元され、同時に鉄は鉄酸化物に浴の外で
酸化される。従って、鉄浴は銅で富化され、鉄酸化物は
スラグ中に移行していく。鉄浴中の銅量が約２０ｗｔ％
に達した直後に浴温は固体の金属合金の分離なしで約１
４８０℃に低下させられる。スラグ中で必然的に低い銅
量の確保のために必要かつ十分な還元力により、スラグ
のように金属浴が１４５０℃で液状化されるように、鉄
−銅状態図において平衡に達っせられた。スラグ流出の
末期に、鉄浴は注出され、かつ約１１００℃の温度に冷
却される。上述の場合において、約８％の銅を含んでい
る鉄合金は、約４％の鉄を有する液状の銅合金上に浮か
んでおり、層として分離する。冶金的観点から、この銅
合金は、貴重な原料である粗青銅を構成する。鉄の層
は、鉄の損失をバランスさせるために鉄合金の６部を銅
合金の５．５部で平衡になるようにスクラップと共に鉄
浴に再導入される。通常、粗スラグは約１ｗｔ％の銅量
を含むが零に近ずくよう低減される。
は特に有利な手段で誘導加熱で維持される。その結果、
例えば、熱供給が必要とされない場合にはコイルシステ
ムを軽減でき、依ってコイルの水冷に伴う電力損失を軽
減できる。そのような鉄浴反応炉において、２つの混合
しにくい安定な相、主に少量の鉄の相と同様に多量の銅
を含有する相が発現することが示された。鉄浴反応の初
期においては、スクラップあるいは廃棄物の装入に相当
する鉄合金は、例えば、鉄浴全体にわたり存在する。こ
の種の廃棄物スクラップは、一般に例えば０．５ｗｔ％
の銅を含んでいる。溶融状態においてそのようなスクラ
ップ合金を保つには、約１５５０℃の温度を必要とされ
る。この鉄浴からスラグの流出開始に伴い、銅酸化物は
スラグの外で還元され、同時に鉄は鉄酸化物に浴の外で
酸化される。従って、鉄浴は銅で富化され、鉄酸化物は
スラグ中に移行していく。鉄浴中の銅量が約２０ｗｔ％
に達した直後に浴温は固体の金属合金の分離なしで約１
４８０℃に低下させられる。スラグ中で必然的に低い銅
量の確保のために必要かつ十分な還元力により、スラグ
のように金属浴が１４５０℃で液状化されるように、鉄
−銅状態図において平衡に達っせられた。スラグ流出の
末期に、鉄浴は注出され、かつ約１１００℃の温度に冷
却される。上述の場合において、約８％の銅を含んでい
る鉄合金は、約４％の鉄を有する液状の銅合金上に浮か
んでおり、層として分離する。冶金的観点から、この銅
合金は、貴重な原料である粗青銅を構成する。鉄の層
は、鉄の損失をバランスさせるために鉄合金の６部を銅
合金の５．５部で平衡になるようにスクラップと共に鉄
浴に再導入される。通常、粗スラグは約１ｗｔ％の銅量
を含むが零に近ずくよう低減される。
【００２０】本発明によって提案された操業形態によれ
ば、スラグ４８トンが鉄１トンの装入によって銅のない
ものが得られた。もし、錫酸化物の全量が１５００℃で
スラグの中から還元されることができるなら、鉄浴の注
出濃度は鉄で約７５％に達する。旋回する流れおよび熱
的な流れの理由から、鉄とスラグが混合する際に生じる
或る種の攪拌流が誘導坩堝の上部で直接造られ、これは
溶融スラグから非鉄金属の還元に有益なことである。こ
のような攪拌流は、誘導攪拌によって更に強化される。
還元された非鉄金属の沈殿が薄い領域で再度起こるが、
その薄い領域において決定的な重要度を占める比較的薄
いスラグ層は如何なる状況下でも還元された非鉄金属の
沈殿距離および時間を短くすることを確実にする。鉄浴
がどこにでもある炭素と接触に入らないことが重要であ
る。その理由は、炭素と平衡状態にある高融点セメンタ
イトを形成し、明らかに鉄浴の粘性の極端な増加を含む
ことになるが、もしそれが不可能でないなら、非鉄金属
の沈殿作用は酷く遅れることになる。耐候性の重金属で
ある亜鉛とか鉛は、ガス状でスラグ中に残るが、凝縮な
いし燃焼の形で煙突から排出される。希釈された溶融ス
ラグは水で冷却され、そしてガス造粒ないしは蒸気造粒
粉砕機の手段で活性化した原料になる。
ば、スラグ４８トンが鉄１トンの装入によって銅のない
ものが得られた。もし、錫酸化物の全量が１５００℃で
スラグの中から還元されることができるなら、鉄浴の注
出濃度は鉄で約７５％に達する。旋回する流れおよび熱
的な流れの理由から、鉄とスラグが混合する際に生じる
或る種の攪拌流が誘導坩堝の上部で直接造られ、これは
溶融スラグから非鉄金属の還元に有益なことである。こ
のような攪拌流は、誘導攪拌によって更に強化される。
還元された非鉄金属の沈殿が薄い領域で再度起こるが、
その薄い領域において決定的な重要度を占める比較的薄
いスラグ層は如何なる状況下でも還元された非鉄金属の
沈殿距離および時間を短くすることを確実にする。鉄浴
がどこにでもある炭素と接触に入らないことが重要であ
る。その理由は、炭素と平衡状態にある高融点セメンタ
イトを形成し、明らかに鉄浴の粘性の極端な増加を含む
ことになるが、もしそれが不可能でないなら、非鉄金属
の沈殿作用は酷く遅れることになる。耐候性の重金属で
ある亜鉛とか鉛は、ガス状でスラグ中に残るが、凝縮な
いし燃焼の形で煙突から排出される。希釈された溶融ス
ラグは水で冷却され、そしてガス造粒ないしは蒸気造粒
粉砕機の手段で活性化した原料になる。
【００２１】＜実施例２＞パーセスミス酸化法において
転炉スラグから銅スラグの形成は、１３５０℃で液状で
以下の組成を有していた。 表４ ─────────────────────── 主成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳｉＯ2 ２７．８ Ａｌ2 Ｏ3 ５．７ Ｆｅ2 Ｏ3 ５０．３ ＣａＯ ３．８ ＭｇＯ ２．２ ─────────────────────── 表５ ─────────────────────── 第二成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳＯ3 ０．５０ Ｋ2 Ｏ ０．１３ Ｎａ2 Ｏ ０．６４ ＴｉＯ2 ０．３６ Ｍｎ2 Ｏ3 ０．３５ Ｐ2 Ｏ5 ０．２７ ─────────────────────── 表６ ─────────────────────────────── 非鉄金属 重量部（ｐｐｍ） ＴＶＡ−限界値（ｐｐｍ） ─────────────────────────────── Ｃｕ １１，０００ ５００ Ｐｂ １２，０００ ５００ Ｚｎ ３６，０００ １，０００ ─────────────────────────────── 表７ ─────────────────────── 第二成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳＯ3 ０．５０ Ｋ2 Ｏ ０．１３ Ｎａ2 Ｏ ０．６４ ＴｉＯ2 ０．３６ Ｍｎ2 Ｏ3 ０．３５ Ｐ2 Ｏ5 ０．２７ ─────────────────────── 表８ ─────────────────────────────── 非鉄金属 重量部（ｐｐｍ） ＴＶＡ−限界値（ｐｐｍ） ─────────────────────────────── Ｃｕ １１，０００ ５００ Ｐｂ １２，０００ ５００ Ｚｎ ３６，０００ １，０００ ───────────────────────────────
転炉スラグから銅スラグの形成は、１３５０℃で液状で
以下の組成を有していた。 表４ ─────────────────────── 主成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳｉＯ2 ２７．８ Ａｌ2 Ｏ3 ５．７ Ｆｅ2 Ｏ3 ５０．３ ＣａＯ ３．８ ＭｇＯ ２．２ ─────────────────────── 表５ ─────────────────────── 第二成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳＯ3 ０．５０ Ｋ2 Ｏ ０．１３ Ｎａ2 Ｏ ０．６４ ＴｉＯ2 ０．３６ Ｍｎ2 Ｏ3 ０．３５ Ｐ2 Ｏ5 ０．２７ ─────────────────────── 表６ ─────────────────────────────── 非鉄金属 重量部（ｐｐｍ） ＴＶＡ−限界値（ｐｐｍ） ─────────────────────────────── Ｃｕ １１，０００ ５００ Ｐｂ １２，０００ ５００ Ｚｎ ３６，０００ １，０００ ─────────────────────────────── 表７ ─────────────────────── 第二成分 重量部（％） ─────────────────────── ＳＯ3 ０．５０ Ｋ2 Ｏ ０．１３ Ｎａ2 Ｏ ０．６４ ＴｉＯ2 ０．３６ Ｍｎ2 Ｏ3 ０．３５ Ｐ2 Ｏ5 ０．２７ ─────────────────────── 表８ ─────────────────────────────── 非鉄金属 重量部（ｐｐｍ） ＴＶＡ−限界値（ｐｐｍ） ─────────────────────────────── Ｃｕ １１，０００ ５００ Ｐｂ １２，０００ ５００ Ｚｎ ３６，０００ １，０００ ───────────────────────────────
【００２２】上記分析は、特別な廃棄物捨て場に山積み
されたようなこの種のスラグを許容する重金属と同様に
高い鉄酸化物量を示している。本発明による方法では、
上記銅スラグが、 ａ）混合セメント組成物としての高グレードのポゾラン ｂ）いわゆる精錬銅 ｃ）亜鉛／鉛の混合金属 ｄ）高グレードの鋳鉄 に変換される。
されたようなこの種のスラグを許容する重金属と同様に
高い鉄酸化物量を示している。本発明による方法では、
上記銅スラグが、 ａ）混合セメント組成物としての高グレードのポゾラン ｂ）いわゆる精錬銅 ｃ）亜鉛／鉛の混合金属 ｄ）高グレードの鋳鉄 に変換される。
【００２３】本発明による方法は、それ故に、銅精錬の
潜在的な生産量を増加させることができる。更に、廃棄
問題、すなわち、廃棄物の山積みは回避される。液状の
銅スラグは、酸化状態で加熱された取鍋、すなわち、溶
融酸化反応炉に供給される。加熱は、天然ガスをエアー
バーナーの手段で行われた。その場合、空気は酸素で富
化されるか、あるいは置換される。溶融物は１５００℃
に加熱され、引き続き、誘導加熱で加熱された鉄浴反応
器に供給される。それ故、重金属の希釈は、既に述べた
ような方法で行われ、粗銅（〜４％Ｆｅ）が酸化状態に
保持された取鍋に鉄の酸化のために供給され、精錬銅が
回収される。亜鉛および鉛は蒸発する。
潜在的な生産量を増加させることができる。更に、廃棄
問題、すなわち、廃棄物の山積みは回避される。液状の
銅スラグは、酸化状態で加熱された取鍋、すなわち、溶
融酸化反応炉に供給される。加熱は、天然ガスをエアー
バーナーの手段で行われた。その場合、空気は酸素で富
化されるか、あるいは置換される。溶融物は１５００℃
に加熱され、引き続き、誘導加熱で加熱された鉄浴反応
器に供給される。それ故、重金属の希釈は、既に述べた
ような方法で行われ、粗銅（〜４％Ｆｅ）が酸化状態に
保持された取鍋に鉄の酸化のために供給され、精錬銅が
回収される。亜鉛および鉛は蒸発する。
【００２４】重金属の希釈されたスラグは、依然高い鉄
酸化物を含有しているので既に述べた鉄浴焙焼炉に送ら
れる。そこで、鉄酸化物はＣ／Ｏ2 ／ＣａＣＯ3 の手段
で還元され、銑鉄として抽出される。このスラグは、空
気造粒機でガラス状の物質（ポゾラン）として得られ
る。ポゾランは以下の組成物を有する。 表９ ─────────────────────── 組成 重量部（％） ─────────────────────── ＳｉＯ2 ６４ Ａｌ2 Ｏ3 １３ Ｆｅ2 Ｏ3 ４ ＣａＯ １２ ＭｇＯ ５ ───────────────────────
酸化物を含有しているので既に述べた鉄浴焙焼炉に送ら
れる。そこで、鉄酸化物はＣ／Ｏ2 ／ＣａＣＯ3 の手段
で還元され、銑鉄として抽出される。このスラグは、空
気造粒機でガラス状の物質（ポゾラン）として得られ
る。ポゾランは以下の組成物を有する。 表９ ─────────────────────── 組成 重量部（％） ─────────────────────── ＳｉＯ2 ６４ Ａｌ2 Ｏ3 １３ Ｆｅ2 Ｏ3 ４ ＣａＯ １２ ＭｇＯ ５ ───────────────────────
【００２５】現実には、ＡＳＭ Ｃ１０９規格でＳＡＩ
値＝１１２％（特に、混合セメントで２８日強度が飛躍
的に向上）の優れたポゾラン特性を有するガラス量９８
％の製品が得られた。
値＝１１２％（特に、混合セメントで２８日強度が飛躍
的に向上）の優れたポゾラン特性を有するガラス量９８
％の製品が得られた。
【００２６】以下に、本発明を模式的に示した図面に基
づいて代表的態様を示す装置で本発明を更に詳細に説明
する。図１より、フラッシュ溶解炉１が、ガス排出炉の
ように、溶融酸化反応器の上部に配置されている。ダス
トは、フラッシュ溶解炉１に導入され、燃料および任意
的に細かく裁断された廃棄物も供給可能である。予めド
ラム状の乾燥機で予備加熱された塊状の原料がガス排出
炉に導入される。溶融酸化反応炉から鉄、アルミニウム
および炭素の酸化が行われ、スラグは加熱された浴の排
出部５を連結する鉄浴反応炉４に取り込まれる。この浴
の排出部５は加熱が必要ない場合の電力損失を最小にす
るために誘導加熱部と置き換え可能な誘導加熱コイルを
設けている。フラッシュ溶解炉に導入されたダストは、
例えば、再処理用サイクロン６から取り出せる。廃棄物
の灰化装置からのフィルターダストは、前記フラッシュ
溶解炉に導入する前に塩化物による洗浄に付される。
づいて代表的態様を示す装置で本発明を更に詳細に説明
する。図１より、フラッシュ溶解炉１が、ガス排出炉の
ように、溶融酸化反応器の上部に配置されている。ダス
トは、フラッシュ溶解炉１に導入され、燃料および任意
的に細かく裁断された廃棄物も供給可能である。予めド
ラム状の乾燥機で予備加熱された塊状の原料がガス排出
炉に導入される。溶融酸化反応炉から鉄、アルミニウム
および炭素の酸化が行われ、スラグは加熱された浴の排
出部５を連結する鉄浴反応炉４に取り込まれる。この浴
の排出部５は加熱が必要ない場合の電力損失を最小にす
るために誘導加熱部と置き換え可能な誘導加熱コイルを
設けている。フラッシュ溶解炉に導入されたダストは、
例えば、再処理用サイクロン６から取り出せる。廃棄物
の灰化装置からのフィルターダストは、前記フラッシュ
溶解炉に導入する前に塩化物による洗浄に付される。
【００２７】溶融酸化反応炉内での望ましい酸化は、溶
融スラグ中へのランス７を通じて酸素を吹き込むことで
ある。溶融酸化反応炉３と鉄浴反応炉４の間でのオーバ
ーフロー領域に、攪拌領域８を激しいスラグ反応が特に
起こるように加熱排出部５の上部に設けられている。鉄
浴反応炉４内でスラグの流れ方向に従って、層状領域９
が形成され、非鉄金属の沈殿が促進される。その後、ス
ラグは鉄浴焙焼炉１０に取り込まれる。この鉄浴焙焼炉
１０において、炭酸カルシウム、酸化カルシウムおよび
炭素、任意的に酸素がランス１１を通じてスラグの下に
ある金属浴に吹き込まれる。金属浴は、再度銑鉄として
抽出される。亜鉛および鉛は、鉄浴反応炉４から蒸気の
形で排出される。その結果、ＣＯ／ＣＯ2 混合物と還元
された還元物は、鉄浴焙焼炉１０から抽出され、鉄浴反
応炉４で再生される。
融スラグ中へのランス７を通じて酸素を吹き込むことで
ある。溶融酸化反応炉３と鉄浴反応炉４の間でのオーバ
ーフロー領域に、攪拌領域８を激しいスラグ反応が特に
起こるように加熱排出部５の上部に設けられている。鉄
浴反応炉４内でスラグの流れ方向に従って、層状領域９
が形成され、非鉄金属の沈殿が促進される。その後、ス
ラグは鉄浴焙焼炉１０に取り込まれる。この鉄浴焙焼炉
１０において、炭酸カルシウム、酸化カルシウムおよび
炭素、任意的に酸素がランス１１を通じてスラグの下に
ある金属浴に吹き込まれる。金属浴は、再度銑鉄として
抽出される。亜鉛および鉛は、鉄浴反応炉４から蒸気の
形で排出される。その結果、ＣＯ／ＣＯ2 混合物と還元
された還元物は、鉄浴焙焼炉１０から抽出され、鉄浴反
応炉４で再生される。
【００２８】スラグは鉄浴焙焼炉１０から排出され、最
終的に圧搾空気および高圧水が供給される蒸気造粒粉砕
機に送られる。この蒸気造粒粉砕機で得られた製品は、
優れた水硬特性を有する耐候性高炉スラグであり、造粒
工程で生成する高温ガスは乾燥機で再利用可能である。
金属排出部５を通じて鉄浴反応炉から排出された金属
は、分離取鍋１２に供給されるが、粗銅は鉄層の下部に
分離されている。この粗銅は、溶融酸化反応炉３で酸化
されて再成されるが、その際、非鉄金属ないし鉄より貴
重な金属は前記溶融酸化反応炉から直ちに抽出されるた
めにそれ以上酸化されることはなく、金属相は青銅から
なっている。
終的に圧搾空気および高圧水が供給される蒸気造粒粉砕
機に送られる。この蒸気造粒粉砕機で得られた製品は、
優れた水硬特性を有する耐候性高炉スラグであり、造粒
工程で生成する高温ガスは乾燥機で再利用可能である。
金属排出部５を通じて鉄浴反応炉から排出された金属
は、分離取鍋１２に供給されるが、粗銅は鉄層の下部に
分離されている。この粗銅は、溶融酸化反応炉３で酸化
されて再成されるが、その際、非鉄金属ないし鉄より貴
重な金属は前記溶融酸化反応炉から直ちに抽出されるた
めにそれ以上酸化されることはなく、金属相は青銅から
なっている。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、全体プロ
セスが熱放出作用を利用しているため有利な方法でエネ
ルギーの回収に適用できる。
セスが熱放出作用を利用しているため有利な方法でエネ
ルギーの回収に適用できる。
【図１】本発明に使用される処理装置とその処理フロー
を示した図である。
を示した図である。
１…フラシュ溶解炉 ３…溶融酸化反応炉 ４…鉄浴反応炉 ５…排出部 ６…再処理用サイクロン ７…ランス ８…攪拌領域 ９…層状領域 １０…鉄浴焙焼炉 １１…ランス １２…分離取鍋
Claims (17)
- 【請求項１】 産業廃棄物あるいは金属酸化物を含有す
る焼却残滓およびスラグ、例えば、使用済み触媒、裁断
した軽い自動車の断片、スクラップ金属、電気亜鉛メッ
キの残滓および／または下水汚泥物、の少なくとも一つ
の固形物を、乾燥し、そして予備加熱し、該固形物の溶
成物を得るために溶融酸化反応炉に供給して処理する方
法において、金属浴の分離下で該溶成物がＦｅＯ量を含
有するスラグを得るために少なくとも部分的に酸化さ
れ、該スラグは、非鉄金属が粗青銅の形で該鉄浴から分
離されるように、溶融スラグとこの溶融スラグ下にある
鉄浴を形成するためにスクラップの添加およびＣＯ／Ｃ
Ｏ2 を吹き込みの何れかによって非鉄金属の還元を実施
するための第一還元段階と、該スラグ中のＦｅＯ量を減
少させるためにＣａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素によって
間接的な鉄還元を実施するための第二還元段階、からな
る２段階還元により還元されることを特徴とする廃棄物
あるいは金属酸化物含有する焼却残滓の処理方法。 - 【請求項２】 前記第二還元段階の間接的な鉄還元がＯ
2 添加の下で行われることを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 前記第二還元段階でＣＯ／ＣＯ2 混合物
が形成され、更に還元ポテンシャルを減少させるために
該ＣＯ／ＣＯ2 混合物をＯ2 で部分的に燃焼させて、銅
還元のために前記部分燃焼したＣＯ／ＣＯ2 混合物を前
記第一還元段階に導入することを含むことを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 該スラグ浴の下にある該鉄浴にＣａＣＯ
3 ，ＣａＯおよび炭素の少なくとも１種を吹き込むラン
スを設けたことを更に含むことを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】 前記ランスを通じて該鉄浴にＯ2 を吹き
込むことを更に含むことを特徴とする請求項４記載の方
法。 - 【請求項６】 前記第二還元段階で該スラグの鉄酸化物
が該鉄浴の精製のために使用されることを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記第一還元段階が、更にスクラップ生
成の際にこの第一還元段階に導入される鉄から非鉄金属
不純物を完全に分離することを含むことを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記第一還元段階から銅に加えて更に親
鉄性の錫およびニッケルなどの重金属を含む液状銅合金
を分離し、かつ該銅合金を前記溶融酸化反応炉に再利用
する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項９】 燃焼が銅を含む貴金属を除去した状態で
Ｆｅに対してのみ有効ならしめるような手段で前記溶融
酸化反応炉で酸化ポテンシャルを調整し、融成物として
銅を排出する工程を更に含むことを特徴とする請求項１
記載の方法。 - 【請求項１０】 産業廃棄物あるいは金属酸化物を含有
する焼却残滓およびスラグ、例えば、使用済み触媒、裁
断した軽い自動車の断片、スクラップ金属、電気亜鉛メ
ッキの残滓および／または下水汚泥物スラッジ、の少な
くとも一つの固形物からスラグを得るために溶融し、そ
して少なくとも部分的に酸化し、次いで、乾燥し、そし
て予備加熱して第一および第二還元段階で該スラグを還
元する装置であって、前記固形物を溶解し、少なくとも
部分的に酸化するために受け入れるように構成された溶
融酸化反応炉と、前記溶融酸化反応炉に続けて第一還元
段階を実施するよう構成された鉄浴反応炉と、前記鉄浴
反応炉に続けて第二還元段階を実施するよう構成された
鉄浴焙焼炉と、前記溶融酸化反応炉、鉄浴反応炉および
鉄浴焙焼炉の一つづつにそれぞれ相互に連結するスラグ
のオーバーフロー流路手段、を備えたことを特徴とする
廃棄物あるいは金属酸化物含有する焼却残滓の処理装
置。 - 【請求項１１】 前記溶融酸化反応炉が、少なくともフ
ラシュ溶解炉および向流高炉の何れかから成り、前記フ
ラシュ溶解炉および向流高炉の何れかに連結するダスト
導入手段および燃焼バーナー手段を更に有することを特
徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 前記ダスト導入手段および燃焼バーナ
ー手段が裁断された廃棄物を導入するために設けられた
ことを特徴とする請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 前記鉄浴焙焼炉が、スラグ排出手段
と、更に、前記スラグ排出手段に連結された造粒手段を
更に有することを特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１４】 前記造粒手段が、蒸気造粒粉砕機であ
ることを特徴とする請求１３記載の装置。 - 【請求項１５】 金属を排出するために前記鉄浴反応炉
に連結する煙突と、スクラップ追加のために該鉄浴反応
炉に連結する閉鎖可能な開口部を更に有することを特徴
とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１６】 前記煙突が鉛蒸気を排出するために供
することを特徴とする請求項１５記載の装置。 - 【請求項１７】 該鉄浴反応炉が、誘導加熱手段を備え
た金属浴排出手段と、前記金属浴排出手段に続いて設け
られ、かつ鉄の層とするための分離取鍋を更に有するこ
とを特徴とする請求項１０記載の装置。
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|---|---|---|---|
| AT0191094A AT403294B (de) | 1994-10-10 | 1994-10-10 | Verfahren zum aufarbeiten von müll oder von metalloxidhaltigen müllverbrennungsrückständen sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens |
| AT1910/94 | 1994-10-10 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319521A true JPH08319521A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3754116B2 JP3754116B2 (ja) | 2006-03-08 |
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ID=3523673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP26285695A Expired - Lifetime JP3754116B2 (ja) | 1994-10-10 | 1995-10-11 | 産業廃棄物または金属酸化物を含有する廃棄物の焼却残滓を処理する方法とその方法を実施するための装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5776226A (ja) |
| EP (1) | EP0707083B1 (ja) |
| JP (1) | JP3754116B2 (ja) |
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| CA (1) | CA2159137A1 (ja) |
| DE (1) | DE59509237D1 (ja) |
| DK (1) | DK0707083T3 (ja) |
| ES (1) | ES2156930T3 (ja) |
| GR (1) | GR3036290T3 (ja) |
| PT (1) | PT707083E (ja) |
| SI (1) | SI0707083T1 (ja) |
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| KR20200091443A (ko) * | 2017-12-14 | 2020-07-30 | 메탈로 벨지움 | 개선된 땜납 제조 공정 |
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| AT405192B (de) * | 1995-12-11 | 1999-06-25 | Holderbank Financ Glarus | Verfahren zum aufbereiten von müll oder müllfraktionen, insbesondere autoshredderleichtfraktion |
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