JPH09206727A - アルミニウムドロス残灰の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウムドロス残灰を加熱処理する際
に、効率的かつ確実に金属アルミニウムおよび窒化アル
ミニウムを酸化するとともに、塩化物も気化させること
ができて当該アルミニウムドロス残灰の無害化処理を行
なうことが可能となるアルミニウムドロス残灰の処理方
法を得る。 【解決手段】 アルミニウムドロス残灰を、加熱バーナ
によって最終的に１１００℃以上の温度範囲で加熱し
て、上記アルミニウムドロス残灰中の残留金属アルミニ
ウムを酸化するとともに、窒素成分および塩素成分を除
去するに際して、上記アルミニウムドロス残灰の加熱雰
囲気が８５０℃以上の温度に昇温した際に、当該加熱と
並行して上記アルミニウムドロス残灰を破砕する。ま
た、この際の加熱バーナとして酸素バーナを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】アルミニウム溶解工程等で生
成されるアルミニウムドロスの処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】通常アルミニウムの製造工程では、溶解
炉におけるアルミニウムの溶解時や保持炉において、残
留アルミニウム、アルミニウムの酸化物、窒化物、塩化
物等を含んだアルミニウムドロスが生成される。このア
ルミニウムドロスは、再度回転羽根式のしぼり機等によ
り、さらに４０％程度のアルミニウム成分の回収がなさ
れて、残留金属アルミニウムを５０重量％以下、一般に
は３０重量％程度含むアルミニウムドロス残灰とされた
のち、産業廃棄物として廃棄処理されることが殆どであ
るが、このアルミニウムドロス残灰中に残存する窒化ア
ルミニウム等が水と反応し、 ＡｌＮ＋３Ｈ₂Ｏ → ＡＬ（ＯＨ）₃ ＋ＮＨ₃ で表わされるように、室温のもとで湿気、雨水等の水分
により加水分解してアンモニアを発生し、悪臭等の公害
を生じることから、その無公害化処理ならびに再利用が
種々検討されている。

【０００３】そこで、本発明者等は、先に上記アルミニ
ウムドロス残灰を１０００℃以上の温度範囲で加熱処理
することにより、残留金属アルミニウムを、 ２Ａｌ＋３／２・Ｏ₂ → Ａｌ₂Ｏ₃ で表されるように、酸化してアルミナとし、かつ窒化ア
ルミニウムも、 ２ＡｌＮ＋３／２・Ｏ₂ → Ａｌ₂Ｏ₃ ＋Ｎ₂ で表されるようにアルミナと窒素ガスに化学変化させる
とともに、上記塩素成分を効率的に気化して除去するこ
とにより、上記アルミニウムドロス残灰を無公害化処理
することができるとの知見を得た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、アルミニウ
ムドロス残灰は比較的細かい粒子であって、金属アルミ
ニウムを含んだ酸化物粒子と回収できなかった金属アル
ミニウム粒子とによって構成されており、上記金属アル
ミニウムの含有量は、上述したように高い場合には４０
％以上残存している。このため、上記アルミニウムドロ
ス残灰を回転炉内においてゆっくり回転させながら、上
述したような高い温度範囲で加熱処理を行なおうとする
と、金属アルミニウムを含んだ粒子が互いに溶着し、結
果的に大きな粒状の焼結体を生じようとし、この大きな
固まりが数センチの厚さで上記回転炉の内壁面のほぼ全
周にわたって付着してしまうという現象をみた。

【０００５】そして、加熱処理終了後にこの固まりを突
き棒によって崩して調査したところ、上記固まりは、そ
の表面部が溶融金属アルミニウムが酸化され、急激に温
度が上昇して半溶融した固い緻密なアルミナ主体の焼結
層で覆われてしまっており、この結果上記固まりの内部
においては、この緻密な表面層によって、金属アルミニ
ウムおよび窒化アルミニウムが充分酸化されず残存して
しまうとともに、塩化物も気化されずに残存しているこ
とが認められ、よって上記加熱処理によっては、所望の
無害化処理を円滑に行なうことが難しいという結論をみ
た。

【０００６】そこで、本発明者等は、このようなアルミ
ニウムドロス残灰を加熱処理する際に生じる現実的な諸
問題の解決方法について鋭意研究を重ねたところ、アル
ミニウムドロス残灰を、加熱バーナによって高温加熱す
ることにより上記アルミニウムドロス残灰中の残留金属
アルミニウムを酸化し、かつ窒素成分および塩素成分を
除去するに際して、上記アルミニウムドロス残灰の加熱
雰囲気が８５０℃以上の温度に昇温した際に、当該加熱
と並行して上記アルミニウムドロス残灰を破砕して固形
化を防止することにより、上述したような表面が緻密な
アルミナによって覆われた固まりの発生を有効に防止す
ることができ、よって効率的に金属アルミニウムおよび
窒化アルミニウムを酸化するとともに、塩化物も気化さ
せることができるという知見を得るに至った。

【０００７】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたもので、アルミニウムドロス残灰を加熱処理する際
に、効率的かつ確実に金属アルミニウムおよび窒化アル
ミニウムを酸化するとともに、塩化物も気化させること
ができて当該アルミニウムドロス残灰の無害化処理を行
なうことが可能となるアルミニウムドロス残灰の処理方
法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るアルミニウムドロス残灰の処理方法は、アルミニ
ウムドロス残灰を、加熱バーナによって最終的に１１０
０℃以上の温度範囲、好ましくは１１００℃〜１５００
℃の温度範囲で加熱して、上記アルミニウムドロス残灰
中の残留金属アルミニウムを酸化するとともに、窒素成
分および塩素成分を除去するに際して、上記アルミニウ
ムドロス残灰の加熱雰囲気が８５０℃以上の温度に昇温
した際に、当該加熱と並行して上記アルミニウムドロス
残灰を破砕して固形化を防止することを特徴とするもの
である。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、アルミニウムドロス残灰
を、上記加熱温度に対して耐熱性を有する破砕ボールと
ともに回転炉内に投入し、上記加熱バーナにより昇温さ
せて上記加熱雰囲気の温度が８５０℃以上になった際
に、上記回転炉を２ｒｐｍ以上の回転数で回転させるこ
とにより、上記破砕ボールによってアルミニウムドロス
残灰を破砕して固形化を防止することを特徴とするもの
であり、さらに請求項３に記載の発明は、上記破砕ボー
ルとして、アルミナ耐火物、炭化ケイ素、窒化ケイ素ま
たは酸化チタンからなる球または立方体を用いたことを
特徴とするものである。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、上記請求
項１〜３のいずれかに記載の発明においてアルミニウム
ドロス残灰を破砕する際に、上記加熱バーナを、停止さ
せることを特徴とするものであり、請求項５に記載の発
明は、上記加熱バーナを停止させた際に、さらに酸素ガ
スを雰囲気中に吹き込むことを特徴とするものである。
次いで、請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５の
いずれかに記載の加熱バーナが、３０％以上の酸素濃度
で燃料を燃焼させる酸素バーナであることを特徴とする
ものであり、さらに請求項７に記載の発明は、上記加熱
バーナが、９０％以上の酸素濃度で燃料を燃焼させる酸
素バーナであることを特徴とするものである。ここで、
上記燃料としては、ＬＰＧ、灯油、軽油、重油、ＬＮＧ
等が使用可能である。そして、請求項８に記載の発明
は、上記請求項１〜７のいずれかに記載のアルミニウム
ドロス残灰が、５０重量％以下の金属アルミニウムを含
むことを特徴とするものである。

【００１１】請求項１ないし８のいずれかに記載のアル
ミニウムドロス残灰の処理方法にあっては、上記アルミ
ニウムドロス残灰を加熱処理する場合に、加熱雰囲気が
昇温して約８５０℃で残留アルミニウムの酸化が生じる
ことが観察されたことから、上記加熱雰囲気が８５０℃
以上の温度に昇温した際に、当該加熱と並行して上記ア
ルミニウムドロス残灰を破砕して固形化を防止すること
により、金属アルミニウムを含んだ粒子が互いに溶着し
て大きな粒状の焼結体を生じることが抑制され、この結
果効率的かつ確実に金属アルミニウムおよび窒化アルミ
ニウムを酸化するとともに、塩化物も気化させることが
できる。

【００１２】この際に、請求項２に記載の発明によれ
ば、回転炉を用いてアルミニウムドロス残灰を焼成処理
する場合に、当該アルミニウムドロス残灰を破砕ボール
とともに回転炉内に投入して、上記加熱バーナにより昇
温させて残留アルミニウムの酸化が発生する８５０℃以
上の上記加熱雰囲気において、上記回転炉を通常の焼成
時の回転数よりも高速となる２ｒｐｍ以上の回転数で回
転させ、アルミニウムドロス残灰を破砕しているので、
一連の焼成と並行して上記アルミニウムドロス残灰を破
砕することによる固形化の防止を行なうことができ、よ
って処理効率が向上するとともに、上記破砕ボールによ
って、アルミニウムドロス残灰を破砕する作用と、炉壁
に沿って揺動する破砕ボールによって、当該炉壁に付着
するアルミニウムドロス残灰を剥離させる作用とを同時
に奏することができるために、残留アルミニウムおよび
窒化アルミニウムの酸化および塩化物の気化を効率的か
つ確実に促進することが可能となる。

【００１３】ここで、上記破砕ボールとしては、１００
０℃以上の加熱雰囲気下での耐熱性および所望の強度を
有するものとして、請求項３に記載の発明のように、ア
ルミナ耐火物、炭化ケイ素、窒化ケイ素または酸化チタ
ンからなる球または立方体を用いれば好適である。ま
た、上記加熱と並行して破砕を行なうことにより、焼成
により得られたアルミナが微細粒子化して、バーナの火
炎により飛散し、排気ダクトから排出されてフィルタ等
に捕集される等、その回収率が低下したり回収に手間を
要したりする虞がある。この点、請求項４に記載の発明
によれば、アルミニウムドロス残灰を破砕する際に、上
記バーナを停止させているので、回転炉内からの直接の
回収率を向上させることができる。

【００１４】さらに、請求項６または７に記載の発明に
あっては、上記バーナとして、３０％以上の酸素濃度、
望ましくは９０％以上の酸素濃度で上述したＬＰＧ、灯
油等の燃料を燃焼させる酸素バーナを用いているので、
２５００℃以上のフレーム温度を得ることができ、よっ
て容易にアルミニウムドロス残灰に対する高温の加熱処
理を行なうことができるとともに、燃焼制御が正確で炉
内の加熱雰囲気を容易に制御することが可能となり、し
かも燃焼排ガス量が少ないために、粉塵の発生を減少さ
せることができる。加えて、通常の空気バーナと比較し
て燃焼ガス中の窒素を大幅に減少させることができ、特
に請求項７に記載の発明によれば、上記窒素が殆ど含ま
れていないために、雰囲気中の窒素分圧が低くなり、こ
の結果高温加熱時において窒化アルミニウム（ＡｌＮ）
の生成を防止することができるうえ、さらに排ガス中の
ＮＯx を低減化させることができるため、再燃焼設備や
水洗設備等の排ガス処理設備が不要となるといった効果
が得られる。

【００１５】ここで、上記バーナにおける酸素濃度を３
０％以上としたのは、通常の空気バーナにあっては、一
般的にそのフレーム温度が１４００℃程度で、加熱雰囲
気温度を１１００℃程度に加熱することが限度あるのに
対して、上記酸素濃度が３０％以上で燃料を燃焼する酸
素バーナによれば、２０００℃以上のフレーム温度が得
られ、この結果加熱雰囲気の温度を容易に１５００℃以
上の温度まで昇温・制御することができて好適だからで
ある。

【００１６】また、酸素分圧が高く、かつ加熱雰囲気の
温度が１０００℃を超えているために、アルミニウムド
ロス残灰中に約１０％含まれる窒化アルミニウムの分解
によって生成されるアンモニア（ＮＨ₃ ）も、 ＮＨ₃ ＋Ｏ₂ →Ｎ₂ ＋３Ｈ₂Ｏ で表されるように、容易に酸化燃焼させて除去すること
ができる。ちなみに、各種のアンモニア塩は、いずれも
１０５０℃以上の加熱雰囲気下においてほぼ１００％の
分解率が得られることが知られている。また特に、過剰
酸素で燃焼させることにより、一層容易かつ確実に、 ２Ａｌ＋３／２・Ｏ₂ → Ａｌ₂Ｏ₃ ２ＡｌＮ＋３／２・Ｏ₂ → Ａｌ₂Ｏ₃ ＋Ｎ₂ で表されるように、残留アルミナと窒化アルミニウムと
を酸化させて無害なアルミナに焼成することが可能とな
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
アルミニウムドロス残灰の処理方法の一実施形態を行な
うための処理装置を示すもので、図中符号１が上記処理
装置を示すものである。この処理装置１は、アルミニウ
ムドロス残灰Ｄが投入されるとともに、このアルミニウ
ムドロス残灰Ｄを攪拌しつつ加熱するロータリーキルン
（回転炉）２と、未処理のアルミニウムドロス残灰Ｄが
貯留されるとともに、このアルミニウムドロス残灰Ｄを
後述する破砕ボール１０…とともに、上記ロータリーキ
ルン２にその一端側から投入するドロス残灰ホッパー３
と、ロータリーキルン２の他端側に配設され、その内部
を過剰酸素の燃焼によって加熱する酸素バーナ（バー
ナ）４と、この酸素バーナ４に燃料用酸素を送る供給設
備５と、前記酸素バーナ４およびロータリーキルン２の
他端部開口部を覆って配置された回収ボックス６とによ
って概略構成されており、上記ロータリーキルン２は、
耐熱煉瓦によって構成された炉壁２ａが鉄板２ｂによっ
て覆われている。

【００１８】上記ロータリーキルン２は、一端側が上方
となるように所定角度で傾斜して設けられており、この
傾斜と軸線回りの回転に伴って、一端側から投入された
アルミニウムドロス残灰Ｄを攪拌するとともに、他端側
へ向けて搬送するようになっている。また、ロータリー
キルン２の他端側には、排気ダクト７が連設されてい
る。なお、図中符号８は、上記ロータリーキルン２を回
転させるためのモータであり、このモータ８によって、
上記ロータリーキルン２は、通常の加熱時に約０．１ｒ
ｐｍで回転駆動され、さらに酸素バーナ４によって内部
の加熱雰囲気が８５０℃以上の温度に昇温した際に、２
ｒｐｍ以上の回転数で回転駆動されるようになってい
る。

【００１９】次いで、このように構成された処理装置１
の作用とともに本発明のアルミニウムドロス残灰の処理
方法の一実施形態について説明する。まず、図３に示す
ように、ドロス残灰ホッパー３よりアルミニウムドロス
残灰Ｄに破砕ボール１０…を加えて投入した後に、一旦
ロータリーキルン２を軸回りに２ｒｐｍ以上、例えば５
ｒｐｍ程度の高速の回転速度で回転させて、図２に示す
ように炉壁２ａの内壁面に沿って揺動させることによ
り、上記破砕ボール１０でアルミニウムドロス残灰を破
砕し、次いで上記回転数を０．１ｒｐｍ程度に減速させ
ておく。なお、上記破砕ボール１０としては、外径が２
０φ〜１５０φである球か、あるいは一辺が同様の長さ
寸法である立方体を使用する。上記破砕ボール１０の材
質としては、加熱温度が１１００℃を超えることから、
当該加熱温度に対して耐熱性を有するアルミナ耐火物、
炭化ケイ素、窒化ケイ素または酸化チタンが好適であ
り、アルミニウムドロス残灰に対して５〜１００％の量
を加える。

【００２０】次いで、上記酸素バーナ４に過剰酸素を送
ってその焚き量を増加させることによりロータリーキル
ン２内の雰囲気温度を昇温させ、最終的に１１００℃〜
１５００℃の温度範囲に保持して上記アルミニウムドロ
ス残灰を焼成する。この際に、上記加熱雰囲気の温度が
８５０℃以上（図では１３５０℃）になった状態で、上
記回転炉を例えば５ｒｐｍ程度の２ｒｐｍ以上の回転数
で回転させることにより、図２に点線で示すように、上
記破砕ボール１０によってアルミニウムドロス残灰Ｄを
破砕する。なお、上記回転数を高速に切り換えてアルミ
ニウムドロス残灰を破砕する際に、上記酸素バーナ４を
停止させる。すると、上記アルミニウムドロス残灰Ｄ
は、高温の雰囲気中において焼成され、これと並行して
金属アルミニウムを含んだ粒子が互いに溶着して大きな
粒状の焼結体を生じることが抑制されるとともに、ロー
タリーキルン２の炉壁に付着しようとするアルミニウム
ドロス残灰Ｄが上記破砕ボール１０…によって当該炉壁
から剥離させる。またこの際に、酸素バーナ４を停止さ
せているので、粉砕および酸化によって得られたアルミ
ナの微細粉末の飛散が防止される。

【００２１】このようにして、上記加熱雰囲気中におい
て、アルミニウムドロス残灰Ｄは、ロータリーキルン２
の回転によって上方へ掻き上げられたのちに落下させら
れる操作を繰り返し受け、その残留アルミニウムおよび
窒化アルミニウムの酸化および塩化物の気化が効率的か
つ確実に促進されつつ、ロータリーキルン２の傾斜によ
って順次他端側へ送り込まれてゆく。そして、上記加熱
が完了した後に、以上の加熱処理によりロータリーキル
ン２の他端部まで搬送されたアルミニウムドロス残灰Ｄ
は、その約８０％以上がαーアルミナになっており、こ
のロータリーキルン２から回収ボックス６へ落とし込ま
れて回収され、無害化処理されるとともに、例えばセメ
ントの酸化アルミニウム原料等として再利用される。

【００２２】以上のように、上記アルミニウムドロス残
灰の処理方法によれば、ロータリーキルン２を用いてア
ルミニウムドロス残灰Ｄを焼成処理する際に、残留アル
ミニウムの酸化が発生する８５０℃以上の上記加熱雰囲
気において、上記ロータリーキルン２を通常の焼成時の
０．１ｒｐｍ程度の回転数よりも高速となる２ｒｐｍ以
上の回転数で回転させているので、上記破砕ボール１０
…によって、アルミニウムドロス残灰Ｄを破砕し、かつ
炉壁２ａの内壁面に付着するアルミニウムドロス残灰Ｄ
を剥離させることができるために、残留アルミニウムお
よび窒化アルミニウムの酸化および塩化物の気化を効率
的かつ確実に促進することができる。

【００２３】また、加熱と並行してアルミニウムドロス
残灰Ｄを破砕する際に、上記酸素バーナ４を停止させて
いるので、破砕および焼成により得られたアルミナが微
細粒子化しても、酸素バーナ４の火炎により飛散するこ
とがなく、よってロータリーキルン２内からの直接の回
収率を向上させることができる。加えて、上記ロータリ
ーキルン２内の加熱を、１００％の酸素濃度で燃料を燃
焼させる酸素バーナ４によって行なっているので、当該
バーナ４において２５００℃以上のフレーム温度を得る
ことができ、よって容易にアルミニウムドロス残灰Ｄに
対する高温の加熱処理を行なうことができるとともに、
燃焼制御が正確で炉内の加熱雰囲気を容易に制御するこ
とができ、しかも燃焼排ガス量が少ないために、粉塵の
発生を減少させることができる。

【００２４】しかも、通常の空気バーナと比較して窒素
（Ｎ₂ ）が殆ど含まれていないために、雰囲気中の窒素
分圧が低くなり、この結果高温加熱時において窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）の生成を防止することができるう
え、さらに排ガス中のＮＯx を低減化させることができ
るため、再燃焼設備や水洗設備等の排ガス処理設備が不
要となる。また、加熱雰囲気が過剰酸素であるうえに、
加熱雰囲気の温度が１０００℃を超えているために、ア
ルミニウムドロス残灰中に約１０％含まれる窒化アルミ
ニウムの分解によって生成されるアンモニア（ＮＨ₃ ）
も、容易に酸化燃焼させて除去することができ、かつ残
留アルミナと窒化アルミニウムとを酸化させて無害なア
ルミナに焼成することが可能となる。

【００２５】

【実施例】図１および図２に示す処理装置を用いて、ア
ルミニウムドロス残灰の加熱処理、すなわち焼成を行な
った。ここで、用いたロータリーキルン２の炉壁２ａの
内径は１１４０ｍｍであり、アルミニウムドロス残灰と
して、いずれも平均粒径が１ｍｍ以下のものを用いた。
先ず比較例１として、アルミニウムドロス残灰に破砕ボ
ールを加えずに、図５の上欄に示すように、ロータリー
キルンを常時通常の０．１ｒｐｍで回転させて、上記ア
ルミニウムドロス残灰の破砕を行なわずにその焼成を行
なったところ、当該アルミニウムドロス残灰が炉壁にへ
ばり付き、これを突き棒で剥がしたところ、内部はアル
ミニウムドロス残灰の焼成前と同様の酸化されていない
黒色を呈していることが確認された。そこで、上記アル
ミニウムドロス残灰に、そのアルミニウム含有量を相対
的に減少させて固形化を抑制するための水酸化アルミニ
ウム（Ａｌ(ＯＨ)₃ ）をほぼ同量加えて、同じ様にアル
ミニウムドロス残灰の破砕を行なわずにその焼成を行な
ったが、同図下欄に示すように、炉壁に付着する現象は
みられなかったものの、ブロック状の塊が多数生成さ
れ、かつ未だ充分に酸化されていない黒色部分が多く認
められた。

【００２６】そこで、次に比較例２として、図６に示す
ように、アルミニウムドロス残灰に上記破砕ボールを加
えて、投入時（雰囲気温度５７０℃以下）にロータリー
キルンを１０ｒｐｍの高速で回転させることにより、焼
成前のアルミニウムドロス残灰を破砕し、次いで再び回
転数を通常の０．１ｒｐｍに戻して、雰囲気温度を１４
００℃まで昇温させることにより上記アルミニウムドロ
ス残灰の焼成を行なった。しかしながら、同図に示すよ
うに、各温度のサンプルは大きな塊状を呈しており、こ
れを分析したところ、依然として高い残留アルミニウム
（Ａｌ）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を示し、充
分な焼成が行なわれていないことが判明した。

【００２７】また比較例３として、図７に示すように、
予めボールミルでアルミニウムドロス残灰を破砕し、こ
れをロータリーキルンに投入して焼成を行なってみた
が、当該焼成によっても、各温度のサンプルは大きな塊
状を呈し、かつ分析結果も依然として高いアルミニウム
および窒化アルミニウムの含有率を示した。

【００２８】次に、本発明に係るアルミニウムドロス残
灰の実施例として、アルミニウムドロス残灰に破砕ボー
ルを加えてロータリーキルンに投入し、図４に示すよう
な各種の実験を行なった。図４において、最上欄〜第３
欄および第５欄は、いずれもアルミニウムドロス残灰投
入時と、加熱雰囲気温度が８５０℃以上において、ロー
タリーキルンを１０ｒｐｍの高速に回転させることによ
り、合計２度の破砕を行なったものであり、このうち第
２欄および第３欄は、１０００℃において５分おきにバ
ーナ燃焼と回転を交互に繰り返したものである。また、
第４欄は、上記破砕を投入時と、加熱中間（温度８５０
℃以上）と、最終段階（温度８５０℃以上）との合計３
度行なったものであり、第５欄は、バーナをオフにし、
かつ雰囲気中に酸素ガスを吹き込んだものである。

【００２９】これらの実験において、それぞれサンプル
を採取して観察したところ、塊は認められずに全体が酸
化された白色となっており、残留アルミニウムおよび窒
化アルミニウムもほぼゼロになっていた。そこで、さら
に最下欄に示すように、投入時の破砕を行なわずに、８
５０℃以上の加熱雰囲気下においてのみ、５ｒｐｍの回
転数で破砕を行なってみたところ、同様に充分な焼成結
果が得られることが認められた。なお、同図には明示さ
れていないが、上記破砕時の回転数は、２ｒｐｍ以上で
あれば同様の効果が得られることも、併せて確認した。
また、最上欄〜第３欄までの実験において、焼成体の回
収率が低かったことから、第５欄および最下欄に示す実
験においては、破砕時に酸素バーナをオフにしたとこ
ろ、同欄にみられるように、回収率が飛躍的に向上し
た。ちなみに、これらの回収率が１００％を超えている
のは、アルミニウムの酸化増量によるものである。

【００３０】以上の実験から、アルミニウムドロス残灰
に破砕ボールを加え、酸素バーナを用いた加熱によって
残留アルミニウムの酸化が発生する８５０℃以上の上記
加熱雰囲気において、ロータリーキルンを通常の焼成時
の回転数よりも高速となる２ｒｐｍ以上の回転数で回転
させることにより、残留アルミニウムおよび窒化アルミ
ニウムの酸化および塩化物の気化を効率的かつ確実に行
ない得ることが確認された。また、この際に発生するＮ
Ｏx 濃度は、５０ｐｐｍであり、またアンモニアの発生
は０であった。ちなみに、通常の空気バーナを用いた場
合には、ＮＯx 濃度は、２００ｐｐｍであり、かつアン
モニアの発生量は８ｐｐｍであった。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし８
のいずれかに記載のアルミニウムドロス残灰の処理方法
によれば、金属アルミニウムを含んだ粒子が互いに溶着
して大きな粒状の焼結体を生じることを有効に抑制し
て、効率的かつ確実に金属アルミニウムおよび窒化アル
ミニウムを酸化するとともに、塩化物も気化させること
ができる。特に、請求項２または３に記載の発明によれ
ば、回転炉を用いてアルミニウムドロス残灰を焼成処理
する場合に、一連の焼成と並行して上記アルミニウムド
ロス残灰の破砕を行なうことができ、よって処理効率が
向上するとともに、上記破砕ボールによって、アルミニ
ウムドロス残灰を破砕する作用と、炉壁に沿って揺動す
る破砕ボールによって、当該炉壁に付着するアルミニウ
ムドロス残灰を剥離・粉砕する作用とを同時に奏するこ
とができるために、残留アルミニウムおよび窒化アルミ
ニウムの酸化および塩化物の気化を、より一層効率的か
つ確実に促進することが可能となる。この際に、請求項
４に記載の発明によれば、焼成によって得られたアルミ
ナの回収率を向上させることができる。

【００３２】さらに、請求項６または７に記載の発明に
よれば、容易にアルミニウムドロス残灰に対する高温の
加熱処理を行なうことができるとともに、燃焼制御が正
確で炉内の加熱雰囲気を容易に制御することが可能とな
り、しかも燃焼排ガス量が少ないために、粉塵量を減少
させ、さらに雰囲気中の窒素分圧が低いために、高温加
熱時において窒化アルミニウムの生成を防止し、かつ排
ガス中のＮＯx を低減化させることができ、よって再燃
焼設備や水洗設備等の排ガス処理設備が不要となるとい
った効果が得られる。また、過剰酸素で燃焼させ、かつ
加熱雰囲気の温度が１０００℃を超えているために、ア
ルミニウムドロス残灰中に含まれる窒化アルミニウムの
分解によって生成されるアンモニア（ＮＨ₃ ）も、容易
に酸化燃焼させて除去することができることにより、一
層容易かつ確実に残留アルミナと窒化アルミニウムとを
酸化させて無害なアルミナに焼成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の一実施形態を実施するための処
理装置を示す要部を断面視した概略正面図である。

【図２】図１の側断面図である。

【図３】図１に示す処理装置を用いたアルミニウムドロ
ス残灰の処理方法における回転数等の因子の変動を示す
グラフである。

【図４】本発明に係るアルミニウムドロス残灰の処理方
法の実験結果を示す図表である。

【図５】比較例１の実験結果を示す図表である。

【図６】比較例２の実験結果を示す図表である。

【図７】比較例３の実験結果を示す図表である。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２ ロータリーキルン（回転炉） ４ 酸素バーナ（バーナ） １０ 破砕ボール Ｄ アルミニウムドロス残灰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 洋児 静岡県裾野市平松85 三菱アルミニウム株 式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムドロス残灰を、加熱バーナ
   によって最終的に１１００℃以上の温度範囲で加熱し
   て、上記アルミニウムドロス残灰中の残留金属アルミニ
   ウムを酸化するとともに、窒素成分および塩素成分を除
   去するに際して、上記アルミニウムドロス残灰の加熱雰
   囲気が８５０℃以上の温度に昇温した際に、当該加熱と
   並行して上記アルミニウムドロス残灰を破砕することを
   特徴とするアルミニウムドロス残灰の処理方法。
2. 【請求項２】 上記アルミニウムドロス残灰を、上記加
   熱温度に対して耐熱性を有する破砕ボールとともに回転
   炉内に投入し、上記加熱バーナにより昇温させて上記加
   熱雰囲気の温度が８５０℃以上になった際に、上記回転
   炉を２ｒｐｍ以上の回転数で回転させることにより、上
   記破砕ボールによってアルミニウムドロス残灰を破砕す
   ることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムドロ
   ス残灰の処理方法。
3. 【請求項３】 上記破砕ボールは、アルミナ耐火物、炭
   化ケイ素、窒化ケイ素または酸化チタンからなる球また
   は立方体であることを特徴とする請求項２に記載のアル
   ミニウムドロス残灰の処理方法。
4. 【請求項４】 上記アルミニウムドロス残灰を破砕する
   際に、上記加熱バーナを、停止させることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウムドロス残
   灰の処理方法。
5. 【請求項５】 上記アルミニウムドロス残灰を破砕する
   際に、上記加熱バーナを、停止させるとともに、さらに
   酸素ガスを雰囲気中に吹き込むことを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載のアルミニウムドロス残灰の処
   理方法。
6. 【請求項６】 上記加熱バーナは、３０％以上の酸素濃
   度で燃料を燃焼させる酸素バーナであることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれかに記載のアルミニウムドロス
   残灰の処理方法。
7. 【請求項７】 上記加熱バーナは、９０％以上の酸素濃
   度で燃料を燃焼させる酸素バーナであることを特徴とす
   る請求項６に記載のアルミニウムドロス残灰の処理方
   法。
8. 【請求項８】 上記アルミニウムドロス残灰は、５０重
   量％以下の金属アルミニウムを含むことを特徴とする請
   求項１〜７のいずれかに記載のアルミニウムドロス残灰
   の処理方法。