JPS6345857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウムドロスを利用して、主
として金属精錬などに使用する粒状塊を製造する
方法及びその製造装置に関するものである。

アルミニウムを精錬したり、或いはアルミニウ
ムを再生溶解すると、酸化アルミニウムを主体と
したアルミニウムドロス（アルミ残灰とも称され
る）が発生する。

このアルミニウムドロスのうち残灰に含まれる
比較的粒度の大きな金属アルミニウムは、これを
再処理してアルミニウム地金として回収し有効利
用できるが、残余のアルミニウムドロスの大部
分、特に60メツシユ以下の微粉末状のアルミニウ
ムドロスについては従来より種々研究されている
が未だに有効利用が出来ないので、産業廃棄物と
して投棄処理されているのが実情である。

例えば、微粉末状のアルミニウムドロスを製鋼
用造滓剤として有効利用することも研究されてい
る。これが実現すれば精練作業の還元目的に合致
し、アルミニウムの歩留りが大巾に向上すると共
に、資源の活用化を達成する事が出来るのであ
る。しかしながら、この微粉末状のアルミニウム
ドロスをそのまゝ造滓剤として冶金反応容器内に
投入すると、容器内部の溶湯による高温乱気流に
よつてアルミニウムドロスの微粉末が飛散して溶
湯表面まで容易に到達しないのみならず、この微
粉末の一部が溶湯表面に到達しても溶湯表面に達
するや否や瞬時に反応するので、造滓剤としこの
実効は殆んど奏し得ない。その上、このアルミニ
ウムドロスは微粉末状であるから、その取扱い作
業が甚だ不便であつて作業能率を著しく阻害する
ものであつた。

そこで、近時，微粉末状のアルミニウムドロス
を適当な大きさに造粒化することについて研究さ
れている。例えば、パン型造粒機でアルミニウム
ドロスを造粒した後、高温で焼成し、窒化アルミ
ニウムを分解する方法も提供されているが、この
ものでは粒体強度及び粒体形状の安定性が著しく
劣悪であるため、運搬中に形状が崩れたり、連続
量産化に適さないので造粒化コストが極めて高く
ついたり、更に造粒機の内部に多量のアンモニア
ガスが発生して公害を招く、などの諸欠点があ
り、未だ実用化に到つていないのが現状である。

それ故、アルミニウムの精錬時等に於いて発生
したアルミニウムドロスの大半はそのまゝ投棄処
理されている。然るに、アルミニウムドロスを投
棄処理すると、貴重な資源を無駄にするばかり
か、残灰中に含まれている多量の窒化アルミニウ
ムが雨水等と化学反応してアンモニアガスを発生
するので二次公害の原因となり、しかも投棄場所
が限定されると共に、投棄処理する場所の確保が
困難であり、更に廃棄処理を業者に委託すれば経
費が極めて高くつく、などの不都合を招来してい
る。

従つて、アルミニウムドロスの有効利用は当業
界にとつてアルミ精錬事業の存立を左右しかねな
いほど重大な課題とされている。

本発明は、上記従来の諸欠点を一掃したもので
あつて、アルミニウムドロスを圧縮固化して造滓
剤等に適した粒状塊の製造を可能にし、且つ連続
量産化及び無公害化などを実現した画期的なアル
ミニウム粒状塊の製造方法及びその装置の提供を
目的とするものである。

本発明の実施例を第１図に示すフローシートに
基いて説明すれば、１は電動チエーンブロツク、
２は微粉末状のアルミニウムドロス（原料）を運
搬するための原料運搬器、３は原料ホツパー、４
はベルトコンベアである。５は液体バインダー収
納タンク、６は前記タンク５内の液体バインダー
を一定量宛連続的に送給するための定量ポンプで
ある。７は前記ベルトコンベア４によつて一定量
宛連続的に搬送されて来た原料と前記タンク５か
ら送給された液体バインダーとを混合練成するた
めの混練機であつて、該混練機７は第２図及び第
３図に示す如く、モータによつて回転駆動する枢
軸８と、該枢軸８に取付けた左右１対の練金板
９，１０と、前記枢軸８側に取付けた混練物押出
掻板１１と、混練機本体の円周内壁面１３に対し
て接線方向に突設した混練物送出口部１２とを備
えている。１４は前記混練機７の混練物送出口部
１２に接続せるフイーダーシユート１５に装着し
た定量フイーダーであつて、該定量フイーダー１
４は前記混練機７から送り出された混練物を一定
量宛連続的に造粒機内へ送給するためのものであ
る。

１６は前記フイーダーシユート１５を介して送
られて来た混練物をペレツト状に造粒化するため
の造粒機であつて、該造粒機１６は、機内に装入
された混練物を圧縮してペレツト状に成形するも
のであり、その具体的構造として、例えばピスト
ン押出し成型機構、或いはダイス成型機構などの
公知の造粒機技術をそのまゝ採用するものであつ
て、造粒機１６の具体的な構造を限定するもので
はない。

２４は前記造粒機１６に接続したペレツト搬送
用シユートである。

２５は前記造粒機１６からシユート２４を介し
て送られて来たペレツトを乾燥するためのペレツ
ト乾燥機であつて、該ペレツト乾燥機２５は、炉
内に高温熱風室２７を有する乾燥炉２６と、この
高温熱風室２７を貫通して所定方向に走行するベ
ルトコンベア５１の耐熱性網目状コンベアベルト
２８と、該ベルト２８を駆動走行させるためのモ
ータ２９及び多数のベルト張持用ローラ３０から
なるベルトコンベア５１とを備えており、前記シ
ユート２４のペレツト吐出方向における前記ベル
ト２８の下方には格外品用ホツパー３１及び格外
品収納容器３２を配備し、一方、前記ベルト２８
の送り終端部下方には製品収納容器３３を配備し
てある。

次に、前記ペレツト乾燥機２５に送り込むため
の高温熱風の循環系統について説明すれば、３４
は重油等を収納する油タンク、３５は前記油タン
ク３４内の重油等を送り出すためのポンプ、３６
は燃料供給路３７に取付けた流量計ユニツト、３
８は燃料供給路３７に接続したバーナーである。
３９は前記バーナー３８による燃焼によつて炉内
に高温熱風を発生させるための燃焼炉である。４
０は前記燃焼炉３９に取付けた温度計、４１は前
記燃焼炉３９に接続した高温熱風供給路、４２は
高温熱風供給炉４１に取付けた熱風強制送り込み
用ブロアーである。そして前記高温熱風供給路４
１は前記ペレツト乾燥機２５の高温熱風室２７に
接続されていて、ペレツト乾燥機２５の室内に多
量の高温熱風を送り込み得るように構成してあ
る。４３は前記ペレツト乾燥機２５の室内を通過
した熱風を排出するための排送路、４４は前記排
送路４３に取付けた排風循環用ブロアー、４５は
前記排送路４３を通じて送られて来た排気ガス
と、この排気ガス中に混遊せる微粒子とを分離す
るサイクロンセパレーターである。尚、サイクロ
ンセパーレーター４５に接続された排送路４３
は、前記燃焼炉３９及び高温熱風供給路４１に分
岐接続されている。

上記の構成に於いて、本発明に係る製造装置を
作動してアルミニウムドロスを利用した粒状塊を
製造する場合、先ず、電動チエーンブロツク１を
作動して原料運搬器２を走行させて原料ホツパー
３の頭上で停止せしめ、原料運搬２に収容された
微粉末状のアルミニウムドロス（原料）を原料ホ
ツパー３内に投入する。この原料ホツパー３内の
原料はホツパー底部から順次ベルトコンベア４上
へ定量宛落下するので、走行せるベルトコンベア
４によつて所定方向へ移送された後、上端開口せ
る混練機７の内部に落下する。このベルトコンベ
ア４による原料の供給量は、約500Kg／Hrが望ま
しい。

一方、液体バインダー収納タンク５に収納され
ている液体バインダーを、定量ポンプ６によつて
液体バインダー供給路４６を通じてノズル４７か
ら前記混練機７の内部に噴射する。この液体バイ
ンダーの供給量は、約100／Hrが望ましい。

前記原料と液体バインダーが同時に送り込まれ
た混練機７の内部には、モータによつて回転駆動
している枢軸８を中心にこれと同体的に１対の練
合板９，１０が旋回しているので、該両練合板
９，１０によつて原料と液体バインダーとが均一
に混合し練成されて混練物を構成する。

尚、原料である60メツシユ以下の微粉末状アル
ミニウムドロスの成分を分析した一例を挙示する
と、酸化アルミニウム74％、金属アルミニウム６
％、イグロス11％、その他９％であり、その中に
窒化アルミニウムも含まれていた。また、前記液
体バインダーとして、水、または水硝子などを含
有する水溶液を使用する。尚、原料として使用す
るアルミニウムドロスは、60メツシユ以下の微粉
末に限定されるものではなく、60メツシユ以上の
ドロスでも勿論使用し得る。またドロスの性状に
応じてドロス原料と液体バインダーとの混合比を
決定する。

混練機７内に於いて混合練成された混練物は、
枢軸８の回転によつて旋回している混練物押出掻
板１１によつて掻き取られて混練物送出口部１２
を通じて機外へ送り出される。爾後、フイーダー
シユート１５を介して送られる間に定量フイーダ
ー１４によつて混練物の移送量を一定にし、、定
量宛連続的に造粒機１６の内部へ送り込まれる。

上端開口部から機内に混練物が装入された造粒
機１６の内部では、混練物が加圧され圧縮された
状態のまゝ押出し成形されて連続的に造粒化する
ので、成形された各ペレツトは単体形状のまゝ連
続的に機外へ吐出される。

造粒機１６を出た各ペレツトはペレツト搬送用
シユート２４を介してコンベアベルト２８の移送
始端上に落下する。この状態に於いて、前記ベル
ト２８は耐熱性網目状に構成されているから、ペ
レツト群の中に混入している規格外寸法の小さな
ペレツト等はベルト２８の網目を通して落下し、
格外品用ホツパー３１を介して格外品収納容器３
２に収納される。

一方、規格製品は走行せるコンベアベルト２８
上に載置されたまゝペレツト乾燥機２５の炉内高
温熱風室２７の内部に進入し、コンベアベルト２
８の移動によつて進行する各ペレツトが炉内高温
熱風室２７を通過する間に乾燥して固形化するの
で、乾燥機２５を出たペレツトは固形状態のまゝ
前記ベルト２８の送り終端部において落下して製
品収納容器３３の内部に収容される。

尚、混練機７内においてアルミニウムドロス中
の窒化アルミニウムと水が結合してから、その混
練物が造粒機１６内でペレツト状に造粒化されて
ペレツト乾燥機２５内の高温熱風室２７に進入す
る迄の工程は可及的速やかに遂行することが必要
であり、上記工程に要する時間は少なくとも20分
以内、望ましくは５分以内に上記一連の工程を完
遂させる。

なぜなら、微粉末状のアルミニウムドロスと液
体バインダーとが混練されると、徐々に化学反応
を生起して反応熱を発生し、その際、アンモニア
ガスを発生すると同時に混練物自体が徐々に固化
するからである。それ故、混練物から反応熱が発
生し自己固化現象が完了する以前に、混練工程及
び造粒工程等を終了させておかなければならない
のである。

ペレツト乾燥機２５の作動について説明すれ
ば、ポンプ３５の作動によつて油タンク３４内か
ら送り出された燃料は燃料供給路３７を通じて送
られバーナー３８によつて燃焼するので、燃焼炉
３９の炉内に高温熱風が発生し、ブロアー４２の
作動により高温熱風供給路４１を通じてペレツト
乾燥機２５の炉内高温熱風室２７に送り込まれ
て、炉内を加熱する。

炉内高温熱風室２７を循環したガスは、ブロア
ー４４の作動によつて排送路４３を通じて排出さ
れ、サイクロンセパレーター４５に送られる。
尚、ブロアー４４に送られる排気ガス量は、前記
乾燥炉２６に取付けた温度計４８の指令に基いて
自動調節されるバルブ４９によつて調整される。
サイクロンセパレーター４５では排気ガスとガス
中に混遊せる微粒子とを分離し、排気ガスのみ排
送路４３を通じて送り出され、排気ガスが高温状
態を維持していれば高温熱風供給路４１に循環さ
れるが、排気ガスが低温であれば前記燃焼炉３９
へ送り込んで再び燃焼した後、高温熱風供給路４
１に送り出す。尚、前記乾燥炉２６から排出され
た排気ガスには、コンベアベルト２８上の各ペレ
ツトから発生せるアンモニアガスを多量に含んで
いるので、この排気ガスを燃焼炉３９へ送り込む
とアンモニアガスが燃焼して無公害の高熱ガスと
なり、その一部は排気路５０を通じて外部へ放出
されるが、残りの高熱ガスは乾燥炉用熱源として
循環させて再使用される。

尚、混練機７の内部に供給されるアルミニウム
ドロス原料と液体バインダーとの混合比について
は具体的に限定するものではないが、実験の結
果、原料５に対して液体バインダー１の比率で混
練すれば最も望ましい粒状塊を製造することが出
来た。そこで、物質収支について勘定すると、混
練機７の内部に装入する原料を500Kg／Hr、液体
バインダーを100Kg／Hr、をそれぞれ同時に供給
すれば、混練機７内において600Kg／Hrの混練物
を製造し、この混練物を造粒した後、乾燥工程へ
移行すれば、圧縮固化されたアルミニウム粒状塊
中の含有水分は乾燥工程に於いて88.2Kg／Hrが
蒸発し、製品を511.8Kg／Hr宛連続的に生産する
ことが出来た。

本発明に係る粒状塊の製造方法及びその製造装
置によれば、下記の如く優れた諸効果を顕著に発
揮する。

ａ 従来より有効利用が出来ないとされていた60
メツシユ以下の微粉末状のアルミニウムドロス
について、これを圧縮固化して強固な粒状塊を
製造することに成功したので、例えば金属精錬
用造滓剤として有効利用することを可能にし
た。それ故、資源の再生活用を実現したばかり
か、ドロスの投棄処理に基因する二次公害や投
棄場所の確保などの難問を一掃した。

ｂ アルミニウムドロス原料と液体バインダーと
を所定の比率で混練機内へ同時に供給して充分
に混合練成し、これを造粒機において加圧押出
し成形して圧縮されたペレツト状に造粒化した
後、即時乾燥炉内へ送り込んで固化するもので
あるから、粒状塊製品の粒体強度及び粒体形状
の安定性は極めて優れている。

ｃ 殊に、混練機において原料と液体バインダー
とを混合練成することによつて均一組織の混練
状態を形成し、この混練物を造粒機において加
圧して押出し成形することにより圧縮し成形さ
れたペレツトを製造し、このペレツトを、乾燥
炉内において、ペレツトの自己発熱（ペレツト
中の窒化アルミニウムと液体バインダー中の水
とが結合して化学反応を生起し反応熱を発生す
る現象）による固化現象と、高温熱風乾燥によ
つてペレツト含有水分を蒸発させることにより
生ずる固化現象とを生起させるものであるか
ら、上記両固化現象が相俟て相乗的に極めて強
固な粒状塊を製造することが出来る。

ｄ しかも、混練機による原料と液体バインダー
との混練工程から、造粒機による混練物の造粒
工程を終えて乾燥工程に移行する直前までの一
連の工程を、原料と液体バインダーが結合して
反応熱を発生し自己固化現象が完了する以前に
終了させるものである。それ故、原料と液体バ
インダーとを混練しこれを造粒化する一連の工
程の段階では、ペレツト自体から未だ反応熱を
発生し自己個化現象が完了しておらず、乾燥工
程に移行してから高温熱風室を通過するまでの
間に自己発熱固化及び高温熱風乾燥固化と同時
にアンモニアガスも発生して造粒固化が完了す
るので、混練工程及び造粒工程などの一連の工
程作業をスムーズに遂行することも出来、連続
作業及び量産化を実現し、且つ故障原因を極減
するものである。

ｅ 本発明の製造方法及び製造装置によつて製造
された粒状塊は、上述の如く高密度に圧縮固化
されているので、粒体強度及び粒体形状の安定
性に極めて優れている。それ故、運搬及び取扱
い作業などをしても粒状塊の形状が崩れず、ま
た保管作業やその取扱い作業などが容易である
のみならず、これを造滓剤として使用し冶金反
応容器内の溶湯中に投入しても、粒状塊が途中
で飛散したり、或いは溶融物の表面上で急速に
反応したりするような不都合は招来せず、確実
に溶湯内部に到達して混入し、溶湯中において
粒状塊が徐々に酸化反応を生起して金属等の溶
融物を脱酸するものである。従つて造滓剤とし
ての効率が高く、精錬作業上の還元目的にも合
致する。

ｆ 本発明に係る製造装置によれば、粒状塊の連
続量産化が可能である。即ち、アルミニウムド
ロスの連続定量供給手段及び液体バインダーの
連続定量供給手段を備え、原料と液体バインダ
ーを混練する混練機、該混練機から連続的に送
出された混練物を圧縮して成形する造粒機、該
造粒機から送出されたペレツトを高温熱風室へ
送り込んでベルトコンベアで自動送りする乾燥
機とを具備しているので、アルミニウム粒状塊
は連続的に製造され、且つ量産化を実現するも
のである。従つて、粒状塊の連続量産化によつ
て省力化及び省人化を実現し、大巾なコストダ
ウンを促し得る。

ｇ 造粒化されたペレツトは乾燥炉内で自己発熱
及び高温乾燥してアンモニアガスを発生するの
で、このアンモニアガスを炉内排気ガスと共に
燃焼炉へ送り込んで燃焼し、この燃焼炉で発生
した高温熱風を循環させれば、無公害化を実現
すると共に、熱エネルギーの節約に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置全体のフ
ローシート、第２図及び第３図は混合機の平面図
と正面図、である。 ２は原料運搬器、４はベルトコンベア、５は液
体バインダー収納タンク、６は定量ポンプ、７は
混練機、１５はフイーダーシユート、１６は造粒
機、２４はペレツト搬送用シユート、２５はペレ
ツト乾燥機、２６は乾燥炉、２７は高温熱風室、
２８はコンベアベルト、３４は油タンク、３８は
バーナー、３９は燃焼炉、５１はベルトコンベア
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 定量宛連続的に供給されたアルミニウムドロ
   スと液体バインダーとを混練し、この混練物を圧
   縮し成形してペレツト状に造粒化し、このペレツ
   トを乾燥機の炉内高温熱風室を通過させて乾燥
   し、前記混練及び造粒工程を終え乾燥工程に移行
   する直前までの一連の工程を、前記ペレツトが反
   応熱を発生し自己固化現象が完了する以前に終了
   させることを特徴とするアルミニウムドロスを利
   用した粒状塊の製造方法。 ２ 前記アルミニウムドロスが60メツシユ以下の
   微粉末状である特許請求の範囲第１項記載のアル
   ミニウムドロスを利用した粒状塊の製造方法。 ３ 前記液体バインダーが水硝子を含有する水溶
   液である特許請求の範囲第１項記載のアルミニウ
   ムドロスを利用した粒状塊の製造方法。 ４ アルミニウムドロス連続定量供給手段及び液
   体バインダー連続定量供給手段と、ドロス原料と
   液体バインダーを混練する混練機と、該混練機か
   ら連続的に送出された混練物を圧縮してペレツト
   状に成形する造粒機と、該造粒機から送出された
   ペレツトを高温熱風室内へ送り込んで炉内を走行
   せるベルトコンベアで自動送りする乾燥機とを備
   えたことを特徴とするアルミニウムドロスを利用
   した粒状塊の製造装置。 ５ 前記乾燥機の炉内を走行せるコンベアのベル
   トが耐熱性網目状である特許請求の範囲第４項記
   載のアルミニウムドロスを利用した粒状塊の製造
   装置。