(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰の水スラリに捕集剤を添加して未燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリに起泡剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未燃炭分を付着させ浮上させる浮選工程とを備えた石炭灰の浮選処理方法において、あらかじめ石炭灰を風力分級することにより石炭灰の粗大粒子を除去し、石炭灰粒子の８８μｍ篩上残分値を３重量％以下とした石炭灰を浮選処理に供することを特徴とする石炭灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、セメント、コンクリートや建材の原料等に用いられる石炭灰（フライアッシュ）の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石炭灰は微粉炭焚きボイラ等から発生するが、この石炭灰の中には未燃炭分が含まれている。この未燃炭分は、石炭灰を利用する上で次のような問題を引き起こす。例えば、セメント混和材として石炭灰を利用する場合、石炭灰中に未燃炭分が含まれていると、コンクリート混練時に高価な空気連行剤（ＡＥ剤）が未燃炭分に吸収されるため、多量の空気連行剤が必要となる。また人工軽量骨材等の原料として石炭灰を利用する場合、原料中に多くの未燃炭分が含まれていると、骨材等の強熱減量（Ｉｇ−Ｌｏｓｓ）が大きくなる。
【０００３】
そのため、未燃炭分の少ない石炭灰だけをコンクリートの原料等に利用し、未燃炭分の多く含まれている石炭灰は利用されず産業廃棄物として捨てられる。しかし、建材等の原料として有効な石炭灰を廃棄することは不経済であり、またその廃棄処理には多くの費用が必要となる。
【０００４】
そこで従来浮遊選鉱、即ち石炭灰の水スラリに捕集剤を添加して未燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリに起泡剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未燃炭分を付着させ浮上させる浮選工程とを備えた石炭灰の処理工程により石炭灰から未燃炭分を分離している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の石炭灰の処理方法は、大量処理が可能であると言う長所を有するが、その反面、未燃炭分の除去率が低く、石炭灰中の未燃炭分を効率よく分離できないという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み石炭灰中の未燃炭分を効率よく分離できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の石炭灰の処理方法によれば、石炭灰の水スラリに捕集剤を添加して未燃炭分を疎水化させる疎水化工程と、該水スラリに起泡剤を添加して気泡を発生させ、その気泡に前記未燃炭分を付着させ浮上させる浮選工程とを備えた石炭灰の浮選処理方法において、あらかじめ石炭灰を風力分級することにより石炭灰の粗大粒子を除去し、石炭灰粒子の８８μｍ篩上残分値を３重量％以下とした石炭灰を浮選処理に供することを特徴とする。以下、この発明を詳しく説明する。
【０００８】
石炭灰は、空気分級機等により風力分級し、あらかじめ粗大粒子を取り除く。この石炭灰を用いて浮選処理を行うことにより、未燃炭分の除去率を大幅に高めることができる。これは、石炭灰中に粗大粒子が存在すると、疎水化工程において添加する捕集剤等の界面活性剤の影響により、粗大な未燃炭分粒子が核となり粒子成長を起こすことで、より粗大な粒子に成長するため浮選工程において未燃炭分を浮上させることが困難になることが考えられるが、あらかじめ粗大粒子を除去することで、この影響をなくし、効率的な浮選処理を行うことができる。石炭灰の粗大粒子は、８８μｍ篩上残分値が３重量％以下となるように風力（空気）分級することが好ましい。すなわち、風力分級により石炭灰粒子の８８μｍ篩上残分値を３重量％以下とした石炭灰を浮選処理に供する。これが３重量％を越えると、前述した影響をなくし、未燃炭分の除去率を高めることができなくなる。
【０００９】
次に、疎水化工程で使用する捕集剤として重油、灯油等、又、浮選工程で使用する起泡剤としてパイン油等従来公知のものを使用できるが、特に捕集剤としては、イオン性捕集剤を単独もしくは無極性試薬と混合しエマルジョン化したものが好適に使用できる。イオン性捕集剤としてはアルキルアミン、アルキルアンモニウム、ザンセート、オレイン酸、アルキル硫酸塩、アルキルスルフォン酸塩等が挙げられ、中でもアルキルアミン、アルキルスルフォン酸塩は未燃炭分の疎水化に極めて優れイオン性捕集剤として好適に用いることができる。無極性試薬としてはケロシン、キシレン、シクロヘキサン、デカン等が好適に用いられる。エマルジョン化としてはイオン性捕集剤と無極性試薬の混合液に超音波をかける他、攪拌、振とう等、いずれの方法を用いても良い。
【００１０】
【作用】
石炭灰スラリに捕集剤を添加することで未燃炭分を疎水化させるとともに、該水スラリに起泡剤を添加し気泡を発生させ、その気泡表面に未燃炭分を付着し上昇させるとき、あらかじめ８８μｍ篩上残分値が３重量％以下となるように石炭灰を風力分級し、粗大粒子を除去した石炭灰、すなわち、石炭灰粒子の８８μｍ篩上残分値を３重量％以下とした石炭灰を使用することで、未燃炭分を上昇しやすくする。
【００１１】
【実施例】
実施例１
原粉のＩｇ−Ｌｏｓｓ（強熱減量）が９．０重量％（以下％は、いずれも重量％を示す）、８８μｍ篩上残分値が６．１％の石炭灰を空気分級機（アキュカットＡ−１２：（株）日本ドナルドソン社製）で分級点を変化させ分級を行い、粗大粒子の除去された８８μｍ残分値がそれぞれ２．６％，２．３％，１．５％の石炭灰を得た（分級工程）。原粉及び分級された石炭灰それぞれ８０ｇと水８００ｍｌを浮選槽に攪拌しながら混合して水スラリにし、これに捕集剤として石油スルフォン剤水溶液（濃度１．０重量％）を２．０ｍｌ添加し、攪拌しながら３分間放置し、石炭灰中の未燃炭分を疎水化させる（疎水化工程）。疎水化工程の後、前記水スラリに起泡剤としてパイン油を６０ｍｇ添加すると共に、浮選槽の底部から空気を吹き込み気泡を発生させ、該気泡に未燃炭分を付着させ浮上させる。この浮上した気泡をオ−バ−フロ−分として取り出す。この工程を３分間継続して行った（浮選工程）。次いでオ−バ−フロ−分を取り除いた石炭灰のＩｇ−Ｌｏｓｓを測定した。
【００１２】
浮選処理した石炭灰のＩｇ−Ｌｏｓｓと８８μｍ残分値の関係を図１に示す。これから分かるように分級点を下げ、８８μｍ残分を下げることにより処理後Ｉｇ−Ｌｏｓｓは減少している。しかし、ある程度以上８８μｍを下げると、それ以上処理後Ｉｇ−Ｌｏｓｓは減少しなくなる。これは、ある一定以上の大きさの粒子のみが浮選工程に影響しているためだと考えられる。
【００１３】
実施例２
Ｉｇ−Ｌｏｓｓが異なる３種類の石炭灰（原粉）を空気分級機（アキュカットＡ−１２：日本ドナルドソン）により、同一条件（空気量、ブレード回転数、原料供給速度一定）で分級を行い、粗大粒子を除去した。結果を表１に示す。未燃炭分は粗大粒子側に多く存在するため分級することによりＩｇ−Ｌｏｓｓはわずかながら減少している。
【００１４】
【表１】
0003580868.tif 000002
【００１５】
次に、原粉及び分級した石炭灰それぞれ８０ｇと水８００ｍｌを浮選槽に攪拌しながら混合して水スラリにし、これに捕集剤として石油スルフォン剤水溶液（濃度１．０重量％）を２．０ｍｌ添加し、攪拌しながら３分間放置した（疎水化工程）。これにより石炭灰中の未燃炭分を疎水化させる。疎水化工程の後、前記水スラリに起泡剤としてパイン油を６０ｍｇ添加し浮選槽の底部から空気を吹き込み気泡を発生させ、該気泡に未燃炭分を付着させ浮上させた（浮選工程）。次いでオ−バ−フロ−分を取り除いた石炭灰のＩｇ−Ｌｏｓｓを測定した。
【００１６】
分級石炭灰で前記浮選処理を行ったときの未燃炭分除去率を、分級処理を行わず原粉で浮選処理を行った結果と比較して図２に示した。この未燃炭分除去率は浮選処理前Ｉｇ−Ｌｏｓｓを処理後Ｉｇ−Ｌｏｓｓで割ったものであり、この値が高いほど処理効果が大きいことを示す。これからＩｇ−Ｌｏｓｓの異なる石炭灰を使用し処理を行っても、分級処理を行うことで未燃炭分除去率は上昇することが分かった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、８８μｍ篩上残分値が３重量％以下となるように石炭灰を風力分級し粗大粒子を除去した石炭灰、すなわち、風力分級により石炭灰粒子の８８μｍ篩上残分値を３重量％以下とした石炭灰を用いて浮選処理を行うことにより、石炭灰の未燃炭分を効率よく除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における８８μｍ残分値と浮選処理した石炭灰のＩｇ−Ｌｏｓｓの関係を示すグラフである。
【図２】実施例２における分級品石炭灰と分級されていない石炭灰の浮選処理による未燃炭分除去率を示すグラフである。
【図１】
0003580868.tif 000003
【図２】
0003580868.tif 000004