(57)【要約】 【課題】既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理コストを低減することができる処理方法および処理システムを実現する。【解決手段】鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理方法であって、鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、砂再生工程および混練工程のうち少なくとも１工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理方法であって、
前記鋳造ラインは、
鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、
鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、
砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、
前記再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、前記砂再生工程および前記混練工程のうち少なくとも１工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加することを特徴とする鋳型砂中の有害物質の処理方法。
【請求項２】
前記有害物質は、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、フッ素、ホウ素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第２種特定有害物質のうちの少なくとも１つを選択したものであることを特徴とする請求項１に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法。
【請求項３】
前記再利用工程で発生したダストを集塵機に搬送する集塵工程において前記不溶化剤を添加する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法。
【請求項４】
鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理システムであって、
前記鋳造ラインは、
鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、
鋳型ばらし設備で生じたバラシ砂の再生処理を行う砂再生設備と、
砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、を備え、
前記鋳型ばらし設備、前記砂再生設備、前記混練設備の各設備間の搬送設備、前記砂再生設備および前記混練設備のうち少なくとも１つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備え、
前記不溶化剤添加設備により請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法を行うことを特徴とする鋳型砂中の有害物質の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理方法および処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳物工場で用いられる鋳型砂は所定の処理工程を経て鋳型原料として再利用されており、こぼれ砂および集塵ダストを含む廃棄砂はセメント原料および路盤材原料として再利用されてきた。しかしながら、近年の土壌を含めた環境浄化の規制強化により、環境省告示４６号に示される重金属・ハロゲンなどの有害物質が土壌環境基準の溶出基準値を超えないようにする不溶化処理を実施する必要が生じてきた。
【０００３】
このような有害物質の不溶化処理として、例えば、特許文献１には、ふっ素汚染土に酸化マグネシウム等を主成分とする添加剤を添加し、混合処理することにより不溶化処理を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の処理方法では、不溶化処理を行うために、別途処理設備を設ける必要があり、設備コストが増大するとともに、処理設備の設置場所を新たに用意しなければならないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理する処理コストを低減することができる処理方法および処理システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理方法であって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし工程と、鋳型ばらし工程から排出される鋳型砂の再生処理を行う砂再生工程と、砂再生工程で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練工程と、を含む鋳型砂を再利用する再利用工程を備え、前記再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、前記砂再生工程および前記混練工程のうち少なくとも１工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する、という技術的手段を用いる。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、再利用工程の各工程を行う設備間の搬送工程、砂再生工程および混練工程のうち少なくとも１工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができる。
これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤を鋳型砂に添加するための設備を既存の鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂（廃棄砂）、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
ここで、不溶化処理とは、化学反応、吸着などにより有害物質の溶出を防ぐ不溶化を行う処理であり、キレート剤などにより主に重金属イオンの捕集を行い、溶出しない安定な状態とする安定化処理も含む。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法において、前記有害物質は、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、フッ素、ホウ素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第２種特定有害物質のうちの少なくとも１つを選択したものである、という技術的手段を用いる。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、カドミウム、六価クロム、水銀、セレン、鉛、砒素、フッ素、ホウ素等、土壌汚染対策法において土壌環境基準が規定される第２種特定有害物質のうちの少なくとも１つを選択したものについて、不溶化処理を行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法において、前記再利用工程で発生したダストを集塵機に搬送する集塵工程において前記不溶化剤を添加する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、再利用工程で発生したダストを集塵機に搬送する集塵工程において不溶化剤を添加する工程を更に備えているため、粒度が小さく細かいために重量あたりの表面積が大きくなり、より多くの化学物質や重金属を保持するために高濃度汚染物として分類されるダストも併せて処理することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、鋳物を製造する鋳造ラインで用いられる鋳型砂中の有害物質を不溶化処理するための鋳型砂中の有害物質の処理システムであって、前記鋳造ラインは、鋳型への注湯後に鋳型ばらしを行う鋳型ばらし設備と、鋳型ばらし設備で生じたバラシ砂の再生処理を行う砂再生設備と、砂再生設備で再生された鋳型砂を未使用の鋳物砂、添加剤等と混練し、鋳型造型に使用する混練物として造型機に供給する混練設備と、を備え、前記鋳型ばらし設備、前記砂再生設備、前記混練設備の各設備間の搬送設備、前記砂再生設備および前記混練設備のうち少なくとも１つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備え、前記不溶化剤添加設備により請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の鋳型砂中の有害物質の処理方法を行う、という技術的手段を用いる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、鋳型ばらし設備、砂再生設備、混練設備の各設備間の搬送設備、砂再生設備および混練設備のうち少なくとも１つの設備において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加する不溶化剤添加設備を備えており、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができ、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】鋳造工程および鋳型砂の再利用工程を示す説明図である。
【図２】鋳型砂中の有害物質の処理システムを示す説明図である。
【図３】鋳型砂中の有害物質の処理システムの変更例を示す説明図である。
【図４】鋳型砂中の有害物質の処理システムの変更例を示す説明図である。
【図５】鋳型砂中の有害物質の処理システムの変更例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の鋳型砂中の有害物質の処理方法および処理システムについて、図を参照して説明する。 なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
ここで、有害物質とは、土壌環境基準として環境庁告示４６号『土壌の汚染に係る環境基準について』に挙げられた第二種特定有害物質（カドミウムまたはその化合物、六価クロム化合物、シアン化合物、アルキル水銀化合物、水銀またはその化合物、セレンまたはその化合物、砒素またはその化合物、ふっ素およびその化合物、ほう素およびその化合物）のうち、少なくとも一つを指す。
特に、ふっ素およびその化合物とほう素およびその化合物とは、鋳型砂に混入しやすく環境基準値も厳しいため、本実施形態では、これらの不溶化処理を例とする。
【００１８】
図１に示す鋳造ラインにおいて、使用後の鋳型砂の再利用を行う再利用工程１は、図中点線部で囲まれた鋳型ばらし工程１１、砂再生工程１２、混練工程１３を備えている。
【００１９】
鋳型ばらし工程１１では、注湯工程後に冷却された鋳型をばらして、鋳造品と鋳型砂とを分離する。
【００２０】
砂再生工程１２では、鋳型ばらし工程１１において回収した鋳型砂について、磁選による鉄片等の分離、砂表面の結合剤（粘土および樹脂）の剥離、微粉のふるい分け、サンドクーラーによる冷却等を行い、鋳型砂を再生する。
【００２１】
ここで、砂再生工程１２には、鋳型ばらし工程１１において取り出された鋳造品の表面からブラストにより除去した鋳型砂も送られる。
【００２２】
混練工程１３では、砂再生工程１２から搬送された鋳型砂と未使用の鋳物砂とに、粘土、樹脂などの結合剤、水などを所定量添加して、混練調整し、調整した鋳型砂にエアレーション等を行った後に鋳型造型工程に供給する。
【００２３】
図２に本発明の鋳型砂中の有害物質の処理システムの概略図を示す。鋳型ばらし工程１１を実施する鋳型ばらし設備２１で回収された鋳型砂は、ベルトコンベア３１により砂再生工程１２を実施する砂再生設備２２へ搬送される。砂再生設備２２で再生された鋳型砂は、ベルトコンベア３２により混練工程１３を実施する混練設備２３へ搬送される。
砂再生設備２２には、ダクト３５を介して集塵機４２が接続されており、砂再生設備２２で発生したダストが集塵される。
【００２４】
混練設備２３は、鋳型砂を貯留し、定量供給する鋳型砂供給装置２３ａと、粘土、樹脂などの結合剤や水など鋳型砂に混合する材料を定量供給する材料供給装置２３ｂと、これらを混練する混練装置２３ｃとを備えている。
混練装置２３ｃには、ダクト３６を介して集塵機４３が接続されており、混練設備２３で発生したダストが集塵される。
【００２５】
本実施形態では、材料供給装置２３ｂに不溶化剤を添加する不溶化剤添加装置２３ｄを追加し、鋳型砂に対して所定量の不溶化剤を混練装置２３ｃに定量供給する。
【００２６】
ここで、本発明における不溶化剤とは、酸化マグネシウム、または酸化マグネシウム含有剤と塩化第二鉄、または塩化マグネシウム溶液、または珪酸アルカリ金属塩、またはＰＨ調整剤を加えたもの、酸化カルシウムとカルシウムアルミネートからなるもの、カルシウムアルミネートとケイ酸カルシウムからなるもの、等が挙げられる。
【００２７】
特に、環境基準値が厳しいふっ素およびその化合物とほう素およびその化合物の不溶化処理には、酸化マグネシウム系の不溶化剤を好適に用いることができる。本実施形態では、酸化マグネシウム系の不溶化剤を粉体の状態で、不溶化剤添加装置２３ｄにより混練装置２３ｃに供給する。
【００２８】
ここで、不溶化剤には吸湿性を持つものが含まれ、不溶化剤を貯留するホッパ内での固着、棚吊りを起こしやすいので、バイブレータ等を備えた不溶化剤添加装置２３ｄを用いることが好ましい。
【００２９】
混練装置２３ｃでは、鋳型砂、粘土、樹脂などの結合剤や水などに加え、不溶化剤を供給し、混練することにより不溶化処理を行うことができる。混練調整された鋳型砂は、ベルトコンベア３３によりエアレータ２３ｅに搬送されエアレーションが行われた後に、ベルトコンベア３４により、続く鋳型造型工程を実施する鋳型造型設備（図示せず）に供給される。
【００３０】
上述のように、本発明の鋳型砂中の有害物質の処理システムでは、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤添加装置２３ｄの鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内（再利用工程１内の混練工程１３）で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂（廃棄砂）、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
特に、こぼれ砂は、従来、ベルトコンベア等の搬送手段下にシュート等を設置して回収したり、人力で回収したりして、別途不溶化処理を行っており、大きな処理コストが発生していたため、本発明による処理コストの低減効果は大きい。
【００３１】
（変更例１）
図３に示すように、コンベア３１、３２、３３、３４の少なくとも１つの上方に不溶化剤添加装置２３ｄを設け、搬送される鋳型砂に不溶化剤を添加する構成を採用することもできる。これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。本構成では、不溶化剤添加装置２３ｄの設置が容易であるため、混練設備２３に不溶化剤添加装置２３ｄの設置場所がない場合等に好適に用いることができる。
なお、上述の実施形態では、各設備間の搬送設備として、ベルトコンベアを例示したが、空気輸送、ニーダなど他の搬送手段を採用することもできる。
【００３２】
（変更例２）
図４に示すように、不溶化剤添加装置２３ｄは、砂再生設備２２に接続して設けることもできる。これにより、金属などの異物が除去され粒子径、温度などの性状が安定した鋳物砂への不溶化剤添加が可能であるため、不溶化剤の添加量を適切に維持管理行うことができる。また、不溶化あるいは安定化に時間を要するものには、十分な反応時間をとるため貯蔵を行うこともできる。
【００３３】
（変更例３）
図５に示すように、再利用工程１で発生したダストを集塵する集塵機４２、４３に搬送する集塵工程において不溶化剤添加装置２３ｄを更に設けることもできる。これにより、粒度が小さく細かいために重量あたりの表面積が大きくなり、より多くの化学物質や重金属を保持するために高濃度汚染物として分類されるダストも併せて処理することができる。
【００３４】
［実施形態の効果］
本発明の鋳型砂中の有害物質の処理方法および処理システムによれば、再利用工程１の各工程を行う設備間の搬送工程、砂再生工程１２および混練工程１３のうち少なくとも１工程において、不溶化処理を行うための不溶化剤を鋳型砂に添加し、鋳型砂中の有害物質の処理を行うことができる。
これにより、鋳型砂の不溶化処理を行う専用設備を必要とせず、既設の鋳造設備に大きな変更を加えることなく、不溶化剤添加装置２３ｄを既存の鋳造設備に設けるだけで、鋳型砂中に含まれる重金属やハロゲンなどの有害物質を不溶化処理することができる。
また、鋳造ライン内で有害物質の不溶化処理を行うため、使用不能となった鋳型砂、鋳造ラインの搬送装置外に蓄積したこぼれ砂などの廃棄物中の有害物質が基準値以下に処理されているので、排出後に新たな不溶化処理を必要とせず、処理コストを低減することができる。
【００３５】
［その他の実施形態］
上述の各実施形態では、不溶化剤添加装置２３ｄが不溶化剤を粉体の状態で鋳型砂に添加する構成を採用したが、これに限定されるものではなく、種々の形態で添加することができる。例えば、液体状の不溶化剤では、不溶化剤の溶液を滴下、噴霧する、等の方法で添加することもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１  再利用工程
１１  鋳型ばらし工程
１２  砂再生工程
１３  混練工程
２１  鋳型ばらし設備
２２  砂再生設備
２３  混練設備
２３ａ  鋳型砂供給装置
２３ｂ  材料供給装置
２３ｃ  混練装置
２３ｄ  不溶化剤添加装置
３１、３２、３３、３４  ベルトコンベア
４２、４３  集塵機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011121097.tif 000006
【図５】
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