(57)【要約】【課題】粒径や粒形を容易に調整することが可能な石炭灰の造粒方法を提供する。【解決手段】遊離カルシウム分を除去した石炭灰と、第１の液体を混合撹拌してスラリー化し、生成したスラリーを第２の液体に滴下してゲル化させる石炭灰の造粒方法。石炭灰から遊離カルシウム分を除去することで、第１の液体中で石炭灰が凝集することを防止することができ、石炭灰の造粒が可能になる。第１の液体をアルギン酸ナトリウム水溶液又はアルギン酸カリウム水溶液とし、第２の液体を塩化カルシウム水溶液又は塩化バリウム水溶液とすることができる。石炭灰の遊離カルシウム濃度を０．１５質量％以下とすることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離カルシウム分を除去した石炭灰と、第１の液体を混合撹拌してスラリー化し、
該生成したスラリーを第２の液体に滴下してゲル化させることを特徴とする石炭灰の造粒方法。
【請求項２】
前記第１の液体は、アルギン酸ナトリウム水溶液又はアルギン酸カリウム水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰の造粒方法。
【請求項３】
前記第２の液体は、塩化カルシウム水溶液又は塩化バリウム水溶液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭灰の造粒方法。
【請求項４】
前記石炭灰の遊離カルシウム濃度を０．１５質量％以下とすることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の石炭灰の造粒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭焚き火力発電所等で発生した石炭灰を造粒する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭焚き火力発電所等で発生した石炭灰を再利用するため、乾燥した石炭灰に造粒バインダーとしてセメント等を混合し、転動造粒や撹拌造粒等の手法によって造粒していた。しかし、これらの手法で石炭灰を造粒すると、造粒物の粒径に大きなばらつきが生じると共に、造粒可能な粒径も５ｍｍ〜４０ｍｍ程度に限定され、粒径が１ｍｍ程度以下の小粒子とすることが困難であった。
【０００３】
また、特許文献１には、石炭灰等を含む脱水ケーキを造粒するため、生石灰を用いる脱水ケーキ処理プラントが開示されているが、造粒物の粒径や、粒形の特性調整を容易に行うことはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９５９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の状況下においてなされたものであって、粒径や粒形を容易に調整することが可能な石炭灰の造粒方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、石炭灰の造粒方法であって、遊離カルシウム分を除去した石炭灰と、第１の液体を混合撹拌してスラリー化し、該生成したスラリーを第２の液体に滴下してゲル化させることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、石炭灰から遊離カルシウム分を除去することで、第１の液体中で石炭灰が凝集することを防止することができるため、石炭灰の造粒が可能になる。
【０００８】
上記石炭灰の造粒方法において、前記第１の液体として、アルギン酸ナトリウム水溶液又はアルギン酸カリウム水溶液を用いることができる。また、前記第２の液体として、塩化カルシウム水溶液又は塩化バリウム水溶液を用いることができる。
【０００９】
前記石炭灰の遊離カルシウム濃度を０．１５質量％以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、石炭灰を造粒するにあたって、粒径や粒形を容易に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る石炭灰の造粒方法の一実施の形態を説明するための概略図である。
【図２】本発明に係る石炭灰の造粒方法の実施例を説明するための概略図である。
【図３】本発明に係る石炭灰の造粒方法によって造粒された造粒物を示す写真であって、（ａ）は造粒物を真上から見たもの、（ｂ）は造粒物を横から見たもの、（ｃ）は造粒物を乾燥させたもの、（ｄ）は造粒物を焼成したものである。
【図４】本発明に係る石炭灰の造粒方法の第１の比較例を説明するための概略図である。
【図５】本発明に係る石炭灰の造粒方法の第２の比較例を説明するための概略図である。
【図６】本発明に係る石炭灰の造粒方法の第３の比較例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１３】
本発明に係る石炭灰の造粒方法は、図１に示すように、石炭灰から遊離カルシウム分を除去し、遊離カルシウム分を除去した後の石炭灰と、第１の液体とを混合撹拌してスラリー化し、生成したスラリーを第２の液体にピペット等を介して滴下してゲル化させる。
【００１４】
石炭灰から遊離カルシウム分を除去するのは、第１の液体中で石炭灰が凝集することを防止するためである。石炭灰から遊離カルシウム分を除去するには、例えば、塩酸を用いて石炭灰から溶出する遊離カルシウム分を除去した後、水洗して乾燥させる。尚、遊離カルシウム分除去後の石炭灰から溶出する遊離カルシウム濃度は、０．１５質量％以下とすることが好ましい。
【００１５】
第１の液体には、アルギン酸ナトリウムやアルギン酸カリウムと水とを混合撹拌して生成したアルギン酸ナトリウム水溶液やアルギン酸カリウム水溶液を用いることができる。
【００１６】
また、第２の液体には、塩化カルシウム水溶液や、塩化バリウム水溶液を用いることができる。
【００１７】
上記第１の液体や第２の液体以外にも、遊離カルシウム分を除去した後の石炭灰をスラリー化した後、生成したスラリーを滴下してゲル化させることができる液体であれば用いることができる。
【００１８】
次に、本発明に係る石炭灰の造粒方法の実施例及び比較例について説明する。尚、以下の実施例及び比較例で用いた石炭灰（火力発電所で発生したもの）の化学組成は表１に示す通りである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
まず、比較例１として、図４に示すように、アルギン酸ナトリウム０．１４ｇと水１００ｍｌを混合撹拌してアルギン酸ナトリウム水溶液を生成し、石炭灰を１０ｇ添加して撹拌した。すると、この段階でスラリー中に石炭灰が凝集し、ピペットで吸い上げることができず、造粒を断念した。
【００２１】
次に、比較例２として、図５に示すように、塩化カルシウム二水和物（ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ）２．５ｇと水５０ｍｌを混合撹拌して塩化カルシウム水溶液を生成し、この塩化カルシウム水溶液と石炭灰とを撹拌してスラリー化した。一方、アルギン酸ナトリウム０．１ｇと水１００ｍｌとでアルギン酸ナトリウム水溶液を生成し、上記スラリーをアルギン酸ナトリウム水溶液にピペットを介して滴下した。
【００２２】
比較例２によれば、スラリー中で石炭灰が凝集することはなく、スラリーをアルギン酸ナトリウム水溶液に滴下することで造粒自体を行うことはできたが、図５の画像に示すように、魚の鱗状の固形物が得られただけで、球形の造粒物を得ることはできなかった。
【００２３】
比較例３として、図６に示すように、石炭灰を０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸（ＨＣｌ）で洗浄して石炭灰に含まれる遊離カルシウム分を除去し、水で５回洗浄し、その後乾燥させて得られた石炭灰１０ｇを、アルギン酸ナトリウム０．１ｇと水１００ｍｌとで生成したアルギン酸ナトリウム水溶液と混合撹拌してスラリー化し、このスラリーを、塩化カルシウム二水和物３０ｇと水５００ｍｌとで生成した塩化カルシウム水溶液にピペットを介して滴下した。
【００２４】
比較例３によれば、造粒物の形が比較例２よりも球状に近づいたものの、中央にくぼみができた扁平状（赤血球状）に留まった。
【００２５】
次に、本発明に係る石炭灰の造粒方法の実施例について、図２を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施例では、比較例３の場合と同様、石炭灰を０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸（ＨＣｌ）で洗浄して石炭灰に含まれる遊離カルシウム分を除去し、水で５回洗浄し、その後乾燥させて得られた石炭灰８．８ｇを、アルギン酸ナトリウム０．２２ｇと水５０ｍｌとで生成したアルギン酸ナトリウム水溶液と混合撹拌してスラリー化し、このスラリーを、塩化カルシウム二水和物３０ｇと水５００ｍｌとで生成した塩化カルシウム水溶液にピペットを介して滴下した。すなわち、比較例３に比較して、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を略々４倍とし、スラリー中の石炭灰の濃度を略々１．８倍とした。
【００２７】
本実施例によれば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、塩化カルシウム水溶液内に球形の造粒物を得ることができ、液滴を調整することで造粒物の粒径を０．５０ｍｍ〜４．０ｍｍ程度に調整することができた。
【００２８】
また、得られた造粒物は、含水状態でも商材となるが、図３（ｃ）に示すように乾燥させた後、コンクリートのひび割れの自己治癒素材や、樹脂フィラー等として用いたり、図３（ｄ）に示すように焼成してセラミック粒とし、人工骨材やプロパント等として用いることができ、様々な商材となる。
【００２９】
さらに、石炭灰を水洗、酸洗浄、浮遊選鉱といった湿式処理をした後の残渣を、乾燥させることなく造粒することで、運転コストを低減しながら付加価値をつけることができる。
【００３０】
上記ピペットによる滴下のほかに、二流体ノズル等を用いて造粒物の内部が層状に素材の異なるものを得ることも可能である。これによって、融点の異なる無機物、有機物等を用いて様々な特性を持つ造粒物を得ることができる。
【００３１】
尚、上記実施例においては、石炭灰スラリーを生成するにあたってアルギン酸ナトリウムを用いたが、アルギン酸カリウム水溶液等を用いることができ、その濃度も凝集が生じない程度に適宜調整することができる。また、スラリーを滴下する溶液として塩化カルシウム水溶液を用いたが、塩化バリウム水溶液等を用いることができ、その濃度も球形の造粒物を得ることができるように適宜調整することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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