(57)【要約】【課題】廃棄物スラグをコンクリート骨材等の建築資材に利用するのに際して、特に粒径の小さい細骨材とするのにも破砕を要したりすることがなく、なおかつ表面の滑らかな球状に粒状化することが可能な廃棄物スラグの粒状化装置および粒状化方法を提供する。【解決手段】廃棄物またはその焼却灰Ｐを溶融した廃棄物スラグＡを供給する供給手段１と、この供給手段１から供給された廃棄物スラグＡを、軸線Ｏ回りに回転するローラー３の外周面によって弾き飛ばして粒状化する粒状化手段と、こうして弾き飛ばされて粒状化した廃棄物スラグＢを冷却する冷却手段７とを備え、廃棄物またはその焼却灰Ｐを溶融した廃棄物スラグＡを、軸線Ｏ回りに回転するローラー３の外周面に供給して弾き飛ばすことにより粒状化し、冷却する。【選択図】        図１
2004331412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物またはその焼却灰を溶融した廃棄物スラグを供給する供給手段と、この供給手段から供給された上記廃棄物スラグを、軸線回りに回転するローラーの外周面によって弾き飛ばして粒状化する粒状化手段と、こうして弾き飛ばされて粒状化した上記廃棄物スラグを冷却する冷却手段とを備えてなることを特徴とする廃棄物スラグの粒状化装置。
【請求項２】
上記ローラーの少なくとも外周面がカーボン製であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物スラグの粒状化装置。
【請求項３】
上記ローラーの外周面には、上記軸線方向に延びる溝が周方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物スラグの粒状化装置。
【請求項４】
上記冷却手段は、上記ローラーに対して上記廃棄物スラグが弾き飛ばされる側に空けられた空間であり、この空間の上記ローラーまでの高さを２ｍ以上とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化装置。
【請求項５】
上記供給手段が、上記粒状化手段に対して、上記ローラーの軸線方向に相対的に移動しつつ、その上記外周面に上記廃棄物スラグを供給可能とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化装置。
【請求項６】
廃棄物またはその焼却灰を溶融した廃棄物スラグを、軸線回りに回転するローラーの外周面に供給して弾き飛ばすことにより粒状化し、冷却することを特徴とする廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項７】
上記ローラーの外周面における周速度を、６７０ｍ／ｓｅｃ以上とすることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項８】
粒状化した上記廃棄物スラグを、空冷により冷却することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項９】
弾き飛ばされた上記廃棄物スラグが空中を飛翔する時間を１ｓｅｃ以上とすることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項１０】
溶融した上記廃棄物スラグを、上記ローラーの軸線方向に相対的に移動させつつその外周面に供給することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項１１】
溶融した上記廃棄物スラグの上記ローラーの外周面への時間当たりの供給量を制御することにより、粒状化した上記廃棄物スラグの粒度を調整することを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【請求項１２】
粒状化した上記廃棄物スラグの平均粒径を、５ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の廃棄物スラグの粒状化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミや下水汚泥等の廃棄物またはこれを焼却した後の焼却灰を溶融した廃棄物スラグを、例えばコンクリート骨材などとして利用するために粒状化する、廃棄物スラグの粒状化装置および粒状化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このように、都市ゴミや下水汚泥等の廃棄物またはその焼却灰を溶融した廃棄物スラグを骨材等の建築資材として利用する方法としては、例えば特許文献１などに、この廃棄物や焼却灰を溶融した廃棄物スラグを結晶化して石材状の結晶化物を製造する方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３０８９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法によって得られる石材は、平均粒径が比較的大きい粗骨材とされるものが多く、これを平均粒径の小さい細骨材とするには結晶化した石材を破砕しなければならない。しかも、こうして結晶化した石材を破砕した細骨材は、天然山砂に比べて粒形が偏平で、かつ角張っており、コンクリート骨材として利用するのに充填性に欠けるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような廃棄物スラグをコンクリート骨材等の建築資材に利用するのに際して、特に粒径の小さい細骨材とするのにも破砕を要したりすることがなく、なおかつ表面の滑らかな球状に粒状化することが可能な廃棄物スラグの粒状化装置および粒状化方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の廃棄物スラグの粒状化装置は、廃棄物またはその焼却灰を溶融した廃棄物スラグを供給する供給手段と、この供給手段から供給された上記廃棄物スラグを、軸線回りに回転するローラーの外周面によって弾き飛ばして粒状化する粒状化手段と、こうして弾き飛ばされて粒状化した上記廃棄物スラグを冷却する冷却手段とを備えてなることを特徴とする。また、本発明の廃棄物スラグの粒状化方法は、廃棄物またはその焼却灰を溶融した廃棄物スラグを、軸線回りに回転するローラーの外周面に供給して弾き飛ばすことにより粒状化し、冷却することを特徴とする。
【０００７】
このような本発明の粒状化装置および粒状化方法によれば、上記供給手段から供給された、溶融した廃棄物またはその焼却灰よりなる廃棄物スラグは、粒状化手段の回転するローラー外周面によって弾き飛ばされることにより微小な粒子として分散され、さらにその表面張力によって表面が滑らかな略球状に粒状化させられて、冷却手段により冷却されて固化される。従って、こうして得られる廃棄物スラグは、破砕等を要することなくそのまま細骨材として用いることができ、コンクリート骨材に利用しても天然山砂と比べて遜色のない充填性を得ることができる。
【０００８】
ここで、上記廃棄物スラグの粒状化装置にあっては、上記ローラーの少なくとも外周面をカーボン製とすることにより、溶融した廃棄物スラグの供給によって高温に晒されるローラーの損傷を抑えることができる。また、上記ローラーの外周面に、その上記軸線方向に延びる溝を周方向に複数形成することにより、この外周面に供給された溶融廃棄物スラグを確実に分散させて粒状化することが可能となる。なお、上記粒状化方法においては、このローラーの外周面における周速度を、６７０ｍ／ｓｅｃ以上とするのが望ましく、これよりも周速度が遅いと、供給された溶融廃棄物スラグのローラーからの離れが悪くなって外周面に付着してしまうおそれがある。
【０００９】
一方、粒状化装置においては、上記冷却手段を、上記ローラーに対して上記廃棄物スラグが弾き飛ばされる側に空けられた空間とし、すなわち上記粒状化方法においては、粒状化した上記廃棄物スラグを、空冷により冷却することが望ましい。しかるに、このような溶融スラグの冷却方法としては、例えば上記特許文献１にも記載されているように水冷によるものもあるが、本発明のように粒状化した溶融廃棄物スラグを水冷によって急冷すると、上述のように表面張力によって球状に粒状化した廃棄物スラグが熱衝撃によって割れてしまい、好ましい粒形が得られなくなるおそれがある。
【００１０】
なお、このように冷却手段を空間とする場合には、この空間の上記ローラーまでの高さは２ｍ以上とするのが望ましく、また特にこうして廃棄物スラグを空冷する場合には、弾き飛ばされた上記廃棄物スラグが空中すなわち上記空間を飛翔する時間、つまりその空冷による冷却時間は１ｓｅｃ以上とするのが望ましい。これは、上記空間の高さが不十分であったりして、冷却時間が十分に確保されないと、廃棄物スラグが溶融した状態のまま着地して潰れたり、既に着地した廃棄物スラグの粒子に溶融した状態のままの廃棄物スラグが付着したりして、やはり所望の粒形、あるいは粒径が得られなくなるおそれが生じる。
【００１１】
さらに、上記粒状化装置においては、上記供給手段を、上記粒状化手段に対して、上記ローラーの軸線方向に相対的に移動しつつ、その上記外周面に上記廃棄物スラグを供給可能とするのが望ましく、また粒状化方法においては、溶融した上記廃棄物スラグを、上記ローラーの軸線方向に相対的に移動させつつその外周面に供給するのが望ましい。これにより、溶融廃棄物スラグを回転するローラーの外周面によってより広い範囲に弾き飛ばして分散させることができ、万一上述のように廃棄物スラグが溶融した状態のまま着地しても、既に着地した廃棄物スラグの粒子に付着するのを防ぐことができるとともに、上記軸線方向においてローラー外周面の同じ部分に溶融廃棄物スラグが供給され続けるのを避けることができるので、廃棄物スラグのローラー外周面からの離れを良くすることが可能となり、またローラーの損傷も抑えることができる。
【００１２】
さらにまた、上記粒状化方法においては、溶融した廃棄物スラグの上記ローラーの外周面への時間当たりの供給量を制御することにより、粒状化した上記廃棄物スラグの粒度を調整するのが望ましい。すなわち、供給量が多ければ、ローラーによって弾き飛ばされる溶融廃棄物スラグは比較的大きな粒子となって分散するため、粒状化した廃棄物スラグの粒径は大きくなる一方、逆に供給量が少なければ、供給された溶融廃棄物スラグはより微細な粒子となって弾き飛ばされて粒径の小さな粒状化廃棄物スラグを得ることができるので、粒状化した廃棄物スラグを上述のように細骨材として用いる場合は勿論、粗骨材として用いる場合にも対応することが可能となる。そして、このように粒度を調整したりして、粒状化した上記廃棄物スラグの平均粒径を、５ｍｍ以下とすることにより、特にコンクリート骨材として好適な粒状化廃棄物スラグを提供することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明の廃棄物スラグの粒状化装置の一実施形態を示すものであり、以下この粒状化装置について説明しながら、本発明の廃棄物スラグの粒状化方法についても説明する。図１において符号１で示すのは、本実施形態における溶融した廃棄物スラグＡの供給手段としての溶融炉であり、この溶融炉１には、ホッパー２Ａに貯留された廃棄物またはその焼却灰Ｐをスクリュウフィーダ２Ｂ等によって供給する供給機２が付設されていて、こうして溶融炉１に供給された廃棄物またはその焼却灰Ｐが、この溶融炉１に備えられたバーナー１Ａによって加熱溶融され、上述の溶融廃棄物スラグＡとして該溶融炉１内に保持されるようになされている。
【００１４】
そして、この溶融炉１の炉底には上記溶融廃棄物スラグＡを所定量ずつ流し出す供給孔１Ｂが形成されており、この供給孔１Ｂの直下には、本実施形態における粒状化手段として、ローラー３がその軸線Ｏ回りに回転可能に配置されている。このローラー３は、図２（イ）に示すようにこの軸線Ｏを中心とした概略円柱状の大径の本体３Ａと、この本体３Ａの両端面から軸線Ｏに沿って突出するように設けられた小径円柱状の一対の軸部３Ｂ，３Ｂとから構成されており、本実施形態ではこの本体３Ａがカーボンによって形成されている。また、この本体３Ａの外周面３Ｃには、軸線Ｏに直交する断面が図２（ロ）に示すように外周側に開口する「コ」字状をなす同形同大の多数（複数）の溝３Ｄが、それぞれ軸線Ｏに平行に該軸線Ｏ方向に延びて上記両端面に開口するように、かつ周方向には互いに等間隔に形成されている。
【００１５】
このようなローラー３は、上記軸線Ｏを水平にして該軸線Ｏ回りに回転自在に支柱４によって上記軸部３Ｂが支持され、この軸部３Ｂに連結されたモータ５等の回転駆動手段によって、図中に符号Ｔで示す回転方向に所定の回転数で回転させられる。ここで、この回転数は、望ましくはローラー３の上記外周面３Ｃにおける周速度が６７０ｍ／ｓｅｃ以上となるように上記回転駆動手段によって制御される。
【００１６】
従って、このような周速度で回転するローラー３の外周面３Ｃに、上記供給孔１Ｂから溶融廃棄物スラグＡが流し出されて供給されることにより、この溶融廃棄物スラグＡは外周面３Ｃによって弾き飛ばされて細かく分散させられ、かつその表面張力によって滑らかな球状の粒子Ｂに粒状化させられる。なお、図１においては、ローラー３の外周面３Ｃの軸線Ｏに対して垂直真上に供給孔１Ｂが位置して溶融廃棄物スラグＡが供給されているが、この溶融廃棄物スラグＡはこの位置から軸線Ｏを中心として上記回転方向Ｔに９０°の範囲までの間で外周面３Ｃに滴下されるように供給すればよい。
【００１７】
さらに、この粒状化手段としてのローラー３に対して、該ローラー３により粒子Ｂが弾き飛ばされる側の下方には、上記粒子Ｂが冷却されて固化した粒状化廃棄物スラグＣを回収する回収装置６が配設されている。この回収装置６は、上記粒子Ｂが分散しつつ落下して着地する範囲に設けられた鉄板製の受け皿６Ａと、この受け皿６Ａを昇降可能かつ１方向（図１では右下側）に傾斜可能に支持するそれぞれ伸縮可能な複数の支持部６Ｂと、この１方向側に配設された回収ホッパー６Ｃとによって構成されている。
【００１８】
従って、上記ローラー３によって弾き飛ばされた溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂは、理想的には放物線を描きつつローラー３と上記回収装置６との間の空間７を飛翔して落下し、その間に放熱して冷却されることにより固化して上記粒状化廃棄物スラグＣとなり、回収装置６の受け皿６Ａ上に分散して着地する。すなわち、本実施形態では、ローラー３に対して溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂが弾き飛ばされる側に空けられた、ローラー３から該粒子Ｂが着地する受け皿６Ａまでの間の上記空間７が冷却手段とされ、溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂは空冷によって冷却されることとなる。なお、こうして受け皿６Ａ上に着地した粒状化廃棄物スラグＣは、回収装置６の支持部６Ｂによって受け皿６Ａを傾斜させることにより上記１方向側に寄せ集められ、上記回収ホッパー６Ｃに収容される。
【００１９】
ここで、この冷却手段とされる上記空間７のローラー３までの高さ（本実施形態では図示のように、受け皿６Ａからローラー３の外周面３Ｃに溶融廃棄物スラグＡが供給される位置までの高さ）Ｈは、２ｍ以上とされるのが望ましく、本実施形態では回収装置６の支持部６Ｂを伸縮することによってこの高さＨが調整可能である。また、ローラー３によって弾き飛ばされてから溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂがこの空間７中を飛翔して受け皿６Ａに着地するまでの時間、すなわち溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂの冷却時間は、１ｓｅｃ以上とされるのが望ましい。
【００２０】
従って、このように構成された粒状化装置、および該粒状化装置を用いた粒状化方法によれば、上述のように粒状化手段としての回転するローラー３の外周面に、供給手段としての溶融炉１の供給孔１Ｂから溶融廃棄物スラグＡが供給されることにより、この溶融廃棄物スラグＡは弾き飛ばされて細かな球状の粒子Ｂに分散され、この粒子Ｂが冷却手段としての空間７において冷却されることにより固化して粒状化廃棄物スラグＣとされるので、従来のように粒径の大きな結晶化物を破砕したりすることなく、平均粒径が５ｍｍ以下と比較的小さくて、しかも表面が滑らかな粒形球状の細骨材として利用可能な粒状化廃棄物スラグＣを得ることができる。このため、破砕に要する時間や労力、設備等を省くことができて効率的であるのは勿論、このような粒状化廃棄物スラグＣをコンクリート骨材として用いたときにはコンクリートの流動性を高めることができて充填性向上を図ることができ、天然山砂の代替えとして廃棄物またはその焼却灰Ｐの有効利用を促すことが可能となる。
【００２１】
また、本実施形態の粒状化装置では、粒状化手段としてのローラー３の本体３Ａがカーボン製とされており、従って溶融廃棄物スラグＡが供給されて弾き飛ばされる該ローラー３の外周面３Ｃもカーボン製とされる。従って、溶融した廃棄物スラグＡによって高温に晒されるローラー３の外周面３Ｃが、こうして耐熱性の高いカーボンによって形成されることにより、該ローラー３の熱による摩耗等の損傷を抑えることができてその寿命の延長を図ることができ、さらにこのようなカーボン素材は削り出し等によるその加工性が高いため、当該ローラー３を製造する場合は勿論、その外周面３Ｃに摩耗が生じたとしても容易に修復が可能であって、長期にわたる使用が可能となる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、このローラー３の外周面３Ｃに、軸線Ｏ方向に延びる溝３Ｄが周方向に多数（複数）形成されており、外周面３Ｃに供給された溶融廃棄物スラグＡをこれらの溝３Ｄによってより細かく分散させて弾き飛ばすことが可能となって、製品としての粒状化廃棄物スラグＣの粒径の一層の細粒化を図ることが可能となる。しかも、上述のようにローラー３がカーボン製とされているために、このような溝３Ｄを形成する場合でも加工が容易であり、なおかつ溝３Ｄが摩耗したりしたときでも削りだし等によって簡単に溝３Ｄを掘り直すことができる。
【００２３】
なお、本実施形態ではこの溝３Ｄを断面「コ」字状として、それぞれ軸線Ｏに平行に延びるように形成したが、例えば溝３Ｄの断面は凹円弧状やＵ字状、Ｖ字状等の形状でもよく、また軸線Ｏに対して傾斜した捩れ溝状や、異なる向きに傾斜した溝３Ｄが互いに交差するような網目状に形成されていてもよい。また、本実施形態の溝３Ｄは、断面同大同形状のものを周方向に等間隔に形成したが、溝３Ｄ同士で異なる断面形状や溝幅、溝深さとしたり、周方向に不等間隔に形成したりするようにしてもよい。
【００２４】
さらに、本実施形態の粒状化方法では、このようなローラー３をその外周面Ｃにおける周速度、すなわち外周面３Ｃの外径（直径）をＤ、ローラー３の回転数をＲをしたときのπ×Ｒ×Ｄが、６７０ｍ／ｓｅｃ以上となるようにモータ５等の回転駆動手段によって回転しているが、これは、これより周速度が遅いと外周面３Ｃに供給された溶融廃棄物スラグＡのローラー３からの離れが悪くなって確実に弾き飛ばすことができなくなり、この溶融廃棄物スラグＡがローラー３の外周面３Ｃに付着してしまって固化してしまうおそれがあるからである。ただし、その一方で、この周速度が極端に速すぎても、弾き飛ばされる溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂの分散範囲が広くなりすぎて効率的な回収が困難となるおそれがあったりするので、ローラー３の周速度は６７０〜２２００ｍ／ｓｅｃの範囲とされるのが望ましい。
【００２５】
また、本実施形態では、溶融廃棄物スラグＡの供給手段としての溶融炉１に供給孔１Ｂが形成されて、ローラー３の軸線Ｏ方向における一定の位置において溶融廃棄物スラグＡが外周面３Ｃに供給されるようになされているが、例えば図２（イ）のローラー３の上に図示したように、溶融炉１から延びる樋８を供給手段として設けて、この樋８を介して溶融廃棄物スラグＡをローラー３の外周面３Ｃに供給するようにしたり、あるいは図示は略するが供給手段としてルツボに溶融廃棄物スラグＡを保持して外周面３Ｃに供給するようにしてもよい。そして、特にこれらの場合には図２に白抜き矢線で示すように上記樋８やルツボをローラー３の軸線Ｏ方向に横スウィング（往復移動）させながら溶融廃棄物スラグＡを流し出すようにして、供給手段（樋８、ルツボ）を粒状化手段（ローラー３）に対してその軸線Ｏ方向に相対的に移動しつつ外周面３Ｃに溶融廃棄物スラグＡを供給可能としてもよい。
【００２６】
すなわち、このように供給手段をローラー３に対してその軸線Ｏ方向に相対的に移動しつつ溶融廃棄物スラグＡを供給することにより、この溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂをより広い範囲に弾き飛ばして分散させることが可能となるので、万一この粒子Ｂが完全に固化されずに回収装置６の受け皿６Ａ上に着地したとしても、先に着地した粒子Ｂに付着して結果的に歪な形状の粒径の大きな粒状化廃棄物スラグＣが製造されてしまうような事態を防止することができる。また、こうして供給手段がローラー３に対して軸線Ｏ方向に移動することにより、このローラー３の外周面３Ｃにおいて溶融廃棄物スラグＡが供給される位置も軸線Ｏ方向に移動することとなるので、供給された溶融廃棄物スラグＡのローラー３の外周面３Ｃからの剥離性を向上させて一層確実に粒子Ｂとして弾き飛ばすことが可能となるとともに、この外周面３Ｃの軸線Ｏ方向における１ヶ所だけが集中的に高温に晒されるのを避けることができ、ローラー３の寿命の延長を図ることができる。なお、図１に示したように溶融廃棄物スラグＡの供給孔１Ｂが固定されている場合には、粒状化手段としてのローラー３をその軸線Ｏ方向に往復移動可能としたりしてもよい。
【００２７】
ところで、本実施形態の供給手段のように溶融炉１の炉底に供給孔１Ｂを形成して、溶融廃棄物スラグＡを粒状化手段としてのローラー３の外周面３Ｃに直接滴下するようにした場合には、この溶融廃棄物スラグＡの時間当たりの供給量すなわち供給速度は一定となるが、例えばこの供給孔１Ｂに流量調節弁機構を設けたり、あるいは溶融させられる廃棄物またはその焼却灰Ｐの供給機２による溶融炉１への供給量を調節したり、また供給手段が上記樋８やルツボである場合には、樋８への溶融廃棄物スラグＡの供給量やルツボからローラー３の外周面３Ｃへの供給量を直接的に調節したりして、この溶融廃棄物スラグＡのローラー３の外周面３Ｃへの時間当たりの供給量を制御するようにしてもよい。すなわち、この溶融廃棄物スラグＡの時間当たりの供給量を少なくすれば、供給された溶融廃棄物スラグＡをより小さな粒子Ｂとして弾き飛ばして分散させることができ、従って粒径がより小さく、しかも粒度分布も小さい、つまり粒径の均一な粒状化廃棄物スラグＣを得ることができる。
【００２８】
また、これとは逆に、時間当たりの供給量を多くすれば、溶融廃棄物スラグＡが上記の場合よりは大きな塊状の粒子Ｂとなって弾き飛ばされることが多くなり、従って粒径の大きな粒状化廃棄物スラグＣが得られる割合が高くなって粒度分布も大きくなる傾向となる。言い換えれば、このようにローラー３の外周面３Ｃへの溶融廃棄物スラグＡの時間当たりの供給量を制御することにより、得られる粒状化廃棄物スラグＣの粒径や粒度分布を調整することが可能となるので、上述のように細骨材として用いる粒状化廃棄物スラグＣを得るには上記供給量を少なくし、また粒状化した廃棄物スラグＣを例えば粗骨材として用いる場合などにはこの供給量を多くすればよい。
【００２９】
一方、本実施形態では、この粒状化手段としてのローラー３と、粒状化された廃棄物スラグＣが着地する回収装置６の受け皿６Ａとの間の空間７を冷却手段として、この空間７を分散した溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂが飛翔、落下する間に放熱して冷却される、空冷方式によって粒子Ｂを冷却するようにしている。しかるに、この点、例えば上記受け皿６Ａに水や油を保持しておけば水冷または油冷によって粒子Ｂを冷却するように構成することも可能であり、このような場合には受け皿６Ａと上記ローラー３との間の上記空間７の高さＨを小さくし、従って当該粒状化装置が備えられる設備の建て屋高さも低く抑えることが可能であるという利点を有するが、その反面、こうして水冷や油冷によって粒子Ｂが急冷されると熱衝撃によって砕けてしまい、滑らかな表面の球状の粒状化廃棄物スラグＣを得ることができなくなるおそれが生じる。
【００３０】
従って、上記冷却手段としては本実施形態のような空間７を採用して、空冷により溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂを冷却するのが望ましく、また特にその際には、より確実に粒径が小さく、しかも球状の粒状化廃棄物スラグＣを得るために、本実施形態のようにこの空間７の上記高さＨを２ｍ以上としたり、この空間７を弾き飛ばされた溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂが空中を飛翔する時間、すなわち空冷による冷却時間を１ｓｅｃ以上としたりするのが望ましい。ただし、上記高さＨが必要以上に高すぎたり、冷却時間が長すぎたりると、完全に冷却されて固化した粒子Ｂが単に落下するだけとなって、上記建て屋高さが徒に高くなってしまうので、空間７の高さＨは２〜１０ｍの範囲に、また空冷による冷却時間は１〜３ｓｅｃの範囲に設定されるのが望ましい。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明の実施例（実験例）をあげて、より具体的に説明する。本実施例では、外径（直径）Ｄ：３５０ｍｍ、軸線Ｏ方向の長さ２００ｍｍのカーボン製の本体３Ａを有するローラー３の外周面３Ｃに、幅：５ｍｍ、深さ３ｍｍの「コ」字状の溝３Ｄを周方向に５ｍｍ間隔で形成して粒状化手段とした。また、供給手段としては溶融廃棄物スラグＡをルツボに保持し、回転する上記ローラー３の外周面３Ｃに流し出して供給するようにした。なお、回収装置６の受け皿６Ａからローラー３までの空間７の高さＨは５ｍ以上とした。また、溶融廃棄物スラグＡとして溶融させられる廃棄物またはその焼却灰（本実施例では焼却灰）Ｐの組成は、次表１に示す通りである。
【００３２】
【表１】
2004331412.tif 000003
【００３３】
このような粒状化装置を用いて、本実施例では、まず受け皿６Ａに６５〜６７℃の温水を受け水として保持して水冷により粒子Ｂの冷却を行った。そして、このとき、ルツボに保持する溶融廃棄物スラグＡの融液の温度を１４５０℃、保持量を２００ｇと一定として、その流し出し時間を調節することにより、ローラー３の外周面３Ｃへの時間当たりの溶融廃棄物スラグＡの供給量を制御し、その際の回収された粒状化廃棄物スラグＣにおける球状化回収率、すなわち回収された粒状化廃棄物スラグＣに占める略球状のものの割合（ただし、目視確認による）と、粒度分布の傾向とを測定した。ただし、このときローラー３の回転数は１０００ｒｐｍで一定とされ、従ってその外周面３Ｃにおける周速度は１１００ｍ／ｓｅｃであった。この結果を実施例１−▲１▼〜▲３▼として次表２に示す。
【００３４】
【表２】
2004331412.tif 000004
【００３５】
また、同様に水冷による冷却を行う場合において、受け皿６Ａにおける受け水温度や、溶融廃棄物スラグＡの融液温度およびルツボ保持量は実施例１−▲１▼〜▲３▼と同じとして、融液流し出し時間は実施例１−▲２▼と略同じ１４ｓｅｃ（時間当たりの供給量５１ｋｇ／ｈ）とし、ローラー３の回転数を６１０ｒｐｍ、従って外周面３Ｃにおける周速度を６７０ｍ／ｓｅｃと実施例１−▲１▼〜▲３▼より小さくし、上記と同様に粒状化回収率を測定した。この結果を表２に実施例１−▲４▼として合わせて示す。
【００３６】
この表２の結果より、冷却手段が受け水による水冷の場合には、温水を用いたとしても受け水中でスラグが破砕されてしまうため、球状化した粒状化廃棄物スラグＣの回収率が４０〜５０％程度と、歩留まりがあまり高くなく、またローラー３の回転数を小さくして周速度を遅くした実施例１−▲４▼では、表２中にも記載のようにローラー３の外周面３Ｃからの融液の離れが悪く、溶融廃棄物スラグＡがこの外周面３Ｃに付着する現象が確認された。一方、ルツボからの融液流し出し時間を調節し、すなわち溶融廃棄物スラグＡの時間当たりの供給量を制御した実施例１−▲１▼〜▲３▼では、球状化回収率は実施例１−▲４▼と同じ程度であるものの、粒度分布は流し出し時間が長く、すなわち時間当たりの供給量の少ないものほど小さく、つまりより均一な粒径の粒状化廃棄物スラグＣが得られていることが分かる。
【００３７】
次に、溶融廃棄物スラグＡの融液温度およびルツボ保持量は実施例１−▲１▼〜▲４▼と同様にして、融液流し出し時間も実施例１−▲４▼、▲２▼とそれぞれ同じとし、ローラー３の回転数は実施例１−▲１▼〜▲３▼と同じ（従って、周速度も同じ）とし、ただし受け皿６Ａには受け水を保持せず、弾き飛ばされた溶融廃棄物スラグＡの粒子Ｂを空間７中の飛翔による空冷により冷却して、得られた粒状化廃棄物スラグＣの球状化回収率を測定した。これを実施例２−▲１▼、▲２▼として表２に示す。ただし、実施例２−▲１▼では、ローラー３の外周面３Ｃへの軸線Ｏ方向における融液落とし箇所、すなわちルツボからの溶融廃棄物スラグＡの供給位置を１カ所に集中し、実施例２−▲２▼ではルツボを水平方向（軸線Ｏ方向）に移動させながら融液を流し出して溶融廃棄物スラグＡを供給し、この融液落とし箇所を横方向にスウィングさせるようにした。
【００３８】
【表３】
2004331412.tif 000005
【００３９】
この表３の結果より、まず冷却を空冷としたことによりスラグが破砕される現象が少なくなって、球状化回収率が実施例１−▲１▼〜▲４▼の４０〜５０％に対して、実施例２−▲１▼では８０％、実施例２−▲２▼では９０％程度と大幅に向上した。また、これら実施例２−▲１▼、▲２▼間でも、ルツボを移動させながら溶融廃棄物スラグＡを供給した実施例２−▲２▼では、供給位置を固定した実施例２−▲１▼に比べて粒子Ｂが分散して受け皿６Ａ上に着地する範囲が広くなり、粒子Ｂ同士の付着による粒形の非球状化が避けられたため、より高い球状化回収率を得ることができた。そして、これら実施例１−▲１▼〜▲４▼、および実施例２−▲１▼、▲２▼において得られた球状の粒状化廃棄物スラグＣにあっては、その粒径が５ｍｍ以下のものが大部分を占めていた。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の粒状化装置および粒状化方法によれば、粒径が特に５ｍｍ以下と小さく、しかも略球状で表面の滑らかな廃棄物スラグを、破砕等を要したりすることなく粒状化することが可能となり、従ってかかる粒状化廃棄物スラグを細骨材としてコンクリート骨材に利用したときに、天然山砂と変わりない充填性を得ることができて、廃棄物またはその焼却灰の有効利用を図ることができる。
【００４１】
また、ローラーの少なくとも外周面をカーボン製とすることによってその損傷を抑えることができ、さらにこのローラーの外周面に溝を形成することにより、溶融廃棄物スラグを確実に分散させて細粒子化することができる。さらにまた、空間を用いた冷却手段によって分散した溶融廃棄物スラグの粒子を空冷して固化させることにより、滑らかに球状化したスラグの回収率を向上させることができ、また溶融廃棄物スラグの供給手段を粒状化手段のローラーに対して移動させつつ供給することで、球状化スラグ回収率の一層の向上を図ることができる。さらに、この空間の高さを２ｍ以上としたり、弾き飛ばされたスラグ粒子の空中飛翔時間を１ｓｅｃ以上としたり、ローラー外周面における周速度を６７０ｍ／ｓｅｃ以上としたりすることで、スラグの破砕を防いでより一層の球状化と細粒子化を促すことができる。さらにまた、溶融廃棄物スラグの時間当たりの供給量を制御して粒状化廃棄物スラグの粒度を調整することにより、骨材等としての用途に応じたスラグ粒子を確実に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物スラグの粒状化装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態におけるローラー３の（イ）斜視図、（ロ）溝３Ｄの拡大断面図である。
【符号の説明】
１  溶融炉（供給手段）
２  供給機
３  ローラー（粒状化手段）
３Ｃ  ローラー３の外周面
３Ｄ  溝
６  回収装置
７  空間（冷却手段）
Ｐ  廃棄物またはその焼却灰
Ａ  溶融廃棄物スラグ
Ｂ  弾き飛ばされた粒子
Ｃ  粒状化廃棄物スラグ
Ｏ  ローラー３の軸線
Ｈ  空間７のローラー３までの高さ
【図１】
2004331412.tif 000006
【図２】
2004331412.tif 000007