(57)【要約】【課題】本発明は、新建築物の端材、古い建物の解体時に発生する産業廃棄物である廃石膏ボード屑を焼結原料として再資源化法を提供する。【解決手段】含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを配合する廃石膏ボードの焼結への再資源化法。また、含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを分別した後の紙質部を配合する廃石膏ボードの焼結への再資源化法。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを配合することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項２】
含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを分別した後の紙質部を配合することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項３】
予め湿潤させた紙付石膏ボードを破砕してなる細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加し、焼結機に装入することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項４】
予め湿潤させた紙付石膏ボードを破砕してなる細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加し、造粒して焼結機に装入することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項５】
細粒紙付石膏ボードの水分を１５〜５０質量％含有する請求項３または４に記載の高水分廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項６】
細粒紙付石膏ボードの大きさが２ｍｍ以下である請求項３または４に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項７】
細粒紙付石膏ボードを分別して紙質部のみ回収し、該紙質部を含鉄原料に配合する請求項３または４に記載の高水分廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項８】
細粒紙付石膏ボードを含鉄原料に対し０．０１〜５質量％配合する請求項３〜６に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【請求項９】
混練ダストの内、含鉄ダスト類に含まれる細粒紙付石膏ボードの量を２〜１０質量％にする請求項３〜６に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新建築物の端材、古い建物の解体時に発生する産業廃棄物である廃石膏ボード屑を焼結原料として再資源化法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃石膏ボードは石膏と紙とを分離し、石膏分は石膏ボードメーカーへリサイクルし、分離された紙は焼却処分されている。また、廃石膏ボードを紙と石膏分に分離するには、廃石膏ボードが乾燥状態でないと破砕、篩い分け分離ができない。従って、特に中間処理業者は水濡れ、湿気を帯びた廃石膏ボードの受取りを拒否してのが実状である。実際、古い建物の解体時は降雨時もあり、かつ廃石膏ボードの一時貯蔵に湿気を防止する手段はコスト面からも採用し難いために、特に高水分廃石膏ボードは国内でのリサイクル方法がなく在庫が増大している。一方、長期に高水分廃石膏ボードを貯蔵すると、紙と石膏がバクテリヤの働きにより硫化水素を発生させる可能性もあり、そのために高水分廃石膏ボードのリサイクル技術は未だ技術的に確立していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような問題があり、高水分廃石膏ボードから低水分廃石膏ボードまでの総ての廃石膏ボードをリサイクルする技術が要請されている。これらの要請に対処するべき、発明者らは鋭意開発を進めた結果、上記高水分廃石膏ボードから低水分廃石膏ボードまでの総ての廃石膏ボードを紙と石膏に分別する必要なく製鉄工程の焼結原料のＣａＯ分と凝似粒子促進剤としてリサイクルすることを可能にした廃石膏ボードの焼結への再資源化法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、
（１）含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを配合することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
（２）含鉄ダスト、含ＣａＯダストおよび含カーボンダストを焼結原料としてリサイクルするための事前混合工程、混練工程、造粒工程の少なくとも一つの工程に紙付石膏ボードを分別した後の紙質部を配合することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【０００５】
（３）予め湿潤させた紙付石膏ボードを破砕してなる細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加し、焼結機に装入することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
（４）予め湿潤させた紙付石膏ボードを破砕してなる細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加し、造粒して焼結機に装入することを特徴とする廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【０００６】
（５）細粒紙付石膏ボードの水分を１５〜５０質量％含有する前記（３）または（４）に記載の高水分廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
（６）細粒紙付石膏ボードの大きさが２ｍｍ以下である前記（３）または（４）に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
（７）細粒紙付石膏ボードを分別して紙質部のみ回収し、該紙質部を含鉄原料に配合する前記（３）または（４）に記載の高水分廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
【０００７】
（８）細粒紙付石膏ボードを含鉄原料に対し０．０１〜５質量％配合する前記（３）〜（６）に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法。
（９）混練ダストの内、含鉄ダスト類に含まれる細粒紙付石膏ボードの量を２〜１０質量％にする前記（３）〜（６）に記載の廃石膏ボードの焼結への再資源化方法にある。
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
一般に製鉄工程の焼結原料は焼結の事前処理工程では加湿が必要であり、その加湿のために高水分廃石膏ボードである水分を事前処理工程での加湿用として利用することができるために、あえて高水分廃石膏ボードの事前乾燥は必要としない。すなわち、本発明に係る高水分廃石膏ボードとは、水分が１５〜５０質量％の石膏ボードを言う。また、焼結原料の平均的付着水分は約６〜７％であるため、この焼結原料内に数ｍｍの石膏ボードが配合されるとするとその部位のみ水分が１５〜５０％となり、焼結時には熱不足となる。従って、この高水分廃石膏ボードを利用する場合には、この高水分廃石膏ボードを細かく粉砕し焼結原料として如何に分散させるかにある。
【０００９】
本発明においては、紙付石膏ボード屑が高水分廃石膏ボードである場合はそのまま利用し、高水分でない場合は予め湿潤状態にして破砕して細粒紙付石膏ボードとし、その細粒紙付石膏ボードの水分を調整する。すなわち、図１は、紙付廃石膏ボード中の水分割合と造粒性指数との関係を示す図である。この図に示すように、紙付廃石膏ボード中の水分が１５％以上になると造粒性能が上昇し、５０％を超えるとその値は飽和することから、紙付廃石膏ボード中の水分を１５〜５０質量％に調整する。好ましくは２５〜４５％とする。
【００１０】
図２は、紙付廃石膏ボード粒子径と造粒指数との関係を示す図である。この図に示すように、紙付廃石膏ボード粒子径が２ｍｍ以下の場合の造粒性能は０．９となり、良好な結果が得られた。さらに、１ｍｍ〜１０μｍのものを使用した場合には、１．０とより良好な結果が得られた。これに対し、３ｍｍ以上のものの場合は、０．７と造粒性能は良くないことが分かる。これより本発明での紙付廃石膏ボード粒子径を２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ〜１０μｍとする。
【００１１】
上述した細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加し、焼結機に装入するか、または、細粒紙付石膏ボードを製鉄用の含鉄原料に添加した後造粒して焼結機に装入すると紙が燃えて焼結時の通気性確保し、かつコークスの一部代替の働きをする。また、凝似粒子のボンデイングフラックスとして作用し、結合力の高い焼結鉱ができる。この場合の含鉄原料とは、焼結原料中に含まれる鉄原料を総称して言う。従って、本発明に係る含鉄ダスト、すなわち、焼結ダスト、高炉ダスト、圧延スケールおよび転炉ダスト等も含鉄原料としての一部である。
【００１２】
図３は、紙付廃石膏ボードの配合割合と焼結鉱強度指数との関係を示す図である。この図に示すように、紙付廃石膏ボードの配合割合を０．０１質量％以上、上記含鉄原料に配合した場合には焼結鉱強度は上昇する。しかし、５質量％を超えると焼結鉱強度指数を１．０に維持することが出来るが、しかし、焼結機の脱硫装置の限界からその上限を５質量％とした。
【００１３】
また、紙付廃石膏ボードを分別した後の紙質部を配合することも可能であり、この紙質部が繊維質として働き、焼結原料が加湿されるとバインダーとしての機能し、さらに、混練ダスト内に使用する含鉄ダストに含まれる細粒紙付石膏ボードの量を２〜１０質量％添加する。ここで、混練ダストとは、製鉄所で発生したダストを加湿し、混合・混練し、凝粒化したものの総称であり、特に、この混練ダスト中の含鉄ダストに対して有効である。しかし、２％未満では焼結強度が充分でなく、また、上限は脱硫装置の限界から１０％とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上述した本発明に係る紙付廃石膏ボードはバインダーとしての機能を有する。その理由は、潤式磨鉱ミル内で紙付廃石膏ボードが磨鉱媒体である鉄球間の衝突により、微粉砕され水分の働きでバインダーとしての機能を生成するものである。すなわち、紙付廃石膏ボードは、▲１▼紙付廃石膏ボード中に含有する水分を活用して、予め紙付廃石膏ボードを破砕することにより、付着した紙の繊維質を解砕し易くなり、石膏ボードの破砕と同時に紙の繊維質をバラバラに分解することが出来る。▲２▼さらに、上記繊維質は、予め水分を１５〜５０％含有させるため、繊維質の表面に水分が湿潤しており、この繊維質の表面に微粉の含鉄原料を付着させ易くなる。そして、造粒を行う際に、凝似化粒子を形成し易くなる。▲３▼しかも、この繊維質は、この表面に微粉を吸着しながら造粒が促進される過程で凝似化粒子と凝似化粒子の間をこの繊維質によって、結合することができ、大きく、かつ高強度の凝似化粒子を製造することによるものである。
【００１５】
上述のことから、製鉄所内で発生するダストに高水分廃石膏ボードを配合する場合には、潤式磨鉱ミル（ボールミルで処理物の水分を６〜７％に保ち、混合粉砕の他に混練・造粒機能をもつミル）で混合・粉砕することにより、数十μｍまで細粒化する。事前処理で−１５ｍｍまで破砕しておくと細粒化が容易となる。これによって焼結過程での熱容量も小さくなり局部的な熱不足が解決することができる。このようにして廃石膏ボードを焼結原料として再資源化するものである。一方、廃石膏ボードに接着されている紙類は高水分のまま、潤式磨鉱ミルに供給されると、このミル内のボールで叩かれ紙類は繊維質と粘土鉱物に分けられ、いずれも焼結原料が加湿されるとバインダーとして機能し、既存のバインダーである生石灰の配合の節約にもなる。
【００１６】
また、紙付廃石膏ボードを潤式磨鉱ミル内でスケール等凝粒化が難しいダストと混合・混練することにより、このスケール等の周辺に紙付廃石膏ボードが付着し、スケール同士を結合させ凝粒化させる。その後貯鉱槽で貯蔵された一部のメタル粉が酸化発熱し、バインダー部が固化し凝粒化粒子の強度が向上する。また、この凝粒化粒子は、焼結を行う際に、紙質が燃料となり、廃石膏ボードに含まれるＣａＯ分がフラックスの代替となるため、燃料や生石灰等の節約を図ることができる。従って、これを焼結原料として使用すると、通気性が改善され、その結果焼結の生産性を向上させるものである。
【００１７】
表１に、紙付廃石膏ボードの成分を示す。この表１に示すように、紙付廃石膏ボードは焼結原料を凝粒化するときのバインダー成分を含んでいることが分かる。すなわち、石膏分は焼結工程での代表的なバインダーである生石灰成分のＣａＯを含み、紙部分はペーパースラジと同様で粘土質（カオリン）を含んでいる。また、ペーパースラジは極少量添加することで焼結工程の充填層の通気性が改善され生石灰配合量を低減する可能性を有していることが報告されている。従って、このペーパースラジと石膏ボードに張られている紙質はほぼ同一であり、同様の効果を持っている。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
図４は、焼結工程への紙付廃石膏ボードを使用した場合の工程図である。この図に示すように、焼結ダスト１および高炉ダスト２をヤードからホッパー３に供給し、一方、圧延スケール４およびコークスダスト５と同じくホッパー３に供給すると共に、転炉ダスト６および紙付廃石膏ボード７も同じくホッパー３に供給する。これら３種類に区分した原料をそれぞれのホッパー３から供給して定量配合し、同時に品質変動吸収した後、潤式磨鉱ミル８で混合・混練した後、石灰石９を貯留する第二ホッパー１０と潤式磨鉱ミル８で混合・混練した混合物の第二ホッパー１０と焼結原料１１を貯留する第二ホッパー１０と粉コークス１２を貯留する第二ホッパー１０からそれぞれ供給すると同時に、バインダー１３および水分１４と添加してドラムミキサー１５で混合・混練した後焼結工程１６に搬送する。
【００２０】
図５は、混練ダストの配合割合と生産増減率との関係を示す図である。この図に示すように、混練ダストを５％混合する場合には、焼結生産性が４％も低減する。これに対し、紙付廃石膏ボードおよび紙質部のみを配合した混練ダストを同じく５％配合した場合には０．５％、−０．５％と逆に焼結生産性の向上ないし、それと同等の向上が見られた。このように本発明である高水分紙付廃石膏ボードを利用することにより焼結生産性の向上を図ることができる優れた効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によりリサイクルの難しい、特に高水分紙付廃石膏ボードを焼結原料として再利用すると共に、紙部分はバインダー効果として利用することが可能となり、しかも、焼結工程で配合している生石灰の配合量を低減することが出来ることにより生石灰の使用量が減少し、かつ石灰石を熱分解し生石灰を製造する熱量の削減とＣＯ２　の発生も抑制出来る極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙付廃石膏ボード中の水分割合と造粒性指数との関係を示す図である。
【図２】紙付廃石膏ボード粒子径と造粒指数との関係を示す図である。
【図３】紙付廃石膏ボードの配合割合と焼結鉱強度指数との関係を示す図である。
【図４】焼結工程への紙付廃石膏ボードを使用した場合の工程図である。
【図５】混練ダストの配合割合と生産増減率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　焼結ダスト
２　高炉ダスト
３　ホッパー
４　圧延スケール
５　コークスダスト
６　転炉ダスト
７　紙付廃石膏ボード
８　潤湿磨鉱ミル
９　石灰石
１０　第二ホッパー
１１　焼結原料
１２　粉コークス
１３　バインダー
１４　水分
１５　ドラムミキサー
１６　焼結工程
【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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