(57)【要約】【課題】生石灰を製造する工程において発生する灰分の有効的な利用を図った新規な処理方法、静的破砕剤とその製造方法及び石灰岩を割る方法を提供する。【解決手段】焼成炉の燃料として固形燃料を用いて石灰石を焼成し生石灰を製造する工程において、燃焼室の炉壁やバーナー付近等に付着または堆積した灰分を採取し、これを粉末化または粒状化し、更に必要に応じて静的破砕剤の材料成分を加え、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰の製造工程において発生する灰分の処理方法であって、
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、それを静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
灰分の処理方法。
【請求項２】
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、原料として用いたことを特徴とする、
静的破砕剤。
【請求項３】
静的破砕剤の材料成分が加えられていることを特徴とする、
請求項２記載の静的破砕剤。
【請求項４】
静的破砕剤の材料成分が生石灰または硬焼生石灰であることを特徴とする、
請求項３記載の静的破砕剤。
【請求項５】
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、それを静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
静的破砕剤の製造方法。
【請求項６】
焼成炉の燃料として固形燃料を用いて石灰石を焼成し生石灰を製造する工程において、燃焼室の炉壁やバーナー付近等に付着または堆積した灰分を採取し、これを粉末化または粒状化し、更に必要に応じて静的破砕剤の材料成分を加え、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
静的破砕剤の製造方法。
【請求項７】
静的破砕剤を用いて石灰岩を割る方法であって、
静的破砕剤として、生石灰を製造する工程において発生した灰分を利用し製造したものを用いることを特徴とする、
石灰岩を割る方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生石灰の製造工程において発生する灰分の処理方法、静的破砕剤の製造方法及び石灰岩を割る方法に関する。
更に詳しくは、生石灰を製造する工程において発生する灰分の有効的な利用を図った新規な処理方法に関する。
また、生石灰を製造する工程において発生する灰分を用いることにより、製造コストを安価に抑えることができる静的破砕剤とその製造方法に関する。
更に、生石灰を製造する工程において発生する灰分を利用し、機能的にも通常の静的破砕剤と同等の静的破砕剤の製造方法に関する。
また更に、静的破砕剤を用いて石灰岩から石灰石を採取するにあたり、採取にかかるコストの低減を図り、且つ、資源の循環型社会の形成にも役立てることができるものに関する。
【０００２】
【従来技術】
生石灰は、消石灰（モルタルなどの建築材料）、カーバイド、土壌改良剤等の原料や鉄鋼用造滓材として使用されている。生石灰は、原料である石灰石をロータリーキルン等の焼成炉で焼成することによって製造される。
【０００３】
従来より、石灰石を焼成する際の燃料として、重油が主に使用されてきた。しかしながら、近年、燃焼コストの削減のため、コークス（石炭コークスや石油コークス）等の固形燃料への転換が図られている。
【０００４】
ところで、固形燃料を用いた場合では、重油を用いた場合と比べて、灰分（不燃焼性鉱物質とも称される）が多く発生し、燃焼室の炉壁等に付着するという問題が起こる。付着した灰分は高密度で非常に硬く、これを除去しないでそのまま焼成を続けると焼成室の閉塞状態を招き、焼成炉の焼成効率は著しく低下する。したがって、常に灰分の付着状態が点検され、それを取り除く除去作業が頻繁に行われている。
【０００５】
しかも、灰分の発生量は、生石灰の一日の生産量例えば６００トン当たり約１０〜２０トンと見過ごすことができない量である。除去された灰分は、通常、産業廃棄物として処分されるか、セメントの増量材として一部が利用されるだけで、他に有用な利用方法はなかった。
【０００６】
このような事情から、焼成室等への灰分の付着を低減させる試みとして、固形燃料と共に焼成炉のバーナーに鉄系添加剤を加えることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８３３８７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固形燃料を用いて石灰石を焼成する以上、灰分の発生は避けることができない。このため、発生した灰分を単に廃棄処分するのではなく、有効に再資源化する方法が強く望まれる。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明者は灰分の有効的な利用を図った新規な処理方法を得るべく鋭意検討を行った。その結果、灰分には生石灰以外に二酸化珪素が含まれていることに着目し、その成分組成が一般に市場へ流通している静的破砕剤の含有成分と同等かほぼ同等であることを見い出した。
【００１０】
そこで、灰分の再資源化、循環型社会の形成という観点から、更に検討を進めた結果、静的破砕剤の原料として灰分を利用することによって、灰分を有効的に処理でき、また製造された静的破砕剤のコストを安価にでき、更には得られた静的破砕剤が通常の静的破砕剤と機能的にも同等であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
（発明の目的）
そこで本発明の目的は、生石灰を製造する工程において発生する灰分の有効的な利用を図った新規な処理方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、生石灰を製造する工程において発生する灰分を用いることにより、製造コストを安価に抑えることができる静的破砕剤とその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、生石灰を製造する工程において発生する灰分を利用し、機能的にも通常の静的破砕剤と同等の静的破砕剤の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、静的破砕剤を用いて石灰岩から石灰石を採取するにあたり、採取にかかるコストの低減を図り、しかも資源の循環型社会の形成にも役立てることができる石灰岩を割る方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために講じた本発明の手段は次のとおりである。
第１の発明にあっては、
生石灰の製造工程において発生する灰分の処理方法であって、
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、それを静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
灰分の処理方法である。
【００１３】
第２の発明にあっては、
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、原料として用いたことを特徴とする、
静的破砕剤である。
【００１４】
第３の発明にあっては、
静的破砕剤の材料成分が加えられていることを特徴とする、
第２の発明に係る静的破砕剤である。
【００１５】
第４の発明にあっては、
静的破砕剤の材料成分が生石灰または硬焼生石灰であることを特徴とする、
第３の発明に係る静的破砕剤である。
【００１６】
第５の発明にあっては、
生石灰を製造する工程において発生する灰分を粉末化または粒状化し、それを静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
静的破砕剤の製造方法である。
【００１７】
第６の発明にあっては、
焼成炉の燃料として固形燃料を用いて石灰石を焼成し生石灰を製造する工程において、燃焼室の炉壁やバーナー付近等に付着または堆積した灰分を採取し、これを粉末化または粒状化し、更に必要に応じて静的破砕剤の材料成分を加え、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることを特徴とする、
静的破砕剤の製造方法である。
【００１８】
第７の発明にあっては、
静的破砕剤を用いて石灰岩を割る方法であって、
静的破砕剤として、生石灰を製造する工程において発生した灰分を利用し製造したものを用いることを特徴とする、
石灰岩を割る方法である。
【００１９】
本発明では、生石灰（酸化カルシウム）を製造する工程において発生する灰分を用いる。
具体的には、原料である石灰石を焼成炉で焼成する際に、燃焼室の炉壁やバーナー付近等に付着または堆積した灰分を用いる。
【００２０】
生石灰を製造する焼成炉としては、例えば、ロータリーキルン、シャフトキルン等が挙げられる。
これらの焼成炉の燃料としては、固形燃料のみを使用しても良く、固形燃料と共に重油や灯油等の液体燃料やガス燃料を併用してもよい。
用いる固形燃料としては、コークス（石炭コークスや石油コークス）、石炭（微粉炭）等を挙げることができる。
【００２１】
上記した固形燃料の中には、不純物として二酸化珪素（珪酸）が混入している。この固形燃料をバーナーで燃焼させることにより、二酸化珪素と石灰石の焼成室によって生成した生石灰が溶融状態で混じり合い、灰分となる。
【００２２】
ところで、一般に市場へ流通している静的破砕剤と呼ばれるものは、その成分組成として二酸化珪素と生石灰を含んでおり、生石灰の製造工程において発生する上記灰分の含有成分と同等かほぼ同等である。よって、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として灰分を利用することが可能でなり、灰分を有効的に処理することができる。
【００２３】
しかも、後述する実施例から明らかなとおり、灰分を用いて静的破砕剤または静的破砕剤の基材としたものの膨張圧は、通常の静的破砕剤とほぼ同等の値が得られることを確認した。
【００２４】
なお、静的破砕剤（本明細書では単に「破砕剤」と略す場合がある）とは、周知の通り、例えば建築工事に伴う岩石やコンクリートの破砕作業において、ダイナマイト等の火薬類の代わりに使用され、水との反応により発生する膨張圧を利用して岩石等を破砕するものである。具体的には、破砕対象となる岩石やコンクリートに予め孔を空け、その穴に水で練り混ぜた破砕剤を充填して破砕作業を行う。一般に、反応速度が遅いため、膨張が緩やかに行われ、騒音や振動が少なく、岩石等を静かに破砕することができる。
【００２５】
なお、静的破砕剤の成分の一つである二酸化珪素は、孔中に大量に充填された破砕剤の反応熱によって孔中の蒸気圧が急激に上昇し、充填された破砕剤スラリーが孔外へ噴出する現象、いわゆる鉄砲現象を防ぐために含有されている。
【００２６】
燃焼室の炉壁等に付着または堆積した灰分は、高密度で非常に硬く、ブロック状の固まりとなっているため、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いる場合は、これを粉末化または粒状化する。
【００２７】
また静的破砕剤の機能を高めたり調整するため、必要に応じて灰分に静的破砕剤の材料成分（例えば、反応速度を速める薬剤、反応速度を遅くする薬剤（遅延剤）、自硬性物質、流動化剤等）を加えることもできる。具体的な材料成分としては、例えば生石灰、グリセリン、エタノール、無水石膏、エーライト（アリット（ａｌｉｔｅ）とも称される、３ＣａＯ・ＳｉＯ２）、ビーライト（ベリット（ｂｅｌｉｔｅ）とも称される、２ＣａＯ・ＳｉＯ２）、カルシウムアルミネート、メラミン系流動化剤、β−ナフタリンスルホン酸塩系流動化剤等を挙げることができるが、特にこれらに限定されない。
【００２８】
燃焼室の炉壁等に対する灰分の付着時間が長い程、灰分は高密度で硬くなり、静的破砕剤として使用した場合の反応速度は遅くなる傾向がある。よって、このような場合には、灰分に生石灰を加えることにより、反応速度を速めることができる。
生石灰を使用することで反応速度が速くなりすぎる場合は、加える生石灰の量を調整したり、生石灰の代わりに硬焼生石灰を用いることもできる。硬焼生石灰は、石灰石を通常より高温で焼成した生石灰であって、通常の生石灰に比べて反応速度（水和速度）が遅いことが知られている。
なお、生石灰と硬焼生石灰の両方を混ぜて使用することもできる。
【００２９】
更に、静的破砕剤を用いて石灰岩から石灰石を採取するにあたり、静的破砕剤として、生石灰を製造する工程において発生した灰分を利用し製造したものを用いれば、採取にかかるコストの低減が図られ、しかも資源の循環型社会の形成にも役立てることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
生石灰の製造工程において、焼成炉であるロータリーキルンの炉壁等に付着・堆積した灰分を用い、以下のように静的破砕剤を製造した。
【００３２】
粉末状にした石灰石（以下、原料粉末と言う）を内熱式のロータリーキルンの上部から充填し、下部側からは灯油と微粉炭を燃料してバーナーで吹きこんで燃焼させた。原料粉末は、ロータリーキルンの回転と共に次第に移動し、約１１００℃前後まで加熱された。これにより、原料粉末は熱分解して二酸化炭素を放出し、生石灰となる。
【００３３】
次いで、バーナーの作動を停止させた状態で、焼成室の炉壁やバーナー付近に付着・堆積した灰分を除去した。得られた灰分は、微粉炭に含まれる二酸化珪素と生石灰が溶融状態で焼き締められたものであり、その分析の結果を以下に示す。
【００３４】
また、比較例として、市販の静的破砕剤（商標名「ブライスター  １５０」、太平洋マテリアル株式会社製）の分析結果も併せて示す。
【００３５】
【表１】
2004181289.tif 000002
【００３６】
表１から明らかなとおり、生石灰を製造する工程において発生する灰分は、二酸化珪素と生石灰を含み、その成分組成は一般に市場へ流通している静的破砕剤とほぼ同等であった。
【００３７】
（膨張圧の経時変化実験）
以上のようにして得られた灰分（実施例）を粉状にし、静的破砕剤として用いた場合の反応開始時間と膨張圧との関係を以下のようにして調べた。
なお、比較例として上記した市販の静的破砕剤（商標名「ブライスター  １５０」、太平洋マテリアル株式会社製）を用いた。
【００３８】
即ち、各静的破砕剤を水比３０重量％となるように水を加えて３０秒間混練し、スラリーを調製した。このスラリーを予め歪み計を設けた鋼管（内径４０ｍｍ×長さ３００ｍｍ）に注入し、所要時間経過後の歪みを測定することにより、膨張圧を求めた。実験は１５℃の温度下で行った。
【００３９】
図１の結果から明らかなとおり、灰分を用いて静的破砕剤としても、その膨張圧は、通常の静的破砕剤とほぼ同等の値が得られることが確認できた。
更に、本実施例を岩石やコンクリートの破砕作業に実際に使用したところ、通常の静的破砕剤と同様、支障なく岩石等を破砕することができた。
【００４０】
なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。
【００４１】
【発明の効果】
（ａ）生石灰を製造する工程において発生する灰分は、二酸化珪素と生石灰を含んでおり、その成分組成は一般に市場へ流通している静的破砕剤の含有成分と同等かほぼ同等である。したがって、本発明によれば、静的破砕剤または静的破砕剤の基材として灰分を利用することにより、灰分を有効的に処理することができる。
【００４２】
（ｂ）また通常、その多くが廃棄処分されていた灰分を静的破砕剤または静的破砕剤の基材として用いることにより、静的破砕剤の製造コストを安価に抑えることができ、更に、通常の静的破砕剤と機能的にも同等な静的破砕剤を得ることができる。
【００４３】
（ｃ）更に灰分に静的破砕剤の材料成分を加えることにより、静的破砕剤の機能を高めたり調整することができる。
【００４４】
（ｄ）静的破砕剤の材料成分が生石灰または硬焼生石灰であるものは、灰分で得られる静的破砕剤の反応速度が遅い場合に反応速度を高めることができ、その結果、破砕作業に適した静的破砕剤を得ることができる。
【００４５】
（ｅ）また更に、静的破砕剤を用いて石灰岩から石灰石を採取するにあたり、静的破砕剤として、生石灰を製造する工程において発生した灰分を利用し製造したものを用いれば、採取にかかるコストの低減が図られ、しかも資源の循環型社会の形成にも役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例及び比較例における経過時間と膨張圧の関係を示すグラフ。
【図１】
2004181289.tif 000003