(57)【要約】      （修正有）【課題】  製鋼ダストおよび電子写真現像剤に含まれている有価金属を効率よく回収し、廃棄物となっている電子写真現像剤の資源化率を高めること。【解決手段】  製鋼ダストとアルミ灰をバインダ成分と混合し、混合物に塑性を与え、精錬材に造粒する製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法であって、該バインダとして、潤滑性及び流動性を高めるための添加剤を配合したトナーバインダ用樹脂成分を前記製鋼ダスト及びアルミ灰と混合し、得られた混合物を、該バインダを加熱して熔融するための加熱熔融手段を通過させることなく軟化させて塑性を与え、造粒手段により精錬材に造粒することを特徴とする鋼材を還元精錬するための製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼ダストとアルミ灰をバインダ成分と混合し、混合物に塑性を与え、精錬材に造粒する製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法であって、該バインダとして、潤滑性及び流動性を高めるための添加剤を配合したトナーバインダ用樹脂成分を前記製鋼ダスト及びアルミ灰と混合し、得られた混合物を、該バインダを加熱して熔融するための加熱熔融手段を通過させることなく軟化させて塑性を与え、造粒手段により精錬材に造粒することを特徴とする鋼材を還元精錬するための製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法。
【請求項２】
前記精錬材は、電気炉若しくは取り鍋精錬炉へ投入することにより製鋼ダストに含まれる金属及び酸化物を有価金属として回収するためのものであることを特徴とする請求項１に記載の精錬材の造粒方法。
【請求項３】
製鋼ダストとアルミ灰をバインダ成分と混合し、精錬材に造粒する製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法であって、該バインダとして、潤滑性及び流動性を高めるための添加剤を配合したトナーバインダ用樹脂成分を前記製鋼ダスト及びアルミ灰と混合し、混練りし造粒する際に混練操作による発熱及び／又は造粒時の圧縮成形熱を利用することにより該混合物を結合するバインダ効果を発現させ、還元精錬性能を高めることを特徴とする請求項１又は２に記載の精錬材の造粒方法。
【請求項４】
トナーバインダ用樹脂成分が、電子写真現像剤由来のものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の精錬材の造粒方法。
【請求項５】
前記電子写真現像剤が、電子写真現像剤製造工場発生の規格外品及び市中回収リサイクル品であることを特徴とする請求項４に記載の精錬材の造粒方法。
【請求項６】
原料混合過程及び／又は造粒成形過程または後に、５０℃〜２００℃の温度を加えることにより成形圧壊強度が高く粉化比率が低い造粒体が可能となることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の精錬材の造粒方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の造粒方法により製造されたことを特徴とする鋼材を還元精錬するための精錬材。
【請求項８】
製鋼ダストを３０〜８０重量％、アルミ灰を１０〜５０重量％、電子写真現像剤を２〜２０重量％の配合比で含むことを特徴とする請求項７に記載の精錬材。
【請求項９】
前記添加剤を該電子写真現像剤バインダー１００重量部に対して０．０１〜４０重量部の量比で含有することを特徴とする請求項８に記載の精錬材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉及び転炉等の製鋼設備から高温の排ガスと共に発生し回収された金属と金属酸化物の複合粉塵や、鋼の圧延前後工程の焼鈍、酸洗処理工程から回収されるスケールのような廃品（「製鋼ダスト」と称する）からの有用金属回収に用いられ、トナー製造工場で発生する規格外品及び市中回収リサイクル品などの電子写真現像剤等の樹脂材料をバインダとしてアルミ灰を成型固化することにより高い造粒成形強度及び高い還元効率を有する製鋼ダスト処理用造粒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼ダストを還元処理し、有価物としての金属材料を回収するため、金属アルミ及び炭素系還元剤（有機炭素質材料）を用いることは従来から知られている。特許文献１には、トナーの成分および性状等を考慮したうえで、超微粉で取扱時に飛散し易い廃トナーを資源として有効利用でき、ハンドリングが容易な廃トナー処理方法を提供することを目的とし、市場の７０〜８０％を占めるトナーが鉄粉を４０〜５０％重量含むことに着目し、またトナーの粒子径が数〜十数μｍの超微粒子であることに着目して、製鉄所で廃トナーを有効利用すること、具体的には、廃トナー混合装置で焼結原料に廃トナーを混合して、この廃トナーを混合した焼結原料を焼結機で焼結すること、焼結原料に混合した廃トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用でき、また、廃トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えとして有効利用できること、また、廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナーが飛散することなく廃トナーのハンドリングが容易になることが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、従来のバインダは造粒するのに水分を必要としたり、保形性が悪かったり、造粒成形物の使用時に多量の黒煙を出して作業環境を悪化させたり、造粒成形物が過熱するという種々の欠点があり、これらの汎用性に欠けていた点を改善することを目的とし、トナーの結着樹脂として適した軟化点好ましくは１００℃以下を有する樹脂例えばポリオール樹脂、スチレン−アクリル系共重合体又はポリエステル樹脂を配合したバインダについて記載され、このバインダとして廃トナーを活用できること、水分を加える必要がなく且つ耐水性が良いので、特に、アルミドロス、アルミ灰等のアルミ滓から製鋼用等のフラックスを製造するときに有効であることが記載されている。
また、特許文献３には、複数のリサイクル処理を並行して効率的に実現することができるリサイクル装置を提供することを目的とし、リサイクルの対象品に関する情報を入力する通信部、リサイクル対象品を分解作業条件に基づいて仕分けるための第１仕分け条件、素材に基づいて仕分けるための第２仕分け条件、以降に施されるリサイクル処理の種別に基づいて仕分けるための第３の仕分け条件を作成するＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを有し、通信部から第１仕分け条件、第２仕分け条件、第３仕分け条件を仕分け作業がなされる各現場に送信することにより、目的を解決することが記載されている。
【０００４】
しかし、前記特許文献１に記載の技術は、実際、リサイクル処理手段が逆有償（トナーを供給する側が処理側にお金を払う）にて実施されている。その理由は、上記提案では、トナーに含まれる主成分である樹脂（結着樹脂）が充分な技術的付加価値を生んでいないからである。トナー内の樹脂分はコークスの代替えとして活用されるが、それは一部分のみであり、多くはガス化して製鋼工程内の廃風設備にて処理されている。また、焼結工程へのトナー配合率は０．５％以下に押さえられているが、これは、トナー樹脂成分はトナー種類により異なり、このバラツキが焼結鉱の還元状態等に影響を及ぼすためである。したがって、トナーは焼結用原料として機能効率性が低い（よって、経済的付加価値がない）ものとなっている。
また、前記特許文献２に記載の技術は、有価マテリアルリサイクルが具現化できているが、リサイクルできる対象がトナーに鉄分を含まないもの（非磁性トナー）に限定されていた。そのため磁性トナー（磁性トナー）に対しては、前記特許文献１に記載の処理手段を用いざるを得なくなっている。
【０００５】
一方、製鋼ダストの資源化処理は従来から種々試みられている。例えば製鋼ダストを乾燥粉砕し、電気炉においてアークを利用して処理する方法、その他、コークス等の還元材と共に炉へ添加し金属酸化物を還元し回収する方法が提案（特許文献４、５参照）されているが、この従来法には還元剤を別途必要とし、製鋼ダストの資源化ロスが大きく回収メリットがでていないという問題点がある。また、製鋼ダストに含まれる有価金属を効率よく回収する方法が提案（特許文献６、７参照）されているが、竪型溶融還元炉を使用しての溶融還元法であり、竪型溶融炉を保有しないといけないという問題点や、特別な処理炉を保有しないといけないという問題点がある。
【０００６】
製鋼ダストをコークス等の還元剤と配合し電気炉にて資源化回収することは知られているが、還元効率が悪く粉体であるため集荷、搬送、炉内投入に際して粉塵をともなうため、作業環境の悪化が避けられない問題があった。この様な問題を解決するため、バインダとして水、澱粉、ＰＶＡ等を添加し造粒する方法が提案されていた。しかしながら成形強度の低い造粒体しか得られないため、炉前までの搬送過程及び炉内投入時に発塵をともない回収率の低下と作業環境の悪化が避けられず、そこで、成形強度を高める製鋼ダストの造粒法が提案（特許文献８、９参照）されているが、限定されたバインダを必要とし製品コストを高める要因となり、また、一部廃棄物となっているプラスチックをバインダとした場合は、プラスチックの添加量が高くなり成分構成上目的とする製品が限定されたり、造粒機ならび造粒形状が限定されるという問題点がある。また、電子写真現像剤（トナー等）の工場生産規格外品やリサイクルを主として市中より複写機及びプリンタ等と共に回収された電子写真現像剤は高炉のカーボン源としての活用はされているが評価的に逆有償であるという問題点があった。
また、本出願人は、先に、使用済みトナーや工場で生産された規格外トナーを一定量集める工程と、集めたトナー原料とし、他にアルミ精錬で生じたアルミ灰等も合わせて造粒成形する工程により、製鋼用フラックスを製造するトナーリサイクルシステムを提案（特願２００２−１９６４８７号参照）した。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３８３２０号公報
【特許文献３】特開２００３−２５１３２３号公報
【特許文献４】特公昭６４−５２３３号公報
【特許文献５】特開平８−３３７８２７号公報
【特許文献６】特許第３１４６０６６号公報
【特許文献７】特開平１１−３０２７４９号公報
【特許文献８】特開２００１−２１４２２２号公報
【特許文献９】特開２００１−２９４９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の様な問題を解決するためになされたものであり、電気炉及び転炉等の製鋼設備から高温の排ガスと共に発生し回収された金属と金属酸化物の複合粉塵や、鋼の圧延前後工程の焼鈍、酸洗処理工程から回収されるスケールのようなＦｅ分含有廃品（以下、本発明ではこれらを「製鋼ダスト」と称する）とアルミ灰を混合することにより塩基度を調整しアルミ灰中の金属アルミを利用し還元反応性を高め有価金属の回収率を上げることにより回収メリットが大きくなり、また、電子写真現像剤を配合することにより造粒時の加圧成形熱で軟化若しくは液状化し粉体原料を結合させるバインダとして使用することが可能となり、電子写真現像剤成分中のカーボン及び樹脂成分により還元性を更に高め、磁性トナーの鉄分は鉄資源として金属の回収が可能となる。また、電子写真現像剤をバインダとすることにより、成形強度の高い造粒体の製造が可能となり作業環境を悪化させることなく製鋼ダストおよび電子写真現像剤に含まれている有価金属を効率よく回収し、廃棄物となっている電子写真現像剤の資源化率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意研究の結果、製鋼ダストをアルミ灰と混合し塩基度調整ならびに成分調整をすることにより製鋼ダスト中の金属は効率よく回収でき、また、酸化金属は還元効率の高いアルミ灰中の金属アルミで還元することにより高い還元効果を得られることを見出し、添加剤が配合された電子写真現像剤のトナー等を配合することにより流動性に優れるため原料中への分散性がよく電子写真現像剤成分中の樹脂分が成形熱で軟化及び液化し粉体を結合させるバインダ効果が得られ、更に樹脂及びカーボン成分により還元効果が得られ、樹脂系及び磁性系等のあらゆる電子写真現像剤が使用可能となることを見出し、本発明に到達した。したがって、本発明における「添加剤」とは電子写真用トナーや現像剤に添加され、トナーや現像剤粒子の粘着性、凝集性を抑制すると共に、潤滑性、流動性を高めるワックス分、ステアリン酸亜鉛のような高級脂肪酸金属塩分、ステアリン酸アミドのような高級脂肪酸アミド化合物分、アルミナや酸化チタンやシリカのような金属酸化物微粒子分を意味する。これら添加剤は、画像形成時や定着時にトナー粒子外側ににじみ出るようにトナー製造の際トナー用バインダ樹脂に混練されているもの（内添剤）、及び、トナー又は現像剤に後ほど添加される外添剤（アルミナ微粒子や酸化チタンの微粒子はこれに相当することが多い）に分類することができるが、ワックス分等は、同一トナー又は現像剤において内添剤及び外添剤の双方として同時に存在することがある。これら添加剤のバインダー樹脂に対する含有比は、バインダー樹脂１００重量部に対して好ましくは０．０１〜４０重量部であり、０．１〜３０重量部の範囲であることがより好ましい。
【００１０】
而して、上記課題は、本発明の（１）「製鋼ダストとアルミ灰をバインダ成分と混合し、混合物に塑性を与え、精錬材に造粒する製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法であって、該バインダとして、潤滑性及び流動性を高めるための添加剤を配合したトナーバインダ用樹脂成分を前記製鋼ダスト及びアルミ灰と混合し、得られた混合物を、該バインダを加熱して熔融するための加熱熔融手段を通過させることなく軟化させて塑性を与え、造粒手段により精錬材に造粒することを特徴とする鋼材を還元精錬するための製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法」；
（２）「前記精錬材は、電気炉若しくは取り鍋精錬炉へ投入することにより製鋼ダストに含まれる金属及び酸化物を有価金属として回収するためのものであることを特徴とする前記第（１）項に記載の精錬材の造粒方法」；
（３）「製鋼ダストとアルミ灰をバインダ成分と混合し、精錬材に造粒する製鋼ダストを用いた精錬材の造粒方法であって、該バインダとして、潤滑性及び流動性を高めるための添加剤を配合したトナーバインダ用樹脂成分を前記製鋼ダスト及びアルミ灰と混合し、混練りし造粒する際に混練操作による発熱及び／又は造粒時の圧縮成形熱を利用することにより該混合物を結合するバインダ効果を発現させ、還元精錬性能を高めることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の精錬材の造粒方法」；
（４）「トナーバインダ用樹脂成分が、電子写真現像剤由来のものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の精錬材の造粒方法」；
（５）「前記電子写真現像剤が、電子写真現像剤製造工場発生の規格外品及び市中回収リサイクル品であることを特徴とする前記第（４）項に記載の精錬材の造粒方法」；
（６）「原料混合過程及び／又は造粒成形過程または後に、５０℃〜２００℃の温度を加えることにより成形圧壊強度が高く粉化比率が低い造粒体が可能となることを特徴とする前記第（１）項乃至前記第（５）項のいずれかに記載の精錬材の造粒方法」により達成される。
【００１１】
また、上記課題は、本発明の（７）「前記第（１）項乃至前記第（６）項のいずれかに記載の造粒方法により製造されたことを特徴とする鋼材を還元精錬するための精錬材」；
（８）「製鋼ダストを３０〜８０重量％、アルミ灰を１０〜５０重量％、電子写真現像剤を２〜２０重量％の配合比で含むことを特徴とする前記第（７）項に記載の精錬材」；
（９）「前記添加剤を該電子写真現像剤バインダー１００重量部に対して０．０１〜４０重量部の量比で含有することを特徴とする前記第（８）項に記載の精錬材」によって解決される。
【００１２】
すなわち、本発明は、製鋼工程及び圧延工程から発生する製鋼ダスト、アルミ灰、電子写真現像剤を混合し塩基度調整及び成分調整をした原料を圧縮成型熱又は加熱し造粒する。この造粒体を電気炉及び取り鍋精錬炉内に投入し有価金属を回収する方法において、電子写真現像剤を配合することによりバインダ効果と成分中の炭素分、樹脂分で更に還元性を高め磁性系の電子写真現像剤の鉄分は鉄資源としての活用が可能となる。
本発明のバインダ目的として使用する場合の電子写真現像剤はバインダ分となる樹脂が多く含まれている樹脂系のトナー等が望ましいが、製鋼ダストの資源化活用である有価金属回収目的においては磁性系のフェライトが含まれている電子写真現像剤は資源化活用ができていないのが大半であり廃棄物の環境面及び資源化の面では望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明におけるこの様な電子写真現像剤は、外添剤等の添加剤として通常、ワックス成分が配合されているため常温での流動性が高く他成分と易配合性の粉体であり、また同アルミナ等が配合されているため塩基度が調整されかつ精錬剤の融点上昇が抑制（典型的なＳ分除去剤であるＣａＯは融点が２５７０℃と高く、このＣａＯ分は、通常、脱硫効果を上げるべく塩基度を高く保つためには不要であるが、スラグの流動性を保持するためには必要なＳｉＯ２の含量に応じてＣａＯ／ＳｉＯ２＝約２．５〜３倍モルと多量使用しなければならない）され、したがって、主にＳ、Ｏ成分を除去する還元期、出鋼期及び炉外精錬期（溶湯中のＳｉ（溶湯中のＯ分除去のため用いられた金属状Ｓｉ由来のものを含む）、Ｐ、Ｃ分を除去し目標値まで低下させる酸化期の処理後、主にＳ、Ｏ分を溶鋼から除去する処理期）において復硫を防ぐことができ、かつ電子写真装置の省エネ高速化の要請を受けて低温熔融、迅速定着性という最近のトナー樹脂特性が反映されて易熔融性で熔融粘度が低いのでアルミ灰、製鋼ダストとよく均一に配合され、混合攪拌及び加圧成型等の際の機械的力の印加により熔融混練され、したがって容易に造粒（ブリケット化）され、また冷却固化時の機械強度が高いので、得られた精錬用造粒品は強度が高い。また、製鋼ダストは有償で亜鉛回収業者に委託処理しているが、ステアリン酸亜鉛由来のＺｎにより製鋼ダストの処理費が低下する（製鋼ダスト中の亜鉛含量は通常１５〜２０％程度であるが、亜鉛含量がステアリン酸亜鉛由来のＺｎにより高まると製鋼ダストの処理費が割り引かれる）ことが期待される。
外添剤を配合し流動性を高めた樹脂をバインダとして使用することにより、還元効率を高めた造粒成形強度の高い造粒体が得られ、製鋼ダストに含まれる金属及び酸化金属を効率よく還元し有価金属として回収することを特徴とした製鋼ダストの造粒物が得られる。
生産工程における規格外品ならび市中回収リサイクル品を使用することになるので、環境面及び経済的にも極めて有利である。
主に金属アルミとアルミナからなるアルミ灰としては、アルミニウムの精錬及び鋳造加工等のアルミニウムを溶解する工程から発生する鉱滓を使用したり形態及び表面積の関係でアルミ溶湯として回収されにくいものを利用することにより、環境面及び経済的にも極めて有利になる。
製鋼ダストとアルミ灰を混合成分調整したものを主原料としてバインダ目的を主とした電子写真現像剤を添加して圧縮成形により造粒することにより還元効率を高めた造粒成形強度の高い造粒体が得られ製鋼ダストに含まれる金属及び酸化物を有価金属として回収することを特徴とした製鋼ダストの造粒物が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明において製鋼ダストは電気炉及び製鋼工程中に発生しそれらを回収したものを使用し、スケール（Ｆｅ及び少量のＦｅ亜酸化物の粉末）は圧延工程前後の酸洗・焼鈍工程から発生し回収されたスケールを使用する。湿式除塵機で補修されたダストや洗浄工程で発生回収されたスケールを用いる場合、多くの水分を含んでいるので、水分をある程度除去しておくことが望ましい。
本発明で用いられる製鋼ダストは普通鋼でも有価金属の回収は得られるが、ステンレス鋼の製鋼ダストを使用することによりニッケル・クロム等の価値の高い金属回収が可能となり経済効果は高くなる。
【００１５】
本発明でいう「電子写真現像剤」とは、例えばリコポジウム粉末、着色樹脂粉とガラスビースからなる二成分系現像剤、一成分非磁性絶縁性噴霧状粒子、一成分非磁性絶縁性トナー、検電粉（トナー）と磁性キャリヤ（５０〜７００ミクロン）からなる二成分系現像剤、伝導性トナー、局部的伝導性磁性トナー、トナーとバインダ型キャリヤからなる二成分系現像剤、絶縁性磁性トナー、絶縁性磁性トナーと伝導性磁性粉からなる二成分系現像剤、粒径と摩擦耐電性の異なる２種のトナー粒子からなる磁性トナー等であり、添加剤を配合し潤滑性、流動性を高めた粉末である。添加剤とはアルミナ、酸化チタン、シリカ等の金属酸化物やステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸金属塩、ステアリン酸アミドなどの高級脂肪酸アミド、或いは他のワックス分等の材料である。
【００１６】
上記のように、本発明で用いる電子写真現像剤は、常温での流動性が高く他成分と易配合性の粉体であり、また塩基度が調整されかつ精錬剤の融点上昇が抑制され、したがって、主にＳ、Ｏ分を除去する還元期、出鋼期及び炉外精錬期（主にＳ、Ｏ成分を溶鋼から除去する処理期）における復硫を防ぐことができ、かつ低温及び高速定着性という最近のトナー樹脂特性が反映されて易熔融性で熔融粘度が低いのでアルミ灰、製鋼ダストとよく均一に配合され、混合攪拌及び加圧成型等の際の機械的力の印加により熔融混練され、したがって容易に造粒（ブリケット化）され、得られた精錬用造粒品は強度が高い。また、製鋼ダストは、ステアリン酸亜鉛由来のＺｎにより含有量が増し製鋼ダストの処理費が低下することが期待されるが、本発明の精錬材であるか否かは、バインダ樹脂の性質、外添剤の種類、含有される着色料の粒径により判別することができる。つまり、トナー用バインダー樹脂は、トナー画像を記録する記録媒体としての上質紙の定着耐熱性の点からＭＦ点（熔融流動化開始温度が１８０℃以下、典型的には１４０℃以下であり、添加剤は前記のようにアルミナ、酸化チタン、シリカ等の金属酸化物やステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸金属塩、ステアリン酸アミドなどの高級脂肪酸アミド、或いは他のワックス分等の材料であり、トナー粒子の平均粒径が通常４〜１０μｍであることからその中に含有される着色料の粒径は当然それ以下と通常の着色料に比し極めて小粒径である。
添加剤を配合し流動性を高めた樹脂をバインダとして使用することにより、還元効率を高めた造粒成形強度の高い造粒体が得られ、製鋼ダストに含まれる金属及び酸化金属を効率よく還元し有価金属として回収することを特徴とした製鋼ダストの造粒物が得られる。
生産工程における規格外品ならび市中回収リサイクル品を使用することになるので、環境面及び経済的にも極めて有利である。
主に金属アルミとアルミナからなるアルミ灰としては、アルミニウムの精錬及び鋳造加工等のアルミニウムを溶解する工程から発生する鉱滓を使用したり形態及び表面積の関係でアルミ溶湯として回収されにくいものを利用することにより、環境面及び経済的にも極めて有利になる。
製鋼ダストとアルミ灰を混合成分調整したものを主原料としてバインダ目的を主とした電子写真現像剤を添加して圧縮成形により造粒することにより還元効率を高めた造粒成形強度の高い造粒体が得られ製鋼ダストに含まれる金属及び酸化物を有価金属として回収することを特徴とした製鋼ダストの造粒物が得られる。
【００１７】
以下にその詳細について述べる。
原料混合成分調整において製鋼ダストに含まれる水分を自然乾燥またはロータリーキルン・トンネル炉・電気炉等の乾燥炉で１０重量％以下にする。
製鋼ダストを３０〜８０重量％、アルミ灰を１０〜５０重量％、電子写真現像剤を２〜２０重量％との配合比で混練機等で充分に混合する。使用する製鋼ダスト、アルミ灰、成分調整上必要の場合のアルミ系添加材、電子写真現像剤は１種類でもまた２種類以上を併用しても良く、その添加量は製鋼ダスト、アルミ灰、電子写真現像剤の組成や粒度により異なる。
次に、上記混合物を圧縮して造粒物とする。この成型工程は成型熱が高く発生する高圧成形機が望ましいが、低圧成形機及びペレタイザー等の成形熱の発生が低い造粒機でも成型は可能である。また、原料混合時または成形後の造粒物に５０〜２００℃の温度を加えることにより更に圧壊強度が高く粉化率の低い造粒塊を得ることができ電気炉原料として再利用することが可能となる。
本発明の製鋼ダスト造粒物は、電子写真現像剤をバインダとしているため微粉末で流動性が良く少量の添加で原料全体への分散性が高まり硬度が高く粉化率の低い造粒塊の製造が可能となり、ハートールをバインダとして使用した場合のように発熱から火災の要因となる問題もなく安全性が高いバインダとなる。
また、電子写真現像剤の主成分は有機物であり、電気炉、取り鍋炉、転炉等で燃焼するので製鋼ダストが増加する問題もなく還元剤ならび昇熱剤効果として有効に働く添加剤となる。
このように本発明の製鋼ダスト、アルミ灰、電子写真現像剤を配合し造粒することにより製鋼ダスト中の成分を鉄源、ニッケル源、クロム源等の資源として回収が可能となるため製鋼製造コストを削減し、経済的にも極めて有利である。
バインダ目的で多くの廃プラスチックが使用されているが、少量の添加でバインダ効果を持たせるためには微粉末とする必要があり、一般的なプラスチックは加工熱により粘性が高まり微粉末化する場合は複雑な工程となり高価なバインダとなるため製鋼ダストの造粒にはコスト的に使用できない材料となる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明をするが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
バインダ効果について、電子写真現像剤の樹脂系二成分トナー、磁性体系一成分トナー及び一般的に燃料及び還元剤原料等でバインダ目的としても使用されているプラスチック原料にて精錬剤を造粒し、特性を確認した。
一般的な廃プラスチック原料例としては、プラスチックでできているボトル、袋、梱包資材、フィルム、トレイ、カップ、磁気カード、磁気テープ、フレコンバック、基板、被覆線、家電製品、事務用品、自動車部品等が例示されるがこれらの何種類かを２軸低速切断機（ＦＵＪＩＳＥＩＫＩ  Ｃｏ．Ｌｔｄ製、ＭＯＤＥＬ：ＦＣ−２２／１００）を用いて混合破砕した中間原料を対象とし、混合破砕したプラスチック原料を製鋼ダストに配合可能にするために微粉砕用高速切断機（ＳＵＰＥＲ  ＡＬＬＯＹ  ＣＵＴＴＩＮＧ、Ｔａｉ  Ｃｈｏｎｇ  Ｅｎｔｒｅｐｒｉｓｅ  Ｃｏ．Ｌｔｄ製、ＭＯＤＥＬ：Ｋ．Ｇ／ＣＹ  ００１）（但し、微粉砕試験では微粉砕用スタンプミル（ＣＭＴ  Ｃｏ，ＬＴＤ製、ＶＩＢＲＡＴＩＮＧ  ＳＡＭＰＬＥ  ＭＩＬＬ、ＭＯＤＥＬ：Ｔｉ−１００）を用いて微粉砕をし、分級機として円型振動ふるい機（株式会社興和工業所製、ＭＯＤＥＬ：ＫＧＯ−１０００）を用いてメッシュ１００（１５０ミクロン以下）を全通粒径にした。
製鋼ダスト、アルミ灰、電子写真現像剤の代表となる樹脂系二成分系トナー、磁性体系一成分系トナー及びプラスチック粉末を表１に示される配合比にて各試料／１００Ｋｇともミキサー方式のＶ型混合機（株式会社三英製作所製、ＭＯＤＥＬ：ＯＶ−II−１３０）、モルタルミキサー（株式会社東海機械製作所製、ＭＯＤＥＬ：Ｍｉｎｉ３型）、およびミキサータイプ混合機（株式会社シンコーフレックス製、ドラム缶の中に混合用の羽板を設けると共にドラム全体が回転する方式に改造した混合試験機）にて１５分混合し、新東工業製ブリケットマシン（乾式高圧成形機（新東工業株式会社［ＳＩＮＴＯＫＯＧＩＯ．ＬＴＤ］製、ＭＯＤＥＬ：ＢＣＳ−２５））にて造粒し、圧壊強度測定機（ＳＴＲＩＣＴ  ＯＢＳＥＲＶＡＮＣＥ  ＩＭＡＤＡ、ＭＯＤＥＬ：ＤＰＳＨII−Ｒ）を用いて設定温度に加熱した造粒品の成形強度（圧壊強度）を確認した。
圧壊強度測定結果を表２に示すが、電子写真現像剤は添加量と加熱温度に比例し圧壊強度は高まっているが、プラスチック粉末は成形強度も電子写真現像剤に比べ低く、添加量に比例した圧壊強度もでていない。また、表２の測定値は平均値を記載しているが、測定試料１項目１０点／試料の強度幅が電子写真現像剤は２０％以内に入っているが、プラスチック粉末においては５０％以上の違いがでている造粒試料もあり、明らかな分散性の劣りが確認された。これは電子写真には流動性を高める外添剤が配合されている等のため粉末原料に対し分散性が高まり少量添加においても原料全体に分散しバインダの必要とする特徴が確認され、一方、プラスチック粉末においては分散性が悪いため添加量を多くすることによりバインダ効果と全体の強度のバラツキを押さえることは可能であるが、目的とする製品の成分構成に問題が生ずる等の結果であると考えられる。
【００１９】
【表１】
2005220431.tif 000002
【００２０】
【表２】
2005220431.tif 000003
【００２１】
表２の結果より、粉体原料のバインダとして電子写真現像剤を使用することにより微粉末とする前処理を必要とせず、バインダとしての必要要件を備えた資材であることが理解される。
また、成形時に発生する成形熱の利用または成形後に２００℃以下の熱を加えることにより更に圧壊強度が高まりバインダとしての有効効果が高まる資材であることが確認された。
【００２２】
（実施例２）
量産機においてのバインダ効果においての一実施例として、製鋼ダスト３，６００Ｋｇ・アルミ灰（金属アルミ２５〜３５％含有品）２，１００Ｋｇ・樹脂系二成分系トナー３００Ｋｇを株式会社シンコーフレックス製、ミキサータイプ混合設備（ミキサー車の回転ドラム部分を取り外し混合成形ラインに組み込んだ混合機）にて３０分混合し中国製の乾式高圧タイプのブリケットマシン（実炉試験量産品造粒機、ＭＯＤＥＬ：ＬＹＱ３．０、カタログ上生産能力３，０００Ｋｇ／時間）で（１．２Ｔｏｎ／時間／造粒品）生産した造粒品を造粒時から３０分間隔で１０粒ずつサンプリングをし圧壊強度を測定し各時間帯の強度のバラツキを確認した。また、造粒品を１００℃で加熱し加熱による圧壊強度の有効性も合わせて確認をした。測定結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
2005220431.tif 000004
【００２４】
表３の結果から電子写真現像剤を５重量％配合した場合でも生産開始から生産終了時の造粒物の圧壊強度のバラツキはなくバインダとなり得る電子写真現像剤の分散性に優れてていることが確認された。
次に、成形強度に与える成型熱の影響確認として同原料を２００Ｋｇ試験機にて造粒し圧壊強度を測定した。結果を表４に示す。
量産機成形時の型温度は７０℃であり造粒直後の造粒物は５０℃であり、成形直後の強度の平均値は７１．７ｋｇ／ｍｍ２である。
試験機の成形型の温度は５０℃であり造粒直後の造粒物の温度は３５℃であり、成型直後の強度は４５．４Ｋｇ／ｍｍ２である。
また、量産機製造品及び試験機製造品とも後処理加熱試験においての１００℃加熱後は１１５Ｋｇ／ｍｍ２以上の圧壊強度がでている。
以上の結果により成形時に発生する熱を用いることにより成形圧壊強度の高い造粒物の製造が可能となり、成形過程ならび成形後に２００℃以下での加熱工程を加えることにより更に成形強度の高い造粒物の製造が可能となる。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
（実施例３）
製鋼ダスト中の有価金属の回収についての１実施例を説明する。
実施材料製鋼ダスト及びアルミ灰の主成分構成を表５に示す。
また、回収歩留まり確認試験の態様は次のとおりであった。
［炉；（１）電気炉，（２）取り鍋炉］
［試験操業］
（１）電気炉：
［投入方法］
スクラップ原料と一緒に電気炉へ投入
［評価方法］
試験時投入スクラップのＮｉ・Ｃｒ歩留まりが確定しているので溶鋼成分より計算値にて歩留まり計算。
（２）取り鍋炉：
［投入方法］
取り鍋炉へ複資材添加シューターを利用し投入
［評価方法］
電気炉出鋼時の成分と製鋼ダスト精錬材を添加した後の溶鋼分析値の比較により歩留まり計算。
原料配合比としては製鋼ダスト６０重量％・アルミ灰３５重量％・二成分系樹脂系トナー５重量％の配合であり、今回使用した製鋼ダストは１８−８ステンレス鋼（Ｃｒ：１７〜１９％、Ｎｉ：８〜１０％）製造時に回収されたものを使用し実施例２にて量産機で造粒した材料を使用した。
また、表６に配合造粒品の主成分構成を示す。
【００２７】
【表５】
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【００２８】
【表６】
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【００２９】
配合ブリケット成形品を取り鍋精錬炉に添加し溶鋼中への回収値を確認した結果を表７に示す。
有価金属回収比率の比較品として製鋼ダスト単味ブリケット品を添加し回収比率の違いを確認した。
試験結果において製鋼ダスト単味試材とアルミ灰複合試材の有価金属回収率を比較した場合、明らかにアルミ灰を配合し、バインダ効果及び還元材料として電子写真現像剤が分散された試材が高く、製鋼ダストから有価金属を効率よく回収するにはスラグの塩基度調整材が必要であり、また、製鋼ダスト中に酸化金属が多く含まれているため還元成分であるＭ−Ａｌ・Ｃ等が必要となる。一般的に還元効率においても還元成分が材料全体に分散されている方が効率が良く回収率は高まるため外添剤を配合し流動性を高めた電子写真現像剤の添加により還元性が高まることとなる。
また、製鋼ダスト造粒原料試材としてステンレスカットワイヤーを投射材とした加工工程から発生する集塵粉なども配合することにより有価金属の回収は有効であり、ニッケルスラッジ等の添加も有効である。
【００３０】
【表７】
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