(57)【要約】  本発明は、特にスラグである溶融材料を粒子化する方法であって、冷却液として水が蓄えられている粒子化チャンバーの中に当該溶融材料を導入し、しかも、水の蒸発により当該溶融材料を好ましくは急冷して及び粒子にする、前記の方法に関する。当該水に酸を添加する。
2018509373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にスラグである溶融材料を粒子化する方法であって、
冷却液として水が保持されている粒子化チャンバーの中に当該溶融材料を導入し、しかも、水の蒸発により当該溶融材料を好ましくは急冷して及び粒子にし、
当該水に酸を添加することを特徴とする、前記の方法。
【請求項２】
酸として、鉱酸、特に硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸、又は有機酸、特にギ酸、酢酸、脂肪酸（例えば、ステアリン酸）又はリグニンスルホン酸、又はそれらの混合物を使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該水のｐＨ値を測定し、及び、当該酸の供給を調節して当該水の所定のｐＨ値を維持することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
沸点の状態に持ってきた水だめの上か又は沸点の状態に持ってきた水浴の中に、当該溶融材料を導入することを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項５】
粒子化チャンバーの中の当該溶融材料に、粉砕機を用いて機械的粉砕を施すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ローターを用いて機械的粉砕を実施することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
粉砕機を、少なくとも部分的に水浴中に又は水だめに隣接して配置することを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
半径方向に伸びるローターの少なくとも１つのチャンネルを通して又はローターの軸方向の穿孔を通して当該水を導くことを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
蒸発した水を凝縮の後に循環し、そして、戻りの後に沸点の状態に持ってくることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
粒子化チャンバーを粉砕機として構成し、及び、当該粉砕機の金属粉砕媒体で当該溶融材料を急冷し、及び、粉砕媒体の作用で凝固材料粒子を粉砕することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
水性ガス反応を達成するために、例えば炭化水素などの炭素含有化合物及び／又は炭素を、粒子化チャンバーの中に導入することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
水だめ又は水浴を受けるための水盤を有する粒子化チャンバーと、溶融材料用の供給装置と、当該水盤の中への水供給開口と、酸用の供給と粒子化された物質用の吐出口とを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置。
【請求項１３】
水盤中に保持される水のｐＨ値を決定するためにセンサーを提供し、それは、当該水のｐＨ値を所定の値に維持するために酸供給の量調整と一緒に機能することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
当該溶融材料用の供給装置が、粒子化チャンバーの中に突き出ているディップチューブを含むことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
物質供給の領域で粒子化チャンバー中に、特にローターである粉砕機を配置することを特徴とする、請求項１２、１３又は１４に記載の装置．
【請求項１６】
特にローターである粉砕機を、水浴中に又は水だめに隣接して配置することを特徴とする、請求項１５に記載の装置．
【請求項１７】
当該ローターが、水の通路の半径方向に伸びる少なくとも１つのチャンネル又は軸方向の穿孔を有することを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
水蒸気及び／又は反応性ガスの導入のために、好ましくは当該溶融材料の供給領域の中に広がるチャンネルを当該ローターが有することを特徴とする、請求項１５、１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
当該粒子化チャンバーが、金属粉砕媒体で満たされている粉砕機として構成されることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
当該粉砕機が、回転可能で駆動可能なドラムによって形成された収納体を有し、そして、特にボールミル、フォールミル、ドラムミル、チューブミル又はシーブドラムミルとして構成されることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
当該粉砕媒体が、特に鋼球である金属球から形成され、その直径は、好ましくは少なくとも１５ｍｍ、特に少なくとも２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
穿孔を備えてそして粉砕スペースを定めるインナージャケットと、アウタージャケットとを、当該粉砕機が有し、しかも、水盤を構成してそして水供給に接続する環状のスペースを、当該インナージャケット及び当該アウタージャケットが定めることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にスラグである溶融材料を粒子化する方法であって、冷却液として水が保持されている粒子化チャンバーの中に当該溶融材料を導入し、しかも、水の蒸発により当該溶融材料を好ましくは急冷して及び粒子にする、前記の方法に関する。
【０００２】
更に、本発明は、この方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば高炉スラグであるミネラル溶融物は、ガラス相、すなわち準安定相で凝固するアモルファス生成物を得るために、水を用いて普通は粒子化される。粉砕操作の後、そのような生成物は、潜在水圧活性成分としてセメントに混合できる。そのような方法では、メルトフロー（溶融物流）の融解熱は、水の低温加熱に転換され、そして、これ以上は使用できない。
【０００４】
例えば高炉スラグであるミネラル溶融物は、セメント系アモルファス生成物を得るために、（約６００〜８５０℃の間で、塩基性度に依存する）それらの再結晶点よりも下に極端に急速に（約１０３Ｋ／秒）冷却しなければならない。この再結晶温度の下では、実質的に低い冷却勾配が十分である。
【０００５】
粒子のスラグ−ガラス含有量を増加させるために、及び、冷水粒子化に関してスラグ粉砕性を改善するために、沸騰水粒子化がＷＯ  ０１／０５１６７４  Ａ１にて提案され、そこでは、溶融メルトが、沸点の状態に持ってきた冷却水の中に導入される。その結果として、冷却水の潜在蒸発エンタルピーが、急冷には有効であり、それを通してスラグ−ガラス含有量が最大になる。驚くべきことに、当該粒は、非常に低い見掛け密度を有し、沸騰水に浮かび、それは、冷水粒子化を使用した時の粉砕性と比較して著しくスラグ粉砕性を改善する。粒子それ自身は、水の沸点を超える温度で沸騰水から排出され、そこでは、粒子化排出の間に保留水はすでに蒸発し、乾燥粒子が直ちに形成される。水は、蒸気の形態でのみ粒子と一緒に排出されるので、汚水問題も存在しない。蒸気は、引き続き凝縮され、そして、水蒸気のロスをカバーするために、追加の水と一緒に造粒機にリサイクルされる。例えばＨ２Ｓなどのスラグ−水反応の間に形成される二次生成物は、気相の水の凝縮中にとどまってここでは濃縮された形態にあり、妥当な及び経済的な再処理が実現できる。
【０００６】
高炉スラグに加えて、例えば、製鉄所スラグ、非鉄金属のスラグ、一次Ａｌ電解からのスラグなどの人工スラグ（石灰キャリヤでスラグ化された使用済ポットライナー）などの種々のスラグは、不純物を有する。これは、スラグ化されるべき冶金、セメント製造（セメントキルンバイパスダスト）及び廃棄物の焼却からの極めて問題のダストにも特に適用する。
【０００７】
一方では、これらの不純物は、それらを（例えば、セメントにおける）活性バインダーとして使用することを不可能にし；他方では、これらは、環境的に問題であり、そして、特別の廃棄物廃棄場所で部分的にのみディポジットできる。そのような不純物は、例えば、Ｆ、Ｃｌ、アルカリ、Ｓ、重金属（例えば、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ）及び希土類の化合物であり、Ｆｅ及び遊離石灰又は未反応のＣａＯ及びＭｇＯの化合物でもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、エネルギー効率の良いやり方で、特にスラグである溶融材料を粒子化することを目標にし、しかも、言及された当該不純物は、簡単なやり方で分離されるべきか、又は、使用可能な物質に転換されるべきである。同時に、得られた粒子は、例えばセメント産業で使用されるために、特に高い反応性を有するべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を実現するために、本発明は、冒頭で言及したタイプの方法の場合に、水に酸を添加することを提供する。好ましくは、酸として、鉱酸、特に硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸、又は有機酸、特にギ酸、酢酸、脂肪酸（例えば、ステアリン酸）又はリグニンスルホン酸、又はそれらの混合物を使用することができる。特定の選択が硫酸の使用に与えられる。その上、少なくとも１つの鉱酸と少なくとも１つの有機酸との混合物が好ましい。
【００１０】
粒子化は、酸浴を使用してこのように実施され、しかも、非常に多くの有利な効果が、多種多様の溶融投入物質で得られる。
【００１１】
液体溶融物は、外部からの酸浴との接触で凝固し、しかも、酸浴の一部は蒸発する。
【００１２】
その結果として、沸騰酸浴の気泡形成及び乱流は、反応器中での機械的力の更なる投入及びその結果溶融物粒子の更なる粉砕という結果になり、それは、伝熱を促進もする。
【００１３】
硫酸化粒子化は、粒子化水中での硫酸の存在を通して実現され、そこでは、硫酸化は、凝固粒子のミクロレベルで起こる。これは、粒子化された物質のミクロ構造の欠陥の増加、すなわち、分子レベルでの異物の取込みという結果になり、しかも、硫酸化は、セメント中の混合成分として又は水圧バインダーとして粒子の使用の一部として水圧活性の激しい増加という結果になる。その結果として、バインダーの早強は、著しく増加できる。
【００１４】
石灰−シリケート溶融物のエッチング又は硫酸化反応は、主に、反応生成物コロイダルシリカ、Ｃａ（ＳＯ４）２の種々の変性、例えば、セッコウ、硬セッコウ及び／又は半水化物などに導き、それらはセメントの早強の原因であることが見出された。更なる溶融物主成分、例えばＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３など、それらのサルフェート又は更なる副生物、例えばエトリンガイトなど、ゼオライトなどの含有量に依存することが、明白である。すべてのこれらのグループの物質は、セメント技術に関して興味のある特性を持つ。同様の反応は、特にシリカよりも強い酸である硫酸以外の酸を使用した時にも観察された。そのときサルフェートはないが、サルフェートとは対照的に水溶性でもよい対応するアルカリ土類金属がある。
【００１５】
極端にエネルギー密度の高い水蒸発の結果として、溶融物が、１０３Ｋ／秒以上（約６００〜８５０℃の間で、塩基性度に依存して）再結晶温度よりも下に非常に急速に冷却され、それによって粒は、最適のセメント技術の特性に導く（塩基性度ＣａＯ／ＳｉＯ２が１．８よりも大きい）アモルファス又はナノ結晶性を生ずる。
【００１６】
これを通して、当該溶融物は、水の蒸発によって本発明に従って急冷され、当該粒子は、より小さい程度で液体の水と接触し、それは、セメント−水圧活性アモルファススラグ（ＣＳＨ相形成）の望ましくない事前水和に導く。
【００１７】
更に、粒子化水への硫酸の添加によって、蒸気気泡と共に取出すことができて引き続き対応する酸に凝縮できる、酸無水物の形態（ＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ２Ｓ）に転換されて存在する硫黄化合物（サルファイト、硫化物）及び特にＦ及びＣｌであるスラグ中に含有するハロゲンという結果になる。特に、フッ化水素酸は、高い市場価値を有し、従って、経済的に有利なやり方で利用できる。
【００１８】
硫酸の更なる効果は、溶融物の中に存在する遊離石灰が、硫酸と反応して、凝固調整剤としてセメント中に要求される大部分不溶性のセッコウ（好ましくは半水化物として）になるということである。遊離石灰を本質的に含まない粒子は、このように得られる。水圧バインダーとして粒子を使用する場合は、セメント技術の観点からは遊離石灰の存在は望ましくない。なぜなら、遊離石灰は、水の存在下で膨張し、こうして所望の複合材料を押し破るからである。
【００１９】
本方法は、高炉スラグの粒子化に特に適している。高炉スラグは、以下の主成分を持つカルシウムシリケートアルミン酸塩溶融物を意味することがここでは理解される：
−ＣａＯ：＞３０重量％、特に３５−４５重量％、
−ＳｉＯ２：＞３０重量％、特に３３−３８重量％、
−Ａｌ２Ｏ３：＞６重量％、特に１０−１３重量％。
【００２０】
更に、場合により、６−１２重量％のＭｇＯ、０．１−０．５重量％のＦｅ、０．２−０．４重量％のＭｎ、０．３−０．５重量％のＮａ２Ｏ、０．７−０．８重量％のＫ２Ｏ、１．２−１．９重量％のＳ、及び／又は〜１重量％のＴｉＯ２を含有してもよい。
【００２１】
本方法は、例えば、以下の主成分を含む合金スラグなどの他のスラグの粒子化にも適している：
−ＣａＯ：＞３０重量％、特に３５−４５重量％、
−ＳｉＯ２：＞３０重量％、特に３３−３８重量％、
−Ａｌ２Ｏ３：＞６重量％、特に１０−１３重量％。
【００２２】
一般に、本発明の方法は、特に０．８５−１．４である０．６−１．６のＣａＯ／ＳｉＯ２比を有する溶融物にとって、適しており有利である。
【００２３】
本方法は、高炉スラグの粒子化用のみならず、製鉄所スラグの粒子化用にも特に適している。製鉄所スラグは、マトリックス中に組み込まれたエーライト及びビーライトフラクションを含有し、それらは、特に硫酸である粒子化水中に含有する酸の作用で放出又は消化される。エーライト（トリカルシウムシリケート、短Ｃ３Ｓ）及びビーライト（ジカルシウムシリケート、短Ｃ２Ｓ）は、ポルトランドセメントクリンカーの重要な成分である。本発明により得られた粒子は、増加した比率のエーライト及びビーライトを含有し、従って、複合材料セメントの成分として又は水圧バインダーとして特に適している。
【００２４】
製鉄所スラグは、高比率の鉄及び重金属化合物も含有する。重金属、特にクロム、特にクロム（ＶＩ）酸化物は、セメント中では望ましくない。存在する重金属は、容易に酸可溶性であり、こうして、酸浴中に、特に硫酸と混合した粒子化水中に容易に溶解する。鉄も溶解して硫酸鉄が形成される。Ｎａの存在下で硫酸ナトリウムが形成される。硫酸鉄及び硫酸ナトリウムは、更なる使用のために有利に供給できる。硫酸鉄は、例えば、リン酸塩沈殿のために廃水の処理で使用される。
【００２５】
製鉄所スラグは、しばしばベースフォーマーとしてドロマイトと混合される。この理由で、製鉄所スラグは、遊離したＭｇＯを含有してもよく、それは、粒子化チャンバー中で硫酸と反応して硫酸マグネシウムを形成し、それは、引き続いて分離できる。
【００２６】
同様に、溶融製鉄所ダストは、粒子化されることができ、しかも、含有する重金属は、上記のように酸浴中に溶解する。
【００２７】
その上、本発明の方法は、高炉スラグと製鉄所スラグとの混合物の粒子化に適していることが、見出された。当該混合物は、好ましくは、５０−７０重量％、特に約６０重量％の高炉スラグ及び３０−５０重量％、特に４０重量％の製鉄所スラグを含む。ＬＤ鉄鋼生産からの製鉄所スラグが、好ましくは、製鉄所スラグとして使用される。製鉄所スラグは、普通、１５−２５重量％の酸化鉄含有量及び１２００ｐｐｍの酸化クロム含有量を有する。硫酸中のスラグ混合物の粒子化は、ＦｅＳＯ４（２価のＦｅ）を生産し、ＦｅＳＯ４は、レドックス反応を経由して６価のＣｒが形成されるのを避けるために、クロム含有セメントに普通添加される。このように、潜在水圧バインダーが、本発明の方法によって生産でき、それは、クロム安定化早強セメントを生産するための混合セメント成分として有利に使用できる。
【００２８】
本発明の方法は、例えば、レードルスラグ、スラグカバレッジ及び精錬スラグなどの二次スラグの加工及び粒子化にも適している。そのようなスラグは、一般にリサイクルできず、従って処分しなければならない。当該スラグは、高いフッ化物含有量を有する。なぜなら、スラグ溶融物を液化するためにホタル石が添加されてきたからである。硫酸浴中で、フッ素がフッ化水素酸として放出され、それは、気相の中に入り、そして、凝縮後に簡単なやり方で沈着できる。
【００２９】
例えばＬＤ製鉄所スラグ、アーク炉スラグ、レードルスラグ及び二次スラグの本発明の方法の一部として高塩基性のスラグ溶融物を使用する時、当該スラグの塩基性度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．８５−１．４の値に調整されることが好ましい。セッティングは、例えば、石炭を燃料とする火力発電所からのフライアッシュ、廃棄物焼却装置からの細塵、高炉スラグ、使用済みの鋳物砂、ケイ砂などの酸性成分を添加することによって好ましくは実施できる。
【００３０】
本発明の方法は、消費された炭素含有カソード物質、特にアルミニウム製造からの使用済カソードトレイの加工にも適している。使用済ポットライナーとしても公知の使用されたカソードトレイは、ホール・エルー法によるアルミニウム製造において大量に見つかり、そして、毒素のそれらの高い含有量に起因してそれらの処分ではいつも問題であった。使用済ポットライナーは、石灰と混合されて、前プロセスで溶解する。溶融物は、その後、炭素が解放され（例えば、鉄浴中で溶解する又は直立炉中でガス化する）、そして、スラグが生産され、それは、カルシウムフルオロアルミン酸塩を本質的に含有する。特に硫酸である酸浴を使用する本発明によるそのようなスラグの粒子化において、カルシウムフルオロアルミン酸塩が、アモルファス又は半結晶性カルシウムスルホアルミン酸塩に転換され、しかも、追加のフッ化水素酸が形成される。カルシウムスルホアルミン酸塩は水圧的に高い反応性であり、そして、例えば、複合材料セメント中の早強促進剤として使用される。
【００３１】
本発明の方法は、下記のとおりに起こる脱硫スラグの粒子化にも適している。高炉から来る銑鉄は、高い硫黄含有量を有しており、従って、脱硫を施す。この目的で、当該銑鉄は、パン上に配置されて、カルシウムカーバイド及び酸化カルシウムと混合される。当該カルシウムは硫化鉄（ＦｅＳ）と反応し、硫黄は、硫化カルシウム（ＣａＳ）としてスラグに転換される。
【００３２】
当該スラグは、その後、除去される。ここでの問題は、硫化カルシウムが水中で部分的に可溶性であり、こうして、地下水に対する危険を呈することである。この理由で、脱硫スラグは、密封された特別のダンプサイトで普通処分しなければならない。その上、当該脱硫スラグは危険である。なぜなら、残りのカルシウムカーバイドフラクションが水と反応して極めて引火しやすいガスアセチレンを形成するからである。
【００３３】
酸化条件下において及び特に硫酸で酸性化された粒子化水を使用して脱硫スラグを粒子化する時、炭素配合は、スラグのカルシウムカーバイド配合から水性ガス及びＣａ（ＯＨ）２／ＣａＯに転換される。ＣａＳは、Ｃａ（ＯＨ）２／ＣａＯ及びＨ２Ｓに転換される。Ｈ２Ｓは、例えば、クラウス法で単体の硫黄に転換でき、又は、それは、高いＨ２Ｓ分圧に基づき酸化されて硫酸に加水分解されることができる。
【００３４】
すでに言及したように、硫酸の代わりに種々の有機酸を使用することも可能であり、しかも、それぞれの有機酸のカルボキシル基は、スラグガラス中の欠陥の数を増加させるアルカリ土類イオン（Ｃａ、Ｍｇ）に対する正の錯化効果を明確に有している。その上、粒子化水の加水分解作用は、それによって更に減少し、こうして、セメント中のスラグ反応性が増加する。
【００３５】
本発明の範囲内で、水のｐＨ値は酸の添加によって低下されることが提供できる。粒子化水のｐＨ値は、酸又は酸混合物を添加することによって、こうして調節する。粒子化の間に起る化学反応に関して、上記の化学反応では、対応する酸の消費は、粒子化水中への新しい酸の添加によって置換されるべきである。当該水のｐＨ値を測定して当該酸の供給を調節して当該水の所定のｐＨ値を維持するようなやり方で進むことが、好ましくは可能である。このように、ｐＨ値の制御ループは、所定のｐＨ値を確保するために提供される。ｐＨ値の詳述は、それぞれの状況に基づく。例えば、塩形成反応の化学量論は、ｐＨ制御された酸添加を経由して調整され得る。
【００３６】
従来の水粒子化では、粒子化水は、約８−１１のｐＨを有する。この塩基性の値は、Ｃａ（ＯＨ）２が形成される水浴中での溶融物の部分水和から生じる。高炉スラグの粒子化の場合の酸の添加は、粒子化水のｐＨ値が約６−８の値に低下するような量で、好ましくは実施される。硫酸の添加の場合は、Ｃａ（ＯＨ）２は、硫酸によってセットされ、それによって中和され、スラグ粒子表面上に薄いセッコウ表皮を生産する。
【００３７】
酸の添加によって引き起こされる水のｐＨ値の低下は、酸が溶融物又は粒子とまだ反応していない水浴の領域中で特に起る。そのような領域は、粒子化チャンバー中の酸が実際の粒子化の領域に供給される流路に沿って、又は、好ましくは水供給から離れて、酸供給のすぐ隣付近に位置することができる。好ましくは、反応転換の動力学（硫酸化の反応速度論）を決定するために、前記流路に沿って複数のｐＨ値測定を実施できる。このことから、せん断力を決定するローター速度の制御基準が、その後形成されることもできる。これらのせん断力は、硫酸化反応の速度に著しく影響を与える。
【００３８】
一般に、酸添加の量は、特に、粒子化されるべき溶融物の化学組成に、特に、溶融物のＣａＯ含有量に、及び、粒中のコロイダルシリカの所望の量に、依存する。更に、酸添加の量は、溶融物のスループットに、すなわち、単位時間当たり粒子化チャンバー中に導入される溶融物の量に、依存する。硫酸を添加する場合の好ましい方法としては、単位時間に添加される溶融材料の重量に基づき単位時間当たり２−１５重量％、特に２−１０重量％の量でＨ２ＳＯ４を添加することが、提示される。
【００３９】
酸は、好ましくは、水に連続して添加される。
【００４０】
製鉄所スラグの粒子化においては、高炉スラグの粒子化と比較して、より多い量の酸、特に硫酸が、粒子化水のｐＨ値を低下させるために要求される。製鉄所スラグは、遊離したＣａＯ及びＦｅＯを含有し、それは、硫酸と反応して、ｐＨ値の減少のために、添加された硫酸の一部の量が実際に使用され得る。好ましくは、ｐＨ値は、酸の添加によって約５−６の値に低下し、そして、上記のｐＨ値制御ループを用いてこの値で維持される。
【００４１】
本発明の方法の範囲内で、その再結晶温度未満にミネラル溶融物の温度が減少し、そして、水の蒸発によって塩分解温度が実現され、しかも、水の蒸発エンタルピーは、ここでは決定的に重要である。溶融材料は、好ましくは、１，２５０−１，７００℃の温度で粒子化チャンバーの中に導入され、そして、突然に冷却される。
【００４２】
水蒸発に加えて、強吸熱の不均質水性ガス反応も、冷却性能を改善するために使用できる。当該方法は、好ましくは、このような関係において、水性ガス反応を達成するために、例えば炭化水素などの炭素含有化合物及び／又は炭素を、粒子化チャンバーの中に導入するようなやり方で実施される。改善された冷却の利点に加えて、水性ガス反応は、特にＣＯ及びＨ２などの経済的に使用可能なガス状の生成物の製造に影響する。ここで、顕著なスラグ熱（約４５０ｋＷｈ／ｔ）は、非常に有利なやり方で化学エネルギーに部分的に転換される。
【００４３】
いくらかのスラグの一部が「原位置で」還元されるべきであるなら、サポーティング水性ガス反応も、非常に有利である。当該水性ガス反応は、例えば、酸化クロム（ＶＩ）の酸化クロム（ＩＩＩ）への還元を引き起こす。Ｚｎメタライゼーション、ニッケル塩還元及びリン酸塩還元も、実施できる。
【００４４】
粒子化チャンバー中に提供される粒子化水は、水浴として構成でき、その中に溶融材料が注がれる。当該水浴は、ここで、溶融液体によって導入される熱エネルギーが溶融物の急冷と同時に粒子化水の蒸発に導くような温度に、維持される。
【００４５】
好ましくは、沸点の状態に持ってきた水浴の中に当該溶融材料を導入することが、ここで提供される。当該溶融物の導入は、好ましくは、水浴中に浸漬された、下に開いたディップチューブの内部を通して起こる。
【００４６】
その代わりに、液体粒子化水が、水だめ中の粒子化チャンバーのボトム領域で維持されるのみであることが、提供できる。この場合は、当該溶融材料は、好ましくは沸点未満の状態に持ってきた水だめの上に好ましくは導入される、すなわち、水の中に直接に注がれない。導入された溶融物と共にもたらされた熱エネルギーは、水だめの水を蒸発させ、そして、過熱された蒸気を発生させる。この形態では、凝固した溶融物粒子は、吐出口を経由して過熱蒸気と一緒に取出され、そして、当該溶融物粒は、例えばサイクロン分離器などの分離器で、Ｈ２Ｏ蒸気から分離される。当該分離されて過熱されたが減圧された蒸気は、エクセルギー的に価値があり、従ってリサイクルされることができる。沈着した粉末状のホット粒子は、好ましくは、例えば空気を用いて１００℃未満に冷却される。
【００４７】
粒子と共に取出された水蒸気流は、好ましくは、２００−６００℃温度を有するべきである。温度制御は、ここでは、好ましくは、粒子化チャンバーの中に導入される水の量を調整することによって、実施される。この目的では、取出された水蒸気の温度の目標値は、所定のものであり、水蒸気の温度が測定され、しかも、測定は、例えば、分離器（例えば、サイクロン分離器）の出口で実施できる。もしも目標値を超えたら、粒子化チャンバーの中に導入される水の量を増加させる。もしも目標値を下回ったら、粒子化チャンバーの中に導入される水の量を減少させる。
【００４８】
できるだけ微細な粒子を実現するために、粒子化チャンバーの中の当該溶融材料に、粉砕機を用いて機械的粉砕を施すように、当該溶融物の粒子化を好ましくは実施できる。膨張水蒸気は、ここで、粉砕作用を追加で支持する。好ましくは、当該溶融材料は、粉砕機に直接適用される。機械的粉砕は、ローターを用いて有利に実施され、それは、当該材料が溶融状態でローターに衝突するように溶融材料の供給点よりも下に好ましくは直接に配置される。ローターは、その回転軸が、導入される溶融物噴流と実質的に合うようなやり方でここに配置できる。その上、ローター上への溶融物の衝突の場所が、特に前記ディップチューブによって、液体粒子化水を、本質的に免れて続けている時が好ましい。
【００４９】
粉砕機は、特に、導入される溶融物へのせん断力を発揮するために、適切に提供される。粉砕機がローターとして構成される時、溶融物は、回転によって放射状に外側へ投げられ、そして、このように更に分割される。特にローターである粉砕機は、好ましくは、例えばブレードなどのガイドエレメントを有しており、その上ではキャビテーションが引き起こされる。キャビテーションは、一方では、遠心力に起因してスラグが施されるせん断力によって、他方では、粒子化水の突然の蒸発によって、有利に働く。蒸気爆発がミクロ範囲で起こり、その後に内側破裂し、形成する粒子の極端に激しい粉砕という結果になる。このように得られるスラグ粒子の高い粉砕の細かさは、セメント技術の使用に有利に働くように、水圧活性可能性を増加させる。
【００５０】
得られた粒の細かさの更なる増加は、特にローターである粉砕機を回転軸の方向に往復して振動させることによって、好ましくは実現され得る。好ましくは、往復運動の頻度は、＞１００Ｈｚ、好ましくは＞５００Ｈｚ、好ましくは＞１ｋＨｚ、特に＞２０ｋＨｚ（超音波）を選択できる。
【００５１】
ローター上の高い熱負荷を減少するために、特に溶融材料の供給の領域で、操作の好ましい方法は、ローターの少なくとも１つの放射状に伸びるチャンネルを通して又はローターの軸方向の穿孔を通して当該水を通過させることを提供し、それによって、ローターの冷却を実現できる。その上、追加の冷却効果が溶融材料に発揮される。なぜなら、ローターを通して導かれる水は、粒子化チャンバー中へのその抜き出しの後に追加の粒子化水として有効であり、その蒸発エンタルピーは、追加の冷却効果を引き起こすからである。
【００５２】
スラグ粒子は、粒子化チャンバー中で約１５０−３００℃の温度に冷却でき、しかも、蒸気の粒子化水は、たぶん沸騰している水浴中に形成される大部分多孔性の粒と一緒に上方へパスされる。ガス状の粒子化水は、ガス排出口を経由して、例えばＨＦ、ＣＯ、Ｈ２及びＳＯ２の反応ガスと一緒に取出すことができる。その上、たぶん沸騰している粒子化水（粒子ブライン）の一部は、上記のフローティング粒と一緒にオーバーフロー上で連続して取出すことができる。過熱された溶融物粒子は、それらは水和することができないので、水圧の更なる増加に導くドリッピング及び蒸発プロセスによって皮膜水から解放される。取出された粒子ブラインは、戻り水として再び粒子化チャンバーに供給できる。粒子ブラインは、水の循環の理由で濃縮する、例えば、重金属、ＦｅＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４などの溶解した固体の構成物を含有する。必要なら、上記で言及した溶解した構成物は、例えば、フィルター、スクリーン、サイクロン、遠心分離機などの適した分離装置を用いて循環から分離されて排出される。
【００５３】
同様に、好ましい異なる方法によれば、蒸発した粒子化水を、循環路中に凝縮の後に導き、そして、戻りの後に沸点の状態に持ってくることを、提供できる。
【００５４】
特に好ましい異なる方法は、粒子化チャンバーを粉砕機として構成し、及び、当該粉砕機の金属粉砕媒体で当該溶融材料を急冷し、及び、粉砕媒体の作用で凝固材料粒子を粉砕することを、提供する。
【００５５】
好ましい手順では、酸は、当該酸がその分解温度未満でとどまるように、溶融材料が部分冷却をすでに施された点で、粒子化水に添加される。溶融物供給よりも冷えた点での酸の添加は、酸の分解の減少をもたらす（Ｈ２ＳＯ４の場合は、それによってＳＯ３及びＨ２Ｏへの分解が避けられる）。回転している粉砕機に溶融物が適用される構成では、中央の溶融物供給に対して更に外側へ放射状に位置する点で、酸供給が起こり得る。１つの形態では、例えば、ローターの表面上の回転軸からラジアル距離で開いている、ローターの内部に走るラインを経由して、粒子化水の水だめの上に配置された回転している粉砕機（ローター）で、溶融物を導入できる。代わりに又は追加で、例えば粒子化チャンバーの中への酸の投入によって、ローターによって放射状に外側へ遠心分離される粒子への向流の中に、酸添加が起こることもできる。
【００５６】
本発明の更なる側面によれば、本発明の方法を実施するための装置は、水だめ又は水浴を受けるための水盤を有する粒子化チャンバーと、溶融材料用の供給装置と、当該水盤の中への水供給開口と、酸用の供給と粒子化された物質用の吐出口とを含むことが提供される。
【００５７】
好ましい形態は、水盤中に保持される水のｐＨ値を決定するためにセンサーを提供し、それは、当該水のｐＨ値を所定の値に維持するために酸供給の量調整と一緒に協同する。
【００５８】
当該溶融材料用の供給装置は、粒子化チャンバーの中に突き出ているディップチューブを有利に含む。
【００５９】
好ましい形態は、物質供給の領域で粒子化チャンバー中に、特にローターである粉砕機を配置することを提供する。特にローターである粉砕機が、ここで好ましくは、水浴中に又は水だめに隣接して配置される。
【００６０】
更に、当該ローターが、水の通路の半径方向に伸びる少なくとも１つのチャンネル又は軸方向の穿孔を有することを、提供できる。特に、水蒸気及び／又は反応性ガスの導入のために、好ましくは当該溶融材料の供給領域の中に広がるチャンネルを、当該ローターが有することができる。
【００６１】
特に好ましい形態は、粒子化チャンバー中に配置された別個の粉砕機の代わりに、金属粉砕媒体が凝固粒子のサポーティング粉砕をもたらすことを提供する。当該形態は、当該粒子化チャンバーが、金属粉砕媒体で満たされている粉砕機として構成されるというようなやり方でなされる。溶融材料は、このように、粉砕機の中に導入され、粉砕機の金属粉砕媒体と接触して急冷され、そして、凝固材料粒子は、粉砕媒体の作用で粉砕される。好ましくは、当該粉砕機は、回転可能で駆動可能なドラムによって形成された収納体を有し、そして、特にボールミル、フォールミル、ドラムミル、チューブミル又はシーブドラムミルとして構成される。
【００６２】
金属粉砕媒体上での溶融材料の急冷という理由で、特に高いセメント技術活性を持つ水圧活性のアモルファス生成物が生産されるように、溶融物は、再結晶温度よりも下に極端に急速に冷却する。できるだけ早く熱を分散させることを可能とするために、溶融物が接触した時に溶融物容積の比表面積の急速な拡大が起こるように、金属粉砕媒体が極端に大きな表面を提供するという事実によって、当該急速冷却が実現される。急速冷却のもうひとつの理由は、その物質すなわち金属に起因する粉砕媒体の、高い体積熱容量すなわち容積に対する熱容量である。
【００６３】
同時に、凝固溶融物粒子は、粉砕媒体の粉砕作用によって粉砕され、それによって、伝熱に有効な表面も拡大する。
【００６４】
固体の状態での粉砕と比較して特定の粉砕作用が約２分の１に減少するように、溶融状態において実質的な部分の粉砕作用がすでに起こっている、という事実をも、粉砕媒体による粉砕及び同時の急冷は、導く。
【００６５】
スラグ溶融物は、冷粉砕媒体上で冷却され（急冷され）、従って、液体水と接触せず、それは、セメント水圧活性アモルファススラグの公知の事前水和（ＣＳＨ相形成）に導く。その上、粉砕スペースの中にたぶん存在する高過熱で加圧されていない水蒸気は、セメント技術可能性を活性化する。粉砕媒体の上記粉砕作用、特に後者によって引き起こされるせん断力は、分子短範囲状態を著しく減少させ、それは、スラグの準安定システム状態の更なる増加に導く。特に、早強スラグセメントにおける強くて非常に有利な増加を、決定できる。このように、混合セメントのセメントクリンカー含有量は、激しく減少されることができ、そして、非常に有利なクリンカーフリーのサルフェートセメント活性化（「超サルフェート化セメンティング」）も実施できる。
【００６６】
導入された溶融材料を急冷するために要求される冷却力は、本発明に従って酸が添加された水の蒸発によって、発生させる。冷却は、粉砕媒体が対応して冷却されるように、粉砕媒体の表面上の蒸発熱によってここでは起こる。溶融材料の急冷に要求される冷却力は、粉砕媒体の媒介のもと、蒸発熱を通して、こうして間接的に有効にされる。粉砕媒体はここでは「中間キャリヤ」として使用され、それは、伝熱を増大させるために要求される容積及び要求される表面積、要求される熱容量及び熱伝導度を、提供する。この場合は、一方では、金属粉砕媒体は水の蒸発熱によって冷却され、そして、他方では、対応する量の熱は、それを冷却するための溶融材料と再び接触させる。
【００６７】
蒸発熱を利用することによって粉砕媒体を冷却するために、本発明によるｐＨ値を調節した水又は蒸気は、粉砕スペースを定めるインナージャケット中に構成される粉砕機の粉砕スペース中の複数の穿孔によって導入することが、好ましくは提供される。当該粉砕機は、二重壁の構造としてここでは好ましくは構成され、しかも、環状の空胴が、インナージャケットとアウタージャケットとの間に構成され、その空胴は、水で満たされ得る。ここでは水浴が形成され、そのレベルは、粉砕媒体床の低部分領域が水浴中に配置されるように、選択される。熱効果の理由で、環状の空胴内に位置された水は、蒸発の状態になり、そして、それによって、インナージャケット内に形成された穿孔を経由して粉砕スペースの中に入り、そこでは、要求される蒸発熱は、粉砕媒体から熱を除去して、それを冷却する。穿孔があるために、（特に、粉砕スペースの軸方向に）粉砕媒体床を経由して、均一の水又は蒸気が入る。好ましいやり方では、切断面での穿孔は、特に粉砕スペースの軸長さにわたって伸びて構成されるスロットノズルであるノズルを形成するように、又は、粉砕スペースに向って集まるように、構成されることができ、それは、圧力が分配されて従って水又は蒸気が粉砕スペースの中へ入ることの均等化に導く。
【００６８】
穿孔を備えたインナージャケットを経由しての水又は蒸気の導入の好ましい副次効果は、粉砕媒体がそれによって振動させられ得ることであり、それによって、粉砕効果を改善してライデンフロスト効果の発生を減少し得る。
【００６９】
更に好ましい形態は、粉砕媒体として、特に鋼球である金属球が使用され、その直径は、好ましくは少なくとも１５ｍｍ、特に少なくとも２０ｍｍであることを、提供する。このように、当該球は、要求される粉砕性能を確保するための十分な質量を提供する。その上、これは、例えばその後の分離工程を促進する、粉砕された供給物質と粉砕媒体との間の簡単で大規模な区別を可能にする。
【００７０】
原則として、すべての金属球は、同じサイズを有することができる。しかし、粉砕作用の最適化は、所定のサイズ分布を有する金属球によって好ましくは実現できる。この場合は、サイズバンド幅は、球の直径が１５〜３０ｍｍの間が好ましい。
【００７１】
効率的な粉砕作用を確保するために、当該構成は、動くボールベッド（球床）を形成するために金属球を動かすようなやり方で、好ましくは更に発展される。動くボールベッドの構成は、種々のやり方で起こることができる。例えば、当該球は、例えば空気又は蒸気などのガス状の媒体の流れの効果によって、動かすことができる。その代わりに又は追加で、金属球の動きは、例えば、撹拌器、翼、ガイドプレートなどの動いている駆動装置によって動きだす球によって生じ得る。その代わりに又は追加で、粉砕スペースは、回転可能に駆動するドラムによって形成されることができ、その壁の上で、当該球は上昇し、重力に起因して落下する。このような関係において、本発明は、好ましくは、粉砕機がボールミル、フォールミル、ドラムミル、チューブミル、撹拌器ボールミル又はシーブドラムミルとして構成されることを、提供する。すべての粉砕機のように、粉砕媒体及びグリストは、ボールミルの中で動く。その結果として、粉砕媒体間及び粉砕媒体と壁との間で、衝突がある。グリストは、それが本体間にある時には、粉砕される。粒子の粉砕は、このように、衝突、せん断及び衝撃応力によって起る。
【００７２】
本発明を、図面に概略的に示される例示の形態に関連して、以下でより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明の方法を実施するための粒子化装置の第１の形態を示す。
【図２】図２は、粒子化装置の第２の形態を示す。
【図３】図３は、ボールミルとして構成された粒子化装置の切断面である。
【図４】図４は、図３の装置の縦断面図である。
【図５】図５は、図３及び図４の装置の拡大詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
図１は、ディップチューブ２として構成された溶融材料３の供給装置を有する粒子化装置１を示す。粒子化装置１の内部には、粒子化チャンバー４が構成されており、その中では、水面５を持つ水浴が収容されている。水供給６は、水浴の方へ通じる。粒子化された物質は、吐出口７を経由して排出される。
【００７５】
ディップチューブ２は、ローター８として構成された粉砕機の直上で水浴中に浸漬しており、その結果、ディップチューブ２を通して導入された溶融物噴流３は、ローター８の上に直接衝突するか又はほんの少しの水層が通過するが、それは直ちに蒸発する。ローター８は、回転軸９のまわりに回転可能に取り付けられ、そして、矢印１０に従う回転で駆動する。スラグ噴流３は、図１に示されるように中央に、すなわち、ローター８の回転軸９の領域に、好ましくは導入される。ローター８のセンター１１では、後者は、丸い又は凸状の領域を有し、その上には溶融物噴流３が衝突し、そして、回転の理由で、それから外側へ投げられる。ローター８は、粒子化チャンバー４のボトムに本質的に配置される。しかし、ローター８の放射状にインナーの中央部分領域には、ローター８の下に、水だめ又は混合チャンバー１２が構成され、それは、粒子化チャンバー４の凹部領域を形成して、水で満たされている。ローター８は、軸方向の穿孔１３を有し、それを通して、混合チャンバー１２から水が吸い込まれる。
【００７６】
ローター８は、ガイド表面１４を有しており、それは、軸方向の穿孔１３の放射状の外側で、キャビテーターの機能を果たす。溶融物で導入された熱エネルギーに起因にてローター８の領域で又は溶融物噴流３の導入の領域で急に蒸発するような温度で、粒子化水が提供される。特にせん断力であるローター８によって引き起こされる機械的力と一緒に膨張する蒸気は、凝固する溶融物粒子に対する粉砕効果を引き起こし、その結果、極端にきめの細かい粒子が形成される。ガイド表面１４では、前記力に関連して膨張する蒸気は、ミクロ領域で、蒸気爆発及びその後の内側破裂に、すなわち、キャビテーションに導き、それによって、粒子を形成する極端に激しい粉砕が実現される。
【００７７】
ローター８の中央の領域１１を冷却するために、供給チャンネル１５が提供され、それは、ローター８のシャフト１６の内部を走り、そして、放射状のチャンネル１７の形成のために中央の領域１１で放射状に偏向されている。例えば放射状のチャンネル１７及び供給チャンネル１５を経由してローター８の中央の領域１１を冷却するために、水又は蒸気を供給できる。放射状のチャンネル１７及び供給チャンネル１５を経由して水又は空気／Ｏ２と一緒に、炭化水素又は炭塵及び／又は例えばＯ２、空気、Ｃｌ２、ＳＯ２、ＣＨ４などの反応性ガスを、更に導入できる。
【００７８】
凝固した溶融物粒子１８は、ローター８の放射状に外側の領域でローター８から離れ、そして、好ましくは沸騰水浴中でそれらの低い密度に起因して上昇する。この場合は、例えばブレード本体を含むガイド装置２５を提供できる。浴表面５では、オーバーフローとして構成された吐出口７を経由する粒子化水と一緒に、凝固した溶融物粒子１８が排出される。
【００７９】
２１で概略的に示される反応ガス回収システムを経由して、ガス状の構成物が除去され、それは、水蒸気及び、例えばＨＦ、ＣＯ、Ｈ２及びＳＯ２である。
【００８０】
特に硫酸である酸が、ここで、水浴に添加される。当該酸は、水供給６を経由して添加される。当該酸は、１９で混合チャンバー１２の中に供給されるべき水に添加される。酸混合物の量制御は、溶融物流速の及び溶融物の化学組成の関数として又は水浴の所定のｐＨ値が実現又は維持されるようなやり方でｐＨセンサー２０の測定値の関数として、達成される。
【００８１】
吐出口７から取り出される戻り水によって、水供給がなされる。当該吐出口を経由して取出された粒子ブラインは、この目的のために、少なくとも１つの分離工程を施し、そこでは、得られた粒が分離される。このように得られた戻り水は、ライン２２を経由してリサイクルされる。蒸発した水を補うために、リサイクルされた水は、２３追加の水と混合される。
【００８２】
特に例えばＦｅＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４及び種々の重金属などの溶解した戻り水の中に含有する成分の分離のために、２４で水の一部を排出できる。
【００８３】
図２の修正された形態では、粒子化水は、ローター８の下のチャンバー１２の中にのみ水だめとして存在する。当該水は、沸点未満の温度でライン６を経由して粒子化チャンバーの中に導入される。（チャンバー１２から蒸発する水を用いて）粒子化に加えて粒子化チャンバー４の中で水性ガス反応を達成するためにライン２６を経由して当該水だめの中に、炭素及び／又は炭化水素を導入できる。この形態では、凝固した溶融物粒子は、吐出口７を経由して形成する水性ガス及び水蒸気と一緒に取出され、そして、溶融物粒１８は、Ｈ２Ｏ蒸気から及び反応ガス（ＣＯ／Ｈ２）からサイクロン分離器２７の中で分離される。チャンネル１５を経由して加圧水を導入できる。
【００８４】
図２の形態では、酸添加は、粒子化チャンバーの中に直接に、すなわち、水６の中への事前の混合なしに、起こり得る。当該酸の分解温度未満の温度が広くいき渡る点で、すなわち、ローターの表面上で回転軸から距離をおいて開いているローター８中に走っているチャンネルを経由して、当該酸は、好ましくは供給される。当該酸の添加は、１９で示される。その代わりに又は追加で、当該酸は、ノズル１９’を経由して導入することもでき、それを用いて、放射状に内側方向の粒子に対して向流で粒子化チャンバーの中に当該酸が投入される。
【００８５】
図３及び図４は、ボールミルとして構成された粒子化装置を示す。図３は、ボールミル２８の切断面を示し、その円筒型のドラム２９は、回転軸３０のまわりに回転可能に取り付けられる。運転中、ドラム２９は、矢印３１の方向に回転するように駆動する。ドラム２９は、粉砕スペース３３を定めるインナージャケット３４及びアウタージャケット３２を有する。アウタージャケット３２とインナージャケット３３との間には、環状の空胴３５が形成され、それは、粉砕スペース３３の円周にわたって規則正しく分布した複数の好ましくはスロット形の穿孔３６を経由して、粉砕スペース３３に接続される。
【００８６】
スラグ入口３７は、回転軸３０と同軸的に粉砕スペース３３の方へ通じており、しかも、当該スラグ入口は、粉砕スペース３３の内部で中央に配置されたスラグタンディッシュ３８を有し、そのスリット形の入口開口３９は、ドラム２９の軸方向に伸びており、そして、粉砕スペース６の内部に偏心的に配置される。
【００８７】
スラグ入口３７の反対側では、ドラム２９は、排出ライン４１と接続する回転軸３０と同軸の吐出口４０を有する（図４）。
【００８８】
穿孔を備えたインナージャケット３４の代わりに、又はこれに加えて、粉砕スペース３３の内部に、ドラム２９の軸方向に伸びるスプレーバー４２が配置され、そのスプレー開口は、下向きに向けられる。
【００８９】
金属ボールベッド（球床）４３は、粉砕スペース３３の内部に提供され、特に鋼球である当該金属球は、ボールミル２８の粉砕媒体を形成する。ボールミル２８の操作において、当該金属球は、図３に示されるように、矢印３１の方向に回転しているドラム２９によって上方へ運ばれ（矢印４４）、そして、重力（矢印４５）に起因して限界高に到達した後に再び落下する。
【００９０】
ボールミル２８の操作において、４６で示すように、水は、ドラム２９の中に配置された水供給環状チャンバー２０の中に通され、それは、仕切板４８によって粉砕スペース３３から分離されている。ドラム２９のボトム領域にいつも位置していてそして粉砕スペース３３の中に構成される水浴４９を水供給環状チャンバー４７が供給するように、水供給環状のチャンバー４７の領域中においてのみ液透過性であるように仕切板４８は構成される。特に、水浴４９の水は、ドラム２９のインナージャケット３４とアウタージャケット３２との間の環状の空胴３５を満たす。図５の詳細図に見られるように、環状の空胴３５は、ドラム２９の軸方向に走る複数の隔壁５０を有し、円周方向にお互いに隣接する複数のチャンバー５１が、環状の空胴３５の中に構成される。各々のチャンバー５１は、それによって、スロット形の穿孔３６を経由して粉砕スペース３３と接続しており、しかも、当該スロット形の穿孔３６は、粉砕スペース３３に向って集まる壁５２を有しており、その結果、ノズル効果がある。
【００９１】
ドラム３９が回転している時、高炉スラグ５３が、スラグタンディッシュ３８を経由して１３００−１６００℃の温度を有する粉砕スペース３３の中に導入され、高炉スラグ５３は、高くても４００−６００°の温度を有するボールベッド４３に到達する。当該スラグは、ボールベッド１６の金属球の表面上で急激に冷却される。同時に、当該球の動きに起因して、当該スラグは、凝固粒子に分解する。当該凝固粒子は、ボールミル２８から排出できるようにするために、最小限の粒の上限として例えば６０μｍを有するまでボールベッド４３の粉砕効果によって更に粉砕される。当該粒子は、排出時に６００−８００℃以下の温度を有する程度まで、ボールミル２８の中で冷却される。各々の粉砕スペースの中でより高い粉砕細かさが実現されるような寸法となっている粉砕媒体及びスクリーニング装置によってお互いに接続されていてそして軸方向にお互いに隣接している少なくとも２つの粉砕スペースを有するようなやり方で、ボールミル２８は構成できる。その代わりに、ミルカスケードも考えられる。ミル中での粒子の滞留時間が長ければ長いほど、粉砕粒子は更に冷却され、その結果、エクセルギー利用が更に改善され得る。
【００９２】
球面でのスラグの冷却と同時に、水浴４９の作用で、金属球の連続的な冷却が達成される。スラグと共に導入された熱によって、水が蒸発し、そこでは蒸発熱が要求され、それは、冷却の目的で金属球から引き出される。蒸発水は、この場合は、突然の容積増加に起因してスロットノズルとして構成された穿孔３６を経由してチャンバー５１からエスケープされ、しかも、ノズル効果は、圧力勾配に起因して流出する蒸気量の軸方向の均一化に導く。チャンバー５１から流れ出す蒸気は、粉砕効果を改善する振動に刺激されるように、ボールベッド４３の当該球に対する追加の機械的効果に導く。
【００９３】
粉砕されたスラグ粒子のダストと熱蒸気との混合物は、粉砕スペースの内部に形成する。当該熱蒸気／ダスト混合物は、吐出口４０及び排出ライン４１を経由して排出される。
【図１】
2018509373.tif 000003
【図２】
2018509373.tif 000004
【図３】
2018509373.tif 000005
【図４】
2018509373.tif 000006
【図５】
2018509373.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月16日(2017.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に高炉スラグであり、ＣａＯ：＞３０重量％、ＳｉＯ２：＞３０重量％、及びＡｌ２Ｏ３：＞６重量％の主成分を持つスラグである溶融材料を粒子化する方法であって、
冷却液として水が保持されている粒子化チャンバーの中に当該溶融材料を導入し、しかも、当該溶融材料を急冷して及び粒子にして潜在水圧粒子を得て、
当該水に酸を添加し、沸点の状態に持ってきた水だめの上か又は沸点の状態に持ってきた水浴の中に、当該溶融材料を導入し、及び、粒子化チャンバーの中の当該溶融材料に、粉砕機を用いて機械的粉砕を施す、ことを特徴とする、前記の方法。
【請求項２】
前記酸として、鉱酸、特に硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸、又は有機酸、特にギ酸、酢酸、脂肪酸（例えば、ステアリン酸）又はリグニンスルホン酸、又はそれらの混合物を使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該水のｐＨ値を測定し、及び、当該酸の供給を調節して当該水の所定のｐＨ値を維持することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ローターを用いて機械的粉砕を実施することを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項５】
粉砕機を、少なくとも部分的に水浴中に又は水だめに隣接して配置することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
半径方向に伸びるローターの少なくとも１つのチャンネルを通して又はローターの軸方向の穿孔を通して当該水を導くことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
当該水が蒸発する一方で、溶融材料を急冷して粒子にし、及び、蒸発した水を凝縮の後に循環し、そして、戻りの後に沸点の状態に持ってくることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
粒子化チャンバーを粉砕機として構成し、及び、当該粉砕機の金属粉砕媒体で当該溶融材料を急冷し、及び、粉砕媒体の作用で凝固材料粒子を粉砕することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
水性ガス反応を達成するために、例えば炭化水素などの炭素含有化合物及び／又は炭素を、粒子化チャンバーの中に導入することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
水だめ又は水浴を受けるための水盤を有する粒子化チャンバーと、溶融材料用の供給装置と、当該水盤の中への水供給開口と、酸用の供給と粒子化された物質用の吐出口とを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
物質供給の領域で粒子化チャンバー中に、特にローターである粉砕機を配置することを特徴とする、前記の装置。
【請求項１１】
水盤中に保持される水のｐＨ値を決定するためにセンサーを提供し、それは、当該水のｐＨ値を所定の値に維持するために酸供給の量調整と一緒に機能することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
当該溶融材料用の供給装置が、粒子化チャンバーの中に突き出ているディップチューブを含むことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
特にローターである粉砕機を、水浴中に又は水だめに隣接して配置することを特徴とする、請求項１０、１１又は１２に記載の装置．
【請求項１４】
当該ローターが、水の通路の半径方向に伸びる少なくとも１つのチャンネル又は軸方向の穿孔を有することを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
水蒸気及び／又は反応性ガスの導入のために、好ましくは当該溶融材料の供給領域の中に広がるチャンネルを当該ローターが有することを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
当該粒子化チャンバーが、金属粉砕媒体で満たされている粉砕機として構成されることを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
当該粉砕機が、回転可能で駆動可能なドラムによって形成された収納体を有し、そして、特にボールミル、フォールミル、ドラムミル、チューブミル又はシーブドラムミルとして構成されることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
当該粉砕媒体が、特に鋼球である金属球から形成され、その直径は、好ましくは少なくとも１５ｍｍ、特に少なくとも２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
穿孔を備えてそして粉砕スペースを定めるインナージャケットと、アウタージャケットとを、当該粉砕機が有し、しかも、水盤を構成してそして水供給に接続する環状のスペースを、当該インナージャケット及び当該アウタージャケットが定めることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の装置。
【国際調査報告】
2018509373.tif 000008
2018509373.tif 000009
2018509373.tif 000010
2018509373.tif 000011
2018509373.tif 000012
2018509373.tif 000013