(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼工程に供される化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法において、使用済みの前記耐火物レンガを製鋼工程にて発生するスラグと接触させることにより含有する化合物態窒素を除去することを特徴とする化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法。
【請求項２】
製鋼工程にて発生するスラグは、組成にＳｉＯ2、ＭｎＯ、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4を含み、これら酸化物に含有される酸素の換算量がスラグ重量の３０％以上であることを特徴とする請求項１記載の化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法。
【請求項３】
製鋼工程にて発生するスラグは、初期温度が１３００℃以上であり、該スラグとの接触は空冷条件下で１０時間以上とすることを特徴とする請求項１または２記載の化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物である化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼工程に供される耐火物レンガのうち、化合物態窒素（特にＡｌＮ態）を含有する耐火物レンガは、水と接触することによりアンモニアを生成する。従来、使用済みの化合物態窒素を含有する耐火物レンガは、反応の起こりにくい低温まで空冷後、埋め立て工程にて処理されていた。しかし、収集・運搬の際、雨水等水分の混入によって、アンモニアが発生してしまう。一旦、水分と接触した場合、水分は多孔質であるレンガに急速に浸透し、内部まで反応が進行する。このため、アンモニアの発生は長時間におよび、山積みしたレンガ内部に蓄積されたアンモニアにより、荷をおろす際に非常な悪臭が発生する。アンモニアは粘膜に対し強い腐食作用を示す物質ではあるが、土壌の汚染に係る物質としては指定されていない。しかし、近日の廃棄物管理の強化により、このような物質の埋め立て処理の委託は困難になってきた。
【０００３】
そこで、この様なアンモニアの発生を極力抑えるため、室温まで空冷後、出荷まで雨水がかからないように保管していたが、これはアンモニア発生抑制の対策に過ぎず、抜本的な解決にはならなかった。一方、このような化合物態窒素を含有する耐火物レンガの処理方法として、酸化雰囲気中にて加熱処理する方法について特公平６−１０２８０１号に開示されている。しかし、この方法では脱窒を行う際に、新たな工程及び装置を導入する必要があるため導入に際しコストがかかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、アンモニアの発生を抑制するのではなく、化合物態窒素を含有する耐火物レンガ中の窒素分を除去する方法を提供し、さらに、製鋼工程において新規設備を導入する必要が無く、かつ、処理において追加コストの発生のない脱窒方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、製鋼工程に供される化合物態窒素を含有する耐火物レンガを製鋼工程にて発生するスラグと接触させることにより脱窒を行うものである。製鋼工程によって発生するスラグの温度は、その鋼種によって異なるが１３００〜１７００℃の範囲にあり、多量の酸素を含んでいる。この高温状態のスラグに化合物態窒素を含有する耐火物レンガを１０時間以上接触させることにより、レンガ中で窒素と化合物を形成しているアルミニウムが酸化され、窒素がスラグ中に吸収される。
【０００６】
すなわち、上記の課題を解決する本発明の手段は、請求項１の発明では、製鋼工程に供される化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法において、使用済みの化合物態窒素を含有する耐火物レンガを製鋼工程にて発生するスラグと接触させることにより含有する化合物態窒素を除去することを特徴とする化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法である。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の手段の処理方法において、製鋼工程にて発生するスラグは、組成にＳｉＯ2、ＭｎＯ、Ｐ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4を含み、これら酸化物に含有される酸素の換算量がスラグ重量の３０％以上であることを特徴とする請求項１の手段における化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法である。
【０００８】
請求項３の発明では、製鋼工程にて発生するスラグは、初期温度が１３００℃以上であり、該スラグとの接触は空冷条件下で１０時間以上とすることを特徴とする請求項１または２の手段における化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理方法である。
【０００９】
上記の手段の脱窒反応は、スラグ中に多量に存在する酸素による化合物態窒素を含有する耐火物レンガ中の窒化アルミの酸化と、これにより遊離した窒素あるいは窒素化合物のスラグへの移動からなると考えられ、スラグの酸素量及び窒素飽和溶解度及び窒素吸収速度定数、スラグとレンガの体積比及び反応界面積、スラグの温度、接触時間等が脱窒能に関与するパラメーターであると考えられる。この反応により、水と接触時のアンモニア発生量は埋立処理に供するのに十分な濃度まで減少する。また、化合物態窒素を含有する耐火物レンガとスラグを接触させる際、従来、砂類を購入してスラグ鍋保護材として鍋底に挿入していたが、この保護材の代わりとして化合物態窒素を含有する耐火物レンガを用いる。これによっても化合物態窒素を含有する耐火物レンガの脱窒処理性能及びスラグ鍋保護性能上問題は無いうえ、スラグ鍋保護材の購入費分のメリットがある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
化合物態窒素を含有する耐火物レンガを製鋼工程にて発生するスラグを受ける鍋（以下、「スラグ鍋」という。）の保護材として鍋底に敷き、従来の製鋼工程に従いスラグをスラグ鍋に入れる。これによりスラグと化合物態窒素を含有する耐火物レンガが接触し、このレンガの脱窒が行われる。スラグの温度はその鋼種によって異なるが１３００〜１７００℃の範囲にあり、その成分中に酸素換算量として３０％以上の酸素を含んでいる。この高温状態のスラグに化合物態窒素を含有する耐火物レンガを１０時間以上接触させることにより、このレンガ中で窒素と化合物を形成しているアルミニウムが酸化され、窒素がスラグ中に吸収される。
【００１１】
これにより、水と接触時のアンモニア発生量は埋立処理に供するのに十分な濃度まで減少する。処理後の化合物態窒素を含有する耐火物レンガ中の窒素含有量は処理前の５％まで減少する。
【００１２】
さらに、化合物態窒素を含有する耐火物レンガとスラグを接触させる際、従来、砂類を購入してスラグ鍋保護材として鍋底に挿入していたが、この保護材の代わりとしてこの化合物態窒素を含有する耐火物レンガを用いる。これによっても化合物態窒素を含有するレンガの脱窒処理性能およびスラグ鍋保護性能上の問題は無く、さらにスラグ鍋保護材の購入費分のメリットがある。
【００１３】
【実施例】
化合物態窒素を含有する耐火物レンガ約２００ｋｇを、従来の保護材約５００ｋｇと混合して、容量約１０ｔのスラグ鍋の鍋底に装入する。このスラグ鍋に製鋼工程により発生したスラグ約７ｔを受け、スラグが凝固するまで約１５時間放置する。この処理に供するスラグ成分は表１に示す。
【表１】
0003808307.tif 000002
【００１４】
装入時１５００℃であったスラグ温度は約５００℃まで空冷され、冷却終点においてスラグは凝固する。スラグ凝固後の化合物態窒素を含有する耐火物レンガをスラグと共に破砕し路盤材の用に供した。破砕された化合物態窒素を含有する耐火物レンガを溶出試験によりアンモニアその他の有害物質の溶出を調査した。この結果、アンモニアの溶出は微量であり、その他の有害物質も検出されなかった。処理前後の環境庁告示第１３号に基づく溶出試験の結果は表２に示す通りである。
【表２】
0003808307.tif 000003
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、製鋼工程に供される化合物態窒素を含有する耐火物レンガを製鋼工程により発生したスラグと接触することにより脱窒することにより、水と反応して発生するアンモニアの溶出も極く微量となり、埋め立て処理に十分供することができるなど、従来にない優れた効果を奏する。