(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済触媒、裁断した軽い自動車の断片、スクラップ金属、電気亜鉛メッキの残滓、下水汚泥物の少なくとも一つからなる産業廃棄物あるいは金属酸化物を含有する焼却残滓およびスラグの固形物を、乾燥し、そして予備加熱し、該固形物の溶成物を得るために溶融酸化反応炉に供給して処理する方法において、金属浴の分離下で該溶成物がＦｅＯを含有するスラグを得るために少なくとも部分的に酸化し、該スラグは非鉄金属が粗青銅の形で鉄浴から分離されるように、溶融スラグ浴と該溶融スラグ浴の下にある鉄浴に、スクラップ鉄添加およびＣＯまたはＣＯ２吹き込みの何れかによって非鉄金属の還元を実施する第一還元段階と、
該スラグ中のＦｅＯ量を減少させるために、ＣａＣＯ３、ＣａＯおよび炭素によって間接的な鉄還元を実施する第二還元段階と、
からなる２段階還元により還元することを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物を含有する焼却残滓の処理方法。
【請求項２】
前記第二還元段階の間接的な鉄還元がＯ2 添加の下で行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第二還元段階でＣＯまたはＣＯ2 混合物が形成され、更に還元ポテンシャルを減少させるために該ＣＯまたはＣＯ2 混合物をＯ2 で部分的に燃焼させて、銅還元のために部分燃焼した該ＣＯまたはＣＯ2 混合物を前記第一還元段階に導入することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記スラグ浴の下にある鉄浴にＣａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素の少なくとも１種を吹き込むランスを設けたことを更に含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ランスを通じて該鉄浴にＯ2 を吹き込むことを更に含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第二還元段階で該スラグ中の鉄酸化物を該鉄浴の精製のために使用することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第一還元段階において、更にスクラップの形で導入された鉄から非鉄金属不純物を完全に分離することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第一還元段階から銅に加えて更に親鉄性の錫およびニッケルの重金属を含む液状銅合金を分離し、かつ該銅合金を前記溶融酸化反応炉に再利用する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記溶融酸化反応炉の酸化ポテンシャルを調整する手段を更に含み、該工程が銅を含む鉄よりも貴な金属を除去した条件下で鉄との反応を効果的に行う燃焼であり、銅を溶融物として抽出することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
使用済触媒、裁断した軽い自動車の断片、スクラップ金属、電気亜鉛メッキの残滓、下水汚泥物の少なくとも一つからなる産業廃棄物あるいは金属酸化物の固形物を、溶融し、少なくとも部分的に酸化し、乾燥し、次いでスラグとするために予備加熱して第一および第二還元段階でスラグを還元する装置であって、
前記固形物を溶解し、少なくとも部分的に酸化するよう構成された溶融酸化反応炉と、
前記溶融酸化反応炉に続けて、金属浴の分離下で溶成物がＦｅＯを含有するスラグを得るために少なくとも部分的に酸化し、スラグは非鉄金属が粗青銅の形で鉄浴から分離されるように、溶融スラグ浴と該溶融スラグ浴の下にある鉄浴に、スクラップ鉄添加およびＣＯまたはＣＯ２吹き込みの何れかによって非鉄金属の還元を実施する第一還元段階を実施するよう構成された鉄浴反応炉と、
前記鉄浴反応炉に続けて、該スラグ中のＦｅＯ量を減少させるために、ＣａＣＯ３、ＣａＯおよび炭素によって間接的な鉄還元を実施する第二還元段階を実施するよう構成された鉄浴焙焼炉と、
前記溶融酸化反応炉、鉄浴反応炉および鉄浴焙焼炉のそれぞれ相互に連結スラグのオーバーフロー流路手段、を備えたことを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物金を含有する焼却残滓の処理装置。
【請求項１１】
前記溶融酸化反応炉が、少なくともフラッシュ溶解炉および向流高炉の何れかからなり、前記フラッシュ溶解炉および向流高炉の何れかに連結するダクト導入手段および燃焼バーナー手段を更に有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記ダクト導入手段および燃焼バーナー手段が裁断された廃棄物を導入するために設けられたことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記鉄浴焙焼炉が、スラグ排出手段と、更に、前記スラグ排出手段に連結された造粒手段を更に有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記造粒手段が、蒸気造粒粉砕機であることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
金属を排出するために前記鉄浴反応炉に連結する煙突と、スクラップ追加のために該鉄浴反応炉に連結する閉鎖可能な開口部を更に有することを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１６】
前記煙突が鉛蒸気を排出するために設けられたことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
該鉄浴反応炉が、誘導加熱手段を備えた金属浴排出手段からなり、更に鉄蓋を有する分離取鍋を前記金属浴排出手段に続けて設けたことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物あるいは金属酸化物を含有する焼却残滓、特に触媒、裁断した断による比較的軽い断片物、金属スクラップ、電気亜鉛メッキの残滓および／または下水汚泥物、を処理するために、乾燥され、予備加熱された固形物を溶融酸化反応炉に供給して処理する方法、並びにその方法を実施するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物、例えば、産業廃棄物、家庭内および／または特殊な廃棄物、同様に自動車の処分に起因する廃棄断片などの処分については種々の方法が知られている。
【０００３】
例えば、ＤＥ  ２３０４３６９Ｂに開示されているように、溶融気化反応の異なった形態が採られる有機化合物を揮発ないし液化して分離する熱分解分離法が知られている。これに類する方法として、ＦＲ７５３５７８９ＡおよびＥＰ−００２４２５０Ａ１に見られる方法が、高炭素物質の熱的な分解、特に廃棄物質に適用される。ＤＥ３０１９０６６Ａ１においては、高炉プロセスの残滓に含有される鉄、亜鉛、鉛を回収する方法が開示されている。従来の焙焼反応に替わる複合反応は、鉄浴中に含まれる石炭による急速還元、還元された亜鉛の選択的蒸発、鉄溶解およびスラグ層における硫黄の富化の下での容器上への金属亜鉛の沈殿などから成る。特に、溶融酸化反応炉を使用する溶融気化プロセスで、金属部分をスラグ中に大部分酸化させることは既に提案されており、このようにして得られたスラグは、様々な後処理の形を経て再利用可能な物質、例えば、セメント骨材あるいはセメント代替物に加工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明による方法は、当初規定した目的のために、親鉄金属、特に銅、錫およびニッケル、同様に耐候性金属、特にカドミウム、亜鉛、鉛、などの当初に述べた残留物からの個別抽出、および非鉄金属のない銑鉄や同様に殆どが特にアルミ酸化物の富化された量で回収可能な鉄分を含まない高炉スラグを得、水中で硬化する性質を示し、しかもこれから得られた混合セメントの初期強度を増加させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を解決するため、本発明による方法は、実質的に金属浴の分離下で溶融物をスラグ化するため少なくとも部分酸化した後に、スラグは２段階で還元される。第一段階として、非鉄金属が粗青銅の形で分離されるように鉄浴の形成下で非鉄金属の還元がスクラップ添加あるいはＣＯ／ＣＯ2 吹き込みによって達成される。更に、間接的な鉄の還元がＣａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素の手段で、任意的にスラグのＦｅＯ量を軽減するためにＯ2 を添加して、第二段階が達成される。更に詳細には、本発明は、産業廃棄物あるいは金属酸化物を含有する焼却残滓およびスラグ、例えば、使用済み触媒、裁断した軽い自動車の断片、スクラップ金属、電気亜鉛メッキの残滓および／または下水汚泥物、の少なくとも一つの固形物を乾燥し、そして予備加熱し、該固形物の溶成物を得るために溶融酸化反応炉に供給して処理する方法において、金属浴の分離下で該溶成物がＦｅＯを含有するスラグを得るために少なくとも部分的に酸化され、該スラグは、非鉄金属が粗銅形成において該鉄浴から分離されるように、溶融スラグとこの溶融スラグ下にある鉄浴を形成するためにスクラップの添加およびＣＯ／ＣＯ2 吹き込みの何れかによって非鉄金属の還元を実施するための第一還元段階と、該スラグ中のＦｅＯ量が減少させるためにＣａＣＯ3 ，ＣａＯおよび炭素によって間接的な鉄還元を実施するための第二還元段階からなる２段階還元により還元されることを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物含有する焼却残滓の処理方法と、この方法を実施するための装置であって、前記固形物を溶解するために受け入れ後、少なくとも部分的に酸化することから成る溶融酸化反応炉と、前記溶融酸化反応炉に続けて第一還元段階を実施するよう構成された鉄浴反応炉と、前記鉄浴反応炉に続けて第二還元段階を実施するよう構成された鉄浴焙焼炉と、前記溶融酸化反応炉、鉄浴反応炉および鉄浴焙焼炉のそれぞれに相互に連結するスラグのオーバーフロー流路手段を更に含むことを特徴とする廃棄物あるいは金属酸化物含有する焼却残滓の処理装置を要旨とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で提案した２段階の還元法により、スラグ中に鉄酸化物を残留させるような第一段階において、親鉄金属、例えば粗青銅の形態で金属化することが可能になる。第二段階においては、間接的な鉄の還元がスラグのＦｅＯ量を低減することに効果がある。本発明に従えば、第二段階で炭酸カルシウム、酸化カルシウムおよび炭素の添加ないし任意的に酸素の添加下での操業であるため、焙焼反応が達成される。その結果、追求した目的であるスラグ特性の重要な改良が可能になった。前述の焙焼反応において、既に貴金属および親鉄金属が分離されている実質的に貴金属を含まない溶融スラグを製造する。以下に記載する化学反応が基本的に含まれる。
Ｃ  ＋  ３Ｆｅ  →  Ｆｅ３Ｃ
ＣａＣＯ３→  ＣａＯ  ＋  ＣＯ２
Ｆｅ３Ｃ  ＋  ＣＯ２→  ２ＣＯ  ＋  ３Ｆｅ
ＣＯ２＋  Ｃ  →２ＣＯ
Ｃ  ＋  １／２Ｏ２  →  ＣＯ
形成されるＣＯは、鉄浴からスラグ中に拡散させることが可能で、鉄酸化物の存在を軽減し得る。しかしながら、スラグ中の鉄の還元は、ＣＯ／ＣＯ２混合ガス中でＣＯ重量の約１５％までの範囲で起こる。本発明による方法の好ましい更なる開発は、第二還元段階で形成されたＣＯ／ＣＯ２混合ガスはＯ２で部分的に燃焼させて還元ポテンシャルを減少させ、更に前記ＣＯ／ＣＯ２混合ガスは、Ｃｕを還元するために第一還元段階に導入される。従って、第一還元段階における非鉄金属の還元は、第二還元段階で鉄の更なる還元を満足させずに還元ポテンシャルを実質的に減少させることで助長される。この第一還元段階は、上記鉄浴に効果的で、ＣＯ：ＣＯ２の部分的な圧力比は、既に鉄浴中にあるＦｅＯを還元するには十分でない。これは、第一還元段階にある反応炉で行われる。前述のような限定条件下において、ＣＯの部分的圧力が余りにも高い場合には、第一還元段階において非鉄金属の還元が実際に効果を発揮させ、かつ確実に行わせるため追加的な部分燃焼が酸素により行われる。従って、ＣＯ／ＣＯ２混合ガスの還元ポテンシャルは、第一還元段階を実現させる場合に、鉄浴反応炉中でＦｅＯがスラグで還元させることが出来なくなるように中和しなければならない。
【０００７】
第二還元段階において、スラグに加えて、依然として鉄浴のようなものが存在している場合には、ＣａＣＯ3 、ＣａＯおよび炭素を導入してもよく、スラグ中の酸化鉄は直接還元によって鉄浴の炭素を精製する。鉄浴焙焼炉における適切な反応式は以下のような化学式で表される。
Ｆｅ3 Ｃ  ＋（ＦｅＯ）スラグ  →  ４（Ｆｅ）鉄浴  ＋  ＣＯ↑
【０００８】
この精製方法は、適切な攪拌によって更に助長される。それは、ＣａＣＯ3 、ＣａＯ  および／またはＣ、任意的にＯ2 がスラグ下にあるＦｅ浴にランスを通して吹き込まれる手段で有利に精製される。鉄浴焙焼炉において形成される生石灰（ＣａＯ）は、鉄浴よりも軽く、かつ鉄浴に不溶性であり、ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 を含んでいる溶融酸化スラグに拡散する。合成された高炉スラグに対するケイ酸塩による発熱反応が起こるとエネルギーバランスを飛躍的に向上させる。廃棄物残滓の焼却により、高いＡｌ2 Ｏ3 量が考慮されるべきであり、その結果として、スラグ造粒に対してそれぞれの混合セメントに望まれる高い初期強度値をもたらす。本発明による鉄浴焙焼炉の加熱は、鉄浴中に固溶している炭素をＣＯにする酸素精製という簡単な方法で効果的に行えるかもしれない。他の手段による加熱方法として、例えば、誘導加熱や熱伝導加熱などが勿論考えられ得るものである。
【０００９】
都合のよいことに、第二還元段階においてスラグ中の鉄酸化物は、鉄浴を精製するために使用されるという処理が採られ、非鉄金属不純物はスクラップの形で第一還元段階で導入されたＦｅにより完全に第一還元段階において分離された。このように、第一還元段階で導入されたＦｅは、第二還元段階で非鉄金属不純物のない状態で回収することができる。第一還元段階において初期に導入されたスクラップ鉄は、冶金学的に銅に起因する不純物なしに純粋な形で回収されると同時に適切に純化される。通常、非鉄金属に汚染されたスクラップ鉄は、高炉銑鉄を混ぜることによって要求された品質レベルまで品質を上げることができる。
【００１０】
屑スクラップ鉄は、原則として全く使用しないので殆どが捨てられる。本発明による２段階還元は、前述の使い物にならなかった屑スクラップのような出発材でさえ第一還元段階で適切に純化される機会が提供される。しかも、引き続き同一物が再利用可能な製品、すなわち、高グレードの純鉄に変換される。それと同時に、耐候性の混合された金属および青銅は分散することができ、清浄金属分別法は、このようにして実現することができる。本発明による方法の好ましい更なる開発として、鉄浴反応炉においては、先ず第一に強くない還元下で実施され、重金属、例えば錫、ニッケル、および銅を含むような液状の銅合金を分離することで実現しうる。最終的は、目的物を溶融酸化反応炉を使用した循環処理を繰り返すことによって品質を向上させられるかもしれない。酸化ポテンシャルは、鉄を含めた投入量全量に対して鉄より貴な金属である銅と同時に燃焼させずに調整される。本発明による方法において、特に有利な方法として、溶融酸化反応炉における酸化ポテンシャルは、燃焼が銅のような鉄より貴な金属を除去した条件下であれば、Ｆｅに対して燃焼を制御することで調整され、銅は溶融物として抽出される。
【００１１】
本発明方法を達成するための装置は、溶融酸化反応炉に加えて、実質的に鉄浴反応炉と鉄浴焙焼炉が前記溶融酸化反応炉に連結して設置され、スラグ層を排出する流路で相互に連結されている。鉄浴反応炉は、第一還元段階を実施するために用意され、また、鉄浴焙焼炉は第二還元段階を構成する。有利な点として、配列は、溶融酸化反応炉が粉々に粉砕、裁断された廃棄物を導入するダクト供給器とバーナーを有するフラッシュ溶解炉および／または向流高炉からなり、これ等は蒸気圧による造粒粉砕器のような造粒手段に連結され、好ましくは鉄浴焙焼炉のスラグ排出部に連結されている。向流高炉は、目的物の向流予備加熱およびダクトを効果的に捕捉し固体の状態での供給の理由から特に有益である。特に、この種の造粒手段、例えば蒸気圧による造粒粉砕器は、水酸化性ガスの爆発を回避するために技術的に非常に低い量の純鉄を有するスラグを必要条件とする高圧水によって効果的に行われる。この鉄浴焙焼炉の使用によって高純度の純鉄を得ることが保証される。特に有利な方法として、本発明による装置は、金属、特にＰｂを蒸気で排出するための煙突とスクラップの追加のための閉鎖可能な開口部から成り、これらが鉄浴反応炉に連結されている。鉄浴反応炉の金属浴の排出部には誘導加熱を備えており、しかも連続して配置された鉄蓋を有する分離取鍋を設けている。以下に例示的態様で本発明を更に詳細に説明すると共に、図面に概略的に示された本発明にかかる装置を詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】
＜実施例１＞
以下のスラグ組成が廃棄物スラグ処理のために準備された。
0003754116.tif 000002
0003754116.tif 000003
【００１３】
フラッシュ溶解炉の加熱は、中性ガス（Ｈｕ＝３６  ＭＪ／Ｎｍ3 ）が効果的であった。廃棄物スラグのトン当たり中性ガス５６Ｎｍ3 （約２ＧＪ／ｔスラグ）が要求された。鉄浴反応器においては、電力加熱維持作業に溶融スラグトン当たり１９０ＫＷｈが要求された。また、鉄浴焙焼炉における加熱も誘導加熱で行われ、電力加熱維持作業に２４０ＫＷｈ／ｔが必要であった。得られた合成高炉スラグの重金属量について、ＡＡＳ（原子吸収分析）の測定結果を以下に示した。アルカリ（Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ）量は、生石灰の添加で次のような蒸発作用のメカニズムによって極端に低下した。
Ｎａ2 ＳｉＯ3 ＋  ＣａＯ  →  Ｎａ2 Ｏ↑  ＋  ＣａＳｉＯ3 
【００１４】
溶融スラグトン当たり（鉄酸化物のない状態に換算して）２５０ＫｇのＣａＣＯ３（１４０ＫｇのＣａＯに相当）を粉砕して添加された。鉄浴焙焼炉内の鉄浴へのＣａＯ／ＣａＣＯ３／Ｃ／Ｏ２の添加は、希望するＣＯ／ＣＯ２圧力比の機能として制御された。鉄浴焙焼炉内の鉄浴の鋼品質への精製も考え得ることである。
【００１５】
鉄酸化物の還元および石灰の添加後、得られたスラグは以下のような化学分析を示した。
0003754116.tif 000004
【００１６】
水噴霧によるスラグの粒状化後、以下のような鉱物相が確認することができた。
スラグは、圧倒的にガラス質のメリライト（オケルマナイト：２ＣａＯ−
ＭｇＯ−２ＳｉＯ2 ）と透輝石（ＣａＯ−ＭｇＯ−２ＳｉＯ2 ）の結晶相
水圧試験（”Ｋｅｉｌ”法による水圧指数）では非常に良いスラグ品質（ＨＩ＝８７％）をもたらした。このように、スラグは水に活性な混合セメント材として十分適している。更に、廃棄物トン当たり高炉鉄品質に相当する１５０Ｋｇの銑鉄が回収された。
【００１７】
これらの実質的な冶金的方法に加えて、エネルギー消費量は適切な予備処理により最小にすることができる。塩化物の投入を最小限にするためにダストフィルターによる捕捉の予備処理が特に効果的である。塩化物は、大量の金属塩化物の蒸発を促し、しかも塩化カルシウムから成ると思われるガラスの瘤と呼ばれるものを形成するなど冶金的に酷い悪影響をもたらす。前述のガラスの瘤は、実際的には純化された溶融スラグから分離することができない。スラグセメントに含まれる塩化物は、スラグセメントが例えばステイ ールコンクリートに使用される場合には、強度向上および腐食挙動阻止に対して極端な逆効果を持つ。
【００１８】
熱効率の観点からの好ましい方法は、フラッシュ溶解炉法あるいは向流高炉法を統合して成る予備加熱を行うことである。更に、熱伝導は、ダストの形で貯蔵する手法を導入することによって実質的に改善され、かつ増大される。ドラムタイプの乾燥機におけるスラグ乾燥に関して、ＫＶＡフィルターダスト（溶融および還元プロセスから派生するフィルターダスト）に類似する手段で形成する空気で運ばれるダストを処理することが好ましい。フラッシュ溶解炉においては、非常に優れた方法でのダスト装入が、全体の酸化が容易に実現するように溶融滴に変換されることができる。ガス状空間に対する固形ないしは溶融表面の高い比率の故に、適切な熱伝導が確保される。乾燥され、かつ再ダスト処理された塊状物は、ある分量で排ガス煙突を通じるなどの簡単な手段で液状の溶融スラグ中に添加されるため、形成かつ落下する溶融金属は希望する酸化を確保すべく例えば、浸漬ランスなどの手段で酸化される。完全な酸化の場合には、塩化物は重金属塩化物、例えばＣｌ2 あるいはＨＣＬの形で多量に蒸発させる。塩化物の余りにも多過ぎる装入は、凝縮に起因する排ガス煙突あるいは予備加熱システムで重大な沈殿物の問題を引き起こすことになる。硫黄の多過ぎる装入は、初期にＳＯ2 に燃焼して同様に沈殿物の問題を引き起こす。溶融酸化反応炉において、注出口は銅−錫−ニッケル合金が形成されるように最下部で取り付けられている。
【００１９】
当初要求された鉄浴反応炉において、温度は特に有利な手段で誘導加熱で維持される。その結果、例えば、熱供給が必要とされない場合にはコイルシステムを軽減でき、依ってコイルの水冷に伴う電力損失を軽減できる。そのような鉄浴反応炉において、２つの混合しにくい安定な相、主に少量の鉄の相と同様に多量の銅を含有する相が発現することが示された。鉄浴反応の初期においては、スクラップあるいは廃棄物の装入に相当する鉄合金は、例えば、鉄浴全体にわたり存在する。この種の廃棄物スクラップは、一般に例えば０．５ｗｔ％の銅を含んでいる。溶融状態においてそのようなスクラップ合金を保つには、約１５５０℃の温度を必要とされる。この鉄浴からスラグの流出開始に伴い、銅酸化物はスラグの外で還元され、同時に鉄は鉄酸化物に浴の外で酸化される。従って、鉄浴は銅で富化され、鉄酸化物はスラグ中に移行していく。鉄浴中の銅量が約２０ｗｔ％に達した直後に浴温は固体の金属合金の分離なしで約１４８０℃に低下させられる。スラグ中で必然的に低い銅量の確保のために必要かつ十分な還元力により、スラグのように金属浴が１４５０℃で液状化されるように、鉄−銅状態図において平衡に達っせられた。スラグ流出の末期に、鉄浴は注出され、かつ約１１００℃の温度に冷却される。上述の場合において、約８％の銅を含んでいる鉄合金は、約４％の鉄を有する液状の銅合金上に浮かんでおり、層として分離する。冶金的観点から、この銅合金は、貴重な原料である粗青銅を構成する。鉄の層は、鉄の損失をバランスさせるために鉄合金の６部を銅合金の５．５部で平衡になるようにスクラップと共に鉄浴に再導入される。通常、粗スラグは約１ｗｔ％の銅量を含むが零に近ずくよう低減される。
【００２０】
本発明によって提案された操業形態によれば、スラグ４８トンが鉄１トンの装入によって銅のないものが得られた。もし、錫酸化物の全量が１５００℃でスラグの中から還元されることができるなら、鉄浴の注出濃度は鉄で約７５％に達する。旋回する流れおよび熱的な流れの理由から、鉄とスラグが混合する際に生じる或る種の攪拌流が誘導坩堝の上部で直接造られ、これは溶融スラグから非鉄金属の還元に有益なことである。このような攪拌流は、誘導攪拌によって更に強化される。還元された非鉄金属の沈殿が薄い領域で再度起こるが、その薄い領域において決定的な重要度を占める比較的薄いスラグ層は如何なる状況下でも還元された非鉄金属の沈殿距離および時間を短くすることを確実にする。鉄浴がどこにでもある炭素と接触に入らないことが重要である。その理由は、炭素と平衡状態にある高融点セメンタイトを形成し、明らかに鉄浴の粘性の極端な増加を含むことになるが、もしそれが不可能でないなら、非鉄金属の沈殿作用は酷く遅れることになる。耐候性の重金属である亜鉛とか鉛は、ガス状でスラグ中に残るが、凝縮ないし燃焼の形で煙突から排出される。希釈された溶融スラグは水で冷却され、そしてガス造粒ないしは蒸気造粒粉砕機の手段で活性化した原料になる。
【００２１】
＜実施例２＞
パーセスミス酸化法において転炉スラグから銅スラグの形成は、１３５０℃で液状で以下の組成を有していた。
0003754116.tif 000005
0003754116.tif 000006
【００２２】
上記分析は、特別な廃棄物捨て場に山積みされたようなこの種のスラグを許容する重金属と同様に高い鉄酸化物量を示している。本発明による方法では、上記銅スラグが、
ａ）混合セメント組成物としての高グレードのポゾラン
ｂ）いわゆる精錬銅
ｃ）亜鉛／鉛の混合金属
ｄ）高グレードの鋳鉄
に変換される。
【００２３】
本発明による方法は、それ故に、銅精錬の潜在的な生産量を増加させることができる。更に、廃棄問題、すなわち、廃棄物の山積みは回避される。液状の銅スラグは、酸化状態で加熱された取鍋、すなわち、溶融酸化反応炉に供給される。加熱は、天然ガスをエアーバーナーの手段で行われた。その場合、空気は酸素で富化されるか、あるいは置換される。溶融物は１５００℃に加熱され、引き続き、誘導加熱で加熱された鉄浴反応器に供給される。それ故、重金属の希釈は、既に述べたような方法で行われ、粗銅（〜４％Ｆｅ）が酸化状態に保持された取鍋に鉄の酸化のために供給され、精錬銅が回収される。亜鉛および鉛は蒸発する。
【００２４】
重金属の希釈されたスラグは、依然高い鉄酸化物を含有しているので既に述べた鉄浴焙焼炉に送られる。そこで、鉄酸化物はＣ／Ｏ2 ／ＣａＣＯ3 の手段で還元され、銑鉄として抽出される。このスラグは、空気造粒機でガラス状の物質（ポゾラン）として得られる。ポゾランは以下の組成物を有する。
0003754116.tif 000007
【００２５】
現実には、ＡＳＭ  Ｃ１０９規格でＳＡＩ値＝１１２％（特に、混合セメントで２８日強度が飛躍的に向上）の優れたポゾラン特性を有するガラス量９８％の製品が得られた。
【００２６】
以下に、本発明を模式的に示した図面に基づいて代表的態様を示す装置で本発明を更に詳細に説明する。
図１より、フラッシュ溶解炉１が、ガス排出炉のように、溶融酸化反応器の上部に配置されている。ダストは、フラッシュ溶解炉１に導入され、燃料および任意的に細かく裁断された廃棄物も供給可能である。予めドラム状の乾燥機で予備加熱された塊状の原料がガス排出炉に導入される。溶融酸化反応炉から鉄、アルミニウムおよび炭素の酸化が行われ、スラグは加熱された浴の排出部５を連結する鉄浴反応炉４に取り込まれる。この浴の排出部５は加熱が必要ない場合の電力損失を最小にするために誘導加熱部と置き換え可能な誘導加熱コイルを設けている。フラッシュ溶解炉に導入されたダストは、例えば、再処理用サイクロン６から取り出せる。廃棄物の灰化装置からのフィルターダストは、前記フラッシュ溶解炉に導入する前に塩化物による洗浄に付される。
【００２７】
溶融酸化反応炉内での望ましい酸化は、溶融スラグ中へのランス７を通じて酸素を吹き込むことである。溶融酸化反応炉３と鉄浴反応炉４の間でのオーバーフロー領域に、攪拌領域８を激しいスラグ反応が特に起こるように加熱排出部５の上部に設けられている。鉄浴反応炉４内でスラグの流れ方向に従って、層状領域９が形成され、非鉄金属の沈殿が促進される。その後、スラグは鉄浴焙焼炉１０に取り込まれる。この鉄浴焙焼炉１０において、炭酸カルシウム、酸化カルシウムおよび炭素、任意的に酸素がランス１１を通じてスラグの下にある金属浴に吹き込まれる。金属浴は、再度銑鉄として抽出される。亜鉛および鉛は、鉄浴反応炉４から蒸気の形で排出される。その結果、ＣＯ／ＣＯ2 混合物と還元された還元物は、鉄浴焙焼炉１０から抽出され、鉄浴反応炉４で再生される。
【００２８】
スラグは鉄浴焙焼炉１０から排出され、最終的に圧搾空気および高圧水が供給される蒸気造粒粉砕機に送られる。この蒸気造粒粉砕機で得られた製品は、優れた水硬特性を有する耐候性高炉スラグであり、造粒工程で生成する高温ガスは乾燥機で再利用可能である。金属排出部５を通じて鉄浴反応炉から排出された金属は、分離取鍋１２に供給されるが、粗銅は鉄蓋の下で分離されている。この粗銅は、溶融酸化反応炉３で酸化されて再成されるが、その際、非鉄金属ないし鉄より貴な金属は前記溶融酸化反応炉から直ちに抽出されるためにそれ以上酸化されることはなく、金属相は青銅からなっている。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、全体プロセスが熱放出作用を利用しているため有利な方法でエネルギーの回収に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される処理装置とその処理フローを示した図である。
【符号の説明】
１…フラシュ溶解炉
３…溶融酸化反応炉
４…鉄浴反応炉
５…排出部
６…再処理用サイクロン
７…ランス
８…攪拌領域
９…層状領域
１０…鉄浴焙焼炉
１１…ランス
１２…分離取鍋
【図１】
0003754116.tif 000008