ホーム > 特許ランキング > ＪＦＥスチール株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-75096使用済み高炉樋耐火物の処理方法および設備並びに高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024075096
(43)【公開日】2024-06-03
(54)【発明の名称】使用済み高炉樋耐火物の処理方法および設備並びに高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法
(51)【国際特許分類】
B09B 3/30 20220101AFI20240527BHJP
B09B 3/35 20220101ALI20240527BHJP
B03C 1/00 20060101ALI20240527BHJP
B07B 4/08 20060101ALI20240527BHJP
B07B 9/00 20060101ALI20240527BHJP
B03B 4/06 20060101ALI20240527BHJP
B03B 9/06 20060101ALI20240527BHJP
B03C 1/02 20060101ALI20240527BHJP
B07B 1/00 20060101ALI20240527BHJP
B09B 101/60 20220101ALN20240527BHJP
【ＦＩ】
B09B3/30
B09B3/35 ZAB
B03C1/00 B
B07B4/08 Z
B07B9/00 A
B03B4/06 065
B03B9/06
B03C1/02 A
B07B1/00 B
B09B101:60
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186293
(22)【出願日】2022-11-22
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083253
【弁理士】
【氏名又は名称】苫米地 正敏
(72)【発明者】
【氏名】塩飽 達宏
(72)【発明者】
【氏名】西名 慶晃
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 成人
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 勇輝
(72)【発明者】
【氏名】松永 久宏
【テーマコード（参考）】
4D004
4D021
4D071
【Ｆターム（参考）】
4D004AA16
4D004BA02
4D004BA05
4D004CA04
4D004CA08
4D004CA09
4D004CB13
4D004DA03
4D004DA20
4D021AA01
4D021AB02
4D021FA09
4D021GA02
4D021GA08
4D021GB01
4D021GB03
4D021HA01
4D021HA10
4D071AA81
4D071AB02
4D071AB14
4D071AB62
4D071CA05
4D071DA15
(57)【要約】
【課題】高炉樋の使用済み耐火物をＳＬ材、ＭＬ材、スラグなどに精度良く且つ効率的に分離することができ、使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を効率的に回収する。
【解決手段】高炉樋の使用済み耐火物を破砕する破砕工程Ａと、破砕された使用済み耐火物を磁力選別して金属鉄分を回収する磁選工程Ｂと、磁選後の使用済み耐火物を粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程Ｃと、分級されて粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ別々にエアテーブル式密度分離装置で高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程Ｄ1，Ｄ2とを備え、この密度分離工程Ｄ1，Ｄ2でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＭＬ材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳＬ材として回収する。
【選択図】図１
【解決手段】高炉樋の使用済み耐火物を破砕する破砕工程Ａと、破砕された使用済み耐火物を磁力選別して金属鉄分を回収する磁選工程Ｂと、磁選後の使用済み耐火物を粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程Ｃと、分級されて粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ別々にエアテーブル式密度分離装置で高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程Ｄ1，Ｄ2とを備え、この密度分離工程Ｄ1，Ｄ2でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＭＬ材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳＬ材として回収する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収することを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収することを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【請求項2】
密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で用いられるエアテーブル式密度分離装置は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【請求項3】
邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項２に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項２に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【請求項4】
破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【請求項5】
使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕装置（１）と、
該破砕装置（１）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別装置（２）と、
該磁力選別装置（２）による磁力選別を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級装置（３）と、
該分級装置（３）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離するエアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）を備え、
該エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収するようにしたことを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
該破砕装置（１）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別装置（２）と、
該磁力選別装置（２）による磁力選別を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級装置（３）と、
該分級装置（３）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離するエアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）を備え、
該エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収するようにしたことを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【請求項6】
エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【請求項7】
邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項６に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項６に記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【請求項8】
破砕装置（１）は、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕する破砕手段を有し、
分級装置（３）は、目開きが４～７ｍｍの篩と目開きが１～３ｍｍの篩を備え、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上が粗粒材ｘＬとなり、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上が中粒材ｘＭとなり、その篩のフルイ下が細粒材ｘＳとなることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
分級装置（３）は、目開きが４～７ｍｍの篩と目開きが１～３ｍｍの篩を備え、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上が粗粒材ｘＬとなり、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上が中粒材ｘＭとなり、その篩のフルイ下が細粒材ｘＳとなることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【請求項9】
使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材のリサイクル材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材のリサイクル材として回収することを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材のリサイクル材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材のリサイクル材として回収することを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【請求項10】
密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で用いられるエアテーブル式密度分離装置は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【請求項11】
邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項１０に記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする請求項１０に記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【請求項12】
破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高炉樋の使用済み耐火物からリサイクル可能な耐火物成分を分離回収するための処理方法および設備、並びにその処理技術を利用した高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
製銑工程では溶銑を流すための耐火物製の樋（高炉樋）が用いられており、この高炉樋は溶損による損耗が進むと解体され、使用済み耐火物となる。この使用済み高炉樋耐火物は、いわゆるスラグライン材（ＳｉＣを主成分とする耐火物。以下、説明の便宜上「ＳＬ材」という。）、メタルライン材（Ａｌ２Ｏ３を主成分とする耐火物。以下、説明の便宜上「ＭＬ材」という。）、スラグ（樋に付着していたスラグ）および金属鉄（樋に付着していた溶銑）が混在したものである。
【0003】
この使用済み高炉樋耐火物のうち、ＳＬ材とＭＬ材は耐火物としての能力を有する成分に富んだ材料であるため、安定した状態で分離回収し、耐火物原料としてリサイクルすることが望ましい。しかし、分離回収したＳＬ材やＭＬ材にスラグや金属鉄が混入すると耐火物原料としての品位が安定しないため、リサイクル原料として使用することは難しい。したがって、使用済み高炉樋耐火物のリサイクルを行うためには、使用済み高炉樋耐火物をＳＬ材、ＭＬ材、スラグなどに精度良く分離する必要がある。
【0004】
従来、使用済み耐火物を選別するための様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１、２には、使用済み耐火物を破砕および粒度調整したうえで、磁力選別を複数回繰り返す方法や耐火物の色彩の違いによって選別する方法が記載されている。また、特許文献３には、粉体を流動媒体とした固気流動層を用いて、使用済み耐火物を比重差を利用して選別する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００３－８３６８３号公報
【特許文献2】特開２００３－８８８４５号公報
【特許文献3】特開２０１６－７７９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、使用済み高炉樋耐火物は、物性が近い材料（成分）が混在することから、特許文献１、２に記載されるような機械的な乾式分離手法では材料毎に分離することは難しい。また、分離しようとする材料は色合いが酷似しているため、色彩の違いによって選別する方法を適用することは困難である。また、特許文献３の密度分離手法は、粒径１０ｍｍ以下程度となった耐火物の選別には不向きであり、発生品の８割程を分離できないという問題点がある。
【0007】
一方、密度が異なる材料粒子の混合物（粒状混合物）を対象とする材料分離手段として、材料粒子の密度差を利用したエアテーブル式密度分離装置が使用されており、主にリサイクル廃棄物（廃プラなど）の選別技術として広く用いられている。しかし、従来のエアテーブル型密度分離装置を使用して単に使用済み高炉樋耐火物を密度分離するだけでは、使用済み高炉樋耐火物をＳＬ材、ＭＬ材、スラグなどに精度良く分離することができず、高純度のＳＬ材、ＭＬ材を回収することはできない。
【0008】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、使用済み高炉樋耐火物をＳＬ材、ＭＬ材、スラグなどに精度良く且つ効率的に分離することができ、使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を効率的に回収することができる処理方法および設備を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような処理技術を利用した高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収することを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
［1］使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収することを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【0010】
［2］上記［1］の処理方法において、密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で用いられるエアテーブル式密度分離装置は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【0011】
［3］上記［2］の処理方法において、邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
［4］上記［1］～［3］のいずれかの処理方法において、破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
［4］上記［1］～［3］のいずれかの処理方法において、破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理方法。
【0012】
［5］使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕装置（１）と、
該破砕装置（１）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別装置（２）と、
該磁力選別装置（２）による磁力選別を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級装置（３）と、
該分級装置（３）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離するエアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）を備え、
該エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収するようにしたことを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
該破砕装置（１）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別装置（２）と、
該磁力選別装置（２）による磁力選別を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級装置（３）と、
該分級装置（３）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれ高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離するエアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）を備え、
該エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材として回収するようにしたことを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【0013】
［6］上記［5］の処理設備において、エアテーブル式密度分離装置（４Ｄ１），（４Ｄ２）は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【0014】
［7］上記［6］の処理設備において、邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
［8］上記［5］～［7］のいずれかの処理設備において、破砕装置（１）は、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕する破砕手段を有し、
分級装置（３）は、目開きが４～７ｍｍの篩と目開きが１～３ｍｍの篩を備え、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上が粗粒材ｘＬとなり、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上が中粒材ｘＭとなり、その篩のフルイ下が細粒材ｘＳとなることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
［8］上記［5］～［7］のいずれかの処理設備において、破砕装置（１）は、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕する破砕手段を有し、
分級装置（３）は、目開きが４～７ｍｍの篩と目開きが１～３ｍｍの篩を備え、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上が粗粒材ｘＬとなり、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上が中粒材ｘＭとなり、その篩のフルイ下が細粒材ｘＳとなることを特徴とする使用済み高炉樋耐火物の処理設備。
【0015】
［9］使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材のリサイクル材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材のリサイクル材として回収することを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、
該磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備え、
該密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）でそれぞれ分離された高密度材ｙＨＤをＡｌ２Ｏ３を主成分とするメタルライン材のリサイクル材として回収し、同じく中密度材ｙＭＤをＳｉＣを主成分とするスラグライン材のリサイクル材として回収することを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【0016】
［10］上記［9］の製造方法において、密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で用いられるエアテーブル式密度分離装置は、密度分離される材料が投入されるデッキ（５）を有し、
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
該デッキ（５）は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部（１１）、他端側が材料払出し部（１２）を構成し、デッキ面（５０）の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部（５１），（５２）を有し、
デッキ面（５０）は、材料投入部（１１）から材料払出し部（１２）に向かって下向きに傾斜するとともに、デッキ幅方向で傾斜し、
デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部（１２）のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部（１２０）を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部（１２２）を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部（１２１）をそれぞれ構成し、
デッキ面（５０）上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させるための邪魔板（６）がデッキ幅方向に沿って設けられ、
該邪魔板（６）の両端部（６１），（６２）のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の高い側の端部（６１）と、一方の側壁部（５１）との間には、材料が通過できる隙間（１３）が形成され、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面（５０）の低い側の端部（６２）は、他方の側壁部（５２）に接し若しくは近接するとともに、デッキ面（５０）からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されていることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【0017】
［11］上記［10］の製造方法において、邪魔板（６）は、端部（６２）以外の邪魔板部分のデッキ面（５０）からの高さが１０～２０ｍｍであり、
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
［12］上記［9］～［11］のいずれかの製造方法において、破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
邪魔板（６）の端部（６２）は、側壁部（５２）に近いほど高さが低くなるような傾斜状に構成され、その傾斜角度が１５～４５°であることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
［12］上記［9］～［11］のいずれかの製造方法において、破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕し、
分級工程（Ｃ）では、目開きが４～７ｍｍの篩のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩のフルイ下を細粒材ｘＳとすることを特徴とする高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、使用済み高炉樋耐火物をＳＬ材、ＭＬ材、スラグなどに精度良く且つ効率的に分離することができ、使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の処理方法の工程を示すフロー図
【図2】本発明の処理方法の実施に供される処理設備の一実施形態を示す説明図
【図3】本発明法の密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で使用するエアテーブル式密度分離装置の一実施形態を模式的に示す斜視図
【図5】本発明法の密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）で使用するエアテーブル式密度分離装置の他の実施形態について、その邪魔板の構成と機能を示す説明図
【図6】本発明法の密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）に対応する密度分離試験において使用したエアテーブル式密度分離装置について、その邪魔板の形状・サイズを示す説明図
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明は、使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を分離回収するために、使用済み高炉樋耐火物の破砕物を、磁力選別により金属鉄分を分離回収した後、粗粒材・中粒材・細粒材という３つの粒度に分級する。そして、そのうちの粗粒材と中粒材を別々にエアテーブル式密度分離装置を用いて密度分離することで、高密度材・中密度材・低密度材という３段階の密度の材料に分離し、そのうちの高密度材をＭＬ材として、中密度材をＳＬ材としてそれぞれ回収する。これにより使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を効率的に分離回収することができる。また、特に好ましい実施形態では、粗粒材と中粒材を別々にエアテーブル式密度分離装置で密度分離する際に、粗粒材と中粒材をそれぞれ高密度材・中密度材・低密度材に高精度に密度分離するため、特定の邪魔板を備えたエアテーブル式密度分離装置を用いる。
【0021】
図１は本発明の処理方法の工程を示すフロー図、図２は本発明の処理方法の実施に供される処理設備の一実施形態を示す説明図である。
図１に示すように、本発明の処理方法は、使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、この該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、この磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、この分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備える。
図１に示すように、本発明の処理方法は、使用済み高炉樋耐火物を破砕する破砕工程（Ａ）と、この該破砕工程（Ａ）で破砕された使用済み高炉樋耐火物を磁力選別し、磁着物である金属鉄分を回収する磁力選別工程（Ｂ）と、この磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級する分級工程（Ｃ）と、この分級工程（Ｃ）で得られた粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを、それぞれエアテーブル式密度分離装置を用いて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤに分離する密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を備える。
【0022】
破砕工程（Ａ）では、破砕装置１により使用済み高炉樋耐火物を破砕し、次の磁力選別工程（Ｂ）で磁力選別装置２に投入可能な粒径とする。使用済み高炉桶耐火物の破砕物の粒径が大き過ぎると、磁力選別工程（Ｂ）での金属鉄の分離性が低下するため金属鉄の回収率が低下する。一方、破砕物の粒径が小さ過ぎると後続の分級工程（Ｃ）で細粒材ｘＳに混入するＳＬ材やＭＬ材の割合が多くなり、ＳＬ材やＭＬ材の回収率が低下してしまう。このため、破砕工程（Ａ）では、使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０～１２ｍｍの篩を通過する粒径に破砕することが好ましい。
磁力選別工程（Ｂ）で使用する磁力選別装置２の種類に制限はなく、例えば、ドラム型磁選機、コンベア磁選機、吊下磁選機等が挙げられる。この磁力選別工程（Ｂ）において、高炉樋に付着した溶銑に由来する金属鉄分が磁着物として分離回収される。
磁力選別工程（Ｂ）で使用する磁力選別装置２の種類に制限はなく、例えば、ドラム型磁選機、コンベア磁選機、吊下磁選機等が挙げられる。この磁力選別工程（Ｂ）において、高炉樋に付着した溶銑に由来する金属鉄分が磁着物として分離回収される。
【0023】
この磁力選別工程（Ｂ）を経た非磁着物である使用済み高炉樋耐火物を、続く分級工程（Ｃ）と密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）を経ることでＳＬ材、ＭＬ材、スラグに分離する。ＳＬ材、ＭＬ材、スラグは色、磁性共にほとんど違いがなく、従来の一般的な方法では分離が困難である。このような課題に対して、本発明者らは、使用済み高炉樋耐火物を分級して粒度を揃えたうえで、各粒度の材料をそれぞれ別々に乾式密度分離することにより、ＳＬ材、ＭＬ材、スラグの密度差による分離精度を高めるという方法を創案した。また、乾式密度分離手段として、特定の構造の邪魔板を備えたエアテーブル式密度分離装置を用いることにより、ＳＬ材、ＭＬ材、スラグの密度差による分離精度がより高まることを見出した。
【0024】
分級工程（Ｃ）では、使用済み高炉樋耐火物を粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭと細粒材ｘＳに分級するが、この使用済み高炉樋耐火物の分級は、通常、目開きが異なる複数の篩を備えた分級装置３を用いて行われる。この場合、目開きが４～７ｍｍの篩３０のフルイ上を粗粒材ｘＬとし、その篩３０のフルイ下であって、且つ目開きが１～３ｍｍの篩３１のフルイ上を中粒材ｘＭとし、その篩３１のフルイ下を細粒材ｘＳとすることが好ましい。このような篩分けにより得られる粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭは、それぞれ粒度が適度に揃い、後続の密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）において特に高精度の密度分離を行うことができる。一方、細粒材ｘＳは殆どがスラグ分であるので、本プロセスでは廃材（有価物として回収しない材料）となる。
【0025】
具体的な破砕・分級形態としては、例えば、破砕工程（Ａ）で使用済み高炉樋耐火物を目開きが１０ｍｍの篩を通過する粒径（粒径１０ｍｍ以下）に破砕し、この粒径１０ｍｍ以下の使用済み高炉樋耐火物を、分級工程（Ｃ）において、目開きが５ｍｍの篩と目開きが２ｍｍの篩を順次用いて分級する。これにより、粒径５ｍｍ超－１０ｍｍの粗粒材ｘＬと、粒径２ｍｍ超－５ｍｍの中粒材ｘＭと、粒径０－２ｍｍの細粒材ｘＳが得られる。
【0026】
密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）では、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭをエアテーブル式密度分離装置４（４Ｄ１，４Ｄ２）で別々に密度分離し、それぞれにおいて高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤを得る。このように使用済み高炉樋耐火物を粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭに分けてから、それぞれを別々に密度分離するのは、エアテーブル式密度分離装置による密度分離では、材料の粒度を揃えた方が分離精度が高まるからである。
図３および図４は、本発明で使用するエアテーブル式密度分離装置４（４Ｄ１，４Ｄ２）の一実施形態を模式的に示すものであり、図３は密度分離装置全体の斜視図、図４は装置が備える邪魔板を、デッキを幅方向で断面した状態で示す正面図（なお、紙面の手前側が材料払出し部１２側である）である。
このエアテーブル式密度分離装置４は、密度分離される材料が投入されるデッキ５を備えている。このデッキ５は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部１１、他端側が材料払出し部１２を構成し、デッキ面５０の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部５１，５２（側板）を有している。
図３および図４は、本発明で使用するエアテーブル式密度分離装置４（４Ｄ１，４Ｄ２）の一実施形態を模式的に示すものであり、図３は密度分離装置全体の斜視図、図４は装置が備える邪魔板を、デッキを幅方向で断面した状態で示す正面図（なお、紙面の手前側が材料払出し部１２側である）である。
このエアテーブル式密度分離装置４は、密度分離される材料が投入されるデッキ５を備えている。このデッキ５は、デッキ長手方向の一端側が材料投入部１１、他端側が材料払出し部１２を構成し、デッキ面５０の両側にデッキ長手方向に沿った側壁部５１，５２（側板）を有している。
【0027】
デッキ５は、幅方向に振動可能であり、装置の使用中、図中矢印で示す幅方向に振動する。そのデッキ面５０は、材料投入部１１から材料払出し部１２に向かって下向きに傾斜（高低差ｈ１の傾斜であり、サイドスロープという。）するとともに、デッキ幅方向で傾斜（高低差ｈ２の傾斜であり、エンドスロープという。）している。そして、デッキ幅方向で傾斜した材料払出し部１２のうち、傾斜方向で高い側が高密度材払出し部１２０を、傾斜方向で低い側が低密度材払出し部１２２を、傾斜方向でそれらの中間が中密度材払出し部１２１をそれぞれ構成している。デッキ面５０の全面に複数の空気穴（図示せず）が形成されており、この複数の空気穴からデッキ面５０上に空気を噴出させることができる。この複数の空気穴からデッキ面５０上に空気を噴出させつつ、デッキ５を幅方向で振動させることにより、材料投入部１１からデッキ面５０上に投入された粒状の被処理材料（粒状混合物）が材料払出し部１２に流れる過程で、密度差による材料粒子の分離がなされる。
【0028】
すなわち、このエアテーブル式密度分離装置４では、被処理材料に含まれる材料粒子のうち、低密度材ｙＬＤはデッキ面５０から噴出する空気流によって浮上するため、振動するデッキ面５０との摩擦の影響が少なく、このため幅方向で傾斜したデッキ面５０の低い側に移動する。一方、高密度材ｙＨＤは、振動するデッキ面５０との摩擦の影響を大きく受けるので、幅方向で傾斜したデッキ面５０の高い側に移動する。このようにして分離された低密度材ｙＬＤと高密度材ｙＨＤが、材料払出し部１２の幅方向の異なる位置、すなわち低密度材払出し部１２２と高密度材払出し部１２０からそれぞれ払い出される。また、中密度材ｙＭＤは、幅方向で傾斜したデッキ面５０の高い側と低い側の中間位置に移動し、中密度材払出し部１２１から払い出される。
【0029】
また、本実施形態の装置では、デッキ面５０上に、デッキ長手方向での材料流れを一時的に滞留させて密度分離に要する時間を稼ぎ、材料の分離精度を高めるための邪魔板６が、デッキ幅方向（材料流れ方向と直交する方向）に沿って設けられている。図４に示すように、この邪魔板６の両端部６３，６４とデッキ５の両側壁部５１，５２との間には、それぞれ材料が通過できる隙間１４，１５が形成されている。
邪魔板６は、デッキ長手方向の１箇所以上に設けられるが、特に２箇所以上に設けることが好ましい。
邪魔板６は、デッキ長手方向の１箇所以上に設けられるが、特に２箇所以上に設けることが好ましい。
【0030】
このような邪魔板６が設けられている場合、低密度材ｙＬＤは隙間１５を通過してデッキ面５０上を材料払出し部１２方向に移動し、低密度材払出し部１２２に至る。高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤは邪魔板６にせき止められて邪魔板６に沿って移動し、その過程で上下に分離して中密度材ｙＭＤが上層側、高密度材ｙＨＤが下層側にそれぞれ堆積した状態になる。そして、中密度材ｙＭＤは邪魔板６を乗り越えてデッキ面５０上を材料払出し部１２方向に移動し、中密度材払出し部１２１に至る。高密度材ｙＨＤは隙間１４まで移動してこれを通過した後、デッキ面５０上を材料払出し部１２方向に移動し、高密度材払出し部１２０に至る。
【0031】
密度分離工程（Ｄ1），（Ｄ2）において、粗粒材ｘＬと中粒材ｘＭを別々にエアテーブル式密度分離装置４Ｄ１、４Ｄ２で密度分離することにより得られた高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤのうち、高密度材ｙＨＤはＡｌ２Ｏ３を主成分とするＭＬ材として回収され、同じく中密度材ｙＭＤはＳｉＣを主成分とするＳＬ材として回収される。一方、低密度材ｙＬＤは殆どがスラグ分であるので、本プロセスでは廃材（有価物として回収しない材料）となる。
【0032】
また、本発明においてデッキ面５０上に設ける邪魔板６としては、特に図５に示すような形態のものが好ましく、これによりＭＬ材とＳＬ材の分離精度を高め、より高純度のＭＬ材とＳＬ材を得ることができる。
図５は、邪魔板の構成と機能を示すものであり、図５（ア）はデッキを幅方向で断面した状態で示す邪魔板の正面図（なお、紙面の手前側が材料払出し部１２側である）、図５（イ）は邪魔板の平面図であって、材料（高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤ）の動きを示した図面である。
図５は、邪魔板の構成と機能を示すものであり、図５（ア）はデッキを幅方向で断面した状態で示す邪魔板の正面図（なお、紙面の手前側が材料払出し部１２側である）、図５（イ）は邪魔板の平面図であって、材料（高密度材ｙＨＤと中密度材ｙＭＤと低密度材ｙＬＤ）の動きを示した図面である。
【0033】
邪魔板６の両端部６１，６２のうち、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面５０の高い側の端部６１と、一方の側壁部５１との間には、材料が通過できる隙間１３が形成されている。一方、デッキ幅方向で傾斜したデッキ面５０の低い側の端部６２は、他方の側壁部５２に接し若しくは近接するとともに、上部に切欠き１６が形成されることで、デッキ面５０からの高さが他の邪魔板部分よりも低くなるように構成されている。図５の実施形態では、邪魔板６の端部６２は、上部に楔状の切欠き１６が形成されることで、側壁部５２に近いほど高さが低くなる（すなわち側壁部５２に向かって高さが低くなる）ような傾斜状に構成されている。
【0034】
デッキ面５０を移動する材料は、デッキ５の振動とデッキ面５０上に噴出する空気流の作用により、密度の高いものほど下層側になる。したがって、図５のような形態の邪魔板６では、邪魔板６の端部６２が中・高密度材ｙＨＤ，ｙＭＤの堰となってそれらの通過を防ぎつつ、低密度材ｙＬＤのみを通過させることになる。これにより、図４に示すような邪魔板６に較べて、低密度材ｙＬＤと中・高密度材ｙＨＤ，ｙＭＤの分離精度を高めることができる。
ここで、邪魔板６は、上述した作用効果を奏するために、端部６２以外の邪魔板部分のデッキ面５０からの高さｈを１０～２０ｍｍ程度とし、端部６２の上縁部の傾斜角度θ（デッキ面５０に対する傾斜角度）を１５～４５°程度とすることが好ましい。
なお、図５に示すような邪魔板６は、図３および図４に示す邪魔板６と同様、デッキ長手方向の１箇所以上に設けるが、特に２箇所以上に設けることが好ましい。
ここで、邪魔板６は、上述した作用効果を奏するために、端部６２以外の邪魔板部分のデッキ面５０からの高さｈを１０～２０ｍｍ程度とし、端部６２の上縁部の傾斜角度θ（デッキ面５０に対する傾斜角度）を１５～４５°程度とすることが好ましい。
なお、図５に示すような邪魔板６は、図３および図４に示す邪魔板６と同様、デッキ長手方向の１箇所以上に設けるが、特に２箇所以上に設けることが好ましい。
【0035】
また、本発明の高炉樋耐火物のリサイクル材の製造方法は、以上述べたような処理方法を利用して使用済み高炉樋耐火物から高純度のＳＬ材、ＭＬ材を分離回収し、高炉樋耐火物のリサイクル材を製造するものであり、その詳細は上述した処理方法と同様である。
【実施例0036】
図１に示す本発明の処理フローにしたがって使用済み高炉樋耐火物の処理を行い、使用済み高炉樋耐火物からＳＬ材、ＭＬ材を回収することを想定し、分級工程を経た粒径２．０ｍｍ超－４．５ｍｍの中粒材ｘＭと、粒径４．５ｍｍ超－１０．０ｍｍの粗粒材ｘＬを、それぞれエアテーブル方式密度分離装置でＭＬ材（高密度材ｙＨＤ），ＳＬ材（中密度材ｙＭＤ），スラグ（低密度材ｙＬＤ）に分離する密度分離試験を行った。この密度分離試験では、図６（Ａ）に示す形状・サイズの邪魔板を設けたエアテーブル方式密度分離装置と、図６（Ｂ）に示す形状・サイズの邪魔板を設けたエアテーブル方式密度分離装置をそれぞれ用いて行った。
使用したエアテーブル方式密度分離装置の基本仕様と試験条件を表１、表２に示す。なお、使用済み高炉樋耐火物を構成するＳＬ材、ＭＬ材、スラグの比重範囲は１．５～３．０である。
使用したエアテーブル方式密度分離装置の基本仕様と試験条件を表１、表２に示す。なお、使用済み高炉樋耐火物を構成するＳＬ材、ＭＬ材、スラグの比重範囲は１．５～３．０である。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
中粒材ｘＭと粗粒材ｘＬの各密度分離試験において、ＭＬ材として回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率と、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率を調べた。その結果を図７および図８に示す。なお、図７および図８に示してある目標値は、あくまで好ましい目標値であり、発明として必要な数値レベルではない。
図７および図８によれば、中粒材ｘＭの密度分離において、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ａ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率は目標値を満足しているが、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率は目標値を満足しない場合がある。また、粗粒材ｘＬの密度分離において、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ａ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率ともに、目標値を満足しない場合がある。これに対して、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ｂ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率ともに、目標値を満足している。
図７および図８によれば、中粒材ｘＭの密度分離において、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ａ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率は目標値を満足しているが、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率は目標値を満足しない場合がある。また、粗粒材ｘＬの密度分離において、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ａ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率ともに、目標値を満足しない場合がある。これに対して、エアテーブル方式密度分離装置として図６（Ｂ）に示す邪魔板を設けたものを使用した場合、ＳＬ材およびＭＬ材の合計回収率、回収される高密度材ｙＨＤのスラグ含有率ともに、目標値を満足している。
【符号の説明】
【0040】
１ 破砕装置
２ 磁力選別装置
３ 分級装置
４，４Ｄ１，４Ｄ２ 密度分離装置
５ デッキ
６ 邪魔板
１１ 材料投入部
１２ 材料払出し部
１３ 隙間
１４，１５ 隙間
１６ 切欠き
３０，３１ 篩
５０ デッキ面
５１，５２ 側壁部
６１，６２ 端部
６３，６４ 端部
１２０ 高密度材払出し部
１２１ 中密度材払出し部
１２２ 低密度材払出し部
２ 磁力選別装置
３ 分級装置
４，４Ｄ１，４Ｄ２ 密度分離装置
５ デッキ
６ 邪魔板
１１ 材料投入部
１２ 材料払出し部
１３ 隙間
１４，１５ 隙間
１６ 切欠き
３０，３１ 篩
５０ デッキ面
５１，５２ 側壁部
６１，６２ 端部
６３，６４ 端部
１２０ 高密度材払出し部
１２１ 中密度材払出し部
１２２ 低密度材払出し部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
