特開 2025-28671 ロータリーキルンの操業方法、熱処理装置

(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】P2025028671

(43)【公開日】2025-03-03

(54)【発明の名称】ロータリーキルンの操業方法、熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/34 20060101AFI20250221BHJP

   F27B 7/32 20060101ALI20250221BHJP

   C22B 23/00 20060101ALI20250221BHJP

   C22B 1/02 20060101ALI20250221BHJP

   F27D 11/12 20060101ALI20250221BHJP

【ＦＩ】

F27B7/34

F27B7/32

C22B23/00 101

C22B1/02

F27D11/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023133623

(22)【出願日】2023-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】内藤 大志

【テーマコード（参考）】

4K001

4K061

4K063

【Ｆターム（参考）】

4K001AA19

4K001BA02

4K001GA07

4K061AA08

4K061BA04

4K061DA01

4K061DA05

4K063AA18

4K063CA06

4K063FA82

(57)【要約】

【課題】ロータリーキルンの途中で添加材を添加する場合に、ロータリーキルン内の原料の搬送方向のうち、添加材の添加箇所よりも上流側に位置する原料を加熱できるロータリーキルンの操業方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ロータリーキルンの長手方向の両端部間にスクープフィーダを有しており、前記スクープフィーダを介して前記ロータリーキルン内の原料に添加材を投入する添加材投入工程と、
前記ロータリーキルン内における前記原料の搬送経路のうち、前記スクープフィーダよりも上流側に位置する前記原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射して加熱する加熱工程と、を有するロータリーキルンの操業方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータリーキルンの長手方向の両端部間にスクープフィーダを有しており、前記スクープフィーダを介して前記ロータリーキルン内の原料に添加材を投入する添加材投入工程と、
前記ロータリーキルン内における前記原料の搬送経路のうち、前記スクープフィーダよりも上流側に位置する前記原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射して加熱する加熱工程と、を有するロータリーキルンの操業方法。

【請求項2】

前記加熱工程では、前記ロータリーキルン内の前記添加材に対しても前記マイクロ波を照射する請求項１に記載のロータリーキルンの操業方法。

【請求項3】

前記原料がニッケル酸化鉱であり、前記添加材が還元剤を含む請求項１または請求項２に記載のロータリーキルンの操業方法。

【請求項4】

ロータリーキルンと、
前記ロータリーキルンの長手方向の両端部間に配置されたスクープフィーダと、
前記ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、前記スクープフィーダよりも上流側に位置する前記原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、を有する熱処理装置。

【請求項5】

前記マイクロ波照射装置は、マイクロ波を発振する発振機と、前記発振機で発振したマイクロ波を前記ロータリーキルン内に導波する導波路と、前記導波路の前記ロータリーキルン内に配置された端部の位置を変更する位置変更装置と、を有する請求項４に記載の熱処理装置。

【請求項6】

前記導波路は、前記導波路からのマイクロ波の照射方向と、前記ロータリーキルンの回転軸との間の角度が１度以上１５度以下となるように配置されている請求項５に記載の熱処理装置。

【請求項7】

前記マイクロ波照射装置は、前記ロータリーキルンの外周に沿って配置された架線と、前記架線と接することで前記架線を介して電力を取得する集電装置と、を有する請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリーキルンの操業方法、熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フェロニッケル製錬において、原料のニッケル酸化鉱を乾燥するとともに部分還元を行うロータリーキルンの操業方法であって、前記ロータリーキルンの途中にスクープフィーダを設け、該スクープフィーダを介して、水分が２～５重量％の石炭を該ロータリーキルン内に投入することを特徴とするロータリーキルンの操業方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１４１７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロータリーキルンは略円筒形状を有しており、通常、一方の端部側から原料である被処理物を投入し、他方の端部側からバーナー等の加熱手段で加熱される。ロータリーキルンは他方の端部側が低くなるように配置され、中心軸を軸として回転することで、投入された被処理物は他方の端部側へと徐々に移動しながら加熱される。そして、他方の端部側に設けられた排出口から、熱処理を終え、得られた生成物が排出されることになる。

【0005】

例えば特許文献１に開示されているように、ロータリーキルンの途中にスクープフィーダを設け、該スクープフィーダを介してロータリーキルン内に添加材を添加することがなされていた。

【0006】

ところで、ロータリーキルン内の原料の搬送経路の途中で添加材を添加すると、原料と添加材との混合物がロータリーキルンの原料投入口から排出口に向かう途中で、添加材の一部が粉化する場合がある。そして、粉化した添加材は、ロータリーキルンの排出口近傍に設けたバーナーの排風によって、バーナー排熱の出口に当たる原料投入口に向かう。バーナーの火炎近くの高温部で粉化した添加材は反応してスラグ等として排出されるが、高温部以外で粉化すると、未反応のまま排ガスと一緒にロータリーキルン外に排出される。ロータリーキルンの排ガス中のダストはバグフィルタ等で集塵され、原料と添加材の混合物に混ぜてキルン内を循環させることで、一旦排出された添加材も利用できるが、循環される粉化した添加材の割合を低く抑えるためには添加材の種類や性状等を制限する必要があった。このため、原料に添加する添加材の種類を広げ、かつ添加材の利用効率を高められるロータリーキルンの操業方法が求められていた。

【0007】

そこで上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の一側面では、ロータリーキルンの途中で添加材を添加する場合に、ロータリーキルン内の原料の搬送経路のうち、添加材の添加箇所よりも上流側に位置する原料を加熱できるロータリーキルンの操業方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
ロータリーキルンの長手方向の両端部間にスクープフィーダを有しており、前記スクープフィーダを介して前記ロータリーキルン内の原料に添加材を投入する添加材投入工程と、
前記ロータリーキルン内における前記原料の搬送経路のうち、前記スクープフィーダよりも上流側に位置する前記原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射して加熱する加熱工程と、を有するロータリーキルンの操業方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、ロータリーキルンの途中で添加材を添加する場合に、ロータリーキルン内の原料の搬送経路のうち、添加材の添加箇所よりも上流側に位置する原料を加熱できるロータリーキルンの操業方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の模式図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ´線での断面図である。

【図3】図３は、図２のＢ－Ｂ´線での断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いながら説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
［ロータリーキルンの操業方法］
本実施形態のロータリーキルンの操業方法は、添加材投入工程と、加熱工程と、を有することができる。

【0012】

添加材投入工程は、ロータリーキルンの長手方向の両端部間にスクープフィーダを有しており、該スクープフィーダを介してロータリーキルン内の原料に添加材を投入できる。

【0013】

加熱工程は、ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側に位置する原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射して加熱できる。

【0014】

本実施形態のロータリーキルンの操業方法によれば、ロータリーキルンの途中に設けたスクープフィーダを介してロータリーキルン内に添加材を投入できる。また、ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側に位置する原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射することで加熱できる。

【0015】

従って、本実施形態のロータリーキルンの操業方法によれば、ロータリーキルン内の原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側に位置する領域である、比較的温度が低い領域（以下、「低温領域」とも記載する）にある原料の少なくとも一部を加熱できる。このため、該低温領域においても、原料と添加材との間の反応を促進できる。その結果、集塵、循環される粉化した添加材の量を抑制できる。また、上述のように低温領域における原料と添加材との間の反応を促進することで、添加材の利用効率を高め、添加材の種類や性状等の制限を緩和することもできる。

【0016】

本実施形態のロータリーキルンの操業方法を好適に適用できる熱処理装置の構成を説明した後、本実施形態のロータリーキルンの操業方法について説明する。
（１）熱処理装置
本実施形態のロータリーキルンの操業方法を好適に実施できるロータリーキルンを含む熱処理装置の構成例について、図１～図３を用いて説明する。図１は熱処理装置１０の斜視図であり、図２は図１のＡ－Ａ´線での断面図であり、図３は図２のＢ－Ｂ´線での断面図である。いずれも装置の構成を説明するための模式図であり、サイズ等を正確に示すものではない。また、図２、図３では後述する架線１０５３の記載を省略している。
（１－１）ロータリーキルンについて
図１に示した熱処理装置１０は、ロータリーキルン１００を有している。ロータリーキルン１００の炉体となる胴体部１０１は、略円筒形状を有しており、該胴体部１０１は、図中のＸ軸と平行な中心軸ＣＡを回転軸として回転可能に構成されている。ロータリーキルン１００は、長手方向の一方の端部である導入端１０２から、長手方向の他方の端部である排出端１０３に向かって下方に傾斜して設けられている。このため、導入端１０２側から導入した原料である被処理物は、回転する胴体部１０１の内部を排出端１０３側へと移動する。すなわち、図１中のＸ軸方向が原料の搬送方向になる。後述するように、排出端１０３側にはバーナー１０４が設けられており、バーナー１０４で焚かれた化石燃料の燃焼熱が、原料である被処理物の移動方向とは逆に、すなわち排出端１０３の側から導入端１０２の側へと移動することで、被処理物を向流加熱する。

【0017】

ロータリーキルン１００は、長手方向の一方の端部である導入端１０２に、投入口１０２１を有しており、該投入口１０２１から胴体部１０１の内部に原料である被処理物を投入できる。

【0018】

ロータリーキルン１００の長手方向の他方の端部である排出端１０３には、排出口１０３１である排出用のシュートが設けられており、胴体部１０１の内部で熱処理を終えた被処理物を排出できるように構成できる。熱処理を終えた被処理物は必要に応じて他の処理を行う電気炉等の装置へと搬送できる。また、排出端１０３には、バーナー１０４が設けられており、重油等の化石燃料を燃焼させ、ロータリーキルン１００の胴体部１０１の内部に投入した被処理物等を加熱できる。
（１－２）スクープフィーダについて
熱処理装置１０は、ロータリーキルン１００の途中、すなわち導入端１０２と、排出端１０３との間に、スクープフィーダを有することができる。図２にスクープフィーダが設けられた位置における中心軸ＣＡと垂直な面での断面、すなわちＡ－Ａ´線での断面図を示す。

【0019】

図２に示すように、ロータリーキルン１００は、回転する胴体部１０１と、胴体部１０１を覆う外殻部１１０とを有することができる。なお、外殻部１１０は、胴体部１０１の表面全体を覆うように設ける必要は無く、例えば図１に示すように、スクープフィーダを設ける箇所等、必要な箇所にのみ設けることもできる。

【0020】

胴体部１０１内には、投入口１０２１から投入された原料である被処理物２１が導入され、胴体部１０１の回転に伴って排出端１０３側へと移動できる。

【0021】

胴体部１０１と外殻部１１０との間に空間部１２０が形成されており、外殻部１１０に設けられた添加材供給口１１１を介して、空間部１２０に添加材を供給できる。添加材供給口１１１には、必要に応じて各種添加材を供給する添加材供給手段２２１を接続しておくことができる。

【0022】

添加材供給手段２２１により添加する添加材は特に限定されないが、例えば還元剤や、融着防止剤から選択された１種類以上が挙げられる。

【0023】

添加材供給手段２２１の構成は特に限定されず、添加材供給口１１１側に設けられた開口部の開度を添加材の供給量にあわせて調整可能に構成し、該開口部を介して自由落下する添加材の供給量を調整できるようにしてもよい。また、例えばスクリューコンベア等の搬送手段を有し、該搬送手段による添加材の搬送速度を調整可能とし、該搬送速度により添加材の供給量を調整できるように構成してもよい。

【0024】

スクープフィーダ１３０は、例えば先端部１３１と、直線部１３２との間が屈曲したＬ字形状の管で形成できる。

【0025】

スクープフィーダ１３０は、胴体部１０１と共に、例えば図２中、矢印で示すように、時計回り（右回り）に回転できる。係る回転の際に、先端部１３１で空間部１２０に供給された添加材２２を掬い上げ、掬い上げた添加材２２を直線部１３２内に通過させて胴体部１０１内にフィードできる。

【0026】

ロータリーキルン１００において、スクープフィーダを設ける箇所は特に限定されず、ロータリーキルン１００の胴体部１０１内部の温度分布や、添加する添加材の種類等に応じて任意の場所に設けることができる。

【0027】

スクープフィーダを設ける箇所は特に限定されない。例えば排出端１０３からスクープフィーダを設けた外殻部１１０の導入端１０２側の端部までの距離Ｌ１１０は、ロータリーキルン１００の胴体部１０１長手方向の長さＬ１０１の５％以上９５％以下が好ましく、１０％以上９０％以下がより好ましい。
（１－３）マイクロ波照射装置について
マイクロ波照射装置１０５は、ロータリーキルン１００内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダ１３０よりも上流側に位置する低温領域Ｒにある原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射するように構成できる。マイクロ波照射装置１０５は、マイクロ波を発振する発振機１０５１と、発振機１０５１で発振したマイクロ波をロータリーキルン内に導波する導波路２３とを有することができる。

【0028】

発振機１０５１は、マイクロ波を発振できる装置であればよく、例えばジャイロトロンや、マグネトロン、クライストロン、進行波管等を用いることができる。本明細書において、マイクロ波とは周波数が３００ＭＨｚ以上３０ＧＨｚ以下の電磁波を意味するが、発振機１０５１が発振するマイクロ波の周波数は、電波法等の法規に沿って、加熱に用いることができ、かつ用いる原料や、添加材等に応じて選択した周波数とすることができる。発振機１０５１の出力は特に限定されず、原料や添加材の種類や、加熱する温度等に応じて選択でき、例えば１ｋＷ以上の出力であることが好ましい。

【0029】

発振機１０５１は、図１等に示すようにロータリーキルン１００の胴体部１０１の回転を阻害しないように設けることが好ましく、例えば図１に示すように胴体部１０１の外表面に設けることができる。なお、発振機１０５１や、導波路２３については、ロータリーキルン１００の熱により破損しないようにその表面に断熱材等を設けておくことが好ましい。

【0030】

導波路２３は、一方の端部が発振機１０５１と接続され、他方の端部２３Ａは、ロータリーキルン１００内に配置される。導波路２３は、マイクロ波を導波できればよく、その構成は特に限定されないが、例えば管状の導波管や、電線とすることができる。導波路が導波管の場合、導波管内部に原料や添加材が入らないように、ロータリーキルン１００内に配置された端部２３Ａには、マイクロ波透過板を配置することが好ましい。マイクロ波透過板の材料は特に限定されないが、例えば石英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、炭化ケイ素等から選択された１種類以上を用いることができる。

【0031】

そして、導波路２３のロータリーキルン１００内に配置された端部２３Ａからは、該導波路２３を通過したマイクロ波を照射できる。このため、導波路２３のロータリーキルン１００内に配置された端部２３Ａは、ロータリーキルン１００内の低温領域Ｒにある原料の少なくとも一部に、マイクロ波を照射できる位置に配置されることが好ましい。

【0032】

導波路２３からマイクロ波を照射する方向は、上述のように低温領域Ｒ内に位置する原料の少なくとも一部に照射できるように選択されていればよく、限定されない。例えば導波路２３は、導波路２３からのマイクロ波の照射方向と、ロータリーキルン１００の回転軸との間の角度が１度以上１５度以下となるように配置されていることが好ましい。すなわち、図３において、導波路２３からのマイクロ波の照射方向を示す直線Ｌ１と、回転軸である中心軸ＣＡとの間の角度θ２３を１度以上１５度以下となるように導波路２３を配置することが好ましい。なお、導波路２３から照射されたマイクロ波は周囲に拡がることになるため、導波路２３から照射直後のマイクロ波の方向をマイクロ波の照射方向とすることができる。導波路２３からのマイクロ波の照射方向、角度を上記範囲とすることで、例えばロータリーキルン１００の炉壁と、原料である被処理物２１の表面との間で多重反射を行い、気相に含まれる粉化した添加材の少なくとも一部に対してもマイクロ波を照射し、加熱できる。

【0033】

マイクロ波照射装置１０５は、ロータリーキルン１００内に配置された導波路２３の端部２３Ａの位置を変更する位置変更装置２４を有することもできる。位置変更装置２４の構成は特に限定されない。位置変更装置としては、例えば、ロータリージョイントなどを用いることが出来る。また、位置変更装置２４は、例えばロータリーキルン１００の胴体部１０１の外表面から端部２３Ａを支持する棒状体を有し、該棒状体の位置を変化させることで端部２３Ａの位置を変化させるように構成してもよい。この場合、導波路２３は変形可能に構成されていることが好ましく、導波路２３として、例えば蛇腹構造を有する導波管や、電線を用いることができる。

【0034】

また、マイクロ波照射装置１０５の発振機１０５１に電力を供給するため、マイクロ波照射装置１０５は、架線１０５３と、集電装置１０５２とを有することもできる。架線１０５３は、ロータリーキルン１００の外周に沿って配置でき、図示しない電力供給源と接続しておくことができる。集電装置１０５２は、架線１０５３と接することで架線１０５３を介して電力を取得できる。集電装置１０５２の構成は特に限定されないが、例えば架線１０５３と接する導電性の摺動部と、該摺動部の位置を変位させ、架線１０５３に押し当てる伸縮部とを有することができ、電車等で用いられるパンタグラフと同様の構成にできる。

【0035】

図１～図３において、マイクロ波照射装置１０５を一方のスクープフィーダ１３０の近傍に１台配置した例を示しているが、本実施形態の熱処理装置１０は加熱の程度等に応じて複数台のマイクロ波照射装置を有することもできる。
（２）ロータリーキルンの運転条件について
ロータリーキルンの運転条件は特に限定されず、原料である被処理物の種類や実施する処理等に応じて任意に選択できる。

【0036】

既述のように、熱処理装置１０は還元処理等を行うこともできる。

【0037】

ロータリーキルン１００の回転数、すなわちロータリーキルン１００を構成する胴体部１０１の回転数についても特に限定されないが、例えば０．５ｒｐｍ以上１．５ｒｐｍ以下程度であることが好ましい。

【0038】

ロータリーキルン１００の回転数を０．５ｒｐｍ以上とすることで、ロータリーキルン１００内の撹拌力を十分に高め、途中で投入した添加材等を露出させながら反応を十分に進行させることができる。また、ロータリーキルン１００の回転数を０．５ｒｐｍ以上とすることで、高温となるキルン本体が軟化した場合の自重変形を小さくすることができる。

【0039】

また、ロータリーキルンの回転数を１．５ｒｐｍ以下とすることで、ロータリーキルン１００内に導入された原料である被処理物等がロータリーキルン１００内に十分な時間留まることができ、所望の熱処理時間を確保できる。
（３）各工程について
（３－１）添加材投入工程
添加材投入工程では、既述のスクープフィーダを介してロータリーキルン内、具体的には熱処理を行っている胴体部内の原料に添加材を投入できる。

【0040】

添加材投入工程は、添加する添加材の種類等に応じて任意のタイミングで実施できる。
（添加材について）
添加材投入工程で添加する添加材の種類は特に限定されず、既述のように還元剤や、融着防止剤から選択された１種類以上が挙げられる。添加材は特に還元剤を含むことが好ましい。

【0041】

還元剤としては、石炭や、木質ペレット、廃プラスチック等の炭素含有材料が挙げられる。

【0042】

また、融着防止剤は、ロータリーキルン１００の内壁に原料である被処理物が付着し、リング状に成長することを抑制できる材料であればよく、例えば高融点のセラミックス材料を好適に用いることができる。高融点のセラミックス材料を融着防止剤として用いることで、例えば溶融状態の被処理物をコートし、被処理物が炉の内壁に付着し、リング状の付着物が成長することを抑制できる。

【0043】

融着防止剤は、被処理物の成分に悪影響を与えないように、被処理物に応じて選択でき、特に限定されないが、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムから選択された１種類以上を含むことが好ましい。
本実施形態のロータリーキルンの操業方法によれば、加熱工程において、低温領域Ｒにある原料等にマイクロ波を照射し、加熱できる。その結果、該低温領域においても、原料と添加材との間の反応を促進し、集塵、循環される粉化した添加材の量を抑制できる。このため、従来であれば粉化を抑制する観点から使用できなかった粉化しやすい添加材を用いることもでき、特に高い効果を発揮できる。このため、添加材として、粉化しやすい添加材も好適に用いることができる。
（原料について）
本実施形態のロータリーキルンの操業方法に供する原料である被処理物は特に限定されず、例えば各種金属成分を含む鉱石や、セラミックス原料を挙げることができる。

【0044】

特に、被処理物としては、各種鉱石を挙げることができる。特に、精錬を行うことが求められる金属の鉱石は一般的に水分を多く含み、酸化されている。そして、本実施形態のロータリーキルンの操業方法によれば、従来では使用することが困難であった各種還元剤を用い、乾燥と還元とを効率的に行うことができるため、被処理物としては、金属の鉱石を含むことが好ましい。なお、被還元物は金属の鉱石から構成されてもよい。

【0045】

金属の鉱石が含む金属は特に限定されないが、例えば非鉄金属を含む金属であることが好ましく、ニッケル、亜鉛等から選択された１種類以上の金属を含む鉱石であることがより好ましい。
フェロニッケル精錬において、原料のニッケル酸化鉱に付着した水分の一部をドライヤーで除去した鉱石（乾燥鉱石）に対して、さらに乾燥処理と、還元処理とを施す場合がある。このため、本実施形態のロータリーキルンの操業方法は、原料である被処理物としてニッケル酸化鉱を好適に用いることができる。

【0046】

ニッケル酸化鉱（酸化ニッケル鉱石）としては、特に限定されないが、ガーニエライト鉱等が好ましく用いられる。このガーニエライト鉱の代表的な組成としては、乾燥鉱換算でＮｉ品位が２．１質量％以上２．５質量％以下、Ｆｅ品位が１１質量％以上２３質量％以下、ＭｇＯ品位が２０質量％以上２８質量％以下、ＳｉＯ_２品位が２９質量％以上３９質量％以下、ＣａＯ品位が０．５質量％未満、灼熱減量が１０質量％以上１５質量％以下、の例が挙げられる。

【0047】

なお、被処理物は事前に予備乾燥を行い、一部の付着水分を低減、除去しておくこともできる。
（３－２）加熱工程
加熱工程では、ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側である低温領域Ｒに位置する原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射して加熱できる。

【0048】

加熱工程では、既述のマイクロ波照射装置１０５を用いて、導波路２３の端部２３Ａからマイクロ波を照射できる。

【0049】

導波路２３からマイクロ波を照射する方向は、上述のように低温領域Ｒ内に位置する原料の少なくとも一部に照射できるように選択されていればよく、限定されない。例えば導波路２３は、導波路２３からのマイクロ波の照射方向と、ロータリーキルン１００の回転軸である中心軸ＣＡとの間の角度が１度以上１５度以下となるように配置されていることが好ましい。

【0050】

加熱工程では、原料だけではなく、ロータリーキルン内の添加材に対してもマイクロ波を照射しても良い。マイクロ波をロータリーキルン内の添加材に対しても照射する場合、例えば気相中に浮遊している粉状の添加材に対してマイクロ波を照射することが好ましい。
ロータリーキルン内の添加材に対してもマイクロ波を照射することで、添加材も加熱し、原料と添加材との反応等を促進できる。

【0051】

また、図１～図３では、マイクロ波照射装置１０５を一方のスクープフィーダ１３０の近傍に１台配置した例を示しているが、もう一方のスクープフィーダ１３０の近傍等にも同様にして配置してもよい。

【0052】

用いるマイクロ波の周波数は既述のように特に限定されず、電波法等の法規に沿って、加熱に用いることができ、かつ用いる原料や添加材等に応じて選択できる。

【0053】

加熱工程は、添加材投入工程を実施している間継続的に実施しても良く、間欠的に実施してもよい。

【0054】

また、材料によりマイクロ波の吸収特性は異なるため、加熱工程では、原料や添加材のうち、一部の成分のみがマイクロ波を吸収し、加熱されてもいい。
［熱処理装置］
本実施形態の熱処理装置は、ロータリーキルンと、スクープフィーダと、マイクロ波照射装置と、を有することができる。

【0055】

スクープフィーダは、ロータリーキルンの長手方向の両端部間に配置できる。

【0056】

マイクロ波照射装置は、ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側に位置する原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射できる。

【0057】

本実施形態の熱処理装置によれば、既述のロータリーキルンの操業方法を実施できる。このため、既に説明した事項については説明を省略する。

【0058】

ロータリーキルン、スクープフィーダ、マイクロ波照射装置や、熱処理装置の好適な構成例については既に説明したので説明を省略する。

【0059】

以上に説明した本実施形態の熱処理装置によれば、ロータリーキルンの途中に設けたスクープフィーダを介してロータリーキルン内に添加材を投入できる。また、ロータリーキルン内における原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側である低温領域に位置する原料の少なくとも一部に対してマイクロ波を照射することで加熱できる。

【0060】

従って、本実施形態の熱処理装置によれば、ロータリーキルン内の原料の搬送経路のうち、スクープフィーダよりも上流側に位置する領域である低温領域にある原料の少なくとも一部を加熱できる。このため、該低温領域においても、原料と添加材との間の反応を促進できる。その結果、集塵、循環される粉化した添加材の量を抑制できる。また、上述のように低温領域における原料と添加材との間の反応を促進することで、添加材の利用効率を高め、添加材の種類や性状等の制限を緩和することもできる。

【符号の説明】

【0061】

１０ 熱処理装置
１００ ロータリーキルン
１０１ 胴体部
１０２ 導入端
１０２１ 投入口
１０３ 排出端
１０３１ 排出口
１０４ バーナー
１０５ マイクロ波照射装置
１０５１ 発振機
１０５２ 集電装置
１０５３ 架線
１１０ 外殻部
１１１ 添加材供給口
１２０ 空間部
１３０ スクープフィーダ
１３１ 先端部
１３２ 直線部
２１ 被処理物
２２ 添加材
２２１ 添加材供給手段
２３ 導波路
２３Ａ 端部
２４ 位置変更装置
ＣＡ 中心軸
Ｌ１１０ 距離
Ｌ１０１ 長さ
Ｒ 低温領域
Ｌ１ 直線
θ２３ 角度

【図1】

【図2】

【図3】