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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-05
(45)【発行日】2024-07-16
(54)【発明の名称】製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物
(51)【国際特許分類】
C22B 1/243 20060101AFI20240708BHJP
C22B 1/16 20060101ALI20240708BHJP
B01J 2/12 20060101ALI20240708BHJP
B01J 2/10 20060101ALI20240708BHJP
【ＦＩ】
C22B1/243
C22B1/16 H
B01J2/12
B01J2/10 Z
【請求項の数】
25
(21)【出願番号】P 2020027334
(22)【出願日】2020-02-20
(65)【公開番号】P2021130851
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2022-12-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(73)【特許権者】
【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】100087642
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 聡
(74)【代理人】
【氏名又は名称】義経 和昌
(72)【発明者】
【氏名】岩本 亮司
(72)【発明者】
【氏名】佐川 桂一郎
(72)【発明者】
【氏名】藤堂 渉
(72)【発明者】
【氏名】仲 正洋
【審査官】瀧澤 佳世
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１９１７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２０８２５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０９７２９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｂ １／２４３
Ｃ２２Ｂ １／１６
Ｂ０１Ｊ ２／１２
Ｂ０１Ｊ ２／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダスト（以下、主原料という）と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを含有する、造粒物であって、
水硬性粉体用分散剤が、ナフタレン系分散剤、及びポリカルボン酸系分散剤から選ばれる１種以上の水硬性粉体用分散剤であり、
焼結させずに製鉄原料として用いられる、
造粒物。
【請求項2】
主原料の固形分中の鉄の割合が０．１質量％以上６０質量％以下である、請求項１に記載の造粒物。
【請求項3】
主原料の固形分中のシリカとアルミナの合計の割合が５０質量％以下であり、カルシウムの割合が５０質量％以下である、請求項１又は２に記載の造粒物。
【請求項4】
主原料の固形分中の炭素成分の割合が５０質量％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の造粒物。
【請求項5】
造粒物中の主原料の含有量が、固形分換算で、３０質量％以上９０質量％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の造粒物。
【請求項6】
造粒物中の水硬性粉体用分散剤の含有量が０．０１質量％以上１質量％以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の造粒物。
【請求項7】
水を含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の造粒物。
【請求項8】
製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダスト（以下、主原料という）と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを混合して造粒する、造粒物の製造方法であって、
水硬性粉体用分散剤が、ナフタレン系分散剤、及びポリカルボン酸系分散剤から選ばれる１種以上の水硬性粉体用分散剤であり、
前記造粒物が、焼結させずに製鉄原料として用いられる造粒物である、
造粒物の製造方法。
【請求項9】
主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを混合して得た混合物を造粒する請求項８に記載の造粒物の製造方法。
【請求項10】
主原料の固形分中の鉄の含有量が０．１質量％以上６０質量％以下である、請求項８又は９に記載の造粒物の製造方法。
【請求項11】
主原料の固形分中のシリカとアルミナの合計の割合が５質量％以上５０質量％以下であり、カルシウムの割合が２質量％以上５０質量％以下である、請求項８～１０のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項12】
主原料の固形分中の炭素成分の割合が５０質量％以下である、請求項８～１１のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項13】
造粒物中の主原料の含有量が、固形分換算で、３０質量％以上８５質量％以下である、請求項８～１２のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項14】
造粒物中の水硬性粉体用分散剤の含有量が０．０１質量％以上１質量％以下である、請求項８～１３のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項15】
造粒物が水を含有する、請求項８～１４のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。【請求項16】
主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤の混合をドラムペレタイザーで行う請求項８～１５のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項17】
ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、撹拌ロータとを備える請求項１６に記載の造粒物の製造方法。
【請求項18】
ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備える請求項１６又は１７に記載の造粒物の製造方法。
【請求項19】
下記処理（Ａ）、（Ｂ）を順次行う請求項８～１８のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
【請求項20】
下記処理（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を順次行う請求項８～１９のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
（Ｃ）：処理（Ｂ）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。
【請求項21】
ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備え、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）を順次行う、請求項１６又は請求項１７～２０のうち請求項１６を引用するいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
【請求項22】
ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備え、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｃ）を順次行う、請求項１６又は請求項１７～２０のうち請求項１６を引用するいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
（Ｃ）：処理（Ｂ２）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。この際、前記撹拌ロータを正回転で中速回転させながら、前記撹拌翼を正回転で中速回転させることで予備的な造粒処理を行う。
【請求項23】
主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを混合して得た混合物を転動造粒機に投入し、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う請求項８～２２のいずれか１項に記載の造粒物の製造方法。
【請求項24】
水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを含有する、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを用いた造粒物用の造粒処理剤であって、
水硬性粉体用分散剤が、ナフタレン系分散剤、及びポリカルボン酸系分散剤から選ばれる１種以上の水硬性粉体用分散剤であり、
前記造粒物が、焼結させずに製鉄原料として用いられる造粒物である、
造粒物用の造粒処理剤。
【請求項25】
造粒物が水を含有する、請求項２４に記載の造粒処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物、その製造方法、並びに前記造粒物用の造粒処理剤に関する。
【背景技術】
【0002】
製鉄プロセスでは、鋼材表面の酸洗処理において金属分が溶出した廃液が発生し、この廃液中の金属成分が、酸洗スラッジや中和スラッジ等の製鉄スラッジとして回収される。また、製鉄プロセスの種々の工程では、湿式集塵されたダストを脱水することにより高含水の製鉄ダストが生じる。こうした製鉄ダストや製鉄スラッジは、鉄や他の有用な金属（例えば、Ｎｉ、Ｃｒなど）を含有するものが多く、製鉄ダストや製鉄スラッジを炉の原料などとして再利用することは非常に有用である。
【0003】
製鉄スラッジや製鉄ダストを炉（例えば、シャフト炉、転炉、電気炉、溶融還元炉など）の原料として再利用するためには、それらをブリケットやペレットなどに塊成化することが望ましい。
【0004】
特許文献１には、特定の原料処理装置を用い、ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理し、解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストと固化剤を加え、混合処理する工程と、当該工程を経た原料を転動造粒機に投入し、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う工程とを有する、製鉄スラッジ等を主原料とする造粒物の製造方法が開示されている。
【0005】
特許文献２には、微粉の鉄鉱石を含む製鉄用原料を造粒処理するのに用いる処理剤であって、酸基およびポリアルキレングリコール鎖を有する高分子化合物、β－ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、芳香族アミノスルホン酸ポリマー、リグニンスルホン酸変性物からなる群より選ばれる少なくとも一種の高分子化合物を含む製鉄用造粒処理剤が開示されている。
【0006】
特許文献３には、反応容器内に金属酸化物および炭素を含む製鉄ダスト並びに製鉄スラッジの少なくとも１つを充填し、前記金属酸化物を還元および塊成化する製鉄ダスト処理方法において、前記反応容器に充填する際の前記金属酸化物の空間中鉄濃度を８００ｋｇ／ｍ３以上とする製鉄ダストの処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１２－９７２９４号公報
【文献】特開２００２－３２２５１４号公報
【文献】特開２０１７－１７９５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、強度に優れた製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストと、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを含有する、造粒物に関する。
【0010】
また、本発明は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダスト（以下、主原料という）と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを混合して造粒する、造粒物の製造方法に関する。
【0011】
また、本発明は、水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを含有する、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを用いた造粒物用の造粒処理剤に関する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、強度に優れた製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜造粒物＞
主原料の製鉄スラッジとしては、例えば、圧延スラッジ、メッキスラッジ、酸洗スラッジなどが挙げられる。一般に、製鉄スラッジの水分量は４０質量％以上７０質量％以下程度である。
主原料の製鉄ダストとしては、例えば、高炉ダスト、焼結ダスト、転炉ダスト、予備処理ダストなどが挙げられる。湿式集塵された製鉄ダストは相当量の水分を含み、一般に水分量は５質量％以上３５質量％以下程度である。なお、このような相当量の水分を含む製鉄ダストに対して、水分調整などの目的で乾燥粉である製鉄ダスト（乾式集塵されたもの）を配合してもよい。
主原料の製鉄スラッジとしては、例えば、圧延スラッジ、メッキスラッジ、酸洗スラッジなどが挙げられる。一般に、製鉄スラッジの水分量は４０質量％以上７０質量％以下程度である。
主原料の製鉄ダストとしては、例えば、高炉ダスト、焼結ダスト、転炉ダスト、予備処理ダストなどが挙げられる。湿式集塵された製鉄ダストは相当量の水分を含み、一般に水分量は５質量％以上３５質量％以下程度である。なお、このような相当量の水分を含む製鉄ダストに対して、水分調整などの目的で乾燥粉である製鉄ダスト（乾式集塵されたもの）を配合してもよい。
【0014】
主原料の固形分中の鉄の割合は、製鉄原料としての適性の観点から、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上、そして、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５５質量％以下である。ここで、主原料の固形分とは、主原料中の水以外の成分であってよい。
【0015】
主原料は、Ｎｉ、Ｃｒ等の有用な金属の含有量の観点から、好ましくは鉄鋼製造プロセスから回収されたスラッジ及び／又は鉄鋼製造プロセスから回収されたダストである。
【0016】
主原料の固形分中のシリカとアルミナの合計の割合は、スラグ抑制の観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上、そして、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
また、主原料の固形分中のカルシウムの割合は、スラグ抑制の観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上、そして、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
主原料は、シリカとアルミナの合計含有量が前記範囲にあり、且つカルシウムの含有量が前記範囲にあることが好ましい。
また、主原料の固形分中のカルシウムの割合は、スラグ抑制の観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上、そして、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
主原料は、シリカとアルミナの合計含有量が前記範囲にあり、且つカルシウムの含有量が前記範囲にあることが好ましい。
【0017】
また、主原料の固形分中のクロムとニッケルと合計の割合は、有用な金属を効率的に活用できる観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは１質量％以上、そして、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
【0018】
主原料の固形分中の炭素成分の割合は、造粒物形成の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
また、主原料の固形物中に炭素成分が含まれていなくとも生成する造粒物の有効利用の観点からは何ら問題はないが、造粒物を金属分の回収に使用することを考慮すれば炭素成分は熱源として利用できることから、主原料の固形分中の炭素成分の割合は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは７質量％以上、更に好ましくは１０質量％以上である。
ここで、主原料の固形分中の炭素成分の割合は、JIS R 1603 に規定する「炭素の定量方法」に準じた方法で測定することができる。
また、主原料の固形物中に炭素成分が含まれていなくとも生成する造粒物の有効利用の観点からは何ら問題はないが、造粒物を金属分の回収に使用することを考慮すれば炭素成分は熱源として利用できることから、主原料の固形分中の炭素成分の割合は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは７質量％以上、更に好ましくは１０質量％以上である。
ここで、主原料の固形分中の炭素成分の割合は、JIS R 1603 に規定する「炭素の定量方法」に準じた方法で測定することができる。
【0019】
水硬性粉体としては、水和反応により硬化する物性を有する粉体が挙げられる。具体的には、セメント、石膏等が挙げられる。好ましくは普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸塩セメント等のセメントであり、またこれらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどのポソラン作用及び／又は潜在水硬性を有する粉体や、石粉（炭酸カルシウム粉末）等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。水硬性粉体は、強度発現と入手性の観点から、より好ましくは普通ポルトランドセメント、早強セメント、高炉スラグセメントであり、環境負荷低減の観点から、更に好ましくは高炉スラグセメントである。
【0020】
水硬性粉体がセメントなどの水和反応により硬化する物性を有する粉体の他、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉（炭酸カルシウム粉末）から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。また、水和反応により硬化する物性を有する粉体が、高強度混和材を含有する場合、高強度混和材の量も水硬性粉体の量に算入する。これは、水硬性粉体の質量が関係する質量部や質量比などにおいても同様である。
【0021】
水硬性粉体用分散剤としては、ナフタレン系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤、メラミン系分散剤、リグニン系分散剤、フェノール系分散剤から選ばれる１種以上の水硬性粉体用分散剤が挙げられる。
【0022】
水硬性粉体用分散剤は、分散性向上の観点から、ナフタレン系分散剤、及びポリカルボン酸系分散剤から選ばれる１種以上の水硬性粉体用分散剤が好ましい。
【0023】
ナフタレン系分散剤としては、好ましくはナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩が挙げられる。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物又はその塩である。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は、性能を損なわない限り、単量体として、例えばメチルナフタレン、エチルナフタレン、ブチルナフタレン、ヒドロキシナフタレン、ナフタレンカルボン酸、アントラセン、フェノール、クレゾール、クレオソート油、タール、メラミン、尿素、スルファニル酸及び／又はこれらの誘導体などのようなナフタレンスルホン酸と共縮合可能な芳香族化合物と共縮合させても良い。
【0024】
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、例えば、スコアロールＰＤ－３１５Ｍ、マイテイ１５０、デモール Ｎ、デモールＲＮ、デモール ＭＳ、デモールＳＮ－Ｂ、デモール ＳＳ－Ｌ（いずれも花王株式会社製）、セルフロー １２０、ラベリン ＦＤ－４０、ラベリン ＦＭ－４５（いずれも第一工業製薬株式会社製）などのような市販品を用いることができる。
【0025】
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、低粘性の観点から、重量平均分子量が、好ましくは２００，０００以下、より好ましくは１００，０００以下、更に好ましくは８０，０００以下、より更に好ましくは５０，０００以下、より更に好ましくは３０，０００以下である。そして、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、分散性の観点から、重量平均分子量が、好ましくは１，０００以上、より好ましくは３，０００以上、更に好ましくは４，０００以上、より更に好ましくは５，０００以上である。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は酸の状態あるいは中和物であってもよい。
【0026】
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩の分子量は下記条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定することができる。
［ＧＰＣ条件］
カラム：Ｇ４０００ＳＷＸＬ＋Ｇ２０００ＳＷＸＬ（東ソー株式会社）
溶離液：３０ｍＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ／ＣＨ３ＣＮ＝６／４
流量：０．７ｍｌ／ｍｉｎ
検出：ＵＶ２８０ｎｍ
サンプルサイズ：０．２ｍｇ／ｍｌ
標準物質：西尾工業（株）製 ポリスチレンスルホン酸ソーダ換算（単分散ポリスチレンスルホン酸ナトリウム：分子量、２０６、１，８００、４，０００、８，０００、１８，０００、３５，０００、８８，０００、７８０，０００）
検出器：東ソー株式会社 ＵＶ－８０２０
［ＧＰＣ条件］
カラム：Ｇ４０００ＳＷＸＬ＋Ｇ２０００ＳＷＸＬ（東ソー株式会社）
溶離液：３０ｍＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ／ＣＨ３ＣＮ＝６／４
流量：０．７ｍｌ／ｍｉｎ
検出：ＵＶ２８０ｎｍ
サンプルサイズ：０．２ｍｇ／ｍｌ
標準物質：西尾工業（株）製 ポリスチレンスルホン酸ソーダ換算（単分散ポリスチレンスルホン酸ナトリウム：分子量、２０６、１，８００、４，０００、８，０００、１８，０００、３５，０００、８８，０００、７８０，０００）
検出器：東ソー株式会社 ＵＶ－８０２０
【0027】
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩の製造方法は、例えば、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応により縮合物を得る方法が挙げられる。前記縮合物の中和を行ってもよい。また、中和で副生する水不溶解物を除去してもよい。具体的には、ナフタレンスルホン酸を得るために、ナフタレン１モルに対して、硫酸１．２～１．４モルを用い、１５０～１６５℃で２～５時間反応させてスルホン化物を得る。次いで、該スルホン化物１モルに対して、ホルムアルデヒドとして０．９５～０．９９モルとなるようにホルマリンを８５～９５℃で、３～６時間かけて滴下し、滴下後９５～１０５℃で縮合反応を行う。更に、得られる縮合物の水溶液は酸性度が高いので貯槽等の金属腐食を抑制する観点から、得られた縮合物に、水と中和剤を加え、８０～９５℃で中和工程を行うことができる。中和剤は、ナフタレンスルホン酸と未反応硫酸に対してそれぞれ１．０～１．１モル倍添加することが好ましい。また、中和により生じる水不溶解物を除去することができ、その方法として好ましくは濾過による分離が挙げられる。これらの工程によって、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩の水溶液が得られる。この水溶液は、そのままナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩として使用することができる。更に必要に応じて該水溶液を乾燥、粉末化して粉末状のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩を得ることができ、これを粉末状の分散剤として使用することができる。乾燥、粉末化は、噴霧乾燥、ドラム乾燥、凍結乾燥等により行うことができる。
【0028】
ポリカルボン酸系分散剤としては、分散性の観点から、下記一般式（１）で示される単量体（１）を構成単量体として含む共重合体が好ましい。
ポリカルボン酸系分散剤としては、下記一般式（１）で示される単量体（１）と下記一般式（２）で示される単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体がより好ましい。
ポリカルボン酸系分散剤としては、下記一般式（１）で示される単量体（１）と下記一般式（２）で示される単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体がより好ましい。
【0029】
【化1】
【0030】
〔式中、
Ｒ１、Ｒ２：同一でも異なっていても良く、水素原子又はメチル基
Ｒ３：水素原子又は－ＣＯＯ（ＡＯ）ｎＸ１
Ｘ１：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：エチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基から選ばれる基
ｎ：ＡＯの平均付加モル数であり、１以上３００以下の数
ｑ：０以上２以下の数
ｐ：０又は１の数
を示す。〕
Ｒ１、Ｒ２：同一でも異なっていても良く、水素原子又はメチル基
Ｒ３：水素原子又は－ＣＯＯ（ＡＯ）ｎＸ１
Ｘ１：水素原子又は炭素数１以上４以下のアルキル基
ＡＯ：エチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基から選ばれる基
ｎ：ＡＯの平均付加モル数であり、１以上３００以下の数
ｑ：０以上２以下の数
ｐ：０又は１の数
を示す。〕
【0031】
【化2】
【0032】
〔式中、
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６：同一でも異なっていても良く、水素原子、メチル基又は（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２であり、（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２は、ＣＯＯＭ１又は他の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のＭ１、Ｍ２は存在しない。
Ｍ１、Ｍ２：同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６：同一でも異なっていても良く、水素原子、メチル基又は（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２であり、（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２は、ＣＯＯＭ１又は他の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のＭ１、Ｍ２は存在しない。
Ｍ１、Ｍ２：同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基
ｒ：０以上２以下の数
を示す。〕
【0033】
一般式（１）中、Ｒ１は、重合性の観点から、水素原子が好ましい。
一般式（１）中、Ｒ２は、保存安定性の観点から、メチル基が好ましい。
一般式（１）中、Ｒ３は、重合性の観点から、水素原子が好ましい。
一般式（１）中、Ｘ１は、親水性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
一般式（１）中、ＡＯは、親水性の観点から、エチレンオキシ基が好ましい。ＡＯはエチレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式（１）中、ｎは、ＡＯの平均付加モル数であり、分散性の観点から、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１５以上、より更に好ましくは２０以上、そして、好ましくは３００以下、より好ましくは２００以下、更に好ましくは１５０以下、より更に好ましくは１３０以下である。
一般式（１）中、保存安定性の観点から、ｐは、１が好ましい。
一般式（１）中、ｑは、０が好ましい。
一般式（１）中、Ｒ２は、保存安定性の観点から、メチル基が好ましい。
一般式（１）中、Ｒ３は、重合性の観点から、水素原子が好ましい。
一般式（１）中、Ｘ１は、親水性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
一般式（１）中、ＡＯは、親水性の観点から、エチレンオキシ基が好ましい。ＡＯはエチレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式（１）中、ｎは、ＡＯの平均付加モル数であり、分散性の観点から、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１５以上、より更に好ましくは２０以上、そして、好ましくは３００以下、より好ましくは２００以下、更に好ましくは１５０以下、より更に好ましくは１３０以下である。
一般式（１）中、保存安定性の観点から、ｐは、１が好ましい。
一般式（１）中、ｑは、０が好ましい。
【0034】
一般式（２）中、重合性の観点から、Ｒ４は、水素原子が好ましい。
一般式（２）中、保存安定性の観点から、Ｒ５は、メチル基が好ましい。
一般式（２）中、重合性の観点から、Ｒ６は、水素原子が好ましい。
（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２については、ＣＯＯＭ１又は他の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のＭ１、Ｍ２は存在しない。
Ｍ１とＭ２は同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基である。
Ｍ１、Ｍ２のアルキル基、ヒドロアルキル基、及びアルケニル基は、それぞれ、炭素数１以上４以下が好ましい。
Ｍ１とＭ２は、同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、又はアルキルアンモニウム基が好ましく、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、又はアンモニウム基がより好ましく、水素原子、アルカリ金属、又はアルカリ土類金属（１／２原子）が更に好ましく、水素原子、又はアルカリ金属がより更に好ましい。
入手性の観点から、一般式（２）中の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２のｒは、１が好ましい。
一般式（２）中、保存安定性の観点から、Ｒ５は、メチル基が好ましい。
一般式（２）中、重合性の観点から、Ｒ６は、水素原子が好ましい。
（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２については、ＣＯＯＭ１又は他の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２と無水物を形成していてもよく、その場合、それらの基のＭ１、Ｍ２は存在しない。
Ｍ１とＭ２は同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、置換アルキルアンモニウム基、アルキル基、ヒドロアルキル基又はアルケニル基である。
Ｍ１、Ｍ２のアルキル基、ヒドロアルキル基、及びアルケニル基は、それぞれ、炭素数１以上４以下が好ましい。
Ｍ１とＭ２は、同一でも異なっていても良く、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム基、又はアルキルアンモニウム基が好ましく、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、又はアンモニウム基がより好ましく、水素原子、アルカリ金属、又はアルカリ土類金属（１／２原子）が更に好ましく、水素原子、又はアルカリ金属がより更に好ましい。
入手性の観点から、一般式（２）中の（ＣＨ２）ｒＣＯＯＭ２のｒは、１が好ましい。
【0035】
単量体（１）を構成単量体として含む共重合体は、分散性の観点から、構成単量体中の単量体（１）の合計量が、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは７５質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下である。
単量体（１）と単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体は、分散性と吸着性の観点から、構成単量体中の単量体（１）と単量体（２）の合計量が、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下である。この合計量は、１００質量％であってもよい。
単量体（１）と単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体は、分散性と吸着性の観点から、構成単量体中の単量体（１）と単量体（２）の合計量が、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下である。この合計量は、１００質量％であってもよい。
【0036】
単量体（１）と単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体は、単量体（１）と単量体（２）の合計中の単量体（２）の割合が、分散性の観点から、好ましくは４０モル％以上、そして、好ましくは９９モル％以下、より好ましくは９７モル％以下、更に好ましくは９５モル％以下である。
【0037】
ポリカルボン酸系分散剤、更に単量体（１）を構成単量体として含む共重合体、更に単量体（１）と単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体の重量平均分子量は、分散性の観点から、好ましくは２０，０００以上、より好ましくは３０，０００以上、更に好ましくは４０，０００以上、そして、好ましくは１００，０００以下、より好ましくは１００，０００未満、更に好ましくは８０，０００以下である。
【0038】
ポリカルボン酸系分散剤、更に単量体（１）を構成単量体として含む共重合体、更に単量体（１）と単量体（２）とを構成単量体として含む共重合体の重量平均分子量及び数平均分子量は、それぞれ、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定されたものである。
＊ＧＰＣ条件
装置：ＧＰＣ（ＨＬＣ－８３２０ＧＰＣ）東ソー株式会社製
カラム：Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー株式会社製）
溶離液：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ３ＣＮ＝９／１
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
サンプルサイズ：０．２ｍｇ／ｍＬ
標準物質：ポリエチレングリコール換算（分子量既知の単分散ポリエチレングリコール、分子量８７,５００、２５０,０００、１４５,０００、４６,０００、２４,０００）
＊ＧＰＣ条件
装置：ＧＰＣ（ＨＬＣ－８３２０ＧＰＣ）東ソー株式会社製
カラム：Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー株式会社製）
溶離液：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ３ＣＮ＝９／１
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
サンプルサイズ：０．２ｍｇ／ｍＬ
標準物質：ポリエチレングリコール換算（分子量既知の単分散ポリエチレングリコール、分子量８７,５００、２５０,０００、１４５,０００、４６,０００、２４,０００）
【0039】
ポリカルボン酸系分散剤は、ＡＯの平均付加モル数や単量体（１）単量体（２）の割合などが異なる分散剤を２種以上用いることもできる。
【0040】
本発明の造粒物は、製鉄原料としての適性の観点から、造粒物中の主原料の含有量が、固形分換算で、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上、そして、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８８質量％以下、更に好ましくは８５質量％以下である。
【0041】
本発明の造粒物は、造粒物の圧壊強度の観点から、造粒物中の水硬性粉体の含有量が、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、そして、スラグ抑制の観点から、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下である。
【0042】
本発明の造粒物は、原料の分散性向上の観点から、造粒物中の水硬性粉体用分散剤の含有量が、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０３質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上、そして、好ましくは５質量％以下である。
【0043】
本発明の造粒物は、堆積防止と作業性の観点から、平均粒子径が、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上、そして、熔解性の観点から、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。この平均粒子径は、ふるい分け試験（ＪＩＳ ８８１５－１９９４）より測定されたものである。
【0044】
本発明の造粒物は、製鉄原料用造粒物、更に製鋼の転炉原料用造粒物として好適である。
【0045】
＜造粒物の製造方法＞
本発明は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダスト（主原料）と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを混合して造粒する、造粒物の製造方法を提供する。本発明の造粒物は、本発明の製造方法で製造することができる。
製鉄スラッジ、製鉄ダスト、水硬性粉体、及び水硬性粉体用分散剤の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の造粒物と同じである。本発明の造粒物で述べた事項は、適宜、本発明の製造方法に適用することができる。また、例えば、造粒物中の主原料、水硬性粉体、水硬性粉体用分散剤の含有量は、それぞれ、混合量と読み替えて適用することができる。
本発明は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダスト（主原料）と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを混合して造粒する、造粒物の製造方法を提供する。本発明の造粒物は、本発明の製造方法で製造することができる。
製鉄スラッジ、製鉄ダスト、水硬性粉体、及び水硬性粉体用分散剤の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の造粒物と同じである。本発明の造粒物で述べた事項は、適宜、本発明の製造方法に適用することができる。また、例えば、造粒物中の主原料、水硬性粉体、水硬性粉体用分散剤の含有量は、それぞれ、混合量と読み替えて適用することができる。
【0046】
本発明の造粒物の製造方法では、主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを混合して得た混合物を造粒することが好ましい。
【0047】
主原料は、例えば、鉄鋼製造プロセスで回収されたスラッジ又はダストである。主原料は表面の凹凸が少ないものが好ましい。
【0048】
本発明の造粒物の製造方法では、主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤の混合をドラムペレタイザーで行うことが好ましい。
ドラムペレタイザーとしては、処理すべき原料が入れられるドラムと、撹拌ロータとを備えるものが挙げられる。
ドラムペレタイザーとしては、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備えるものが挙げられる。
これらのドラムペレタイザーと、当該ドラムペレタイザーで処理された原料が投入され、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う転動造粒機とを組み合わせることもできる。
ドラムペレタイザーとしては、処理すべき原料が入れられるドラムと、撹拌ロータとを備えるものが挙げられる。
ドラムペレタイザーとしては、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備えるものが挙げられる。
これらのドラムペレタイザーと、当該ドラムペレタイザーで処理された原料が投入され、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う転動造粒機とを組み合わせることもできる。
【0049】
本発明の造粒物の製造方法では、下記処理（Ａ）、（Ｂ）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
【0050】
本発明の造粒物の製造方法では、下記処理（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
（Ｃ）：処理（Ｂ）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを解砕処理する。
（Ｂ）：処理（Ａ）で解砕された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを加え、混合処理する。
（Ｃ）：処理（Ｂ）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。
【0051】
本発明の造粒物の製造方法では、ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備え、
前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
【0052】
本発明の造粒物の製造方法では、ドラムペレタイザーが、処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備え、
前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｃ）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
（Ｃ）：処理（Ｂ２）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。この際、前記撹拌ロータを正回転で中速回転させながら、前記撹拌翼を正回転で中速回転させることで予備的な造粒処理を行う。
前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度が可変であり、
前記撹拌翼が、一方の公転方向での公転時には、上面側で原料を掻き上げる作用をし、他方の公転方向での公転時には、下面側で原料を圧縮する作用をし、
前記撹拌翼が、上面側で原料を掻き上げる作用をする公転方向に公転する場合を「正回転」、下面側で原料を圧縮する作用をする公転方向に公転する場合を「逆回転」とし、前記撹拌ロータが前記撹拌翼の「正回転」の公転と同じ回転方向に自転する場合を「正回転」とした場合に、前記撹拌翼の公転方向及び公転速度と前記撹拌ロータの自転速度を選択することにより、下記処理（Ａ）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｃ）を順次行うことができる。
（Ａ）：ケーキ状の製鉄スラッジを解砕処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理と、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる解砕処理を、交互に１回以上行う。
（Ｂ１）：処理（Ａ）で解砕された製鉄スラッジに製鉄ダストを加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を正回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で低速回転させる混合処理を行う。
（Ｂ２）：処理（Ｂ１）で混合処理された原料に水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤を加え、混合処理する。この際、前記撹拌翼を逆回転で低速回転させながら前記撹拌ロータを正回転で高速回転させる混合処理を行う。
（Ｃ）：処理（Ｂ２）で混合された原料の予備的な造粒処理を行う。この際、前記撹拌ロータを正回転で中速回転させながら、前記撹拌翼を正回転で中速回転させることで予備的な造粒処理を行う。
【0053】
本発明の造粒物の製造方法では、主原料と水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを混合して得た混合物を転動造粒機に投入し、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行うことができる。
【0054】
前記ドラムペレタイザーは、特開２０１２－９７２９４号公報の原料処理装置を参照することができる。また、前記転動造粒機も、特開２０１２－９７２９４号公報を参照することができる。
【0055】
本発明の造粒物の製造方法では、造粒物の焼結を行わなくてもよい。すなわち、本発明の製造方法として、主原料と、水硬性粉体と、水硬性粉体用分散剤とを混合して造粒し造粒物を製造し、その後、前記造粒物の焼結を行わない、造粒物の製造方法が挙げられる。
【0056】
＜造粒処理剤＞
本発明は、水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを含有する、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを用いた造粒物用の造粒処理剤を提供する。製鉄スラッジ、製鉄ダスト、水硬性粉体、及び水硬性粉体用分散剤の具体例及び好ましい態様はそれぞれ本発明の造粒物と同じである。本発明の造粒物で述べた事項は、適宜、本発明の造粒処理剤に適用することができる。本発明の造粒処理剤は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物を製造する際に、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストと混合して用いられる。
本発明は、水硬性粉体と水硬性粉体用分散剤とを含有する、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストを用いた造粒物用の造粒処理剤を提供する。製鉄スラッジ、製鉄ダスト、水硬性粉体、及び水硬性粉体用分散剤の具体例及び好ましい態様はそれぞれ本発明の造粒物と同じである。本発明の造粒物で述べた事項は、適宜、本発明の造粒処理剤に適用することができる。本発明の造粒処理剤は、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストの造粒物を製造する際に、製鉄スラッジ及び／又は製鉄ダストと混合して用いられる。
【実施例】
【0057】
＜造粒物用原料＞
＊主原料
・製鉄スラッジ：水分量３６質量％、固形分中、鉄の割合が３０質量％、シリカとアルミナの合計の割合が１５質量％以下、カルシウムの割合が８質量％、炭素成分の割合が１０質量％
・製鉄ダスト：水分量８質量％、固形分中、鉄の割合が５０質量％、シリカとアルミナの合計の割合が３質量％以下、カルシウムの割合が２質量％、高温下で熱崩壊して粉状化した石炭のダストを主に含む炭素成分の割合が１０質量％
＊水硬性粉体
・高炉セメント：シリカとアルミナの合計の割合が３５質量％、カルシウム６０質量％、その他元素が５質量％
＊水硬性粉体用分散剤
・分散剤（１）：メタクリル酸と、メタクリル酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルのエステル（ポリエチレングリコール部分の重量平均分子量５３００）との、共重合物（共重合比率：メタクリル酸／メタクリル酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルのエステル＝９０／１０（ｍｏｌ％））のナトリウム中和塩
・分散剤（２）：スコアロールＰＤ－３１５Ｍ、花王株式会社、ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩
＊主原料
・製鉄スラッジ：水分量３６質量％、固形分中、鉄の割合が３０質量％、シリカとアルミナの合計の割合が１５質量％以下、カルシウムの割合が８質量％、炭素成分の割合が１０質量％
・製鉄ダスト：水分量８質量％、固形分中、鉄の割合が５０質量％、シリカとアルミナの合計の割合が３質量％以下、カルシウムの割合が２質量％、高温下で熱崩壊して粉状化した石炭のダストを主に含む炭素成分の割合が１０質量％
＊水硬性粉体
・高炉セメント：シリカとアルミナの合計の割合が３５質量％、カルシウム６０質量％、その他元素が５質量％
＊水硬性粉体用分散剤
・分散剤（１）：メタクリル酸と、メタクリル酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルのエステル（ポリエチレングリコール部分の重量平均分子量５３００）との、共重合物（共重合比率：メタクリル酸／メタクリル酸とポリエチレングリコールモノメチルエーテルのエステル＝９０／１０（ｍｏｌ％））のナトリウム中和塩
・分散剤（２）：スコアロールＰＤ－３１５Ｍ、花王株式会社、ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩
【0058】
＜造粒物の製造＞
処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備えたドラムペレタイザーと、当該ドラムペレタイザーで処理された原料が投入され、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う転動造粒機とを用いて、造粒物を製造した。具体的には、前記ドラムペレタイザーは、特開２０１２－９７２９４号公報の図１～３の原料処理装置を、また、前記転動造粒機は、特開２０１２－９７２９４号公報の図５、６の転動造粒機を使用した。
処理すべき原料が入れられるドラムと、該ドラム内を公転する撹拌翼と、前記ドラム内を前記撹拌翼とともに公転しつつ自転する撹拌ロータとを備えたドラムペレタイザーと、当該ドラムペレタイザーで処理された原料が投入され、原料の造粒処理と造粒物の表面を平滑化する整粒処理を行う転動造粒機とを用いて、造粒物を製造した。具体的には、前記ドラムペレタイザーは、特開２０１２－９７２９４号公報の図１～３の原料処理装置を、また、前記転動造粒機は、特開２０１２－９７２９４号公報の図５、６の転動造粒機を使用した。
【0059】
前記ドラムペレタイザーで、表１の混合量で主原料と水硬性粉体とを混合した。この混合粉体に、表１の混合量で水硬性粉体用分散剤、水を、この順で加えた。混合処理３０秒（攪拌翼と攪拌ロータの回転方向が逆）、予備造粒攪拌４０秒（攪拌翼と攪拌ロータの回転方向が同じ）の後、混合物を前記転動造粒機に投入し、整粒処理６０秒を行い、造粒物を得た。
【0060】
＜造粒物の圧壊強度＞
造粒物の圧壊強度を、ＪＩＳ Ｚ ８８４１－１９９３の方法で測定した。結果を表１に示した。
造粒物の圧壊強度を、ＪＩＳ Ｚ ８８４１－１９９３の方法で測定した。結果を表１に示した。
【0061】
【表1】
【0062】
＊１ 主原料の混合量のかっこ内の数字は、固形分換算の量である。表１の混合量は、造粒物中の各成分の含有量とほぼ同じとなる。