[发明专利]耐火材料粒子的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及简便且生产性良好的耐火材料粒子的制造方法，所述制造方法由含所需化学成分以外的成分的使用后的氧化铝类、氧化锆类、氧化铝-氧化锆类的耐火材料通过提高ZrO₂成分和/或Al₂O₃成分的含量来制造高纯度、高氧化性的耐火材料粒子。

背景技术

作为使用后的耐火材料的再循环方法，专利文献1中提出了对在炼铁厂使用后的耐火材料根据使用部位进行筛选等，粉碎后将其直接作为耐火材料使用的方法。但是，该提案中所得的原料的杂质含量多，无法作为电铸耐火材料用原料进行再利用，所述电铸耐火材料用原料的杂质含量的要求水平为例如Fe₂O₃在0.1质量％以下、TiO₂在0.2质量％以下，要求比一般的结合耐火材料低一个数量级以上的水平。

此外，该提案中仅仅将所得的原料简单地进行粉碎，还存在再生原料伴随粉碎而再次受到污染等问题，只能用作低级的耐火材料。使用后的耐火材料中，特别是使用后的电铸耐火材料有大量氧化锆等有用的矿物资源，如果能够作为电铸耐火材料再循环，则可有效地利用资源。

专利文献2和专利文献3中提出了在除电铸耐火材料以外的使用后的耐火材料中添加碳来进行熔融还原处理的方法。专利文献2中提出了对炼钢工艺或水泥制造工艺中所使用的含铬耐火材料的废弃材料进行电熔融处理而获得尖晶石组成的固化物的方法。但是，对于玻璃熔融炉等中所使用的电铸耐火材料的处理方法，没有具体的提案。此外，为了将熔融处理物制成铸锭，由铸锭制成耐火材料粒子，需要另外设置粉碎等后续工序，生产成本增加，而且所述粉碎等工序中还可能混入杂质，作为有用的耐火材料成分的ZrO₂成分和/或Al₂O₃成分的含量可能会下降。

专利文献3也与专利文献2同样，提出了在炼铁厂产生的使用后的耐火材料中添加碳来进行熔融还原处理的方法。但是，对于玻璃熔融炉等中所使用的电铸耐火材料的处理方法，没有具体的提案，而且为了将熔融处理物制成铸锭，由铸锭制成耐火材料粒子，需要另外设置粉碎等工序，所述工序中还可能混入杂质。即，专利文献2和专利文献3中所提出的方法中，无法将使用后的耐火材料用作要求高纯度的电铸耐火材料用原料。

此外，作为电铸耐火材料所要求的重要的指标，有构成矿物的氧化度。这是因为由氧化物的氧部分缺失的状态的矿物构成电铸耐火材料的情况下，构成矿物与玻璃反应而发泡，污染玻璃。专利文献2和专利文献3中所提出的方法中，将熔融处理物制成铸锭进行回收，因此再生原料中残存较高水平的碳。

残留的碳粒子由于还起到还原剂的作用，因此无法直接用作电铸耐火材料用原料，为了消除氧缺陷，需要另外在大气中进行热处理。

专利文献4中，虽然记载有为了使城市垃圾、产业废弃物、下水道污泥废弃物(它们一般SiO₂、CaO和Na₂O的含量多，呈玻璃质)等减容化、无害化而进行熔融的内容，但没有在关于非玻璃质的使用后的耐火材料中添加碳以及添加碳并熔融来使使用后的耐火材料高纯度化的记载，也没有关于这些内容的提示。另外，专利文献4的主要的发明是关于熔融炉的内衬耐火材料的发明。

此外，作为由熔融物直接生成粒子的方法，专利文献5中提出了向熔融物喷射高速的空气来进行空气粉碎的方法。但是，专利文献5中，虽然记载有使形成多铝红柱石的原料熔融而制成多铝红柱石的内容，但没有对于在废弃物中添加碳并熔融来使有用的成分高纯度化的方法的记载，也没有关于该方法的提示。

总之，目前还没有关于对使用后的耐火材料进行处理而使除ZrO₂、Al₂O₃等成分以外的成分极度减少，高纯度化，再生至可用作电铸耐火材料原料的水平来制成高纯度的耐火材料粒子的工业化方法的提案。

专利文献1：日本专利特开2003-212667号公报

专利文献2：日本专利特开平5-96265号公报

专利文献3：日本专利特开2002-263606号公报

专利文献4：日本专利特开平7-53258号公报

专利文献5：日本专利特开2003-251434号公报

发明的揭示