以下、本発明の実施の形態を図面を用い� ��説明する。

 本発明に係るフライアッシュ中の未燃カ� ��ボン除去装置は、図1に示すように、主とし て、スラリー調製槽10と、表面改質装置30と� �調整槽60と、浮選機70により構成され、フラ� ��アッシュa中の未燃カーボンbを除去するよ� �になっている。図中、符号cは水、eは捕集剤 、fは起泡剤、a’は灰分を示している。

 図2に示すように、スラリー調製槽10は、� ��ライアッシュaに水cを混合してスラリーdを� ��成するために設けられ、スラリーdを攪拌す るための攪拌羽根11を備えている。スラリーd は、フライアッシュ濃度が5~40wt%、或いは、10 ~25wt%の範囲に調製される。

 このスラリー調製槽10は、その前段に図� �しないフライアッシュタンクと水供給設備� �設け、その後段にスラリーdを表面改質装置3 0に供給するポンプ12を有している。ポンプ12� ��後段には、灯油、軽油、重油などの捕集剤e を収容する捕集剤タンク20と、捕集剤タンク2 0内の捕集剤eをスラリーdに添加するポンプ21� ��、捕集剤注入管22を備えている。この捕集� �注入管22は、スラリー調製槽10と表面改質装� ��30を繋ぐスラリー供給管13に接続し、スラリ ー供給管13内のスラリーdに捕集剤eを添加す� �ようになっている。捕集剤の添加量として� �、0.01~3.0wt%(対フライアッシュ)、或いは、0.05 ~1.0wt%(対フライアッシュ)の範囲が好ましい。

 表面改質装置30は、捕集剤が添加された� �ラリーに剪断力を付与して未燃カーボンの� �面を改質するために設けられており、複数� �表面改質機31を接続管32を介して直列に接続� ��ることによって構成されている。表面改質� ��31は、それぞれ、竪型の攪拌槽33と、この攪 拌槽33内に設けた竪型の攪拌機34により構成� �れている。攪拌機34は、回転軸35と、その先� ��に設けた攪拌羽根36と、攪拌羽根36を高速回 転させるモータ37によって構成されている。

 攪拌羽根の形状としては、側面視で短冊� ��が好ましい。また、図3に示すように、攪拌 羽根36の先端に擦過体45を設けて擦過体45と攪 拌槽33の内壁面の間で未燃カーボンの表面を� ��過するようにしてもよい。この擦過体45の� �状としては、図3のように、平面視で凸レン� ��形でもよいが、台形や三角形などでもよい� ��要は、擦過体45と攪拌槽33の内壁面との間で 未燃カーボンの表面を擦過できる形状であれ ばよい。

 また、攪拌羽根36の先端と攪拌槽33の内壁 面の間の間隔(クリアランス)Lは、2~100mm、或� �は、5~50mmの範囲が好ましい。攪拌羽根36の先 端と攪拌槽33の内壁面の間のクリアランスが2 mm未満の場合は、表面改質機の製造に高精度� ��求められるため、製造コストが高価なもの� ��なる。また、攪拌羽根36の先端と攪拌槽33の 内壁面の間のクリアランスが100mmを超えると� ��未燃カーボンの表面改質の効力が低下する� ��

 また、攪拌羽根36は、単位スラリー量当り10 ~100Kw/m ³  、好ましくは、30~5Kw/m ³  の攪拌力(攪拌動力)を付与するようになって� ��る。攪拌羽根36の攪拌動力が単位スラリー� �当り10Kw/m ³  未満の場合には、未燃カーボンの表面改質が 行なわれ難い。他方、攪拌羽根36の攪拌動力� ��単位スラリー量当り100Kw/m ³  を超えると、未燃カーボンの表面改質を行な うことができるが、電力消費量が飛躍的に増 加する。また、攪拌槽内部の磨耗も増加する ので、不経済である。

 また、スラリーの滞留時間は、0.1~10分、� ��ましくは、0.5~5分に設定されている。スラ� �ーの滞留時間が0.1分未満の場合には、未燃� �ーボンの表面改質が行なわれ難い。他方、� �ラリーの滞留時間が10分を超えると、それ以 上未燃カーボンの表面改質が進まないので、 設備コスト、ランニングコストが増大して不 経済である。

 この表面改質装置30は、複数台(図面では� ��3台)の表面改質機31により構成され、各表面 改質機31は、ポンプ38を有する接続管32によっ て直列に接続されている。更に、この表面改 質装置30は、最後尾(第3)の表面改質機31を迂� �するバイパス路39を設け、前段、つまり、第 1,第2の表面改質機31a,31bによって改質された� �ラリーが第3の表面改質機31cを迂回できるよ� ��にしている。バイパス路39の入り口40は、第 2の接続管32に接続され、バイパス路39の出口4 1は、第3の接続管32に接続されている。バイ� �ス路39は、バルブ42に有し、第2の接続管32は� ��バイパス路39の接続点よりも後流側にバル� �43を有している。

 調整槽60は、表面改質装置30から供給され たスラリーに起泡剤タンク50からポンプ51に� �って供給された起泡剤fを添加してこれらを� ��速で混合するものであり、内部に攪拌羽根6 1を備えている。

 起泡剤としては、MIBC(メチルイソブチル� �ルビノール)などが好ましく使用される。起� ��剤の添加量としては、20~5,000ppm、或いは、10 0~1,000ppmが好ましい。起泡剤の添加量が20ppm未 満の場合には、気泡の発生が不足する。他方 、起泡剤の添加量が5,000ppmを超えると、起泡� ��コストが増大する。また、フライアッシュ� ��回収率が低下する。更に、過剰の気泡によ� ��て周囲が汚染される。

 この調整槽60の後段には、起泡剤添加後� �スラリーd" を浮選機70に供給するためのポ� �プ62が配置されている。浮選機70は、気泡に� ��質後の未燃カーボンを付着させて浮上させ� ��未燃カーボン(フロス)と、未燃カーボンが� �去されたフライアッシュ(テール)とに分離す るものであり、従来から知られている公知の 浮選機を使用している。

 上記の表面改質装置30としては、図6に示� ��ように、竪型多段式攪拌槽101を適用するこ� ��ができる。この竪型多段式攪拌槽101は、竪� ��の攪拌槽102と、攪拌槽102の内面に多段に設� ��た環状の仕切壁104と、攪拌槽102の軸芯部に� ��けた回転軸105と、この回転軸105に前記仕切� ��104と交互になるように設けた攪拌羽根106か� ��構成されている。尚、図中、符号109はスラ� ��ー導入口、110はスラリー排出口である。ま� ��、攪拌槽102と攪拌羽根106の間のクリアリン� ��、攪拌羽根106の攪拌力(攪拌動力)、スラリ� �の滞留時間などは、前例と同等に設定され� �。

 次に、上記未燃カーボン除去装置の作用� ��ついて説明する。

 本発明の場合、フライアッシュの性状に� ��って、予め、表面改質機の使用台数を決定� ��る。例えば、比較的表面改質の容易なフラ� ��アッシュ(例えば、歴青炭のフライアッシュ )では、表面改質機の使用台数を少数(図では� ��2段)とし、表面改質の難しいフライアッシ� �(例えば、一般炭のフライアッシュ)では、表 面改質機の使用台数を多段(図では、3段)にす る。なお、説明の都合上、表面改質機の使用 台数が2段の場合について説明する。この場� �には、バイパス路39のバルブ42を「開」とし� ��第2の接続管32のバルブ43を「閉」とする。

 図2において、フライアッシュaは、スラ� �ー調製槽10に供給され、水cと混合してスラ� �ーdとなる。その際、スラリーのフライアッ� ��ュの濃度は、例えば、5~40wt%に調製される。 このスラリーdは、ポンプ12によって第1の表� �改質機31aに供給されるが、その途中におい� �、捕集剤タンク20から所定量(例えば、0.01~3.0 wt%(対フライアッシュ))の捕集剤eが添加され� �。

 第1の表面改質機31aに供給されたスラリー d及び捕集剤eは、高速回転(例えば、200~10,000rp m)する攪拌羽根36によって剪断力が付与され� �。第1の表面改質機31aで剪断力が付与された� ��ラリーd及び捕集剤eは、第2の表面改質機31b� ��供給され、更に、剪断力が付与される。こ� ��ように、スラリー及び捕集剤に剪断力を付� ��するのは、未燃カーボンの表面を改質して� ��選浮遊性を向上させるためであるが、この� ��について、図5(a)~図5(c)を参照しながら説明� ��る。

 スラリー状のフライアッシュに捕集剤を� ��合しただけでは、図5(a)に示すように、水c� �中にフライアッシュaと、未燃カーボンbと、 捕集剤eとが混合された状態になっているに� �ぎない。このような状態でスラリーを浮選� �に供給しても、捕集剤と一緒に気泡に付着� �る未燃カーボンの量が極めて少ないため、� �選によってフライアッシュ中の未燃カーボ� �を効率よく除去することができない。

 ところが、図5(a)のスラリー及び捕集剤に 剪断力を付与して表面改質を行なうと、スラ リー中の未燃カーボンb、フライアッシュa、� ��集剤eの各分散粒子の表面に過渡的に活性エ ネルギーを生じ、表面がより親油化される。 そして、親油化された未燃カーボンbと捕集� �eの各粒子表面が密着して相互の表面エネル� ��ーを下げ、その結果として、図5(b)に示すよ うに、未燃カーボンbに捕集剤eが付着される� ��

 従って、浮選機を用いて浮選する際には� ��図5(c)に示すように、捕集剤eが付着した未� �カーボンbが気泡nに付着して浮上するから未 燃カーボンbの浮選浮遊性を向上させること� �できる。

 第2の表面改質機31bから排出された改質ス ラリーd' は、バイパス路39を通って調整槽60� ��供給される。この調整槽60では、MIBC(メチル イソブチルカルビノール)などの起泡剤fが所� ��量(例えば、20~5,000ppm)だけ添加される。起泡 剤fが添加されたスラリーd" は、浮選機70に� �給され、浮選される。

 未燃カーボンを含むフロス(未燃カーボン )iは、図示しないフィルタープレスによって� ��液分離し、未燃カーボンcを回収する。フィ ルタープレスで脱水された水分は、ポンプ(� �示せず)によってスラリー調製槽10に供給さ� �、新たなフライアッシュに添加される。他� �、浮選機70からのテーリング(フライアッシ� �)jは、図示しない固液分離器(遠心脱水機)で� ��液分離し、灰分を製品としてセメント混合� ��などに利用する。