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ペレット化とは、材料を圧縮または成形してペレットの形にするプロセスです。化学薬品、鉄鉱石、動物配合飼料、プラスチック、廃棄物など、さまざまな材料がペレット化されます。このプロセスは、これらの材料の保管と輸送に最適な選択肢であると考えられています。[1]この技術は、粉末冶金工学および医療業界で広く使用されています。[2]
鉄鉱石のペレット化
ミネソタ大学のエドワード・W・デイビスは、鉄鉱石をペレット化するプロセスを考案した人物として知られています。
鉄鉱石のペレット化は、鉄鉱石ペレットの優れた物理的および冶金学的特性のために行われます。 [1]鉄鉱石ペレットは、高炉の原料として使用される通常6〜16 mm（0.24〜0.63インチ）の球体です。通常、64〜72％のFeと、ペレットの化学組成と冶金特性を調整するさまざまな追加材料が含まれます。[3]通常、石灰石、ドロマイト、オリビンが追加され、ベントナイトが結合剤として使用されます。
ペレット化のプロセスは、原料の混合、ペレットの形成、そして柔らかい原料ペレットを硬い球に焼く熱処理を組み合わせたものです。原料はボール状に丸められ、その後、窯または移動式火格子で焼成され、粒子が硬い球に焼結されます。[4]
高炉内で鉄鉱石ペレットを球状に詰め込むことで、ペレット間に空気が流れ、製錬中に材料の層を通り抜ける空気の抵抗が減ります。高炉内の鉄鉱石粉末はより密に詰め込まれ、空気の流れが制限されます。これが、鉄鉱石が細かい粒子よりもペレットの形で好まれる理由です。[5]鉄鉱石ペレットの品質は、供給粒子のサイズ、使用する水の量、ディスクの回転速度、ディスク底の傾斜角度、ディスク内の滞留時間、および使用するバインダーの品質と量など、さまざまな要因によって異なります。[1]
原材料の準備
最終ペレットの要件を満たすために、鉄鉱石（ペレットフィード）に追加の材料が加えられます。これは、さまざまな種類の鉱石と添加剤を収容できるペレタイザーに混合物を入れ、ペレットの化学組成と冶金特性を調整するために混合することによって行われます。一般に、この処理期間には、濃縮/分離、物質比率の均質化、粉砕、分類、厚さの増加、パルプの均質化、およびフィルタリングの各段階が含まれます。
原料ペレットの形成
ペレット化とも呼ばれる生の鉄鉱石ペレットの形成は、適切なサイズ範囲で、移動、輸送、使用のストレス中に高い有用性を持つ機械的特性を持つペレットを製造することを目的としています。たとえば、廃棄物は加熱される前に粉砕され、圧縮のためにプレスに導入されます。[6]機械力と熱処理の両方を使用して、適切なペレット特性が生成されます。装置の観点から見ると、鉄鉱石ペレットの工業生産には、ドラムとペレット化ディスクの2つの選択肢があります。
熱処理
ペレットに高い耐性のある冶金力学と適切な特性を与えるために、ペレットは、乾燥、予熱、焼成、後焼成、冷却の段階を含む熱処理を受けます。各段階の所要時間とペレットが受ける温度は、最終製品の品質に大きな影響を与えます。
製薬業界
医療分野では、ペレット化は、微粉末または顆粒を多かれ少なかれ球形のペレットに変換する凝集プロセスと呼ばれます。[7]この技術の使用が増加したのは、投与形態の制御された放出が可能になり、胃腸管内の粘膜刺激が少なく均一に吸収されるためです。[7]製薬業界ではさまざまなペレット化プロセスが適用されており、これらは通常、結合力によって異なります。[8]プロセスの例としては、ボール化、圧縮、スプレー凝固などがあります。[8]ボール化は、鉄鉱石業界で使用されている湿式（またはグリーン）ペレット化に似ています。[9]
動物飼料のペレット化
動物飼料のペレット化により、1.2 mm (0.047 インチ) (エビ飼料) から 3～4 mm (0.12～0.16 インチ) (家禽飼料)、最大 8～10 mm (0.31～0.39 インチ) (家畜飼料) までのペレットが製造されます。家畜飼料のペレット化は、飼料工場で行われるペレットミル機械で行われます。
原材料の準備
通常、飼料原料は、まずハンマーで叩かれて原料の粒子サイズが小さくなります。次に原料をバッチに分け、飼料ミキサーで完全に混合します。飼料がこの段階まで準備されると、飼料はペレット化の準備が整います。
飼料ペレットの形成
ペレット化はペレットミルで行われ、通常、飼料はペレットミルに装備されたコンディショナーで調整され、熱処理されます。その後、飼料は穴から押し出され、ペレット化された飼料としてペレットミルから排出されます。
木材のペレット化
おがくずやその他の粉砕した木質材料を圧縮して作られる木質ペレットは、さまざまなエネルギー用途や非エネルギー用途で使用されています。エネルギー分野では、イギリスのドラックス発電所などの発電所で石炭の代替として木質ペレットがよく使用されており、石炭の使用のほとんどを木質ペレットに置き換えています。持続可能な方法で伐採された木材は大気中の二酸化炭素濃度の長期的な上昇につながらないため、木質燃料は低炭素型のエネルギーであると考えられています。[10]木質ペレットは、自動ボイラーやペレットストーブの形で家庭用や業務用の暖房にも使用されています。木質から作られる他の燃料と比較して、ペレットはエネルギー密度が高く、穀物に似た流れで取り扱いが簡単で、水分が少ないという利点があります。
木質ペレット生産の短期的な炭素収支については、特に、本来は伐採されない古い木や成熟した木の伐採を促進している場合に懸念が高まっている。[11]懸念地域には、ブリティッシュコロンビア州の内陸熱帯雨林が含まれる。これらの主張は、ペレット業界と森林業界によって異議を唱えられている。
ペレット化プロセス後
ペレット化後、ペレットはクーラーで冷却され、飼料の温度が下がります。ペレット化後のその他の用途には、ペレット化後の調整、スクリーンによる選別、必要に応じてコーティングなどがあります。
ギャラリー
参照
参考文献
- ^ abc Totten, George E.; Colas, Rafael (2016).鉄、鋼、およびその合金の百科事典（オンライン版）。フロリダ州ボカラトン：CRC Press。p. 118。ISBN 978-1-4665-1108-8。
- ^ Ulitsky, VM; Lisyuk, MB; Shashkin, AG (2014)。土壌構造相互作用、地下構造物および擁壁：ISSMGE技術委員会207国際土木工学会議議事録。アムステルダム：IOS Press。p. 124。ISBN 978-1-61499-463-3。
- ^ Advanced Explorations Inc.:鉄鉱石製品 2014-10-31 にWayback Machineでアーカイブ
- ^ National Steel Pellet Company:高炉用鉄鉱石処理 Archived 2010-12-31 at the Wayback Machine
- ^ 鉄鉱石のペレット化:[ Meyer、Kurt。鉄鉱石のペレット化。 Springer-Verlag Berlin、ハイデルベルク、Verlag Stahleisen mBH、デュッセルドルフ、1980。 ]
- ^ Api (2000).ポリウレタン会議 2000: テクノロジーによる未来の定義. APC. p. 45. ISBN 978-1-58716-038-7。
- ^ ab サンデル、エリック (1992)。医薬品の産業的側面。ボカラトン、フロリダ州：CRC プレス。p. 200。ISBN 978-91-86274-46-7。
- ^ ab Ghebre-Selassie、Isaac (2022).医薬品のペレット化技術。フロリダ州ボカラトン：CRC Press。 3、133ページ。ISBN 9780824780852。
- ^ ドリュー、トーマス（1978年）。化学工学の進歩、第10巻。ニューヨーク：アカデミックプレス。p.56。ISBN 978-0-08-056557-6。
- ^ 「Drax がバイオマス発電を開始 – カナダ木質ペレット協会」
- ^ 「BC州、熱帯雨林を輸出用木質ペレットに転換するために数百万ドルを支出、新たな報告書で明らかに」2020年4月23日。