JPH04224146A - 廃棄物溶融による着色スラグの製造方法 - Google Patents

廃棄物溶融による着色スラグの製造方法

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JPH04224146A
JPH04224146A JP2413256A JP41325690A JPH04224146A JP H04224146 A JPH04224146 A JP H04224146A JP 2413256 A JP2413256 A JP 2413256A JP 41325690 A JP41325690 A JP 41325690A JP H04224146 A JPH04224146 A JP H04224146A
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waste
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Hayamizu Ito
伊東 速水
Shuhei Tatsumi
巽 修平
Taisuke Shibata
泰典 柴田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建設汚泥(シ−ルド掘
削工法、杭打ち工法等による工事で排出される泥土)、
上下水道汚泥、都市ごみ焼却物、石炭灰、食品・紙パル
プ業界等の産業汚泥等の廃棄物を溶融処理して、高強度
で着色された溶融スラグを製造する方法に関するもので
ある。
【0002】本発明の方法により製造された溶融スラグ
は、埋戻材、路盤材、歩道材、アスファルト骨材、コン
クリ−ト骨材、ろ過砂、園芸材、建材等に使用すること
ができる。
【0003】
【従来の技術】近年、建設汚泥等の廃棄物の処分地の確
保が困難になってきており、産業廃棄物として安定化と
減容化だけでなく、再資源化が求められている。
【0004】従来、廃棄物に高CaO源材を添加し、C
aO/SiO2重量比を0.6〜1.3として溶融する
技術が知られている。しかし、この場合、徐冷すれば高
強度スラグとなるが、表面色が黒〜灰色になっていた。 また、水冷すれば低強度のスラグとなるので、900〜
1100℃の雰囲気下で0.5〜2.0時間処理するこ
とにより、強度を向上させることができるが、この場合
も表面色は黒〜灰色であった。
【0005】また、特開昭63−79742号公報には
、高炉スラグにMnO2、CuO等の酸化剤を添加して
、スラグ中の硫黄分を酸化して脱色し、さらにはCr2
O3、CoO等の着色剤を添加して着色スラグを製造す
る方法が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来は、上記のように
、CaO/SiO2重量比を0.6〜1.3に調整して
スラグを製造していたので、スラグの加熱処理条件(温
度、時間、雰囲気)を変えても、表面の色は黒〜灰色で
あった。このため、美観に乏しく、利用範囲にも限界が
あった。
【0007】本発明者らは、高強度で黒〜灰色以外の色
で着色された溶融スラグを得るために、種々研究した結
果、スラグの(CaO+Fe2O3)/(SiO2+A
l2O3)重量比が0.10〜0.50となるように、
CaO源材、Fe2O3源材、SiO2源材及び/又は
Al2O3源材を添加して溶融スラグを製造し、900
〜1300℃で、0.1〜3.0時間加熱処理すること
により、高強度で着色されたスラグが得られることを知
見した。 さらに、(CaO+Fe2O3)/(SiO2+Al2
O3)重量比と加熱処理条件とを調整することにより、
黄色、黄緑色、茶色銀色等に着色されたスラグが得られ
ることを知見した。
【0008】本発明は上記の知見に基づいてなされたも
ので、廃棄物溶融スラグの(CaO+Fe2O3)/(
SiO2+Al2O3)重量比が0.10〜0.50と
なるように、廃棄物を予め組成調整した後、溶融スラグ
とし、加熱処理することにより、高強度で着色されたス
ラグを製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。なお、上記公報には、予め組成調整をするという
技術的思想は、何も記載されていない。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の着色スラグの製造方法は、図1に示す
ように、つぎの(a)〜(d)の4工程、すなわち、(
a)  廃棄物溶融スラグの(CaO+Fe2O3)/
(SiO2+Al2O3)重量比が0.10〜0.50
となるように、CaO源材、Fe2O3源材、SiO2
源材及び/又はAl2O3源材を廃棄物に添加して組成
調整する工程、 (b)  組成調整した廃棄物を溶融する工程、(c)
  溶融物を冷却してスラグとする工程、(d)  ス
ラグを900〜1300℃の雰囲気下で、0.1〜3.
0時間加熱処理する工程、を包含することを特徴として
いる。10は溶融装置、12は冷却装置、14は加熱処
理装置である。
【0010】また、請求項2の着色スラグの製造方法は
、図2に示すように、請求項1において、スラグを粉砕
・分級して粒度調整した後、900〜1300℃の雰囲
気下で、0.1〜3.0時間加熱処理することを特徴と
している。16は破砕・分級装置である。
【0011】溶融装置10としては、電気、ガス、灯油
、石油、石炭、コ−クス、可燃性ゴミ等を熱源とした表
面溶融炉、旋回溶融炉、コ−クスベッド溶融炉等が用い
られ、冷却装置12としては、水中で冷却する水冷装置
、空気を吹き付けて冷却する空冷装置、所定の大きさの
容器中で徐冷する空冷装置等が用いられ、加熱処理装置
14としては、電気、ガス、灯油、石油、石炭、コ−ク
ス、可燃性ゴミ、溶融炉廃熱等を熱源とした流動床炉、
噴流床炉、ロ−タリキルン炉、ニコルス炉等が用いられ
、破砕・分級装置16としては、ハンマ−ミル等の衝撃
粉砕機と丸型、角型の振動ふるい機との組み合わせより
なる装置等が用いられる。
【0012】
【作用】スラグの(CaO+Fe2O3)/(SiO2
+Al2O3)重量比が0.10未満、あるいは0.5
0を超える場合では、加熱処理しても着色された高強度
スラグとならない。また、加熱処理温度が900℃未満
、あるいは加熱処理時間が0.1時間未満では、着色さ
れた高強度スラグとならず、加熱処理温度が1300℃
を超える場合、あるいは加熱処理時間が3.0時間を超
える場合では、スラグの焼結が起こるという問題点があ
る。
【0013】さらに、空冷よりも水冷にて製造したスラ
グの方が、加熱処理にて着色され易い。また、溶融物の
粘度が低い状態で急冷した方が、加熱処理にて着色され
易い。さらに、加熱処理雰囲気として、酸素濃度の高い
方が着色され易い。
【0014】銀色のスラグは、(CaO+Fe2O3)
/(SiO2+Al2O3)重量比を0.10〜0.3
0として、900〜1100℃で0.1〜2.0時間加
熱処理することで得られ、黄色のスラグは、(CaO+
Fe2O3)/(SiO2+Al2O3)重量比を0.
30〜0.50として、1000〜1200℃で0.2
5〜3.0時間加熱処理することで得られ、茶色のスラ
グは、(CaO+Fe2O3)/(SiO2+Al2O
3)重量比を0.10〜0.30として、1100〜1
300℃で0.25〜3.0時間加熱処理することで得
られる。さらに、重量比と加熱処理条件とを調整するこ
とで銀色〜茶色の中間色、黒〜黄色の中間色のスラグも
得ることができる。
【0015】CaO源材としては石灰石、消石灰、生石
灰、炭酸カルシウム、貝殻、高炉スラグ等が用いられる
。Fe2O3源材としては、鉄鉱石、高炉ダスト、酸化
鉄、水酸化鉄等が用いられる。SiO2源材としては、
ケイ砂、ケイ石、使用済みの鋳物砂、使用済みのろ過砂
、粘土等が用いられる。Al2O3源材としては、ボ−
キサイト、アルマイト処理スラッジ、酸化アルミニウム
、水酸化アルミニウム等が用いられる。また、加熱処理
により、ガラス質スラグの一部がガラスの組成により、
灰長石、ムライトの結晶質成分となり天然砕砂以上の強
度を有するスラグとなる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例について説
明する。圧壊強度は、木屋式硬度計を用い、3mmの球
形粒子が破壊する強度である。
【0017】[実施例1]  乾燥した建設汚泥(強熱
減量10wt%、CaO4.11wt%、Fe2O36
.80wt%、SiO255.6wt%、Al2O31
6.0wt%)100部に、鉄鉱石(強熱減量2.6w
t%、CaO0.05wt%、Fe2O391.4wt
%、SiO23.84wt%、Al2O32.10wt
%)10部を加えて、スラグにおける(CaO+Fe2
O3)/(SiO2+Al2O3)重量比が0.28に
なるように組成調整した。この混合物を旋回溶融炉を用
いて1450℃で溶融し、溶融物を水中へ投入して黒色
スラグ(圧壊強度15kg/3mmφ)とした後、流動
床炉を用いて、1150℃で1時間加熱処理した。得ら
れたスラグは茶色で、圧壊強度は21kg/3mmφで
、天然砕砂(硬質砂岩)の19kg/3mmφ以上の強
度を有していた。
【0018】[実施例2]  実施例1と同じ建設汚泥
100部に、石灰石(CaCO398wt%)25部を
加え、スラグにおける(CaO+Fe2O3)/(Si
O2+Al2O3)重量比が0.34になるように組成
調整した。この混合物を旋回溶融炉を用いて1400℃
で溶融し、溶融物を水中へ投入して黒色スラグ(圧壊強
度17kg/3mmφ)とした後、衝撃粉砕機と振動ふ
るい機を用いて粉砕・分級して、平均粒径0.75mm
に粒度調整した後、ロ−タリキルン炉を用いて、115
0℃で0.5時間加熱処理した。得られたスラグは黄色
で、圧壊強度は23kg/3mmφであった。
【0019】[比較例1]  実施例1と同じ建設汚泥
100部に、石灰石(CaCO398wt%)60部を
加え、スラグにおける(CaO+Fe2O3)/(Si
O2+Al2O3)重量比が0.61になるように組成
調整した。この混合物を旋回溶融炉を用いて1350℃
で溶融し、溶融物を水中へ投入して黒色スラグ(圧壊強
度15kg/3mmφ)とした後、ロ−タリキルン炉を
用いて、1100℃で0.5時間加熱処理した。得られ
たスラグは灰色がかった黒色で、圧壊強度は18kg/
3mmφであった。
【0020】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1)  茶色、黄色、銀色等の色を有する、天然砕砂
以上の高強度着色スラグを得ることができ、再資源化を
図ることができる。 (2)  廃棄物の安定化及び減容化を図ることができ
る。 (3)  種々の色の美麗な着色スラグを得ることがで
きるので、識別化が可能となり、例えば、車道と歩道と
を区別することが可能となり、着色スラグの利用範囲を
広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃棄物溶融による着色スラグの製造方
法の一実施例を示す工程図である。
【図2】本発明の方法の他の実施例を示す工程図である
【符号の説明】
10  溶融装置 12  冷却装置 14  加熱処理装置 16  破砕・分級装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  つぎの(a)〜(d)の4工程、すな
    わち、 (a)  廃棄物溶融スラグの(CaO+Fe2O3)
    /(SiO2+Al2O3)重量比が0.10〜0.5
    0となるように、CaO源材、Fe2O3源材、SiO
    2源材及び/又はAl2O3源材を廃棄物に添加して組
    成調整する工程、 (b)  組成調整した廃棄物を溶融する工程、(c)
      溶融物を冷却してスラグとする工程、(d)  ス
    ラグを900〜1300℃の雰囲気下で、0.1〜3.
    0時間加熱処理する工程、を包含することを特徴とする
    廃棄物溶融による着色スラグの製造方法。
  2. 【請求項2】  スラグを粉砕・分級して粒度調整した
    後、900〜1300℃の雰囲気下で、0.1〜3.0
    時間加熱処理することを特徴とする請求項1記載の廃棄
    物溶融による着色スラグの製造方法。
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