JPH0471023B2 - - Google Patents
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- JPH0471023B2 JPH0471023B2 JP27567585A JP27567585A JPH0471023B2 JP H0471023 B2 JPH0471023 B2 JP H0471023B2 JP 27567585 A JP27567585 A JP 27567585A JP 27567585 A JP27567585 A JP 27567585A JP H0471023 B2 JPH0471023 B2 JP H0471023B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
- C04B18/144—Slags from the production of specific metals other than iron or of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コンクリート骨材用フエロニツケル
スラグの製法に関する。 〔従来の技術〕 ガーニライト鉱等の硅苦土ニツケル鉱から粗フ
エロニツケルを工業的に製造する際には、多量の
スラグ（フエロニツケルスラグ）が生成すること
が知られている。 フエロニツケルの工業的製法としては、一般
に、仮焼した鉱石に還元剤としてコークス、無煙
炭等の炭材を添加し電気炉で溶練する電気炉法；
団塊状に加工した鉱石と石灰岩等の溶剤と炭材と
を混合し、溶鉱炉で溶錬する溶鉱炉法；および鉱
石と溶剤と炭材を粉砕、混合しロータリーキルン
で溶練するロータリーキルン法が用いられてお
り、これらの製法から生ずる溶体スラグは、水槽
中又は高圧水で水砕、急冷して粒状化する方法
（水砕スラグ）で処理され、また電気炉法で得ら
れたものは路盤上に層状に流して注水しながら冷
却する方法（乾燥）、溶体スラグの落下中に多量
の空気を噴射して冷却し粒状化する方法（風砕ス
ラグ）によつても処理されている。 ところで、原料として用いられる硅苦土ニツケ
ル鉱の代表的組成は、Ni ２〜３％、Fe ８〜20
％、MgO 20〜30％およびSiO2 30〜50％であつ
てNi、Fe等の金属成分含量が低いため、Ni品位
20〜25％程度のフエロニツケルを製造する際には
大量のスラグが発生することになり、我国におけ
るこのスラグ発生量は年間150万トン前後にも達
する。 このように大量に発生するフエロニツケルスラ
グは、一部がMgO源として鉄製錬の溶剤として、
又硅カル肥料等の原料として使用されているが、
大部分は埋立てに利用されたり、単に堆積処分に
供されてきた。しかし、フエロニツケルスラグの
発生量が莫大であるため埋立や堆積を行なう用
地、場所を確保することが困難となる等処理費の
増大も無視できない問題となつているのが現状で
ある。そこで、資源の有効利用のためにも新たな
用途の開発が望まれていたのであるが、近時、そ
のような新用途としてコンクリート用細骨材とし
ての利用が注目されるに至つた。すなわち、土木
建築業界では、従来コンクリート用細骨材として
用いられてきた天然の川砂が枯渇するに及び海砂
等が代用されているが砂中の残留塩分が鉄筋を腐
食させる等の問題を抱え、良質な細骨材の安定供
給が求められていたが、前記のフエロニツケルス
ラグの多くは、粒度調整することにより細骨材と
して好適であり施工性、コンクリート強度などの
点で問題ないことが判つた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、電気炉法で発生したものを水砕
したスラグ（以下、「電気炉水砕スラグ」という）
だけは、最も産出量が多いものであるにも拘ら
ず、使用条件によつてはセメント中のアルカリと
反応するいわゆるアルカリ骨材反応を起して、コ
ンクリートに異常膨張や亀裂を発生させる原因と
なることが判明した。 本発明者らの研究により、電気炉水砕スラグが
アルカリ骨材反応を起し易い原因は、その鉱物組
成が急冷のため晶出するフオルステライト
（Forsterite、2MgO・SiO2）とシリカ分の高い
ガラス質からなつており、このシリカ分の高いガ
ラス質がセメント中のアルカリと反応し易いため
であり、一方他のフエロニツケルスラグはエンス
タタイト（Enstatite、MgO・SiO2）を主成分と
し、ガラス質の含有量が極めて低いためアルカリ
骨材反応を起さないことが判つた。 電気炉水砕スラグがシリカ分が高いガラス質を
多く含有する理由は、前述のように電気炉法によ
り発生する1500〜1600℃の溶体スラグを水砕の際
に急冷する結果と考えられる。そこで、シリカ分
の高いガラス質の生成を抑制するために、電気炉
製錬の際に石灰岩等を添加して製錬を行なうこと
によりスラグ組成を変えるか、あるいはスラグの
水砕を止め乾滓又は風砕により徐冷するようにす
ることが対策として考えられる。しかし、前者の
方法は添加物により副原料費、溶解エネルギー費
等が増加するとともに作業の煩雑化を招くという
問題があり、また後者の方法は広い面積と長い処
理時間を必要とするほか、路盤上の高温スラグを
ブルドーザで破砕しながら回収するため環境を悪
化し、かつ工数が増しやはり作業の煩雑化を招く
という問題がある。さらに、これらの方法には、
得られたスラグを細骨材として使用するためには
粉砕、篩別等の粒度調整を行なう作業にはより大
きな費用がかかるという欠点がある。 そこで、本発明の目的は、電気炉水砕スラグか
らアルカリ骨材反応を起さず、コンクリート骨材
として好適なフエロニツケルスラグを製造する方
法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、前記従来技術の問題点を
解決するものとして、電気炉法によるフエロニツ
ケル製造工程で産出した溶融状態のフエロニツケ
ルスラグを水砕して得た粒状フエロニツケルスラ
グを、1000℃以上に加熱保持した後冷却すること
からなるコンクリート骨材用フエロニツケルスラ
グの製法を提供するものである。 本発明の製法においては、必要加熱時間は加熱
温度に依存し、一般に温度が高い程より短かい加
熱時間で所期の効果を達成することができる。例
えば、1000〜1100℃程度では約２時間以上の加熱
が好ましいが、1200℃程度では１時間以上の加熱
で十分である。1100〜1200℃の範囲の温度であれ
ば、必要最小時間は１〜２時間の範囲にある。
1000℃以上のある温度における必要加熱時間は、
後記実施例で示すように簡単な実験により当業者
は容易に知ることが可能である。 加熱を行なう際の雰囲気は特に限定されず、大
気中で十分である。また、加熱に用いる加熱炉も
特に限定されず、例えば、ロータリーキルン、ヘ
レシヨフ炉、トンネルキルン等が挙げられ、通常
の加熱炉を使用することができる。なお、補助熱
源として、フエロニツケルスラグ製錬工程で発生
する種々の排熱を利用すると経済的である。 また、本発明の方法では、加熱後の冷却方法も
特に限定されず、徐冷でも急冷でも差しつかえな
い。急冷によれば、短時間で製造を終えることが
できる。 〔作用〕 本発明の方法における加熱処理により、電気炉
水砕スラグ中のフオルステライトとシリカ分の高
いガラス質がエンスタタイトに転化する。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 (1) 第１表に示す試料スラグＡ〜Ｅは、それぞれ
表示のように溶鉱炉法、ロータリーキルン法又
は電気炉法により粗フエロニツケルを製造した
ときに発生したスラグを水砕、乾滓又は風砕処
理して得られたものであり、同表には化学組
成、Ｘ線分析および顕微鏡観察で測定した鉱物
組成、ならびにASTM Ｃ−289に規定の方法
によりコンクリート骨材として使用した場合の
アルカリとの潜在反応性を試験（アルカリ骨材
反応試験）した結果が示されている。また、第
２図は、このアルカリ骨材反応試験で得られ
た、各試料スラグの溶解シリカ量（SC）およ
びアルカリ濃度減少量の関係をグラフ化したも
のであり、境界線ａの右側に落ちた試料点はア
ルカリとの反応性が潜在的に有害であることを
示し、左側に落ちた試料点は無害である。試料
スラグＡ〜Ｅのうち、電気炉水砕スラグである
Ｃのみが有害域にあり、コンクリート骨材とし
て問題があることがわかる。 (2) 第１表の試料スラグＣと同じスラグ２Kgを粒
度を変えずにアルミナ柑堝に入れ、第２表に示
すように各実験No.ごとに所定温度に予め昇温し
ておいたシリユニツト電気炉に装入、それぞれ
同表に示した時間前記温度に保持した。その後
スラグを炉から取出し、室温で放冷した。冷却
後のスラグを前述のASTM−C289の方法によ
り、アルカリ骨材反応試験に供し、アルカリ濃
度減少量（RC）および溶解シリカ量（SC）を
測定した。結果を第２表および第１図に示す。
実験No.５の結果を比較のため第１表にも示し
た。 なお、実験No.１は加熱処理を施さない試料Ｃそ
のものであり、第２表において＊印を付した実験
No.は比較例であることを示す。 上記の結果より、1000℃以上の温度で加熱処理
することにより、スラグの潜在的アルカリ反応性
を無害域へ移すことが可能であることがわかる。
なお、実験No.３，４，６および７は、1000℃以上
の加熱温度でも加熱時間が短かすぎると十分な効
果が得られないこを示すとともに、加熱の所要時
間はそれぞれの温度ごとに容易に見出し得ること
を示している。
スラグの製法に関する。 〔従来の技術〕 ガーニライト鉱等の硅苦土ニツケル鉱から粗フ
エロニツケルを工業的に製造する際には、多量の
スラグ（フエロニツケルスラグ）が生成すること
が知られている。 フエロニツケルの工業的製法としては、一般
に、仮焼した鉱石に還元剤としてコークス、無煙
炭等の炭材を添加し電気炉で溶練する電気炉法；
団塊状に加工した鉱石と石灰岩等の溶剤と炭材と
を混合し、溶鉱炉で溶錬する溶鉱炉法；および鉱
石と溶剤と炭材を粉砕、混合しロータリーキルン
で溶練するロータリーキルン法が用いられてお
り、これらの製法から生ずる溶体スラグは、水槽
中又は高圧水で水砕、急冷して粒状化する方法
（水砕スラグ）で処理され、また電気炉法で得ら
れたものは路盤上に層状に流して注水しながら冷
却する方法（乾燥）、溶体スラグの落下中に多量
の空気を噴射して冷却し粒状化する方法（風砕ス
ラグ）によつても処理されている。 ところで、原料として用いられる硅苦土ニツケ
ル鉱の代表的組成は、Ni ２〜３％、Fe ８〜20
％、MgO 20〜30％およびSiO2 30〜50％であつ
てNi、Fe等の金属成分含量が低いため、Ni品位
20〜25％程度のフエロニツケルを製造する際には
大量のスラグが発生することになり、我国におけ
るこのスラグ発生量は年間150万トン前後にも達
する。 このように大量に発生するフエロニツケルスラ
グは、一部がMgO源として鉄製錬の溶剤として、
又硅カル肥料等の原料として使用されているが、
大部分は埋立てに利用されたり、単に堆積処分に
供されてきた。しかし、フエロニツケルスラグの
発生量が莫大であるため埋立や堆積を行なう用
地、場所を確保することが困難となる等処理費の
増大も無視できない問題となつているのが現状で
ある。そこで、資源の有効利用のためにも新たな
用途の開発が望まれていたのであるが、近時、そ
のような新用途としてコンクリート用細骨材とし
ての利用が注目されるに至つた。すなわち、土木
建築業界では、従来コンクリート用細骨材として
用いられてきた天然の川砂が枯渇するに及び海砂
等が代用されているが砂中の残留塩分が鉄筋を腐
食させる等の問題を抱え、良質な細骨材の安定供
給が求められていたが、前記のフエロニツケルス
ラグの多くは、粒度調整することにより細骨材と
して好適であり施工性、コンクリート強度などの
点で問題ないことが判つた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、電気炉法で発生したものを水砕
したスラグ（以下、「電気炉水砕スラグ」という）
だけは、最も産出量が多いものであるにも拘ら
ず、使用条件によつてはセメント中のアルカリと
反応するいわゆるアルカリ骨材反応を起して、コ
ンクリートに異常膨張や亀裂を発生させる原因と
なることが判明した。 本発明者らの研究により、電気炉水砕スラグが
アルカリ骨材反応を起し易い原因は、その鉱物組
成が急冷のため晶出するフオルステライト
（Forsterite、2MgO・SiO2）とシリカ分の高い
ガラス質からなつており、このシリカ分の高いガ
ラス質がセメント中のアルカリと反応し易いため
であり、一方他のフエロニツケルスラグはエンス
タタイト（Enstatite、MgO・SiO2）を主成分と
し、ガラス質の含有量が極めて低いためアルカリ
骨材反応を起さないことが判つた。 電気炉水砕スラグがシリカ分が高いガラス質を
多く含有する理由は、前述のように電気炉法によ
り発生する1500〜1600℃の溶体スラグを水砕の際
に急冷する結果と考えられる。そこで、シリカ分
の高いガラス質の生成を抑制するために、電気炉
製錬の際に石灰岩等を添加して製錬を行なうこと
によりスラグ組成を変えるか、あるいはスラグの
水砕を止め乾滓又は風砕により徐冷するようにす
ることが対策として考えられる。しかし、前者の
方法は添加物により副原料費、溶解エネルギー費
等が増加するとともに作業の煩雑化を招くという
問題があり、また後者の方法は広い面積と長い処
理時間を必要とするほか、路盤上の高温スラグを
ブルドーザで破砕しながら回収するため環境を悪
化し、かつ工数が増しやはり作業の煩雑化を招く
という問題がある。さらに、これらの方法には、
得られたスラグを細骨材として使用するためには
粉砕、篩別等の粒度調整を行なう作業にはより大
きな費用がかかるという欠点がある。 そこで、本発明の目的は、電気炉水砕スラグか
らアルカリ骨材反応を起さず、コンクリート骨材
として好適なフエロニツケルスラグを製造する方
法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、前記従来技術の問題点を
解決するものとして、電気炉法によるフエロニツ
ケル製造工程で産出した溶融状態のフエロニツケ
ルスラグを水砕して得た粒状フエロニツケルスラ
グを、1000℃以上に加熱保持した後冷却すること
からなるコンクリート骨材用フエロニツケルスラ
グの製法を提供するものである。 本発明の製法においては、必要加熱時間は加熱
温度に依存し、一般に温度が高い程より短かい加
熱時間で所期の効果を達成することができる。例
えば、1000〜1100℃程度では約２時間以上の加熱
が好ましいが、1200℃程度では１時間以上の加熱
で十分である。1100〜1200℃の範囲の温度であれ
ば、必要最小時間は１〜２時間の範囲にある。
1000℃以上のある温度における必要加熱時間は、
後記実施例で示すように簡単な実験により当業者
は容易に知ることが可能である。 加熱を行なう際の雰囲気は特に限定されず、大
気中で十分である。また、加熱に用いる加熱炉も
特に限定されず、例えば、ロータリーキルン、ヘ
レシヨフ炉、トンネルキルン等が挙げられ、通常
の加熱炉を使用することができる。なお、補助熱
源として、フエロニツケルスラグ製錬工程で発生
する種々の排熱を利用すると経済的である。 また、本発明の方法では、加熱後の冷却方法も
特に限定されず、徐冷でも急冷でも差しつかえな
い。急冷によれば、短時間で製造を終えることが
できる。 〔作用〕 本発明の方法における加熱処理により、電気炉
水砕スラグ中のフオルステライトとシリカ分の高
いガラス質がエンスタタイトに転化する。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 (1) 第１表に示す試料スラグＡ〜Ｅは、それぞれ
表示のように溶鉱炉法、ロータリーキルン法又
は電気炉法により粗フエロニツケルを製造した
ときに発生したスラグを水砕、乾滓又は風砕処
理して得られたものであり、同表には化学組
成、Ｘ線分析および顕微鏡観察で測定した鉱物
組成、ならびにASTM Ｃ−289に規定の方法
によりコンクリート骨材として使用した場合の
アルカリとの潜在反応性を試験（アルカリ骨材
反応試験）した結果が示されている。また、第
２図は、このアルカリ骨材反応試験で得られ
た、各試料スラグの溶解シリカ量（SC）およ
びアルカリ濃度減少量の関係をグラフ化したも
のであり、境界線ａの右側に落ちた試料点はア
ルカリとの反応性が潜在的に有害であることを
示し、左側に落ちた試料点は無害である。試料
スラグＡ〜Ｅのうち、電気炉水砕スラグである
Ｃのみが有害域にあり、コンクリート骨材とし
て問題があることがわかる。 (2) 第１表の試料スラグＣと同じスラグ２Kgを粒
度を変えずにアルミナ柑堝に入れ、第２表に示
すように各実験No.ごとに所定温度に予め昇温し
ておいたシリユニツト電気炉に装入、それぞれ
同表に示した時間前記温度に保持した。その後
スラグを炉から取出し、室温で放冷した。冷却
後のスラグを前述のASTM−C289の方法によ
り、アルカリ骨材反応試験に供し、アルカリ濃
度減少量（RC）および溶解シリカ量（SC）を
測定した。結果を第２表および第１図に示す。
実験No.５の結果を比較のため第１表にも示し
た。 なお、実験No.１は加熱処理を施さない試料Ｃそ
のものであり、第２表において＊印を付した実験
No.は比較例であることを示す。 上記の結果より、1000℃以上の温度で加熱処理
することにより、スラグの潜在的アルカリ反応性
を無害域へ移すことが可能であることがわかる。
なお、実験No.３，４，６および７は、1000℃以上
の加熱温度でも加熱時間が短かすぎると十分な効
果が得られないこを示すとともに、加熱の所要時
間はそれぞれの温度ごとに容易に見出し得ること
を示している。
【表】
本発明の製法により得られるフエロニツケルス
ラグは、電気炉水砕スラグが元来有しているアル
カリとの潜在反応性が克服され、コンクリート骨
材として使用した場合にアルカリ骨材反応を起さ
ないものである。したがつて、電気炉水砕スラグ
の安全な有効利用の途を拓とともに、不足してい
るコンクリート骨材の安定供給が可能になるの
で、本発明の工業的意義は極めて大きい。
ラグは、電気炉水砕スラグが元来有しているアル
カリとの潜在反応性が克服され、コンクリート骨
材として使用した場合にアルカリ骨材反応を起さ
ないものである。したがつて、電気炉水砕スラグ
の安全な有効利用の途を拓とともに、不足してい
るコンクリート骨材の安定供給が可能になるの
で、本発明の工業的意義は極めて大きい。
第１図は、実施例において行つたアルカリ骨材
反応試験の結果を示し、第２図は、各種スラグの
アルカリ骨材反応試験の結果を示す。
反応試験の結果を示し、第２図は、各種スラグの
アルカリ骨材反応試験の結果を示す。
Claims (1)
- １ 電気炉法によるフエロニツケル製造工程で産
出した溶融状態のフエロニツケルスラグを水砕し
て得た粒状フエロニツケルスラグを、1000℃以上
に加熱保持した後冷却することからなるコンクリ
ート骨材用フエロニツケルスラグの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275675A JPS62132744A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | コンクリ−ト骨材用フェロニッケルスラグの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275675A JPS62132744A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | コンクリ−ト骨材用フェロニッケルスラグの製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62132744A JPS62132744A (ja) | 1987-06-16 |
| JPH0471023B2 true JPH0471023B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=17558775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60275675A Granted JPS62132744A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | コンクリ−ト骨材用フェロニッケルスラグの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62132744A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04347957A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-12-03 | Fuji Xerox Co Ltd | データ通信装置 |
| JP4919664B2 (ja) * | 2006-01-18 | 2012-04-18 | 厚彦 木村 | 粉砕機 |
| JP4777829B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-09-21 | 日本冶金工業株式会社 | 骨材 |
| JP2007320827A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 骨材の製造方法 |
| JP5326247B2 (ja) * | 2007-03-19 | 2013-10-30 | 宇部興産株式会社 | 水硬性モルタル |
| JP7786003B1 (ja) * | 2025-10-15 | 2025-12-15 | 日本冶金工業株式会社 | フェロニッケルスラグ |
-
1985
- 1985-12-06 JP JP60275675A patent/JPS62132744A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62132744A (ja) | 1987-06-16 |
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