JPH09141297A

JPH09141297A - 脱水ケーキの資源化処理装置

Info

Publication number: JPH09141297A
Application number: JP32836395A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 溥田中
Original assignee: Kurimoto Trading Co Ltd
Current assignee: Kurimoto Trading Co Ltd
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】水洗を伴う骨材製造で生じる脱水ケーキの再
利用を可能とする。【解決手段】骨材製造設備から排出される排泥水を脱
水するフィルタープレス１と、フィルタープレス１から
の脱水ケーキＣを定量供給する脱水ケーキ供給機３と、
脱水ケーキ供給機３の終端部に配設するとともに脱水ケ
ーキＣを薄小片状に解砕するスクリュー式解砕機４と、
解砕された脱水ケーキＣにセメント系固化剤Ｓを定量づ
つ供給する固化剤供給機６と、該セメント系固化剤Ｓを
含む脱水ケーキＣを混練する２軸式連続混練機７とから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水洗を伴う骨材
の製造設備から回収した脱水ケーキの資源化処理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】骨材の製造工程では切り出した原石をそ
のサイズに最も適した型式の破砕機にかけて一次、二
次、三次の破砕を行ない、順次小さな粒度に仕上げて所
望のサイズの骨材としている。骨材はコンクリート躯体
に含まれる重要な構成材料の一つであり、該躯体の強度
を高く維持できるように製造工程中に混入する微粉を除
去しなければならない。通常はこの目的のために水洗工
程を加え、製品である骨材の表面から微粉を洗い流すこ
とが普遍化している。

【０００３】水洗した後の水には当然、岩石を破砕した
微粉が多量含まれ、泥水状態となっているから、この排
泥水を未処理のまま河川などへ放出すれば二次公害の原
因となることは明らかであり、脱水機にかけて少なくと
も２５〜３０％以下の含水率となるまで脱水した脱水ケ
ーキとして特定の処分地に限って投棄を許可するという
法的な規制を課されている。

【０００４】しかし、投棄の場所は年々狭められて、脱
水ケーキとするまでの処理費用の他に、遠隔地までの運
搬費用が嵩むことは避けられず、さらに運搬やその積み
込み、積下ろし時などで生じる作業場の雰囲気悪化や自
然環境に対する粉塵公害など様々な問題が発生する。こ
のため脱水ケーキを投棄せずに再利用できる資源に変換
する計画が浮上し、資源化のための処理技術も種々提案
されている。一般的に脱水ケーキを再生して利用する
（資源化する）には、少なくとも道路の路盤材料として
使用に耐えられる強度を付与した準骨材に成形固化しな
ければならない。

【０００５】その１つとして、図５のように排泥水をフ
ィルタープレス１ａで脱水して脱水ケーキＣとし、これ
をコンベア５ａに供給しつつ脱水ケーキＣにサイロ６ａ
から一定の割合の生石灰Ｓ₁ をロータリフィーダで切り
出し、生石灰Ｓ₁ を含む脱水ケーキＣを混練機７ａへ装
入して混合し、混合したケーキをコンベア８へ移し換え
て処理ケーキＫとして貯溜している。

【０００６】他の一つとして、特開昭６２−９７７００
号公報のものがあり、これは、図６に示すようにフィル
タープレス１ｂにより脱水した脱水ケーキＣを定量づつ
コンベヤ５ｂに供給しつつ脱水ケーキＣへサイロ６ｂか
ら解砕用の助剤Ｒを定量添加し、一次解砕機４ｂにかけ
た後、コンベヤ５ｃで搬送し、この途中で、サイロ６ｃ
から定量の生石灰Ｓ₁ を添加して二次解砕機４ｃ、コン
ベヤ８ｃ、三次解砕機４ｄ及びコンベヤ８ｄによって処
理ケーキＫを得るものである。この解砕用の助剤Ｒとし
ては乾燥した微粉で安価なものが望ましいから、実施上
は砕石製造設備で発生した粉塵を集塵機で捕集した石粉
を採用することを推奨している。このように助剤の混入
によって脱水ケーキＣの含水率が大幅に低下し、解砕、
分粒が十分に行なわれるので生石灰と脱水ケーキとの化
学反応が有効に進行し、生石灰の使用量を最小限に抑制
できる利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術は、
何れも生石灰の添加によって脱水ケーキを固化し、固化
した成形物を路盤形成材として再利用することを要旨と
するものである。そして、生石灰系の固化剤の固化原理
は、適量の添加による土のコンシステンシー（水分の多
少による軟粘性の程度）の改善や、添加することで含水
比が低下することに伴う締め固め作用、水和反応による
固化などの相乗効果によって得られるものである。水和
反応はＣａＯが水と反応してＣａ（ＯＨ）2、いわゆる
消石灰を形成して乾態の粉体となることと、空気中の二
酸化炭素を吸収して炭化カルシウムとして硬化する反応
（モルタル硬化）を利用した固体化であるから、含水率
の高い脱水ケーキを固化する場合、ある程度の強度を得
ようとすれば当然相当量の添加が必要となる。

【０００８】なお、後者の従来技術は、生石灰の添加量
を節約するために解砕用の助剤Ｒ、例えば石粉などの微
粉を混入するものであるが、ＳiＯ2を主体とした微粉は
脱水ケーキに含まれる水分と混ぜ合わされて全体として
の含水率を低下する作用は現われるが、微粉自体は水分
と何かの化学反応を発生する活性を具えた物質ではない
から、積極的に成形固化後の強度を向上させることはで
きない。また、脱水ケーキの含水率を大きく低下させる
ためには助剤Ｒの添加量を相当増やさなければならず、
このため処理すべき脱水ケーキの総量が場合によっては
２０〜３０％も膨張して設備の規模が大型化したり、処
理するためのエネルギーコストが高騰したりする問題が
ある。

【０００９】この発明は前記問題を改良するためになし
たものであり、少量の固化剤添加で脱水ケーキの再利用
を可能とする脱水ケーキの資源化処理装置の提供を目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る脱水ケー
キの資源化処理装置は、骨材製造設備から排出される排
泥水を脱水するフィルタープレスと、該フィルタープレ
スからの脱水ケーキを定量供給する脱水ケーキ供給機
と、該脱水ケーキ供給機の終端部に配設するとともに脱
水ケーキを薄小片状に解砕するスクリュー式解砕機と、
解砕された脱水ケーキにセメント系固化剤Ｓを定量づつ
供給する固化剤供給機と、該セメント系固化剤Ｓを含む
脱水ケーキを混練する２軸式連続混練機とからなること
である。また、２軸式連続混練機が正送り羽根と逆送り
羽根とからなることである。

【００１１】

【作用】この発明では、先ず脱水ケーキにセメント系固
化剤を添加する点に作用上の特徴がある。すなわち、セ
メント系の固化剤は水との共存において強力な自硬性を
具えており、含有する珪酸カルシウム、アルミン酸カル
シウムなどのカルシウム化合物が水分と反応して微細な
コロイド状水和物、たとえばＣＨＳゲルなどを生成して
相互の中間に介在する土粒子を結着させ、セメント成分
自体は土粒子間にエトリンガイト針状結晶を生成する反
応に際して周辺の大量の余剰水を固定化するので、生成
された固体は緻密で強固なものとなる。結局、従来技術
の生石灰に比較すれば、脱水ケーキを処理して得られる
分粒を強化する作用が遥かに優れている。

【００１２】砕石場の条件次第では、発破をかけ採取す
る岩石に混じって一緒に混入する土壌の中に腐植物など
の土質が含まれることもあり、その土質に含まれる有機
酸がそのまま骨材製造時の水洗後の脱水ケーキＣへ移行
して混入する機会も否定できない。従来技術では脱水ケ
ーキの処理剤として生石灰に限っていたから、このよう
な系路を経て混入してくる有機酸が存在すれば、水和反
応が阻害されて折角添加した生石灰も有効に固化作用が
進行せず、所望の強度に達しないことがあるが、この発
明ではセメント系の固化剤で脱水ケーキを処理するの
で、このような土質の差による反応上の悪影響を受ける
懸念が少なく、常に安定した強度の処理ケーキが得られ
る。加えて本来セメント系材料の硬化後の強度は、生石
灰の固化後よりも格段に大きいことは、養生後のコンク
リートとモルタルの物性を比較するまでもなく周知の事
実であるから、比較的少量の添加で従来技術と同等の強
度を確保することができる。

【００１３】また、脱水ケーキをスクリュー式解砕機で
薄小片状に解砕した上で、これにセメント系固化剤を添
加するようにしたから、薄小片状に解砕された脱水ケー
キの表面上にセメント系固化剤とは事前に満遍なく添加
された状態となり、２軸式連続混練機における負荷が著
しく軽減されて、高能率すなわち短時間かつ均質に混練
することができる。さらに、脱水ケーキを２軸式連続混
練機に組込んだ正送り羽根と逆送り羽根とにより混練す
るようにしたので、高い混練度が得られるばかりか、一
層均一した分粒が促進される。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。この例に限らずこの発明の特徴が適量
のセメント系固化剤を骨材製造設備で生じる脱水ケーキ
の処理に添加する点に集約されることは言うまでもな
い。図１〜図４において、水洗を伴う骨材製造設備から
発生する排泥水をフィルタープレス１に入れて圧搾して
固液分離して脱水ケーキＣとし、脱水ケーキＣを不定形
の状態で脱水ケーキ貯溜場２に一次滞留させ（この状態
における含水率は、３０％以下に抑えるのが望まし
い）、脱水ケーキ貯溜場２からショベルローダーなどの
運搬手段を駆使して脱水ケーキ供給機３に供給する。脱
水ケーキ供給機３は、ホッパ３１と供給コンベヤ３２と
定量切り出し機３３とからなり、ホッパ３１に投入され
た脱水ケーキＣは供給コンベヤ３２の駆動とともに定量
切り出し機３３により切り出され、一定層厚（実際上は
凹凸状の場合がある）で搬送され、供給コンベヤ３２の
終端上部に配設したスクリュー式解砕機４により薄小片
状に解砕される。

【００１５】スクリュー式解砕機４は、供給コンベヤ３
２の巾方向に軸受４２を介して配設した回転軸４１に螺
旋羽根４３を形成したものであり、さらに螺旋羽根４３
はその外周側が図４に示すように湾曲した曲面（凹面）
形状としたものである。回転軸４１はプーリ４４、ベル
ト４５および図示しない駆動モータにより供給コンベヤ
３２の搬送方向と同一方向に回転するようになってい
る。なお、４６は螺旋羽根４３の両端に設けた円形状端
板である。そして、供給コンベヤ３２上の脱水ケーキ
は、供給コンベヤ３２の終端部において、回転する螺旋
羽根４３によって削ぐようにして掻き取られて薄小片状
となって供給コンベヤ３２の終端から落下し、ベルトコ
ンベア５上へ送り出される。さらに詳しくは、螺旋羽根
４３および該螺旋羽根の曲面形状により、脱水ケーキは
螺旋羽根４３の回転とともに順次削ぐように掻き取られ
る。これによって脱水ケーキはその巾方向で分断され薄
小片状のものとなる。

【００１６】ベルトコンベア５を走行する薄小片状に解
砕された脱水ケーキＣの表面上に、固化剤供給機６の貯
溜サイロ６１からロータリバルブ６２を介してセメント
系固化剤Ｓを定量づつ切り出して添加する。これにより
薄小片状に解砕された脱水ケーキの表面上にセメント系
固化剤は事前に満遍なく添加された状態となる。セメン
ト系固化剤Ｓとしては、通常のポルトランドセメントへ
固化作用を強化する特殊成分を配合した適当な市販品か
ら選択することができる。たとえば本実施例では商品名
タフロック［住友セメント(株)製］を適用して好成績を
上げることを確認したが、その他の品種であっても対象
となることは言うまでもない。この実施例では下層路盤
材用の骨材として再生する場合、比較的低強度でもよい
ので、セメント系固化剤の添加量は、脱水ケーキＣの３
％（重量％）に限定しても十分に所要の強度に達した
が、再資源として求められる強度や元の脱水ケーキＣの
含水率などの諸条件を勘案して、約５％までの範囲で適
宜調整し、これによって幅広いニーズに応えた種々の強
度の再生品を供給することができる。

【００１７】セメント系固化剤Ｓが添加された薄小片状
の脱水ケーキＣは２軸式連続混練機７に投入され、ここ
で高能率すなわち短時間かつ均質に混練され、処理ケー
キＫとしてコンベア８，９を経て回収される。２軸式連
続混練機７は、一端上部に供給口７２と他端下部に排出
口７３を有するケーシング７１内に２本の回転軸７４を
配設し、回転軸７４にフィッシュテール形の混練羽根７
５，７６を多数周設したパドル羽根形のもので、好まし
くは、図１に示すように回転軸７４に正（順）送り（送
り作用）する羽根７５と逆送り（戻し作用）する羽根７
６とを交互、または一定間隔毎に配列する。ケーシング
７１内で回転して混練するパドル羽根方式として、脱水
ケーキＣと固化剤Ｓの混練時間、混練状態を調整するこ
とが可能となり、これにより高い混練度が得られるばか
りか一層分粒が促進され、より細かい分粒化が達成され
る。すなわち、２軸式連続混練機により混練して回収し
た処理ケーキＫは、脱水ケーキＣ中にセメント系固化剤
Ｓがほぼ均一に分散されて固化剤の水和反応によって数
ｍｍから約２０ｍｍ程度の強固な分粒となる。回転軸７
４は図１では上下に設けたが好ましくは水平方向に設け
る。また混練羽根はスクリュー式でもよい。

【００１８】実施例の成績を例示すると、処理ケーキＫ
を規格品の砕石４０−０に対して２：８の割合で混合し
て突き固めた後、４日間水浸した状態で修正ＣＢＲ（路
床土支持力比）を規定する方式に従って試験したとこ
ろ、３５％の成績結果が得られ、舗装要綱規定で要求す
る下層路盤材の修正ＣＢＲ値は２０％以上という要件を
十分に満足し、下層路盤材として処理ケーキＫを砕石に
混合する正当性を立証することができた。これは再資源
として十分に利用できる強度にまで強化されている。
なお、この発明の装置は、処理ケーキＫの使用目的とそ
の所要の規格値をクリアするために、脱水ケーキを薄小
片状に解砕すること、２軸式連続混練機の正送り、逆送
りを目的に応じて調整、駆動することと、セメント系固
化剤の添加量を調整することによって有効利用の範囲を
拡大することができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、以上に述べた通り、脱水ケ
ーキを薄小片状に解砕した上で、セメント系固化剤を適
量添加し、次いで混練することによって、比較的少ない
固化剤の添加量であっても路盤材としての再生利用が十
分に可能な処理ケーキを得ることができる。また、従来
のような助剤の大量添加を伴わないから、処理全量が増
大せず設備の規模の点や、ランニングコスト、特にエネ
ルギーコストの高騰を阻止することができる。また、固
化剤の添加割合の減少と低単価のセメント系への切り替
えと相俟って、脱水ケーキのまま遠隔地へ搬送して処分
するよりもコスト的にむしろ有利となり、廃棄場所がな
くなる不安から開放されるとともに、搬送に伴う劣悪な
作業環境を免がれ同時に周辺の粉塵公害を無くすること
ができる。

【００２０】また、脱水ケーキをスクリュー式解砕機で
薄小片状に解砕した上で、これにセメント系固化剤を添
加し、次いで２軸式連続混練機で混練するようにしたか
ら、薄小片状に解砕された脱水ケーキとセメント系固化
剤とが事前に満遍なく添加された状態となり、その後の
混練を高能率、すなわち短時間かつ均質に行なうことが
でき、したがって、混練のための負荷が著しく軽減され
ることとなって、混練機の使用台数を削減することがで
きる。さらに、脱水ケーキを正送り羽根と逆送り羽根と
を組込んだ２軸式連続混練機を使用したので、高い混練
度が得られるばかりか、一層均一した分粒が促進され、
このため混練機の使用台数を１台とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るフロー図である。

【図２】この発明の実施の形態に係るスクリュー式解砕
機の拡大平面図である。

【図３】この発明の実施の形態に係るスクリュー式解砕
機の拡大側面図である。

【図４】この発明の実施の形態に係る図２のＡ−Ａ線断
面図である。

【図５】従来技術のフロー図である。

【図６】改善された別の従来技術のフロー図である。

【符号の説明】

１フィルタープレス２脱水ケーキ貯溜場３脱水ケーキ供給機４スクリュー式解砕機５，８，９搬送コンベヤ６固化剤供給機７２軸式連続混練機Ｃ脱水ケーキＳセメント系固化剤Ｋ処理ケーキ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材製造設備から排出される排泥水を脱
水するフィルタープレスと、該フィルタープレスからの
脱水ケーキを定量供給する脱水ケーキ供給機と、該脱水
ケーキ供給機の終端部に配設するとともに脱水ケーキを
薄小片状に解砕するスクリュー式解砕機と、解砕された
脱水ケーキにセメント系固化剤Ｓを定量づつ供給する固
化剤供給機と、該セメント系固化剤Ｓを含む脱水ケーキ
を混練する２軸式連続混練機とからなることを特徴とす
る脱水ケーキの資源化処理装置。
【請求項２】２軸式連続混練機が正送り羽根と逆送り
羽根とからなることを特徴とする請求項１記載の脱水ケ
ーキの資源化処理装置。