JPH10226547A - 人工骨材の製造方法 - Google Patents
人工骨材の製造方法Info
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- JPH10226547A JPH10226547A JP3232997A JP3232997A JPH10226547A JP H10226547 A JPH10226547 A JP H10226547A JP 3232997 A JP3232997 A JP 3232997A JP 3232997 A JP3232997 A JP 3232997A JP H10226547 A JPH10226547 A JP H10226547A
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- 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
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/105—Gaseous combustion products or dusts collected from waste incineration, e.g. sludge resulting from the purification of gaseous combustion products of waste incineration
- C04B18/106—Fly ash from waste incinerators
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B20/002—Hollow or porous granular materials
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- 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
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータリーキルンで焼却飛灰を焼成して骨材
化する場合に骨材中に残留する重金属類、特に健康上問
題となる鉛の揮発除去技術の改善。 【解決手段】 都市ごみの焼却時に排ガス中に飛散した
粉塵を捕集した飛灰に粘結材と珪砂のような組成調合材
と還元剤と発泡剤とを添加して得られた混合物を平均粒
径が１５μｍ以下になるように粉砕し、次いで、得られ
た粉砕物に水を加えて成形してペレット状成形体を得た
後、酸素濃度が５〜１２％の燃焼ガス中において、ペレ
ット状成形体の内部を還元状態に、表面を酸化状態にし
て、１０００〜１２５０℃で焼成する。
化する場合に骨材中に残留する重金属類、特に健康上問
題となる鉛の揮発除去技術の改善。 【解決手段】 都市ごみの焼却時に排ガス中に飛散した
粉塵を捕集した飛灰に粘結材と珪砂のような組成調合材
と還元剤と発泡剤とを添加して得られた混合物を平均粒
径が１５μｍ以下になるように粉砕し、次いで、得られ
た粉砕物に水を加えて成形してペレット状成形体を得た
後、酸素濃度が５〜１２％の燃焼ガス中において、ペレ
ット状成形体の内部を還元状態に、表面を酸化状態にし
て、１０００〜１２５０℃で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみの焼却時
に排ガス中に飛散する飛灰の資源化に関し、飛灰から建
築、土木用などに使用する骨材を製造する場合に有害物
を無害化する方法に関する。
に排ガス中に飛散する飛灰の資源化に関し、飛灰から建
築、土木用などに使用する骨材を製造する場合に有害物
を無害化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみの焼却時に排ガス中に飛散して
捕集された飛灰の大半は廃棄物として埋め立て処分され
ている。しかし、焼却飛灰中には、鉛、亜鉛などの重金
属類が多く含まれている。このため、埋め立て後の溶出
を防止するため、重金属類の溶出防止処理が施されてい
る。
捕集された飛灰の大半は廃棄物として埋め立て処分され
ている。しかし、焼却飛灰中には、鉛、亜鉛などの重金
属類が多く含まれている。このため、埋め立て後の溶出
を防止するため、重金属類の溶出防止処理が施されてい
る。
【０００３】現在採用されている、あるいは検討されて
いる溶出防止処理の技術、すなわち飛灰より重金属を溶
出させないようにするための技術は、以下のようなもの
である。
いる溶出防止処理の技術、すなわち飛灰より重金属を溶
出させないようにするための技術は、以下のようなもの
である。
【０００４】ａ．溶融固化 この方法では、飛灰を加熱溶融し、その後冷却固化す
る。飛灰の一部はガラス化する。この方法は、飛灰の減
容化が図れるものの、エネルギー消費量が高く、コスト
的に問題点がある。また生成するスラグガラスの資源化
が難しい。
る。飛灰の一部はガラス化する。この方法は、飛灰の減
容化が図れるものの、エネルギー消費量が高く、コスト
的に問題点がある。また生成するスラグガラスの資源化
が難しい。
【０００５】ｂ．セメント固化 この方法では、セメントを混ぜ込んで、固化する。混合
するセメントの分だけ処理量が増大するため、最終処分
場の寿命を縮める問題がある。コスト的には安価である
ものの、経済的というにはほど遠い状況である。
するセメントの分だけ処理量が増大するため、最終処分
場の寿命を縮める問題がある。コスト的には安価である
ものの、経済的というにはほど遠い状況である。
【０００６】ｃ．キレート処理 この方法では、鉛や亜鉛などの重金属類をキレート剤に
より安定な化合物として溶出を防止する。キレート剤が
高価であり、長期の重金属類の安定効果の面で信頼性が
必ずしも確かではなく、また、焼却灰の減容化が充分で
ない問題点がある。
より安定な化合物として溶出を防止する。キレート剤が
高価であり、長期の重金属類の安定効果の面で信頼性が
必ずしも確かではなく、また、焼却灰の減容化が充分で
ない問題点がある。
【０００７】ｄ．酸洗浄 この方法では、飛灰を酸洗浄し、あらかじめ溶出する可
能性の高い金属分を除去し、洗浄後の飛灰を埋め立て、
前記金属分を含む洗浄水を別途処理する。処理設備が大
規模となり、焼却灰の減容化が充分でない問題点があ
る。
能性の高い金属分を除去し、洗浄後の飛灰を埋め立て、
前記金属分を含む洗浄水を別途処理する。処理設備が大
規模となり、焼却灰の減容化が充分でない問題点があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記方法は、いずれも
飛灰の大半部分が埋め立て処分となっいるばかりか新た
な廃棄物すら生み出しかねないものとなっている。しか
し、埋め立て処分場、特に飛灰を処理するための管理型
の最終処分場は残余年数が少なくなる一方であり、多く
の自治体が処分場の確保と寿命の延長に苦慮していると
ころである。
飛灰の大半部分が埋め立て処分となっいるばかりか新た
な廃棄物すら生み出しかねないものとなっている。しか
し、埋め立て処分場、特に飛灰を処理するための管理型
の最終処分場は残余年数が少なくなる一方であり、多く
の自治体が処分場の確保と寿命の延長に苦慮していると
ころである。
【０００９】加えて、セメント固化、キレート処理、酸
洗浄と言った方法では例えば、重金属類の溶出を長期
間、確実に防止できるかどうか、処理コストをどこまで
低下させ得るか、処理設備の運転技術を簡便にするには
どうすべきかといった点で解決すべき点は多い。
洗浄と言った方法では例えば、重金属類の溶出を長期
間、確実に防止できるかどうか、処理コストをどこまで
低下させ得るか、処理設備の運転技術を簡便にするには
どうすべきかといった点で解決すべき点は多い。
【００１０】これらの課題を解決するために、飛灰を高
温で焼成して無害化すると共に建築、土木用材料として
使用できる骨材として再資源化する方法が開発されてき
た。
温で焼成して無害化すると共に建築、土木用材料として
使用できる骨材として再資源化する方法が開発されてき
た。
【００１１】飛灰を原料として骨材を作製した場合、人
体の健康への有害性は重金属の溶出性により評価されて
いるが、長期の環境変化による有害物の溶出の可能性を
基本的に排除するには、骨材中に残存する有害物を極力
除去しておくことが好ましい。
体の健康への有害性は重金属の溶出性により評価されて
いるが、長期の環境変化による有害物の溶出の可能性を
基本的に排除するには、骨材中に残存する有害物を極力
除去しておくことが好ましい。
【００１２】従って、本発明は、ロータリーキルンで焼
却飛灰を焼成して骨材化する場合に骨材中に残留する重
金属類、特に健康上問題となる鉛の揮発除去技術の改善
を目的としている。
却飛灰を焼成して骨材化する場合に骨材中に残留する重
金属類、特に健康上問題となる鉛の揮発除去技術の改善
を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、都市ごみの
焼却飛灰と組成調合材と粘結材と還元剤とを用いて、焼
成後のシリカと酸化カルシュウムの含有率を所定の範囲
となるように調合して、更に必要に応じて発泡剤を加え
て、ペレットのような形成体を形成し、酸化雰囲気のロ
ータリーキルンで焼成する。これにより、骨材の使用中
における鉛や亜鉛などの重金属の溶出を少なくすると共
に土木、建築用の骨材として使用できる強度と比重など
の機械的特性と化学的品質を持った人工骨材を作製する
事ができる。具体的には、還元剤である炭素成分を添加
して成形体の内部を還元状態に保ちながら、焼成ガス中
の酸素濃度を高くして形成体の表面を酸化雰囲気にして
焼成すると、鉛などの重金属類の揮発が促進され、骨材
中の重金属類の残留量を著しく低減できる。
焼却飛灰と組成調合材と粘結材と還元剤とを用いて、焼
成後のシリカと酸化カルシュウムの含有率を所定の範囲
となるように調合して、更に必要に応じて発泡剤を加え
て、ペレットのような形成体を形成し、酸化雰囲気のロ
ータリーキルンで焼成する。これにより、骨材の使用中
における鉛や亜鉛などの重金属の溶出を少なくすると共
に土木、建築用の骨材として使用できる強度と比重など
の機械的特性と化学的品質を持った人工骨材を作製する
事ができる。具体的には、還元剤である炭素成分を添加
して成形体の内部を還元状態に保ちながら、焼成ガス中
の酸素濃度を高くして形成体の表面を酸化雰囲気にして
焼成すると、鉛などの重金属類の揮発が促進され、骨材
中の重金属類の残留量を著しく低減できる。
【００１４】本発明の一態様では、都市ごみの焼却飛灰
と粘結材（ベントナイト）と組成調合材（珪砂、陶石、
長石、カオリナイト、木節粘度などのシリカを含む鉱
物）とを、得られた混合物の焼成後の化学組成のシリカ
が２０〜８０重量％で酸化カルシュウムが１０〜３５％
になるように配合する。これにより、土木、建築用の骨
材としての組成が得られる。この時、骨材を軽量化する
場合には、酸化カルシウムが０．５〜１５重量％になる
ようにし、更に軽量化する場合には発泡剤として、好ま
しくは、平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄および炭化珪素
をそれぞれ外割で２〜１０重量％、０．１〜２．５重量
％を用いる。更に、石炭またはコークスを還元剤として
炭素量換算で１〜１０％を加えるのが好ましい。このよ
うにして得た混合物を平均粒径が１５μｍ以下となるよ
うに粉砕する。次いで、得られた粉砕物に水を加えて成
形して成形体を得る。その後、要すれば乾燥した後、こ
の成形体をロータリーキルンで１０００〜１２５０℃で
焼成する。ロータリーキルンで焼成する場合、燃焼ガス
中の酸素濃度を５〜１２％と高くして成形体表面を酸化
雰囲気に曝すように焼成すると、焼成温度を高く保持で
きるため重金属類の揮発が促進され、生成した骨材中に
残留する鉛などの重金属の量を著しく減少できる。従っ
て、土木用、建築用として使用された骨材から溶出する
重金属の量も大きく減少できる。
と粘結材（ベントナイト）と組成調合材（珪砂、陶石、
長石、カオリナイト、木節粘度などのシリカを含む鉱
物）とを、得られた混合物の焼成後の化学組成のシリカ
が２０〜８０重量％で酸化カルシュウムが１０〜３５％
になるように配合する。これにより、土木、建築用の骨
材としての組成が得られる。この時、骨材を軽量化する
場合には、酸化カルシウムが０．５〜１５重量％になる
ようにし、更に軽量化する場合には発泡剤として、好ま
しくは、平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄および炭化珪素
をそれぞれ外割で２〜１０重量％、０．１〜２．５重量
％を用いる。更に、石炭またはコークスを還元剤として
炭素量換算で１〜１０％を加えるのが好ましい。このよ
うにして得た混合物を平均粒径が１５μｍ以下となるよ
うに粉砕する。次いで、得られた粉砕物に水を加えて成
形して成形体を得る。その後、要すれば乾燥した後、こ
の成形体をロータリーキルンで１０００〜１２５０℃で
焼成する。ロータリーキルンで焼成する場合、燃焼ガス
中の酸素濃度を５〜１２％と高くして成形体表面を酸化
雰囲気に曝すように焼成すると、焼成温度を高く保持で
きるため重金属類の揮発が促進され、生成した骨材中に
残留する鉛などの重金属の量を著しく減少できる。従っ
て、土木用、建築用として使用された骨材から溶出する
重金属の量も大きく減少できる。
【００１５】本発明に用いる成形方法としては所定の寸
法の成形体を形成できるものであればいずれでも支障は
ないが、バンペレタイザーや押し出し成形機を用いると
簡便である。また、焼成は連続操業や品質の均一性を勘
案すればロータリーキルンを用いることが好ましい。
法の成形体を形成できるものであればいずれでも支障は
ないが、バンペレタイザーや押し出し成形機を用いると
簡便である。また、焼成は連続操業や品質の均一性を勘
案すればロータリーキルンを用いることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】焼却飛灰と組成調合材と粘結材と
からなる原料（軽量化を図るときには発泡剤を添加す
る）をペレットのような成形体にして、ロータリーキル
ンで焼成して人工骨材または人工軽量骨材を製造する際
に、原料中に還元剤、具体的には炭素成分を添加して、
成形体内部を還元状態に保ちながら、燃焼ガス中の酸素
濃度を高くして成形体表面を酸化雰囲気として焼成する
と、鉛などの重金属類の揮発を促進し、生成した骨材中
の残留量を著しく低減できる。
からなる原料（軽量化を図るときには発泡剤を添加す
る）をペレットのような成形体にして、ロータリーキル
ンで焼成して人工骨材または人工軽量骨材を製造する際
に、原料中に還元剤、具体的には炭素成分を添加して、
成形体内部を還元状態に保ちながら、燃焼ガス中の酸素
濃度を高くして成形体表面を酸化雰囲気として焼成する
と、鉛などの重金属類の揮発を促進し、生成した骨材中
の残留量を著しく低減できる。
【００１７】実験キルンを用いた基礎実験により、成形
体内部を還元状態に保ちながら焼成すると、鉛、亜鉛、
カドミウムなどの重金属類の揮発、すなわち成形体から
の除去が、内部が酸化状態の場合に比べて、低温（１１
００℃以下）で促進されることが確認された。
体内部を還元状態に保ちながら焼成すると、鉛、亜鉛、
カドミウムなどの重金属類の揮発、すなわち成形体から
の除去が、内部が酸化状態の場合に比べて、低温（１１
００℃以下）で促進されることが確認された。
【００１８】重金属類と反応しやすい酸素を減少して加
熱すると、焼却飛灰中に塩化ナトリウム、塩化カリウム
として含まれる塩素と前記重金属類が化合して塩化物を
生成しやすく、塩化揮発が促進されるものと思われる。
熱すると、焼却飛灰中に塩化ナトリウム、塩化カリウム
として含まれる塩素と前記重金属類が化合して塩化物を
生成しやすく、塩化揮発が促進されるものと思われる。
【００１９】還元剤としては、石炭、コークスなどの固
形の高炭素含有物が使用できる。また重油等の液状の炭
素含有物も使用できる。還元剤の添加量は、炭素量換算
で１〜１０重量％が好ましい。１％以下では還元効果が
発揮されない。また１０％以上では、焼成により得た骨
材の中に未反応炭素の残留量が多くなり、骨材の強度が
低下する。
形の高炭素含有物が使用できる。また重油等の液状の炭
素含有物も使用できる。還元剤の添加量は、炭素量換算
で１〜１０重量％が好ましい。１％以下では還元効果が
発揮されない。また１０％以上では、焼成により得た骨
材の中に未反応炭素の残留量が多くなり、骨材の強度が
低下する。
【００２０】発泡剤として、好ましくは、平均粒度１０
μｍ以下の酸化鉄および炭化珪素をそれぞれ外割で２〜
１０重量％、０．１〜２．５重量％を用いる。発泡剤の
平均粒度が１０μｍより大きくなると発泡剤としての効
果が著しく減少する。
μｍ以下の酸化鉄および炭化珪素をそれぞれ外割で２〜
１０重量％、０．１〜２．５重量％を用いる。発泡剤の
平均粒度が１０μｍより大きくなると発泡剤としての効
果が著しく減少する。
【００２１】一方、焼成時の燃焼ガス中の酸素濃度を高
くして酸化雰囲気中で焼成すると、重金属類の揮発が促
進されることが確認された。この原因については、以下
のように考えられる。酸化雰囲気中で焼成すると、成形
体の表面は酸化され、成形体中に含まれる鉄がＦｅ2Ｏ3
となって褐色を呈する。成形体の内部は還元雰囲気とな
っいるため鉄はＦｅＯまたはＦｅ3Ｏ4となり黒色を示
す。Ｆｅ2Ｏ3は、ＦｅＯまたはＦｅ3Ｏ4と比較して融点
が高いから、成形体の表面の耐火度が内部より上昇す
る。成形体の内部から重金属類が主として塩化物として
揮散する場合、成形体の表面の耐火度が高く、通気性が
確保されているため揮散が進行しやすい。また、一般的
には燃焼ガス中の酸素濃度を増加させると、ロータリー
キルン内を通過するガス量は増加し、予熱部から上昇し
て重金属類の揮発に必要な温度に成形体を長時間保持で
きる。
くして酸化雰囲気中で焼成すると、重金属類の揮発が促
進されることが確認された。この原因については、以下
のように考えられる。酸化雰囲気中で焼成すると、成形
体の表面は酸化され、成形体中に含まれる鉄がＦｅ2Ｏ3
となって褐色を呈する。成形体の内部は還元雰囲気とな
っいるため鉄はＦｅＯまたはＦｅ3Ｏ4となり黒色を示
す。Ｆｅ2Ｏ3は、ＦｅＯまたはＦｅ3Ｏ4と比較して融点
が高いから、成形体の表面の耐火度が内部より上昇す
る。成形体の内部から重金属類が主として塩化物として
揮散する場合、成形体の表面の耐火度が高く、通気性が
確保されているため揮散が進行しやすい。また、一般的
には燃焼ガス中の酸素濃度を増加させると、ロータリー
キルン内を通過するガス量は増加し、予熱部から上昇し
て重金属類の揮発に必要な温度に成形体を長時間保持で
きる。
【００２２】燃焼ガス中の酸素濃度は、５〜１２％が重
金属の揮発促進に適している。酸素濃度が５％以下で
は、重金属類の揮発促進効果が少なく、逆に１２％以上
では、燃料燃焼時の過剰空気が著しく増加して、成形体
の内部の還元状態が維持できなくなる。なお、燃焼ガス
中の酸素濃度が高すぎると、燃料の必要量が大幅に増加
する。
金属の揮発促進に適している。酸素濃度が５％以下で
は、重金属類の揮発促進効果が少なく、逆に１２％以上
では、燃料燃焼時の過剰空気が著しく増加して、成形体
の内部の還元状態が維持できなくなる。なお、燃焼ガス
中の酸素濃度が高すぎると、燃料の必要量が大幅に増加
する。
【００２３】本発明の方法では、飛灰と組成調合材と粘
結剤と還元剤とを混合した混合物を構成する粒子の平均
粒径が１５μｍより大きいと、最終的に得られる人工骨
材の強度が低下する。よって、形成の前に、平均粒径が
１５μｍ以下となるように粉砕することが必要である。
なお、この粉砕が均一混合の役割を果たすことは言うま
でもないことである。
結剤と還元剤とを混合した混合物を構成する粒子の平均
粒径が１５μｍより大きいと、最終的に得られる人工骨
材の強度が低下する。よって、形成の前に、平均粒径が
１５μｍ以下となるように粉砕することが必要である。
なお、この粉砕が均一混合の役割を果たすことは言うま
でもないことである。
【００２４】前述のように粉砕して得た混合物に水を加
えて転動造粒かまたは押し出し造粒によりペレットのよ
うに成形する。このようにして得た成形体の大きさをど
の程度にするかは、主として製品として得る人工軽量骨
材の大きさに従うが、一般に５〜１５ｍｍとすることが
多い。
えて転動造粒かまたは押し出し造粒によりペレットのよ
うに成形する。このようにして得た成形体の大きさをど
の程度にするかは、主として製品として得る人工軽量骨
材の大きさに従うが、一般に５〜１５ｍｍとすることが
多い。
【００２５】焼成は１０５０〜１２５０℃とする。この
範囲より低い温度では、焼成が十分でなく、この範囲よ
り高い温度では、成形体の粘結性が高まり、成形体の相
互付着により操業不能となる確率が高くなるからであ
る。
範囲より低い温度では、焼成が十分でなく、この範囲よ
り高い温度では、成形体の粘結性が高まり、成形体の相
互付着により操業不能となる確率が高くなるからであ
る。
【００２６】焼成に用いる炉はロータリーキルンが好ま
しい。ロータリーキルンは、設備が簡単で、焼成により
得た骨材の品質にバラツキが少なく、建築、土木用に使
用される間に鉛などの重金属類の溶出が少なく、無害化
の信頼性が高い点で、骨材を焼成する設備として好まし
い。
しい。ロータリーキルンは、設備が簡単で、焼成により
得た骨材の品質にバラツキが少なく、建築、土木用に使
用される間に鉛などの重金属類の溶出が少なく、無害化
の信頼性が高い点で、骨材を焼成する設備として好まし
い。
【００２７】以下に、鉛に関する本発明の実施例を説明
する。本発明者等は、同様な結果が亜鉛、カドミウムに
ついても得られることを確認した。
する。本発明者等は、同様な結果が亜鉛、カドミウムに
ついても得られることを確認した。
【００２８】
［実施例１−１−１〜２−２−３］実験に使用した２種
類の焼却飛灰（Ａ、Ｂ）、珪砂、長石、ベントナイト、
ヘマタイトの化学組成を表１に、石炭コークスの工業分
析値を表２に示した。これらの原料と炭化珪素を表３に
示す配合で計量採取して、更にこれに石炭、コークスを
表４に示す割合で加えて、ボールミルで平均粒径１５μ
ｍ以下に粉砕混合した。粉砕した原料の粒度分布は、レ
ーザー回折式粒度分布計で測定した。
類の焼却飛灰（Ａ、Ｂ）、珪砂、長石、ベントナイト、
ヘマタイトの化学組成を表１に、石炭コークスの工業分
析値を表２に示した。これらの原料と炭化珪素を表３に
示す配合で計量採取して、更にこれに石炭、コークスを
表４に示す割合で加えて、ボールミルで平均粒径１５μ
ｍ以下に粉砕混合した。粉砕した原料の粒度分布は、レ
ーザー回折式粒度分布計で測定した。
【００２９】得られた粉砕原料に水を加えながら、バン
ペレタイザーで直径５〜１５ｍｍ程度の球状ペレットに
造粒し乾燥した後、１０５０〜１２５０℃の温度帯域を
有し、回転速度４ｒｐｍのロータリーキルン（煉瓦内径
３００ｍｍ×長さ４８００ｍｍ）に供給して滞留時間３
６分で焼成した。焼成時の燃焼ガス中の酸素濃度を表４
に示した。焼成後の骨材の化学組成を表３に、原料の平
均粒径を表６に示した。焼成した骨材の比重はＪＩＳ
Ａ １１１０に基づいて測定し、圧壊強度は直径約１０
ｍｍの骨材について測定した。得られた結果を表６に合
わせて示した。
ペレタイザーで直径５〜１５ｍｍ程度の球状ペレットに
造粒し乾燥した後、１０５０〜１２５０℃の温度帯域を
有し、回転速度４ｒｐｍのロータリーキルン（煉瓦内径
３００ｍｍ×長さ４８００ｍｍ）に供給して滞留時間３
６分で焼成した。焼成時の燃焼ガス中の酸素濃度を表４
に示した。焼成後の骨材の化学組成を表３に、原料の平
均粒径を表６に示した。焼成した骨材の比重はＪＩＳ
Ａ １１１０に基づいて測定し、圧壊強度は直径約１０
ｍｍの骨材について測定した。得られた結果を表６に合
わせて示した。
【００３０】表４に示すように所定の添加率で還元剤を
加えた成形体を、所定の燃焼ガス中の酸素濃度で焼成す
ると、焼成した骨材中に残留する鉛の量は、表６に示す
ように、０．０５％以下と少なくなった。
加えた成形体を、所定の燃焼ガス中の酸素濃度で焼成す
ると、焼成した骨材中に残留する鉛の量は、表６に示す
ように、０．０５％以下と少なくなった。
【００３１】［比較例]比較例の原料は、各々対応番号
の実施例と同一配合とし、粉砕時の平均粒径も１５μｍ
以下にした。また、ロータリーキルンの回転速度（４ｒ
ｐｍ）と、ロータリーキルン内滞留時間（３６分）を実
施例と同じにした。なお、他の実験によれば、ロータリ
ーキルン内の滞留時間が２４分より短いと、骨材中の鉛
残留量が多くなった。また、成形体の加熱温度を９９０
℃にすると、加熱時間を１１２分にしても、鉛残留量が
多かった。
の実施例と同一配合とし、粉砕時の平均粒径も１５μｍ
以下にした。また、ロータリーキルンの回転速度（４ｒ
ｐｍ）と、ロータリーキルン内滞留時間（３６分）を実
施例と同じにした。なお、他の実験によれば、ロータリ
ーキルン内の滞留時間が２４分より短いと、骨材中の鉛
残留量が多くなった。また、成形体の加熱温度を９９０
℃にすると、加熱時間を１１２分にしても、鉛残留量が
多かった。
【００３２】［比較例１−１−１］燃焼ガス中の酸素濃
度（７％）が本発明の範囲内にあっても、還元剤の添加
量（０％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．３４％）が実施例の６倍以上と多くなった。
度（７％）が本発明の範囲内にあっても、還元剤の添加
量（０％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．３４％）が実施例の６倍以上と多くなった。
【００３３】［比較例２−２−１］還元剤の添加量（６
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（４％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．１１％）が実施例の２倍以上と多くなった。
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（４％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．１１％）が実施例の２倍以上と多くなった。
【００３４】［比較例１−２−２］還元剤の添加量（６
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（１３％）が本発明の範囲より多いため。鉛残留量
（０．１８％）が実施例の３倍以上と多くなった。
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（１３％）が本発明の範囲より多いため。鉛残留量
（０．１８％）が実施例の３倍以上と多くなった。
【００３５】［比較例２−２−２］還元剤の添加量（７
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（１３％）が本発明の範囲より多いため。鉛残留量
（０．１０％）が実施例の２倍と多くなった。
％）が本発明の範囲内にあっても、燃焼ガス中の酸素濃
度（１３％）が本発明の範囲より多いため。鉛残留量
（０．１０％）が実施例の２倍と多くなった。
【００３６】［比較例１−１−２］還元剤の添加量（１
１％）が本発明の範囲より多く、燃焼ガス中の酸素濃度
（３％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．６３％）が実施例の１０倍以上と多くなった。
１％）が本発明の範囲より多く、燃焼ガス中の酸素濃度
（３％）が本発明の範囲より少ないため、鉛残留量
（０．６３％）が実施例の１０倍以上と多くなった。
【００３７】［比較例２−１−２］還元剤の添加量（１
２％）が本発明の範囲より多く、燃焼ガス中の酸素濃度
（１３％）も本発明の範囲より多いため、鉛残留量
（０．３６％）が実施例の７倍以上と多くなった。
２％）が本発明の範囲より多く、燃焼ガス中の酸素濃度
（１３％）も本発明の範囲より多いため、鉛残留量
（０．３６％）が実施例の７倍以上と多くなった。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】
【００４３】
【表６】
【００４４】
【表７】
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、焼却飛灰を無害化して
土木、建築用骨材として有効利用するにあたり、骨材中
の鉛等の重金属類の残留量を大幅に減少できることか
ら、様々な自然環境の中で骨材の無害化の信頼性を著し
く向上し、環境、衛生上極めて意義が大きい。また、揮
発した鉛等の重金属類の回収、再利用率も向上すること
から、資源リサイクル上も有意義である。
土木、建築用骨材として有効利用するにあたり、骨材中
の鉛等の重金属類の残留量を大幅に減少できることか
ら、様々な自然環境の中で骨材の無害化の信頼性を著し
く向上し、環境、衛生上極めて意義が大きい。また、揮
発した鉛等の重金属類の回収、再利用率も向上すること
から、資源リサイクル上も有意義である。
Claims (7)
- 【請求項１】 都市ごみの焼却時に排ガス中に飛散した
粉塵を捕集した飛灰に粘結材と組成調合材と還元剤とを
添加して得られた混合物を平均粒径が１５μｍ以下にな
るように粉砕し、次いで、得られた粉砕物を成形して成
形体を得た後、酸素濃度が５〜１２％の燃焼ガス中にお
いて１０００〜１２５０℃で焼成することを特徴とする
人工骨材の製造方法。 - 【請求項２】 都市ごみの焼却時に排ガス中に飛散した
粉塵を捕集した飛灰に粘結材と組成調合材と還元剤と発
泡剤とを添加して得られた混合物を平均粒径が１５μｍ
以下になるように粉砕し、次いで、得られた粉砕物を成
形して成形体を得た後、酸素濃度が５〜１２％の燃焼ガ
ス中において１０００〜１２５０℃で焼成することを特
徴とする人工骨材の製造方法。 - 【請求項３】 組成調合材として珪砂、陶石、長石、カ
オリナイト、木節粘度および焼却主灰からなる群のうち
の少なくとも一種を用いることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の人工骨材の製造方法。 - 【請求項４】 還元剤として石炭およびコークスからな
る群のうちの少なくとも一種を用い、炭素量として１〜
１０％の添加量とすることを特徴とする請求項１または
２に記載の人工骨材の製造方法。 - 【請求項５】 発泡剤として平均粒径１０μｍ以下の酸
化鉄および炭化珪素からなる群のうちの少なくとも一種
を用いることを特徴とする請求項２記載の人工骨材の製
造方法。 - 【請求項６】 酸化鉄と炭化珪素を用い、酸化鉄は外割
で２〜１０重量％、炭化珪素は０．１〜２．５重量％の
添加量にすることを特徴とする請求項５に記載の人工骨
材の製造方法。 - 【請求項７】 成形体がペレットであり、焼成炉として
ロータリーキルンを用いることを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載の人工骨材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232997A JPH10226547A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 人工骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232997A JPH10226547A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 人工骨材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226547A true JPH10226547A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12355912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232997A Pending JPH10226547A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 人工骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10226547A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002092530A1 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-21 | Unisearch Limited | Aggregate for concrete and construction |
| JP2005320218A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Taiheiyo Cement Corp | セメント原料の製造方法 |
| JP2006160580A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材の製造方法 |
| JP2009034591A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Mhi Environment Engineering Co Ltd | 被処理灰の無害化処理装置及び方法 |
| CN113372130A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-10 | 湖南国发控股有限公司 | 一种飞灰及商砼搅拌站废料生产的发泡陶瓷及制备方法 |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP3232997A patent/JPH10226547A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002092530A1 (en) * | 2001-05-16 | 2002-11-21 | Unisearch Limited | Aggregate for concrete and construction |
| US6802896B2 (en) | 2001-05-16 | 2004-10-12 | Unisearch Limited | Concrete aggregate |
| AU2002252841B2 (en) * | 2001-05-16 | 2007-10-18 | Newsouth Innovations Pty Limited | Aggregate for concrete and construction |
| JP2005320218A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Taiheiyo Cement Corp | セメント原料の製造方法 |
| JP2006160580A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材の製造方法 |
| JP2009034591A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Mhi Environment Engineering Co Ltd | 被処理灰の無害化処理装置及び方法 |
| CN113372130A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-10 | 湖南国发控股有限公司 | 一种飞灰及商砼搅拌站废料生产的发泡陶瓷及制备方法 |
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