JP2001072450A - 塩素を含まないスラグの製造方法 - Google Patents
塩素を含まないスラグの製造方法Info
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- JP2001072450A JP2001072450A JP24925699A JP24925699A JP2001072450A JP 2001072450 A JP2001072450 A JP 2001072450A JP 24925699 A JP24925699 A JP 24925699A JP 24925699 A JP24925699 A JP 24925699A JP 2001072450 A JP2001072450 A JP 2001072450A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃
棄物の処理によって得られるスラグの塩素溶出の問題を
解決し、高品質路盤材や窯業原料として有効利用できる
ようにして、塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業
廃棄物のリサイクルを可能にするスラグの製造方法を提
供する。 【解決手段】 塩素を2wt%以上含む、１種または２種以
上の廃棄物の混合物を、NaとK のモル含有量とClのモル
含有量の比(Na+K)/Cl を1.0 以上に調整して溶融する、
スラグの製造方法を用いる。また、この調整のためにソ
ーダ灰や廃ガラスを添加する。
棄物の処理によって得られるスラグの塩素溶出の問題を
解決し、高品質路盤材や窯業原料として有効利用できる
ようにして、塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業
廃棄物のリサイクルを可能にするスラグの製造方法を提
供する。 【解決手段】 塩素を2wt%以上含む、１種または２種以
上の廃棄物の混合物を、NaとK のモル含有量とClのモル
含有量の比(Na+K)/Cl を1.0 以上に調整して溶融する、
スラグの製造方法を用いる。また、この調整のためにソ
ーダ灰や廃ガラスを添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩素を多量に含む
都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理によって得られる
スラグを、窯業原料や高品質路盤材として有効利用する
ための、スラグの製造方法に関する。
都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理によって得られる
スラグを、窯業原料や高品質路盤材として有効利用する
ための、スラグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ焼却灰中の焼却飛灰や産業廃棄
物には、塩素がNaCl、KCl 、CaCl2 などの形態で多く存
在している。これらの廃棄物を溶融処理するに当たっ
て、塩素は、一部は溶融スラグに混入し、一部は溶融飛
灰として排出される。
物には、塩素がNaCl、KCl 、CaCl2 などの形態で多く存
在している。これらの廃棄物を溶融処理するに当たっ
て、塩素は、一部は溶融スラグに混入し、一部は溶融飛
灰として排出される。
【０００３】溶融スラグから良質な路盤材を作製するた
めに、結晶化する手法が以前より知られている。路盤材
としては、天然石に近い特性が要求され、結晶質である
ことが重要であり、結晶化率の低いスラグは、ガラス質
となり表面がなめらかで摩擦力が小さく吸水性も劣り、
鋭利な破面を持つため安全上の問題が有るなど、路盤材
としては必ずしも十分な特性が得られない。特開昭５７
−２００２５９号公報には溶融スラグを900 〜1100℃に
約15分保持することによって、輝石系の結晶が析出する
ことが開示されている。特開平４−１３２６４２号公報
では、1200℃から900 ℃を10℃/min以下で徐冷する結晶
化スラグが開示され、その化学組成は、SiO 2 が28〜45
% 、Al2 O 3 が10〜22% 、CaO が24〜44% 、Fe2 O 3 が
2 〜20%とされている。これらの結晶化プロセスは、非
晶質スラグから結晶を析出させることが特徴的な技術で
ある。
めに、結晶化する手法が以前より知られている。路盤材
としては、天然石に近い特性が要求され、結晶質である
ことが重要であり、結晶化率の低いスラグは、ガラス質
となり表面がなめらかで摩擦力が小さく吸水性も劣り、
鋭利な破面を持つため安全上の問題が有るなど、路盤材
としては必ずしも十分な特性が得られない。特開昭５７
−２００２５９号公報には溶融スラグを900 〜1100℃に
約15分保持することによって、輝石系の結晶が析出する
ことが開示されている。特開平４−１３２６４２号公報
では、1200℃から900 ℃を10℃/min以下で徐冷する結晶
化スラグが開示され、その化学組成は、SiO 2 が28〜45
% 、Al2 O 3 が10〜22% 、CaO が24〜44% 、Fe2 O 3 が
2 〜20%とされている。これらの結晶化プロセスは、非
晶質スラグから結晶を析出させることが特徴的な技術で
ある。
【０００４】塩素がスラグ中に溶解しているスラグを用
いて、前述した結晶化のプロセスによって良質な路盤材
を製造しようとすると、析出する結晶には塩素が溶解し
ないために、ガラスに溶け込んだ塩素が、CaCl2 の結晶
として析出してしまう。このスラグを路盤材として用い
ると、CaCl2 の潮解性により、スラグの崩壊や、溶出液
の塩素濃度の増加など問題があり、実用的でない。即
ち、塩素を含む溶融スラグは、スラグを非晶質状態のま
ま有効利用することが求められ、埋め戻し材などの低品
位の材料にしか使えないなど適用範囲に大きな制約があ
った。
いて、前述した結晶化のプロセスによって良質な路盤材
を製造しようとすると、析出する結晶には塩素が溶解し
ないために、ガラスに溶け込んだ塩素が、CaCl2 の結晶
として析出してしまう。このスラグを路盤材として用い
ると、CaCl2 の潮解性により、スラグの崩壊や、溶出液
の塩素濃度の増加など問題があり、実用的でない。即
ち、塩素を含む溶融スラグは、スラグを非晶質状態のま
ま有効利用することが求められ、埋め戻し材などの低品
位の材料にしか使えないなど適用範囲に大きな制約があ
った。
【０００５】一方、溶融スラグは特公平８−２９３１３
号公報に示されているように、窯業原料としても利用が
図られる。製造する陶板や煉瓦によって焼成温度は異な
るが、これらスラグを再加熱する用途において、スラグ
の結晶化が進み、前述と同様な反応が進行し、スラグか
ら塩素がCaCl2 の結晶として析出してしまう。析出する
CaCl2 の蒸気圧は低く、焼成中には除去できないため
に、陶板や煉瓦内に残存することで不良品となり、これ
ら原料として不適となる問題があった。
号公報に示されているように、窯業原料としても利用が
図られる。製造する陶板や煉瓦によって焼成温度は異な
るが、これらスラグを再加熱する用途において、スラグ
の結晶化が進み、前述と同様な反応が進行し、スラグか
ら塩素がCaCl2 の結晶として析出してしまう。析出する
CaCl2 の蒸気圧は低く、焼成中には除去できないため
に、陶板や煉瓦内に残存することで不良品となり、これ
ら原料として不適となる問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、塩素を多量
に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理によって得
られるスラグの上記の問題点を解決し、高品質路盤材や
窯業原料として有効利用できるようにして、塩素を多量
に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物のリサイクルを可
能にすることにより、環境問題の解決を通じて社会に貢
献できる技術を提供することを目的とする。
に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理によって得
られるスラグの上記の問題点を解決し、高品質路盤材や
窯業原料として有効利用できるようにして、塩素を多量
に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物のリサイクルを可
能にすることにより、環境問題の解決を通じて社会に貢
献できる技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は以下の発明
により解決される。 本件第１発明は、塩素を2wt%以上
含む、１種または２種以上の廃棄物の混合物を、NaとK
のモル含有量とClのモル含有量の比(Na+K)/Cl を1.0 以
上に調整して溶融することを特徴とする、塩素を含まな
いスラグの製造方法である。
により解決される。 本件第１発明は、塩素を2wt%以上
含む、１種または２種以上の廃棄物の混合物を、NaとK
のモル含有量とClのモル含有量の比(Na+K)/Cl を1.0 以
上に調整して溶融することを特徴とする、塩素を含まな
いスラグの製造方法である。
【０００８】本件第２発明は、NaとK のモル含有量とCl
のモル含有量の比(Na+K)/Cl を1.0以上に調整するため
に、ソーダ灰を添加することを特徴とする、本件第１発
明に記載の塩素を含まないスラグの製造方法である。本
件第３発明は、NaとK のモル含有量とClのモル含有量の
比(Na+K)/Cl を1.0 以上に調整するために、廃ガラスを
添加することを特徴とする、本件第１発明に記載の塩素
を含まないスラグの製造方法である。本件第４発明は、
溶融したスラグを冷却後、再加熱して結晶化することを
特徴とする、本件第１発明ないし本件第３発明の何れか
に記載の塩素を含まないスラグの製造方法である。
のモル含有量の比(Na+K)/Cl を1.0以上に調整するため
に、ソーダ灰を添加することを特徴とする、本件第１発
明に記載の塩素を含まないスラグの製造方法である。本
件第３発明は、NaとK のモル含有量とClのモル含有量の
比(Na+K)/Cl を1.0 以上に調整するために、廃ガラスを
添加することを特徴とする、本件第１発明に記載の塩素
を含まないスラグの製造方法である。本件第４発明は、
溶融したスラグを冷却後、再加熱して結晶化することを
特徴とする、本件第１発明ないし本件第３発明の何れか
に記載の塩素を含まないスラグの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、従来の問題点を解決
するために、塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業
廃棄物の処理によって得られるスラグの塩素含有量とア
ルカリ含有量の量比に着目し、この量比が塩素排出の重
要な因子となることを見出し、本発明に至った。以下、
本発明を詳細に説明する。
するために、塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業
廃棄物の処理によって得られるスラグの塩素含有量とア
ルカリ含有量の量比に着目し、この量比が塩素排出の重
要な因子となることを見出し、本発明に至った。以下、
本発明を詳細に説明する。
【００１０】先ず、塩素を2wt%以上含む、1 種もしくは
2 種以上の廃棄物の混合物を1400℃以上で溶融する。廃
棄物は、都市ごみ焼却主灰、都市ごみ飛灰、産業廃棄物
あるいはこれらの混合体等で構わない。特に重要なこと
は、Naモル含有量とK モル含有量の総和（以降R と表記
する。Na＋K ＝R ）とClのモル含有量の比率である。焼
却飛灰や産業廃棄物に含まれるNaやK の形態は、Na2 O
やNaClあるいは、K 2O やKCl の形で多く存在し、Cl
は、NaCl、KCl 、CaCl2 で存在する。中でも、CaCl
2 は、溶融温度の1400℃での蒸気圧が、8.8563 × 10
-3atm と低く、NaClやKCl のそれと比べると2 桁低く、
CaCl2 を含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物を溶融処理
しても、CaCl2 は排除することができない。しかしなが
ら、例えばNa2O が存在していたならば、CaCl2 +Na 2 O
→2NaCl+CaO の反応により、NaClとして揮発すること
ができる。
2 種以上の廃棄物の混合物を1400℃以上で溶融する。廃
棄物は、都市ごみ焼却主灰、都市ごみ飛灰、産業廃棄物
あるいはこれらの混合体等で構わない。特に重要なこと
は、Naモル含有量とK モル含有量の総和（以降R と表記
する。Na＋K ＝R ）とClのモル含有量の比率である。焼
却飛灰や産業廃棄物に含まれるNaやK の形態は、Na2 O
やNaClあるいは、K 2O やKCl の形で多く存在し、Cl
は、NaCl、KCl 、CaCl2 で存在する。中でも、CaCl
2 は、溶融温度の1400℃での蒸気圧が、8.8563 × 10
-3atm と低く、NaClやKCl のそれと比べると2 桁低く、
CaCl2 を含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物を溶融処理
しても、CaCl2 は排除することができない。しかしなが
ら、例えばNa2O が存在していたならば、CaCl2 +Na 2 O
→2NaCl+CaO の反応により、NaClとして揮発すること
ができる。
【００１１】従って、溶融中のClを蒸気圧の高いNaClや
KCl として揮発させるに十分なR 量があれば、有効利用
に適した、Clを含まないスラグを製造することができ
る。このためには1 種もしくは2 種以上の廃棄物の混合
物中のR 量が十分であるものを用いるか、R 量が十分に
なるように廃棄物の混合の割合を調整すれば良い。理論
的には、R/Clが1 以上であれば、Clはすべて揮発される
こととなるが、現実には、原料の不均一性があるので、
R/Clを1.15以上とすることがClをすべて揮発させるため
には望ましい。R/Clには、上限は存在しないが、Na源を
外部から添加する場合には、廃棄物処理量が増加する問
題や、溶融炉耐火物の腐食の問題、スラグをコンクリー
ト骨材として利用した場合のアルカリ骨材反応の問題が
あり、過剰なNaやK は好ましくない。スラグに残存する
NaとK の総量をNa2 O 、K 2 O 換算で5wt%以下とするこ
とが好ましい。
KCl として揮発させるに十分なR 量があれば、有効利用
に適した、Clを含まないスラグを製造することができ
る。このためには1 種もしくは2 種以上の廃棄物の混合
物中のR 量が十分であるものを用いるか、R 量が十分に
なるように廃棄物の混合の割合を調整すれば良い。理論
的には、R/Clが1 以上であれば、Clはすべて揮発される
こととなるが、現実には、原料の不均一性があるので、
R/Clを1.15以上とすることがClをすべて揮発させるため
には望ましい。R/Clには、上限は存在しないが、Na源を
外部から添加する場合には、廃棄物処理量が増加する問
題や、溶融炉耐火物の腐食の問題、スラグをコンクリー
ト骨材として利用した場合のアルカリ骨材反応の問題が
あり、過剰なNaやK は好ましくない。スラグに残存する
NaとK の総量をNa2 O 、K 2 O 換算で5wt%以下とするこ
とが好ましい。
【００１２】廃棄物に含まれる塩素を2wt%以上と限定し
たのは、2wt%以下の少量の塩素が存在している焼却灰な
どにおいては、R/Clが、常に1.0 以上となっており、溶
融後のスラグ特性になんら問題がないためである。
たのは、2wt%以下の少量の塩素が存在している焼却灰な
どにおいては、R/Clが、常に1.0 以上となっており、溶
融後のスラグ特性になんら問題がないためである。
【００１３】工業的に、前述した反応を積極的に推し進
めるためには、スラグ溶融炉の排気量を増加させる目的
で導入ガス量を増加させることで達成することができる
し、溶融時間を長くして滞留時間を長くすることにより
十分に揮発させることもできる。
めるためには、スラグ溶融炉の排気量を増加させる目的
で導入ガス量を増加させることで達成することができる
し、溶融時間を長くして滞留時間を長くすることにより
十分に揮発させることもできる。
【００１４】廃棄物の混合だけではR/Clを1.0 以上にで
きない場合は、副資材としてR 源を投入する必要があ
る。工業的には、ソーダ灰を用いるのが安価でスラグ総
量の増加も少ないので、酸化雰囲気での溶融では有効な
手段である。ソーダ灰は、NaCO 3 が主成分であり、酸素
分圧によって、平衡する蒸気圧が異なる。酸素が0.2atm
の状態では、1400℃のNa蒸気圧は、約１×10-2程度と低
いので、飛散することなく有効に利用することができ
る。
きない場合は、副資材としてR 源を投入する必要があ
る。工業的には、ソーダ灰を用いるのが安価でスラグ総
量の増加も少ないので、酸化雰囲気での溶融では有効な
手段である。ソーダ灰は、NaCO 3 が主成分であり、酸素
分圧によって、平衡する蒸気圧が異なる。酸素が0.2atm
の状態では、1400℃のNa蒸気圧は、約１×10-2程度と低
いので、飛散することなく有効に利用することができ
る。
【００１５】一方、還元雰囲気の溶融に、ソーダ灰を用
いると、金属Naの蒸気圧が急激に増加して望ましくな
い。例えば、1 ×10-10 の酸素分圧における金属Na蒸気
圧は、3atmであり、添加したNaがCaCl2 と反応する前に
昇華してしまう。従って、還元雰囲気での溶融には、ソ
ーダ灰を利用することができない。
いると、金属Naの蒸気圧が急激に増加して望ましくな
い。例えば、1 ×10-10 の酸素分圧における金属Na蒸気
圧は、3atmであり、添加したNaがCaCl2 と反応する前に
昇華してしまう。従って、還元雰囲気での溶融には、ソ
ーダ灰を利用することができない。
【００１６】還元雰囲気の溶融には、廃ガラスの添加が
最も有効な手段である。廃ガラスは、15wt% 程度のNa2
O を含んでおり、しかも、単独のNa2 O で存在している
のではなく、ガラスに溶解している状態である。このこ
とは、Na2 O の活量を5 桁程度下げることができ、Na蒸
気圧を約5 桁低減させ、還元雰囲気下でのR/Clを高めて
Clを排出する機能に十分に寄与することができる。
最も有効な手段である。廃ガラスは、15wt% 程度のNa2
O を含んでおり、しかも、単独のNa2 O で存在している
のではなく、ガラスに溶解している状態である。このこ
とは、Na2 O の活量を5 桁程度下げることができ、Na蒸
気圧を約5 桁低減させ、還元雰囲気下でのR/Clを高めて
Clを排出する機能に十分に寄与することができる。
【００１７】以上の方法でClを揮発させた溶融後のスラ
グは、水砕化してガラス状スラグを作製することもでき
るし、空冷して塊状スラグにすることもできる。また、
良質な路盤材とするために、徐冷あるいは再加熱によっ
て結晶化スラグを作製することができる。スラグから結
晶を析出させると、結晶には塩素が溶解できないため
に、溶解していた塩素が、ガラスに濃化し、固溶限界以
上になると析出する。スラグ組成にもよるが、CaCl2 や
KCl 、NaClの形で析出する。塩素含有量が多い場合は、
スラグに前述の塩化物が析出しやすくなる。結晶化させ
ても塩化物が確認できない塩素濃度は、約0.5wt%以下で
ある。
グは、水砕化してガラス状スラグを作製することもでき
るし、空冷して塊状スラグにすることもできる。また、
良質な路盤材とするために、徐冷あるいは再加熱によっ
て結晶化スラグを作製することができる。スラグから結
晶を析出させると、結晶には塩素が溶解できないため
に、溶解していた塩素が、ガラスに濃化し、固溶限界以
上になると析出する。スラグ組成にもよるが、CaCl2 や
KCl 、NaClの形で析出する。塩素含有量が多い場合は、
スラグに前述の塩化物が析出しやすくなる。結晶化させ
ても塩化物が確認できない塩素濃度は、約0.5wt%以下で
ある。
【００１８】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１９】［実施例１］A 市から発生した塩素含有量
の少ない都市ごみ焼却灰とB 市から発生した塩素含有量
の多い都市ごみ焼却灰をいろいろな割合で混合した後、
炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元性雰囲気、
（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭素40〜70
vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、1450℃〜
1500℃で溶融した。この時用いたA 市の都市ごみ焼却灰
の組成とB 市の焼却灰の成分を表1 に示す。約20℃/min
の速度で冷却し、非晶質スラグを作製した。表2 に、A
市とB市の焼却灰混合量、R/Cl（Naモル含有量とK モル
含有量の総和とClのモル含有量の比率）、溶融前のＣｌ
総量、溶融スラグの化学組成を示す。塩素含有量の多い
B 市の焼却灰のみで溶融した場合には、溶融スラグに1
0.8% の塩素を含有するのに対し、塩素の少ないA 市焼
却灰を混合溶融することで、スラグ中の塩素を0.4wt%以
下に低減することができることが分かる。スラグ中の塩
素が0.4wt%以下の場合のR/Clは、モル比で1.0 以上であ
り、塩素含有量が0.1wt%以下の場合のR/Clは、1.2 以上
であった。
の少ない都市ごみ焼却灰とB 市から発生した塩素含有量
の多い都市ごみ焼却灰をいろいろな割合で混合した後、
炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元性雰囲気、
（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭素40〜70
vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、1450℃〜
1500℃で溶融した。この時用いたA 市の都市ごみ焼却灰
の組成とB 市の焼却灰の成分を表1 に示す。約20℃/min
の速度で冷却し、非晶質スラグを作製した。表2 に、A
市とB市の焼却灰混合量、R/Cl（Naモル含有量とK モル
含有量の総和とClのモル含有量の比率）、溶融前のＣｌ
総量、溶融スラグの化学組成を示す。塩素含有量の多い
B 市の焼却灰のみで溶融した場合には、溶融スラグに1
0.8% の塩素を含有するのに対し、塩素の少ないA 市焼
却灰を混合溶融することで、スラグ中の塩素を0.4wt%以
下に低減することができることが分かる。スラグ中の塩
素が0.4wt%以下の場合のR/Clは、モル比で1.0 以上であ
り、塩素含有量が0.1wt%以下の場合のR/Clは、1.2 以上
であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】［実施例２］実施例１と同様に、A 市から
発生した塩素含有量の少ない都市ごみ焼却灰とB市から
発生した塩素含有量の多い都市ごみ焼却灰を混合した
後、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元性雰囲気
（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭素40〜70
vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、1450℃〜
1500℃で溶融した。1200℃まで、約2 ℃/minで冷却し、
700 ℃まで約1.2 ℃/minの速度で冷却し、徐冷スラグを
作製した。表3 には、A 市とB 市の焼却灰混合量、R/Cl
（Naモル含有量とK モル含有量の総和とClのモル含有量
の比率）、溶融前のＣｌ総量、徐冷した溶融スラグの化
学組成、徐冷スラグの構成相を示す析出鉱物層相（Ｘ線
回折法により測定）を示した。さらに、徐冷スラグを2m
m 以下まで粉砕し、環境庁告示46号に準拠した方法で溶
出液を作製し溶出液の分析を行い、塩素溶出量を測定し
た結果も表3 に併せて示した。R/Clを1.0 以上に原料配
合した場合には、結晶質でしかも塩素溶出量の少ないス
ラグが得られた。
発生した塩素含有量の少ない都市ごみ焼却灰とB市から
発生した塩素含有量の多い都市ごみ焼却灰を混合した
後、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元性雰囲気
（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭素40〜70
vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、1450℃〜
1500℃で溶融した。1200℃まで、約2 ℃/minで冷却し、
700 ℃まで約1.2 ℃/minの速度で冷却し、徐冷スラグを
作製した。表3 には、A 市とB 市の焼却灰混合量、R/Cl
（Naモル含有量とK モル含有量の総和とClのモル含有量
の比率）、溶融前のＣｌ総量、徐冷した溶融スラグの化
学組成、徐冷スラグの構成相を示す析出鉱物層相（Ｘ線
回折法により測定）を示した。さらに、徐冷スラグを2m
m 以下まで粉砕し、環境庁告示46号に準拠した方法で溶
出液を作製し溶出液の分析を行い、塩素溶出量を測定し
た結果も表3 に併せて示した。R/Clを1.0 以上に原料配
合した場合には、結晶質でしかも塩素溶出量の少ないス
ラグが得られた。
【００２３】
【表３】
【００２４】［実施例３］B 市から発生した塩素含有量
の多い都市ごみ焼却灰と、ソーダ灰を混合した後、外熱
式の電気炉で酸化雰囲気にて、1500℃で溶融した。約20
℃/minの速度で冷却し、非晶質スラグを作製した。表4
に、B 市の焼却灰とソーダ灰混合量、R/Cl（Naモル含有
量とK モル含有量の総和とClのモル含有量の比率）、溶
融前のＣｌ総量、溶融スラグの化学組成を示した。R/Cl
を1.0 以上に配合したスラグでは、塩素含有量を0.4wt%
以下に抑えることができた。
の多い都市ごみ焼却灰と、ソーダ灰を混合した後、外熱
式の電気炉で酸化雰囲気にて、1500℃で溶融した。約20
℃/minの速度で冷却し、非晶質スラグを作製した。表4
に、B 市の焼却灰とソーダ灰混合量、R/Cl（Naモル含有
量とK モル含有量の総和とClのモル含有量の比率）、溶
融前のＣｌ総量、溶融スラグの化学組成を示した。R/Cl
を1.0 以上に配合したスラグでは、塩素含有量を0.4wt%
以下に抑えることができた。
【００２５】
【表４】
【００２６】［実施例４］B 市から発生した塩素含有量
の多い都市ごみ焼却灰と、C 市から発生した廃ガラスを
混合した後、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元
性雰囲気（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭
素40〜70vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、
1450℃〜1500℃で溶融した。この時用いたB 市の都市ご
み焼却灰の組成とC 市の廃ガラスの化学成分を表５に示
す。約20℃/minの速度で冷却し、非晶質スラグを作製し
た。表６には、B 市の焼却灰と廃ガラス混合量、R/Cl
（Naモル含有量とK モル含有量の総和とClのモル含有量
の比率）、溶融前のＣｌ総量、溶融スラグの化学組成を
示した。R/Clが大きくなるに従ってスラグ中の塩素含有
量が低下し、R/Cl が1.0 以上で塩素含有量が0.4wt%以
下であり、R/Cl が1.2以上では、塩素含有量が0.1wt%
以下となった。
の多い都市ごみ焼却灰と、C 市から発生した廃ガラスを
混合した後、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気炉で還元
性雰囲気（水蒸気分圧15〜35% 、残り気体中、一酸化炭
素40〜70vol%、水素10〜30vol%、残り窒素ガス）にて、
1450℃〜1500℃で溶融した。この時用いたB 市の都市ご
み焼却灰の組成とC 市の廃ガラスの化学成分を表５に示
す。約20℃/minの速度で冷却し、非晶質スラグを作製し
た。表６には、B 市の焼却灰と廃ガラス混合量、R/Cl
（Naモル含有量とK モル含有量の総和とClのモル含有量
の比率）、溶融前のＣｌ総量、溶融スラグの化学組成を
示した。R/Clが大きくなるに従ってスラグ中の塩素含有
量が低下し、R/Cl が1.0 以上で塩素含有量が0.4wt%以
下であり、R/Cl が1.2以上では、塩素含有量が0.1wt%
以下となった。
【００２７】
【表５】
【００２８】
【表６】
【００２９】［実施例５］実施例4 で作製した、Ｂ市の
焼却灰80wt% にＣ市の廃ガラス20wt% 添加して塩素含有
量が4.0wt%である非晶質スラグと、Ｂ市の焼却灰に66wt
% にＣ市の廃ガラスを34wt% 添加して0.3wt%の塩素を含
む非晶質スラグを、速度10℃/minで1000℃まで大気雰囲
気下で昇温し、1000℃で１時間保持した。これらのスラ
グをX 線回折で測定すると、アノ−サイトとゲ−レナイ
トの2 種の結晶が認められ、廃ガラス20wt% 添加品では
スラグの約70vol%、廃ガラス34wt% 添加品では約65vol%
が結晶質となっていた。この結晶化スラグを2mm 以下に
粉砕し、環境庁告示46号に準拠した方法で溶出試験を行
い、溶出液の塩素含有量を調べた。この結果、廃ガラス
20wt% 添加品では、塩素が75mg/l溶出するのに対し、34
wt% 添加品では、1mg/l の検出限界以下の値となった。
焼却灰80wt% にＣ市の廃ガラス20wt% 添加して塩素含有
量が4.0wt%である非晶質スラグと、Ｂ市の焼却灰に66wt
% にＣ市の廃ガラスを34wt% 添加して0.3wt%の塩素を含
む非晶質スラグを、速度10℃/minで1000℃まで大気雰囲
気下で昇温し、1000℃で１時間保持した。これらのスラ
グをX 線回折で測定すると、アノ−サイトとゲ−レナイ
トの2 種の結晶が認められ、廃ガラス20wt% 添加品では
スラグの約70vol%、廃ガラス34wt% 添加品では約65vol%
が結晶質となっていた。この結晶化スラグを2mm 以下に
粉砕し、環境庁告示46号に準拠した方法で溶出試験を行
い、溶出液の塩素含有量を調べた。この結果、廃ガラス
20wt% 添加品では、塩素が75mg/l溶出するのに対し、34
wt% 添加品では、1mg/l の検出限界以下の値となった。
【００３０】
【発明の効果】本発明のスラグの製造方法を用いると、
塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理
によって得られるスラグを、塩素を含まないスラグとし
て製造できるので、窯業原料や高品質路盤材としての有
効利用が可能となり、リサイクルを図ることにより環境
問題の解決を通じて社会に貢献できる。
塩素を多量に含む都市ごみ焼却飛灰や産業廃棄物の処理
によって得られるスラグを、塩素を含まないスラグとし
て製造できるので、窯業原料や高品質路盤材としての有
効利用が可能となり、リサイクルを図ることにより環境
問題の解決を通じて社会に貢献できる。
フロントページの続き (72)発明者 中原 啓介 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA18 AA46 BA02 CA04 CA29 CA32 CA37 CA50 CB13 CB31 CC11 CC12 DA02 DA03 DA06 DA10 4G012 JL03 JM04
Claims (4)
- 【請求項１】 塩素を2wt%以上含む、１種または２種以
上の廃棄物の混合物を、NaとK のモル含有量とClのモル
含有量の比(Na+K)/Cl を1.0 以上に調整して溶融するこ
とを特徴とする、塩素を含まないスラグの製造方法。 - 【請求項２】 NaとK のモル含有量とClのモル含有量の
比(Na+K)/Cl を1.0以上に調整するために、ソーダ灰を
添加することを特徴とする、請求項１に記載の塩素を含
まないスラグの製造方法。 - 【請求項３】 NaとK のモル含有量とClのモル含有量の
比(Na+K)/Cl を1.0以上に調整するために、廃ガラスを
添加することを特徴とする、請求項１に記載の塩素を含
まないスラグの製造方法。 - 【請求項４】 溶融したスラグを冷却後、再加熱して結
晶化することを特徴とする、請求項１ないし請求項３の
何れか１つに記載の塩素を含まないスラグの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24925699A JP2001072450A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 塩素を含まないスラグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24925699A JP2001072450A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 塩素を含まないスラグの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001072450A true JP2001072450A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17190264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24925699A Pending JP2001072450A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 塩素を含まないスラグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001072450A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115159554A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 江苏天楹等离子体科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收***及其方法 |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24925699A patent/JP2001072450A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115159554A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 江苏天楹等离子体科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收***及其方法 |
| CN115159554B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-10-27 | 江苏天楹等离子体科技有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰资源化与钙盐回收***及其方法 |
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