JP2001287976A - 人工骨材およびその製造方法 - Google Patents
人工骨材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロムの溶出に経時変化のない人工骨材の製
造方法を提供する。 【解決手段】 飛灰に粘結材と組成調合材と、還元剤と
して石炭またはコークスを加えて成形した成形体を、焼
成した骨材において、骨材中の炭素品位を０．２〜０．
５％とし、かつｐＨを５〜８としている。
造方法を提供する。 【解決手段】 飛灰に粘結材と組成調合材と、還元剤と
して石炭またはコークスを加えて成形した成形体を、焼
成した骨材において、骨材中の炭素品位を０．２〜０．
５％とし、かつｐＨを５〜８としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】都市ごみの焼却時に排ガスに
随伴され、回収される焼却飛灰（以後、単に飛灰と記
す）の資源化に関し、飛灰から無害な建築、土木用骨材
を製造する方法に関するものである。
随伴され、回収される焼却飛灰（以後、単に飛灰と記
す）の資源化に関し、飛灰から無害な建築、土木用骨材
を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】我が国では滅容化と衛生上の観点から、
可燃ごみについては積極的に焼却処理されている。そし
て、発生した焼却灰や焼却飛灰（以後、単に飛灰と記
す）のほとんどを埋め立て処分している。しかしながら
焼却灰や飛灰、特に飛灰には多量の有害金属が含まれて
おり、埋め立てた飛灰から溶出する鉛による環境汚染が
大きな社会問題となっている。
可燃ごみについては積極的に焼却処理されている。そし
て、発生した焼却灰や焼却飛灰（以後、単に飛灰と記
す）のほとんどを埋め立て処分している。しかしながら
焼却灰や飛灰、特に飛灰には多量の有害金属が含まれて
おり、埋め立てた飛灰から溶出する鉛による環境汚染が
大きな社会問題となっている。
【０００３】この問題を解消すべく種々の技術が提案さ
れ、一部実用化されている。例えば、セメント固化法、
薬剤処理法や溶融固化法等である。セメント固化法と薬
剤処理法は、鉛等の有害金属を物理的または化学的に固
定し、不溶化するもので、処理コストは低いが、酸性雨
等による長期信頼性に問題を残している。
れ、一部実用化されている。例えば、セメント固化法、
薬剤処理法や溶融固化法等である。セメント固化法と薬
剤処理法は、鉛等の有害金属を物理的または化学的に固
定し、不溶化するもので、処理コストは低いが、酸性雨
等による長期信頼性に問題を残している。
【０００４】また、溶融固化法は、飛灰を１３００℃以
上で溶融し、ガラス質のスラグとするものである。この
方法は、溶融時に鉛等有害金属の多くを揮発除去でき、
また残留した有害金属も、スラグ中のシリカの網目構造
中に包み込んで固定化できるため、これを埋め立て処分
しても長期信頼性が高く、すぐれた飛灰処理技術であ
る。しかし、高温処理であるがゆえに設備費用および処
理コストが割高になるという問題がある。
上で溶融し、ガラス質のスラグとするものである。この
方法は、溶融時に鉛等有害金属の多くを揮発除去でき、
また残留した有害金属も、スラグ中のシリカの網目構造
中に包み込んで固定化できるため、これを埋め立て処分
しても長期信頼性が高く、すぐれた飛灰処理技術であ
る。しかし、高温処理であるがゆえに設備費用および処
理コストが割高になるという問題がある。
【０００５】そのような中、溶融固化法と同等の長期信
頼性を有し、かつ溶融固化法より低コストな飛灰の無害
化処理技術として焼成法が提案されている。
頼性を有し、かつ溶融固化法より低コストな飛灰の無害
化処理技術として焼成法が提案されている。
【０００６】焼成法は、飛灰に粘結材、組成調合材、還
元剤を混合した後、細かく粉砕し、次いで得られた粉砕
物に水を加えて成形し成形体を得、乾燥後、ロータリー
キルンで焼成し、人工骨材（以後、単に骨材と記す）と
するもので、溶融固化法と同様、焼成時に鉛等有害金属
の多くを揮発除去でき、かつ、飛灰を再資源化すること
で、廃棄物の減容化ができるという特徴を有している。
元剤を混合した後、細かく粉砕し、次いで得られた粉砕
物に水を加えて成形し成形体を得、乾燥後、ロータリー
キルンで焼成し、人工骨材（以後、単に骨材と記す）と
するもので、溶融固化法と同様、焼成時に鉛等有害金属
の多くを揮発除去でき、かつ、飛灰を再資源化すること
で、廃棄物の減容化ができるという特徴を有している。
【０００７】ところで、一般的に飛灰中には０．０３〜
０．０４％のクロムが含有されているが、クロム化合物
は蒸気圧が低いため揮発分離が難しく、焼成法により得
られる骨材への残留は避けられない。骨材中のクロムが
三価であれば、クロム溶出の懸念は無くなるが、六価で
あれば溶出が避けられない。
０．０４％のクロムが含有されているが、クロム化合物
は蒸気圧が低いため揮発分離が難しく、焼成法により得
られる骨材への残留は避けられない。骨材中のクロムが
三価であれば、クロム溶出の懸念は無くなるが、六価で
あれば溶出が避けられない。
【０００８】そこで、骨材中のクロムを三価とするため
に、骨材中に炭素を一定量以上残留させることにより、
焼成物中のクロムを三価に保持し、クロムの溶出を防止
する方法が提案されている（特開平１１−１３０４９２
号参照）。
に、骨材中に炭素を一定量以上残留させることにより、
焼成物中のクロムを三価に保持し、クロムの溶出を防止
する方法が提案されている（特開平１１−１３０４９２
号参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法により焼成した骨材を長期にわたり放置し、その経時
変化を調査したところ、焼成直後にはクロム溶出濃度が
土壌環境基準値である０．０５ｍｇ／Ｌ以下であったに
も関わらず、５ヶ月経過後に０．０５ｍｇ／Ｌを超えて
いる骨材が見つかった。
法により焼成した骨材を長期にわたり放置し、その経時
変化を調査したところ、焼成直後にはクロム溶出濃度が
土壌環境基準値である０．０５ｍｇ／Ｌ以下であったに
も関わらず、５ヶ月経過後に０．０５ｍｇ／Ｌを超えて
いる骨材が見つかった。
【００１０】そこで、本発明の課題は溶出クロム量が少
なく、かつ経時変化しない人工骨材の製造方法を提供す
ることにある。
なく、かつ経時変化しない人工骨材の製造方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、飛灰を骨
材に焼成する際の条件を変え、焼成条件と溶出クロム量
の関係について検討したところ、骨材のｐＨと溶出クロ
ム量との間に一定の関係があること見出し、本発明に至
った。
材に焼成する際の条件を変え、焼成条件と溶出クロム量
の関係について検討したところ、骨材のｐＨと溶出クロ
ム量との間に一定の関係があること見出し、本発明に至
った。
【００１２】すなわち、上記課題を解決するため、本発
明では、飛灰に粘結材と組成調合材と、還元剤として石
炭またはコークスを加えて成形した成形体を、焼成した
骨材において、骨材中の炭素品位を０．２〜０．５％と
し、かつｐＨを５〜８としている。
明では、飛灰に粘結材と組成調合材と、還元剤として石
炭またはコークスを加えて成形した成形体を、焼成した
骨材において、骨材中の炭素品位を０．２〜０．５％と
し、かつｐＨを５〜８としている。
【００１３】また、本発明の骨材の製造方法では、飛灰
に粘結材と組成調合材と、還元剤として石炭またはコー
クスを加え、得られた混合物を平均粒径が１５μｍ以下
となるように粉砕し、得られた粉砕物に水を加えて成形
して成形体を得、該成形体を焼成して骨材を得る方法に
おいて、６００℃以上、１０００℃未満の焼成温度で５
０〜７０分間焼成し、次いで１０００℃以上、１１００
℃以下の焼成温度で４０〜６０分間焼成している。
に粘結材と組成調合材と、還元剤として石炭またはコー
クスを加え、得られた混合物を平均粒径が１５μｍ以下
となるように粉砕し、得られた粉砕物に水を加えて成形
して成形体を得、該成形体を焼成して骨材を得る方法に
おいて、６００℃以上、１０００℃未満の焼成温度で５
０〜７０分間焼成し、次いで１０００℃以上、１１００
℃以下の焼成温度で４０〜６０分間焼成している。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の骨材において、ｐＨを５
〜８としたのは次の理由による。
〜８としたのは次の理由による。
【００１５】図１は、骨材のｐＨと焼成後、５ヶ月経過
したときにおけるクロムの溶出濃度の関係を求めた図で
あるが、ｐＨを８以下とすることにより、５ヶ月経過後
においてもクロム溶出量が抑制されている。ｐＨ８以下
では、骨材中のＣａＯやアルカリ酸化物が酸素供与体と
なってクロムが六価に酸化されるのが抑制され、その結
果、クロムが溶出しなくなっているものと推測してい
る。
したときにおけるクロムの溶出濃度の関係を求めた図で
あるが、ｐＨを８以下とすることにより、５ヶ月経過後
においてもクロム溶出量が抑制されている。ｐＨ８以下
では、骨材中のＣａＯやアルカリ酸化物が酸素供与体と
なってクロムが六価に酸化されるのが抑制され、その結
果、クロムが溶出しなくなっているものと推測してい
る。
【００１６】また、ｐＨを５以上としたのは、ｐＨが５
より小さい骨材には鉛やカドミウムが残留しており、こ
のような骨材からは鉛やカドミウムが溶出するからであ
る。
より小さい骨材には鉛やカドミウムが残留しており、こ
のような骨材からは鉛やカドミウムが溶出するからであ
る。
【００１７】なお、骨材中の炭素品位を０．２〜０．５
％としたのは、０．２％を下回っていると焼成中に六価
のクロムが生成し、焼成直後にこの六価のクロムが溶出
するからであり、０．５％を超えると焼成時に成形体が
炉内に固着し操業不能となる確率が高まるからである。
％としたのは、０．２％を下回っていると焼成中に六価
のクロムが生成し、焼成直後にこの六価のクロムが溶出
するからであり、０．５％を超えると焼成時に成形体が
炉内に固着し操業不能となる確率が高まるからである。
【００１８】次に、本発明においては、飛灰に粘結材と
組成調合材とを混合し、還元剤として石炭またはコーク
スを加え、得られた混合物を平均粒径が１５μｍ以下と
なるように粉砕し、得られた粉砕物に水加えて成形した
成形体を、６００℃以上、１０００℃未満の焼成温度で
５０〜７０分間焼成し、次いで１０００℃以上、１１０
０℃以下の焼成温度で４０〜６０分間焼成しているが、
それは以下の理由による。
組成調合材とを混合し、還元剤として石炭またはコーク
スを加え、得られた混合物を平均粒径が１５μｍ以下と
なるように粉砕し、得られた粉砕物に水加えて成形した
成形体を、６００℃以上、１０００℃未満の焼成温度で
５０〜７０分間焼成し、次いで１０００℃以上、１１０
０℃以下の焼成温度で４０〜６０分間焼成しているが、
それは以下の理由による。
【００１９】６００℃以上、１０００℃未満の温度域で
の焼成時間を５０〜７０分間とするのは、この後に１０
００℃以上、１１００℃以下の焼成温度で焼成するにし
ても、５０分より短い焼成時間では鉛、亜鉛、カドミウ
ムといった重金属の揮発分離が不十分となり、骨材から
上記重金属が溶出してくるからである。また、７０分よ
り長いと骨材中の残留炭素品位が０．２％以下となり、
クロムが溶出してしまうからである。
の焼成時間を５０〜７０分間とするのは、この後に１０
００℃以上、１１００℃以下の焼成温度で焼成するにし
ても、５０分より短い焼成時間では鉛、亜鉛、カドミウ
ムといった重金属の揮発分離が不十分となり、骨材から
上記重金属が溶出してくるからである。また、７０分よ
り長いと骨材中の残留炭素品位が０．２％以下となり、
クロムが溶出してしまうからである。
【００２０】１０００℃以上、１１００℃以下の温度域
で４０〜６０分焼成するのは、この温度域での焼成時間
が４０分より短いと、骨材の強度が充分に高くならない
からであり、６０分より長いと骨材のｐＨが８を超えて
しまうからである。
で４０〜６０分焼成するのは、この温度域での焼成時間
が４０分より短いと、骨材の強度が充分に高くならない
からであり、６０分より長いと骨材のｐＨが８を超えて
しまうからである。
【００２１】
【実施例】飛灰にベントナイト（粘結材）と珪砂（組成
調合材）とコークス（還元剤）とを加え、得られた混合
物を平均粒径が１５μｍ以下となるように粉砕し、得ら
れた粉砕物に水加えて直径１０ｍｍの円柱状ペレットに
成形した。表１に得られた成形体の組成を示す。
調合材）とコークス（還元剤）とを加え、得られた混合
物を平均粒径が１５μｍ以下となるように粉砕し、得ら
れた粉砕物に水加えて直径１０ｍｍの円柱状ペレットに
成形した。表１に得られた成形体の組成を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】次に上記組成の成形体を、乾燥後、ロータ
リーキルンに投入し、焼成した。キルンの回転数等を調
整し、６００℃以上、１０００℃未満の温度域で５５分
間、１０００℃以上、１１００℃以下の温度域で５８分
間焼成したところ、焼成後の骨材のｐＨは５．８で、炭
素品位は０．３％であった。
リーキルンに投入し、焼成した。キルンの回転数等を調
整し、６００℃以上、１０００℃未満の温度域で５５分
間、１０００℃以上、１１００℃以下の温度域で５８分
間焼成したところ、焼成後の骨材のｐＨは５．８で、炭
素品位は０．３％であった。
【００２４】同様に、６００℃以上、１０００℃未満の
温度域で７０分間、１０００℃以上、１１００℃以下の
温度域で６５分間焼成したところ、焼成後の骨材のｐＨ
は９．１で、炭素品位は０．２％であった。
温度域で７０分間、１０００℃以上、１１００℃以下の
温度域で６５分間焼成したところ、焼成後の骨材のｐＨ
は９．１で、炭素品位は０．２％であった。
【００２５】ｐＨが５．８であった骨材は、焼成直後
も、５ヶ月経過後においてもクロム溶出濃度は０．０１
ｍｇ／Ｌであった。一方、ｐＨが９．１の骨材は、焼成
直後こそ、クロム溶出濃度は０．０１ｍｇ／Ｌであった
が、５ヶ月経過後には土壌環境基準値を超える０．１ｍ
ｇ／Ｌであった。
も、５ヶ月経過後においてもクロム溶出濃度は０．０１
ｍｇ／Ｌであった。一方、ｐＨが９．１の骨材は、焼成
直後こそ、クロム溶出濃度は０．０１ｍｇ／Ｌであった
が、５ヶ月経過後には土壌環境基準値を超える０．１ｍ
ｇ／Ｌであった。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明を用いることによ
り、焼成直後は勿論、数ヶ月経過後においてもクロムの
溶出を防止できる経時変化のない骨材を得ることができ
る。
り、焼成直後は勿論、数ヶ月経過後においてもクロムの
溶出を防止できる経時変化のない骨材を得ることができ
る。
【図１】骨材のｐＨと焼成後５ヶ月経過したときにおけ
るクロムの溶出濃度の関係を示す図である。
るクロムの溶出濃度の関係を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 友田 勝博 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友金属 鉱山株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA37 AB03 BA02 CA04 CA14 CA30 CA37 CB09 CB34 CC11 DA03 DA06 DA10 DA20
Claims (2)
- 【請求項１】 焼却飛灰に粘結材と組成調合材と、還元
剤として石炭またはコークスを加えて成形した成形体を
焼成した人工骨材において、人工骨材中の炭素品位が
０．２〜０．５％で、かつｐＨが５〜８であることを特
徴とする人工骨材。 - 【請求項２】 焼却飛灰に粘結材と組成調合材と、還元
剤として石炭またはコークスを加え、得られた混合物を
平均粒径が１５μｍ以下となるように粉砕し、得られた
粉砕物に水を加えて成形して成形体を得、該成形体を焼
成して人工骨材を得る方法において、６００℃以上、１
０００℃未満の焼成温度で５０〜７０分間焼成し、次い
で１０００℃以上、１１００℃以下の焼成温度で４０〜
６０分間焼成することを特徴とする人工骨材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000105411A JP2001287976A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 人工骨材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000105411A JP2001287976A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 人工骨材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287976A true JP2001287976A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18618774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000105411A Pending JP2001287976A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 人工骨材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001287976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005320218A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Taiheiyo Cement Corp | セメント原料の製造方法 |
| JP2008239428A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Taiheiyo Cement Corp | 焼成物 |
| WO2010032307A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 三菱電機株式会社 | エレベーターシステム |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000105411A patent/JP2001287976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005320218A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Taiheiyo Cement Corp | セメント原料の製造方法 |
| JP2008239428A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Taiheiyo Cement Corp | 焼成物 |
| WO2010032307A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 三菱電機株式会社 | エレベーターシステム |
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