JP3368166B2 - 中空粒子の製造方法 - Google Patents
中空粒子の製造方法Info
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- 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
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミ焼却灰、
下水汚泥の焼却灰、石炭灰、転炉滓などの廃棄物を主体
とする原料を用いて軽量建材やフイルター材料などに用
いられる中空粒子を製造する方法に関する。
下水汚泥の焼却灰、石炭灰、転炉滓などの廃棄物を主体
とする原料を用いて軽量建材やフイルター材料などに用
いられる中空粒子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量建材などに用いられる中空粒子の代
表的な原料として九州を産地とする天然シラスがある。
この天然シラスはＨ2 Ｏを主体とした火山性ガスを内蔵
した非晶質体であり、シラスを加熱すると、溶解してい
たＨ2 Ｏが発泡源となって中空粒子が製造されている。
この天然シラスでは、風化作用を受け、表層で高粘性、
内部で低粘性が達成されることによって球形に近い発泡
体を得ている。
表的な原料として九州を産地とする天然シラスがある。
この天然シラスはＨ2 Ｏを主体とした火山性ガスを内蔵
した非晶質体であり、シラスを加熱すると、溶解してい
たＨ2 Ｏが発泡源となって中空粒子が製造されている。
この天然シラスでは、風化作用を受け、表層で高粘性、
内部で低粘性が達成されることによって球形に近い発泡
体を得ている。
【０００３】他方、先に提案した特願平７−２７５４５
２号では、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎを最低０．８ｗｔ％
含むスラグを溶解する際、前述の陽イオンを低原子価数
状態にせしめて、粉砕後に酸化雰囲気で再加熱すること
によって、陽イオンを高価数にせしめ結晶核の作用をさ
せて、表層に高結晶化された殻状物質を形成させて中空
粒子を得ている。
２号では、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎを最低０．８ｗｔ％
含むスラグを溶解する際、前述の陽イオンを低原子価数
状態にせしめて、粉砕後に酸化雰囲気で再加熱すること
によって、陽イオンを高価数にせしめ結晶核の作用をさ
せて、表層に高結晶化された殻状物質を形成させて中空
粒子を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】先に提案した特願平７
−２７５４５２号で見い出された陽イオンの限定は、結
晶化作用即ち殻形成に関する内容であり、スラグ組成に
ついて十分なものではない。即ち、特願平７−２７５４
５２号では、還元雰囲気では、各種ガス、特にＨ2 やＨ
2 Ｏが多量に溶解するとしているが、本来、スラグ組成
によって、溶解するガス量が異なってくるのは当然のこ
とであり、各種組成のばらつきを有する廃棄物を出発物
質とした場合には、スラグ全体の組成をどのように選択
すれぱよいかの指針は皆無であった。
−２７５４５２号で見い出された陽イオンの限定は、結
晶化作用即ち殻形成に関する内容であり、スラグ組成に
ついて十分なものではない。即ち、特願平７−２７５４
５２号では、還元雰囲気では、各種ガス、特にＨ2 やＨ
2 Ｏが多量に溶解するとしているが、本来、スラグ組成
によって、溶解するガス量が異なってくるのは当然のこ
とであり、各種組成のばらつきを有する廃棄物を出発物
質とした場合には、スラグ全体の組成をどのように選択
すれぱよいかの指針は皆無であった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、溶解ガスを多く
含有することができ、しかも酸化雰囲気下で加熱した際
に殻を形成することをできる組成について提供すること
である。
含有することができ、しかも酸化雰囲気下で加熱した際
に殻を形成することをできる組成について提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、廃
棄物を主体とする原料を非酸化性雰囲気下で溶融せしめ
溶融体とする溶融工程と、前記溶融体を冷却してＦｅを
２．３重量％以上８．０重量％以下含有した非晶質体と
する冷却工程と、前記非晶質体を粉砕して好ましくは粒
度０．２〜３ｍｍ粒状体とする粉砕工程と、前記非晶質
体を酸化雰囲気下で加熱し、雰囲気ガスと非晶質体を反
応せしめて殻状物質を形成させるとともにガスを放出さ
せて発泡処理する工程とを備えて、好ましくは０．３〜
５ｍｍの中空粒子を製造する方法である。また、非晶質
体のＣａＯ／ＳｉＯ2 の重量比が０．２以上０．５３以
下の組成を有するものである。
棄物を主体とする原料を非酸化性雰囲気下で溶融せしめ
溶融体とする溶融工程と、前記溶融体を冷却してＦｅを
２．３重量％以上８．０重量％以下含有した非晶質体と
する冷却工程と、前記非晶質体を粉砕して好ましくは粒
度０．２〜３ｍｍ粒状体とする粉砕工程と、前記非晶質
体を酸化雰囲気下で加熱し、雰囲気ガスと非晶質体を反
応せしめて殻状物質を形成させるとともにガスを放出さ
せて発泡処理する工程とを備えて、好ましくは０．３〜
５ｍｍの中空粒子を製造する方法である。また、非晶質
体のＣａＯ／ＳｉＯ2 の重量比が０．２以上０．５３以
下の組成を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明で基本となるスラグ要件について述べる。
スラグには、３つの基本要件を満足しなくてはならな
い。即ち、第一に、スラグは工業的に安易な方法で製造
するために、低温で溶解できうる組成であること、第二
に、溶解スラグにガス成分が溶解し、冷却時に非晶質と
なること、第三に、再加熱時に結晶化してスラグからガ
スを放出し、殻を形成して表層に高粘性、内部に低粘性
の状態を作ることが基本の要件である。
先ず、本発明で基本となるスラグ要件について述べる。
スラグには、３つの基本要件を満足しなくてはならな
い。即ち、第一に、スラグは工業的に安易な方法で製造
するために、低温で溶解できうる組成であること、第二
に、溶解スラグにガス成分が溶解し、冷却時に非晶質と
なること、第三に、再加熱時に結晶化してスラグからガ
スを放出し、殻を形成して表層に高粘性、内部に低粘性
の状態を作ることが基本の要件である。
【０００８】本発明では、第一及び第二の要件を満たす
ために、非晶質体のＣａＯ／ＳｉＯ2 の重量比を０．２
〜０．５３とするのが実用的である。先ず、第一に、工
業的に安易な方法、即ち、１５００℃以下、好ましく
は、１３５０℃以下の低温で、均一な融液が形成されな
くてはならない。Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の量にもよる
が、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 が０．２から０．５の範囲で
あれば、ＣａＯ／ＳｉＯ2 を０．２以上にする必要があ
る。都市ゴミ焼却灰も石炭灰もＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 が
０．２〜０．５の範囲に入り、第一の工業的溶解の観点
からＣａＯ／ＳｉＯ2 を０．２以上を必要とする。
ために、非晶質体のＣａＯ／ＳｉＯ2 の重量比を０．２
〜０．５３とするのが実用的である。先ず、第一に、工
業的に安易な方法、即ち、１５００℃以下、好ましく
は、１３５０℃以下の低温で、均一な融液が形成されな
くてはならない。Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の量にもよる
が、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 が０．２から０．５の範囲で
あれば、ＣａＯ／ＳｉＯ2 を０．２以上にする必要があ
る。都市ゴミ焼却灰も石炭灰もＡｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 が
０．２〜０．５の範囲に入り、第一の工業的溶解の観点
からＣａＯ／ＳｉＯ2 を０．２以上を必要とする。
【０００９】第二の要件は、還元雰囲気などの非酸化性
雰囲気でガスを多量に溶解したスラグをスラグ内に閉じ
込めた状態とすることが必要であり、具体的には冷却し
て非晶質スラグにする点である。各種スラグについて検
討した結果、冷却時に生成する主たる結晶相は、Gehlen
ite 相（２ＣａＯＳｉＯ2 Ａｌ2 Ｏ3 ）であり、結晶化
温度は、７００℃〜１０００℃である。このGehlenite
相が生成しないようなスラグ組成とすることが第二の要
件である。これは、発泡原理と密接に関係するので、先
ず、発泡原理について触れておく。
雰囲気でガスを多量に溶解したスラグをスラグ内に閉じ
込めた状態とすることが必要であり、具体的には冷却し
て非晶質スラグにする点である。各種スラグについて検
討した結果、冷却時に生成する主たる結晶相は、Gehlen
ite 相（２ＣａＯＳｉＯ2 Ａｌ2 Ｏ3 ）であり、結晶化
温度は、７００℃〜１０００℃である。このGehlenite
相が生成しないようなスラグ組成とすることが第二の要
件である。これは、発泡原理と密接に関係するので、先
ず、発泡原理について触れておく。
【００１０】非晶質には、構造的に原子間にガス分子が
入り込める隙間が多く存在するが、結晶には、構造が密
でガス分子が入り込みことはできない。ガス分子が溶け
込んだ非晶質を結晶化させると、溶解していたガスは、
結晶化の進行とともに結晶化していない残部の非晶質相
に移動し、非晶質相のガス飽和溶解度を越えた時点で、
泡としてガラスから系外に放出される。一方、非晶質体
のガス溶解度は、一般的に還元雰囲気の方が酸化雰囲気
より大きく、前述したガス放出を一層効果的に進めるた
めには、非晶質体にガスを溶解させる時は還元雰囲気、
結晶化させる時は酸化雰囲気とすることが必要である。
入り込める隙間が多く存在するが、結晶には、構造が密
でガス分子が入り込みことはできない。ガス分子が溶け
込んだ非晶質を結晶化させると、溶解していたガスは、
結晶化の進行とともに結晶化していない残部の非晶質相
に移動し、非晶質相のガス飽和溶解度を越えた時点で、
泡としてガラスから系外に放出される。一方、非晶質体
のガス溶解度は、一般的に還元雰囲気の方が酸化雰囲気
より大きく、前述したガス放出を一層効果的に進めるた
めには、非晶質体にガスを溶解させる時は還元雰囲気、
結晶化させる時は酸化雰囲気とすることが必要である。
【００１１】即ち、冷却過程においてスラグが結晶化す
ることは、冷却時に溶融体に溶け込んだガス成分を失わ
せる結果となり、酸化雰囲気で再加熱しても発泡しない
ことになってしまう。従って、溶融体を冷却して非晶質
体とする冷却工程が重要となる。
ることは、冷却時に溶融体に溶け込んだガス成分を失わ
せる結果となり、酸化雰囲気で再加熱しても発泡しない
ことになってしまう。従って、溶融体を冷却して非晶質
体とする冷却工程が重要となる。
【００１２】溶融体を冷却した場合に、冷却速度が高け
れば非晶質体が得られ、低ければ結晶質になりやすいの
が一般的である。従って、非晶質体が得られる組成範囲
を限定するためには、冷却速度を決定しなければ意味の
無いこととなってしまう。工業的に溶融スラグを冷却す
る方法は、溶融スラグを耐熱製のパンに受け、そのまま
冷却する方法である。そこで、発明者らは、現実的な冷
却速度を見積るために、ＳｉＯ2 が４５重量％、Ａｌ2
Ｏ3 が１８重量％、ＣａＯが２１重量％であるスラグを
１４５０℃で溶解させて、大きさ８００×１２００ｍｍ
の水冷の鉄製パンに厚さ３００ｍｍ流し込み、表面から
約１００ｍｍの時点でのスラグの冷却速度を測定した。
この結果、１１００℃から９００℃までが１３℃／ｍｉ
ｎの冷却速度で、９００℃から７００℃は、８℃／ｍｉ
ｎであった。前述した冷却速度で非晶質体を得ることが
できるスラグの組成範囲が、第二のスラグ要件である。
この冷却条件では、ＣａＯ／ＳｉＯ2 が０．５３を超え
ると冷却中にGehlenite 相が生成されてしまい、スラグ
が結晶化してしまう。
れば非晶質体が得られ、低ければ結晶質になりやすいの
が一般的である。従って、非晶質体が得られる組成範囲
を限定するためには、冷却速度を決定しなければ意味の
無いこととなってしまう。工業的に溶融スラグを冷却す
る方法は、溶融スラグを耐熱製のパンに受け、そのまま
冷却する方法である。そこで、発明者らは、現実的な冷
却速度を見積るために、ＳｉＯ2 が４５重量％、Ａｌ2
Ｏ3 が１８重量％、ＣａＯが２１重量％であるスラグを
１４５０℃で溶解させて、大きさ８００×１２００ｍｍ
の水冷の鉄製パンに厚さ３００ｍｍ流し込み、表面から
約１００ｍｍの時点でのスラグの冷却速度を測定した。
この結果、１１００℃から９００℃までが１３℃／ｍｉ
ｎの冷却速度で、９００℃から７００℃は、８℃／ｍｉ
ｎであった。前述した冷却速度で非晶質体を得ることが
できるスラグの組成範囲が、第二のスラグ要件である。
この冷却条件では、ＣａＯ／ＳｉＯ2 が０．５３を超え
ると冷却中にGehlenite 相が生成されてしまい、スラグ
が結晶化してしまう。
【００１３】工業的には、溶融したスラグをスラグ畑で
放冷する場合がある。この場合、前述の場合に比べてか
なり徐冷することとなり、非晶質に対して不利となる。
この状態を模擬的に再現するために、断熱ボックス内で
スラグを冷却させた実験を行い、１１００℃〜９００℃
が、４℃／ｍｉｎで９００℃〜７００℃が２℃／ｍｉｎ
の冷却速度を実現させた。この徐冷スラグでも、ＣａＯ
／ＳｉＯ2 が０．４７以下においては良好な非晶質体が
得られた。即ち、安価に冷却できうる速度であって非晶
質が安定的に得られるＣａＯ／ＳｉＯ2 の値は、０．４
７以下である。
放冷する場合がある。この場合、前述の場合に比べてか
なり徐冷することとなり、非晶質に対して不利となる。
この状態を模擬的に再現するために、断熱ボックス内で
スラグを冷却させた実験を行い、１１００℃〜９００℃
が、４℃／ｍｉｎで９００℃〜７００℃が２℃／ｍｉｎ
の冷却速度を実現させた。この徐冷スラグでも、ＣａＯ
／ＳｉＯ2 が０．４７以下においては良好な非晶質体が
得られた。即ち、安価に冷却できうる速度であって非晶
質が安定的に得られるＣａＯ／ＳｉＯ2 の値は、０．４
７以下である。
【００１４】このように、非晶質体が安定的に得られる
ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値は、冷却速度によって変動する
が、実用的には０．５３以下である。勿論、冷却速度を
高めても何ら問題はない。
ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値は、冷却速度によって変動する
が、実用的には０．５３以下である。勿論、冷却速度を
高めても何ら問題はない。
【００１５】次に、前述の第三の要件、すなわち非晶質
体からガスが放出されて軽石状の粒子になってしまうの
を回避し、発泡ガスによって中空粒子を作製するために
は、ガスを担持できうる殻状物質を形成する必要があ
る。すなわち、結晶化に伴い、表層に高結晶化した高粘
性層、内部に低粘性層を有することが中空粒子を作製す
るうえに重要である。このために、本発明では、ＦｅＯ
換算でＦｅを２．３ｗｔ％〜８ｗｔ％とする。
体からガスが放出されて軽石状の粒子になってしまうの
を回避し、発泡ガスによって中空粒子を作製するために
は、ガスを担持できうる殻状物質を形成する必要があ
る。すなわち、結晶化に伴い、表層に高結晶化した高粘
性層、内部に低粘性層を有することが中空粒子を作製す
るうえに重要である。このために、本発明では、ＦｅＯ
換算でＦｅを２．３ｗｔ％〜８ｗｔ％とする。
【００１６】この具体的な作用については、特願平７−
２７５４５２号と同じであるが、最も安価で廃棄物に多
く含まれるＦｅをＦｅＯ換算で２．３ｗｔ％以上含有す
ると殻形成にとって十分なものととなる。
２７５４５２号と同じであるが、最も安価で廃棄物に多
く含まれるＦｅをＦｅＯ換算で２．３ｗｔ％以上含有す
ると殻形成にとって十分なものととなる。
【００１７】スラグ中のＦｅ原子は、還元雰囲気で溶解
させると通常Ｆｅ+2の形で存在する。酸化雰囲気で加熱
すると、Ｆｅ+2からＦｅ+3に変化し、Ｆｅ+3が結晶核の
役割を果たして表層が高結晶化した高粘性層を形成する
のである。
させると通常Ｆｅ+2の形で存在する。酸化雰囲気で加熱
すると、Ｆｅ+2からＦｅ+3に変化し、Ｆｅ+3が結晶核の
役割を果たして表層が高結晶化した高粘性層を形成する
のである。
【００１８】殻の厚みは、含有するＦｅＯ量によって変
化するが、ＦｅＯが１ｗｔ％含有するスラグで１０〜３
０μｍの殻を形成され、ＦｅＯが８ｗｔ％では、２００
〜５００μｍの殻を形成する。ＦｅＯが２．３ｗｔ％未
満であると、殻の厚みが薄すぎて発泡処理中に容易に破
損して、内部の低粘度スラグを殻で保持出来なくなって
しまい殻の外に内部の低粘度スラグが流れ出してしまい
中空粒子を得ることができない。ＦｅＯが２．３ｗｔ％
含有するスラグで４０〜７０μｍの殻を形成するために
０．２〜２ｍｍ程度のスラグを保持できうる十分な厚さ
を有することとなる。一方、ＦｅＯが８ｗｔ％を越える
と殻が厚くなりすぎて事実上発泡しなくなってしまう。
化するが、ＦｅＯが１ｗｔ％含有するスラグで１０〜３
０μｍの殻を形成され、ＦｅＯが８ｗｔ％では、２００
〜５００μｍの殻を形成する。ＦｅＯが２．３ｗｔ％未
満であると、殻の厚みが薄すぎて発泡処理中に容易に破
損して、内部の低粘度スラグを殻で保持出来なくなって
しまい殻の外に内部の低粘度スラグが流れ出してしまい
中空粒子を得ることができない。ＦｅＯが２．３ｗｔ％
含有するスラグで４０〜７０μｍの殻を形成するために
０．２〜２ｍｍ程度のスラグを保持できうる十分な厚さ
を有することとなる。一方、ＦｅＯが８ｗｔ％を越える
と殻が厚くなりすぎて事実上発泡しなくなってしまう。
【００１９】上記３要件を満足したスラグから中空粒子
を作製する方法について、以下に述べる。まず、廃棄物
としては、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥の焼却灰、石炭
灰、転炉滓などが広く利用できる。これら廃棄物を主体
とする原料を非酸化性雰囲気下で溶融せしめ溶融体とす
る溶融工程では、Ｆｅ+2価が安定に存在できうる酸素分
圧で溶解することが望ましい。Ｆｅ+2価は安定な酸素分
圧の範囲に制御することが困難な場合には、金属Ｆｅが
安定な酸素分圧で溶解し、金属のＦｅを共存させること
によって達成することができる。溶解時に雰囲気は、Ｃ
Ｏガス、Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガス、Ｈ2 Ｏガスに富む雰囲気
で溶解し、ガスをスラグに溶解させる。雰囲気の制御が
極めて困難な場合には、原料に水ガラスを添加し、カー
ボンを共存させたＮ2 雰囲気で溶解することで、Ｈ2 Ｏ
ガスを多く溶解したスラグを作製することもできる。
を作製する方法について、以下に述べる。まず、廃棄物
としては、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥の焼却灰、石炭
灰、転炉滓などが広く利用できる。これら廃棄物を主体
とする原料を非酸化性雰囲気下で溶融せしめ溶融体とす
る溶融工程では、Ｆｅ+2価が安定に存在できうる酸素分
圧で溶解することが望ましい。Ｆｅ+2価は安定な酸素分
圧の範囲に制御することが困難な場合には、金属Ｆｅが
安定な酸素分圧で溶解し、金属のＦｅを共存させること
によって達成することができる。溶解時に雰囲気は、Ｃ
Ｏガス、Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガス、Ｈ2 Ｏガスに富む雰囲気
で溶解し、ガスをスラグに溶解させる。雰囲気の制御が
極めて困難な場合には、原料に水ガラスを添加し、カー
ボンを共存させたＮ2 雰囲気で溶解することで、Ｈ2 Ｏ
ガスを多く溶解したスラグを作製することもできる。
【００２０】前記溶融体を冷却して非晶質体とする冷却
工程では、１１００℃〜９００℃まで４℃／ｍｉｎ、９
００℃〜７００℃を２℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却
し、非晶質体を作製するのがよい。この時のスラグ組成
は、上述のようにＦｅをＦｅＯ換算で２．３重量％以上
８．０重量％以下含有する必要があり、ＣａＯ／ＳｉＯ
2 の重量％比が０．２以上０．５３以下であることが好
ましい。
工程では、１１００℃〜９００℃まで４℃／ｍｉｎ、９
００℃〜７００℃を２℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却
し、非晶質体を作製するのがよい。この時のスラグ組成
は、上述のようにＦｅをＦｅＯ換算で２．３重量％以上
８．０重量％以下含有する必要があり、ＣａＯ／ＳｉＯ
2 の重量％比が０．２以上０．５３以下であることが好
ましい。
【００２１】前記非晶質体を粉砕して粒状体とする粉砕
工程では、０．２ｍｍ〜３ｍｍに粉砕する。Ｆｅ量がＦ
ｅＯ換算で５〜８ｗｔ％の範囲では、１〜３ｍｍ、Ｆｅ
Ｏ換算で２．３〜５ｗｔ％では、０．２〜２ｍｍに粉砕
するのが好ましい。非晶質体を酸化雰囲気下で加熱し、
雰囲気ガスと非晶質体を反応せしめて殻状物質を形成さ
せるとともにガスを放出させて発泡処理する工程では、
Ｆｅ+3価が安定な雰囲気、大気雰囲気で焼成すること。
また、粒子同士が接触してくっつく場合には、適時粒径
５０μｍ以上のアルミナのような粉体中に埋没させて発
泡処理を行い、発泡後にアルミナ粒子と発泡体を篩で分
離する。また、ロータリーキルンのように、スラグを回
転させながら発泡処理を行うことで回避することができ
る。なお、溶融体を多量の水で吹き飛ばす、即ち、水砕
によって、前述した冷却工程と粉砕工程を同時に行うこ
ともできる。
工程では、０．２ｍｍ〜３ｍｍに粉砕する。Ｆｅ量がＦ
ｅＯ換算で５〜８ｗｔ％の範囲では、１〜３ｍｍ、Ｆｅ
Ｏ換算で２．３〜５ｗｔ％では、０．２〜２ｍｍに粉砕
するのが好ましい。非晶質体を酸化雰囲気下で加熱し、
雰囲気ガスと非晶質体を反応せしめて殻状物質を形成さ
せるとともにガスを放出させて発泡処理する工程では、
Ｆｅ+3価が安定な雰囲気、大気雰囲気で焼成すること。
また、粒子同士が接触してくっつく場合には、適時粒径
５０μｍ以上のアルミナのような粉体中に埋没させて発
泡処理を行い、発泡後にアルミナ粒子と発泡体を篩で分
離する。また、ロータリーキルンのように、スラグを回
転させながら発泡処理を行うことで回避することができ
る。なお、溶融体を多量の水で吹き飛ばす、即ち、水砕
によって、前述した冷却工程と粉砕工程を同時に行うこ
ともできる。
【００２２】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。
（実施例１）Ｋ市から発生した都市ゴミ焼却灰とＣａＯ
を所定割合で配合し、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気
炉で非酸化寡囲気（水蒸気１５〜３５％、残り気体中、
一酸化炭素４０〜７０ｖｏｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ
％、残り窒素）にて、金属Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶
融し、大きさ８００×１２００ｍｍの水冷の鉄製パンに
厚さ３００ｍｍ流し込み冷却した。この時の冷却速度
は、１１００℃から９００℃までが約１２〜１８分、９
００℃から７００℃は、２５〜３２分であった。
を所定割合で配合し、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気
炉で非酸化寡囲気（水蒸気１５〜３５％、残り気体中、
一酸化炭素４０〜７０ｖｏｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ
％、残り窒素）にて、金属Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶
融し、大きさ８００×１２００ｍｍの水冷の鉄製パンに
厚さ３００ｍｍ流し込み冷却した。この時の冷却速度
は、１１００℃から９００℃までが約１２〜１８分、９
００℃から７００℃は、２５〜３２分であった。
【００２３】得られたスラグ組成を表１に示す。このス
ラグを１〜２ｍｍに粉砕して、１００ｇを計り取り、２
００ｃｃのメスシリンダーを用いて１００回タップ密度
を求めた。スラグ１重量部に対して３重量部の粒径３０
０μｍ以下のアルミナ粉を乾式混合し、酸化雰囲気で１
０００℃、１０５０℃で３０分間熱処理した。熱処理し
たスラグとアルミナ混合物を１ｍｍの篩を用いて、篩上
の発抱スラグと篩下のアルミナに分離した。得られた発
泡スラグを１００ｇ計り取り、２００ｃｃのメスシリン
ダーを用いて１００回タップ密度を求めた．熱処理前後
のタップ密度の比からスラグの発泡率を求めた。
ラグを１〜２ｍｍに粉砕して、１００ｇを計り取り、２
００ｃｃのメスシリンダーを用いて１００回タップ密度
を求めた。スラグ１重量部に対して３重量部の粒径３０
０μｍ以下のアルミナ粉を乾式混合し、酸化雰囲気で１
０００℃、１０５０℃で３０分間熱処理した。熱処理し
たスラグとアルミナ混合物を１ｍｍの篩を用いて、篩上
の発抱スラグと篩下のアルミナに分離した。得られた発
泡スラグを１００ｇ計り取り、２００ｃｃのメスシリン
ダーを用いて１００回タップ密度を求めた．熱処理前後
のタップ密度の比からスラグの発泡率を求めた。
【００２４】図１には、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６スラグ
のＸ線回折図形を示す。ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値が０．５
３までは非晶質体が得られるが、それ以上ではGehlenit
e 相が析出した。表２には、ＦｅＯ含有量と塩基度、発
泡率を示した。ＦｅＯ含有量２．３％以上、Ｃ／Ｓが
０．５３以下のスラグは、発泡率１５０％を越えた。
のＸ線回折図形を示す。ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値が０．５
３までは非晶質体が得られるが、それ以上ではGehlenit
e 相が析出した。表２には、ＦｅＯ含有量と塩基度、発
泡率を示した。ＦｅＯ含有量２．３％以上、Ｃ／Ｓが
０．５３以下のスラグは、発泡率１５０％を越えた。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
（実施例２）Ｙ市から発生した都市ゴミ焼却灰とＣａＯ
を所定割合で配合し、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気
炉で非酸化雰囲気（水蒸気１５〜３５％、残り気体中、
一酸化炭素４０〜７０ｖｏｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ
％、残り窒素）にて、金属Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶
融し、断熱ボックス内で冷却させて作製した。この場合
の冷却速度は、１１００℃〜９００℃が、４５〜６２分
で９００℃〜７００℃が８２〜１１７分であった。
を所定割合で配合し、炭素電極を用いた抵抗加熱式電気
炉で非酸化雰囲気（水蒸気１５〜３５％、残り気体中、
一酸化炭素４０〜７０ｖｏｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ
％、残り窒素）にて、金属Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶
融し、断熱ボックス内で冷却させて作製した。この場合
の冷却速度は、１１００℃〜９００℃が、４５〜６２分
で９００℃〜７００℃が８２〜１１７分であった。
【００２７】得られたスラグ組成を表３に示す。実施例
１と同様の方法でスラグの発泡率を求めた。図２には、
種々の組成を有するスラグを１４５０℃で溶解、断熱ボ
ックス内で冷却させて作製したスラグのＸ線回折図形を
示す。ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値が０．５１７以上ではGehl
enite 相が析出した。表４には、ＦｅＯ含有量と塩基
度、発泡率の結果を示した。ＣａＯ／ＳｉＯ2（Ｃ／
Ｓ）が０．４７以下では、発泡率１５０％を越える値と
なった。
１と同様の方法でスラグの発泡率を求めた。図２には、
種々の組成を有するスラグを１４５０℃で溶解、断熱ボ
ックス内で冷却させて作製したスラグのＸ線回折図形を
示す。ＣａＯ／ＳｉＯ2 の値が０．５１７以上ではGehl
enite 相が析出した。表４には、ＦｅＯ含有量と塩基
度、発泡率の結果を示した。ＣａＯ／ＳｉＯ2（Ｃ／
Ｓ）が０．４７以下では、発泡率１５０％を越える値と
なった。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
（実施例３）Ｋ市から発生した都市ゴミ焼却灰を、炭素
電極を用いた抵抗加熱式電気炉で非酸化雰囲気（水蒸気
１５〜３５％、残り気体中、一酸化炭素４０〜７０ｖｏ
ｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ％、残り窒素）にて、金属
Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶融し、空冷した。
電極を用いた抵抗加熱式電気炉で非酸化雰囲気（水蒸気
１５〜３５％、残り気体中、一酸化炭素４０〜７０ｖｏ
ｌ％、水素１０〜３０ｖｏｌ％、残り窒素）にて、金属
Ｆｅ共存下で１４５０℃で溶融し、空冷した。
【００３０】得られたスラグ組成を表５に示す。スラグ
は、非晶質体であり、実施例１と同様の発泡試験を行っ
た結果、発泡率は１０００℃で２５４％、１０５０℃で
３４７％であり、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が３．５
％であり、発泡性良好であった。
は、非晶質体であり、実施例１と同様の発泡試験を行っ
た結果、発泡率は１０００℃で２５４％、１０５０℃で
３４７％であり、Ｆｅ含有量（ＦｅＯ換算値）が３．５
％であり、発泡性良好であった。
【００３１】このスラグだけをカーボン坩堝に入れ、１
４５０℃窒素雰囲気下で１時間から２４時間溶解するこ
とによって、スラグ中に含有するＦｅＯを金属Ｆｅとし
て沈降させ、冷却後粉砕し磁選してＦｅＯ含有量を溶解
時間でコントロールされたスラグを作製した。
４５０℃窒素雰囲気下で１時間から２４時間溶解するこ
とによって、スラグ中に含有するＦｅＯを金属Ｆｅとし
て沈降させ、冷却後粉砕し磁選してＦｅＯ含有量を溶解
時間でコントロールされたスラグを作製した。
【００３２】この再溶解スラグを用いて実施例１と同様
の発泡試験を行った。得られたスラグのＦｅの含有量
（ＦｅＯ換算）と発泡率の結果は表６に示すように、
２．３ｗｔ％以上で発泡率１５０％を越える値となっ
た。
の発泡試験を行った。得られたスラグのＦｅの含有量
（ＦｅＯ換算）と発泡率の結果は表６に示すように、
２．３ｗｔ％以上で発泡率１５０％を越える値となっ
た。
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、溶解ガスを多く含有す
ることができ、しかも酸化雰囲気下で加熱した際に殻を
形成することをでき、良好な中空粒子を製造することが
できる。
ることができ、しかも酸化雰囲気下で加熱した際に殻を
形成することをでき、良好な中空粒子を製造することが
できる。
【図１】実施例１で求めたＫ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６スラ
グのＸ線回折図形を示す図。
グのＸ線回折図形を示す図。
【図２】実施例２で求めた種々の組成を有するスラグを
１４５０℃で溶解、断熱ポックス内で冷却させて作製し
たスラグのＸ線回折図形を示す図。
１４５０℃で溶解、断熱ポックス内で冷却させて作製し
たスラグのＸ線回折図形を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山岸 一雄
神奈川県横浜市鶴見区小野町61番１号
エヌケーケープラント建設株式会社内
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 38/00 - 38/10
C04B 5/00 - 5/06
Claims (2)
- 【請求項１】 廃棄物を主体とする原料を非酸化性雰囲
気下で溶融せしめ溶融体とする溶融工程と、前記溶融体
を冷却してＦｅをＦｅＯ換算で２．３重量％以上８．０
重量％以下含有した非晶質体とする冷却工程と、前記非
晶質体を粉砕して粒状体とする粉砕工程と、前記非晶質
体を酸化雰囲気下で加熱し、雰囲気ガスと非晶質体を反
応せしめて殻状物質を形成させるとともにガスを放出さ
せて発泡処理する工程と、を備えたことを特徴とする中
空粒子の製造方法。 - 【請求項２】 前記非晶質体のＣａＯ／ＳｉＯ2 の重量
比が０．２以上０．５３以下の組成を有することを特徴
とする請求項１に記載の中空粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02265897A JP3368166B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 中空粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02265897A JP3368166B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 中空粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10218683A JPH10218683A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3368166B2 true JP3368166B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=12088951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02265897A Expired - Fee Related JP3368166B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 中空粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368166B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7110547B2 (en) | 2000-06-20 | 2006-09-19 | University Of New Hampshire | Method and apparatus for the compression and decompression of image files using a chaotic system |
| JP5367280B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2013-12-11 | 一般財団法人電力中央研究所 | 発泡体材料の製造システム及び製造方法 |
-
1997
- 1997-02-05 JP JP02265897A patent/JP3368166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10218683A (ja) | 1998-08-18 |
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