JPH10444A

JPH10444A - 含水石粉の処理剤

Info

Publication number: JPH10444A
Application number: JP8152613A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mori; 賢治森
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: JP3644134B2

Abstract

(57)【要約】【課題】これまで産業廃棄物として投棄されてきた、
採石場などで発生するケーキ状の含水石粉を処理して、
強度や透水性などに優れた粒状体とする。【解決手段】カルボキシル基を有する水溶性重合体と
石灰からなる含水石粉の処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、採石場や石切場で
発生する排水処理に伴って発生する含水石粉を強度を有
する粒状体とするための処理剤に関する。また、本発明
は、資源として再利用を図るのに適した石粉粒状体の製
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、採石場などで発生する石粉のスラ
リーをプレスしてある程度脱水したケーキ状の含水石粉
は、製品の２〜３割の割合で発生し、中規模の工場でも
一日に２００〜３００トンにものぼる。この石粉の主体
は砂質系であり、粒径が７５μｍ以下の微粒子で、通常
の残土等と異なり、雨水等で軟弱となるため、産業廃棄
物として廃棄されているのが現状である。この産業廃棄
物としての処理費用は高く、首都圏に近い工場ではコス
ト的にかなりのウエイトを占めている。一方、地方では
採石跡地に埋戻しているが、大部分は近くの山、谷に埋
めているのが現状である。しかしながら、埋立て跡地の
使用に制約を余儀なくされており、規制も年々厳しくな
ってきている。また、近年においては、川砂の採取が禁
止されてきているため、学校の校庭などにも砕石の鋭利
な角のある砂が使用されていて児童の擦過傷の危険性が
取上げられている。従って、最近では砕石を更に研磨し
て丸くしている工場が稼働しつつある。ここでも多量の
ケーキ状含水石粉が発生し、処分に困っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、現在、
産業廃棄物として処分に困っているケーキ状含水石粉を
処理することにより、有効な資源として再利用する技術
が望まれている。かかるケーキ状含水石粉は、通常２０
〜６０％程度の含水比を有する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために、含水石粉の処理剤ないしは処理方法
を模索し鋭意検討した結果、特定の薬剤を組み合わせた
処理剤が極めて有効であることを見出し、本発明に到達
した。即ち、本発明の要旨は、カルボキシル基を有する
水溶性重合体と石灰からなる含水石粉の処理剤に存す
る。また、該処理剤の好ましい使用方法は、含水比が２
０〜６０％である含水石粉に、カルボキシル基を有する
水溶性重合体を添加混合し、次いで、該混合物に石灰を
添加混合し、養生する方法であり、該方法により石粉粒
状体を得ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の処理対象である含水石粉とは、具体的には、採
石場、および砕石場、または石切場などで発生する石粉
のスラリーの排水処理によって発生するケーキ状物であ
る。本発明により、改良できる石粉の含水比は、石質に
よって多少異なるが、通常２０〜６０％、好ましくは２
５〜５０％程度の含水比のものが対象となる。従って、
シックナー、または沈殿池で濃縮したもので６０％以上
の高含水比のスラッジについては、好ましくはプレス脱
水機等による脱水を行う。プレス脱水機を使用しない方
法としては、天日乾燥して使用する方法、または、セメ
ント、乾燥した石粉等を添加混合して含水比を調整する
方法などが利用できる。一方、含水比の少ない石粉につ
いては、適宜、水を添加することにより改良可能とな
る。なお、含水比とは、１１０℃の炉乾燥によって失わ
れる石粉中の水の質量の、石粉の炉乾燥質量に対する比
を百分率で表した値であり、ＪＩＳＡ１２０３（含水
比試験方法）によって測定される値である。

【０００６】本発明の処理剤の第１の必須成分である水
溶性重合体は、１００ｍｌの水に通常０．５ｇ以上溶解
する重合体である。該重合体は、親水基としてカルボキ
シル基を有するものであり、カルボキシル基を有する繰
り返し単位を、重合体の全繰り返し単位の通常１〜８０
モル％、好ましくは５〜６０モル％有する。また、カル
ボキシル基は、遊離酸または塩の形のどちらで存在して
もよい。塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウ
ムなどのアルカリ金属の塩、カルシウム、マグネシウム
などのアルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、炭素数
１〜１８のアルキルアミン、アルカノールアミンなどの
アミン塩、およびこれら２種以上の混合物があるが、好
ましくはアルカリ金属の塩である。

【０００７】かかる水溶性重合体としては、（メタ）ア
クリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重
合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニルとの共重合
体、イタコン酸またはその塩と（メタ）アクリルアミド
との共重合体などの合成水溶性重合体、アラビアゴム、
カラヤガム、トラントガム、アルギン酸などの天然水溶
性重合体、及び、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシハイドロエチルセルロース、グアーガム変性物のよ
うな半合成水溶性重合体が例示される。なお、前記の
「（メタ）アクリル酸」とは「メタアクリル酸又はアク
リル酸」の意味であり、「（メタ）アクリルアミド」と
は「メタアクリルアミド又はアクリルアミド」の意味で
あり、以下においても同じである。

【０００８】以上のカルボキシル基含有水溶性重合体の
うち、好ましくは（メタ）アクリル酸又はその塩からな
る繰り返し単位を含む（メタ）アクリルアミド系重合体
である。かかる（メタ）アクリルアミド系重合体とは、
（メタ）アクリル酸又はその塩と（メタ）アクリルアミ
ドを共重合したものと、（メタ）アクリルアミド重合体
を部分加水分解したものを意味する。

【０００９】更に、以上のカルボキシル基含有水溶性重
合体には、親水性基としてスルホン酸基を含む単量体、
例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれ
らの塩などを含めて共重合してもよい。また、水溶性を
阻害しない程度の量であればオレフィン、アクリル酸エ
ステル、ビニルエステルのような疎水性単量体を含んで
いてもよい。

【００１０】以上の水溶性重合体は粉末状であることが
望ましく、平均粒径（重量平均）は、通常０．０５〜
０．４ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。粒
径が大きすぎる場合は、処理効果の発現に時間がかか
り、一方、粒径が小さすぎる場合は吸湿により粒子同士
が付着し塊状となりやすく、同様に改良効果の発現によ
り時間がかかることがある。

【００１１】本発明の処理剤の第２の必須成分である本
発明で使用される石灰は、処理後の含水石粉を長期に渡
って粒状に保持し得るものが望ましく、そのためには水
溶性重合体の添加混合により粒状化した含水石粉の表面
に付着しやすいものがよいので、平均粒径が通常１ｍｍ
以下、できれば最大の粒径が１ｍｍ以下の粉末状の石灰
が好ましい。石灰としては、生石灰または消石灰である
が、好ましくは、脱水および硬化反応の速い生石灰であ
る。生石灰としては、通常、市販品を使用すればよい
が、一般の食品工業や家庭から発生した魚貝類の骨殻、
および発電所等の冷却管に付着した貝殻などを焼いて粉
砕して得た物を生石灰として用いることもできる。

【００１２】本発明の処理剤の使用量は、処理対象の石
粉の性質、特に含水比により影響されるが、通常は、含
水石粉に対して、第一成分の水溶性重合体を通常０.０
０１〜２重量％、好ましくは０.０１〜０.５重量％であ
り、第二成分の石灰を通常０.２〜２０重量％、好まし
くは０.５〜１０重量％である。また、処理剤中の水溶
性重合体と石灰の使用重量比は通常１：１〜１：５０
０、好ましくは１：２〜１：２５０である。

【００１３】本発明の改良剤の含水石粉への添加方法は
特に限定されず、水溶性重合体と石灰を含水石粉に同時
に添加混合する方法、水溶性重合体と石灰をプレミック
スした後で含水石粉に添加混合する方法、あるいは、含
水石粉に水溶性重合体を添加混合後、石灰を添加混合す
る方法などが考えられるが、含水石粉に水溶性重合体を
添加混合後、石灰を添加混合する方法が特に好ましい。
また、含水石粉と処理剤の混合条件、例えば、攪拌混合
時間および攪拌速度を任意に調整することにより、ある
いは攪拌混合装置の種類を特定することにより所望の粒
度の粒状体が得られる。また、処理工程の途中で篩いを
使用することにより、粒子の大きさを調整したり、異物
を除去することもできる。

【００１４】含水石粉に処理剤を混合した後は、処理さ
れた粒子の強度が発現するように養生を行うが、養生
は、常温で、通常１日以上、好ましくは３〜１０日間程
度行う。養生の方法は、雨天の場合を考慮して、屋根が
ある方が好ましいが、野積みでも特に支障はない。該養
生の後、石粉粒状体を各種用途として再利用が可能とな
る。

【００１５】更に、本発明の含水石粉の処理剤において
は、その他の添加物として、水硬性セメント、高吸水性
樹脂、山砂、粘土、細骨剤などを併用して、使用目的に
より、粒状体の物性を調整することも可能である。特に
粒状体の強度が必要な場合におおいては、本発明の含水
石粉の処理剤と共に水硬性セメントを使用すると効果的
である。この場合は、水硬性セメントは、予め含水石粉
に添加混合してから処理剤を用いる方法、水硬性セメン
トと水溶性重合体を同時に添加混合し、次いで石灰を添
加混合する方法などが実施される。水硬性セメントの使
用量は、通常、含水石粉に対して０．１〜２０重量％、
好ましくは１〜１０重量％である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。（処理剤の水溶性重合体成分）実施例に用いた試験に使
用した処理剤の水溶性重合体成分を表−１に示す。表中
の還元粘度は、重合体を１Ｎの食塩水に０.１ｇ／ｄｌ
の濃度に溶解し、２５℃の状態でオストワルド粘度計を
用いて測定した値（単位：ｄｌ／ｇ）である。

【００１７】

【表１】実施例１〜４、比較例１〜３採石場から発生した石粉のスラリーをプレス脱水して得
た含水比３１％のケーキ状石粉に対して、各種水溶性重
合体を攪拌混合機に添加して６０秒間混合し、混合後、
目開き１３ｍｍの篩いに掛けた。該篩を通った粒状体
と、該粒状物に対して３重量％の生石灰粉末を転動混合
機に添加し、混合した。混合した処理品を、常温で７日
間養生後の各種物性を測定した結果を表−２に示す。

【００１８】処理品の物性として、平均粒径、均等係数
Ｕ_C、ＣＢＲ値を測定した。また、処理品の外観を目視
観察した。ＣＢＲ試験はＪＩＳＡ１２１１に従って実
施した。ＣＢＲ値は大きいほど強度が高いことを示す。
均等係数Ｕ_Cとは、粒径加積曲線の通過率１０％及び６
０％に対応する粒径Ｄ₁₀、Ｄ₆₀としたときのＤ₆₀／Ｄ ₁₀
の比率をを示すものであり、その値が小さいほど粒度の
そろった石粉粒状体といえる。

【００１９】なお、比較例２は重合体を使用せず生石灰
のみ混合した例であり、比較例３は、未処理の脱水ケー
キである。

【００２０】

【表２】実施例４〜５、比較例４〜５プレス脱水前に、シックナー中に集められた採石場から
発生した石粉のスラリー（含水比６８％）に、乾燥石粉
を添加して含水比３５％に調整したケーキ状石粉につ
き、実施例１と同様の操作で処理を行った。実施例５
は、ポルトランドセメントと重合体Ａを添加混合した
後、生石灰を添加混合した例であり、実施例６は重合体
Ａのみを添加混合した後、生石灰を添加混合した例であ
る。比較例４は、重合体Ａを添加混合した後、ポルトラ
ンドセメント添加混合した例である。比較例５は重合体
を使用せず、ポルトランドセメントのみを添加混合した
後、生石灰を添加混合した例である。表−３の結果よ
り、セメントを併用することにより強度が上がることが
わかる。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【発明の効果】本発明の処理剤により、含水石粉を処理
すれば、これまで産業廃棄物として投棄されてきた含水
石粉を、強度や透水性などに優れた粒状体とすることが
できる。本発明で得られる石粉粒状体は、球状で強度が
高いので、採石に混合して製品として使用するのが望ま
しく、また、地中埋設配管等の埋戻し材、校庭およびグ
ラウンド用材料として使用できる他、セメントなどを併
用することにより一般の細骨材としての利用も期待でき
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルボキシル基を有する水溶性重合体と
石灰からなる含水石粉の処理剤。
【請求項２】水溶性重合体と石灰の重量比が１：１〜
１：５００である請求項１の処理剤。
【請求項３】水溶性重合体が、カルボキシル基を有す
る繰り返し単位を全繰り返し単位の５〜６０モル％有す
ることを特徴とする請求項１又は２の処理剤。
【請求項４】水溶性重合体が、（メタ）アクリル酸又
はその塩からなる繰り返し単位を含む（メタ）アクリル
アミド系重合体であることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかの処理剤。
【請求項５】含水石粉の含水比が２０〜６０％である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの処理
剤。
【請求項６】含水比が２０〜６０％である含水石粉
に、カルボキシル基を有する水溶性重合体を添加混合
し、次いで、該混合物に石灰を添加混合し、養生するこ
とを特徴とする石粉粒状体の製法。
【請求項７】含水比が２０〜６０％である含水石粉
に、カルボキシル基を有する水溶性重合体と水硬性セメ
ントを添加混合し、次いで、該混合物に石灰を添加混合
し、養生することを特徴とする石粉粒状体の製法。
【請求項８】含水石粉に添加混合する水溶性重合体と
石灰の重量比が１：１〜１：５００である請求項６又は
７の製法。
【請求項９】水溶性重合体が、カルボキシル基を有す
る繰り返し単位を全繰り返し単位の５〜６０モル％有す
ることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかの製
法。
【請求項１０】水溶性重合体が、（メタ）アクリル酸
又はその塩からなる繰り返し単位を含む（メタ）アクリ
ルアミド系重合体であることを特徴とする請求項６ない
し９のいずれかの製法。