JP2000256055A - シリカ含有泥土スラッジの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物の減量化を図るべく、シリカを含有す
る泥土スラッジを処理して、用途が広く需要の多い高強
度の固化品を得ること。 【解決手段】 シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化
合物を添加、混合して泥土質原料を得る添加混合工程、
前記泥土質原料を加圧成形して固化品素地を得る加圧成
形工程、および前記固化品素地を水熱処理により固化し
て固化品を得る水熱固化工程よりなることを特徴とす
る。また、シリカ含有泥土スラッジに対してカルシウム
化合物の添加・混合と含有水分量の調整とを行い、含水
率が５〜３５重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分
調整工程、前記泥土質原料を加圧成形して固化品素地を
得る加圧成形工程、および前記固化品素地を水熱処理に
より固化して固化品を得る水熱固化工程よりなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂ ）を含有する泥土スラッジの処理方法に関し、廃棄
物の低減を図るべく、建設汚泥，浚渫土処理濁水，砕石
プラント・砂利プラントで発生する濁水，同プラントで
発生する石粉などのシリカ含有建設副産物を対象とし、
これらのものの各泥土ケーキ（シリカ含有泥土スラッ
ジ）を処理して、用途が広く需要の多い高強度の固化品
を得ることができる、シリカ含有泥土スラッジの処理方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】コン
クリート用骨材などを生産する砕石プラントあるいは砂
利プラントでは、破砕機械の機能上の点から原料に水を
加えて破砕を行う場合や、製品品質の向上を目的として
付着泥分，不要微細石粒子などを除去すべく、原料ある
いは破砕製品を水で洗浄する場合がある。このように水
を添加する工程を持つものは湿式の砕石プラント・砂利
プラントと称されている。なお、発塵防止のために少量
の水を添加することはあるものの、製造工程において水
を一切使用しないプラントは乾式の砕石プラント・砂利
プラントと称されている。

【０００３】前記湿式のプラントにおける使用後の洗浄
水は、微細石粒子又は／及び泥土を含む泥水、例えば７
５μｍ以下程度の微細な石粒子又は／及び泥土を５〜１
０％程度含む泥水であり、「濁水」と呼ばれている。こ
の濁水は産業廃棄物として扱われ、法的に処理が義務付
けられている。そして濁水は、シックナ（thickener）
とフィルタプレス等の濃縮・脱水用の機械設備、あるい
は沈殿池式設備により、水と分離された固体粒子分が濃
縮・脱水されて、シリカを含有し水分を含む泥土スラッ
ジである泥土ケーキにされる。なお、濁水を処理してな
る泥土ケーキは「濁水ケーキ」と呼ばれている。

【０００４】近年、廃棄物の減少を図るべく、この湿式
の砕石プラント・砂利プラントで発生する濁水を処理し
てなる前記泥土ケーキ（シリカ含有泥土スラッジ）は、
生石灰、セメント等と単に混合されて、埋立て材，盛土
材などの低強度材としてリサイクルされている。

【０００５】しかしこの処理方法では、得られる製品の
強度（一軸圧縮強度）が１０ｋｇ／ｃｍ² 程度以下と低
く、用途が前記埋立て材，盛土材など低強度の資材に限
られてしまい、有効な廃棄物低減化になっていないのが
実情である。

【０００６】また、他のシリカ含有建設副産物として、
浚渫土処理濁水、建設汚泥がある。浚渫土処理濁水につ
いて説明すると、通常、浚渫土（湖沼，川，ダム湖など
浚渫する際に発生する土砂）は含水率が高く、ふるい分
け機などにより浚渫土を大・中・小の石、砂などに分離
する際には、前記湿式の砕石プラント・砂利プラントと
同様、濁水が発生する。また、建設汚泥は、周知のよう
に、地中連続壁工法，泥水式シールド工法，高圧噴射攪
拌工法などの土木建設工事に伴って発生する含水率が高
く粒子の微細な泥状の掘削物である。

【０００７】ところが、これら浚渫土処理濁水や建設汚
泥については、その大部分が減容化のために泥土ケーキ
（シリカ含有泥土スラッジ）にされているだけであり、
環境保全の観点からも廃棄物の低減につながる有用なリ
サイクル方法が強く希求されている。

【０００８】次に、乾式の砕石プラント・砂利プラント
で発生するシリカ含有建設副産物である石粉について説
明する。乾式プラントの場合、発塵防止のために集塵を
行うこと、また、特にコンクリート用細骨材（砂）では
該製品における７５μｍ以下の微細粒子の含有量が制限
されており、細骨材生産の際にはエアセパレータ等でこ
の微細粒子の除去を行うこと、などのために主に７５μ
ｍ以下の微細粒子が副産物として発生する。この石粒子
が石粉（乾燥石粉）と呼ばれている。

【０００９】ところが、この石粉についても、高流動コ
ンクリートの混合材である石灰石粉の代替え品としてリ
サイクルすべく開発が進められているものの、これ以外
には用途がなく、法的に産業廃棄物の指定にはなってい
ないが、実質的に廃棄物となっているのが実情である。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであって、廃棄物の低減を図るべく、建設汚泥，浚
渫土処理濁水，砕石プラント・砂利プラントで発生する
濁水，同プラントで発生する石粉などのシリカ含有建設
副産物について、これらのものの各泥土ケーキ（シリカ
含有泥土スラッジ）を処理して用途が広く需要の多い高
強度の固化品を得ることができる、シリカ含有泥土スラ
ッジの処理方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シリカを含有する泥土スラッジにカルシウム化合物を添
加、混合して泥土質原料を得る添加混合工程と、前記泥
土質原料を加圧成形して固化品素地を得る加圧成形工程
と、前記固化品素地を水熱処理により固化して固化品を
得る水熱固化工程とからなることを特徴とするシリカ含
有泥土スラッジの処理方法である（第１のシリカ含有泥
土スラッジの処理方法）。

【００１２】請求項２記載の発明は、シリカを含有する
泥土スラッジに対してカルシウム化合物の添加・混合と
含有水分量の調整とを行い、含水率が５〜３５重量％の
泥土質原料を得る添加混合・水分調整工程と、前記泥土
質原料を加圧成形して固化品素地を得る加圧成形工程
と、前記固化品素地を水熱処理により固化して固化品を
得る水熱固化工程とからなることを特徴とするシリカ含
有泥土スラッジの処理方法である（第２のシリカ含有泥
土スラッジの処理方法）。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のシリカ含有泥土スラッジの処理方法において、前記
シリカ含有泥土スラッジが、建設汚泥、浚渫土処理濁
水、砕石プラント・砂利プラントで発生する濁水及び砕
石プラント・砂利プラントで発生する石粉のいずれかを
処理してなる泥土ケーキであることを特徴とするもので
ある。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項２記載のシ
リカ含有建設副産物の処理方法において、前記添加混合
・水分調整工程での水分調整が、脱水機により脱水を行
う脱水工程、乾燥機により脱水を行う乾燥工程、加水し
て水分調整を行う加水工程のうちの少なくとも一つによ
りなされることを特徴とするものである。請求項５記載
の発明は、請求項４記載のシリカ含有泥土スラッジの処
理方法において、前記乾燥工程では、前記水熱固化工程
で発生する廃熱を利用して脱水を行うことを特徴とする
ものである。

【００１５】前記のような特徴を有する本発明に係る第
１、第２のシリカ含有泥土スラッジの処理方法では、処
理対象のシリカ含有泥土スラッジとしては、建設汚泥，
浚渫土処理濁水，砕石プラント・砂利プラントで発生す
る濁水のいずれかを濃縮脱水処理してなる泥土ケーキ、
あるいは砕石プラント・砂利プラントで発生する石粉に
水を加えてなる泥土ケーキが挙げられる。

【００１６】そして、本発明に係る第１のシリカ含有泥
土スラッジの処理方法は、砕石プラント等からの泥土ケ
ーキの含有水分量が適正範囲にあり、高強度の固化品を
製造するための泥土質原料をつくる際に水分調整を行う
必要がない場合に実施されるものである。この第１の処
理方法においては、まず、泥土ケーキにカルシウム化合
物を添加、混合して泥土質原料をつくる（添加混合工
程）。カルシウム化合物としては、酸化カルシウム（生
石灰），水酸化カルシウム（消石灰），セメントなどを
挙げることができる。

【００１７】この泥土質原料は後述の加圧成形工程と水
熱固化工程を経て固化品とされるものである。泥土ケー
キへのカルシウム化合物の添加は、後述の水熱固化工程
でトバモライト（５ＣａＯ・６ＳｉＯ₂ ・５Ｈ₂ Ｏ）な
どのカルシウムシリケート（ケイ酸カルシウム）を生成
させることにある。そして、トバモライトの結晶のＣａ
／Ｓｉ比（重量比）が５／６であることから、カルシウ
ム化合物は、泥土質原料のＣａ／Ｓｉの比が５／６以下
となるように泥土ケーキに添加すればよい。この値を超
えて添加しても余分で無駄となる。なお、Ｃａ／Ｓｉ比
の下限値は、得ようとする固化品の強度にもよるが、一
軸圧縮強度２００ｋｇ／ｃｍ² （１９．６ＭＰａ）以上
という高強度の固化品を得るには１／６が適切である。
また、泥土質原料は、加圧成形性及び固化品強度の点か
ら、含水率（水分含有量）が５〜３５重量％のものがよ
い。カルシウム化合物添加後の含水率が前記範囲を満た
すような、砕石プラント等からの泥土ケーキについて
は、水分調整を行う必要がないことになる。

【００１８】次に、前記泥土質原料を材料として成形機
により加圧成形して成形物である固化品素地を得る（加
圧成形工程）。例えば、ブリケッティング・マシンで豆
炭状の固化品素地をつくる。水熱処理に先立って、この
加圧成形を行うことにより、粒子同士の密着性を高め空
隙率を小さくして緻密化された固化品素地が得られる。
この場合、加圧成形圧力は、４０〜１０００ｋｇ／ｃｍ
² （３．９２〜９８．１ＭＰａ）の範囲が適切である。
加圧成形圧力が４０ｋｇ／ｃｍ² を下回ると前記緻密成
形効果が充分でなく、後述の水熱固化工程にて高強度で
低吸水率の固化品が得られにくくなる。一方、１０００
ｋｇ／ｃｍ² を超えて加圧成形を行っても固化品の強
度，吸水率は飽和状態になり向上が見られず、それ以上
の高い成形圧力での成形は無駄になる。

【００１９】次いで、固化品素地を水熱処理であるオー
トクレーブ養生する（水熱固化工程）。この飽和蒸気圧
下でのオートクレーブ養生により、固化品素地中のＳｉ
Ｏ₂とＣａＯ等のカルシウム化合物とが反応してカルシ
ウムシリケート（ケイ酸カルシウム）が生成される。こ
の結果、粒子同士が強固に固着し空隙率の小さい固化品
となって、コンクリート用砂や建築用ブロックなどの建
築資材の原料としてリサイクルが可能な高強度で低吸水
率の固化品を得ることができる。この水熱処理では、カ
ルシウムシリケートのうちでも、１３０〜３００℃程度
の比較的低温で結晶が成長し強度の高いトバモライトを
生成させることがよい。水熱処理条件としては、反応温
度（オートクレーブ養生温度）：１３０〜３００℃、反
応時間（養生時間）：１〜２４時間、が適切である。代
表的条件は温度１８０℃で５時間である。反応温度１３
０〜３００℃はトバモライトの結晶成長がよく促進され
る温度範囲であり、反応温度が高いほど反応速度は大き
いので、同じ品質（強度、吸水率）のものであれば、反
応時間は短くてすむ。

【００２０】この第１の処理方法に対して、本発明に係
る第２のシリカ含有泥土スラッジの処理方法は、砕石プ
ラント等からの泥土ケーキの含有水分量が適当でなく、
泥土質原料をつくる際に水分調整を行う必要がある場合
に用いられるものである。前記第１の処理方法との相違
点はこの水分調整を行う点にあり、これ以外の加圧成形
工程及び水熱固化工程については前記第１の処理方法と
共通である。

【００２１】この第２の処理方法においては、泥土ケー
キに対してカルシウム化合物の添加・混合と含有水分量
の調整とを行い、含水率が５〜３５重量％の泥土質原料
をつくる（添加混合・水分調整工程）。この添加混合・
水分調整工程における水分調整は、脱水機により脱水を
行う脱水工程、乾燥機により脱水を行う乾燥工程、加水
して水分調整を行う加水工程のうちの少なくとも一つに
よりなされる。この３つの工程は、供給される泥土ケー
キの含有水分量の大小に応じて適宜選択されるととも
に、添加混合に対して先か後かという実施順序が適宜決
定される。

【００２２】そして、この添加混合・水分調整工程にて
調製された泥土質原料の含水率は、５〜３５重量％の範
囲がよい。この理由は、含水率が３５重量％を上回ると
該泥土質原料の性状が軟弱すぎて、次の加圧成形工程に
おいて、成形型からもれ出るなど加圧成形性が悪く、圧
力付与ができないことで緻密成形効果が得られず、その
結果、水熱処理しても高強度の固化品が得られないため
である。一方、５重量％を下回ると後工程で水熱処理さ
れて得られる固化品の強度が低く、リサイクル用途とし
て有望な高強度の建築用材であるコンクリート用砂や建
築用ブロックなどに一般に要求される強度（一軸圧縮強
度：１５０ｋｇ／ｃｍ² ）が達成できないためである。
なお、水熱処理においては、水は反応溶媒及びそれ自身
が反応基質であるという役目を持ち、得られる固化品の
強度は、水熱処理される固化品素地の含水率に比例して
大きくなる傾向がある。

【００２３】このようして所定範囲の含水率に調整され
た泥土質原料がつくられ、以後は前記第１の処理方法と
同様に加圧成形工程と水熱固化工程を経て、一軸圧縮強
度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上という高強度の固化品を得る
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る第１の
シリカ含有泥土スラッジの処理方法の一実施形態を示す
工程図である。

【００２５】本発明に係る第１の処理方法は、図１に示
す工程に従って実施される。処理対象のシリカ含有泥土
スラッジとしては、建設汚泥，浚渫土処理濁水，砕石プ
ラント・砂利プラントで発生する濁水のいずれかを濃縮
脱水処理してなる泥土ケーキ、あるいは砕石プラント・
砂利プラントで発生する石粉に水を加えてなる泥土ケー
キ、などである。そして、いずれの泥土ケーキも該ケー
キの水分含有量が、該ケーキにカルシウム化合物が添
加、混合されて泥土質原料となされたときに該泥土質原
料の含水率が５〜３５重量％の範囲を満たすようなもの
であり、砕石プラント等から供給されたままでよく、水
分調整する必要のないものである。図１において、シリ
カ含有泥土スラッジは、例えば、砕石プラントで発生す
る濁水を処理してなる泥土ケーキである。

【００２６】さて図１に示すように、先ず、砕石プラン
トからの泥土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合し
て泥土質原料をつくる（添加混合工程Ｓ１Ａ）。本例で
はカルシウム化合物として酸化カルシウム微粉末を使用
し、泥土質原料のＣａ／Ｓｉの比が５／６以下、本例で
は１／４となるように添加した。本例では混合機として
二軸パドル型ミキサーを用いた。なお、添加混合に先立
ち、必要に応じて泥土ケーキの解砕を行うようにしても
よい。

【００２７】次に、泥土質原料を成形機で加圧成形圧力
４０ｋｇ／ｃｍ² 以上本例では１００ｋｇ／ｃｍ² で固
化品素地に加圧成形する（加圧成形工程Ｓ１Ｂ）。本例
では成形機としてブリケッティング・マシンを使用し、
豆炭状の固化品素地を成形した。１個の豆炭状固化品素
地の概略寸法例は、３０×４０×２５ｍｍである。この
ようして加圧成形された固化品素地は、粒子同士の密着
性が高く空隙率が小さくて緻密化されたものであった。

【００２８】次いで、これら豆炭状の固化品素地を水熱
処理用反応容器にて水熱反応させて固化する（水熱固化
工程Ｓ１Ｃ）。水熱処理条件は反応温度１８０℃で反応
時間５時間である。その結果、固化品素地中のＳｉＯ₂
とＣａＯとが反応してトバモライトが生成されて、粒子
同士が強固に固着し空隙率の小さい固化品となり、一軸
圧縮強度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の高強度で低吸水率の
固化品を得ることができた。このようにして得られた固
化品は、コンクリート用砂や建築用ブロックなどの建築
資材の原料としてリサイクルが可能である。

【００２９】図２は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の一実施形態を示す工程図である。

【００３０】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッ
ジの処理方法は、前述したように、供給される泥土ケー
キの含有水分量が適当でなく、泥土質原料をつくる際に
水分調整を行う必要がある場合に用いられるものであ
る。図２において、シリカ含有泥土スラッジは、例え
ば、砕石プラントで発生する濁水を処理してなる泥土ケ
ーキである。

【００３１】さて図２に示すように、先ず、砕石プラン
トからの泥土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合す
る（添加混合工程Ｓ２Ａ１）。本例では、カルシウム化
合物として酸化カルシウムを使用し、後述の泥土質原料
のＣａ／Ｓｉの比が略１／４となるように添加した。混
合機は二軸パドル型ミキサーを使用した。このカルシウ
ム添加混合物はそのまま泥土質原料とするには含有水分
量が多すぎるものであった。そこで、乾燥機ＤＲにより
該混合物の脱水を行い（乾燥工程Ｓ２Ａ２）、含水率が
５〜３５重量％で、Ｃａ／Ｓｉの比が略１／４の泥土質
原料を得た。前記添加混合工程Ｓ２Ａ１と前記乾燥工程
Ｓ２Ａ２とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合物の
添加・混合と含有水分量の調整とを行い、含水率が５〜
３５重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整工程
Ｓ２Ａを構成している。なお、該工程Ｓ２Ａでの水分調
整は、乾燥工程Ｓ２Ａ２のみで行ったが、脱水機による
脱水を行い、次いで乾燥機による脱水を行うようにして
もかまわない。

【００３２】ところで、前記の乾燥工程Ｓ２Ａ２では、
後述の水熱固化工程Ｓ２Ｃで発生する廃熱を利用して脱
水を行っている。水熱固化工程Ｓ２Ｃで用いられるオー
トクレーブＡＣの加熱用ボイラＢＯからのボイラ燃焼廃
ガスを乾燥機ＤＲに供給し、該燃焼廃ガスの通風によっ
て前記混合物の脱水を行うようにしている。この場合、
乾燥機ＤＲとしては、攪拌式ドライヤ，ドラムドライヤ
などが挙げられる。また、混合機と一体になった形式の
乾燥機能付き混合機もある。

【００３３】なお、前記加熱用ボイラＢＯからの高温排
出蒸気、あるいはオートクレーブＡＣからの低温排出蒸
気により熱交換器ＨＥにて乾燥用空気を加熱し、この加
熱された乾燥用空気を乾燥機ＤＲに供給することにより
前記混合物の脱水を行うようようにしてもよい。

【００３４】次に、前記乾燥工程Ｓ２Ａ２からの前記泥
土質原料を、本例ではブリケッティング・マシンで加圧
成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ² で豆炭状の固化品素地に加
圧成形する（加圧成形工程Ｓ２Ｂ）。しかる後、これら
豆炭状の固化品素地をオートクレーブＡＣにて反応温度
１８０℃で反応時間５時間の条件で水熱反応させて固化
させた（水熱固化工程Ｓ２Ｃ）。その結果、粒子同士が
強固に固着し空隙率の小さい固化品となり、一軸圧縮強
度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の高強度で低吸水率の固化品
が得られた。このようにして得られた固化品は、コンク
リート用砂や建築用ブロックなどの建築資材の原料とし
てリサイクルが可能である。

【００３５】図３は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の他の実施形態を示す工程図であ
る。ここで、乾燥工程と添加混合工程の手順が逆になっ
ている点以外は、前記図２に示す処理方法と同一なの
で、両方法に共通する加圧成形工程Ｓ２Ｂ及び水熱固化
工程Ｓ２Ｃについては説明を省略し、異なる点について
説明する。

【００３６】図３において、シリカ含有泥土スラッジ
は、例えば、砕石プラントで発生する濁水を処理してな
る泥土ケーキである。このままでは該泥土ケーキの含水
率が高すぎることから、まず、乾燥機ＤＲにより泥土ケ
ーキの脱水を行う（乾燥工程Ｓ２Ａ’１）。この場合、
次の添加混合工程Ｓ２Ａ’２でのカルシウム化合物添加
による水分除去作用を配慮して、該工程Ｓ２Ａ’２によ
る泥土質原料の含水率が５〜３５重量％の範囲を満たす
ように、乾燥機ＤＲによる脱水を行う。

【００３７】次に、乾燥機ＤＲによる脱水処理がなされ
た前記泥土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合する
（添加混合工程Ｓ２Ａ’２）。本例ではカルシウム化合
物として酸化カルシウムを使用し、泥土質原料のＣａ／
Ｓｉの比が略１／４となるように添加した。混合機は二
軸パドル型ミキサーを使用した。これにより、Ｃａ／Ｓ
ｉの比が略１／４で、含水率が５〜３５重量％の泥土質
原料を得た。

【００３８】前記乾燥工程Ｓ２Ａ’１と前記添加混合工
程Ｓ２Ａ’２とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合
物の添加・混合と含有水分量の調整とを行い、含水率が
５〜３５重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整
工程Ｓ２Ａ’を構成している。この添加混合工程Ｓ２
Ａ’２に引き続き、前記図２の工程と同様にして、加圧
成形工程Ｓ２Ｂ及び水熱固化工程Ｓ２Ｃを実施し、一軸
圧縮強度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の高強度で低吸水率の
固化品が得られた。なお、前記添加混合・水分調整工程
Ｓ２Ａ’での水分調整は、乾燥工程Ｓ２Ａ’１のみで行
ったが、脱水機による脱水を行い、次いで乾燥機による
脱水を行うようしてもかまわない。

【００３９】図４は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の更に他の実施形態を示す工程図で
ある。

【００４０】図４において、シリカ含有泥土スラッジ
は、例えば、砕石プラントで発生する濁水を処理してな
る泥土ケーキである。このままでは供給された泥土ケー
キの含水率が高すぎることから、まず、脱水機により泥
土ケーキを脱水する（脱水工程Ｓ３Ａ１）。この場合、
次の添加混合工程Ｓ３Ａ２でのカルシウム化合物添加に
よる水分除去作用を配慮して、該工程Ｓ３Ａ２で得られ
る泥土質原料の含水率が５〜３５重量％の範囲を満たす
ように、脱水機による脱水を行う。使用する脱水機とし
ては、フィルタープレス、ベルトプレスなどが挙げられ
る。

【００４１】次に、脱水機による脱水処理がなされた前
記泥土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合する（添
加混合工程Ｓ３Ａ２）。本例では、カルシウム化合物と
して酸化カルシウムを使用し、泥土質原料のＣａ／Ｓｉ
の比が略１／４となるように添加した。混合機は二軸パ
ドル型ミキサーを使用した。これにより、Ｃａ／Ｓｉの
比が略１／４で、含水率が５〜３５重量％の泥土質原料
を得た。前記脱水工程Ｓ３Ａ１と前記添加混合工程Ｓ３
Ａ２とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合物の添加
・混合と含有水分量の調整とを行い、含水率が５〜３５
重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整工程Ｓ３
Ａを構成している。なお、前記添加混合・水分調整工程
Ｓ３Ａでの水分調整は、脱水工程Ｓ３Ａ１のみで行った
が、脱水機による脱水を行い、次いで乾燥機による脱水
を行うようしてもかまわない。

【００４２】次に、前記添加混合工程Ｓ３Ａ２からの前
記泥土質原料を、本例ではブリケッティング・マシンで
加圧成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ² で豆炭状の固化品素地
に加圧成形する（加圧成形工程Ｓ３Ｂ）。しかる後、こ
れら豆炭状の固化品素地をオートクレーブＡＣにて反応
温度１８０℃で反応時間５時間の条件で水熱反応させて
固化する（水熱固化工程Ｓ３Ｃ）。その結果、粒子同士
が強固に固着し空隙率の小さい固化品となり、一軸圧縮
強度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の高強度で低吸水率の固化
品が得られた。このようにして得られた固化品は、コン
クリート用砂や建築用ブロックなどの建築資材の原料と
してリサイクルが可能である。

【００４３】図５は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の更に他の実施形態を示す工程図で
ある。ここで、添加混合工程と脱水工程の手順が逆にな
っている点以外は、前記図４に示す処理方法と同一なの
で、両方法に共通する加圧成形工程Ｓ３Ｂ及び水熱固化
工程Ｓ３Ｃについては説明を省略し、異なる点について
説明する。

【００４４】先ず、砕石プラントからの泥土ケーキにカ
ルシウム化合物を添加、混合する（添加混合工程Ｓ３
Ａ’１）。本例では、カルシウム化合物として酸化カル
シウムを使用し、後述の脱水処理後の泥土質原料のＣａ
／Ｓｉの比が略１／４となるように添加した。混合機は
二軸パドル型ミキサーを使用した。このカルシウム添加
混合物はそのまま泥土質原料とするには含有水分量が多
すぎるものであった。そこで、脱水機により該混合物の
脱水を行い（脱水工程Ｓ３Ａ’２）、含水率が５〜３５
重量％で、Ｃａ／Ｓｉの比が略１／４の泥土質原料を得
た。

【００４５】前記添加混合工程Ｓ３Ａ’１と前記脱水工
程Ｓ３Ａ’２とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合
物の添加・混合と含有水分量の調整とを行い、含水率が
５〜３５重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整
工程Ｓ３Ａ’を構成している。この脱水工程Ｓ３Ａ’２
に引き続き、前記図４の工程と同様にして、加圧成形工
程Ｓ３Ｂ及び水熱固化工程Ｓ３Ｃを実施し、一軸圧縮強
度２００ｋｇ／ｃｍ²以上の高強度で低吸水率の固化品
が得られた。なお、前記添加混合・水分調整工程Ｓ３
Ａ’での水分調整は、脱水工程Ｓ３Ａ’２のみで行った
が、脱水機による脱水を行い、次いで乾燥機による脱水
を行うようしてもかまわない。また、加圧成形工程Ｓ３
Ｂに先立ち、必要に応じて泥土ケーキの解砕を行えばよ
い。

【００４６】図６は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の更に他の実施形態を示す工程図で
ある。

【００４７】図６において、シリカ含有泥土スラッジ
は、例えば、砕石プラントで発生する石粉を処理してな
る泥土ケーキである。このままでは砕石プラントから供
給された該泥土ケーキの含水率が低すぎることから、ま
ず、石粉の泥土ケーキに加水を行う（加水工程Ｓ４Ａ
１）。この場合、次の添加混合工程Ｓ４Ａ２でのカルシ
ウム化合物添加による水分除去作用を配慮して、該工程
Ｓ４Ａ２で得られる泥土質原料の含水率が５〜３５重量
％の範囲を満たすように、水分調整を行う。

【００４８】次に、加水して水分調整がなされた前記泥
土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合する（添加混
合工程Ｓ４Ａ２）。本例では、カルシウム化合物として
酸化カルシウムを使用し、泥土質原料のＣａ／Ｓｉの比
が略１／４となるように添加した。混合機は二軸パドル
型ミキサーを使用した。これにより、Ｃａ／Ｓｉの比が
略１／４で、含水率が５〜３５重量％の泥土質原料を得
た。前記加水工程Ｓ４Ａ１と前記添加混合工程Ｓ４Ａ２
とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合物の添加・混
合と含有水分量の調整とを行い、含水率が５〜３５重量
％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整工程Ｓ４Ａを
構成している。

【００４９】次に、前記添加混合工程Ｓ４Ａ２からの前
記泥土質原料を、本例ではブリケッティング・マシンで
加圧成形圧力１００ｋｇ／ｃｍ² で豆炭状の固化品素地
に加圧成形する（加圧成形工程Ｓ４Ｂ）。しかる後、こ
れら豆炭状の固化品素地をオートクレーブＡＣにて反応
温度１８０℃で反応時間５時間の条件で水熱反応させて
固化する（水熱固化工程Ｓ４Ｃ）。その結果、粒子同士
が強固に固着し空隙率の小さい固化品となり、一軸圧縮
強度２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の高強度で低吸水率の固化
品が得られた。このようにして得られた固化品は、コン
クリート用砂や建築用ブロックなどの建築資材の原料と
してリサイクルが可能である。

【００５０】図７は本発明に係る第２のシリカ含有泥土
スラッジの処理方法の更に他の実施形態を示す工程図で
ある。ここで、添加混合工程と加水工程の手順が逆にな
っている点以外は、前記図６に示す処理方法と同一なの
で、両方法に共通する加圧成形工程Ｓ４Ｂ及び水熱固化
工程Ｓ４Ｃについては説明を省略し、異なる点について
説明する。

【００５１】先ず、砕石プラントからの石粉よりなる泥
土ケーキにカルシウム化合物を添加、混合する（添加混
合工程Ｓ４Ａ’１）。本例では、カルシウム化合物とし
て酸化カルシウムを使用し、後述の泥土質原料のＣａ／
Ｓｉの比が略１／４となるように添加した。混合機は二
軸パドル型ミキサーを使用した。このカルシウム添加混
合物はそのまま泥土質原料とするには含有水分量が少な
すぎるものであった。そこで、該カルシウム添加混合物
に加水を行い（加水工程Ｓ４Ａ’２）、含水率が５〜３
５重量％で、Ｃａ／Ｓｉの比が略１／４の泥土質原料を
得た。

【００５２】前記添加混合工程Ｓ４Ａ’１と前記加水工
程Ｓ４Ａ’２とは、泥土ケーキに対してカルシウム化合
物の添加・混合と含有水分量の調整とを行い、含水率が
５〜３５重量％の泥土質原料を得る添加混合・水分調整
工程Ｓ４Ａ’を構成している。この加水工程Ｓ４Ａ’２
に引き続き、前記図６の工程と同様にして、加圧成形工
程Ｓ４Ｂ及び水熱固化工程Ｓ４Ｃを実施し、一軸圧縮強
度２００ｋｇ／ｃｍ²以上の高強度で低吸水率の固化品
が得られた。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係るシリ
カ含有泥土スラッジの処理方法によると、建設汚泥，浚
渫土処理濁水，砕石プラント・砂利プラントで発生する
濁水，同プラントで発生する石粉などのシリカ含有建設
副産物について、これらの各泥土ケーキ（シリカ含有泥
土スラッジ）を処理して、コンクリート用砂や建築用ブ
ロックなど用途が広く需要の多い建築資材の原料として
リサイクル可能な高強度で低吸水率の固化品を得ること
ができ、廃棄物の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の一実施形態を示す工程図である。

【図２】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の一実施形態を示す工程図である。

【図３】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の他の実施形態を示す工程図である。

【図４】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の更に他の実施形態を示す工程図である。

【図５】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の更に他の実施形態を示す工程図である。

【図６】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の更に他の実施形態を示す工程図である。

【図７】本発明に係る第２のシリカ含有泥土スラッジの
処理方法の更に他の実施形態を示す工程図である。

【符号の説明】

Ｓ１Ａ…添加混合工程 Ｓ１Ｂ…加圧成形工程 Ｓ１Ｃ
…水熱固化工程 Ｓ２Ａ，Ｓ２Ａ’，Ｓ３Ａ，Ｓ３
Ａ’，Ｓ４Ａ，Ｓ４Ａ’…添加混合・水分調整工程 Ｓ２Ａ１，Ｓ２Ａ’２，Ｓ３Ａ２，Ｓ３Ａ’１，Ｓ４Ａ
２，Ｓ４Ａ’１…添加混合工程 Ｓ２Ａ２，Ｓ２Ａ’１
…乾燥工程 Ｓ３Ａ１，Ｓ３Ａ’２…脱水工程 Ｓ４Ａ１，Ｓ４Ａ’２…加水工程 Ｓ２Ｂ，Ｓ３Ｂ，Ｓ
４Ｂ…加圧成形工程 Ｓ２Ｃ，Ｓ３Ｃ，Ｓ４Ｃ…水熱固化工程 ＤＲ…乾燥機
ＨＥ…熱交換器 ＢＯ…加熱用ボイラ ＡＣ…オート
クレーブ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月２１日（１９９９．４．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

フロントページの続き (72)発明者 西江 雅一朗 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G012 PA04 PC12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリカを含有する泥土スラッジにカルシ
   ウム化合物を添加、混合して泥土質原料を得る添加混合
   工程と、前記泥土質原料を加圧成形して固化品素地を得
   る加圧成形工程と、前記固化品素地を水熱処理により固
   化して固化品を得る水熱固化工程とからなることを特徴
   とするシリカ含有泥土スラッジの処理方法。
2. 【請求項２】 シリカを含有する泥土スラッジに対して
   カルシウム化合物の添加・混合と含有水分量の調整とを
   行い、含水率が５〜３５重量％の泥土質原料を得る添加
   混合・水分調整工程と、前記泥土質原料を加圧成形して
   固化品素地を得る加圧成形工程と、前記固化品素地を水
   熱処理により固化して固化品を得る水熱固化工程とから
   なることを特徴とするシリカ含有泥土スラッジの処理方
   法。
3. 【請求項３】 前記シリカ含有泥土スラッジが、建設汚
   泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント・砂利プラントで発
   生する濁水及び砕石プラント・砂利プラントで発生する
   石粉のいずれかを処理してなる泥土ケーキであることを
   特徴とする請求項１又は２記載のシリカ含有泥土スラッ
   ジの処理方法。
4. 【請求項４】 前記添加混合・水分調整工程での水分調
   整が、脱水機により脱水を行う脱水工程、乾燥機により
   脱水を行う乾燥工程、加水して水分調整を行う加水工程
   のうちの少なくとも一つによりなされることを特徴とす
   る請求項２記載のシリカ含有泥土スラッジの処理方法。
5. 【請求項５】 前記乾燥工程では、前記水熱固化工程で
   発生する廃熱を利用して脱水を行うことを特徴とする請
   求項４記載のシリカ含有泥土スラッジの処理方法。