JP2001025727A - 砕石粉脱水ケーキの処理方法 - Google Patents

砕石粉脱水ケーキの処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業廃棄物である砕石粉脱水ケーキを低コス
トで再資源として有効利用できるように処理する砕石粉
脱水ケーキの処理方法を提供する。 【解決手段】 砕石粉脱水ケーキと、乾燥した砕石粉
と、固化材とを混合機に所定量ずつ供給する。そして、
混合機にて混合解砕することによって砕石粉脱水ケーキ
中の水分を乾燥した砕石粉にて脱水したり、また砕石粉
脱水ケーキの表面を乾燥した砕石粉で覆うようにしなが
ら所望粒径の造粒物を得る。こうして製造された造粒物
は、他の土砂等と混合しやすく取り扱いに優れ、また、
十分な強度も保持することができて道路用の路盤材等に
好適であると共に、高価な固化材の量を抑えることがで
きて低コスト化も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、採石場、砕石場ま
たは製砂場等にて砕石を洗浄する湿式処理を行い、その
廃水処理プロセスから回収される砕石粉脱水ケーキを資
源として再利用を図るに適した砕石粉脱水ケーキの処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】採石場、砕石場または製砂場等では砕石
を洗浄するなどの湿式処理をしてその廃水処理プラセス
から多量の砕石粉脱水ケーキが発生している。この砕石
粉脱水ケーキは粒径の極めて細かい砂質系の微粒子であ
って、雨水等により容易に泥状化してしまう性状のた
め、産業廃棄物として埋め立て処分されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、砕石粉
脱水ケーキを廃棄処分するには多額の処理費用を要する
上、近年では処分場自体の確保も難しく、また資源の有
効利用の観点からも再考の余地があった。
【0004】また、砕石粉脱水ケーキにセメントや石灰
等の固化材を添加して有効な建設資材として再利用する
試みがなされているが、砕石粉脱水ケーキには依然とし
て多くの水分が含まれているために、脱水固化させるに
は相当量の固化材を必要とし、この固化材のコストが含
まれて建設資材としては結局割高となってしまうという
問題点もあった。
【0005】本発明は上記の点に鑑み、産業廃棄物であ
る砕石粉脱水ケーキを低コストで再資源として有効利用
できるように処理する砕石粉脱水ケーキの処理方法を提
供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために、採石場、砕石場等においては、砕石
の選別を湿式処理せずに篩や風力による乾式処理を行っ
ているところがあり、この乾式処理では乾燥した砕石粉
が発生し、その砕石粉は道路舗装材等に使用されている
ものの、他の用途を探していることにも着目し、この乾
燥した砕石粉を利用できないかと考えた。そこで、鋭意
研究の結果、砕石粉脱水ケーキと、乾燥した砕石粉と、
固化材とを混合機に供給し、混合解砕させると、固化材
の量を減らしても造粒し、また製造した造粒物も建設資
材として十分使用できることが判明した。
【0007】また、この製造された造粒物を転圧により
締め固め、硬化後、破砕処理すれば建設資材として更に
好適に使用できる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの
処理方法によれば、水分を含んだ塊状の砕石粉脱水ケー
キと、乾燥したパウダー状の砕石粉と、セメント等の固
化材とを混合機内に供給する。そして混合機内で砕石粉
脱水ケーキ、乾燥した砕石粉及び固化材を所定時間混合
撹拌していくと、砕石粉脱水ケーキ中に含まれる水分が
乾燥した砕石粉によって脱水されたり、また石粉脱水ケ
ーキの表面を砕石粉で覆うようになって砕石粉脱水ケー
キの粘性が低下していき、更に固化材とも混合撹拌され
ながら細かく解砕されていき、次第に造粒していく。
【0009】この製造された造粒物は、粘性の低い粒状
物であるために土砂等とも混合しやすくて取り扱いに優
れ、道路用の路盤材等としての使用に耐えられる十分な
強度を保持しており、また雨水等で泥土化することのな
いような性状となっている。なお、この造粒物の大きさ
や強度は砕石粉脱水ケーキ、砕石粉及び固化材の混合割
合によって変化するので、利用用途に応じて混合割合を
適宜決定する。
【0010】このように、産業廃棄物である砕石粉脱水
ケーキと、用途を模索していた砕石粉の両者の性状をう
まく利用して両者の有効利用を図ると共に、セメント等
の高価な固化材の一部を安価な砕石粉に置き換えること
ができて低コスト化も図れ、一挙両得となってその経済
的効果は大きい。
【0011】また、この製造された造粒物を適宜厚さに
敷き詰めて転圧により締め固め、数日放置して硬化させ
た後、これをクラッシャーにて破砕処理し、この破砕物
を篩分けし、所定粒度のものを建設資材として使用す
る。この破砕物は前記した造粒物よりも強度が増加し、
路盤材等の建設資材として更に好適に使用できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0013】本発明の方法を実施するために好適な混合
機1の一例を図1乃至図2に示す。この混合機1は混合
槽2に二本の平行な混合軸3、3´を貫通し、混合槽2
に固定した軸受4により回転自在に支持しており、駆動
用モータ5にて混合軸3、3´を図2の矢印で示す相反
方向に回転させている。前記混合軸3、3´にはアーム
6、7を放射状に配設すると共に、アーム6の先端には
塊状物を擦り潰す作用を担う擦り潰し羽根8を、またア
ーム7の先端には混合槽2に付着した材料を掻き取る作
用を担う掻き取り羽根9を配設している。
【0014】前記擦り潰し羽根8は、混合槽2の内壁1
0との隙間に擦り潰そうとする塊状物を噛み込んで内壁
10に強く押し付ける形状となっており、また、掻き取
り羽根9は、擦り潰し羽根8によって擦り潰されて混合
槽2の内壁10に付着した材料を掻き取ると共に、掻き
取った材料を混合軸3、3´の軸心方向に送り出せる形
状となっており、この両羽根によって混合槽2内に供給
された塊状物に対して擦り潰し作用と掻き取り作用を何
度も繰り返すことによって塊状物を細かく解砕しながら
固化材等と混合し、造粒できるようになっている。
【0015】次に、上記混合機1を使用して、実際に、
砕石粉脱水ケーキと、乾燥した砕石粉と、固化材とを混
合して得られた実験データについて説明する。
【0016】砕石粉脱水ケーキ(含水率4%)と乾燥し
た砕石粉と固化材の各材料を混合比、及び混合時間を変
えて混合攪拌し、それぞれの条件下で得られた造粒物の
性状を粒径、強度等で比較した。なお、固化材には、例
えば、セメント系固化材、生石灰、消石灰、及び石膏等
さまざまな固化材を採用することができるが、実験では
用途を路盤材と想定し、造粒物に大きな強度を発現させ
るセメントを使用した。
【0017】また、造粒物の粒径の計測にあたっては、
製造した造粒物を網目サイズの異なる篩網にかけ、各網
目サイズの篩網を通過する造粒物の重量を通過重量百分
率として算出した。また、強度の計測にあたっては、造
粒物の破壊試験を行ってその時の圧縮強度を算出した。
【0018】先ず、図3のグラフに示すように、セメン
トの添加量、及び混合時間を一定とした上で、砕石粉脱
水ケーキのみの場合と、砕石粉脱水ケーキと乾燥した砕
石粉との重量混合比を7:3、及び5:5として混合し
た場合で製造された造粒物の粒径を比較すると、重量混
合比が7:3の造粒物に比べて重量混合比が5:5であ
る造粒物の方が粒径が細かいものとなっていることがわ
かる。なお、砕石粉脱水ケーキのみで製造した造粒物は
粒径が粗過ぎて篩にかけることさえできなかった。以上
のことから、砕石粉脱水ケーキに対する乾燥した砕石粉
の重量混合比が高いほど製造される造粒物の粒径は細か
いものとなる傾向があることがわかる。
【0019】また、上記それぞれの造粒物の圧縮強度を
測定した結果を図4のグラフに示した。このグラフから
もわかるように、砕石粉脱水ケーキに対する乾燥した砕
石粉の重量混合比が高いほど製造される造粒物の圧縮強
度は増していく傾向があることがわかる。
【0020】次に、図5のグラフに示すように、砕石粉
脱水ケーキと乾燥した砕石粉との重量混合比を7:3、
混合時間を一定とした上で、添加するセメント量を砕石
粉脱水ケーキと乾燥した砕石粉の合計重量に対して5、
10、及び20重量%と変えた場合の造粒物の粒径を比
較した。すると、セメント量が5及び10%では造粒物
の粒径にはあまり差は感じられないが、セメント量を2
0%とした時には5、10%の場合と比べて、造粒物の
粒径が1乃至10mmのサイズに限り、造粒物の粒径が
細かくなっていることがわかる。
【0021】次に、図6のグラフに示すように、砕石粉
脱水ケーキと乾燥した砕石粉との重量混合比を5:5、
セメントの添加量を一定とした上で、混合攪拌する時間
を60秒と120秒とした場合を比較したが、両造粒物
の粒径にはほとんど違いはなかった。このことから、造
粒するのに最低限かかる時間は別として、それ以降の混
合時間の長さは造粒物の粒径にはあまり影響を与えない
ということがわかる。
【0022】また、上記二種類の造粒物の圧縮強度を測
定した結果を図7のグラフに示した。このグラフからも
わかるように、混合時間を長くとると造粒物の圧縮強度
も増していく傾向があることがわかる。
【0023】以上の結果をまとめると、用途上、造粒物
の粒径がより細かいものを所望するならば、砕石粉脱水
ケーキに対する乾燥した砕石粉の混合比を高めると共
に、セメント等の固化材の混入量を増やすようにすると
良いことがわかる。また、造粒物に強度を要求するなら
ば、固化材の混入量を増やせば良いことは言うまでもな
いが、実験データからは、乾燥した砕石粉の混合比を高
めると共に、混合時間を長くとるようにすれば良いこと
がわかる。
【0024】以上の実験データや原料である砕石粉脱水
ケーキの含水率等の性状に基づいて、砕石粉脱水ケーキ
と乾燥した砕石粉、及び固化材の混合比や、混合時間を
適宜決定するようにすれば、造粒物の用途に応じて最も
好適な性状のものを自在に造粒することができる。
【0025】こうして製造された造粒物は粘性も低くて
取り扱いやすい粒状物なので、他の土砂等と混合するこ
とが容易であると共に、固化材にて安定処理されている
ので、雨水等による泥土化も発生することもなく、また
混合方法によっては十分な強度も発現させることもで
き、建設資材として好適に使用することができる。な
お、この造粒物自体はお互いが強固に結合しているので
はないので、再度掘り返されることのある道路の路盤材
等には特に好適である。
【0026】このように、産業廃棄物である砕石粉脱水
ケーキと、用途を模索していた砕石粉とを混合処理する
ことによって一度に再資源化が図れ、また、高価な固化
材の量を抑えられて低コストで有効な資材を提供でき、
その経済的効果は大である。
【0027】次に、前記した砕石粉脱水ケーキと、乾燥
した砕石粉と、固化材とを混合解砕して製造した造粒物
の強度を増加し、路盤材として更に好適とする方法につ
いて説明する。
【0028】先ず、製造した造粒物を型枠内に適宜厚さ
で敷き詰め、これを転圧ローラによって転圧して締め固
め、数日放置させて硬化させる。次に、この硬化物を荒
割りし、これをクラッシャーに投入して路盤材等の建設
資材として好適な大きさに破砕する。この破砕物は篩分
けし、所定粒度のものを建設資材として使用する。この
破砕物は締め固められているために前記した造粒物より
も強度が増して路盤材として更に好適なものとなる。
【0029】なお、本実施例では砕石粉脱水ケーキと乾
燥した砕石粉、及び固化材との混合機として上記のごと
き混合機を例にあげて説明したが、何らこれに限定する
ものではなく、一軸、二軸の連続式または回分式撹拌混
合機やその他の適宜の混合機を使用することができるこ
とは勿論である。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明に係る砕石粉脱水ケ
ーキの処理方法によれば、砕石粉脱水ケーキと、乾燥し
た砕石粉と、固化材とを混合機に供給し、混合解砕して
造粒させたので、従来処分に困っていた産業廃棄物であ
る砕石粉脱水ケーキと、用途を模索していた砕石粉の両
方を一度に、かつ低コストにて再資源として有効に活用
することができ、その造粒物も他の土砂等と混合し易く
取り扱いに優れると共に十分な強度も保持することがで
き、その経済的効果は大である。
【0031】また、前記製造した造粒物を転圧により締
め固め、硬化後、破砕処理すれば、強度も一層増して路
盤材等の建設資材としては更に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法を実
施するために使用する混合機を示す正面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法によ
って製造した造粒物の粒径を乾燥した砕石粉の混合比別
に示したグラフである。
【図4】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法によ
って製造した造粒物の圧縮強度を乾燥した砕石粉の混合
比別に示したグラフである。
【図5】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法によ
って製造した造粒物の粒径をセメントの混合比別に示し
たグラフである。
【図6】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法によ
って製造した造粒物の粒径を混合時間別に示したグラフ
である。
【図7】本発明に係る砕石粉脱水ケーキの処理方法によ
って製造した造粒物の圧縮強度を混合時間別に示したグ
ラフである。
【符号の説明】
1…混合機 2…混合槽 3、3´…混合軸 8…擦り潰し羽根 9…掻き取り羽根
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D004 AA31 BA02 CA04 CA13 CA14 CA15 CB02 CB13 CB15 CB28 CC11 CC12 CC13 DA02 DA07 4D059 AA09 BF15 BF17 BG00 BJ01 BJ07 BK09 BK11 CC04 DA66 DA70

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】砕石粉脱水ケーキと、乾燥した砕石粉と、
    固化材とを混合機に供給し、混合解砕して造粒させたこ
    とを特徴とする砕石粉脱水ケーキの処理方法。
  2. 【請求項2】砕石粉脱水ケーキと、乾燥した砕石粉と、
    固化材とを混合機に供給し、混合解砕して造粒させた
    後、この造粒物を転圧により締め固め、硬化後、破砕処
    理することを特徴とする砕石粉脱水ケーキの処理方法。
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