JP2001163648A - ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法および人工骨材 - Google Patents
ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法および人工骨材Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみ焼却灰組成にかかわらず絶乾比重が
２．５比重以下で、一軸圧縮破壊荷重が３０ｋｇｆ以上
の人工骨材が得られる製造方法およびこの方法により得
られた人工骨材を提供することを目的とする。 【解決手段】 主原料のごみ焼却灰に粘結剤、還元剤お
よび組成制御剤を添加して骨材配合原料中の主成分であ
るＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０
〜８０重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下となる
よう混合調整し、さらに必要に応じて発泡剤を得た混合
物に添加し、要すれば粉砕し、次に水を加えて混練し成
型し、該成型体を要すれば乾燥した後焼成する。
２．５比重以下で、一軸圧縮破壊荷重が３０ｋｇｆ以上
の人工骨材が得られる製造方法およびこの方法により得
られた人工骨材を提供することを目的とする。 【解決手段】 主原料のごみ焼却灰に粘結剤、還元剤お
よび組成制御剤を添加して骨材配合原料中の主成分であ
るＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０
〜８０重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下となる
よう混合調整し、さらに必要に応じて発泡剤を得た混合
物に添加し、要すれば粉砕し、次に水を加えて混練し成
型し、該成型体を要すれば乾燥した後焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却施設など
から発生するごみ焼却灰を主原料とし、土木・建築用人
工骨材を製造する方法、およびこの方法により得られた
人工骨材に関するものである。
から発生するごみ焼却灰を主原料とし、土木・建築用人
工骨材を製造する方法、およびこの方法により得られた
人工骨材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ごみ焼却施設などから発生するごみ焼却
灰には、焼却残渣である主灰と排ガス中に飛散する灰を
捕集した飛灰とがあり、そのほとんどが廃棄物として埋
め立て処分されている。飛灰は鉛、カドミウム、クロム
などの重金属類を含むため、現状では溶融固化、セメン
ト固化、キレート処理および酸洗浄の方法によって無害
化処理されたあと埋め立て処分されている。
灰には、焼却残渣である主灰と排ガス中に飛散する灰を
捕集した飛灰とがあり、そのほとんどが廃棄物として埋
め立て処分されている。飛灰は鉛、カドミウム、クロム
などの重金属類を含むため、現状では溶融固化、セメン
ト固化、キレート処理および酸洗浄の方法によって無害
化処理されたあと埋め立て処分されている。
【０００３】しかし、溶融固化法は処理コストが高く、
またそれ以外の方法は無害化処理の長期信頼性に欠ける
という問題があり、加えて多くの自治体が最終処分場の
確保と残余年数の延長化に苦慮しているために飛灰を廃
棄物とせず資源として有効利用する技術の開発が期待さ
れている。
またそれ以外の方法は無害化処理の長期信頼性に欠ける
という問題があり、加えて多くの自治体が最終処分場の
確保と残余年数の延長化に苦慮しているために飛灰を廃
棄物とせず資源として有効利用する技術の開発が期待さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況に
鑑みてなされたものであり、ごみ焼却灰組成にかかわら
ず絶乾比重が２．５比重以下で、一軸圧縮破壊荷重が３
０ｋｇｆ以上の人工骨材が得られる製造方法およびこの
方法により得られた人工骨材を提供することを目的とす
るものである。
鑑みてなされたものであり、ごみ焼却灰組成にかかわら
ず絶乾比重が２．５比重以下で、一軸圧縮破壊荷重が３
０ｋｇｆ以上の人工骨材が得られる製造方法およびこの
方法により得られた人工骨材を提供することを目的とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記ごみ焼
却灰の有効利用率を高め、絶乾比重が２．５以下で一軸
圧縮破壊荷重が高い骨材を得るための製造方法について
鋭意検討した結果、骨材配合原料中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3およびＣａＯが、それぞれ所定量の割合となるように
添加剤を加えて組成調整することによって上記課題を解
決し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
却灰の有効利用率を高め、絶乾比重が２．５以下で一軸
圧縮破壊荷重が高い骨材を得るための製造方法について
鋭意検討した結果、骨材配合原料中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3およびＣａＯが、それぞれ所定量の割合となるように
添加剤を加えて組成調整することによって上記課題を解
決し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】すなわち上記目的を達成する本第１の発明
は、主原料のごみ焼却灰に粘結剤、還元剤および組成制
御剤を添加して骨材配合原料中の主成分であるＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０〜８０
重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下となるよう混
合調整し、さらに必要に応じて発泡剤を得た混合物に添
加し、要すれば粉砕し、次に水を加えて混練し成型し、
該成型体を要すれば乾燥した後焼成することを特徴とす
る。
は、主原料のごみ焼却灰に粘結剤、還元剤および組成制
御剤を添加して骨材配合原料中の主成分であるＳｉ
Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０〜８０
重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下となるよう混
合調整し、さらに必要に応じて発泡剤を得た混合物に添
加し、要すれば粉砕し、次に水を加えて混練し成型し、
該成型体を要すれば乾燥した後焼成することを特徴とす
る。
【０００７】また、好ましくは前記還元剤が炭材であ
り、発泡剤が酸化鉄であるものである。
り、発泡剤が酸化鉄であるものである。
【０００８】また、本第２の発明は、前記本第１の発明
によって得られる人工骨材であり、絶乾比重が２．５以
下で、一軸圧縮破壊荷重が３０ｋｇｆ以上である人工骨
材を特徴とするものである。
によって得られる人工骨材であり、絶乾比重が２．５以
下で、一軸圧縮破壊荷重が３０ｋｇｆ以上である人工骨
材を特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細についてさら
に具体的に説明する。
に具体的に説明する。
【００１０】一般の人工骨材の原料である粘土や頁岩な
どの主成分はシリカ、アルミナ、カルシアなどであり、
ごみ焼却灰の主成分もほぼ同様のものからなる。そし
て、人工骨材に機械的強度を持たせるためには焼成時に
ペレット内部を半溶融状態にさせてガラス化すればよ
く、また軽量化するには内部を溶融させ、揮発成分によ
る気泡を溶融体中に捕捉すればよい。比重制御はこのよ
うな発泡状態の調整によって行うことができる。
どの主成分はシリカ、アルミナ、カルシアなどであり、
ごみ焼却灰の主成分もほぼ同様のものからなる。そし
て、人工骨材に機械的強度を持たせるためには焼成時に
ペレット内部を半溶融状態にさせてガラス化すればよ
く、また軽量化するには内部を溶融させ、揮発成分によ
る気泡を溶融体中に捕捉すればよい。比重制御はこのよ
うな発泡状態の調整によって行うことができる。
【００１１】しかしながら、ごみ焼却施設などから発生
するごみ焼却灰は、焼却施設、燃焼物および運転状態な
どによって化学的・物理的性質が異なり、一般の人工骨
材の原料である天然鉱物と比較してシリカやアルミナな
どの含有量が低いため、ペレット内部を半溶融状態にし
てガラス化し、機械的強度を持たせることが困難であ
る。
するごみ焼却灰は、焼却施設、燃焼物および運転状態な
どによって化学的・物理的性質が異なり、一般の人工骨
材の原料である天然鉱物と比較してシリカやアルミナな
どの含有量が低いため、ペレット内部を半溶融状態にし
てガラス化し、機械的強度を持たせることが困難であ
る。
【００１２】本発明は、まず前記主原料のごみ焼却灰に
組成調合材、粘結剤、還元剤を混合して骨材配合原料を
作製するが、この際に骨材配合原料中のＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０〜８０重量％、５
〜３０重量％、４０重量％以下となるようにする。さら
に必要に応じて発泡剤を骨材配合原料に添加する。これ
により絶乾比重が２．５以下で、一軸圧縮破壊荷重が３
０ｋｇｆ以上の人工骨材を製造することができる。
組成調合材、粘結剤、還元剤を混合して骨材配合原料を
作製するが、この際に骨材配合原料中のＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3、ＣａＯの割合が、それぞれ２０〜８０重量％、５
〜３０重量％、４０重量％以下となるようにする。さら
に必要に応じて発泡剤を骨材配合原料に添加する。これ
により絶乾比重が２．５以下で、一軸圧縮破壊荷重が３
０ｋｇｆ以上の人工骨材を製造することができる。
【００１３】本発明において、ごみ焼却灰とは主灰のみ
でなく、飛灰や主灰と飛灰の混合させたものをいう。ま
た、これらの粒度にも特に影響されない。
でなく、飛灰や主灰と飛灰の混合させたものをいう。ま
た、これらの粒度にも特に影響されない。
【００１４】組成制御剤としてはＳｉＯ2および／また
はＡｌ2Ｏ3を含有するものであれば特に限定されず、例
えば珪砂、陶石、長石、カオリナイト、木節粘土、工業
薬品、廃ガラス、シリカやアルミナを含む鉱物、石炭
灰、下水汚泥、建設汚泥などの産業廃棄物などが挙げら
れる。
はＡｌ2Ｏ3を含有するものであれば特に限定されず、例
えば珪砂、陶石、長石、カオリナイト、木節粘土、工業
薬品、廃ガラス、シリカやアルミナを含む鉱物、石炭
灰、下水汚泥、建設汚泥などの産業廃棄物などが挙げら
れる。
【００１５】本発明で粘結剤を用いた理由は、加水造粒
後のペレットの成型性と機械的強度を付与するためであ
る。機械的強度が弱いとロータリーキルンでの焼成の際
にペレットが粉化して製品の収率が低下し、かつ焼成帯
付近でペレット表面に粉化したものが付着したり、ある
いはロータリーキルンの内壁に付着して連続操業に支障
をきたすからである。
後のペレットの成型性と機械的強度を付与するためであ
る。機械的強度が弱いとロータリーキルンでの焼成の際
にペレットが粉化して製品の収率が低下し、かつ焼成帯
付近でペレット表面に粉化したものが付着したり、ある
いはロータリーキルンの内壁に付着して連続操業に支障
をきたすからである。
【００１６】粘結剤の種類は特に限定されないが、例え
ばベントナイト、水ガラスなどの無機類、澱粉、糖蜜、
リグニン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、
天然ゴム、パルプ廃液などの有機類が挙げられる。さら
に添加量も特に限定されないが、添加効果およびコスト
などを考慮すると０.５〜１０重量％の範囲が好まし
い。
ばベントナイト、水ガラスなどの無機類、澱粉、糖蜜、
リグニン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、
天然ゴム、パルプ廃液などの有機類が挙げられる。さら
に添加量も特に限定されないが、添加効果およびコスト
などを考慮すると０.５〜１０重量％の範囲が好まし
い。
【００１７】還元剤は、主として焼成中のペレット内部
の還元度を調整するために用いるが、炭材を用いれば、
結果としてＣＯ、ＣＯ2ガスを発生する。よって、後述
する炭化珪素の一部を炭材に置き換えることが可能であ
る。炭材としては、例えば石炭やコ−クスなどが挙げら
れる。骨材配合原料の全体に対する炭材の添加量は、
０．２〜１０重量％であることが好ましい。０．２重量
％未満では、発泡による軽量化の効果が得られず、一方
１０重量％を超えても発泡膨張による軽量化効果は増加
せず、逆に未燃焼の炭素がペレット内部に残留して人工
骨材の強度を低下させる可能性があるからである。
の還元度を調整するために用いるが、炭材を用いれば、
結果としてＣＯ、ＣＯ2ガスを発生する。よって、後述
する炭化珪素の一部を炭材に置き換えることが可能であ
る。炭材としては、例えば石炭やコ−クスなどが挙げら
れる。骨材配合原料の全体に対する炭材の添加量は、
０．２〜１０重量％であることが好ましい。０．２重量
％未満では、発泡による軽量化の効果が得られず、一方
１０重量％を超えても発泡膨張による軽量化効果は増加
せず、逆に未燃焼の炭素がペレット内部に残留して人工
骨材の強度を低下させる可能性があるからである。
【００１８】以上述べたようにごみ焼却灰と、組成制御
剤と、粘結剤と、還元剤とを混合して骨材配合原料を得
るが、この際、骨材配合原料中のＳｉＯ2が２０〜８０
重量％、Ａｌ2Ｏ3が５〜３０重量％およびＣａＯが４０
重量％以下の割合となるように調整する。ＳｉＯ2は骨
材の機械的強度を発現させるガラス化に寄与するが、２
０重量％未満では十分な強度が得られず８０重量％を超
えると適正焼成温度域が１３００℃を超えるため、熱エ
ネルギ−コストや骨材のキルン内壁への溶着、あるいは
骨材同士の溶着の問題から実用性が損なわれる。
剤と、粘結剤と、還元剤とを混合して骨材配合原料を得
るが、この際、骨材配合原料中のＳｉＯ2が２０〜８０
重量％、Ａｌ2Ｏ3が５〜３０重量％およびＣａＯが４０
重量％以下の割合となるように調整する。ＳｉＯ2は骨
材の機械的強度を発現させるガラス化に寄与するが、２
０重量％未満では十分な強度が得られず８０重量％を超
えると適正焼成温度域が１３００℃を超えるため、熱エ
ネルギ−コストや骨材のキルン内壁への溶着、あるいは
骨材同士の溶着の問題から実用性が損なわれる。
【００１９】また、Ａｌ2Ｏ3は強度発現の鉱物生成に寄
与するが、５重量％未満では鉱物生成が不十分もしくは
生成せず、３０重量％を超えるとＳｉＯ2と同様に適正
温度域が高くなりすぎる。さらに、ＣａＯが４０重量％
を超えると、前述のＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3と同様に適正焼
成温度域が１３００℃以上を超えかつ焼成可能な温度幅
が狭くなるため実用的でない。
与するが、５重量％未満では鉱物生成が不十分もしくは
生成せず、３０重量％を超えるとＳｉＯ2と同様に適正
温度域が高くなりすぎる。さらに、ＣａＯが４０重量％
を超えると、前述のＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3と同様に適正焼
成温度域が１３００℃以上を超えかつ焼成可能な温度幅
が狭くなるため実用的でない。
【００２０】発泡剤は還元剤と反応してガスを発生さ
せ、ガスを気泡としてペレット内部に捕捉させて比重を
制御するために用いる。発泡剤としては、前記のような
効果を発揮するものであれば特に限定されない。発泡剤
としては酸化鉄、特にへマタイトを用いれば、また還元
剤としては炭材を用いればより良好な結果が得られる。
この際、発泡剤の粒度は特に限定されないが、焼成中の
炭材による脱酸素反応を促進するために１０μｍ以下と
することが好ましい。また、ヘマタイトを用いる場合、
その添加量は骨材配合原料の全体に対して１〜１０重量
％とすることが望ましい。１重量％未満では発泡剤とし
ての効果が少なく、また１０重量％を超えて添加しても
発泡による軽量化の効果は増加しないからである。
せ、ガスを気泡としてペレット内部に捕捉させて比重を
制御するために用いる。発泡剤としては、前記のような
効果を発揮するものであれば特に限定されない。発泡剤
としては酸化鉄、特にへマタイトを用いれば、また還元
剤としては炭材を用いればより良好な結果が得られる。
この際、発泡剤の粒度は特に限定されないが、焼成中の
炭材による脱酸素反応を促進するために１０μｍ以下と
することが好ましい。また、ヘマタイトを用いる場合、
その添加量は骨材配合原料の全体に対して１〜１０重量
％とすることが望ましい。１重量％未満では発泡剤とし
ての効果が少なく、また１０重量％を超えて添加しても
発泡による軽量化の効果は増加しないからである。
【００２１】炭化珪素は、造粒したペレットが加熱によ
り多量の液相を生成するときに、酸化鉄と効率よく反応
してＣＯやＣＯ２ガスによるペレットの発泡膨潤を特に
促進する。よって、発泡剤として添加しても良く、還元
剤として添加しても良い。この場合、骨材配合原料の全
体に対する炭化珪素の添加量は、０．１〜１．０重量％
であることが好ましい。０．１重量％未満では骨材の軽
量化に対する効果が十分でなく、また１．０重量％を超
えても軽量効果は増大しないからである。
り多量の液相を生成するときに、酸化鉄と効率よく反応
してＣＯやＣＯ２ガスによるペレットの発泡膨潤を特に
促進する。よって、発泡剤として添加しても良く、還元
剤として添加しても良い。この場合、骨材配合原料の全
体に対する炭化珪素の添加量は、０．１〜１．０重量％
であることが好ましい。０．１重量％未満では骨材の軽
量化に対する効果が十分でなく、また１．０重量％を超
えても軽量効果は増大しないからである。
【００２２】必要であれば、骨材配合原料と発泡剤との
混合物を粉砕するが、粉砕方法は骨材配合原料が平均粒
径２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下まで粉砕でき
るものであればいずれの方法でもよい。例えばポットミ
ル、振動ミル、遊星ミルなどのボ−ルミル、衝突式のジ
ェット粉砕機、タ−ボ粉砕機などが挙げられる。
混合物を粉砕するが、粉砕方法は骨材配合原料が平均粒
径２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下まで粉砕でき
るものであればいずれの方法でもよい。例えばポットミ
ル、振動ミル、遊星ミルなどのボ−ルミル、衝突式のジ
ェット粉砕機、タ−ボ粉砕機などが挙げられる。
【００２３】つぎに、得られた粉砕物を必要に応じて湿
式混練するが、採用する混練方法は特に限定されず公知
の混練装置を用いることができる。また、成型方法とし
ては所定の径になるように成型できるものであればよ
く、例えばパンペレタイザーや押出成型機を用いると簡
便である。
式混練するが、採用する混練方法は特に限定されず公知
の混練装置を用いることができる。また、成型方法とし
ては所定の径になるように成型できるものであればよ
く、例えばパンペレタイザーや押出成型機を用いると簡
便である。
【００２４】得られた成型体は必要に応じて乾燥し、そ
の後焼成するが、焼成法は特に限定されない。例えば、
連続操業や得られる骨材品質の均一性を勘案すればロー
タリーキルンを用いることが好ましく、雰囲気は所望と
する骨材物性に合わせて適宜選択する。例えば、燃焼ガ
ス中の酸素濃度を３％〜１２％、焼成帯温度を１０００
℃〜１３００℃、前記焼成帯温度での成型体の滞留時間
を１分〜１２０分となるようにキルンの勾配、回転数を
選定し、あるいはダムの設置や内径といったキルン構造
を選定する。なお、焼成前に必要に応じて施す乾燥法も
特に限定されるものでない。
の後焼成するが、焼成法は特に限定されない。例えば、
連続操業や得られる骨材品質の均一性を勘案すればロー
タリーキルンを用いることが好ましく、雰囲気は所望と
する骨材物性に合わせて適宜選択する。例えば、燃焼ガ
ス中の酸素濃度を３％〜１２％、焼成帯温度を１０００
℃〜１３００℃、前記焼成帯温度での成型体の滞留時間
を１分〜１２０分となるようにキルンの勾配、回転数を
選定し、あるいはダムの設置や内径といったキルン構造
を選定する。なお、焼成前に必要に応じて施す乾燥法も
特に限定されるものでない。
【００２５】
【実施例】以下の実施例および比較例により、本発明を
さらに詳細に説明する。ただし、本発明は下記実施例に
限定されるものではない。
さらに詳細に説明する。ただし、本発明は下記実施例に
限定されるものではない。
【００２６】なお、用いたごみ焼却飛灰は主成分の割合
から２種類であり、ＡはＳｉＯ2：２７．４重量％、Ａ
ｌ2Ｏ3：１３．１重量％、Ｆｅ2Ｏ3：１．３重量％、Ｃ
ａＯ：１７．０重量％、Ｎａ2Ｏ：７．４重量％、Ｋ
2Ｏ：６．１重量％、Ｃ：２．６重量％であり、ＢはＳ
ｉＯ2：１９．９重量％、Ａｌ2Ｏ3：１３．１重量％、
Ｆｅ2Ｏ3：２．０重量％、ＣａＯ：１８．５重量％、Ｎ
ａ2Ｏ：８．６重量％、Ｋ2Ｏ：７．６重量％、Ｃ：２．
８重量％のものである。
から２種類であり、ＡはＳｉＯ2：２７．４重量％、Ａ
ｌ2Ｏ3：１３．１重量％、Ｆｅ2Ｏ3：１．３重量％、Ｃ
ａＯ：１７．０重量％、Ｎａ2Ｏ：７．４重量％、Ｋ
2Ｏ：６．１重量％、Ｃ：２．６重量％であり、ＢはＳ
ｉＯ2：１９．９重量％、Ａｌ2Ｏ3：１３．１重量％、
Ｆｅ2Ｏ3：２．０重量％、ＣａＯ：１８．５重量％、Ｎ
ａ2Ｏ：８．６重量％、Ｋ2Ｏ：７．６重量％、Ｃ：２．
８重量％のものである。
【００２７】また、組成制御剤として用いた石炭灰の主
成分はＳｉＯ2：６６．３重量％、Ａｌ2Ｏ3：２５．４
重量％、Ｆｅ2Ｏ3：４．１重量％、ＣａＯ：０．８重量
％、Ｎａ2Ｏ：０．３重量％、Ｋ2Ｏ：０．８重量％、Ｍ
ｇＯ：０．５重量％であり、下水汚泥焼却灰の主成分は
ＳｉＯ2：４０．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：１６．０重量
％、Ｆｅ2Ｏ3：１２．０重量％、ＣａＯ：８．５重量
％、Ｎａ2Ｏ：２．０重量％、Ｋ2Ｏ：１．５重量％、Ｍ
ｇＯ：２．５重量％、Ｐ2Ｏ5：１０．０重量％である。 ［実施例１］Ａの焼却飛灰６０．０重量％、ベントナイ
ト５．０重量％、ヘマタイト７．０重量％、コークス
５．０重量％、アルミナ２重量％および珪砂２１．０重
量％からなる骨材配合原料を、振動ミルを用いて平均粒
径５μmに混合粉砕した。該粉砕物に水を添加しなが
ら、押し出し成型機にて直径約８〜１０ｍｍの円柱状に
成型した後、１０５℃で通風乾燥した。次いで、前記乾
燥骨材を煉瓦内径４００ｍｍ、長さ８０００ｍｍのロー
タリーキルンに供給して、燃焼ガス中の酸素濃度４％、
温度約１０５０℃で滞留時間が２０分となる条件下で焼
成した。
成分はＳｉＯ2：６６．３重量％、Ａｌ2Ｏ3：２５．４
重量％、Ｆｅ2Ｏ3：４．１重量％、ＣａＯ：０．８重量
％、Ｎａ2Ｏ：０．３重量％、Ｋ2Ｏ：０．８重量％、Ｍ
ｇＯ：０．５重量％であり、下水汚泥焼却灰の主成分は
ＳｉＯ2：４０．０重量％、Ａｌ2Ｏ3：１６．０重量
％、Ｆｅ2Ｏ3：１２．０重量％、ＣａＯ：８．５重量
％、Ｎａ2Ｏ：２．０重量％、Ｋ2Ｏ：１．５重量％、Ｍ
ｇＯ：２．５重量％、Ｐ2Ｏ5：１０．０重量％である。 ［実施例１］Ａの焼却飛灰６０．０重量％、ベントナイ
ト５．０重量％、ヘマタイト７．０重量％、コークス
５．０重量％、アルミナ２重量％および珪砂２１．０重
量％からなる骨材配合原料を、振動ミルを用いて平均粒
径５μmに混合粉砕した。該粉砕物に水を添加しなが
ら、押し出し成型機にて直径約８〜１０ｍｍの円柱状に
成型した後、１０５℃で通風乾燥した。次いで、前記乾
燥骨材を煉瓦内径４００ｍｍ、長さ８０００ｍｍのロー
タリーキルンに供給して、燃焼ガス中の酸素濃度４％、
温度約１０５０℃で滞留時間が２０分となる条件下で焼
成した。
【００２８】このようにして得られた骨材ａの品質評価
として、絶乾比重はJIS A 1110に基づいて測定し、一軸
圧縮破壊荷重（以後、圧潰強度）は圧潰試験機によって
測定した。なお、前記測定は直径約１０ｍｍの各骨材に
ついて行い、その平均値を求めた。得られた結果を表１
に示した。
として、絶乾比重はJIS A 1110に基づいて測定し、一軸
圧縮破壊荷重（以後、圧潰強度）は圧潰試験機によって
測定した。なお、前記測定は直径約１０ｍｍの各骨材に
ついて行い、その平均値を求めた。得られた結果を表１
に示した。
【００２９】表１から分かる通り、実施例１の骨材ａは
絶乾比重が１．９５、圧潰強度が１４０ｋｇｆであっ
た。なお、骨材配合原料配合中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、
ＣａＯの割合は化学分析の結果、それぞれ３９．８重量
％、８．９重量％、１０．８重量％であった。
絶乾比重が１．９５、圧潰強度が１４０ｋｇｆであっ
た。なお、骨材配合原料配合中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、
ＣａＯの割合は化学分析の結果、それぞれ３９．８重量
％、８．９重量％、１０．８重量％であった。
【００３０】［実施例２〜１３および比較例１〜３］滞
留時間を４０分となる条件で焼成した以外は実施例１と
同様にして骨材ｂ（実施例２）を、Ａの焼却飛灰６０．
４重量％、ベントナイト４．８重量％、ヘマタイト４．
８重量％、コ−クス３．９重量％および珪砂２６．１重
量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｃ（実施例
３）を、キルン温度を１０３０℃、１０７０℃とした以
外は実施例１と同様にして、それぞれ骨材ｄ（実施例
４）、骨材ｅ（実施例５）を、Ａの焼却飛灰５８．０重
量％、ベントナイト４．８重量％、ヘマタイト４．８重
量％、コ−クス３．４重量％、アルミナ７．３重量％お
よび珪砂２１．６重量％とした以外は実施例１と同様に
して骨材ｆ（実施例６）を、キルン温度を１０３０℃、
１０７０℃とした以外は実施例６と同様にして、それぞ
れ骨材ｇ（実施例７）、骨材ｈ（実施例８）を、Ａの焼
却飛灰６９．３重量％、ベントナイト４．７重量％、ヘ
マタイト６．６重量％、コ−クス６．０重量％、炭化珪
素０．５重量％、アルミナ２．９重量％および珪砂１
０．０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｉ
（実施例９）を、Ｂの焼却飛灰８３．０重量％、ベント
ナイト５．０重量％、コ−クス２．０重量％および珪砂
１０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｊ
（実施例１０）を、Ｂの焼却飛灰７３．０重量％、ベン
トナイト５．０重量％、コ−クス２．０重量％および珪
砂２０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｋ
（実施例１１）を、Ｂの焼却飛灰６４．５重量％、ベン
トナイト５重量％、ヘマタイト５重量％、コ−クス５重
量％、炭化珪素０．５重量％および石炭灰２０重量％と
し、キルン温度を１１００℃とした以外は実施例１と同
様にして骨材ｌ（実施例１２）を、Ｂの焼却飛灰７４．
８重量％、ベントナイト５重量％、ヘマタイト５重量
％、コ−クス２重量％および下水汚泥焼却灰１３．２重
量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｍ（実施例
１３）を、キルン温度を７００℃、８００℃とした以外
は実施例１と同様にして、それぞれ骨材ｎ（比較例
１）、骨材ｏ（比較例２）を、Ｂの焼却飛灰２８．０重
量％、ベントナイト５．０重量％、ヘマタイト５．０重
量％、コ−クス２．０重量％、石炭灰２０．０重量％お
よび生石灰４０．０重量％とした以外は実施例１と同様
にして骨材ｐ（比較例３）を得た。
留時間を４０分となる条件で焼成した以外は実施例１と
同様にして骨材ｂ（実施例２）を、Ａの焼却飛灰６０．
４重量％、ベントナイト４．８重量％、ヘマタイト４．
８重量％、コ−クス３．９重量％および珪砂２６．１重
量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｃ（実施例
３）を、キルン温度を１０３０℃、１０７０℃とした以
外は実施例１と同様にして、それぞれ骨材ｄ（実施例
４）、骨材ｅ（実施例５）を、Ａの焼却飛灰５８．０重
量％、ベントナイト４．８重量％、ヘマタイト４．８重
量％、コ−クス３．４重量％、アルミナ７．３重量％お
よび珪砂２１．６重量％とした以外は実施例１と同様に
して骨材ｆ（実施例６）を、キルン温度を１０３０℃、
１０７０℃とした以外は実施例６と同様にして、それぞ
れ骨材ｇ（実施例７）、骨材ｈ（実施例８）を、Ａの焼
却飛灰６９．３重量％、ベントナイト４．７重量％、ヘ
マタイト６．６重量％、コ−クス６．０重量％、炭化珪
素０．５重量％、アルミナ２．９重量％および珪砂１
０．０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｉ
（実施例９）を、Ｂの焼却飛灰８３．０重量％、ベント
ナイト５．０重量％、コ−クス２．０重量％および珪砂
１０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｊ
（実施例１０）を、Ｂの焼却飛灰７３．０重量％、ベン
トナイト５．０重量％、コ−クス２．０重量％および珪
砂２０重量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｋ
（実施例１１）を、Ｂの焼却飛灰６４．５重量％、ベン
トナイト５重量％、ヘマタイト５重量％、コ−クス５重
量％、炭化珪素０．５重量％および石炭灰２０重量％と
し、キルン温度を１１００℃とした以外は実施例１と同
様にして骨材ｌ（実施例１２）を、Ｂの焼却飛灰７４．
８重量％、ベントナイト５重量％、ヘマタイト５重量
％、コ−クス２重量％および下水汚泥焼却灰１３．２重
量％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｍ（実施例
１３）を、キルン温度を７００℃、８００℃とした以外
は実施例１と同様にして、それぞれ骨材ｎ（比較例
１）、骨材ｏ（比較例２）を、Ｂの焼却飛灰２８．０重
量％、ベントナイト５．０重量％、ヘマタイト５．０重
量％、コ−クス２．０重量％、石炭灰２０．０重量％お
よび生石灰４０．０重量％とした以外は実施例１と同様
にして骨材ｐ（比較例３）を得た。
【００３１】得られた骨材ｂ〜ｐについて実施例１と同
様の測定を行い、その評価結果と骨材配合原料配合中の
酸化物換算でのＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの化学分析
結果を表１に併せて示した。
様の測定を行い、その評価結果と骨材配合原料配合中の
酸化物換算でのＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの化学分析
結果を表１に併せて示した。
【００３２】表１から分かる通り、実施例の骨材ｂ〜ｍ
は絶乾比重が１．４５〜２．３３、圧潰強度が３０ｋｇ
ｆ以上であるのに対して、比較例１〜３の骨材ｎ〜ｐは
圧潰強度が２６ｋｇｆ以下であった。
は絶乾比重が１．４５〜２．３３、圧潰強度が３０ｋｇ
ｆ以上であるのに対して、比較例１〜３の骨材ｎ〜ｐは
圧潰強度が２６ｋｇｆ以下であった。
【００３３】 表１ 骨 材 絶乾比重 圧潰強度 ＳｉＯ2 Ａｌ2Ｏ3 ＣａＯ kgf 重量％ 重量％ 重量％ ａ 実施例１ 1.95 140 39.8 8.9 10.8 ｂ 実施例２ 1.93 153 39.8 8.9 10.8 ｃ 実施例３ 1.92 85 44.6 9.0 10.9 ｄ 実施例４ 1.72 45 44.6 9.0 10.9 ｅ 実施例５ 2.33 138 44.6 9.0 10.9 ｆ 実施例６ 1.93 32 39.7 15.9 10.4 ｇ 実施例７ 1.74 30 39.7 15.9 10.4 ｈ 実施例８ 2.06 36 39.7 15.9 10.4 ｉ 実施例９ 1.45 43 31.7 9.9 12.1 ｊ 実施例１０ 1.70 103 29.7 12.0 16.0 ｋ 実施例１１ 1.85 107 37.2 11.6 14.7 ｌ 実施例１２ 1.73 53 29.4 14.2 12.1 ｍ 実施例１３ 1.70 45 23.5 12.6 15.0 ｎ 比較例１ 1.65 23 39.8 8.9 10.8 ｏ 比較例２ 1.62 26 39.8 8.9 10.8 ｐ 比較例３ 1.67 24 22.2 9.4 45.4
【００３４】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に従えば、ごみ
焼却灰を主原料として強度が高い骨材を効率的に生産す
ることができる。従って、産業廃棄物を埋め立てて処理
することなく、特に土木・建築材料などに再資源化でき
ることから、環境保全と資源有効利用において極めて有
用なものである。
焼却灰を主原料として強度が高い骨材を効率的に生産す
ることができる。従って、産業廃棄物を埋め立てて処理
することなく、特に土木・建築材料などに再資源化でき
ることから、環境保全と資源有効利用において極めて有
用なものである。
Claims (5)
- 【請求項１】主原料のごみ焼却灰と、粘結剤と、還元剤
と、組成制御剤とを混合して骨材配合原料を得、必要に
応じて発泡剤を得た骨材配合原料に添加し、要すれば粉
砕し、次に水を加えて混練し成型し、得た成型体を要す
れば乾燥した後、焼成して人工骨材を得る方法におい
て、骨材配合原料中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯの割
合が、それぞれ２０〜８０重量％、５〜３０重量％、４
０重量％以下となるよう混合調整することを特徴とする
人工骨材の製造方法。 - 【請求項２】前記還元剤が炭材であることを特徴とする
請求項１記載のごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方
法。 - 【請求項３】前記発泡剤が酸化鉄および炭化珪素の内、
少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または
２記載のごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法。 - 【請求項４】得られる人工骨材の絶乾比重が２．５以下
で、一軸圧縮破壊荷重が３０ｋｇｆ以上である請求項1
〜３記載の人工骨材の製造方法。 - 【請求項５】請求項１〜４記載の方法により得られる人
工骨材であり、絶乾比重が２．５以下で、一軸圧縮破壊
荷重が３０ｋｇｆ以上である人工骨材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596899A JP2001163648A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法および人工骨材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34596899A JP2001163648A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法および人工骨材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001163648A true JP2001163648A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18380240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34596899A Pending JP2001163648A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法および人工骨材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001163648A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007532302A (ja) * | 2004-04-14 | 2007-11-15 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | スラッジの処理方法 |
| JP2009132565A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Taiheiyo Material Kk | 人工骨材の製造方法 |
| CN114956784A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 南方科技大学 | 陶瓷膜及其制备方法 |
-
1999
- 1999-12-06 JP JP34596899A patent/JP2001163648A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007532302A (ja) * | 2004-04-14 | 2007-11-15 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | スラッジの処理方法 |
| JP2009132565A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Taiheiyo Material Kk | 人工骨材の製造方法 |
| CN114956784A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 南方科技大学 | 陶瓷膜及其制备方法 |
| CN114956784B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-12-01 | 南方科技大学 | 陶瓷膜及其制备方法 |
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