JP2001205241A

JP2001205241A - 焼却灰の固化方法

Info

Publication number: JP2001205241A
Application number: JP2000017514A
Authority: JP
Inventors: Hironori Noguchi; 博徳野口; Hisao Abe; 久雄阿部; Miyuki Rikitake; 幸力武; Akio Fukunaga; 昭夫福永
Original assignee: Nagasaki Prefectural Government; Nagasaki Ryoden Technica Co Ltd
Current assignee: Nagasaki Prefectural Government; Nagasaki Ryoden Technica Co Ltd
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】セメント、砂利などと混合して固化体を生成
する方法では、固化体に強度をもたせるための副原料を
多く添加しなければならず、結果的に焼却灰の使用比率
が低下してしまい、焼却灰を十分に再利用することがで
きないという課題があった。【解決手段】酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸
化アルミニウムを、それぞれ１０〜４０重量部、１０〜
３０重量部、及び５〜３０重量部含む焼却灰に水を添加
し、混錬する加水混錬工程と、この加水混錬工程で加水
混錬を施した焼却灰を、所定の形状の成形体に成形する
成形工程と、成形体に温度２００℃以下の飽和水蒸気圧
にて水熱処理を施し、水熱反応により固化体を生成する
水熱処理工程とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はゴミ焼却施設より
排出した焼却灰の固化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般都市ゴミなどの処理はその大
半が焼却施設において行われている。この焼却施設にお
いて、上記一般都市ゴミは焼却処理されて焼却灰として
減容化された後、埋め立て処分されている。しかしなが
ら、焼却灰の埋め立て処分に要する埋め立て地の確保も
困難になってきている。

【０００３】上記問題に対して、焼却灰をスラグ化し
て、このスラグ中に上記有害成分を封じ込めて環境中へ
溶出することを防止するとともに減容化して、このスラ
グを建築物の骨材やブロックとして再活用する試みがな
されている。このようなスラグ化技術には灰溶融方式や
ガス化溶融方式などがあり、これらはどれもスラグを生
成するために焼却灰を、一般的に１４００〜１５００℃
程度の高温で処理しなければならない。このため、処理
に要する消費エネルギーも非常に大きく、処理施設の消
耗も非常に早いことから普及はあまり進んでいない。

【０００４】そこで、焼却灰をセメント補助剤や固化さ
せて建築材とする試みがなされている。焼却灰を固化す
るには、粘土やガラス粉末と混合して成形、焼成するこ
とにより固化する方法、セメント、砂利などと混合して
固化体を生成する方法、及び２５０〜３５０℃程度の温
度条件で行う水熱反応を利用して焼却灰を固化する方法
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の焼却灰の固化方
法は以上のように構成されているので、セメント、砂利
などと混合して固化体を生成する方法では、固化体に強
度をもたせるための副原料を多く添加しなければなら
ず、結果的に焼却灰の配合比率が低下してしまい、焼却
灰を十分に再利用することができないという課題があっ
た。

【０００６】また、粘土やガラス粉末と混合して成形、
焼成することにより固化する方法では、上記方法と同様
に固化体に強度をもたせるために多くの副原料を添加し
なければならないことによる焼却灰の配合比率の低下に
加え、高温で焼き固めるためにエネルギー消費量が大き
くなるという課題があった。

【０００７】さらに、従来の水熱反応を利用した焼却灰
の固化方法では、２５０〜３５０℃程度の高温条件であ
るために用いる圧力容器に対する負荷が大きく、より強
固なものが必要であり、加えてエネルギー消費量が大き
いという課題があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、低温の水熱処理を施すことで、エ
ネルギー消費量を低減し、安価で焼却灰の処理効率が高
く、十分な強度を有する焼却灰の固化体を作成すること
ができる焼却灰の固化方法を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る焼却灰の
固化方法は、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化
アルミニウムを、それぞれ１０〜４０重量部、１０〜３
０重量部、及び５〜３０重量部含む焼却灰に水を添加
し、混錬する加水混錬工程と、この加水混錬工程で加水
混錬を施した焼却灰を、所定の形状の成形体に成形する
成形工程と、成形体に温度２００℃以下の飽和水蒸気圧
にて水熱処理を施し、水熱反応により固化体を生成する
水熱処理工程とを備えるものである。

【００１０】この発明に係る焼却灰の固化方法は、加水
混錬前の焼却灰に成形助剤として粘土鉱物、カルボキシ
メチルセルロース（ＣＭＣ）、及びデンプンのうち少な
くとも一つを添加するものである。

【００１１】この発明に係る焼却灰の固化方法は、加水
混錬前の焼却灰に水熱反応の反応促進剤として粘土鉱
物、ケイ酸ナトリウム、コロイドケイ酸、二酸化ケイ素
粉末、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、石膏、及び
炭酸カルシウムのうち少なくとも一つを添加するもので
ある。

【００１２】この発明に係る焼却灰の固化方法は、加水
混錬工程にて焼却灰に５〜１５重量部の水を添加し、成
形工程にて加水混錬工程で加水混錬を施した焼却灰を、
１５〜５０ＭＰａの圧力でプレス成形するものである。

【００１３】この発明に係る焼却灰の固化方法は、加水
混錬工程にて焼却灰に１０〜３０重量部の水を添加し、
成形工程にて加水混錬工程で加水混錬を施した焼却灰
を、均一な大きさに造粒、若しくは均一な大きさに造粒
した後に、球状に整粒するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．先ず、本願発明に用いる焼却灰について
説明する。表１はこのような本願発明で用いる焼却灰の
化学組成を示しており、上記焼却灰に未燃有機物を除去
する処理を施している。表１において、化学組成欄は焼
却灰中に含まれる化合物を示しており、ｏｔｈｅｒｓ※
は強熱減量、金属塩等の微量成分である。具体的にはＮ
ａＣｌなどの塩素化合物がある。また、焼却灰を得た地
域をＡ地区及びＢ地区とし、Ａ地区では各季節における
各成分の重量比とそれらの平均値とを示している。Ｂ地
区においては各成分の重量比の平均値のみを示してい
る。

【表１】

【００１５】表１に示すように、焼却灰は酸化カルシウ
ム、二酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムを主成分とす
る組成となっており、その重量比は季節や焼却処理を行
った地域により若干の違いがあることがわかる。本願発
明の発明者はエネルギー消費量をできる限り抑えること
ができる焼却灰の固化方法として水熱反応を利用する方
法に着目し、従来と比較してエネルギー消費量を抑える
ために焼却灰の化学組成について研究解析を行った。そ
の結果、焼却灰の主成分である酸化カルシウム、二酸化
ケイ素、及び酸化アルミニウムを、それぞれ１０〜４０
重量部、１０〜３０重量部、及び５〜３０重量部含んで
いると、２００℃以下の低温条件で水熱処理を行っても
十分な強度を有する固化体を得ることができることを見
出すに至った。以下、本願発明で用いる焼却灰は酸化カ
ルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムを上記
重量比の範囲内で含むものとする。次に上記焼却灰の固
化方法及びその装置について説明する。

【００１６】図１はこの発明の実施の形態１による焼却
灰の固化方法に用いる装置を示す構成図である。図にお
いて、１は本願発明で用いる焼却灰に含まれる未燃有機
物を除去する未燃有機物除去手段で、これまでに開示さ
れている未燃有機物の除去方法を適用することが可能と
考えられる。２は本願発明で用いる焼却灰に成形助剤や
反応促進剤を添加する添加剤混合手段であり、加水混錬
前の焼却灰に成形助剤及び／若しくは反応促進剤を混合
し均一に分散させる。また、この添加剤混合手段２によ
る焼却灰に添加剤を混合する工程は、後述する焼却灰の
成形条件や焼却灰の組成によっては省略することができ
る。３は焼却灰単体又は添加剤混合手段２によって成形
助剤及び／若しくは反応促進剤が添加された焼却灰を、
水と混錬する加水混錬手段である。添加剤混合手段２及
び加水混錬手段３に用いる混合機としては、せん断力に
よって焼却灰などの粉体と添加剤や水などの添加物とを
均一に分散できるものであればよい。４は加水混錬され
た焼却灰を所望の形状の成形体に成形する成形手段であ
る。成形手段４としては焼却灰をプレス成形する場合に
は通常のプレス成型器を使用してもよく、プレス成形し
ない場合には押し出し造粒器、パン型造粒器、オムニミ
キサなどの焼却灰を均一な大きさに造粒する造粒器や、
均一な大きさに造粒した後に球状に整粒する球形整粒器
を使用してもよい。５は成形手段４によって成形した焼
却灰の成形体に水熱処理を行う水熱処理手段で、後述す
る２００℃以下の飽和水蒸気圧下で処理が行えるような
耐圧容器、例えばオートクレーブを使用する。

【００１７】次に動作について説明する。図２はこの発
明の実施の形態１による焼却灰の固化方法を示すフロー
図である。図２に示すように、先ず、未燃有機物除去手
段１にて本願発明に用いる焼却灰から未燃有機物の除去
を行う（ステップＳＴ１）。具体的には、焼却灰をスラ
グ化する灰溶融法やガス化溶融法などが挙げられるが、
これらは上述したようにエネルギー消費が激しいので本
願発明の目的に適さない。そこで、特願平１０−１０９
９８７号公報に開示される処理方法が検討されている。
これは比較的低温の連続処理にて未燃有機物の除去を行
うものである。但し、本願発明においては焼却灰から未
燃有機物を除去する必要がない場合には上記ステップＳ
Ｔ１の工程を省略してもかまわない。

【００１８】次に、添加剤混合手段２にて成形助剤や反
応促進剤を水溶液とせずに焼却灰と混合（乾式混合）
し、これらを均一に分散させる（ステップＳＴ２、ステ
ップＳＴ３）。本願発明に用いられる焼却灰はシルト質
であるため単体では可塑性が低い。このため、成形する
条件によっては成形体が形状を維持できない場合があ
る。そこで、成形助剤を添加して可塑性を付与すること
で成形体に強度を与え十分に形状を維持することができ
る。このような成形助剤としては、ベントナイトやカオ
リナイトなどの粘土鉱物、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、及びデンプンなどを用いる。これらの具体
的な添加量としては、ベントナイトやカオリナイトなど
の粘土鉱物、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、
及びデンプンを、それぞれ１〜２０重量部、１〜１０重
量部、１〜１０重量部の範囲で添加することが好まし
く、これらを混合して添加してもよい。

【００１９】また、上述した表１に示すように本願発明
に用いる焼却灰は、季節や焼却処理を行った地域によっ
て各組成物の重量比が異なる。このため、焼却灰の主成
分である酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アル
ミニウムが、それぞれ１０〜４０重量部、１０〜３０重
量部、５〜３０重量部の範囲から外れた焼却灰が生成す
る可能性も考えられる。そこで、反応促進剤を添加して
酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アルミニウム
を補うことにより、後述する水熱処理によって十分な強
度を有する固化体を得ることができる。

【００２０】上記のような反応促進剤としては、ベント
ナイトやカオリナイトなどの粘土鉱物、ケイ酸ナトリウ
ム（水ガラス）、コロイドケイ酸（コロイダルシリ
カ）、二酸化ケイ素粉末（マイクロシリカ）、水酸化カ
ルシウム（消石灰）、酸化カルシウム（生石灰）、石膏
（無水／半水石膏）、及び炭酸カルシウムなどを用い
る。これらの具体的な添加量としては、ベントナイトや
カオリナイトなどの粘土鉱物、ケイ酸ナトリウム、コロ
イドケイ酸、二酸化ケイ素粉末、水酸化カルシウム、酸
化カルシウム、石膏、及び炭酸カルシウムを、それぞれ
１〜２０重量部、１〜１０重量部、１〜１０重量部、
０．５〜１０重量部、１〜２０重量部、１〜２０重量
部、１〜２０重量部、１〜２０重量部の範囲で添加する
ことが好ましい。

【００２１】また、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及
び酸化アルミニウムの重量比を上記範囲内におさめるた
めに、上記反応促進剤のうち複数種類を混合して添加し
てもよいが、添加後が１００重量部となるように調節す
る。具体的には焼却灰６０重量部に対して添加できる反
応促進剤の量は、例えば石膏及び炭酸カルシウムをそれ
ぞれ２０重量部ずつ添加する場合などがある。

【００２２】このように成形助剤や反応促進剤を添加す
ることによって焼却灰の配合比率が低下するので、成形
助剤は成形可能な最小限の添加量、反応促進剤は十分な
強度が得られる最小限の添加量に抑えることが望まし
い。

【００２３】加水混錬手段３によってステップＳＴ２及
びステップＳＴ３で成形助剤及び／若しくは反応促進剤
を添加し乾式混合された焼却灰、若しくは、焼却灰単体
に水を添加し混錬する（ステップＳＴ４、ステップＳＴ
５、加水混錬工程）。

【００２４】成形手段４によって加水混錬された焼却灰
を所定の形状の成形体に成形する（ステップＳＴ６、成
形工程）。ここで、成形手段４としては焼却灰をプレス
成形する一般的なプレス成型器を用いてもよく、押し出
し造粒器、パン型造粒器、オムニミキサなどを用いて均
一な大きさに造粒してもよい。また、均一な大きさに造
粒した造粒物を球状に整粒する球形整粒器を使用しても
よい。

【００２５】なお、ステップＳＴ４〜ステップＳＴ６ま
での処理において、５〜１５重量部の範囲で水を添加し
て加水混錬し、この混錬物をプレス成型器にて１５〜５
０ＭＰａの圧力でプレスして成形体を形成するという条
件では、本願発明に用いる焼却灰に成形助剤を添加する
ことなく形状を維持するのに十分な強度の成形体を得る
ことができる。

【００２６】また、ステップＳＴ４〜ステップＳＴ６ま
での処理において、１０〜３０重量部の範囲で水を添加
して加水混錬し、この混錬物を押し出し造粒器、パン型
造粒器、オムニミキサなどを用いて均一な大きさに造粒
したり、均一な大きさに造粒した後に球形整粒器により
球状に整粒しても、上記と同様に成形助剤を添加するこ
となく形状を維持するのに十分な強度の成形体を得るこ
とができる。

【００２７】ステップＳＴ６にて作成した成形体を、水
熱処理手段５としてオートクレーブなどの耐圧容器に収
納し、２００℃以下の飽和水蒸気圧下で、好ましくは２
〜２０時間水熱処理を行う（ステップＳＴ７、水熱処理
工程）。この水熱処理を行う前の常温、常圧下では、本
願発明に用いる焼却灰の主成分である酸化カルシウム、
二酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムは、炭酸カルシウ
ムや塩化カルシウムなどの炭酸塩や塩化物として存在
し、セメントなどの固結材なしには十分な強度を有する
固化体を得ることができない。このため、常温、常圧下
の処理では、セメントなどの固結材の分だけ焼却灰の配
合比率が減り、処理効率の向上に限界がある。

【００２８】一方、上記水熱処理を行って得られた固化
体にＸ線回折法による含有鉱物の同定を行うと、以下に
示すような結果が得られた。図３はこの発明の実施の形
態１による焼却灰の固化方法にて得られた固化体に対し
てＸ線回折法による含有鉱物の同定を行った結果を示す
グラフ図である。図において、（ａ）は水熱処理を施し
ていない未処理焼却灰、（ｂ）は水熱処理を施した焼却
灰（成形助剤や反応促進剤が無添加）、（ｃ）は水熱処
理を施した焼却灰（反応促進剤として消石灰（水酸化カ
ルシウム）を３重量部添加）、（ｄ）は水熱処理を施し
た焼却灰（反応促進剤として消石灰（水酸化カルシウ
ム）を５重量部添加）、（ｅ）は水熱処理を施した焼却
灰（反応促進剤として消石灰（水酸化カルシウム）を７
重量部添加）、（ｆ）は水熱処理を施した焼却灰（反応
促進剤として消石灰（水酸化カルシウム）を１０重量部
添加）のＸ線回折スペクトルを示す。また、焼却灰は表
１に示すＢ地区から得られたものを使用し、水熱処理は
上述した工程に沿って行った。

【００２９】図３の記号●に示すように、未処理の焼却
灰（ａ）では現れない２θ＝７．５度におけるピーク
が、水熱処理を施すことで発現（ｂ）し、消石灰を添加
（（ｃ）〜（ｆ））するにつれて、その強度が大きくな
っていくことがわかる。この２θ＝７．５度のピーク
は、ＣａＯ−ＳｉＯ₂ −Ｈ₂ Ｏ系鉱物（トバモライト）
に帰属するものであることがわかっており、本願発明に
用いる焼却灰に対して、上述した水熱処理を施すことに
よってＣａＯ−ＳｉＯ₂ −Ｈ₂ Ｏ系（以下、Ｃ−Ｓ−Ｈ
と略す）の鉱物（或いはＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｈ₂ Ｏ系
（以下、Ｃ−Ａ−Ｈと略す）の鉱物）が生成することが
確認された。

【００３０】また、Ｃ−Ｓ−Ｈ系鉱物若しくはＣ−Ａ−
Ｈ系鉱物を生成することで、本願発明により生成した固
化体は後述する具体例に示すように路盤用ブロックなど
の建築材を上回る強度を有するようになる。

【００３１】このように本願発明に用いる焼却灰におい
ては、セメントなどの固結材が添加されなくともＣ−Ｓ
−Ｈ系鉱物若しくはＣ−Ａ−Ｈ系鉱物を生成することに
よって固化体の強度が発現されるので、焼却灰の配合比
率の低下を抑えることができ、処理効率を向上させるこ
とができる。

【００３２】具体例１．実施の形態１による焼却灰の固
化方法の具体例１を以下に説明する。表２は具体例１に
おける焼却灰、成形助剤、及び反応促進剤の配合比率を
示しており、表１におけるＢ地区から得られた焼却灰を
用いている。表２において、材料欄はＢ地区から得られ
た本願発明に用いる焼却灰に、成形助剤及び／若しくは
反応促進剤として粘土鉱物のベントナイト、反応促進剤
としてケイ酸ナトリウムを主成分とする水ガラス、マイ
クロシリカ（二酸化ケイ素粉末）、及び消石灰（水酸化
カルシウム）を添加物として加えた例を示している。ま
た、各添加物の配合比率は添加物を加えた焼却灰が全体
として１００重量部となるようにしている。一方、材料
欄に示す水の配合比率は上記焼却灰単体（ＨＴ１）、若
しくは添加物を加えた焼却灰（ＨＴ２〜ＨＴ５）の全重
量を１００重量部とした場合に、その重量に対してさら
に添加する外掛け操作を施した水を指している。表２の
例では焼却灰単体（ＨＴ１）、若しくは添加物を加えた
焼却灰（ＨＴ２〜ＨＴ５）の全重量を１００重量部とし
た場合に１０重量部の水を外掛けした場合を示している
（これにより、水の添加後は１１０重量部となる）。

【表２】

【００３３】表２に示したＨＴ１〜ＨＴ５の試料に、ス
テップＳＴ４及びステップＳＴ５にて加水混錬を行った
後、ステップＳＴ６にて３０ＭＰａの圧力でプレス成形
して成形体を作成し、ステップＳＴ７にて成形体をオー
トクレーブ中に収納して２００℃の飽和水蒸気圧条件下
において１２時間水熱処理を施して固化体を得た。

【００３４】表３は上記各試料（ＨＴ１〜ＨＴ５）の固
化体の気孔率及び曲げ強度を測定した結果を示してい
る。具体的には、気孔率測定はＪＩＳ−Ｒ２２０５に基
づくアルキメデス法により行い、曲げ強度試験は２つの
支点間（支点間距離ｌ）に幅ｂ，厚みｄの試料（固化
体）を配置し上記２支点の中央に破断加重Ｌをかけてゆ
き、試料が破断した荷重を曲げ強度Ｓ’として、関係式
Ｓ’＝（３／２）・（Ｌ・ｌ／ｂ・ｄ² ）を用いて算出
する。また、表３中の比較※は曲げ強度を比較するため
に路盤用ブロックのＪＩＳ規格における値を示してい
る。

【表３】

【００３５】表３に示すように、本願発明の固化方法で
作成された固化体の曲げ強度は、いずれの試料（ＨＴ１
〜ＨＴ５）から得られたものであっても、６．０ＭＰａ
以上の強度を有し、路盤用ブロックのＪＩＳ規格におけ
る曲げ強度４．９ＭＰａを上回る値を示している。ここ
で、上述したようなＸ線回折法による含有鉱物の同定を
行ったところ、水熱処理以前には認められなかった２θ
＝７．５度付近のＣ−Ｓ−Ｈ系鉱物のピークが、上記試
料（ＨＴ１〜ＨＴ５）のいずれの固化体からも検出さ
れ、このＣ−Ｓ−Ｈ系鉱物の生成が固化体の強度発現に
寄与していることがわかる。

【００３６】また、上記試料（ＨＴ１〜ＨＴ５）のいず
れの固化体も、その気孔率が表面積の３０％を超える値
を示す多孔体であることから、吸音材、吸湿材、吸着材
としての利用が考えられる。

【００３７】具体例２．実施の形態１による焼却灰の固
化方法の具体例２を以下に説明する。表４は具体例２に
おける焼却灰、成形助剤、及び反応促進剤の配合比率を
示しており、表１におけるＢ地区から得られた焼却灰を
用いている。表４において、材料欄はＢ地区から得られ
た本願発明に用いる焼却灰に、成形助剤及び／若しくは
反応促進剤として粘土鉱物のベントナイト、反応促進剤
としてケイ酸ナトリウムを主成分とする水ガラスを添加
物として加えた例を示している。また、表２と同様に、
各添加物の配合比率は添加物を加えた焼却灰が全体とし
て１００重量部となるようにしている。さらに、材料欄
に示す水の配合比率も表２と同様に添加物を加えた焼却
灰（ＨＴ１Ｂ若しくはＨＴ２Ｂ）の全重量を１００重量
部とした場合に、その重量に対してさらに添加する外掛
け操作を施した水を指している。表４の例では、添加物
を加えた焼却灰（ＨＴ１Ｂ若しくはＨＴ２Ｂ）の全重量
を１００重量部とした場合に、ＨＴ１Ｂで２２重量部、
ＨＴ２Ｂで２０重量部の水を外掛けした場合を示してい
る（これにより、水の添加後はＨＴ１Ｂが１２２重量
部、ＨＴ２Ｂが１２０重量部となる）。

【表４】

【００３８】表４に示したＨＴ１Ｂ及びＨＴ２Ｂの試料
にステップＳＴ４及びステップＳＴ５にて加水混錬を行
った後、ステップＳＴ６で具体例１とは異なり押し出し
造粒器にて５ｍｍ程度の均一な大きさに造粒した。さら
に、これら造粒物を球形整粒器にかけて球状に整粒し、
ステップＳＴ７にてこれら球状の成形体をオートクレー
ブ中に収納して２００℃の飽和水蒸気圧条件下において
１２時間水熱処理を施して固化体を得た。

【００３９】表５は上記各試料（ＨＴ１Ｂ及びＨＴ２
Ｂ）の固化体の気孔率及び圧壊強度を測定した結果を示
している。具体的には、気孔率測定はＪＩＳ−Ｒ２２０
５に基づいて行い、圧壊強度試験は試料に負荷をかけて
ゆき、試料が破壊した荷重を圧壊強度としている。ま
た、表５中の比較※は気孔率及び圧壊強度を比較するた
めにセメント固化させた造粒物における値を示してい
る。

【表５】

【００４０】表５に示すように、本願発明の固化方法で
作成された固化体の圧壊強度は、いずれの試料（ＨＴ１
Ｂ及びＨＴ２Ｂ）から得られたものであっても、セメン
ト固化させた造粒物の圧壊強度４．０ＭＰａを上回る値
を示している。また、上記試料（ＨＴ１Ｂ及びＨＴ２
Ｂ）のいずれの固化体も、その気孔率が表面積の３０％
を超える値を示す多孔体であることから、吸音材、吸湿
材、吸着材としての再利用が考えられる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、酸化
カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムを、
それぞれ１０〜４０重量部、１０〜３０重量部、及び５
〜３０重量部含む焼却灰に水を添加して加水混錬し、こ
の加水混錬を施した焼却灰を所定の形状の成形体に成形
し、成形体に温度２００℃以下の飽和水蒸気圧にて水熱
処理を施し、水熱反応により固化体を生成するので、比
較的低温（２００℃以下）で焼却灰を固化することがで
きることから、エネルギー消費量が低減され、低コスト
で固化体を得ることができる効果がある。

【００４２】また、水熱処理によって焼却灰の主成分で
ある酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アルミニ
ウムがＣ−Ｓ−Ｈ系鉱物、或いはＣ−Ａ−Ｈ系鉱物を生
成して固化体の強度が発現するので、セメントなどの固
結材を添加することなく焼却灰の配合比率の高い固化体
を得ることができる。これにより、焼却灰の処理効率を
向上させることができる効果がある。

【００４３】さらに、得られた固化体は高強度、多孔質
などの特性を有することから、様々な分野に再利用する
ことができ、従来の埋め立てによる最終処分場の枯渇問
題を解決することができる効果がある。

【００４４】この発明によれば、加水混錬前の焼却灰に
成形助剤として粘土鉱物、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、及びデンプンのうち少なくとも一つを添加
するので、焼却灰に可塑性を付与することで、十分に形
状を維持することができる成形体を得ることができる効
果がある。

【００４５】この発明によれば、加水混錬前の焼却灰に
水熱反応の反応促進剤として粘土鉱物、ケイ酸ナトリウ
ム、コロイドケイ酸、二酸化ケイ素粉末、水酸化カルシ
ウム、酸化カルシウム、石膏、及び炭酸カルシウムのう
ち少なくとも一つを添加するので、固化体の強度発現に
寄与する酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸化アル
ミニウムを補うことができ、十分な強度を有する固化体
を得ることができる効果がある。

【００４６】この発明によれば、焼却灰に５〜１５重量
部の水を添加して加水混錬し、この加水混錬を施した焼
却灰を、１５〜５０ＭＰａの圧力でプレス成形するの
で、成形助剤を添加することなく形状を維持するのに十
分な強度の成形体を得ることができる効果がある。

【００４７】この発明によれば、焼却灰に１０〜３０重
量部の水を添加して加水混錬し、この加水混錬を施した
焼却灰を、均一な大きさに造粒、若しくは均一な大きさ
に造粒した後に、球形に整粒するので、上記段落００４
６と同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による焼却灰の固化方
法に用いる装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１による焼却灰の固化方
法を示すフロー図である。

【図３】この発明の実施の形態１による焼却灰の固化方
法にて得られた固化体に対してＸ線回折法による含有鉱
物の同定を行った結果を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１未燃有機物除去手段２添加剤混合手段３加水混錬手段４成形手段５水熱処理手段

フロントページの続き (72)発明者力武幸長崎県長崎市丸尾町４番４号長崎菱電テクニカ株式会社内 (72)発明者福永昭夫長崎県佐世保市有福町536−188 Ｆターム(参考） 4D004 AA36 BA02 CA14 CA15 CA22 CA45 CA50 CB15 CC03 CC11 CC13 CC15 DA02 DA03 DA09 DA10 4G012 PA06 PA11 PA22 PA26 PB03 PB08 PB11 PB39 PE01 PE05 PE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化カルシウム、二酸化ケイ素、及び酸
化アルミニウムを、それぞれ１０〜４０重量部、１０〜
３０重量部、及び５〜３０重量部含む焼却灰に水を添加
し、混錬する加水混錬工程と、この加水混錬工程で加水混錬を施した焼却灰を、所定の
形状の成形体に成形する成形工程と、上記成形体に温度２００℃以下の飽和水蒸気圧にて水熱
処理を施し、水熱反応により固化体を生成する水熱処理
工程とを備えた焼却灰の固化方法。
【請求項２】加水混錬工程前の焼却灰に成形助剤とし
て粘土鉱物、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、
及びデンプンのうち少なくとも一つを添加することを特
徴とする請求項１記載の焼却灰の固化方法。
【請求項３】加水混錬工程前の焼却灰に水熱反応の反
応促進剤として粘土鉱物、ケイ酸ナトリウム、コロイド
ケイ酸、二酸化ケイ素粉末、水酸化カルシウム、酸化カ
ルシウム、石膏、及び炭酸カルシウムのうち少なくとも
一つを添加することを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の焼却灰の固化方法。
【請求項４】加水混錬工程にて焼却灰に５〜１５重量
部の水を添加し、成形工程にて上記加水混錬工程で加水
混錬を施した焼却灰を、１５〜５０ＭＰａの圧力でプレ
ス成形することを特徴とする請求項１から請求項３のう
ちのいずれか１項記載の焼却灰の固化方法。
【請求項５】加水混錬工程にて焼却灰に１０〜３０重
量部の水を添加し、成形工程にて上記加水混錬工程で加
水混錬を施した焼却灰を、均一な大きさに造粒、若しく
は均一な大きさに造粒した後に、球状に整粒することを
特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項
記載の焼却灰の固化方法。