JP2002003248A - ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法 - Google Patents
ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみ焼却施設などから発生するごみ焼却灰を
主原料とする人工骨材の製造方法を提供する。 【解決手段】 ごみ焼却灰に、粘結剤および組成制御材
として少なくとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じ
て還元剤および発泡剤とを混合もしくは混合粉砕し、水
を加えて成型した後、該成型体を必要ならば乾燥した
後、焼成することを特徴とする。 【効果】 圧潰強度の高い骨材を効率的に生産すること
が可能となり、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。
主原料とする人工骨材の製造方法を提供する。 【解決手段】 ごみ焼却灰に、粘結剤および組成制御材
として少なくとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じ
て還元剤および発泡剤とを混合もしくは混合粉砕し、水
を加えて成型した後、該成型体を必要ならば乾燥した
後、焼成することを特徴とする。 【効果】 圧潰強度の高い骨材を効率的に生産すること
が可能となり、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。
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、組成制御材とし
て少なくとも廃ガラスを添加する土木・建築用人工骨材
の製造方法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、組成制御材とし
て少なくとも廃ガラスを添加する土木・建築用人工骨材
の製造方法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。飛灰には鉛、カドミウム、クロ
ムなどの重金属類が含まれているため、現状では溶融固
化、セメン卜固化、キレート処理および酸洗浄の方法に
よって重金属類の溶出防止処理を施して無害化したあと
埋め立て処分している。
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。飛灰には鉛、カドミウム、クロ
ムなどの重金属類が含まれているため、現状では溶融固
化、セメン卜固化、キレート処理および酸洗浄の方法に
よって重金属類の溶出防止処理を施して無害化したあと
埋め立て処分している。
【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再資
源として有効利用する技術の開発が期待されている。
たそれ以外の方法は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再資
源として有効利用する技術の開発が期待されている。
【０００４】その方法の１つとして本発明者らは先に、
飛灰を主原料として粘結剤や珪砂、陶石および長石など
の組成制御剤、さらにはへマタイト、炭化珪素などの発
泡剤、コークスなどの還元剤を添加してぺレット化し、
これをロータリーキルンで焼成することによって重金属
溶出量の少ない土木・建築用人工骨材の製造方法を見出
し、この技術を特開平１０−２８７６７５号に開示し
た。
飛灰を主原料として粘結剤や珪砂、陶石および長石など
の組成制御剤、さらにはへマタイト、炭化珪素などの発
泡剤、コークスなどの還元剤を添加してぺレット化し、
これをロータリーキルンで焼成することによって重金属
溶出量の少ない土木・建築用人工骨材の製造方法を見出
し、この技術を特開平１０−２８７６７５号に開示し
た。
【０００５】この方法によれば、ごみ焼却灰を人工骨材
として有効利用でき、かつ最終処分場の残余年数の延長
にも貢献できるが、ごみ焼却灰の性状は焼却施設、設
備、燃焼物および運転状況などで大きく異なるため、用
途に応じた所望の骨材を製造するには添加剤による組成
制御が必要である。
として有効利用でき、かつ最終処分場の残余年数の延長
にも貢献できるが、ごみ焼却灰の性状は焼却施設、設
備、燃焼物および運転状況などで大きく異なるため、用
途に応じた所望の骨材を製造するには添加剤による組成
制御が必要である。
【０００６】一方、瓶ガラスや板ガラスなどの廃ガラス
は、その一部がカレットとしてリサイクルされているも
のの十分でなく、さらなる用途開発が望まれているのが
現状である。このような廃ガラスを有効利用するために
は、人工骨材としての利用がその需要量の大きさから適
している。
は、その一部がカレットとしてリサイクルされているも
のの十分でなく、さらなる用途開発が望まれているのが
現状である。このような廃ガラスを有効利用するために
は、人工骨材としての利用がその需要量の大きさから適
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、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、組
成制御材として少なくとも廃ガラスを添加した人工骨材
を得るための製造方法を提供することを目的とするもの
である。
焼却施設などから発生するごみ焼却灰を主原料とし、組
成制御材として少なくとも廃ガラスを添加した人工骨材
を得るための製造方法を提供することを目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記ごみ焼
却灰および廃ガラスの有効利用率を高めた人工骨材を得
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、Ａ１２Ｏ３、およびＣａＯが、それ
ぞれ所定量の割合となるように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。
却灰および廃ガラスの有効利用率を高めた人工骨材を得
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、Ａ１２Ｏ３、およびＣａＯが、それ
ぞれ所定量の割合となるように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。
【０００９】すなわち上記目的を達成する本発明は、主
原料のごみ焼却灰に粘結剤および組成制御材として少な
くとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じて還元剤お
よび発泡剤を添加し、骨材配合原料中の主成分であるＳ
ｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯの割合が、それぞれ２
０〜８０重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下であ
り、かつＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ）重量比が
０．５以上となるよう調整して混合もしくは混合粉砕
し、つぎに水を加えて成型し、該成型体を必要ならば乾
燥したあと９００〜１１００℃で焼成することを特徴と
する。また前記ごみ焼却灰に発泡剤を加え、さらに前記
発泡剤が酸化鉄および炭化珪素の内、少なくとも１種で
あって前記還元剤が炭材である人工骨材を特徴とするも
のである。
原料のごみ焼却灰に粘結剤および組成制御材として少な
くとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じて還元剤お
よび発泡剤を添加し、骨材配合原料中の主成分であるＳ
ｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯの割合が、それぞれ２
０〜８０重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下であ
り、かつＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ）重量比が
０．５以上となるよう調整して混合もしくは混合粉砕
し、つぎに水を加えて成型し、該成型体を必要ならば乾
燥したあと９００〜１１００℃で焼成することを特徴と
する。また前記ごみ焼却灰に発泡剤を加え、さらに前記
発泡剤が酸化鉄および炭化珪素の内、少なくとも１種で
あって前記還元剤が炭材である人工骨材を特徴とするも
のである。
【００１０】
【発明の実施の形態】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
成時にぺ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、適度な粘
性低下と同時に揮発成分による気泡を内部に捕捉すれば
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。
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
成時にぺ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、適度な粘
性低下と同時に揮発成分による気泡を内部に捕捉すれば
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、ぺ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、ぺ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】本発明は前記主原料のごみ焼却灰に、骨材
原料配合中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯの割合
が、それぞれ２０〜８０重量％、５〜３０重量％、４０
重量％以下となるように粘結剤と、組成制御剤として少
なくとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じて還元剤
および発泡剤とを添加することによる人工骨材を製造す
る方法を特徴とするものである。
原料配合中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯの割合
が、それぞれ２０〜８０重量％、５〜３０重量％、４０
重量％以下となるように粘結剤と、組成制御剤として少
なくとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じて還元剤
および発泡剤とを添加することによる人工骨材を製造す
る方法を特徴とするものである。
【００１３】本発明の対象となるごみ焼却灰は特に限定
されるものでなく、主灰や飛灰あるいはその混合物を用
いることができる。また前記ごみ焼却灰の粒度にも特に
影響されない。組成制御剤としては本発明のように少な
くとも廃ガラスを添加するが、その他に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、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。これらの組成制御剤は以下に示す添加剤とともに骨
材原料配合中のＳｉＯ２が２０〜８０重量％、Ａｌ２Ｏ
３が５〜３０重量％およびＣａＯが４０重量％以下の割
合となるように加える。ここで組成制御剤の成分限定理
由について説明する。
されるものでなく、主灰や飛灰あるいはその混合物を用
いることができる。また前記ごみ焼却灰の粒度にも特に
影響されない。組成制御剤としては本発明のように少な
くとも廃ガラスを添加するが、その他に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、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。これらの組成制御剤は以下に示す添加剤とともに骨
材原料配合中のＳｉＯ２が２０〜８０重量％、Ａｌ２Ｏ
３が５〜３０重量％およびＣａＯが４０重量％以下の割
合となるように加える。ここで組成制御剤の成分限定理
由について説明する。
【００１４】ＳｉＯ２を２０〜８０重量％に限定したの
は、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、２０重量％未満では十分な強度が得られ
ず、他方、８０重量％を超えると適正焼成温度域が１３
００℃を超えるため、熱エネルギー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
的でないためである。
は、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、２０重量％未満では十分な強度が得られ
ず、他方、８０重量％を超えると適正焼成温度域が１３
００℃を超えるため、熱エネルギー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
的でないためである。
【００１５】Ａｌ２Ｏ３を５〜３０重量％に限定したの
は、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、他
方、３０重量％を超えるとＳｉＯ２と同様に適正温度域
が高くなりすぎて実用的でないためである。
は、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、他
方、３０重量％を超えるとＳｉＯ２と同様に適正温度域
が高くなりすぎて実用的でないためである。
【００１６】ＣａＯを４０重量％以下に限定したのは、
ＣａＯが４０重量％を超えると、前記のＳｉＯ２やＡｌ
２Ｏ３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り実用的でないため
である。
ＣａＯが４０重量％を超えると、前記のＳｉＯ２やＡｌ
２Ｏ３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り実用的でないため
である。
【００１７】粘結剤は、加水造粒後のぺレットの成型性
と機械的強度を付与するために添加する。すなわち、機
械的強度が弱いとロータリーキルンでの焼成の際、ぺレ
ットが粉化して製品の収率が低下し、かつ焼成帯付近で
ぺ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。この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。添加量は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。
と機械的強度を付与するために添加する。すなわち、機
械的強度が弱いとロータリーキルンでの焼成の際、ぺレ
ットが粉化して製品の収率が低下し、かつ焼成帯付近で
ぺ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。この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。添加量は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。
【００１８】廃ガラスは特に限定されるものでなく、例
えばソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、カリ鉛ガラ
ス、ホウ珪酸ガラスなどが挙げられる。その添加量は特
に限定されず、焼成中のぺレット同士の融着の観点から
廃ガラス中のＮａ２ＯやＫ２Ｏ濃度と焼成可能な温度範
囲の関係を考慮することによって決定されるが、添加効
果から３０重量％で十分である。
えばソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、カリ鉛ガラ
ス、ホウ珪酸ガラスなどが挙げられる。その添加量は特
に限定されず、焼成中のぺレット同士の融着の観点から
廃ガラス中のＮａ２ＯやＫ２Ｏ濃度と焼成可能な温度範
囲の関係を考慮することによって決定されるが、添加効
果から３０重量％で十分である。
【００１９】発泡剤と還元剤は、焼成時にペレットの内
部が半溶融状態となったときに、発泡剤と還元剤の作用
によってガスを発生させ、そのガスを気泡としてぺレッ
ト内部に捕捉することで比重を制御するために用いる。
部が半溶融状態となったときに、発泡剤と還元剤の作用
によってガスを発生させ、そのガスを気泡としてぺレッ
ト内部に捕捉することで比重を制御するために用いる。
【００２０】発泡剤や還元剤としては、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が、本発明
では発泡剤としては酸化鉄や炭化珪素が、また還元剤と
しては炭材が好ましく、さらに発泡剤として用いる酸化
鉄としては酸化度の高いへマタイトが特に好ましい。ま
た発泡剤として用いる酸化鉄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１
０μｍ以下とすることが好ましい。さらに骨材配合原料
の全体に対する好ましいヘマタイトの添加量は、１〜１
０重量％である。その理由は１重量％未満では発泡剤と
しての効果が少なく、他方、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。
果を発揮するものであれば特に限定されないが、本発明
では発泡剤としては酸化鉄や炭化珪素が、また還元剤と
しては炭材が好ましく、さらに発泡剤として用いる酸化
鉄としては酸化度の高いへマタイトが特に好ましい。ま
た発泡剤として用いる酸化鉄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１
０μｍ以下とすることが好ましい。さらに骨材配合原料
の全体に対する好ましいヘマタイトの添加量は、１〜１
０重量％である。その理由は１重量％未満では発泡剤と
しての効果が少なく、他方、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、造粒したぺレットが加熱によ
り多量の液相を生成するときに、酸化鉄と効率よく反応
して発生するＣＯ、ＣＯ２ガスを捕捉してペレットの発
泡膨潤を促進する。骨材配合原料の全体に対する炭化珪
素の添加量は、０．１重量％〜１．０重量％であること
が好ましい。その理由は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、他方、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
して発生するＣＯ、ＣＯ２ガスを捕捉してペレットの発
泡膨潤を促進する。骨材配合原料の全体に対する炭化珪
素の添加量は、０．１重量％〜１．０重量％であること
が好ましい。その理由は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、他方、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】還元剤としての炭材は、主として焼成中の
ペレット内部の還元度を調整すると共に、酸化鉄を還元
してＣＯ、ＣＯ２ガスによる発泡作用といった機能を発
揮する。炭材としては、例えば石炭やコークスなどが挙
げられる。したがって炭化珪素の一部を炭材に置き換え
たりすることが可能である。
ペレット内部の還元度を調整すると共に、酸化鉄を還元
してＣＯ、ＣＯ２ガスによる発泡作用といった機能を発
揮する。炭材としては、例えば石炭やコークスなどが挙
げられる。したがって炭化珪素の一部を炭材に置き換え
たりすることが可能である。
【００２３】骨材配合原料の全体に対する炭材の添加量
は、０．２重量％〜１０重量％であることが好ましい。
その理由は０．２重量％未満では発泡による軽量化の効
果が得られず、他方、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ぺレッ
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
あるためである。
は、０．２重量％〜１０重量％であることが好ましい。
その理由は０．２重量％未満では発泡による軽量化の効
果が得られず、他方、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ぺレッ
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
あるためである。
【００２４】各原材料を混合して得た混合物を粉砕する
方法は、混合した骨材配合原料が平均粒径２０μｍ以
下、好ましくは１５以ｍ以下まで微粉砕できるものであ
ればいずれの方法でもよく、例えばポットミル、振動ミ
ル、遊星ミルなどのボールミル、衝突式のジェット粉砕
機、ターボ粉砕機などが挙げられる。
方法は、混合した骨材配合原料が平均粒径２０μｍ以
下、好ましくは１５以ｍ以下まで微粉砕できるものであ
ればいずれの方法でもよく、例えばポットミル、振動ミ
ル、遊星ミルなどのボールミル、衝突式のジェット粉砕
機、ターボ粉砕機などが挙げられる。
【００２５】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。
【００２６】得られた成型物は必要に応じて乾燥したあ
とに焼成するが、焼成法は特に限定されず、例えば連続
操業や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含
わせて適宜選択できる。例えば、燃焼ガス中の酸素濃度
を２％〜１２％、焼成帯温度を９００℃〜１１００℃、
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、ダムの設置や内径
といったキルン構造などを勘案してロータリーキルン操
作することが好ましい。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。
とに焼成するが、焼成法は特に限定されず、例えば連続
操業や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含
わせて適宜選択できる。例えば、燃焼ガス中の酸素濃度
を２％〜１２％、焼成帯温度を９００℃〜１１００℃、
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、ダムの設置や内径
といったキルン構造などを勘案してロータリーキルン操
作することが好ましい。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。
【００２７】
【実施例】本実施例で用いたごみ焼却飛灰の主成分の割
合はＳｉＯ２：２０．８重量％、Ａｌ２Ｏ３：１３．６
重量％、Ｆｅ２Ｏ３：１．３重量％、ＣａＯ：１７．６
重量％、Ｎａ２Ｏ：８．３重量％、Ｋ２Ｏ：７．４重量
％、Ｃ：２．２重量％である。また組成制御剤として用
いた廃ガラスの主成分はＳｉＯ２：７２．６０重量％、
Ａｌ２Ｏ３：１．９５重量％、ＣａＯ：１１．２０重量
％、Ｎａ２Ｏ：１２．４０重量％、Ｋ２Ｏ：１．３６重
量％、ＭｇＯ：０．１８重量％である。
合はＳｉＯ２：２０．８重量％、Ａｌ２Ｏ３：１３．６
重量％、Ｆｅ２Ｏ３：１．３重量％、ＣａＯ：１７．６
重量％、Ｎａ２Ｏ：８．３重量％、Ｋ２Ｏ：７．４重量
％、Ｃ：２．２重量％である。また組成制御剤として用
いた廃ガラスの主成分はＳｉＯ２：７２．６０重量％、
Ａｌ２Ｏ３：１．９５重量％、ＣａＯ：１１．２０重量
％、Ｎａ２Ｏ：１２．４０重量％、Ｋ２Ｏ：１．３６重
量％、ＭｇＯ：０．１８重量％である。
【００２８】実施例１ ごみ焼却飛灰６０重量％、廃ガラス７重量％、べントナ
イト５重量％、へマタイト７重量％、コークス５重量％
および珪砂１６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８〜１０ｍ
ｍの円柱状に成型した後、１０５℃で通風乾燥した。つ
いで前記乾燥骨材を煉瓦内径４００ｍｍ、長さ８０００
ｍｍ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４０分となる
条件下で焼成し骨材ａを得た。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 １１
１０に基づいて、一軸圧縮破壊荷重（以後、圧漬強度）
は圧潰試験機によって測定し、これらの値を用いて比強
度（圧潰強度÷絶乾比重）を算出した結果と骨材原料配
合中の酸化物換算でのＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯの
化学分析結果を表１に示す。なお前記測定は直径約１０
ｍｍの各骨材について行い、その平均値を求めた。
イト５重量％、へマタイト７重量％、コークス５重量％
および珪砂１６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８〜１０ｍ
ｍの円柱状に成型した後、１０５℃で通風乾燥した。つ
いで前記乾燥骨材を煉瓦内径４００ｍｍ、長さ８０００
ｍｍ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４０分となる
条件下で焼成し骨材ａを得た。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 １１
１０に基づいて、一軸圧縮破壊荷重（以後、圧漬強度）
は圧潰試験機によって測定し、これらの値を用いて比強
度（圧潰強度÷絶乾比重）を算出した結果と骨材原料配
合中の酸化物換算でのＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯの
化学分析結果を表１に示す。なお前記測定は直径約１０
ｍｍの各骨材について行い、その平均値を求めた。
【００２９】実施例２〜５ キルン温度を１０３０℃とし、ごみ焼却飛灰５８重量
％、廃ガラス１４重量％、べントナイト５重量％、へマ
タイト７重量％、コークス５重量％および珪砂１１重量
％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｂ（実施例
２）を、ごみ焼却飛灰５６重量％、廃ガラス２１重量
％、べシトナイト５重量％、へマタイト７重量％、コー
クス５重量％および珪砂６重量％とした以外は実施例２
と同様にして骨材ｃ（実施例３）を、キルン温度を１０
１０℃とした以外は実施例３と同様にして骨材ｄ（実施
例４）を、ごみ焼却飛灰５３．６重量％、廃ガラス２
９．４重量％、べントナイト５重量％、へマタイト７重
量％およびコークス５重量％とした以外は実施例４と同
様にして骨材ｅ（実施例５）を得た。得られた骨材ｂ〜
ｅについて実施例１と同様な測定を行い、その評価結果
と骨材原料配合中の酸化物換算でのＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ
３、ＣａＯの化学分析結果を表１に併せて示す。
％、廃ガラス１４重量％、べントナイト５重量％、へマ
タイト７重量％、コークス５重量％および珪砂１１重量
％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｂ（実施例
２）を、ごみ焼却飛灰５６重量％、廃ガラス２１重量
％、べシトナイト５重量％、へマタイト７重量％、コー
クス５重量％および珪砂６重量％とした以外は実施例２
と同様にして骨材ｃ（実施例３）を、キルン温度を１０
１０℃とした以外は実施例３と同様にして骨材ｄ（実施
例４）を、ごみ焼却飛灰５３．６重量％、廃ガラス２
９．４重量％、べントナイト５重量％、へマタイト７重
量％およびコークス５重量％とした以外は実施例４と同
様にして骨材ｅ（実施例５）を得た。得られた骨材ｂ〜
ｅについて実施例１と同様な測定を行い、その評価結果
と骨材原料配合中の酸化物換算でのＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ
３、ＣａＯの化学分析結果を表１に併せて示す。
【００３０】比較例１〜４ ごみ焼却飛灰６２重量％、べントナイト５重量％、ヘマ
タイト７重量％、コークス５重量％および珪砂２１重量
％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｆ（比較例
１）を、比較例１と同組成とした以外は実施例２と同様
にして骨材ｇ（比較例２）を、比較例１と同組成とした
以外は実施例４と同様にして骨材ｈ（比較例３）を、ご
み焼却飛灰２８重量％、ベントナイト５重量％、へマタ
イト７重量％、コークス５重量％、石炭灰２０重量％お
よび生石灰３５重量％とした以外は実施例１と同様にし
て骨材ｉ（比較例４）を得た。なお石炭灰の主成分の割
合は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％
であった。得られた骨材ｆ〜ｉについて実施例１と同様
な測定を行い、その評価結果と骨材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に併せて示す。
タイト７重量％、コークス５重量％および珪砂２１重量
％とした以外は実施例１と同様にして骨材ｆ（比較例
１）を、比較例１と同組成とした以外は実施例２と同様
にして骨材ｇ（比較例２）を、比較例１と同組成とした
以外は実施例４と同様にして骨材ｈ（比較例３）を、ご
み焼却飛灰２８重量％、ベントナイト５重量％、へマタ
イト７重量％、コークス５重量％、石炭灰２０重量％お
よび生石灰３５重量％とした以外は実施例１と同様にし
て骨材ｉ（比較例４）を得た。なお石炭灰の主成分の割
合は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％
であった。得られた骨材ｆ〜ｉについて実施例１と同様
な測定を行い、その評価結果と骨材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に併せて示す。
【００３１】表１から明らかなごとく、比較例１〜４の
骨材ｆ〜ｉは比強度が２７ｋｇｆ以下であったのに対
し、実施例１〜５の本発明の骨材ａ〜ｅは比強度が３０
ｋｇｆ以上と高い値を示した。
骨材ｆ〜ｉは比強度が２７ｋｇｆ以下であったのに対
し、実施例１〜５の本発明の骨材ａ〜ｅは比強度が３０
ｋｇｆ以上と高い値を示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【発明の効果】以上述べた通り本発明は、主原料のごみ
焼却灰に組成制御材として少なくとも廃ガラスを添加す
ることによって圧潰強度の高い骨材を効率的に生産する
ことが可能となり、したが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。
焼却灰に組成制御材として少なくとも廃ガラスを添加す
ることによって圧潰強度の高い骨材を効率的に生産する
ことが可能となり、したが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 (4)
- 【請求項１】 ごみ焼却灰に、粘結剤および組成制御材
として少なくとも廃ガラスを添加し、さらに必要に応じ
て還元剤および発泡剤とを混合もしくは混合粉砕し、水
を加えて成型した後、該成型体を必要ならば乾燥した
後、焼成することを特徴とするごみ焼却灰を用いた人工
骨材の製造方法。 - 【請求項２】 前記骨材配合原料中の主成分であるＳｉ
Ｏ２、Ａｌ２Ｏ３およびＣａＯの割合が、それぞれ２０
〜８０重量％、５〜３０重量％、４０重量％以下であ
り、かつＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ）重量比が
０．５以上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】 前記還元剤が炭材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】 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な
いし３のうちいずれか１項記載のごみ焼却灰を用いた人
工骨材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186546A JP2002003248A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186546A JP2002003248A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003248A true JP2002003248A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18686685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000186546A Pending JP2002003248A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002003248A (ja) |
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-
2000
- 2000-06-21 JP JP2000186546A patent/JP2002003248A/ja active Pending
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