JP2002047074A - 廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法 - Google Patents
廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法Info
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- JP2002047074A JP2002047074A JP2000230047A JP2000230047A JP2002047074A JP 2002047074 A JP2002047074 A JP 2002047074A JP 2000230047 A JP2000230047 A JP 2000230047A JP 2000230047 A JP2000230047 A JP 2000230047A JP 2002047074 A JP2002047074 A JP 2002047074A
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- sintered product
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ三成分のいず
れかを主成分とする、アルミ鉱滓、ＰＳ灰、底泥、汚
泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却灰、貝殻類、メッキス
ラッジ等の廃棄物を少なくとも２種類以上混合造粒し、
８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点以下の温度で焼結する
廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法で
ある。 【効果】 従来に比し、設備を簡易化することができる
るとともに溶融処理のように大きなランニングコストを
必要とせずエネルギーは少なくてすむため、処理コスト
を低額化でき、さらに、製造される多孔質軽量焼結生成
物は多孔質で軽量であるためその用途も、従来に比し、
拡大させることができる。よって、廃棄物を多用途に活
用可能にして前記廃棄物の再資源化及び消滅化を図るこ
とができる。
れかを主成分とする、アルミ鉱滓、ＰＳ灰、底泥、汚
泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却灰、貝殻類、メッキス
ラッジ等の廃棄物を少なくとも２種類以上混合造粒し、
８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点以下の温度で焼結する
廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法で
ある。 【効果】 従来に比し、設備を簡易化することができる
るとともに溶融処理のように大きなランニングコストを
必要とせずエネルギーは少なくてすむため、処理コスト
を低額化でき、さらに、製造される多孔質軽量焼結生成
物は多孔質で軽量であるためその用途も、従来に比し、
拡大させることができる。よって、廃棄物を多用途に活
用可能にして前記廃棄物の再資源化及び消滅化を図るこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は廃棄物を原料とした多孔
質軽量焼結生成物（以下、「多孔質軽量焼結生成物」と
記す）の製造方法に関し、特に、廃棄物を再資源化して
土木建築分野、農業用分野、環境浄化用分野に活用可能
な多孔質、無菌、無機質、無害で安定した混合焼結生成
物の製造方法に関するものである。
質軽量焼結生成物（以下、「多孔質軽量焼結生成物」と
記す）の製造方法に関し、特に、廃棄物を再資源化して
土木建築分野、農業用分野、環境浄化用分野に活用可能
な多孔質、無菌、無機質、無害で安定した混合焼結生成
物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の原料として使用される廃棄物
は、従来において、以下のように取り扱われている。
は、従来において、以下のように取り扱われている。
【０００３】まず、アルミ鉱滓のうち、金属アルミを３
０重量％以上含有するものは製鋼用副資材として（溶鋼
中の脱酸材、脱硫材、造滓材として）活用されている
が、金属アルミの含有量の低いもの及び微粉状のもの
は、ガス抜き工程として水処理等が行われた後最終処分
工程として埋め立てられている。
０重量％以上含有するものは製鋼用副資材として（溶鋼
中の脱酸材、脱硫材、造滓材として）活用されている
が、金属アルミの含有量の低いもの及び微粉状のもの
は、ガス抜き工程として水処理等が行われた後最終処分
工程として埋め立てられている。
【０００４】また、浚渫底泥（港湾域、河川域、湖沼、
ダムなどの底に堆積し、浚渫された底泥のこと、以下同
じ）および浚渫汚泥（浚渫された上水道汚泥及び下水道
汚泥のこと、以下同じ）については、静岡県内で年間約
600万トン発生しており、再資源化率は半分にも達して
いない状態である。このため、大半のものは焼却処理さ
れるか、セメント、石灰等によって混合固化処理された
後埋め立て（最終処分として）られていた。
ダムなどの底に堆積し、浚渫された底泥のこと、以下同
じ）および浚渫汚泥（浚渫された上水道汚泥及び下水道
汚泥のこと、以下同じ）については、静岡県内で年間約
600万トン発生しており、再資源化率は半分にも達して
いない状態である。このため、大半のものは焼却処理さ
れるか、セメント、石灰等によって混合固化処理された
後埋め立て（最終処分として）られていた。
【０００５】また、製紙スラッジを焼却し減容したＰＳ
灰は、年間 700万トン発生しており、その有効利用率は
20％程度であるため大半が埋め立て（最終処分として）
られていた。
灰は、年間 700万トン発生しており、その有効利用率は
20％程度であるため大半が埋め立て（最終処分として）
られていた。
【０００６】また、ガラス屑は、一般的にはリメルト材
料としての資源化が行われているが、ワインボトル等の
色付きのものについてはリメルト材料としての資源化は
不可能である。このため、これらの色付きのものについ
ては破砕し顆粒状品にしてインターロッキングブロック
等の表面化粧材に活用しているが、破砕工程時に発生す
る微粉末のガラス屑については活用方法がなく埋め立て
（最終処分として）られているのが現状である。
料としての資源化が行われているが、ワインボトル等の
色付きのものについてはリメルト材料としての資源化は
不可能である。このため、これらの色付きのものについ
ては破砕し顆粒状品にしてインターロッキングブロック
等の表面化粧材に活用しているが、破砕工程時に発生す
る微粉末のガラス屑については活用方法がなく埋め立て
（最終処分として）られているのが現状である。
【０００７】従来、これらの廃棄物の処理としては、無
害化・安定化の方法として溶融スラグ化プロセス（高温
で廃棄物を溶融しガラス質の粒塊にする方法）が取られ
ている。
害化・安定化の方法として溶融スラグ化プロセス（高温
で廃棄物を溶融しガラス質の粒塊にする方法）が取られ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来における溶融スラグ化プロセスにあっては、莫大な
設備費が掛かるとともに溶融処理に大きなエネルギーが
必要であるため、処理コストが高額化せざるを得ないと
いう問題点があった。さらに、溶融スラグ化プロセスに
は再資源化のための設計思想が乏しく多様性がないた
め、主としてその用途も路盤材に限られざるを得ないと
いう問題点を有した。
従来における溶融スラグ化プロセスにあっては、莫大な
設備費が掛かるとともに溶融処理に大きなエネルギーが
必要であるため、処理コストが高額化せざるを得ないと
いう問題点があった。さらに、溶融スラグ化プロセスに
は再資源化のための設計思想が乏しく多様性がないた
め、主としてその用途も路盤材に限られざるを得ないと
いう問題点を有した。
【０００９】本発明の課題はこれらの問題点を解消する
ために、このような埋め立て最終処分されている廃棄物
を多用途に活用可能にして前記廃棄物の再資源化及び消
滅化を図るための多孔質軽量焼結生成物の製造方法を提
供することである。
ために、このような埋め立て最終処分されている廃棄物
を多用途に活用可能にして前記廃棄物の再資源化及び消
滅化を図るための多孔質軽量焼結生成物の製造方法を提
供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多孔質軽量
焼結生成物の製造方法においては、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ
2 、ＣａＯ三成分のいずれかを主成分とする、アルミ鉱
滓、ＰＳ灰、底泥、汚泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却
灰、貝殻類、メッキスラッジ等の廃棄物を少なくとも２
種類以上混合造粒し、８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点
以下の温度で焼結するものであるため、従来に比し、設
備を簡易化することができるるとともに溶融処理のよう
に大きなランニングコストを必要とせずエネルギーは少
なくてすむため、処理コストを低額化でき、さらに、製
造される多孔質軽量焼結生成物は多孔質で軽量であるた
めその用途も、従来に比し、拡大させることができるも
のである。
焼結生成物の製造方法においては、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ
2 、ＣａＯ三成分のいずれかを主成分とする、アルミ鉱
滓、ＰＳ灰、底泥、汚泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却
灰、貝殻類、メッキスラッジ等の廃棄物を少なくとも２
種類以上混合造粒し、８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点
以下の温度で焼結するものであるため、従来に比し、設
備を簡易化することができるるとともに溶融処理のよう
に大きなランニングコストを必要とせずエネルギーは少
なくてすむため、処理コストを低額化でき、さらに、製
造される多孔質軽量焼結生成物は多孔質で軽量であるた
めその用途も、従来に比し、拡大させることができるも
のである。
【００１１】なお、前記少なくとも２種類以上の廃棄物
の配合対象、配合比、造粒方法又は／及び焼結温度を調
整可能にすれば、使用用途に適した焼結状態、気孔率、
機械的強度を得ることができ、土木建築分野・農業資材
分野・環境浄化用分野など３分野で活用可能な資材を製
造することができる。なお、製造される多孔質軽量焼結
生成物が多孔質、無菌、無機質、無害で安定したもので
あれば、土木建築分野・農業資材分野・環境浄化用分野
など３分野での活用可能な資材として適している。
の配合対象、配合比、造粒方法又は／及び焼結温度を調
整可能にすれば、使用用途に適した焼結状態、気孔率、
機械的強度を得ることができ、土木建築分野・農業資材
分野・環境浄化用分野など３分野で活用可能な資材を製
造することができる。なお、製造される多孔質軽量焼結
生成物が多孔質、無菌、無機質、無害で安定したもので
あれば、土木建築分野・農業資材分野・環境浄化用分野
など３分野での活用可能な資材として適している。
【００１２】また、前記廃棄物として３〜３０重量％の
金属アルミを含んでいるアルミ鉱滓を配合すれば、この
金属アルミの反応熱を利用して炉内焼成温度雰囲気を理
論値よりも低温域で焼結することができるものである。
また、前記廃棄物としてガラス屑粉末を５〜２０重量％
の配合すれば、多孔質軽量焼結生成物の内部表面及び外
部表面をＳｉＯ2 の膜で覆うことができるため、有害成
分の溶出を抑えることができるものである。
金属アルミを含んでいるアルミ鉱滓を配合すれば、この
金属アルミの反応熱を利用して炉内焼成温度雰囲気を理
論値よりも低温域で焼結することができるものである。
また、前記廃棄物としてガラス屑粉末を５〜２０重量％
の配合すれば、多孔質軽量焼結生成物の内部表面及び外
部表面をＳｉＯ2 の膜で覆うことができるため、有害成
分の溶出を抑えることができるものである。
【００１３】本発明において、底泥及び汚泥が水分を多
量に含んでいる場合には、乾燥工程を通し、含水比を１
０重量％以下に前処理する。これらの底泥、汚泥ととも
にアルミ鉱滓、ＰＳ灰、ガラス屑は、製造される多孔質
軽量焼結生成物の使用用途に合わせてその配合対象およ
び配合比を選定して、任意に目的に適切な成分構成を得
ることができる。
量に含んでいる場合には、乾燥工程を通し、含水比を１
０重量％以下に前処理する。これらの底泥、汚泥ととも
にアルミ鉱滓、ＰＳ灰、ガラス屑は、製造される多孔質
軽量焼結生成物の使用用途に合わせてその配合対象およ
び配合比を選定して、任意に目的に適切な成分構成を得
ることができる。
【００１４】焼結においては、製造される多孔質軽量焼
結生成物がその使用分野で必要とされる機械的強度に合
わせて８００〜１２５０°Ｃの温度帯の範囲で焼成温度
及び焼成時間を設定する。このように焼成温度及び焼成
時間を調整することによって、その使用目的に適切な焼
結状態を得ることができ、この結果、機械的強度及び気
孔率の調整をすることができる。
結生成物がその使用分野で必要とされる機械的強度に合
わせて８００〜１２５０°Ｃの温度帯の範囲で焼成温度
及び焼成時間を設定する。このように焼成温度及び焼成
時間を調整することによって、その使用目的に適切な焼
結状態を得ることができ、この結果、機械的強度及び気
孔率の調整をすることができる。
【００１５】次に、配合原料において、Ａｌ2 Ｏ3 の比
率を高め１０５０〜１２５０°Ｃで焼成することによ
り、気孔率を下げて、多孔質軽量焼結生成物の機械的強
度を高くすることができる。
率を高め１０５０〜１２５０°Ｃで焼成することによ
り、気孔率を下げて、多孔質軽量焼結生成物の機械的強
度を高くすることができる。
【００１６】また、ＳｉＯ2 の比率を高め８００〜１１
５０°Ｃで焼成することにより、気孔率を上げて多孔質
軽量焼結生成物の機械的強度を下げることもできる。
５０°Ｃで焼成することにより、気孔率を上げて多孔質
軽量焼結生成物の機械的強度を下げることもできる。
【００１７】廃棄物原料において、環境保全を目的とし
た循環型リサイクルを行うために、発生量が多く社会的
に問題視されている底泥・汚泥を主原料としている。ま
た、産業界から発生する廃棄物としての、石炭灰（フラ
イアッシュ）、一般焼却灰、ホタテ，カキ等の貝殻類、
メッキスラッジ等を原料とした使用することもできる。
た循環型リサイクルを行うために、発生量が多く社会的
に問題視されている底泥・汚泥を主原料としている。ま
た、産業界から発生する廃棄物としての、石炭灰（フラ
イアッシュ）、一般焼却灰、ホタテ，カキ等の貝殻類、
メッキスラッジ等を原料とした使用することもできる。
【００１８】土木分野で活用する混合焼結物の圧壊強度
及び耐磨耗性を必要とする場合には、Ａｌ2 Ｏ3 成分を
高めるために、アルミ鉱滓を配合する。アルミ鉱滓は、
Ａｌ 2 Ｏ3 成分の調整をすると共にアルミ鉱滓に５〜３
０重量％前後含まれている金属アルミの酸化反応熱を利
用できるため焼成炉内温度を下げることができ、この結
果、焼成コストを下げることが可能となる。
及び耐磨耗性を必要とする場合には、Ａｌ2 Ｏ3 成分を
高めるために、アルミ鉱滓を配合する。アルミ鉱滓は、
Ａｌ 2 Ｏ3 成分の調整をすると共にアルミ鉱滓に５〜３
０重量％前後含まれている金属アルミの酸化反応熱を利
用できるため焼成炉内温度を下げることができ、この結
果、焼成コストを下げることが可能となる。
【００１９】ＰＳ灰については、安定した鉱物組成を得
る目的において配合が必要なＳｉＯ 2 及びＣａＯ源とな
り、また、表面積が大きな微粉末を含んでいるため焼結
反応が促進される有効原料である。
る目的において配合が必要なＳｉＯ 2 及びＣａＯ源とな
り、また、表面積が大きな微粉末を含んでいるため焼結
反応が促進される有効原料である。
【００２０】ガラス屑粉末の配合効果として、５〜２０
重量％配合することによって低い温度帯での焼結が可能
となる、また、多孔質軽量焼結生成物にＳｉＯ2 の被膜
が形成され化学的性質が安定したものとなるため有害物
質の溶出を抑えることができる。
重量％配合することによって低い温度帯での焼結が可能
となる、また、多孔質軽量焼結生成物にＳｉＯ2 の被膜
が形成され化学的性質が安定したものとなるため有害物
質の溶出を抑えることができる。
【００２１】混合原料の造粒については、機械的圧縮破
壊強度が２００Kgf/cm2 以上必要な混合焼結物を製造す
る場合には、高圧を掛け機械的に押し固めるブリケット
マシン又はロータリープレス機で造粒し、比重が１以下
で気孔率を高めた混合焼結物を製造する場合には、パン
ペレット型造粒機を使用する。
壊強度が２００Kgf/cm2 以上必要な混合焼結物を製造す
る場合には、高圧を掛け機械的に押し固めるブリケット
マシン又はロータリープレス機で造粒し、比重が１以下
で気孔率を高めた混合焼結物を製造する場合には、パン
ペレット型造粒機を使用する。
【００２２】焼結において、均一な焼結体を得るために
は、酸化雰囲気での焼成が可能なバッチ式回転炉又は連
続式ロータリーキルンが望ましいが、トンネル炉、シャ
トル炉等の混合造粒物の流動のない炉でも焼成は可能で
ある。
は、酸化雰囲気での焼成が可能なバッチ式回転炉又は連
続式ロータリーキルンが望ましいが、トンネル炉、シャ
トル炉等の混合造粒物の流動のない炉でも焼成は可能で
ある。
【００２３】
【発明の実施の形態】上述のように、任意に廃棄物を組
み合わせることにより、成分構成の調整が可能となり、
造粒方法及び焼成温度を選定することにより機械的強度
の特性の設定をすることができるため、土木建築分野、
農業用分野、環境浄化用分野の各分野において、適切な
混合焼成生成物を製造することができる。各分野用にお
いて必要とする物理的性質は〔表１〕に記す。
み合わせることにより、成分構成の調整が可能となり、
造粒方法及び焼成温度を選定することにより機械的強度
の特性の設定をすることができるため、土木建築分野、
農業用分野、環境浄化用分野の各分野において、適切な
混合焼成生成物を製造することができる。各分野用にお
いて必要とする物理的性質は〔表１〕に記す。
【００２４】 ◎：大いに必要な物理的性質 ○：必要な物理的性質
【００２５】土木建築資材で、バリアフリー工法レジン
フロアー用軽量透水性床材としての多孔質軽量焼結生成
物の製法については、底泥・汚泥３０〜５０重量％、ア
ルミ鉱滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０重量％、
ガラス屑粉末５〜２０重量％を配合した原料をブリケッ
トマシン又はパンペレット造粒機にて造粒し、回転炉又
はロータリーキルンで１０５０〜１２５０°Ｃの温度帯
で焼成することにより、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ
三元系酸化物の圧壊強度300Kgf/cm2以上で現状使用され
ている天然石加工商品と同等以上の性質を有する混合焼
成生成物を製造することができる。
フロアー用軽量透水性床材としての多孔質軽量焼結生成
物の製法については、底泥・汚泥３０〜５０重量％、ア
ルミ鉱滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０重量％、
ガラス屑粉末５〜２０重量％を配合した原料をブリケッ
トマシン又はパンペレット造粒機にて造粒し、回転炉又
はロータリーキルンで１０５０〜１２５０°Ｃの温度帯
で焼成することにより、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ
三元系酸化物の圧壊強度300Kgf/cm2以上で現状使用され
ている天然石加工商品と同等以上の性質を有する混合焼
成生成物を製造することができる。
【００２６】農業用分野で溶液栽培用培地としての多孔
質軽量焼結生成物の製造については、底泥３０〜５０重
量％、アルミ鉱滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０
重量％、ガラス屑粉末５〜２０重量％を配合し混合した
原料をブリケットマシン又はパンペレット造粒機にて造
粒し、回転炉又はロータリーキルンで８００〜１２５０
°Ｃの温度帯で焼成することにより、現在使用されてい
る植栽用培地と比較しても同等以上の性質を有する混合
焼成生成物を製造することができる。
質軽量焼結生成物の製造については、底泥３０〜５０重
量％、アルミ鉱滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０
重量％、ガラス屑粉末５〜２０重量％を配合し混合した
原料をブリケットマシン又はパンペレット造粒機にて造
粒し、回転炉又はロータリーキルンで８００〜１２５０
°Ｃの温度帯で焼成することにより、現在使用されてい
る植栽用培地と比較しても同等以上の性質を有する混合
焼成生成物を製造することができる。
【００２７】環境浄化用資材において、生ゴミのコンポ
スト化又は消滅化に使用する多孔質軽量焼結生成物の製
造については、底泥・汚泥３０〜５０重量％、アルミ鉱
滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０重量％、ガラス
屑粉末５〜２０重量％を配合した原料をブリケットマシ
ン又はパンペレット造粒機にて造粒し、回転炉又はロー
タリーキルンで８００〜１２５０°Ｃの温度帯で焼成す
ることにより、コンポスト化又は消滅化の菌床媒体とし
て現在使用している木材チップと比較しても同等以上の
性質を有する混合焼成生成物を製造することができる。
スト化又は消滅化に使用する多孔質軽量焼結生成物の製
造については、底泥・汚泥３０〜５０重量％、アルミ鉱
滓３０〜５０重量％、ＰＳ灰２０〜４０重量％、ガラス
屑粉末５〜２０重量％を配合した原料をブリケットマシ
ン又はパンペレット造粒機にて造粒し、回転炉又はロー
タリーキルンで８００〜１２５０°Ｃの温度帯で焼成す
ることにより、コンポスト化又は消滅化の菌床媒体とし
て現在使用している木材チップと比較しても同等以上の
性質を有する混合焼成生成物を製造することができる。
【００２８】多孔質軽量焼結生成物の使用分野に適した
配合原料例を〔表２〕に示す。ただし、現時点での試験
結果においての配合例であり配合する原料はこの限りで
はない。
配合原料例を〔表２〕に示す。ただし、現時点での試験
結果においての配合例であり配合する原料はこの限りで
はない。
【００２９】
【００３０】
【実施例】廃棄物原料である底泥、汚泥、アルミ鉱滓、
ＰＳ灰およびガラス屑を混合、成形、焼成した混合焼結
体の製造状況および基礎試験結果を以下に説明する。今
回使用した原料の主な成分を〔表３〕に示す。また、成
型に使用したブリケットマシンおよび焼結に使用した焼
成炉の仕様を〔表４〕に示す。
ＰＳ灰およびガラス屑を混合、成形、焼成した混合焼結
体の製造状況および基礎試験結果を以下に説明する。今
回使用した原料の主な成分を〔表３〕に示す。また、成
型に使用したブリケットマシンおよび焼結に使用した焼
成炉の仕様を〔表４〕に示す。
【００３１】
【００３２】
【００３３】〔実施例１（土木建築分野）〕建築資材の
バリアフリー化レジンフロアー用透水性軽量骨材の原料
配合として、試料Ａは、底泥４２．５重量％、アルミ鉱
滓４２．５重量％、ガラス屑粉末１５重量％を配合混合
し、ブリケットマシンにて、長さ２ｃｍ、厚み１ｃｍの
アーモンド状に成形した（表５を参照のこと）。試料を
ロータリーキルンにて、８００〜１２００°Ｃで焼成し
各温度帯でサンプルを摂取し焼結状態を確認した。ま
た、焼結温度比較確認試料としては、純原料であるアル
ミナ、石灰、珪砂、ドロマイトを成分組成を合わせ配合
したものを同条件において焼成し温度別焼結状態の確認
をした。
バリアフリー化レジンフロアー用透水性軽量骨材の原料
配合として、試料Ａは、底泥４２．５重量％、アルミ鉱
滓４２．５重量％、ガラス屑粉末１５重量％を配合混合
し、ブリケットマシンにて、長さ２ｃｍ、厚み１ｃｍの
アーモンド状に成形した（表５を参照のこと）。試料を
ロータリーキルンにて、８００〜１２００°Ｃで焼成し
各温度帯でサンプルを摂取し焼結状態を確認した。ま
た、焼結温度比較確認試料としては、純原料であるアル
ミナ、石灰、珪砂、ドロマイトを成分組成を合わせ配合
したものを同条件において焼成し温度別焼結状態の確認
をした。
【００３４】
【００３５】廃棄物原料配合試料Ａ，Ｂおよび純原料配
合品の成分を〔表６（蛍光Ｘ線分析値）〕に示す。焼結
状態については、配合試料Ａ，Ｂおよび純原料配合品を
８００から１００°Ｃ単位で１０００°Ｃまで摂取し、
１０００°Ｃからは５０°Ｃ単位で１２００°Ｃまで摂
取した焼成物を確認すると、廃棄物原料配合品は純原料
配合品と比較した場合１００〜１５０°Ｃ低い温度帯で
焼結をしている。このような結果からも明らかに廃棄物
原料配合品は炉内雰囲気温度を下げることが可能であ
り、生産コストの低額化を図ることができる。また、ア
ルミ鉱滓配合品は金属アルミの酸化反応熱〔２Ａｌ＋３
／２Ｏ2 →Ａｌ2 Ｏ3 ＋４００．５ｋｃａｌ（７４２２
ｋｃａｌ／ｋｇ）〕を利用することができるため、焼結
を促進させると共に低炉内雰囲気温度での焼結が可能と
なり、さらなる生産コストの低減化が図れる。炉内温度
別焼結状態確認結果を〔表７〕に示す。
合品の成分を〔表６（蛍光Ｘ線分析値）〕に示す。焼結
状態については、配合試料Ａ，Ｂおよび純原料配合品を
８００から１００°Ｃ単位で１０００°Ｃまで摂取し、
１０００°Ｃからは５０°Ｃ単位で１２００°Ｃまで摂
取した焼成物を確認すると、廃棄物原料配合品は純原料
配合品と比較した場合１００〜１５０°Ｃ低い温度帯で
焼結をしている。このような結果からも明らかに廃棄物
原料配合品は炉内雰囲気温度を下げることが可能であ
り、生産コストの低額化を図ることができる。また、ア
ルミ鉱滓配合品は金属アルミの酸化反応熱〔２Ａｌ＋３
／２Ｏ2 →Ａｌ2 Ｏ3 ＋４００．５ｋｃａｌ（７４２２
ｋｃａｌ／ｋｇ）〕を利用することができるため、焼結
を促進させると共に低炉内雰囲気温度での焼結が可能と
なり、さらなる生産コストの低減化が図れる。炉内温度
別焼結状態確認結果を〔表７〕に示す。
【００３６】
【００３７】 ◎：表面溶融（高強度） ○：完全焼結 △：表面焼結（内部未焼結） ×：未焼結
【００３８】廃棄物原料配合品ＡおよびＢをロータリー
キルンで１１５０°Ｃで焼成した焼結物に樹脂系接着剤
を１０重量％配合しバリアフリー化透水性軽量レジンフ
ロアー材としての接着性確認試験を行った結果、一般的
に使用しているメサライトと比較しても同等以上の結合
状態であり、透水性軽量骨材として使用可能な材料とな
っている。また、樹脂系接着材１５重量％配合の圧縮強
度試験（ＪＩＳ Ａ５３０８）結果においては、１．４
倍から３倍以上の強度がでており建築物安全基準値面か
らも有効な材料として評価を得ることができる。上記、
接着性確認試験結果および圧縮強度試験結果をメサライ
トと比較し、〔表８〕に示した。
キルンで１１５０°Ｃで焼成した焼結物に樹脂系接着剤
を１０重量％配合しバリアフリー化透水性軽量レジンフ
ロアー材としての接着性確認試験を行った結果、一般的
に使用しているメサライトと比較しても同等以上の結合
状態であり、透水性軽量骨材として使用可能な材料とな
っている。また、樹脂系接着材１５重量％配合の圧縮強
度試験（ＪＩＳ Ａ５３０８）結果においては、１．４
倍から３倍以上の強度がでており建築物安全基準値面か
らも有効な材料として評価を得ることができる。上記、
接着性確認試験結果および圧縮強度試験結果をメサライ
トと比較し、〔表８〕に示した。
【００３９】
【００４０】〔実施例２（農業分野）〕農業用資材であ
る底面吸水式ポット用培地としての原料配合Ｃは、底泥
４５重量％、下水汚泥４５重量％、ガラス屑１０重量％
を配合し、ロータリーキルンにて、１０５０°Ｃで焼成
し混合焼結試料Ｃを製造した。原料配合Ｄは、底泥４５
重量％、ＰＳ灰４５重量％、ガラス屑１０重量％を配合
し、ロータリーキルンにて、１１００°Ｃで焼成し混合
焼結試料Ｄを製造した。植物育成評価においては、混合
焼結試料Ｃ，Ｄを混合焼結培地とし、慣用培地（ロック
ウール培地）と比較養液栽培試験を〔表９〕の材料およ
び方法にて行った。また、養液栽培においては、使用後
養液の栽培施設外への排出が規制される方向にあり、養
液の循環利用が求められている。循環利用の場合、培地
からの溶出物があるとそれが養液に蓄積されるため、溶
出物が栽培植物に与える影響は、掛け流し式よりも大で
ある。
る底面吸水式ポット用培地としての原料配合Ｃは、底泥
４５重量％、下水汚泥４５重量％、ガラス屑１０重量％
を配合し、ロータリーキルンにて、１０５０°Ｃで焼成
し混合焼結試料Ｃを製造した。原料配合Ｄは、底泥４５
重量％、ＰＳ灰４５重量％、ガラス屑１０重量％を配合
し、ロータリーキルンにて、１１００°Ｃで焼成し混合
焼結試料Ｄを製造した。植物育成評価においては、混合
焼結試料Ｃ，Ｄを混合焼結培地とし、慣用培地（ロック
ウール培地）と比較養液栽培試験を〔表９〕の材料およ
び方法にて行った。また、養液栽培においては、使用後
養液の栽培施設外への排出が規制される方向にあり、養
液の循環利用が求められている。循環利用の場合、培地
からの溶出物があるとそれが養液に蓄積されるため、溶
出物が栽培植物に与える影響は、掛け流し式よりも大で
ある。
【００４１】
【００４２】２ケ月間の生育調査の結果、植物の全乾物
量に関して混合焼結培地区Ｃ，Ｄと慣用培地区との間に
有意差（５％水準）は認められなかった。根部乾燥重量
は混合焼結培地が勝っている。生育に関しては、混合焼
結培地区は慣用培地に総合的に勝る結果となっており、
また、養液分析においても有害成分の溶出はなく農業用
資材である植物培地としての活用が可能な混合焼結物で
ある。測定結果を〔表１０〕に集計して示す。
量に関して混合焼結培地区Ｃ，Ｄと慣用培地区との間に
有意差（５％水準）は認められなかった。根部乾燥重量
は混合焼結培地が勝っている。生育に関しては、混合焼
結培地区は慣用培地に総合的に勝る結果となっており、
また、養液分析においても有害成分の溶出はなく農業用
資材である植物培地としての活用が可能な混合焼結物で
ある。測定結果を〔表１０〕に集計して示す。
【００４３】
【００４４】〔実施例３（環境浄化用分野）生ゴミコン
ポスト化〕環境浄化用資材においては、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ
の配合原料および比率を変えた配合品をブリケットマシ
ンで造粒後、ロータリーキルンで焼結した４種類の試料
を生ゴミのコンポスト化および生ゴミの消滅化において
実用評価確認を行った。配合した原料および比率を〔表
１１〕に示す。
ポスト化〕環境浄化用資材においては、Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ
の配合原料および比率を変えた配合品をブリケットマシ
ンで造粒後、ロータリーキルンで焼結した４種類の試料
を生ゴミのコンポスト化および生ゴミの消滅化において
実用評価確認を行った。配合した原料および比率を〔表
１１〕に示す。
【００４５】
【００４６】混合焼結したＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈの４試料につ
いて、生ゴミのコンポスト化による発酵評価試験を一次
発酵と二次発酵に分けて行った。一次発酵においては、
主にオカラと混合焼結物を混ぜたもの（比重約０．７）
にＺ菌を混ぜ一次発酵槽を約５０°Ｃ（Ｚ菌の中の微生
物が活発になる温度）に加熱しその温度において３時間
攪拌した。３時間経過した後二次発酵槽に試料を移し、
加熱、補水を行い完熟するまで２週間放置した。コンポ
スト化の評価試験として、完全完熟した試料Ｅ，試料
Ｆ，試料Ｇ，試料Ｈの４種類試料を物性試験（炭素含有
量、水分含有量、溶出特性）をイオンクロマト分析機、
真空低温乾燥機を用いて行い、完熟コンポスト化を用い
て発芽や生育試験を行った。試験条件を〔表１２〕に示
す。
いて、生ゴミのコンポスト化による発酵評価試験を一次
発酵と二次発酵に分けて行った。一次発酵においては、
主にオカラと混合焼結物を混ぜたもの（比重約０．７）
にＺ菌を混ぜ一次発酵槽を約５０°Ｃ（Ｚ菌の中の微生
物が活発になる温度）に加熱しその温度において３時間
攪拌した。３時間経過した後二次発酵槽に試料を移し、
加熱、補水を行い完熟するまで２週間放置した。コンポ
スト化の評価試験として、完全完熟した試料Ｅ，試料
Ｆ，試料Ｇ，試料Ｈの４種類試料を物性試験（炭素含有
量、水分含有量、溶出特性）をイオンクロマト分析機、
真空低温乾燥機を用いて行い、完熟コンポスト化を用い
て発芽や生育試験を行った。試験条件を〔表１２〕に示
す。
【００４７】
【００４８】コンポストの完熟状態は、水分４０％以
下、ｐＨ６〜９、炭素含有量１０〜２０％が目安とされ
ている。混合焼結体を使用した４種類とも許容範囲に入
っており、完熟状態になっている。〔表１３〕に完熟コ
ンポストの性状測定結果を示す。焼結体配合完熟コンポ
スト１０倍希釈液と水で、植物の発芽試験を行った結
果、水、コンポスト希釈液ともに正常に発芽するが、水
で発芽したものに対してコンポスト希釈液で発芽した物
の方が、背丈は低いが葉の色が濃く、また葉の厚さも厚
かった。さらに、畑にて肥料無し、化学肥料、有機肥料
（完熟コンポスト）における育成比較試験を行った。約
１ケ月後の状況では生育の優劣は認められず、ともによ
く生育している。以上の結果から混合焼結物を用いたコ
ンポスト化は可能であり、混合焼結物を配合することに
よりコンポスト化過程において、均一に攪拌され一次発
酵が全体的に速やかに発酵するという効果があり有効な
資材である。
下、ｐＨ６〜９、炭素含有量１０〜２０％が目安とされ
ている。混合焼結体を使用した４種類とも許容範囲に入
っており、完熟状態になっている。〔表１３〕に完熟コ
ンポストの性状測定結果を示す。焼結体配合完熟コンポ
スト１０倍希釈液と水で、植物の発芽試験を行った結
果、水、コンポスト希釈液ともに正常に発芽するが、水
で発芽したものに対してコンポスト希釈液で発芽した物
の方が、背丈は低いが葉の色が濃く、また葉の厚さも厚
かった。さらに、畑にて肥料無し、化学肥料、有機肥料
（完熟コンポスト）における育成比較試験を行った。約
１ケ月後の状況では生育の優劣は認められず、ともによ
く生育している。以上の結果から混合焼結物を用いたコ
ンポスト化は可能であり、混合焼結物を配合することに
よりコンポスト化過程において、均一に攪拌され一次発
酵が全体的に速やかに発酵するという効果があり有効な
資材である。
【００４９】
【００５０】〔実施例４（環境浄化用分野）生ゴミ消滅
化〕生ゴミ消滅化の媒体においては、発酵、分解、消
化、消滅過程において果たす混合焼結物の役割は重要で
ある。生ゴミ消滅化媒体としては媒体ランニングコスト
を削減する目的においては強度が必要であり、微生物の
生息においては多孔質化する必要がある。廃棄物原料の
配合を、底泥５０重量％、アルミ鉱滓５０重量％とし、
ブリケット成形後、１１５０°Ｃで焼成した。評価試験
としては、消滅実用機（処理能力３Ｋｇ／日）を使用
し、６日間の連続稼動により生ゴミの消滅性能（現行の
木材チップと比較した微生物の生息活動）および混合焼
結体の耐久性を評価試験した。
化〕生ゴミ消滅化の媒体においては、発酵、分解、消
化、消滅過程において果たす混合焼結物の役割は重要で
ある。生ゴミ消滅化媒体としては媒体ランニングコスト
を削減する目的においては強度が必要であり、微生物の
生息においては多孔質化する必要がある。廃棄物原料の
配合を、底泥５０重量％、アルミ鉱滓５０重量％とし、
ブリケット成形後、１１５０°Ｃで焼成した。評価試験
としては、消滅実用機（処理能力３Ｋｇ／日）を使用
し、６日間の連続稼動により生ゴミの消滅性能（現行の
木材チップと比較した微生物の生息活動）および混合焼
結体の耐久性を評価試験した。
【００５１】消滅化状況については、焼結体を配合した
処理機内の温度は３５〜３７°Ｃで安定しており、湿度
にも大きな変化は出ていない。分解能力においては木質
チップと同等であり、微生物の活動は進行している。ま
た、耐久性については、連続稼動３０日迄は破壊粒子は
認められず良い結果となっている。以上のような結果か
ら多孔質軽量焼結生成物は生ゴミ消滅媒体として活用が
可能な資材である確認ができた。
処理機内の温度は３５〜３７°Ｃで安定しており、湿度
にも大きな変化は出ていない。分解能力においては木質
チップと同等であり、微生物の活動は進行している。ま
た、耐久性については、連続稼動３０日迄は破壊粒子は
認められず良い結果となっている。以上のような結果か
ら多孔質軽量焼結生成物は生ゴミ消滅媒体として活用が
可能な資材である確認ができた。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係る多孔質軽量焼結生成物の製
造方法においては、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ三成
分のいずれかを主成分とする、アルミ鉱滓、ＰＳ灰、底
泥、汚泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却灰、貝殻類、メ
ッキスラッジ等の廃棄物を少なくとも２種類以上混合造
粒し、８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点以下の温度で焼
結するものであるため、従来に比し、設備を簡易化する
ことができるるとともに溶融処理のように大きなランニ
ングコストを必要とせずエネルギーは少なくてすむた
め、処理コストを低額化でき、さらに、製造される多孔
質軽量焼結生成物は多孔質で軽量であるためその用途
も、従来に比し、拡大させることができるものである。
造方法においては、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ三成
分のいずれかを主成分とする、アルミ鉱滓、ＰＳ灰、底
泥、汚泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却灰、貝殻類、メ
ッキスラッジ等の廃棄物を少なくとも２種類以上混合造
粒し、８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点以下の温度で焼
結するものであるため、従来に比し、設備を簡易化する
ことができるるとともに溶融処理のように大きなランニ
ングコストを必要とせずエネルギーは少なくてすむた
め、処理コストを低額化でき、さらに、製造される多孔
質軽量焼結生成物は多孔質で軽量であるためその用途
も、従来に比し、拡大させることができるものである。
【００５３】よって、この多孔質軽量焼結生成物の製造
方法を使用すれば、廃棄物を多用途に活用可能にして前
記廃棄物の再資源化及び消滅化を図ることができる。
方法を使用すれば、廃棄物を多用途に活用可能にして前
記廃棄物の再資源化及び消滅化を図ることができる。
【００５４】なお、前記少なくとも２種類以上の廃棄物
の配合対象、配合比、造粒方法又は／及び焼結温度を調
整可能にすれば、使用用途に適した焼結状態、気孔率、
機械的強度を得ることができ、土木建築分野・農業資材
分野・環境浄化用分野など３分野で活用可能な資材を製
造することができる。
の配合対象、配合比、造粒方法又は／及び焼結温度を調
整可能にすれば、使用用途に適した焼結状態、気孔率、
機械的強度を得ることができ、土木建築分野・農業資材
分野・環境浄化用分野など３分野で活用可能な資材を製
造することができる。
【００５５】なお、製造される多孔質軽量焼結生成物が
多孔質、無菌、無機質、無害で安定したものであれば、
土木建築分野・農業資材分野・環境浄化用分野など３分
野での活用可能な資材として適している。
多孔質、無菌、無機質、無害で安定したものであれば、
土木建築分野・農業資材分野・環境浄化用分野など３分
野での活用可能な資材として適している。
【００５６】また、前記廃棄物として３〜３０重量％の
金属アルミを含んでいるアルミ鉱滓を配合すれば、この
金属アルミの反応熱を利用して炉内焼成温度雰囲気を理
論値よりも低温域で焼結することができるものである。
金属アルミを含んでいるアルミ鉱滓を配合すれば、この
金属アルミの反応熱を利用して炉内焼成温度雰囲気を理
論値よりも低温域で焼結することができるものである。
【００５７】また、前記廃棄物としてガラス屑粉末を５
〜２０重量％の配合すれば、多孔質軽量焼結生成物の内
部表面及び外部表面をＳｉＯ2 の膜で覆うことができる
ため、有害成分の溶出を抑えることができるものであ
る。
〜２０重量％の配合すれば、多孔質軽量焼結生成物の内
部表面及び外部表面をＳｉＯ2 の膜で覆うことができる
ため、有害成分の溶出を抑えることができるものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 18/04 Ｃ０４Ｂ 18/04 18/10 18/10 Ａ Ｚ 18/14 18/14 Ｇ Ｚ 18/16 18/16 18/30 18/30 35/00 35/00 Ｖ (71)出願人 598139553 株式会社 三光 静岡県磐田郡竜洋町掛塚竜光寺3413−２ (71)出願人 593153222 株式会社シンコーフレックス 静岡県浜松市西丘町71番地の５ (72)発明者 川崎 雅弘 埼玉県川口市本町４丁目１番８号 科学技 術振興事業団内 (72)発明者 上村 税男 静岡県沼津市西野317 学校法人東海大学 内 (72)発明者 佐々木 雅美 静岡県沼津市西野317 学校法人東海大学 内 (72)発明者 高野 勉 静岡県沼津市本郷町６番６号 馬淵建設株 式会社内 (72)発明者 小出 廣勝 静岡県磐田郡竜洋町掛塚竜光寺3413−２ 株式会社三光内 (72)発明者 山下 勇 静岡県磐田郡竜洋町掛塚竜光寺3413−２ 株式会社三光内 (72)発明者 赤羽 光雄 静岡県磐田郡竜洋町掛塚竜光寺3413−２ 株式会社三光内 (72)発明者 鳥居 数馬 静岡県浜松市西丘町71−５ 株式会社シン コーフレックス内 (72)発明者 松浦 博幸 静岡県浜松市西丘町71−５ 株式会社シン コーフレックス内 Ｆターム(参考） 2B022 BA01 BA04 BA05 BA07 BB01 DA19 4D059 AA00 BB02 BB11 BB14 BK09 CC04 CC10 DA15 DA65 EB20 4G019 JA01 4G030 AA08 AA36 AA37 BA32 CA09 GA05 GA27
Claims (5)
- 【請求項１】 Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ三成分の
いずれかを主成分とする、アルミ鉱滓、ＰＳ灰、底泥、
汚泥、ガラス屑、石炭灰、一般焼却灰、貝殻類、メッキ
スラッジ等の廃棄物を少なくとも２種類以上混合造粒
し、８００°Ｃ〜１２５０°Ｃの融点以下の温度で焼結
することを特徴とする廃棄物を原料とした多孔質軽量焼
結生成物の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の廃棄物を原料とした多孔質軽
量焼結生成物の製造方法において、前記２種類以上の廃
棄物の配合対象、配合比、造粒方法又は／及び焼結温度
を適宜調整可能としたことを特徴とする。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の廃棄物を原料と
した多孔質軽量焼結生成物の製造方法において、前記混
合焼結生成物は多孔質、無菌、無機質、無害で安定した
ものであることを特徴とする。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３の廃棄
物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法におい
て、前記廃棄物として３〜３０重量％の金属アルミを含
んでいるアルミ鉱滓を配合することを特徴とする。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３又は請求
項４の廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造
方法において、前記廃棄物としてガラス屑粉末を５〜２
０重量％の配合することを特徴とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000230047A JP2002047074A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000230047A JP2002047074A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002047074A true JP2002047074A (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18723065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000230047A Pending JP2002047074A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 廃棄物を原料とした多孔質軽量焼結生成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002047074A (ja) |
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- 2000-07-28 JP JP2000230047A patent/JP2002047074A/ja active Pending
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