JP2002097062A - 上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製造方法 - Google Patents
上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製造方法Info
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- JP2002097062A JP2002097062A JP2000284823A JP2000284823A JP2002097062A JP 2002097062 A JP2002097062 A JP 2002097062A JP 2000284823 A JP2000284823 A JP 2000284823A JP 2000284823 A JP2000284823 A JP 2000284823A JP 2002097062 A JP2002097062 A JP 2002097062A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 上水汚泥廃棄物の有効な再利用。
【解決手段】 （Ａ）上水製造の際の浄水処理として水
中の微粒子を凝集沈降させた汚泥の廃棄物（以下、上水
汚泥廃棄物という）の900 〜1300℃での焼成物50〜80重
量％、（Ｂ）粘土20〜50重量％、（Ｃ）その他の石材 0
〜20重量％、（上記の重量％は絶乾状態の重量を基準に
して計算する。）より合計 100重量％の組成物を調製し
て乾式成形した後、1150〜1300℃で焼成する。
中の微粒子を凝集沈降させた汚泥の廃棄物（以下、上水
汚泥廃棄物という）の900 〜1300℃での焼成物50〜80重
量％、（Ｂ）粘土20〜50重量％、（Ｃ）その他の石材 0
〜20重量％、（上記の重量％は絶乾状態の重量を基準に
して計算する。）より合計 100重量％の組成物を調製し
て乾式成形した後、1150〜1300℃で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上水製造の際の浄
水処理の過程で発生する上水汚泥廃棄物を、レンガ、タ
イル、窯業製品などのセラミックス製品の主原料として
使用することにより、廃棄物資源を有効にリサイクルし
て環境汚染負荷の低減を図るものである。
水処理の過程で発生する上水汚泥廃棄物を、レンガ、タ
イル、窯業製品などのセラミックス製品の主原料として
使用することにより、廃棄物資源を有効にリサイクルし
て環境汚染負荷の低減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス製品は長石、陶石などの岩
石材料と粘土とを粉砕・混合して成形し、通常1200〜13
00℃程度の温度で焼成して製造している。
石材料と粘土とを粉砕・混合して成形し、通常1200〜13
00℃程度の温度で焼成して製造している。
【０００３】一方、上水製造の際の浄水処理の一工程と
して、取水中の微粒子を凝集剤を使用して凝集沈降させ
て除去する方法が採用されている。この浄水処理により
凝集沈降した大量の汚泥は廃棄物として処理せざるを得
ない。このため、上水汚泥廃棄物のリサイクルが試みら
れてはいるが、その際、それぞれの製品分野ごとに要求
される製品の形状安定性や寸法安定性の規準が厳しく、
そのため、上水汚泥廃棄物の再使用量は極く低く抑えら
れ、リサイクル率は非常に小さいのが実情である。この
現状を打破するため、本発明者らは、上水汚泥廃棄物を
900 〜1200℃で焼成した後で原料として使用すれば、セ
ラミックス原料に大量に配合し得ることを見出し、先に
提案した。（特願2000-228467 号）
して、取水中の微粒子を凝集剤を使用して凝集沈降させ
て除去する方法が採用されている。この浄水処理により
凝集沈降した大量の汚泥は廃棄物として処理せざるを得
ない。このため、上水汚泥廃棄物のリサイクルが試みら
れてはいるが、その際、それぞれの製品分野ごとに要求
される製品の形状安定性や寸法安定性の規準が厳しく、
そのため、上水汚泥廃棄物の再使用量は極く低く抑えら
れ、リサイクル率は非常に小さいのが実情である。この
現状を打破するため、本発明者らは、上水汚泥廃棄物を
900 〜1200℃で焼成した後で原料として使用すれば、セ
ラミックス原料に大量に配合し得ることを見出し、先に
提案した。（特願2000-228467 号）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】先の提案では上水汚泥
廃棄物の焼成物を大量に配合するためには、調製した坏
土を湿式で成形する必要があると考えていた。本発明者
らはさらに検討を進めた結果、上水汚泥廃棄物の種類に
より焼成温度を少し高めにすれば、上水汚泥廃棄物の焼
成物を大量に配合した坏土も乾式成形し得ることを見出
し、本発明に到達した。即ち、本発明は上水汚泥廃棄物
を大量の使用して再資源化の効率を向上させるととも
に、セラミックス製品の製造効率を向上させることを目
的とする。
廃棄物の焼成物を大量に配合するためには、調製した坏
土を湿式で成形する必要があると考えていた。本発明者
らはさらに検討を進めた結果、上水汚泥廃棄物の種類に
より焼成温度を少し高めにすれば、上水汚泥廃棄物の焼
成物を大量に配合した坏土も乾式成形し得ることを見出
し、本発明に到達した。即ち、本発明は上水汚泥廃棄物
を大量の使用して再資源化の効率を向上させるととも
に、セラミックス製品の製造効率を向上させることを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は「（Ａ）上水汚
泥廃棄物の900 〜1300℃での焼成物50〜80重量％、
（Ｂ）粘土20〜50重量％、（Ｃ）その他の石材 0〜20重
量％、（上記の重量％は絶乾状態の重量を基準にして計
算する。）より合計 100重量％の組成物を調製し、乾式
成形したあと、1150〜1300℃で焼成することを特徴とす
る上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製
造方法。」である。
泥廃棄物の900 〜1300℃での焼成物50〜80重量％、
（Ｂ）粘土20〜50重量％、（Ｃ）その他の石材 0〜20重
量％、（上記の重量％は絶乾状態の重量を基準にして計
算する。）より合計 100重量％の組成物を調製し、乾式
成形したあと、1150〜1300℃で焼成することを特徴とす
る上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製
造方法。」である。
【０００６】本発明での上水汚泥廃棄物の焼成温度は90
0 〜1300℃であるが、下限の900 ℃で殆どの有機物質は
完全に燃焼して分解除去されるので、特殊の場合を除
き、通常は900 ℃で焼成すればよい。この特殊の場合の
１例として、凝集剤として高分子凝集剤を用いた場合が
挙げられる。上水汚泥廃棄物に含まれている高分子凝集
剤は900 ℃では完全に燃焼して分解除去され難いので、
上限の1200〜1300℃で燃焼する必要がある。
0 〜1300℃であるが、下限の900 ℃で殆どの有機物質は
完全に燃焼して分解除去されるので、特殊の場合を除
き、通常は900 ℃で焼成すればよい。この特殊の場合の
１例として、凝集剤として高分子凝集剤を用いた場合が
挙げられる。上水汚泥廃棄物に含まれている高分子凝集
剤は900 ℃では完全に燃焼して分解除去され難いので、
上限の1200〜1300℃で燃焼する必要がある。
【０００７】本発明で使用する粘土は、窯業で粘土と言
われるものであれば如何なる種類のものであってもよ
い。例えば、粘土鉱物を単に粉砕するか、少し加工して
粉砕した木節粘土、蛙目粘土、カオリン粘土、鉱物から
粘土分を抽出した粘土（珪砂を水篩して粘土分を抽出し
た粘土）などが使用される。
われるものであれば如何なる種類のものであってもよ
い。例えば、粘土鉱物を単に粉砕するか、少し加工して
粉砕した木節粘土、蛙目粘土、カオリン粘土、鉱物から
粘土分を抽出した粘土（珪砂を水篩して粘土分を抽出し
た粘土）などが使用される。
【０００８】本発明における（Ｃ）のその他の石材とし
ては、骨材としての機能を持つ廃棄セラミックス屑（シ
ャモット）、製品の安定性を向上させる長石、陶石など
の一般の岩石材、製品表面の表情の形成材としての機能
を持つ上水沈砂廃棄物（粗粒の沈砂）などを挙げること
ができる。
ては、骨材としての機能を持つ廃棄セラミックス屑（シ
ャモット）、製品の安定性を向上させる長石、陶石など
の一般の岩石材、製品表面の表情の形成材としての機能
を持つ上水沈砂廃棄物（粗粒の沈砂）などを挙げること
ができる。
【０００９】なお、本発明のセラミックス製品の表面に
着色や模様を現出する場合が多い。通常は釉薬を施こす
が、施釉によらずに、着色したセラミックス製品を製造
する場合には顔料入りの坏土を使用すればよい。この坏
土に配合する顔料は、坏土の配合割合の計算には含めな
い。即ち、顔料を除く坏土の総重量を 100重量％とし、
配合する顔料は計算外とする。顔料入りの坏土を使用す
る場合には、顔料を除く坏土の総重量を 100％として数
重量％程度以下が配合される。
着色や模様を現出する場合が多い。通常は釉薬を施こす
が、施釉によらずに、着色したセラミックス製品を製造
する場合には顔料入りの坏土を使用すればよい。この坏
土に配合する顔料は、坏土の配合割合の計算には含めな
い。即ち、顔料を除く坏土の総重量を 100重量％とし、
配合する顔料は計算外とする。顔料入りの坏土を使用す
る場合には、顔料を除く坏土の総重量を 100％として数
重量％程度以下が配合される。
【００１０】本発明で製造されるセラミックス製品の種
類としては、例えば、タイルやレンガ、各種ブロックや
各種陶磁器、手工芸や工業化による各種磁器、美術工芸
品などが挙げられる。
類としては、例えば、タイルやレンガ、各種ブロックや
各種陶磁器、手工芸や工業化による各種磁器、美術工芸
品などが挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１２】本発明は、石材の大部分が、通常の岩石材
ではなく、上水汚泥廃棄物の焼成物である点が通常の乾
式成形によるタイルやブロックの製造方法と異なるのみ
であり、原料調製を含めた製造方法自体は通常の乾式成
形による製造方法と特に異なる点はない。また、成形後
の焼成温度の1150〜1300℃も通常のセラミックス製品の
焼成温度と大差はない。
ではなく、上水汚泥廃棄物の焼成物である点が通常の乾
式成形によるタイルやブロックの製造方法と異なるのみ
であり、原料調製を含めた製造方法自体は通常の乾式成
形による製造方法と特に異なる点はない。また、成形後
の焼成温度の1150〜1300℃も通常のセラミックス製品の
焼成温度と大差はない。
【００１３】本発明の製造工程は、上水汚泥廃棄物か
ら上水汚泥廃棄物の焼成物を得る迄の工程と、上水汚
泥廃棄物の焼成物、粘土、その他の石材、から原料を調
製し、乾式成形し、焼成してセラミックス製品を得る迄
の工程とに大別される。
ら上水汚泥廃棄物の焼成物を得る迄の工程と、上水汚
泥廃棄物の焼成物、粘土、その他の石材、から原料を調
製し、乾式成形し、焼成してセラミックス製品を得る迄
の工程とに大別される。
【００１４】上水汚泥廃棄物は大量の水及び有機物を含
み、自然乾燥後でも相当量の水、有機物を含んでいるの
で、上記の工程を上水汚泥廃棄物が発生する上水場か
ら離れた工場まで運んで行うことは得策ではなく、上記
の工程をセラミックス製品製造工場以外の工場で行う
ことは考えられない。従って、上水場内で上記の工程
を行ない、得られた上水汚泥廃棄物の焼成物をセラミッ
クス製品製造工場に運んで以後の工程をセラミックス製
品製造工場で行うこととなる。
み、自然乾燥後でも相当量の水、有機物を含んでいるの
で、上記の工程を上水汚泥廃棄物が発生する上水場か
ら離れた工場まで運んで行うことは得策ではなく、上記
の工程をセラミックス製品製造工場以外の工場で行う
ことは考えられない。従って、上水場内で上記の工程
を行ない、得られた上水汚泥廃棄物の焼成物をセラミッ
クス製品製造工場に運んで以後の工程をセラミックス製
品製造工場で行うこととなる。
【００１５】以下製造工程順に説明する。 (1)上水汚泥廃棄物（含水率60〜70％）を脱水・乾燥し
て含水率20〜30％とし、500 μｍ以下の粉状にまで粉砕
した後、含水率 1〜3 ％となるまで加熱する。
て含水率20〜30％とし、500 μｍ以下の粉状にまで粉砕
した後、含水率 1〜3 ％となるまで加熱する。
【００１６】(2)補助燃料と上水汚泥廃棄物中の有機物
の燃焼により、900 〜1300℃に維持されている焼成炉中
で上水汚泥廃棄物を焼成し、粒状の焼成物とする。上記
したように、高分子凝集剤が含まれている場合は炉の温
度を1200〜1300℃とするが、通常の場合は 900〜1000℃
とする。
の燃焼により、900 〜1300℃に維持されている焼成炉中
で上水汚泥廃棄物を焼成し、粒状の焼成物とする。上記
したように、高分子凝集剤が含まれている場合は炉の温
度を1200〜1300℃とするが、通常の場合は 900〜1000℃
とする。
【００１７】(3)粒状の上水汚泥廃棄物、粘土、その他
の石材を、所定量配合して、ボールミルに入れ、水分35
％程度になるよう水を加えて所定時間、湿式微粉砕と混
合を行う。
の石材を、所定量配合して、ボールミルに入れ、水分35
％程度になるよう水を加えて所定時間、湿式微粉砕と混
合を行う。
【００１８】(4)得られたスラリーを50〜100 メッシュ
程度の篩で篩分け、通過したものをスプレードライヤー
で乾燥・造粒する。
程度の篩で篩分け、通過したものをスプレードライヤー
で乾燥・造粒する。
【００１９】(5)得られた顆粒を金型に入れ、プレス成
形する。
形する。
【００２０】(6)成形したものを焼成炉に入れ、1150〜1
300℃で所定時間焼成してセラミックス製品ができあが
る。
300℃で所定時間焼成してセラミックス製品ができあが
る。
【００２１】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１） 上水汚泥廃棄物の焼成物 50 重量％ 木節粘土 20 重量％ 珪砂水篩粘土 10 重量％ 新島長石 20 重量％ 上記組成の各原料を湿式ボールミルで約19時間混合・粉
砕した後、得られたスラリーを60メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒を45二丁形状（製品寸法45mm×95mm×7mm ）の金型に
入れ、油圧成形プレスで約270kgf/cm2の圧力でタイルに
成形し、表面に釉薬を塗布し、ローラーハウスキルンで
最高温度1150℃で3 時間焼成した。
砕した後、得られたスラリーを60メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒を45二丁形状（製品寸法45mm×95mm×7mm ）の金型に
入れ、油圧成形プレスで約270kgf/cm2の圧力でタイルに
成形し、表面に釉薬を塗布し、ローラーハウスキルンで
最高温度1150℃で3 時間焼成した。
【００２２】焼成収縮13％、吸水率0.3 ％のタイルが製
造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
【００２３】 （実施例２） 上水汚泥廃棄物の焼成物 55 重量％ 木節粘土 35 重量％ 信楽長石 10 重量％ 上記組成の各原料を湿式ボールミルで約18時間混合・粉
砕した後、得られたスラリーを80メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒を二丁掛け形状（製品寸法227mm ×60mm×10mm）の金
型に入れ、油圧成形プレスで約250kgf/cm2の圧力でタイ
ルに成形し、表面に釉薬を塗布し、トンネルキルンで最
高温度1220℃で19時間焼成した。
砕した後、得られたスラリーを80メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒を二丁掛け形状（製品寸法227mm ×60mm×10mm）の金
型に入れ、油圧成形プレスで約250kgf/cm2の圧力でタイ
ルに成形し、表面に釉薬を塗布し、トンネルキルンで最
高温度1220℃で19時間焼成した。
【００２４】焼成収縮13.5％、吸水率0.35％のタイルが
製造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
製造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
【００２５】 （実施例３） 上水汚泥廃棄物の焼成物 60 重量％ 木節粘土 10 重量％ 珪砂水篩粘土 30 重量％ 上記組成の各原料を湿式ボールミルで約17時間混合・粉
砕した後、得られたスラリーを60メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒状タイル原料に、その原料100 重量％に対してクロマ
イト粉末1.5 重量％乾式混合し、 100二丁形状（製品寸
法100mm ×200mm × 9mm）の金型に入れ、油圧成形プレ
スで約220kgf/cm2の圧力でタイルに成形し、表面に釉薬
を塗布し、トンネルキルンで最高温度1280℃で20時間焼
成した。
砕した後、得られたスラリーを60メッシュの篩を通過さ
せ、スプレードライヤーで乾燥・造粒する。得られた顆
粒状タイル原料に、その原料100 重量％に対してクロマ
イト粉末1.5 重量％乾式混合し、 100二丁形状（製品寸
法100mm ×200mm × 9mm）の金型に入れ、油圧成形プレ
スで約220kgf/cm2の圧力でタイルに成形し、表面に釉薬
を塗布し、トンネルキルンで最高温度1280℃で20時間焼
成した。
【００２６】焼成収縮14％、吸水率0.5 ％のタイルが製
造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
造でき、タイル規格（JIS A 5209-1994:陶磁器質タイ
ル）を満足した。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、上水汚泥廃棄物の種類に
応じて高分子凝集剤が含まれている場合は焼成温度を高
めにして焼成することにより、上水汚泥廃棄物の大量の
再利用が可能となり、かつ、効率のよい乾式成形でセラ
ミックス製品を製造することが可能となった。
応じて高分子凝集剤が含まれている場合は焼成温度を高
めにして焼成することにより、上水汚泥廃棄物の大量の
再利用が可能となり、かつ、効率のよい乾式成形でセラ
ミックス製品を製造することが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591221813 丸美陶料株式会社 岐阜県土岐市鶴里町柿野505番地の１ (71)出願人 399011852 オリオン商事株式会社 東京都北区西ヶ原１丁目42番１号 (72)発明者 菊地 健雄 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 芋生 誠 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 西田 克範 東京都中央区佃２−17−15 月島機械株式 会社内 (72)発明者 後藤 博文 岐阜県土岐市肥田町肥田2247番地の18号 株式会社開山窯インターセラム内 (72)発明者 小川 計爾 岐阜県土岐市妻木町西山3247−278 丸美 陶料株式会社内 (72)発明者 高橋 英孝 東京都北区西ヶ原１−42−１ オリオン商 事株式会社内 Ｆターム(参考） 4D059 AA06 BB02 BB06 BD00 BF15 BK08 BK11 CC04 DA51 DA54 EB06 4G030 AA67 GA09 GA36
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）上水製造の際の浄水処理として水
中の微粒子を凝集沈降させた汚泥の廃棄物（以下、上水
汚泥廃棄物という）の900 〜1300℃での焼成物50〜80重
量％、（Ｂ）粘土20〜50重量％、（Ｃ）その他の石材 0
〜20重量％、（上記の重量％は絶乾状態の重量を基準に
して計算する。）より合計 100重量％の組成物を調製し
て乾式成形した後、1150〜1300℃で焼成することを特徴
とする上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000284823A JP2002097062A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000284823A JP2002097062A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097062A true JP2002097062A (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=18768981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000284823A Withdrawn JP2002097062A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 上水汚泥廃棄物を主原料としたセラミックス製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002097062A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100671801B1 (ko) * | 2005-10-11 | 2007-01-19 | 최병환 | 석분 및 정수 오니를 이용한 점토바닥벽돌의 제조방법 |
| WO2008048025A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Dai Youn Cho | The manufacturing method of construction materials using waterworks sludge |
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-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000284823A patent/JP2002097062A/ja not_active Withdrawn
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