JP2003128448A - 骨材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドロス残灰を原料として骨材を製造する場合
に高い歩留まりを実現することができる製造方法を提供
する。 【解決手段】 アルミニウムドロス残灰を焼成してドロ
ス焼成品を生成する焼成工程Ｓ１と、ドロス焼成品中に
アルミナ含有鉱物、カルシア含有鉱物及びバインダを所
定量配合するとともに所定量配合された各材料を微粉に
まで粉砕する混合粉砕工程Ｓ２と、微粉を所定形状の粒
に成型する造粒工程Ｓ４・Ｓ５と、粒を焼結する焼結工
程Ｓ６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムドロ
ス残灰を出発原料にした骨材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム溶解工程では、溶解された
金属アルミニウムの一部が、空気やその他添加成分と化
学反応を起こす。その結果、溶解炉や保持炉の上面にア
ルミニウムの酸化物、窒化物、及び塩化物を含むノロや
滓（以下においては「ホットドロス」という。）が生成
される。通常このホットドロスは、専用の掻きだし装置
により溶融アルミニウム上面から回収される。このホッ
トドロスには、未だ有効利用が可能な金属アルミニウム
分が多く含まれているので、図６に表される工程により
金属アルミニウム分が回収されている。

【０００３】図６においてＭＲＭ（Metal Reclaiming M
achine）は、ホットドロスをポット内に投入して、ポッ
ト内の攪拌羽を回転させ、比重差を利用して金属アルミ
ニウムを回収する装置である。ＭＲＭから、一次回収ア
ルミニウムが回収され、その残余は一次灰として次工程
のレイモンドミルへと送られる。また、ＭＲＭに装着さ
れている集塵機からは「ＭＲＭ集塵灰」が回収される。
「ＭＲＭ集塵灰」は、ホットドロスの約５％発生すると
いわれ、粒径１５０μｍ以下の微紛で金属アルミニウム
の含有率はおよそ２０質量％以下である。

【０００４】レイモンドミルにおいては、一次灰を破砕
して、残留している金属アルミニウム粒子の周囲に付着
している酸化アルミニウムを「レイモンド灰」として取
り除く。「レイモンド灰」の金属アルミニウムの含有率
はおよそ１０質量％以下である。レイモンドミルにおい
て、酸化アルミニウムが取り除かれたものは「つきみ」
と呼ばれ、次工程の回転炉へと送られる。「つきみ」の
金属アルミニウム含有率は、およそ６０質量％である。
回転炉からは二次回収アルミニウムが回収され、その残
余は「二次灰」と呼ばれる。

【０００５】以上のホットドロスから金属アルミニウム
（一次・二次回収アルミニウム）が回収された残余の部
分、すなわち「ＭＲＭ集塵灰」、「レイモンド灰」及び
「二次灰」は、総称して「アルミニウムドロス残灰」と
呼ばれている。

【０００６】アルミニウムドロス残灰は、これまで産業
廃棄物として廃棄処理されてきた。しかし、このアルミ
ニウムドロス残灰中の金属アルミニウムや窒化アルミニ
ウム（AlN）が水と反応して、アンモニアや水素ガスが
生成され、悪臭等の公害や、火災を生じるという問題が
あった。本願発明者は、このアルミニウムドロス残灰に
所定の処理を加えて耐火物原料及び耐火物を製造する方
法を、特開平１１−２７８９１６、及び特開平１１−２
７８９１７の公報で開示している。上記の方法は、アル
ミニウムドロス残灰に所定の処理を加えて得られる物質
の耐熱性が高いという事実に着目してなされたものであ
る。

【０００７】また、特開平０８−２９５３の明細書に
は、アルミニウム溶解滓残灰を酸化処理した後に粉砕し
て得られた粉末を、高温で焼き固めてブロック状の焼結
体とした後、粉砕、篩分けして所定の大きさの粒を得
て、これを道路舗装用骨材に利用する技術が開示されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平０８−
２９５３の明細書に開示された技術によれば、焼結後の
ブロックを粉砕篩分けするので、骨材としての歩留まり
は最大でも８０％程度であり、生産性の点に課題を残し
ている。また篩分けにより使用されない２０％以上の部
分をどのように処理するかという問題もある。そこで本
発明は、ドロス残灰を原料として骨材を製造する場合に
高い歩留まりを実現することができる製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものではない。

【００１０】本発明の第一態様の骨材の製造方法は、ア
ルミニウムドロス残灰を焼成してドロス焼成品を生成す
る焼成工程（Ｓ１）と、ドロス焼成品中にアルミナ含有
鉱物、カルシア含有鉱物及びバインダを所定量配合する
とともに所定量配合された各材料を微粉にまで粉砕する
混合粉砕工程（Ｓ２）と、微粉を所定形状の粒に成型す
る造粒工程（Ｓ４・Ｓ５）と、粒を焼結する焼結工程
（Ｓ６）とを備えたことを特徴とする。

【００１１】さらに具体的には、上記第一態様の製造方
法は、アルミニウムドロス残灰を出発原料として骨材を
製造する方法であって、アルミニウムドロス残灰を１０
００℃以上の温度で１時間以上焼成してドロス焼成品を
生成する工程と、（１）ドロス焼成品を５９〜９９質量
％と、（２）アルミナ含有率３０質量％以上のアルミナ
質鉱物、アルミナ含有率１０質量％以上のシリカ−アル
ミナ質鉱物、またはマグネシア換算１０質量％以上のマ
グネシアを含有するマグネシア質鉱物のうちの一種また
は二種以上の配合物を、０．５〜３０質量％と、（３）
カルシア換算１０質量％以上のカルシアを含有するカル
シア質鉱物を、０．１〜１０質量％と、（４）バインダ
を０．１〜１．０質量％と、を配合するとともに、配合
された各材料を最大りゅうど２００μｍ以下に粉砕する
工程と、粉砕された配合品に圧力をかけて所定の大きさ
のブロックを成型する工程と、ブロックを所定形状の粒
にカットして、骨材形状に造粒する工程と、粒を１１０
０〜１７００℃の温度で１時間以上保持して焼結する工
程とを備えている。

【００１２】ドロス焼成品を生成する工程において、ア
ルミニウムドロス残灰を１０００℃以上の温度で焼成す
るのは、確実にアルミニウムと塩素と窒化アルミニウム
とを除去することができるからである。

【００１３】上記第一態様の骨材の製造方法において、
比較的低温においても十分な焼成効果が得られるという
観点から、アルミニウムドロス残灰の粒度は、０．５ｍ
ｍ以下とすることが好ましい。

【００１４】上記において、バインダとして、樹脂系バ
インダまたはセルロース系バインダを使用することがで
きる。樹脂系バインダは乾式の粉砕工程に、セルロース
系バインダは湿式の粉砕工程に使用するとよい。なお、
セルロース系バインダはごく微量の添加でバインダーと
しての効果を発揮し、また樹脂系バインダより一般には
単価も低いので経済的に使用することができる。

【００１５】また本発明の第二態様の骨材の製造方法
は、アルミニウムドロス残灰中にアルミナ含有鉱物、カ
ルシア含有鉱物、及び樹脂バインダを所定量配合して混
合する混合工程（Ｓ１１）と、混合物を所定形状の粒に
成型する造粒工程（Ｓ１２〜Ｓ１４）と、粒を焼結する
工程（Ｓ１５）とを備えたことを特徴とする。

【００１６】さらに具体的には上記第二態様の製造方法
は、アルミニウムドロス残灰を出発原料として骨材を製
造する方法であって、（１）最大粒径が２ｍｍ以下に調
整されたアルミニウムドロス残灰を１０〜８８．９質量
％と、（２）アルミナ含有率３０質量％以上のアルミナ
質鉱物、アルミナ含有率１０質量％以上のシリカ−アル
ミナ質鉱物、またはマグネシア換算１０質量％以上のマ
グネシアを含有するマグネシア質鉱物のうちの一種また
は二種以上の配合物を１０〜８０質量％と、（３）カル
シア換算１０質量％以上のカルシアを含有するカルシア
質鉱物を、０．１〜１０質量％と、（４）樹脂バインダ
を１〜８質量％と、を配合するとともに配合された各材
料を混合する工程と、混合品に圧力をかけて所定の大き
さのブロックを成型する工程と、ブロックを所定形状の
粒にカットし、骨材形状に造粒する工程と、粒を１１０
０〜１７００℃の温度で１時間以上保持して焼結させる
工程とを備えている。

【００１７】上記第二態様の製造方法においては、バイ
ンダとして、樹脂系バインダを使用することが好まし
い。セルロース系バインダは水分を含むので、アルミニ
ウム残灰からアンモニアガスが発生する。したがって、
環境上の観点及び造粒後に発生するガスのために粒が崩
壊するからである。

【００１８】また、上記第二態様の製造方法において、
アルミニウムドロス残灰の粒度は、２ｍｍ以下である
が、比較的低温においても十分な焼成効果が得られると
いう観点から、好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが
望ましい。

【００１９】上記各製造方法において、微粉や細粒を圧
着成形する工程には油圧プレス、又は造粒機を使用し、
圧着品を粒にカットする工程においては金網転圧機を使
用するとよい。これらの装置を使用することにより、効
率のよい製造方法とすることができる。

【００２０】これらの骨材の製造方法によれば、従来利
用することが困難なために廃棄されていたアルミニウム
ドロス残灰を有効利用することができる。

【００２１】また、これらの骨材の製造方法によれば、
比較的硬さが低い段階にて骨材の基本的な形状が形成さ
れる。そして焼結工程が最後に設けられているので、硬
くなった後の材料を粉砕したり篩分けしたりする必要が
ない。したがって１００％に近い歩留まりを確保するこ
とができ、効率的な骨材製造工程を提供することができ
る。本発明のように従来廃棄されていたものを有効利用
しようとする場合、さらにその工程から多くの廃棄物が
発生しては意味がないので、そのような観点からも本発
明の利点がある。

【００２２】また、これらの骨材の製造方法によれば、
高い硬さと耐磨耗性を備えるとともに、吸水性が低く、
白色である、という特徴を有する骨材を得ることができ
る。すなわち、この骨材は硬さと耐磨耗性が高いのでア
スファルトや、コンクリート等に配合して、磨耗がしに
くい舗装面を作ることができる。また道路舗装に使用し
た場合には同様の理由により轍掘れの傾向を少なくする
ことができ、またスリップしにくい路面の状態を長期に
保持することができる。したがって、特に高速道路、自
動車テストコース、レーシングサーキット、一般道路に
おける傾斜地や交差点付近の舗装用材料として好適に使
用することができる。またこの骨材は吸水性が低いの
で、舗装用材料の骨材としてアスファルトプラント等に
おいてストレートアスファルトと混合して合材を生産す
る際にアスファルトを吸収する率が低く抑えられ、相対
的に単価の高いストレートアスファルトの使用量を抑制
することができる。またこの骨材は白色なので、各種釉
薬、顔料や染料により着色してカラー舗装の材料や、建
築材料の原料として好適に使用することができる。

【００２３】なお、ブロックを成型する工程に、油圧プ
レス装置又は造粒機を、骨材形状に造粒する工程には、
金網転圧機を使用すると良い。これらの装置を使用する
ことにより安定した形状の骨材を効率よく製造すること
ができる。

【００２４】本発明のこのような作用及び利得は、次に
説明する実施の形態から明らかにされる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施形態
に基づき説明する。 −実施形態１−

【００２６】図１は、本発明の第一実施形態の骨材製造
方法の要点をまとめて示すものである。この形態の製造
方法における出発原料は「アルミニウムドロス残灰」で
ある。前記したように「アルミニウムドロス残灰」とは
「ＭＲＭ集塵灰」、「レイモンド灰」及び「二次灰」の
総称であり、アルミニウム溶解工程の廃棄物として生成
される。本発明においては、アルミニウムドロス残灰と
して「ＭＲＭ集塵灰」、「レイモンド灰」及び「二次
灰」をそれぞれ単独で用いてもよく、また適宜組み合わ
せ配合して使用してもよい。表１に「ＭＲＭ集塵灰」、
「レイモンド灰」及び「二次灰」の成分の分析例を示
す。

【表１】 本製造工程においては、まずこのアルミニウムドロス残
灰をロータリーキルンまたは回転炉に投入して、１４０
０℃以上の温度で約２時間保持し、焼成する（工程Ｓ
１）。この工程Ｓ１は、粒度０．５ｍｍ以下のアルミニ
ウムドロス残灰をロータリーキルンまたは回転炉に投入
して、１０００℃以上の温度で約１時間保持し、焼成す
る工程（工程Ｓ１´：図２参照）としてもよい。この間
にアルミニウムドロス残灰中に存在した金属アルミニウ
ム及び窒化アルミニウムはαアルミナとスピネルに変化
して、硬質鉱物となる。また、アルミニウムドロス残灰
中に含まれていた窒素分及び塩素分は窒素ガス、塩化物
として系外の捕集装置に回収される。この焼成物（以下
において「焼成ドロス」という。）の成分を表２に示
す。

【表２】 表２からも明らかなように、焼成によりアルミニウムド
ロス残灰中に存在していた金属アルミニウム分、窒化ア
ルミニウム分、及び塩素分は大半が他の成分に変化する
か消失している。

【００２７】次いで焼成ドロスと、アルミナ含有鉱物、
カルシア含有鉱物、及びバインダとの混合が行われる
（工程Ｓ２）。アルミナ含有鉱物としては以下の表３に
示されるシリカアルミナ質鉱物、アルミナ質鉱物、マグ
ネシア質鉱物などの各種鉱物を単独で、または二種以上
を組み合わせて用いることができる。これらアルミナ含
有鉱物は、後に説明する焼結工程（工程Ｓ６）におい
て、焼成ドロス同士を結合させる役割を持つものであ
る。

【表３】 カルシア含有鉱物としては以下の表４に示されるカルシ
ア質鉱物のうちのひとつを用いることができる。カルシ
ア含有鉱物は、焼結工程において、上記焼結材の役割を
補助するものと推定されている。

【表４】

【００２８】バインダとしては、メチルエチルセルロー
スのようなセルロース系の接着剤や、エポキシ樹脂のよ
うな樹脂系接着剤を使用することができる。バインダ
は、後に述べる圧着成型工程（工程Ｓ４）において混合
された各種原料を接着する役割を持つものである。上記
の焼成ドロスと、アルミナ含有鉱物、カルシア含有鉱
物、及びバインダ等との混合は、これらの材料を微粉化
することもかねて、ボールミルにて行われる。バインダ
としては、メチルエチルセルロースのようなセルロース
系の接着剤の使用が推奨される。

【００２９】焼成ドロス、アルミナ含有鉱物、カルシア
含有鉱物、バインダそれぞれの配合比（質量％）は、５
９〜９９、０．５〜３０、０．１〜１０、０．１〜１．
０、さらに望ましくは、８５〜９９、０．５〜１０、
０．１〜５、０．１〜０．４の範囲にあることが好まし
い。

【００３０】上記混合微粉砕工程Ｓ２により、各成分の
最大粒径が２００μｍ、さらに好ましくは１５０μｍ以
下となるよう調整されることが好ましい。ここでの最大
粒径が細かいほど後の焼結工程（工程Ｓ６）における焼
結性が良好となり、製造された骨材の硬さが高くなり、
吸水性が低くなる傾向が認められている。このような観
点からは各成分の最大粒径は、１０μｍ〜１００μｍの
範囲に粉砕されることが最も好ましい。最大粒径１０μ
ｍ以下にする場合は、時間がかかるので、効率的な粉砕
機を使用することが望ましい。

【００３１】乾式ボールミルにて粉砕を行った場合、ミ
ルから粉砕品を取り出した後、水分を濃度８％となるよ
うに添加して十分に攪拌する。また湿式ボールミルによ
り粉砕した場合には２０〜３０％含水しているので、混
合粉砕工程後乾燥して水分８％となるまで調整する。上
記のように水分調整することにより、後に説明するステ
ップＳ５の粒にカットする工程において、崩壊が起きず
歩留まりがよくなる。

【００３２】ついで微粉化された混合物を圧縮してブロ
ック状に成型する（工程Ｓ４：圧着成型工程）。そして
ブロック状の成型品を粒状の小片にカットする（工程Ｓ
５）。工程Ｓ３及び工程Ｓ４は、混合物を押し出し機で
棒状に成型し、押出し機出口にてピアノ線切断機により
サイコロ状にカットする方法によってもよい。また、造
粒機を利用して造粒してもよい。さらに、混合物を油圧
プレス、又は造粒機にて、タイル状、あるいはレンガ状
に成型した後、金網転圧機の金網にてサイコロ状にカッ
トすることもできる。油圧プレスを使用する場合、面圧
を１平方センチメートルあたり４００〜６００Ｋｇ、さ
らに望ましくは４５０〜５５０Ｋｇに設定するとよい。

【００３３】図５は、金網転圧機の構造を示している。
金網転圧機は４本の吊り下げ部材２により天井１に固定
されている転圧機本体３と転圧機の内部で回転される粉
砕部７とを備えている。転圧機本体３は、略円筒形状で
あって、その側面部には剛性の高い金網が張り巡らされ
ている。転圧機本体３の上部には開口４が設けられ、そ
の上方に配置されたベルトコンベア５からブロック状の
成型品６が投入される。転圧機本体３の内部では不図示
の回転駆動機構により駆動される粉砕部７が回転してい
る。粉砕部には図の左右方向に６本の金属性の棒が張り
渡されており、開口４から投入されたブロック状の成型
品６は、上記棒と転圧機本体３の金網との間に挟まれ
て、砕かれまたは押し出されるようにして、金網の目か
ら下方に落下する。下方には落下してくる粒を受ける樋
１０が傾斜を持って配置されている。このようにして、
ブロック状の成型品６は所定のサイズに整えられた粒に
なる。

【００３４】ついで、上記粒をロータリーキルンまたは
回転炉にて、焼結する。焼結温度は１３００〜１７００
℃、望ましくは１４００〜１６００℃、さらに望ましく
は１４５０〜１５５０℃に設定されることが好ましい。
この温度にて２〜８時間、望ましくは４時間以上保持す
ることにより焼結を行う（工程Ｓ６）。

【００３５】上記工程Ｓ６において、焼結温度を１１０
０〜１７００℃、望ましくは１２００〜１４００℃、さ
らに望ましくは１２５０〜１３５０℃に設定してこの温
度にて１〜８時間、望ましくは２時間以上保持すること
により焼結を行うこともできる（工程Ｓ６´、図２参
照）。 −第二実施形態−

【００３６】図３は、本発明の第二実施形態の骨材製造
方法の要点をまとめて示すものである。この形態の製造
方法における出発原料も「アルミニウムドロス残灰」で
ある。本製造工程においては、第一実施形態のように
「アルミニウムドロス残灰」が焼成されることなく配合
が行われる。すなわち始めにアルミニウムドロス残灰
と、アルミナ含有鉱物、カルシア含有鉱物、及びバイン
ダとの混合が行われる（工程Ｓ１１）。混合はモルタル
ミキサーまたはフレットミルを使用するとよい。アルミ
ナ含有鉱物、カルシア含有鉱物の種類や組成及び役割等
については第一実施形態において説明したとおりであ
る。バインダは本実施形態においては樹脂系バインダを
使用することが望ましい。セルロース系バインダは水分
を含むので、混合時にアルミニウムドロス残灰からアン
モニアガスが発生するからである。またそれが原因とな
って造粒した後に、粒の崩壊が起きるからである。

【００３７】本実施形態においては、アルミニウムドロ
ス残灰と、アルミナ含有鉱物、カルシア含有鉱物、及び
樹脂系バインダそれぞれの配合比（質量％）は、１５〜
８８、１０〜８０、０．１〜１０、１〜８、さらに望ま
しくは、３５〜８０、１５〜６０、０．１〜５、３〜８
の範囲にあることが好ましい。

【００３８】ついで混合物を油圧プレスにより圧縮して
タイル状または、ブロック状に成型する（工程Ｓ１２：
圧着成型工程）。そしてブロック状成型品を１１０℃の
温度のもと約２時間加温する（工程Ｓ１３：加温工
程）。この間に樹脂が溶融して各材料の粒同志を結合す
るので、次工程において粒が崩壊することなく、歩留ま
りの高い生産を実現することができる。

【００３９】次いでブロック状の成型品を粒状の小片に
カットする（工程Ｓ１４）。そして、上記粒をロータリ
ーキルンまたはトンネルキルンにて、焼結する。焼結温
度は１３００℃以上、望ましくは１４００℃以上、さら
に望ましくは１４５０℃以上に設定されることが好まし
い。この温度にて２〜８時間、望ましくは４時間以上保
持することにより焼結を行う。（工程Ｓ１５）

【００４０】上記工程Ｓ１５において、焼結温度を１１
００℃以上、望ましくは１２００℃以上、さらに望まし
くは１２５０℃以上に設定して、この温度にて１〜８時
間、望ましくは２時間以上保持することにより焼結を行
うこともできる（工程Ｓ１５´、図４参照）。

【００４１】なお、以上の二つの実施形態の説明におい
ては、まず圧着成形してブロック状の中間品を生成し、
さらにその中間品を粒状にカットする方法を説明した
が、微粉を直接粒状（チップやペレット）に圧縮成形し
てもよい。

【実施例】表５、６に上記２種類の実施形態にかかる製
造方法での配合を行った例、及びその配合により製造さ
れた骨材のモース硬度と吸水率を示す。表５は第一実施
形態に対応し、表６は第二実施形態に対応するものであ
る。

【表５】

【表６】 （質量％） ここにモース硬度とは鉱石の硬度を示すもので、１８２
２年にドイツのモースが約１０種類の鉱物を基準に選ん
で硬い順に配列したものである。鉱物の硬さはどの基準
鉱物によって引っかき傷がつけられるかにより判断され
る。表７にモース硬度と各硬度に対応する代表石名を示
す。モース硬度は骨材として使用される場合、一般的に
は高いほど耐磨耗性も良好となるので好ましいといえ
る。

【表７】 また吸水率は、JIS A 1109 (1999)「細骨材の密度及び
吸水率試験方法」に定められた方法により測定を行っ
た。吸水率は前記したようにストレートアスファルトと
混合されて舗装用合材を製造する際に、アスファルトを
吸収する目安となる。骨材によるアスファルトの吸収は
少ないほどよいとされるが、好ましい吸水率の上限は３
％程度である。

【００４２】表５において、実施例１では、最大粒径２
１μｍの焼成ドロス９２．３％を主成分として、これに
シリカアルミナ３８％含有鉱物（エカライト１粘土）を
７％、カルシア含有鉱物（炭酸カルシウム）を０．５
％、及びセルロースバインダ（メチルエチルセルロー
ス）を０．２％配合した上で造粒後焼成した。実施例２
では、最大粒径が７５μｍの焼成ドロス９８．３％を主
成分として、これにシリカアルミナ３８％含有鉱物（エ
カライト１粘土）を１％、カルシア含有鉱物（炭酸カル
シウム）を０．５％、及びセルロースバインダ（メチル
エチルセルロース）を０．２％配合した上で造粒後焼成
した。実施例１との違いは焼成ドロスの最大粒径と、シ
リカアルミナ３８％含有鉱物（エカライト１粘土）の配
合量であった。

【００４３】また実施例３では、最大粒径２１μｍの焼
成ドロス８９．３％を主成分として、これに蝋石を１０
％、カルシア含有鉱物（炭酸カルシウム）を０．５％、
及びセルロースバインダ（メチルエチルセルロース）を
０．２％配合した上で造粒後焼成した。一方比較例１
は、実施例２のシリカアルミナ３８％含有鉱物（エカラ
イト１粘土）の配合量を大幅に増やしたものであった。
これら三者を比較した場合、実施例１の配合がモース硬
度が最も高く、吸水率が最も低いので、舗装用骨材とし
て最も好ましい性質を持つものと判断された。また実施
例２及び３の骨材も十分に実用に耐えるレベルにあるも
のと判断された。これに対して比較例１の骨材は吸水率
が８．２％であり、この点で舗装用骨材として使用する
のに不適格であると判断された。また比較例１の骨材の
モース硬度も実施例１、実施例２、及び実施例３の骨材
より低かった。実施例１、２及び比較例１を対比してみ
た場合、焼成ドロスの最大粒径が小さくなるほど骨材の
モース硬度が高くなるものと推定された。また吸水率に
関して、シリカアルミナ含有鉱物の最適配合量が１〜４
０％の間にあるものと推定された。

【００４４】なお、比較例２に示した現行材は、現在実
際に使用されている骨材で、国内で年間約１万トンの需
要がある。現行材の骨剤を製造するには、表５に示した
原料鉱物を粗砕、微粉砕したのち押し出し加工し、大型
レンガ状に成型する。さらにそのレンガ状に成型された
中間品をトンネル炉で１２００℃〜１３００℃の温度の
もと約４時間焼成して、これをジョークラッシャ及びイ
ンペラブレーカにて粉砕した上で所定粒度に分級したも
のである。

【００４５】表６において、実施例４では、ドロス残灰
６６％に対して、７０番微粉（アルミナ７３％）を２８
％、カルシア含有鉱物（ワラストナイト）を０．５％、
樹脂バインダを５％配合した上で、造粒した後焼成し
た。比較例３においては、実施例４におけるドロス残灰
量を増加させ、その分７０番微粉（アルミナ７３％）を
減量して配合した。このような差異により、実施例４の
骨材は比較例３の骨材と比較して、モース硬度が高く、
吸水率は低いものであった。実施形態２の製造方法では
ドロス残灰を焼成せずそのまま焼結しているので、焼結
中に窒素や塩素の脱ガス現象が発生しているものと推定
された。したがってドロス残灰の配合を多くした場合、
焼結中の脱ガスの通孔が多く形成され吸水率が高く、逆
に硬度が低い骨材になったものと推定された。

【００４６】また、表６において、実施例５では、粒径
０．５ｍｍ以下のドロス残灰６６％に対して、蝋石微粉
（アルミナ２６％）を２８％、カルシア含有鉱物（ワラ
ストナイト）を１％、樹脂バインダを５％配合した上
で、造粒した後焼成した。また、粒径０．５ｍｍ以下の
ドロス残灰を使用することで、１１００℃以上で脱ガス
現象を発生し、蝋石を配合したことで１１００〜１５０
０℃で焼結し、実施例４と同じモース硬度と吸水率とが
得られた。

【００４７】なお、実施例３及び実施例５において使用
された蝋石に代えて、セリサイト、木節粘土などを使用
しても同様の効果を得ることができる。

【００４８】以上、現時点において、もっとも、実践的
であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して
本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示さ
れた実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及
び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反
しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴
う骨材の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含され
るものとして理解されなければならない。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の第一態
様の骨材の製造方法は、アルミニウムドロス残灰を焼成
してドロス焼成品を生成する焼成工程と、ドロス焼成品
中にアルミナ含有鉱物、カルシア含有鉱物及びバインダ
を所定量配合するとともに所定量配合された各材料を微
粉にまで粉砕する混合粉砕工程と、微粉を所定形状の粒
に成型する造粒工程と、粒を焼結する焼結工程とを備え
たものである。また本発明の第二態様の骨材の製造方法
は、アルミニウムドロス残灰中にアルミナ含有鉱物、カ
ルシア含有鉱物、及び樹脂バインダを所定量配合した材
料を混合する混合工程と、細粒を所定形状の粒に成型す
る造粒工程と、粒を焼結する焼結工程とを備えたもので
ある。

【００５０】これらの骨材の製造方法によれば、従来利
用することが困難なために廃棄されていたアルミニウム
ドロス残灰を有効利用することができる。また、これら
の骨材の製造方法によれば、比較的硬さが低い段階にて
骨材の基本的な形状が形成される。そして焼結工程が最
後に設けられているので、硬くなった後の材料を粉砕し
たり篩分けしたりする必要がない。したがって１００％
に近い歩留まりを確保することができ、効率的な骨材製
造工程を提供することができる。本発明のように従来廃
棄されていたものを有効利用しようとする場合、さらに
その工程から多くの廃棄物が発生しては意味がないの
で、そのような観点からも本発明の利点がある。

【００５１】また、これらの骨材の製造方法によれば、
高い硬さと耐磨耗性を備えるとともに、吸水性が低く、
白色である、という特徴を有する骨材を得ることができ
る。すなわち、この骨材は硬さと耐磨耗性が高いのでア
スファルトや、コンクリート等に配合して、磨耗がしに
くい舗装面を作ることができる。また道路舗装に使用し
た場合には同様の理由により轍掘れの傾向を少なくする
ことができ、またスリップしにくい路面の状態を長期に
保持することができる。したがって、特に高速道路、自
動車テストコース、レーシングサーキット、傾斜地や交
差点付近の一般道路などの舗装用材料として好適に使用
することができる。またこの骨材は吸水性が低いので、
舗装用材料の骨材としてアスファルトプラント等におい
てストレートアスファルトと混合して合材を生産する際
にアスファルトを吸収する率が低く抑えられ、相対的に
単価の高いストレートアスファルトの使用量を抑制する
ことができる。またこの骨材は白色なので、各種釉薬、
顔料や染料により着色してカラー舗装の材料や、建築材
料の原料として好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の骨材製造方法の工程を示す図で
ある。

【図２】第一実施形態の変形例を示す図である。

【図３】第二実施形態の骨材製造方法の工程を示す図で
ある。

【図４】第二実施形態の変形例を示す図である。

【図５】金網転圧機を示す図である。

【図６】アルミニウムドロス残灰の発生を示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｓ１ ドロス残灰焼成工程 Ｓ２ 混合・微粉砕工程 Ｓ３ 水分調整工程 Ｓ４ 圧着成型工程 Ｓ５ 断片カット工程 Ｓ６ 焼結工程 Ｓ１１ 混合粉砕工程 Ｓ１２ 圧着成型工程 Ｓ１３ 加温工程 Ｓ１４ カット工程 Ｓ１５ 焼結工程

フロントページの続き (71)出願人 000107538 スカイアルミニウム株式会社 東京都墨田区錦糸一丁目２番１号 (71)出願人 000002277 住友軽金属工業株式会社 東京都港区新橋５丁目11番３号 (71)出願人 000004743 日本軽金属株式会社 東京都品川区東品川二丁目２番20号 (71)出願人 000005290 古河電気工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 (72)発明者 藤後 光男 静岡県裾野市平松85番地 三菱アルミニウ ム株式会社富士製作所内 (72)発明者 徳能 満雄 静岡県裾野市平松85番地 三菱アルミニウ ム株式会社富士製作所内 Ｆターム(参考） 4D004 AA44 AC04 BA02 CA04 CA14 CA30 CB12 CB15 CC15 DA02 DA03 DA06 DA10 DA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムドロス残灰を焼成してドロ
   ス焼成品を生成する焼成工程と、 前記ドロス焼成品中に、アルミナ含有鉱物、カルシア含
   有鉱物及びバインダを所定量配合するとともに、前記所
   定量配合された各材料を微粉にまで粉砕する混合粉砕工
   程と、 前記微粉を所定形状の粒に成型する造粒工程と、 前記粒を焼結する焼結工程と、を備えた骨材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 アルミニウムドロス残灰を出発原料とし
   て、骨材を製造する方法であって、 前記アルミニウムドロス残灰を１０００℃以上の温度
   で、１時間以上焼成して、ドロス焼成品を生成する工程
   と、 （１）前記ドロス焼成品を５９〜９９質量％と、（２）
   アルミナ含有率３０質量％以上のアルミナ質鉱物、アル
   ミナ含有率１０質量％以上のシリカ−アルミナ質鉱物、
   またはマグネシア換算１０質量％以上のマグネシアを含
   有するマグネシア質鉱物のうちの一種または二種以上の
   配合物を、０．５〜３０質量％と、（３）カルシア換算
   １０質量％以上のカルシアを含有するカルシア質鉱物
   を、０．１〜１０質量％と、（４）バインダを０．１〜
   １．０質量％と、を配合するとともに、前記配合された
   各材料を最大粒度２００μｍ以下に粉砕する工程と、 前記粉砕された配合品に圧力をかけて所定の大きさのブ
   ロックを成型する工程と、 前記ブロックを所定形状の粒にカットし、骨材形状に造
   粒する工程と、 前記粒を１１００〜１７００℃の温度で１時間以上保持
   して焼結する工程と、を備えた骨材の製造方法。
3. 【請求項３】 アルミニウムドロス残灰中に、アルミナ
   含有鉱物、カルシア含有鉱物、及び樹脂バインダを所定
   量配合して混合する混合工程と、 前記混合物を８０℃以上の温度のもと、所定形状の粒に
   成型する造粒工程と、 前記粒を焼結する焼結工程と、備えた骨材の製造方法。
4. 【請求項４】 アルミニウムドロス残灰を出発原料とし
   て、骨材を製造する方法であって、 （１）最大粒径が２ｍｍ以下に調整された前記アルミニ
   ウムドロス残灰を１０〜８８．９質量％と、（２）アル
   ミナ含有率３０質量％以上のアルミナ質鉱物、アルミナ
   含有率１０質量％以上のシリカ−アルミナ質鉱物、また
   はマグネシア換算１０質量％以上のマグネシアを含有す
   るマグネシア質鉱物のうちの一種または二種以上の配合
   物を、１０〜８０質量％と、（３）カルシア換算１０質
   量％以上のカルシアを含有するカルシア質鉱物を、０．
   １〜１０質量％と、（４）樹脂バインダを１〜８質量％
   と、を配合するとともに、前記配合された各材料を混合
   する工程と、 前記混合品に圧力をかけて所定の大きさのブロックを成
   型する工程と、 前記ブロックを、８０℃以上の温度のもと１時間以上加
   温する工程と、 前記ブロックを所定形状の粒にカットし、骨材形状に造
   粒する工程と、 前記粒を１１００〜１７００℃の温度で１時間以上保持
   して焼結させる工程と、 を備えた骨材の製造方法。
5. 【請求項５】 前記ブロックを成型する工程は、油圧プ
   レス装置又は造粒機を使用する工程であり、前記骨材形
   状に造粒する工程は、金網転圧機を使用する工程である
   ことを特徴とする請求項２または４に記載の骨材の製造
   方法。