JP2003226906A - Method of suppressing elution of fluorine in steel making slag - Google Patents

Method of suppressing elution of fluorine in steel making slag

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JP2003226906A
JP2003226906A JP2002025912A JP2002025912A JP2003226906A JP 2003226906 A JP2003226906 A JP 2003226906A JP 2002025912 A JP2002025912 A JP 2002025912A JP 2002025912 A JP2002025912 A JP 2002025912A JP 2003226906 A JP2003226906 A JP 2003226906A
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fluorine
slag
elution
phosphorus
steelmaking slag
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Teruaki Ishii
照彰 石井
Atsushi Mizukami
敦嗣 水上
Shinichi Nagashima
信一 長島
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Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of suppressing the elution of fluorine that from steel making slag of ≥0.5 wt.% fluorine-containing stainless steel, Fe-Ni alloy steel, or a Ni alloy is effectively suppressed by a relatively inexpensive means. <P>SOLUTION: Phosphorous (P) is added to fluorine-containing steel making slag in an amount satisfying the relation in the following inequality of (P wt.%)≥10X; wherein, x=-1.161logä(CaO wt.%)/(SiO<SB>2</SB>wt.%)}+0.492log(F wt.%)-0.991, so that the elution of fluorine from the slag is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼やFe-
Ni合金鋼あるいはNi基合金などを製造する際に発生する
製鋼スラグを、土木および建築用の材料などとして利用
する際に起こる不都合を排除すること、すなわち該スラ
グからフッ素が溶出することを抑制するための有利な方
法について提案する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to stainless steel and Fe-
Eliminating the inconvenience that occurs when using steelmaking slag generated when manufacturing Ni alloy steel or Ni-based alloys as a material for civil engineering and construction, that is, suppressing the elution of fluorine from the slag We propose an advantageous method for

【0002】[0002]

【従来の技術】ステンレス鋼やFe-Ni合金鋼あるいはNi
基合金などの精錬時に発生するスラグとしては、スクラ
ップなどの原料を電気炉や転炉で溶解する際に発生する
製鋼スラグ(一次精錬滓)、溶鋼をAOD炉(アルゴン酸素
脱炭炉)で脱炭素および脱酸素する際に発生するAOD還
元期スラグ(二次精錬滓)、あるいは溶鋼の脱硫した
り、成分調整したりする時に発生する仕上げスラグなど
がある。
2. Description of the Related Art Stainless steel, Fe-Ni alloy steel or Ni
As slag generated during refining of base alloys, etc., steelmaking slag (primary smelting slag) generated when melting raw materials such as scrap in an electric furnace or converter, molten steel is deoxidized in an AOD furnace (argon oxygen decarburization furnace). There are AOD reduction stage slag (secondary slag) generated when carbon and deoxygenation, or finish slag generated when desulfurizing molten steel or adjusting components.

【0003】以下、前記製鋼スラグとして電気炉の例に
ついて述べる。ステンレス鋼やFe-Ni合金鋼あるいはNi基
合金などの原料を電気炉で溶解するとき、一般には、炉
内にSiを添加し、その酸化熱を溶解電力エネルギーを補
うために利用するのが普通である。その結果、炉内には
多量のSiO2が生成するが、このSiO2は炉壁溶損の原因と
もなることから、CaO等を添加して希釈する方法がとら
れている。このSiO2とCaO等により生ずるカルシウムシ
リケート系化合物を、電気炉スラグというが、この電気
炉スラグ中には、炉壁溶損によるMgOも僅かに含まれて
いる。
An example of an electric furnace will be described below as the steelmaking slag. When melting raw materials such as stainless steel, Fe-Ni alloy steel or Ni-based alloys in an electric furnace, it is common to add Si into the furnace and use the heat of oxidation to supplement the melting power energy. Is. As a result, a large amount of SiO 2 is generated in the furnace, but since this SiO 2 also causes melting damage of the furnace wall, a method of diluting by adding CaO or the like is adopted. The calcium silicate-based compound produced by SiO 2 and CaO is called an electric furnace slag, and the electric furnace slag also contains a small amount of MgO due to melting of the furnace wall.

【0004】一般に、電気炉の操業では、比較的低温で
処理されるため、造滓材の一部として蛍石(主成分はCa
F2)の添加が不可避であり、これによってスラグの融点
や粘度を下げて精錬反応を活発にすると共に、不要とな
ったスラグを容易に排出できるように調整する必要があ
る。このため、電気炉スラグは、1〜3wt%前後のフッ素を
含有するのが普通である。
[0004] Generally, in the operation of an electric furnace, since it is processed at a relatively low temperature, fluorite (main component is Ca
The addition of F 2 ) is unavoidable, and it is necessary to adjust the melting point and viscosity of the slag to activate the refining reaction and to easily discharge the slag that is no longer needed. For this reason, the electric furnace slag usually contains about 1 to 3 wt% of fluorine.

【0005】またAOD炉の操業についても、とくに仕上
精錬期の操業においては、一般に溶鋼の脱硫黄などの精
錬反応を活発にするために、(CaOwt%)/(SiO2wt%)が、例
えば1.5〜3.0となるようにスラグ組成の調整を行なって
いる。従って、この仕上精錬期に生成するスラグは、高
融点であるため、造滓材として蛍石(主成分はCaF2)を添
加することでスラグの融点や粘度を下げ、脱硫黄などの
精錬反応を活発にし、かつ不要となったスラグの排出を
容易にできるようにしている。このため、こうしたAOD炉
仕上精錬期スラグについてもまた、1〜6wt%前後のフッ
素が含まれることになる。
Regarding the operation of the AOD furnace, especially in the operation during the finishing refining period, in order to activate the refining reaction such as desulfurization of molten steel, (CaOwt%) / (SiO 2 wt%) is, for example, The slag composition is adjusted to be 1.5 to 3.0. Therefore, since the slag produced during this finishing refining stage has a high melting point, the addition of fluorite (mainly CaF 2 ) as a slag material lowers the melting point and viscosity of the slag, and the refining reaction such as desulfurization It also makes it easier to discharge unnecessary slag. Therefore, the AOD furnace finishing refining slag also contains about 1 to 6 wt% of fluorine.

【0006】ところで、フッ素に関しては、2001年3月に
土壌環境基準項目の追加に係る告示が出され、環境基準
が明確になった。これまで、フッ素に対しては排出規制
が無かったことから、スラグに含まれるフッ素の溶出を
低減する方法については、ほとんど検討されてこなかっ
た。そのために、このスラグを砂や砕石の代替品とし
て、土木および建築用の材料などに利用する場合、スラ
グが雨水や地下水などに接したとき、材料中に含まれる
フッ素が溶出し、前記土壌環境基準を満たすことができ
ないという可能性が生じてきた。
[0006] By the way, regarding fluorine, a notification was issued in March 2001 regarding the addition of soil environmental standard items, and the environmental standard was clarified. Up to now, since there is no emission control for fluorine, almost no study has been made on a method for reducing the elution of fluorine contained in slag. Therefore, when using this slag as a substitute for sand or crushed stone for materials for civil engineering and construction, when the slag comes into contact with rainwater or groundwater, the fluorine contained in the material elutes and the soil environment The possibility has arisen that the criteria cannot be met.

【0007】従来、こうした製鋼スラグからのフッ素の
溶出を低減する技術として、特開2000−225383号公報、特
開2000−247694号公報、特開2000−335946号公報、ある
いは特開2000−336421号公報などに開示されている方法
がある。例えば、特開2000-335946号公報では、フッ素
を含む製鋼スラグに、フッ素固定剤(合成されたカルシ
ウムアルミネート化合物、天然に産するカルシウムアル
ミネート鉱物、および/または、カルシウムアルミネー
ト化合物を含む二次精錬スラグ)と、増容材(除冷高炉
スラグ、高炉水砕スラグ、コンクリート屑および/また
は石灰石)を混合し、フッ素固定剤から溶出するカルシ
ウムイオン、アルミネートイオンあるいは水酸基イオン
などによって、水中に溶出するフッ素イオンを捕捉し、
共沈させて、フッ素の除去を行う方法を提案している。
Conventionally, as a technique for reducing the elution of fluorine from such a steelmaking slag, JP2000-225383A, JP2000-247694A, JP2000-335946A, or JP2000-336421A. There is a method disclosed in a bulletin or the like. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-335946, a fluorine-containing steelmaking slag contains a fluorine-fixing agent (a synthesized calcium aluminate compound, a naturally-occurring calcium aluminate mineral, and / or a calcium aluminate compound. Next refining slag) and a volume increasing material (decooling blast furnace slag, granulated blast furnace slag, concrete scraps and / or limestone) are mixed, and the calcium ion, aluminate ion or hydroxyl ion, etc. eluted from the fluorine fixing agent Captures the fluorine ions eluting in
A method for coprecipitation to remove fluorine is proposed.

【0008】また、特開2000-248307号公報では、フッ素
の主たる供給源である蛍石を、造滓材として使用せず、
その代わりにアルミニウム含有物質を使用する製鋼法に
ついて提案している。しかし、これらの方法には、それぞ
れ以下に示すような問題点があった。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-248307, fluorite which is a main source of fluorine is not used as a slag material,
Instead, a steelmaking method using an aluminum-containing substance is proposed. However, each of these methods has the following problems.

【0009】前者の方法については、カルシウムアルミ
ネート系化合物、もしくはカルシウムアルミネート化合
物を多量に含む物質を、フッ素除去材として使用するた
め、これらを別途調達する必要があるが、カルシウムア
ルミネート系化合物の合成品などは、非常に高価であ
り、製鋼スラグなどの副産物の利材化に適しない。
In the former method, a calcium aluminate-based compound or a substance containing a large amount of calcium aluminate compound is used as a fluorine-removing material, so it is necessary to separately procure them. Synthetic products are extremely expensive and are not suitable for using by-products such as steelmaking slag.

【0010】また、通常のステンレス鋼精錬工程で発生
するスラグは、カルシウムシリケート系化合物が主体で
あり、カルシウムアルミネート化合物を多く含む精錬ス
ラグとすることは、事実上困難である。仮に、外部から
カルシウムアルミネート系化合物が調達できたとして
も、上記従来技術による方法では、被処理製鋼スラグ100
重量部に対し、最大で80重量部も必要になるため、最終
的な副産物量が、処理前の倍近くにもなる。従って、上
記従来技術は、ステンレス鋼やFe-Ni合金鋼あるいはNi
基合金などの副産物であるスラグの利材化する方法とし
て望ましいものとは言えない。
Further, the slag generated in the ordinary stainless steel refining process is mainly composed of calcium silicate compounds, and it is practically difficult to make the refining slag containing a large amount of calcium aluminate compound. Even if the calcium aluminate-based compound can be procured from the outside, the method according to the above-mentioned conventional technique can be applied to the steel slag 100 to be treated.
Since a maximum of 80 parts by weight is required with respect to parts by weight, the final amount of by-products is almost double that before treatment. Therefore, the above-mentioned conventional techniques are based on stainless steel, Fe-Ni alloy steel, or Ni.
It is not desirable as a method for converting slag, which is a by-product of base alloys, into a material.

【0011】また、後者は、蛍石に代えてアルミニウム
含有物質を使用する方法であるが、この方法において
も、主原料、造滓材、リサイクル原料または耐火物屑な
どの炉内投入物中に、フッ素が不純物として含まれてい
るため、最大で数千ppm程度がスラグ中に不可避的に移行
する。つまり、この方法も、従来の1〜3wt%前後のフッ素
を含むスラグと比較すると、フッ素の溶出量を低減させ
ることができるものの、フッ素溶出量の環境基準値であ
る0.8mg/l以下を満足させるための対策としては、不充
分であった。
The latter is a method in which an aluminum-containing substance is used instead of fluorite. In this method as well, in the furnace raw material such as main raw material, slag material, recycled raw material, or refractory waste. Since fluorine is contained as an impurity, a maximum of about several thousand ppm inevitably migrates into the slag. In other words, this method is also able to reduce the elution amount of fluorine as compared with the conventional slag containing about 1 to 3 wt% fluorine, but satisfies the environmental standard value of fluorine elution amount of 0.8 mg / l or less. It was insufficient as a measure to make it happen.

【0012】さらには、ステンレス鋼やFe-Ni合金鋼ある
いはNi基合金溶鋼などのAOD炉仕上精錬のとき、造滓材
としてアルミニウム含有物質を使用することも考えられ
るが、生成スラグの脱硫黄性能が低下する他、有害非金
属介在物が生成するなど、製品品質に悪影響を与える可
能性があるため、好ましくない。
Further, it is possible to use an aluminum-containing substance as a slag material at the time of AOD furnace finishing refining of stainless steel, Fe-Ni alloy steel or Ni-base alloy molten steel, but the desulfurization performance of the produced slag. Is deteriorated and harmful non-metallic inclusions are generated, which may adversely affect the product quality, which is not preferable.

【0013】その他、特開2000-226610号公報では、普通
鋼の溶銑脱燐時において、脱燐スラグ中のP濃度を調整
することにより、フッ素をスラグ中にフルオロアパタイ
トとして固定し、排水へのフッ素の溶出を抑制するとい
う溶銑脱燐方法を提案している。しかしながら、この方
法については、たとえば、ステンレス鋼などはクロムを
含むために、脱燐そのものが困難となり、溶銑脱燐方法
として採用することは難しくなる。
In addition, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-226610, during hot metal dephosphorization of ordinary steel, by adjusting the P concentration in the dephosphorization slag, fluorine is fixed as fluoroapatite in the slag, and it is discharged to drainage. We have proposed a hot metal dephosphorization method that suppresses the elution of fluorine. However, with respect to this method, for example, since stainless steel and the like contain chromium, dephosphorization itself becomes difficult, and it becomes difficult to adopt it as a hot metal dephosphorization method.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上述した各従来技術が抱えている問題点に鑑み、とく
に0.5wt%以上のフッ素を含有するステンレス鋼やFe−Ni
合金鋼およびNi基合金などの製鋼スラグからのフッ素の
溶出を、比較的安価な手段によって効果的に抑制するこ
とのできるフッ素溶出抑制方法を提案するところにあ
る。
Therefore, in view of the problems of the above-mentioned respective prior arts, the object of the present invention is to provide stainless steel or Fe-Ni containing 0.5 wt% or more of fluorine.
There is a proposal of a method for suppressing the elution of fluorine from a steelmaking slag such as an alloy steel and a Ni-based alloy, which can effectively suppress the elution of fluorine by a relatively inexpensive means.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】発明者らは、上述した課
題を解決するため、フッ素を含有するステンレス鋼やFe-
Ni合金鋼およびNi基合金の上記精錬スラグ(以下、単に
「製鋼スラグ」という)からのフッ素溶出挙動を詳細に
調査し、フッ素の溶出を簡便にかつ効果的に抑制するた
めの方法を見い出すべく種々の実験と検討を重ねてき
た。その結果、スラグ中に燐(P)分を添加すると、フッ素
の溶出を比較的安価な手段によって効果的に抑制できる
ことがわかった。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a fluorine-containing stainless steel or Fe-
To investigate in detail the elution behavior of fluorine from the above refining slag of Ni alloy steel and Ni-based alloys (hereinafter simply referred to as "steel slag"), and find a method for easily and effectively suppressing the elution of fluorine. We have repeated various experiments and studies. As a result, it was found that when phosphorus (P) was added to the slag, the elution of fluorine could be effectively suppressed by a relatively inexpensive means.

【0016】このような知見に基づいて開発した本発明
は、フッ素を含有する製鋼スラグに燐(P)を添加するこ
とにより、該スラグからのフッ素の溶出を抑制するよう
にしたことを特徴とする製鋼スラグ中フッ素の溶出抑制
方法である。
The present invention developed on the basis of such findings is characterized in that phosphorus (P) is added to a steelmaking slag containing fluorine to suppress the elution of fluorine from the slag. This is a method for suppressing the elution of fluorine in steelmaking slag.

【0017】なお、本発明においては、製鋼スラグへの
燐(P)の添加は、下記式; (Pwt%)≧10x 但し、x=−1.161og{(CaOwt%)/(SiO2wt%)}+0.4921og(Fwt
%)-0.991 の関係を満足する量とすること、製鋼スラグに添加され
る燐の材料として、合成燐含有化合物、天然燐含有鉱物、
燐含有廃棄物、その他の燐含有物のうちから選ばれるい
ずれか一種以上を用いること、燐添加後の混合物を水分
共存下で安定化処理すること、水分共存下での安定化処
理は、前記混合物を50℃以上の温水を散布し、または浸
漬し、80℃以上の熱水を散布し、または浸漬し、あるいは
水蒸気によるエージングなどの温熱水処理を施す方法を
用いること、および前記製鋼スラグは、ステンレス鋼、Fe
−Ni合金鋼またはNi基合金を製造する際に発生する、フ
ッ素を0.5wt%以上、7wt%以下含有する製鋼スラグである
ことが好ましい。
In addition, in the present invention, steelmaking slag
Phosphorus (P) is added by the following formula; (Pwt%) ≧ 10x However, x = −1.161og {(CaOwt%) / (SiO2wt%)} + 0.4921og (Fwt
%)-0.991 The amount added to the steelmaking slag
Synthetic phosphorus-containing compounds, natural phosphorus-containing minerals,
Choose from phosphorus-containing waste and other phosphorus-containing substances
Use at least one of them, and add water to the mixture after adding phosphorus.
Stabilization treatment in the presence of water, stabilization treatment in the presence of water
The reason is that the mixture should be sprayed with warm water at 50 ° C or above
Pickle, sprinkle hot water of 80 ℃ or more, or soak, or
How to apply hot water treatment such as aging with steam
Using, and said steelmaking slag is made of stainless steel, Fe
-Flux generated during the production of Ni alloy steel or Ni-based alloy
Steelmaking slag containing 0.5 wt% or more and 7 wt% or less of silicon
It is preferable.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】発明者らは、製鋼スラグからのフ
ッ素(F)の溶出を効果的に抑制するため、種々の添加元
素についての検討を行った。その結果、図1に示すとお
り、燐(P)の添加が有効であることがわかった。すなわ
ち、図1は、製鋼スラグ中の燐(P)含有量とフッ素(F)溶
出量との関係を示したものである。ここで、製鋼スラグ
としては、フッ素を1〜4wt%含有するステンレス鋼、Fe−
Ni合金鋼およびNi基合金を電気炉で精錬したときに発生
したものを用いた。また、フッ素溶出試験は、土壌環境基
準の検定方法である環境庁告示46号にしたがった。この
試験結果により、製鋼スラグに燐(P)を含有させることに
よって効果的にフッ素の溶出を抑制できることがわかっ
た。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors have studied various additive elements in order to effectively suppress the elution of fluorine (F) from steelmaking slag. As a result, as shown in FIG. 1, it was found that the addition of phosphorus (P) was effective. That is, FIG. 1 shows the relationship between the phosphorus (P) content in the steelmaking slag and the fluorine (F) elution amount. Here, as the steelmaking slag, stainless steel containing 1 to 4 wt% of fluorine, Fe-
What was generated when refining Ni alloy steel and Ni base alloy in an electric furnace was used. In addition, the fluorine elution test complied with the Environmental Agency Notification No. 46, which is a verification method of soil environmental standards. From this test result, it was found that the elution of fluorine can be effectively suppressed by adding phosphorus (P) to the steelmaking slag.

【0019】さらに発明者らは、これらの試験結果に基
づき、フッ素溶出量の環境基準値である0.8mg/l以下を満
足する条件について検討した。その結果、対象となる製
鋼スラグの化学組成と必要な燐(P)wt%との間には、次の
ような関係があることを知見した。すなわち、フッ素の溶
出を効果的に抑制できる製鋼スラグへの燐の添加量は、C
aO、SiO2およびFとの関係において、下記式; (Pwt%)≧10x 但し、x=-1.161og{(CaOwt%)/(SiO2wt%)}+0.4921og(Fwt%)
-0.991 の関係を満足する量とする。なお、上記xの数値は、種
々の製鋼スラグに対し、燐の添加実験を行い、以下に示
す溶出抑制効果を確認し、フッ素溶出量の環境基準値で
ある0.8mg/l以下を満足する条件を多変量回帰分析によ
って導いた式である。
Furthermore, the inventors have based on these test results.
The environmental standard value of fluorine elution amount of 0.8 mg / l or less.
The conditions to be added were examined. As a result, the target product
Between the chemical composition of steel slag and the required phosphorus (P) wt%
We found that there is such a relationship. That is, the dissolution of fluorine
The amount of phosphorus added to the steelmaking slag that can effectively suppress the discharge is C
aO, SiO2And in relation to F, the following formula; (Pwt%) ≧ 10x However, x = -1.161og {(CaOwt%) / (SiO2wt%)} + 0.4921og (Fwt%)
-0.991 To satisfy the relationship of The numerical value of x above is the seed
An experiment of phosphorus addition was conducted on various steelmaking slags, and the results are shown below.
Confirm the elution suppression effect, and use the environmental standard value for the amount of fluorine elution.
By using multivariate regression analysis, the conditions that satisfy 0.8 mg / l or less
Is the formula that was derived.

【0020】ここで、P添加による製鋼スラグからのF
の溶出抑制機構は、必ずしも明らかではないが、以下のよ
うに考えられる。すなわち、Pを添加したF含有製鋼スラ
グは、水中でFイオンを溶出すると共に、カルシウムイオ
ンおよび燐酸イオンなども同時に溶出する。このとき、水
中に溶出したFイオンを、そのカルシウムイオンおよび
燐酸イオンなどと共沈させ、Ca5(PO4)3(OH,F)の形に固定
した上で除去するのである。これは、Ca5(PO4)3OHやCa5(P
O4)3F、またはこれらの固溶体であるCa5(PO4) 3(OH,F)が
極めて安定であり、水に対して難溶性であるという知見
に基づくものである。
Here, F from the steelmaking slag by adding P
The mechanism of elution suppression of
I can think of it. That is, F-containing steelmaking slurry containing P
Glue elutes F ions in water and
And phosphate ions are also eluted at the same time. At this time, water
F ions eluted into the calcium ions and
Coprecipitate with phosphate ions, etc.Five(POFour)3Fixed to (OH, F) shape
Then remove it. This is CaFive(POFour)3OH and CaFive(P
OFour)3F, or Ca, which is a solid solution of theseFive(POFour) 3(OH, F) is
Knowledge that it is extremely stable and sparingly soluble in water
It is based on.

【0021】従来の方法、例えば、特開2000-248307号公
報に記載されているような方法によれば、2wt%のFをCa
5(PO4)3Fとしてスラグ中に完全に固定しようとする場
合、Pは化学量論的に約10wt%は必要となる。しかし、本発
明では、製鋼スラグから、水中に溶出したフッ素のみ
を、カルシウムイオンおよび燐酸イオンなどと共沈さ
せ、Ca5(PO4)3(OH,F)として溶液中で固定できればよく、
必要なPの量は、対象のスラグ組成によっても異なる
が、約0.05〜0.5wt%前後あればよい。
According to the conventional method, for example, the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-248307, 2 wt% of F is Ca
If 5 (PO 4 ) 3 F is to be completely fixed in the slag, stoichiometrically about 10 wt% of P is required. However, in the present invention, from the steelmaking slag, only fluorine eluted in water, coprecipitated with calcium ions and phosphate ions, it is sufficient if it can be fixed in solution as Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH, F),
The required amount of P depends on the target slag composition, but may be about 0.05 to 0.5 wt%.

【0022】ここで、Fイオンの最終的な溶出量は、製
鋼スラグ中のF含有量が少ないほど低く抑えられること
は当然のことであるが、そのほかの因子としては、水中に
溶出する燐酸イオン量が多ければ、即ち、製鋼スラグに添
加するPの量が多いほど、溶出したFイオンが固定、除
去されるため、低く抑えることができる。
Here, it is natural that the final elution amount of F ions is suppressed to a lower value as the F content in the steelmaking slag is smaller, but as another factor, phosphate ions eluted in water are used. If the amount is large, that is, if the amount of P added to the steelmaking slag is large, the eluted F ions are fixed and removed, so that the amount can be kept low.

【0023】また、水中に溶出するカルシウムイオンの
量が多ければ多い程、即ち、製鋼スラグの主組成であるCa
OとSiO2のうち、CaOの割合が多いほど、添加するPの量
は相対的に低く抑えることができる。従って、製鋼スラ
グの組成は、CaOwt%/SiO2wt%で0.6〜4.0程度であるこ
とが好ましい。
Further, the greater the amount of calcium ions eluted in water, that is, the main composition of the steelmaking slag, Ca
The higher the ratio of CaO to O and SiO 2, the more the amount of P added can be suppressed to be relatively low. Therefore, the composition of the steelmaking slag is preferably about 0.6 to 4.0 in terms of CaO wt% / SiO 2 wt%.

【0024】このように、スラグ中の主としてカルシウ
ムイオンの量および添加するP量によって、Fの溶出量が
調整できる理由は、フッ素イオンの溶出量が[Ca2+]5
[PO 4 3-3・[F-]に代表される溶解度積で決定され、
これが一定値となるためである。
Thus, mainly calciu in the slag
The elution amount of F depends on the amount of mu ions and the amount of P added.
The reason why it can be adjusted is that the elution amount of fluoride ion is [Ca2+]Five
[PO Four 3-]3・ [F-] And the solubility product represented by
This is because this is a constant value.

【0025】なお、添加する上記Pの供給源としては、ア
パタイトおよび各種リン酸カルシウムなどの合成された
燐含有化合物および燐鉱石などの天然に産する燐含有鉱
物、およびペーパースラッジ、脱リンスラグおよびし尿
処理汚泥などの燐含有廃棄物などを使用することができ
るが、その添加量は、上記数式を満足する範囲の中で、で
きるだけ少なくした方が経済的である。
As the source of the above-mentioned P to be added, synthetic phosphorus-containing compounds such as apatite and various calcium phosphates and naturally occurring phosphorus-containing minerals such as phosphate ore, and paper sludge, dephosphorized slag and human waste treatment sludge. Although it is possible to use phosphorus-containing waste such as, it is economical to add as little as possible within the range satisfying the above formula.

【0026】本発明は、水中に溶出したフッ素イオン
を、同時に溶出するカルシウムイオン、燐酸イオンおよ
び水中の水酸基イオンなどと共沈させ、水中のフッ素をC
a5(PO4) 3(OH,F)固溶体として除去する方法である。Pの
添加方法にはとくに限定はないが、たとえば熱間でスラ
グ融体に添加または冷間で混合するなどの方法を用いて
もよい。しかし、ステンレス鋼、Fe-Ni合金鋼、およびNi
基合金など製品の品質を悪化させることなく、かつスラ
グ全体へのPの均一分散効果を考慮した場合には、スラグ
ポット内で添加し、排滓流などで攪拌することが望まし
い。
The present invention is based on fluorine ions eluted in water.
Are simultaneously eluted with calcium ions, phosphate ions and
Co-precipitation with hydroxyl ions in water
aFive(POFour) 3It is a method of removing as (OH, F) solid solution. P's
The addition method is not particularly limited.
Using a method such as adding to the melt or mixing cold.
Good. However, stainless steel, Fe-Ni alloy steel, and Ni
Without degrading the quality of products such as base alloys,
When considering the effect of uniform distribution of P on the entire
It is advisable to add it in the pot and stir it with a slag stream.
Yes.

【0027】水中のフッ素イオンをCa5(PO4)3(OH,F)と
して固定化する反応は、溶出試験時には溶出水中で、実使
用環境ではスラグが雨水や地下水と接した際に、一旦水
中にフッ素イオン、カルシウムイオン、および燐酸イオン
が溶出したのちに起こる。しかし、予め溶出そのものを
防止しておく必要がある場合には、製鋼スラグとPとの混
合物を水分との共存下で予め安定化させる安定化処理を
施しておくことが望ましい。これは、フッ素をCa5(PO4)3
(OH、F)として固定化する反応を事前に完了させておく
ことにより、製鋼スラグからのフッ素イオンの溶出その
ものを抑制できるためである。かかる安定化処理は、大
気下での自然エージング処理や常温での水の散布または
浸漬処理でも構わないが、より短期間に安定化するため
には、50℃以上の温水の散布または温水中への浸漬、また
は80℃以上の熱水の散布または熱水中への浸漬、または
水蒸気によるエージング処理よる養生を行う方法である
ことが望ましい。
The reaction of immobilizing fluorine ions in water as Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH, F) is carried out in the elution water during the elution test, and when the slag comes into contact with rainwater or groundwater in the actual use environment. It occurs after elution of fluorine, calcium, and phosphate ions in water. However, when it is necessary to prevent elution itself in advance, it is desirable to carry out a stabilization treatment for stabilizing the mixture of steelmaking slag and P in the presence of water. This converts fluorine into Ca 5 (PO 4 ) 3
This is because elution of fluorine ions themselves from the steelmaking slag can be suppressed by completing the reaction of immobilizing (OH, F) in advance. Such stabilization treatment may be natural aging treatment in the atmosphere or water spraying or immersion treatment at room temperature, but in order to stabilize in a shorter period of time, spraying hot water at 50 ° C or higher or hot water It is preferable that the method is such that the material is immersed in water, sprayed with hot water at 80 ° C. or higher, immersed in hot water, or aged by steam.

【0028】[0028]

【実施例】表1に実施例としてフッ素溶出試験を行なっ
た結果を示す。また、フッ素溶出試験は、土壌環境基準の
検定方法である環境庁告示46号にしたがった。試験に使
用した製鋼スラグは、CaOを20〜60wt%、SiO2を25〜45wt
%、A12O3を2〜20wt%、MgOを5〜15wt%、Fを0.5〜6.0wt%、残
部は、Cr2O3、FeO、MnOなどに代表される不可避的な不純物
を含み、(CaOwt%)/(SiO2wt%)が0.5〜3.3であるステンレ
ス鋼、Fe−Ni合金鋼、およびNi基合金の製鋼スラグであ
る。
[Examples] Table 1 shows the results of a fluorine elution test as examples. In addition, the fluorine elution test complied with the Environmental Agency Notification No. 46, which is a verification method of soil environmental standards. The steelmaking slag used in the test had 20 to 60 wt% CaO and 25 to 45 wt% SiO 2 .
%, A1 2 O 3 is 2 to 20 wt%, MgO is 5 to 15 wt%, F is 0.5 to 6.0 wt%, and the balance contains inevitable impurities represented by Cr 2 O 3 , FeO, MnO, etc., (CaO wt%) / (SiO 2 wt%) is a steel-making slag of stainless steel, Fe—Ni alloy steel, and Ni-based alloy having 0.5 to 3.3.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】また、添加する燐材料としては、約1.0wt%
前後のPを含有した廃棄物であるペーパースラッジを用
いた。実施例1〜7は、上記組成の製鋼スラグに対し、P添
加を行わなかった場合の実施結果であり、Fの溶出量は、
いずれも土壌環境基準値である0.8mg/lを大きく超えて
いた。実施例8は、Pの添加を行ったものの、本発明の提案
する方法よりも少ない量のPを添加して実施した場合の
例であり、フッ素の溶出抑制効果は見られたものの、土壌
環境基準値である0.8mg/1以下をクリアすることができ
なかった。
The phosphorus material added is about 1.0 wt%
Paper sludge, which is a waste containing P before and after, was used. Examples 1 to 7 are, with respect to the steelmaking slag having the above composition, the results of the execution when P was not added, and the elution amount of F was
In all cases, it exceeded the soil environmental standard value of 0.8 mg / l. Example 8 is, although the addition of P, is an example of the case of adding a smaller amount of P than the method proposed by the present invention, although the elution suppressing effect of fluorine was seen, soil environment The standard value of 0.8 mg / 1 or less could not be cleared.

【0031】実施例9〜17は、本発明の提案する方法に従
い、製鋼スラグに対して十分なP添加を行った場合の例で
あり、(CaOwt%)/(SiO2wt%)が0.5〜3前後、Fが0.5〜6wt%前
後の、非常に広範囲なスラグ組成において効果的にフッ
素の溶出抑制が実現されており、すべての例で土壌環境
基準値である0.8mg/l以下をクリアしていた。
Examples 9 to 17 are examples in which sufficient P was added to the steelmaking slag according to the method proposed by the present invention, and (CaOwt%) / (SiO 2 wt%) was 0.5 to Fluorine elution was effectively suppressed in a very wide range of slag compositions with around 3 and F around 0.5 to 6 wt%, and in all cases the soil environmental standard value of 0.8 mg / l or less was cleared. Was there.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上述べたように本発明法によれば、ス
テンレス鋼やFe-Ni合金鋼あるいはNi基合金を製造する
際に発生するFを含有する製鋼スラグからのフッ素の溶
出を、比較的安価な方法で、しかも、効果的に抑制する
ことができる。このことにより、ステンレス鋼、Fe-Ni合金
鋼、およびNi基合金の副産物である製鋼スラグの土木お
よび建築材料などへの利用が可能となった。
As described above, according to the method of the present invention, the elution of fluorine from the steelmaking slag containing F generated during the production of stainless steel, Fe-Ni alloy steel or Ni-based alloy is compared. It can be effectively suppressed by an inexpensive method. This enabled the use of steelmaking slag, which is a by-product of stainless steel, Fe-Ni alloy steel, and Ni-based alloys, for civil engineering and building materials.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 製鋼スラグ中の燐含有量とスラグからフッ素
溶出量の関係を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the phosphorus content in steelmaking slag and the amount of fluorine eluted from the slag.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長島 信一 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日 本冶金工業株式会社川崎製造所内 Fターム(参考) 4K012 AA01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinichi Nagashima             4-2 Kojima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Main metallurgical industry Kawasaki factory F-term (reference) 4K012 AA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フッ素を含有する製鋼スラグに燐(P)を添
加することにより、該スラグからのフッ素の溶出を抑制
するようにしたことを特徴とする製鋼スラグ中フッ素の
溶出抑制方法。
1. A method for suppressing elution of fluorine in a steelmaking slag, which comprises suppressing the elution of fluorine from the slag by adding phosphorus (P) to the steelmaking slag containing fluorine.
【請求項2】 製鋼スラグへの燐(P)の添加は、下記式; (Pwt%)≧10x 但し、x=−1.161og{(CaOwt%)/(SiO2wt%)}+0.4921og(Fwt
%)-0.991 の関係を満足する量とすることを特徴とする請求項1に
記載の溶出抑制方法。
2. The addition of phosphorus (P) to the steelmaking slag is performed by the following formula; (Pwt%) ≧ 10 x, where x = −1.161og {(CaOwt%) / (SiO 2 wt%)} + 0.4921og (Fwt
The elution suppressing method according to claim 1, wherein the amount is such that the relationship of (%)-0.991 is satisfied.
【請求項3】 製鋼スラグに添加される燐の材料として、
合成燐含有化合物、天然燐含有鉱物、燐含有廃棄物、その
他の燐含有物のうちから選ばれるいずれか一種以上を用
いることを特徴とする請求項1または2に記載の溶出抑
制方法。
3. A phosphorus material added to steelmaking slag,
3. The elution suppressing method according to claim 1, wherein at least one selected from synthetic phosphorus-containing compounds, natural phosphorus-containing minerals, phosphorus-containing wastes, and other phosphorus-containing substances is used.
【請求項4】 燐添加後の混合物を、水分共存下で安定
化処理することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の溶出抑制方法。
4. The elution suppressing method according to claim 1, wherein the mixture after addition of phosphorus is subjected to a stabilizing treatment in the presence of water.
【請求項5】 水分共存下での安定化処理は、前記混合
物を50℃以上の温水を散布し、または浸漬し、80℃以上
の熱水を散布し、または浸漬し、あるいは水蒸気による
エージングなどの温熱水処理を施す方法を用いることを
特徴とする請求項4に記載の溶出抑制方法。
5. Stabilization treatment in the presence of water, the mixture is sprayed or immersed in hot water of 50 ℃ or more, hot water of 80 ℃ or more, or immersed, or aging with steam, etc. 5. The method for suppressing elution according to claim 4, wherein the method of performing hot water treatment according to claim 4 is used.
【請求項6】 前記製鋼スラグは、ステンレス鋼やFe−Ni
合金鋼あるいはNi基合金などを製造する際に発生する、
フッ素を0.5wt%以上含有する精錬スラグであることを特
徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の溶出抑制方
法。
6. The steelmaking slag is made of stainless steel or Fe-Ni.
Occurs when manufacturing alloy steel or Ni-based alloys,
6. The elution suppressing method according to any one of claims 1 to 5, which is a refining slag containing 0.5 wt% or more of fluorine.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008127270A (en) * 2006-11-26 2008-06-05 Jfe Steel Kk Method of treatment of granulated blast furnace slag
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JP2009040653A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Jfe Steel Kk Treatment method of granulated blast furnace slag
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CN114057414A (en) * 2021-12-14 2022-02-18 四川方大新型建材科技开发有限责任公司 Steel slag stabilization treatment method

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