JP2003260438A - 溶融スラグの処理方法、その装置及び無機構造材料 - Google Patents
溶融スラグの処理方法、その装置及び無機構造材料Info
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- JP2003260438A JP2003260438A JP2002065080A JP2002065080A JP2003260438A JP 2003260438 A JP2003260438 A JP 2003260438A JP 2002065080 A JP2002065080 A JP 2002065080A JP 2002065080 A JP2002065080 A JP 2002065080A JP 2003260438 A JP2003260438 A JP 2003260438A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融スラグの処理方法、その装置、その処理
物である無機構造材料、高純度水素の製造方法等を提供
する。 【解決手段】 溶融スラグを処理する方法であって、
（１）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（２）上記処理により、溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、ことを特徴とする溶
融スラグの処理方法、その装置、溶融スラグの再資源化
方法及びそのリサイクル製品。 【効果】 本発明の方法で処理して得られる固定化溶融
スラグは、化学的に不活性であり、セメント骨材、路盤
材、ブロック材等の各種資材として安心して使用するこ
とができる。
物である無機構造材料、高純度水素の製造方法等を提供
する。 【解決手段】 溶融スラグを処理する方法であって、
（１）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（２）上記処理により、溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、ことを特徴とする溶
融スラグの処理方法、その装置、溶融スラグの再資源化
方法及びそのリサイクル製品。 【効果】 本発明の方法で処理して得られる固定化溶融
スラグは、化学的に不活性であり、セメント骨材、路盤
材、ブロック材等の各種資材として安心して使用するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融スラグの処理
方法、当該方法で得られる無機構造材料、及び溶融スラ
グの処理装置に関するものである。更に詳しくは、本発
明は、都市ゴミ焼却場等から排出される焼却残渣を溶融
処理して得られる溶融スラグに残存する金属成分を不活
性な化合物に変換して固定化する方法、それにより、溶
融スラグに含まれる金属成分が不活性化された固定化溶
融スラグを製造する方法、当該方法により得られた固定
化溶融スラグを無機構造材料として再資源化する方法、
上記固定化溶融スラグからなる無機構造材料、及びその
処理装置に関するものである。本発明は、溶融スラグに
含まれる金属成分を不活性な形に固定化した固定化溶融
スラグを作製することにより、溶融スラグの各種資材へ
の利用の道を開くものである。本発明は、溶融スラグの
有効利用とその再資源化を実現化するものとして有用で
ある。
方法、当該方法で得られる無機構造材料、及び溶融スラ
グの処理装置に関するものである。更に詳しくは、本発
明は、都市ゴミ焼却場等から排出される焼却残渣を溶融
処理して得られる溶融スラグに残存する金属成分を不活
性な化合物に変換して固定化する方法、それにより、溶
融スラグに含まれる金属成分が不活性化された固定化溶
融スラグを製造する方法、当該方法により得られた固定
化溶融スラグを無機構造材料として再資源化する方法、
上記固定化溶融スラグからなる無機構造材料、及びその
処理装置に関するものである。本発明は、溶融スラグに
含まれる金属成分を不活性な形に固定化した固定化溶融
スラグを作製することにより、溶融スラグの各種資材へ
の利用の道を開くものである。本発明は、溶融スラグの
有効利用とその再資源化を実現化するものとして有用で
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、都市ごみ焼却場等から排出され
る焼却残渣は、カドミウム、鉛、亜鉛、水銀、ヒ素、ク
ロム等の有害な重金属を高濃度に含んでいる。したがっ
て、この焼却残渣は、そのままでは利用することも廃棄
することもできない。そのために、それらの安全化及び
減容・減量化対策が必要となり、その一つの対策法とし
て溶融処理がある。この溶融処理により得られる溶融ス
ラグは、その多くが路盤材へ利用されているが、その
他、コンクリート骨材への利用も進みつつある。溶融ス
ラグには、ごみの種類や溶融処理法によりアルミニウム
等の金属が含まれることがある。
る焼却残渣は、カドミウム、鉛、亜鉛、水銀、ヒ素、ク
ロム等の有害な重金属を高濃度に含んでいる。したがっ
て、この焼却残渣は、そのままでは利用することも廃棄
することもできない。そのために、それらの安全化及び
減容・減量化対策が必要となり、その一つの対策法とし
て溶融処理がある。この溶融処理により得られる溶融ス
ラグは、その多くが路盤材へ利用されているが、その
他、コンクリート骨材への利用も進みつつある。溶融ス
ラグには、ごみの種類や溶融処理法によりアルミニウム
等の金属が含まれることがある。
【０００３】そのため、溶融スラグを骨材等の無機構造
材料に利用する場合、溶融スラグに残存する金属がセメ
ントの原料成分と化学反応を起こし、ガス成分を発生さ
せる。そのガス成分がコンクリートを膨張させ、セメン
トにクラックを発生させる。そのために、コンクリート
の強度が低下するという問題があった。このような問題
を解消する方法として、溶融スラグを酸化雰囲気で加熱
し、アルミニウム等の金属を酸化物に変える解決法が考
えられる。しかし、この方法は、コスト面で問題があ
り、その実現性は乏しい。
材料に利用する場合、溶融スラグに残存する金属がセメ
ントの原料成分と化学反応を起こし、ガス成分を発生さ
せる。そのガス成分がコンクリートを膨張させ、セメン
トにクラックを発生させる。そのために、コンクリート
の強度が低下するという問題があった。このような問題
を解消する方法として、溶融スラグを酸化雰囲気で加熱
し、アルミニウム等の金属を酸化物に変える解決法が考
えられる。しかし、この方法は、コスト面で問題があ
り、その実現性は乏しい。
【０００４】ごみの溶融処理は、焼却後に残った焼却灰
の安定化あるいは焼却飛灰の無害化を図る一方法であ
る。焼却灰を溶融炉で融点以上の温度に加熱すると、ガ
ラス化あるいは結晶化したスラグができる。そのスラグ
は、中に入っている重金属等の有害な物質が出にくくな
るというだけではなくて、無機構造材料として有効利用
を図ることができる。溶融炉には、直接溶融炉と灰溶融
炉とがあり、様々な方式の溶融炉がある。例えば、直接
溶融炉には、コークスベッド式ごみ溶融炉、灰溶融炉に
は、アーク式電気炉、プラズマ式電気炉、電気抵抗式溶
融炉、低周波誘導式溶融炉等がある。ごみの埋立地が枯
渇していることとも絡んで、溶融スラグのメリットが注
目され、溶融処理は、ここ数年の間に技術的にも進歩を
遂げている。
の安定化あるいは焼却飛灰の無害化を図る一方法であ
る。焼却灰を溶融炉で融点以上の温度に加熱すると、ガ
ラス化あるいは結晶化したスラグができる。そのスラグ
は、中に入っている重金属等の有害な物質が出にくくな
るというだけではなくて、無機構造材料として有効利用
を図ることができる。溶融炉には、直接溶融炉と灰溶融
炉とがあり、様々な方式の溶融炉がある。例えば、直接
溶融炉には、コークスベッド式ごみ溶融炉、灰溶融炉に
は、アーク式電気炉、プラズマ式電気炉、電気抵抗式溶
融炉、低周波誘導式溶融炉等がある。ごみの埋立地が枯
渇していることとも絡んで、溶融スラグのメリットが注
目され、溶融処理は、ここ数年の間に技術的にも進歩を
遂げている。
【０００５】溶融スラグは、ガラス質あるいは結晶質で
ある。強度面で比べるとガラス質は比較的強度がなく、
結晶化したものの方がガラス質に比べると強度が大きく
なるという特徴を有する（「廃棄物の溶融処理技術とス
ラグの有効利用」エヌ・ティー・エス発行、１９９６年
９月発刊、ｐｐ．５１−５２）。溶融スラグの用途は、
その一部に花瓶やフラワーポット等の装飾品に類するも
のがある。しかし、そのほとんどが土木建築資材であ
り、量的にもそちらの用途が多い。土木資材としては、
上層・下層路盤材、路床材、地盤改良ドレイン材等に使
用される。建築資材としては、コンクリート骨材、イン
ターロッキングブロック、ヒューム管、汚水升等に使用
される（「廃棄物の溶融処理技術とスラグの有効利用」
エヌ・ティー・エス発行、１９９６年９月発刊、ｐ．６
５）。しかし、前述のように、アルミニウム等の金属を
含む溶融スラグがコンクリート骨材に使用されると、コ
ンクリートが膨張したり、コンクリートにクラックが生
じ、コンクリートの強度が低下するという問題があり、
その解決が求められていた。
ある。強度面で比べるとガラス質は比較的強度がなく、
結晶化したものの方がガラス質に比べると強度が大きく
なるという特徴を有する（「廃棄物の溶融処理技術とス
ラグの有効利用」エヌ・ティー・エス発行、１９９６年
９月発刊、ｐｐ．５１−５２）。溶融スラグの用途は、
その一部に花瓶やフラワーポット等の装飾品に類するも
のがある。しかし、そのほとんどが土木建築資材であ
り、量的にもそちらの用途が多い。土木資材としては、
上層・下層路盤材、路床材、地盤改良ドレイン材等に使
用される。建築資材としては、コンクリート骨材、イン
ターロッキングブロック、ヒューム管、汚水升等に使用
される（「廃棄物の溶融処理技術とスラグの有効利用」
エヌ・ティー・エス発行、１９９６年９月発刊、ｐ．６
５）。しかし、前述のように、アルミニウム等の金属を
含む溶融スラグがコンクリート骨材に使用されると、コ
ンクリートが膨張したり、コンクリートにクラックが生
じ、コンクリートの強度が低下するという問題があり、
その解決が求められていた。
【０００６】一方、化石燃料の枯渇が危惧される今日、
化石燃料に代わるクリーンな新エネルギー源として水素
ガスが注目されている。水素ガスは、アルコールや炭化
水素等の触媒を用いた改質反応や、水の電気分解等によ
り製造される。しかし、これらの方法は、水素ガスを得
るために多くの熱エネルギーや電気エネルギーを必要と
する。そのことから、これらの方法は、エネルギー問題
の根本的な解決策とはなり難い。また、チタニアを光触
媒に用いて水を分解する方法がある。しかし、この方法
は、効率が悪く、実用面において多くの難しい課題を残
している。こうした状況下で、エネルギー消費量が少な
く、簡便で安価な水素ガスの製造方法の確立が切望され
ていた。
化石燃料に代わるクリーンな新エネルギー源として水素
ガスが注目されている。水素ガスは、アルコールや炭化
水素等の触媒を用いた改質反応や、水の電気分解等によ
り製造される。しかし、これらの方法は、水素ガスを得
るために多くの熱エネルギーや電気エネルギーを必要と
する。そのことから、これらの方法は、エネルギー問題
の根本的な解決策とはなり難い。また、チタニアを光触
媒に用いて水を分解する方法がある。しかし、この方法
は、効率が悪く、実用面において多くの難しい課題を残
している。こうした状況下で、エネルギー消費量が少な
く、簡便で安価な水素ガスの製造方法の確立が切望され
ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者らは、溶融スラグを処理して化学的に不活
性化させる方法、及びエネルギーを使用せず、簡便で、
安価に水素ガスを製造する方法を開発することを目標と
して鋭意研究を積み重ねた。その結果、本発明者らは、
１）アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグをアル
カリ及び／又はアルカリ土類イオンを含む処理液に室温
で浸すだけでアルミニウム等の金属成分が不活性化され
ること、２）それにより、セメント骨材を始めとして路
盤材やブロック等の各種資材としての使用に適する化学
的に安定な無機構造材料を製造できること、３）この方
法により、従来技術の諸問題を確実に解決し、安心して
溶融スラグの利用分野を拡大化できること、また、４）
溶融スラグの処理過程で高純度の水素ガスが発生するこ
と、を見出し、本発明を完成するに至った。
で、本発明者らは、溶融スラグを処理して化学的に不活
性化させる方法、及びエネルギーを使用せず、簡便で、
安価に水素ガスを製造する方法を開発することを目標と
して鋭意研究を積み重ねた。その結果、本発明者らは、
１）アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグをアル
カリ及び／又はアルカリ土類イオンを含む処理液に室温
で浸すだけでアルミニウム等の金属成分が不活性化され
ること、２）それにより、セメント骨材を始めとして路
盤材やブロック等の各種資材としての使用に適する化学
的に安定な無機構造材料を製造できること、３）この方
法により、従来技術の諸問題を確実に解決し、安心して
溶融スラグの利用分野を拡大化できること、また、４）
溶融スラグの処理過程で高純度の水素ガスが発生するこ
と、を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は、溶融スラグに残存す
る金属成分を不活性な形に固定化した固定化溶融スラグ
を作製する方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、上記方法で得られる、金属成分の不活性化され
た固定化溶融スラグからなる無機構造材料を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、上記固定化溶融スラ
グをセメント骨材等の無機構造材料として再資源化する
ことを可能とする溶融スラグの再資源化方法、及びその
リサイクル製品を提供することを目的とする。また、本
発明は、アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグの
処理過程において生成される高純度水素ガスの製造方法
を提供することを目的とする。更に、本発明は、アルミ
ニウム等の金属成分を含む溶融スラグの処理方法を実施
するための溶融スラグの処理装置を提供する。
る金属成分を不活性な形に固定化した固定化溶融スラグ
を作製する方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、上記方法で得られる、金属成分の不活性化され
た固定化溶融スラグからなる無機構造材料を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、上記固定化溶融スラ
グをセメント骨材等の無機構造材料として再資源化する
ことを可能とする溶融スラグの再資源化方法、及びその
リサイクル製品を提供することを目的とする。また、本
発明は、アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグの
処理過程において生成される高純度水素ガスの製造方法
を提供することを目的とする。更に、本発明は、アルミ
ニウム等の金属成分を含む溶融スラグの処理方法を実施
するための溶融スラグの処理装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）溶融スラグを処理する方法であって、（ａ）溶融
スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしく
は当該イオンの供給源を含む処理剤で処理する、（ｂ）
上記処理により、溶融スラグに含まれる金属成分を不活
性な化合物に変換する、ことを特徴とする溶融スラグの
処理方法。 （２）アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンの供給源
として、消石灰を用いる前記（１）記載の方法。 （３）処理剤が、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオ
ンの供給源を含む処理液である前記（１）記載の方法。 （４）溶融スラグから金属成分の不活性化された溶融ス
ラグ（固定化溶融スラグ）を製造する方法であって、
（ａ）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（ｂ）上記処理により、溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、（ｃ）金属成分の不
活性化された溶融スラグを回収する、ことを特徴とする
上記溶融スラグの製造方法。 （５）前記（１）から（４）のいずれかに記載の方法で
処理又は製造した溶融スラグを含むことを特徴とする無
機構造材料。 （６）溶融スラグが所定の形態に調整されたものである
前記（５）記載の構造材料。 （７）前記（５）に記載の無機構造材料を資源として用
いて所定の製品を再生し、リサイクルすることを特徴と
する溶融スラグの再資源化方法。 （８）前記（７）に記載の方法により再生されたリサイ
クル製品。 （９）リサイクル製品が、土木資材、建築資材、又は装
飾品である前記（８）記載の製品。 （１０）溶融スラグを処理する方法であって、（ａ）溶
融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもし
くは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理する、
（ｂ）上記処理により、当該溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、（ｃ）上記処理によ
り、生成した水素ガスを捕捉し、回収する、ことを特徴
とする溶融スラグの処理方法。 （１１）溶融スラグの処理装置であって、（ａ）溶融ス
ラグとアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは
当該イオンの供給源を含む処理剤とを反応させる反応
槽、（ｂ）上記反応槽に溶融スラグを供給する溶融スラ
グ供給手段、（ｃ）上記反応槽に処理剤を供給する処理
剤供給手段、を含むことを特徴とする溶融スラグ処理装
置。 （１２）処理剤で処理した溶融スラグを反応槽から搬出
する溶融スラグ搬出手段を具備する前記（１１）記載の
装置。 （１３）上記反応槽で生成した水素ガスを回収する水素
ガス回収手段を具備する前記（１１）記載の装置。 （１４）上記反応槽で生成した水素ガスを回収した後、
貯蔵する水素ガス貯蔵手段を具備する前記（１１）記載
の装置。
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）溶融スラグを処理する方法であって、（ａ）溶融
スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしく
は当該イオンの供給源を含む処理剤で処理する、（ｂ）
上記処理により、溶融スラグに含まれる金属成分を不活
性な化合物に変換する、ことを特徴とする溶融スラグの
処理方法。 （２）アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンの供給源
として、消石灰を用いる前記（１）記載の方法。 （３）処理剤が、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオ
ンの供給源を含む処理液である前記（１）記載の方法。 （４）溶融スラグから金属成分の不活性化された溶融ス
ラグ（固定化溶融スラグ）を製造する方法であって、
（ａ）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（ｂ）上記処理により、溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、（ｃ）金属成分の不
活性化された溶融スラグを回収する、ことを特徴とする
上記溶融スラグの製造方法。 （５）前記（１）から（４）のいずれかに記載の方法で
処理又は製造した溶融スラグを含むことを特徴とする無
機構造材料。 （６）溶融スラグが所定の形態に調整されたものである
前記（５）記載の構造材料。 （７）前記（５）に記載の無機構造材料を資源として用
いて所定の製品を再生し、リサイクルすることを特徴と
する溶融スラグの再資源化方法。 （８）前記（７）に記載の方法により再生されたリサイ
クル製品。 （９）リサイクル製品が、土木資材、建築資材、又は装
飾品である前記（８）記載の製品。 （１０）溶融スラグを処理する方法であって、（ａ）溶
融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもし
くは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理する、
（ｂ）上記処理により、当該溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、（ｃ）上記処理によ
り、生成した水素ガスを捕捉し、回収する、ことを特徴
とする溶融スラグの処理方法。 （１１）溶融スラグの処理装置であって、（ａ）溶融ス
ラグとアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは
当該イオンの供給源を含む処理剤とを反応させる反応
槽、（ｂ）上記反応槽に溶融スラグを供給する溶融スラ
グ供給手段、（ｃ）上記反応槽に処理剤を供給する処理
剤供給手段、を含むことを特徴とする溶融スラグ処理装
置。 （１２）処理剤で処理した溶融スラグを反応槽から搬出
する溶融スラグ搬出手段を具備する前記（１１）記載の
装置。 （１３）上記反応槽で生成した水素ガスを回収する水素
ガス回収手段を具備する前記（１１）記載の装置。 （１４）上記反応槽で生成した水素ガスを回収した後、
貯蔵する水素ガス貯蔵手段を具備する前記（１１）記載
の装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明においては、溶融スラグを、アルカリ
及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオンの供
給源を含む処理剤で処理する。その方法としては、好適
には、例えば、アルミニウム等の金属成分を含む溶融ス
ラグを、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしく
は当該イオンの供給源を含む処理液に添加する方法、ア
ルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオ
ンの供給源を含む処理液に、アルミニウム等の金属成分
を含む溶融スラグを添加する方法、が例示される。しか
し、本発明は、これらの方法に制限されるものではな
い。これらの方法により、アルミニウム等の金属成分と
アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンとの化学反応を
生起させ、アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグ
を処理して当該溶融スラグに含まれる金属成分を不活性
な形に固定化する。上記処理により金属成分の不活性化
された固定化溶融スラグが得られる。この固定化溶融ス
ラグは、化学的に安定であり、例えば、無機構造材料と
して有用である。本発明は、これらの方法に加え、高純
度水素の製造方法、溶融スラグの再資源化方法、及び本
処理を実施するための処理装置をも提供する。本発明に
おいて、「固定化溶融スラグ」とは、溶融スラグに含ま
れる金属成分を不活性な形に固定化した溶融スラグを意
味するものとして定義される。
説明する。本発明においては、溶融スラグを、アルカリ
及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオンの供
給源を含む処理剤で処理する。その方法としては、好適
には、例えば、アルミニウム等の金属成分を含む溶融ス
ラグを、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしく
は当該イオンの供給源を含む処理液に添加する方法、ア
ルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオ
ンの供給源を含む処理液に、アルミニウム等の金属成分
を含む溶融スラグを添加する方法、が例示される。しか
し、本発明は、これらの方法に制限されるものではな
い。これらの方法により、アルミニウム等の金属成分と
アルカリ及び／又はアルカリ土類イオンとの化学反応を
生起させ、アルミニウム等の金属成分を含む溶融スラグ
を処理して当該溶融スラグに含まれる金属成分を不活性
な形に固定化する。上記処理により金属成分の不活性化
された固定化溶融スラグが得られる。この固定化溶融ス
ラグは、化学的に安定であり、例えば、無機構造材料と
して有用である。本発明は、これらの方法に加え、高純
度水素の製造方法、溶融スラグの再資源化方法、及び本
処理を実施するための処理装置をも提供する。本発明に
おいて、「固定化溶融スラグ」とは、溶融スラグに含ま
れる金属成分を不活性な形に固定化した溶融スラグを意
味するものとして定義される。
【００１１】次に、本発明について、溶融スラグに含ま
れる金属成分としてアルミニウムを選び、また、アルカ
リ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオンの
供給源として、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）を選び、具体
的に説明する。これらの反応は、本発明の代表的な一例
を示すものであって、本発明は、これらの反応に限定さ
れるものではない。本発明では、アルミニウム、消石
灰、水の化学反応を利用して溶融スラグに含まれるアル
ミニウムを処理する。それにより、アルミニウムを反応
不活性なアルミン酸カルシウムに化学変化させることが
できる。基本となる化学反応式を以下に示す。ここで、
アルミニウムを含む溶融スラグを「溶融スラグ−２Ａ
ｌ」、処理後の溶融スラグを「固定化溶融スラグ−Ｃａ
（ＡｌＯ2 ）2 」と記載して説明する。 溶融スラグ−２Ａｌ ＋ Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２Ｈ2 Ｏ
→ 固定化溶融スラグ−Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ＋ ３Ｈ
2
れる金属成分としてアルミニウムを選び、また、アルカ
リ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは当該イオンの
供給源として、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）を選び、具体
的に説明する。これらの反応は、本発明の代表的な一例
を示すものであって、本発明は、これらの反応に限定さ
れるものではない。本発明では、アルミニウム、消石
灰、水の化学反応を利用して溶融スラグに含まれるアル
ミニウムを処理する。それにより、アルミニウムを反応
不活性なアルミン酸カルシウムに化学変化させることが
できる。基本となる化学反応式を以下に示す。ここで、
アルミニウムを含む溶融スラグを「溶融スラグ−２Ａ
ｌ」、処理後の溶融スラグを「固定化溶融スラグ−Ｃａ
（ＡｌＯ2 ）2 」と記載して説明する。 溶融スラグ−２Ａｌ ＋ Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ２Ｈ2 Ｏ
→ 固定化溶融スラグ−Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ＋ ３Ｈ
2
【００１２】この反応は、水の存在下において、溶融ス
ラグに含まれるアルミニウムは、消石灰と反応して、ア
ルミン酸カルシウム（Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ）となり、同
時に水素を生成する。そして、この反応は、水蒸気を除
いて水素以外のガスは全く生成しないことを特徴とす
る。この反応は、室温で進行し、加熱したり冷却したり
する必要は全く無い。上記反応式の通りに反応が進行す
れば、例えば、アルミニウム５４ｇ、消石灰７４ｇ、水
３６ｇから、１５８ｇのアルミン酸カルシウムと６７．
２リットルの水素が生成する。アルミニウム、消石灰、
水の混合割合は、それぞれ５４ｇ、７４ｇ、３６ｇがよ
い。しかし、溶融スラグに含まれるアルミニウム等の金
属量が定かではないので、溶融スラグの１／１０程度の
消石灰及び溶融スラグと同程度の水量を用いればよい。
ラグに含まれるアルミニウムは、消石灰と反応して、ア
ルミン酸カルシウム（Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ）となり、同
時に水素を生成する。そして、この反応は、水蒸気を除
いて水素以外のガスは全く生成しないことを特徴とす
る。この反応は、室温で進行し、加熱したり冷却したり
する必要は全く無い。上記反応式の通りに反応が進行す
れば、例えば、アルミニウム５４ｇ、消石灰７４ｇ、水
３６ｇから、１５８ｇのアルミン酸カルシウムと６７．
２リットルの水素が生成する。アルミニウム、消石灰、
水の混合割合は、それぞれ５４ｇ、７４ｇ、３６ｇがよ
い。しかし、溶融スラグに含まれるアルミニウム等の金
属量が定かではないので、溶融スラグの１／１０程度の
消石灰及び溶融スラグと同程度の水量を用いればよい。
【００１３】この反応は、生成物のアルミン酸カルシウ
ムは固体、水素は気体であることから、両者の分離は簡
単に行うことができるという利点を有する。上記方法で
得られるアルミン酸カルシウムは、化学的に安定な物質
である。そして、消石灰が残存している場合、あるいは
これをセメントに混ぜた後に８０℃程度で加熱される
と、次式で示す反応により、カトアイト（Ｃａ3 Ａｌ2
（ＯＨ）12）に変化する。しかし、この反応では、ガス
が発生してコンクリートを膨張させたり、コンクリート
にクラックを生じたりすることはない。従来、これらの
反応式自体は一般的な化学反応として知られているが、
溶融スラグから当該溶融スラグに含まれる金属成分を不
活性な形に固定化した固定化溶融スラグを作製すること
は、これまで全く知られていない。 Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ＋ ２Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ４Ｈ
2 Ｏ→ Ｃａ3 Ａｌ2 （ＯＨ）12
ムは固体、水素は気体であることから、両者の分離は簡
単に行うことができるという利点を有する。上記方法で
得られるアルミン酸カルシウムは、化学的に安定な物質
である。そして、消石灰が残存している場合、あるいは
これをセメントに混ぜた後に８０℃程度で加熱される
と、次式で示す反応により、カトアイト（Ｃａ3 Ａｌ2
（ＯＨ）12）に変化する。しかし、この反応では、ガス
が発生してコンクリートを膨張させたり、コンクリート
にクラックを生じたりすることはない。従来、これらの
反応式自体は一般的な化学反応として知られているが、
溶融スラグから当該溶融スラグに含まれる金属成分を不
活性な形に固定化した固定化溶融スラグを作製すること
は、これまで全く知られていない。 Ｃａ（ＡｌＯ2 ）2 ＋ ２Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ４Ｈ
2 Ｏ→ Ｃａ3 Ａｌ2 （ＯＨ）12
【００１４】本発明の処理が施されて溶融スラグに含ま
れる金属成分が不活性化された固定化溶融スラグは、化
学的に安定である。したがって、この固定化溶融スラグ
は、化学的に不活性な無機構造材料として有用であり、
例えば、セメント骨材、路盤材、ブロック材等に安心し
て使用することができる。本発明で処理する溶融スラグ
の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、塊状
でも粒状でも粉状でも構わない。この場合、塊状スラグ
の内部に存在し、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオ
ンを含む処理液と接触しない金属成分は処理されない。
溶融スラグに含まれる金属成分の処理は、上記アルミニ
ウムのみではなく、鉄や銅等の金属についても同様に行
なうことができる。また、アルカリ及び／又はアルカリ
土類イオンを含む処理剤の成分は、上記消石灰に制限さ
れるものではなく、それ以外にも水酸化ナトリウムやそ
れらと同効のものであれば同様に使用することができ
る。本発明において、アルカリ及び／又はアルカリ土類
イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等の
アルカリ金属のイオン、カルシウム、ストロンチウム、
バリウム等のアルカリ土類金属のイオン、もしくはこれ
らを含むこれらの供給源が使用される。
れる金属成分が不活性化された固定化溶融スラグは、化
学的に安定である。したがって、この固定化溶融スラグ
は、化学的に不活性な無機構造材料として有用であり、
例えば、セメント骨材、路盤材、ブロック材等に安心し
て使用することができる。本発明で処理する溶融スラグ
の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、塊状
でも粒状でも粉状でも構わない。この場合、塊状スラグ
の内部に存在し、アルカリ及び／又はアルカリ土類イオ
ンを含む処理液と接触しない金属成分は処理されない。
溶融スラグに含まれる金属成分の処理は、上記アルミニ
ウムのみではなく、鉄や銅等の金属についても同様に行
なうことができる。また、アルカリ及び／又はアルカリ
土類イオンを含む処理剤の成分は、上記消石灰に制限さ
れるものではなく、それ以外にも水酸化ナトリウムやそ
れらと同効のものであれば同様に使用することができ
る。本発明において、アルカリ及び／又はアルカリ土類
イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等の
アルカリ金属のイオン、カルシウム、ストロンチウム、
バリウム等のアルカリ土類金属のイオン、もしくはこれ
らを含むこれらの供給源が使用される。
【００１５】次に、本発明における高純度水素ガスの製
造について説明する。アルコールや炭化水素等の改質反
応により得られる水素には、二酸化炭素や触媒毒となる
一酸化炭素、あるいは改質されずに残った原料が大量に
混ざっている。そのため、例えば、これをそのまま固体
高分子型燃料電池に供給することはできない。固体高分
子型燃料電池に供給するためには、水性ガスシフト反応
により一酸化炭素をなくしたり、原料のアルコールある
いは炭化水素等を水素から分離除去しなければならな
い。そのために、熱エネルギーや大掛かりな装置、煩雑
な操作を必要とする。これに対して、本発明の方法で製
造される高純度水素ガスには若干の水蒸気は含まれるも
のの、触媒毒になるような一酸化炭素、アルコール、炭
化水素等のガスは全く含まれない。そのことが、本発明
の水素ガス製造方法の大きな特徴の一つである。また、
上記反応は、室温で起こるため、熱エネルギーを全く必
要としないこともその大きな特徴である。
造について説明する。アルコールや炭化水素等の改質反
応により得られる水素には、二酸化炭素や触媒毒となる
一酸化炭素、あるいは改質されずに残った原料が大量に
混ざっている。そのため、例えば、これをそのまま固体
高分子型燃料電池に供給することはできない。固体高分
子型燃料電池に供給するためには、水性ガスシフト反応
により一酸化炭素をなくしたり、原料のアルコールある
いは炭化水素等を水素から分離除去しなければならな
い。そのために、熱エネルギーや大掛かりな装置、煩雑
な操作を必要とする。これに対して、本発明の方法で製
造される高純度水素ガスには若干の水蒸気は含まれるも
のの、触媒毒になるような一酸化炭素、アルコール、炭
化水素等のガスは全く含まれない。そのことが、本発明
の水素ガス製造方法の大きな特徴の一つである。また、
上記反応は、室温で起こるため、熱エネルギーを全く必
要としないこともその大きな特徴である。
【００１６】次に、本発明の溶融スラグの処理装置につ
いて説明する。図１に、本発明の溶融スラグの処理を行
なうための装置の一例を示す。この装置は、(1) 反応
槽、(2) 溶融スラグ供給手段、(3) 処理液供給手段、及
び(4) 任意の構成としての、混合・攪拌手段（図示せ
ず）、水素ガス回収手段、から構成される。上記反応槽
には、溶融スラグ供給手段から溶融スラグと、処理液供
給手段からのアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンを
含む処理液が供給され、これらは、攪拌、混合される。
溶融スラグと処理液の混合液は静置するだけでよいが、
撹拌すれば反応の進行が早まる。液温は、室温でよく、
発生する水素は、反応槽の上部から捕捉し、回収すれば
よい。
いて説明する。図１に、本発明の溶融スラグの処理を行
なうための装置の一例を示す。この装置は、(1) 反応
槽、(2) 溶融スラグ供給手段、(3) 処理液供給手段、及
び(4) 任意の構成としての、混合・攪拌手段（図示せ
ず）、水素ガス回収手段、から構成される。上記反応槽
には、溶融スラグ供給手段から溶融スラグと、処理液供
給手段からのアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンを
含む処理液が供給され、これらは、攪拌、混合される。
溶融スラグと処理液の混合液は静置するだけでよいが、
撹拌すれば反応の進行が早まる。液温は、室温でよく、
発生する水素は、反応槽の上部から捕捉し、回収すれば
よい。
【００１７】このように、本発明の装置は、１）溶融ス
ラグとアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは
当該イオンの供給源を含む処理剤とを反応させる反応
槽、２）上記反応槽に溶融スラグを供給する溶融スラグ
供給手段、及び３）上記反応槽に処理剤を供給する処理
剤供給手段、を構成要素として含むことを特徴としてい
る。本発明の装置は、これらの手段の他に、任意な構成
として、反応槽に収容した溶融スラグと処理剤を混合・
攪拌する手段、処理剤で処理した固定化溶融スラグを反
応槽から排出する固定化溶融スラグ搬出手段、上記反応
槽で生成した水素ガスを回収する水素ガス回収手段、上
記反応槽で生成した水素ガスを回収し、貯蔵する水素ガ
ス貯蔵手段等を適宜付加することができる。
ラグとアルカリ及び／又はアルカリ土類イオンもしくは
当該イオンの供給源を含む処理剤とを反応させる反応
槽、２）上記反応槽に溶融スラグを供給する溶融スラグ
供給手段、及び３）上記反応槽に処理剤を供給する処理
剤供給手段、を構成要素として含むことを特徴としてい
る。本発明の装置は、これらの手段の他に、任意な構成
として、反応槽に収容した溶融スラグと処理剤を混合・
攪拌する手段、処理剤で処理した固定化溶融スラグを反
応槽から排出する固定化溶融スラグ搬出手段、上記反応
槽で生成した水素ガスを回収する水素ガス回収手段、上
記反応槽で生成した水素ガスを回収し、貯蔵する水素ガ
ス貯蔵手段等を適宜付加することができる。
【００１８】これらの手段は、所定の機能を有するもの
であればよく、その具体的な構成は特に制限されない。
本発明の装置は、上記手段の他に、更に、各工程の処理
操作を自動化するための自動制御装置、上記固定化溶融
スラグの回収装置、固定化溶融スラグの破砕装置、計量
装置、検査装置等を付加して複合化することができる。
それにより、溶融スラグのトータル・処理システムを構
築することができる。これらの装置は、所定の機能を具
備しているものであればよく、その具体的な構成は特に
制限されない。上記システムは、溶融スラグから固定化
溶融スラグを作製し、更に、無機構造材料を製造するた
めの無機構造材料のトータル・製造システムとして有用
である。上記プロセスで作製される固定化溶融スラグ
は、その使用目的に応じて、適宜の形態に加工して製品
化することができる。製品の形態は、好適には、例え
ば、塊状、粒状、粉状等が例示されるが、これらに制限
されない。上記固定化溶融スラグは、無機構造材料とし
て有用であり、これを資源として用いて所定の製品を再
生し、リサイクル製品として再資源化することができ
る。このリサイクル製品として、例えば、土木資材、建
築資材、装飾品が例示されるが、これらに制限されな
い。本発明には、上記固定化溶融スラグから再生される
あらゆる種類の物品がその対象製品として包含される。
であればよく、その具体的な構成は特に制限されない。
本発明の装置は、上記手段の他に、更に、各工程の処理
操作を自動化するための自動制御装置、上記固定化溶融
スラグの回収装置、固定化溶融スラグの破砕装置、計量
装置、検査装置等を付加して複合化することができる。
それにより、溶融スラグのトータル・処理システムを構
築することができる。これらの装置は、所定の機能を具
備しているものであればよく、その具体的な構成は特に
制限されない。上記システムは、溶融スラグから固定化
溶融スラグを作製し、更に、無機構造材料を製造するた
めの無機構造材料のトータル・製造システムとして有用
である。上記プロセスで作製される固定化溶融スラグ
は、その使用目的に応じて、適宜の形態に加工して製品
化することができる。製品の形態は、好適には、例え
ば、塊状、粒状、粉状等が例示されるが、これらに制限
されない。上記固定化溶融スラグは、無機構造材料とし
て有用であり、これを資源として用いて所定の製品を再
生し、リサイクル製品として再資源化することができ
る。このリサイクル製品として、例えば、土木資材、建
築資材、装飾品が例示されるが、これらに制限されな
い。本発明には、上記固定化溶融スラグから再生される
あらゆる種類の物品がその対象製品として包含される。
【００１９】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。しかし、本発明は、以下の実施例により何ら限定さ
れるものではない。表１に、以下の実施例で使用した溶
融スラグの組成を示す。 実施例１ 可燃ごみ、不燃ごみを溶融した後、水砕して得られた溶
融スラグ（＃１）１０ｇと、消石灰０．７ｇに蒸留水１
００ｍｌを添加して調製した石灰乳を混合した。これ
を、マグネチックスターラーで攪拌しながら室温（２１
℃）で４８時間処理し、生成したガス成分を予め空気を
抜いたガスパック中に保管した。その後、ガスパックに
溜まったガス量をガスメーターで測定した結果、２００
ｍｌであった。ガスの成分分析を質量分析計で実施した
ところ、僅かな空気及び水蒸気を除いて水素のみであっ
た。反応終了後、ろ過により固液分離し、室温（２１
℃）及び８０℃で乾燥した固形物を得た。これらの固形
物のＸ線回折分析を行った結果、前者はアルミン酸カル
シウム、後者はカトアイトであり、アルミニウムは検出
されなかった。処理後の固定化溶融スラグ２．０ｇ、消
石灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの混合物を作製し、室
温で４８時間放置した。その結果、ガス生成は認められ
ず、上記固定化溶融スラグは、全く反応性がなく、化学
的に安定であることがわかった。
る。しかし、本発明は、以下の実施例により何ら限定さ
れるものではない。表１に、以下の実施例で使用した溶
融スラグの組成を示す。 実施例１ 可燃ごみ、不燃ごみを溶融した後、水砕して得られた溶
融スラグ（＃１）１０ｇと、消石灰０．７ｇに蒸留水１
００ｍｌを添加して調製した石灰乳を混合した。これ
を、マグネチックスターラーで攪拌しながら室温（２１
℃）で４８時間処理し、生成したガス成分を予め空気を
抜いたガスパック中に保管した。その後、ガスパックに
溜まったガス量をガスメーターで測定した結果、２００
ｍｌであった。ガスの成分分析を質量分析計で実施した
ところ、僅かな空気及び水蒸気を除いて水素のみであっ
た。反応終了後、ろ過により固液分離し、室温（２１
℃）及び８０℃で乾燥した固形物を得た。これらの固形
物のＸ線回折分析を行った結果、前者はアルミン酸カル
シウム、後者はカトアイトであり、アルミニウムは検出
されなかった。処理後の固定化溶融スラグ２．０ｇ、消
石灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの混合物を作製し、室
温で４８時間放置した。その結果、ガス生成は認められ
ず、上記固定化溶融スラグは、全く反応性がなく、化学
的に安定であることがわかった。
【００２０】実施例２
都市ごみ焼却場から排出された主灰、飛灰、不燃物残渣
を溶融した後、水砕して得られた溶融スラグ（＃２）１
０ｇと、消石灰０．７ｇに蒸留水１００ｍｌを添加して
調製した懸濁液を混合した。これをマグネチックスター
ラーで攪拌しながら室温（２２℃）で４８時間処理し、
生成したガス成分を予め空気を抜いたガスパック中に保
管した。その後、ガスパックに溜まったガス量をガスメ
ーターで測定した結果、９０ｍｌであった。ガスの成分
分析を質量分析計で実施したところ、僅かな空気及び水
蒸気を除いて水素のみであった。反応終了後、ろ過によ
り固液分離し、室温（２２℃）及び８０℃で乾燥した固
形物を得た。これらの固形物のＸ線回折分析を行った結
果、前者はアルミン酸カルシウム、後者はカトアイトで
あり、アルミニウムは検出されなかった。処理後の固定
化溶融スラグ２．０ｇ、消石灰１．０ｇ、蒸留水１００
ｍｌの混合物を作製し、室温で４８時間放置した。その
結果、ガス生成は認められず、上記固定化溶融スラグ
は、全く反応性がなく、化学的に安定であることがわか
った。
を溶融した後、水砕して得られた溶融スラグ（＃２）１
０ｇと、消石灰０．７ｇに蒸留水１００ｍｌを添加して
調製した懸濁液を混合した。これをマグネチックスター
ラーで攪拌しながら室温（２２℃）で４８時間処理し、
生成したガス成分を予め空気を抜いたガスパック中に保
管した。その後、ガスパックに溜まったガス量をガスメ
ーターで測定した結果、９０ｍｌであった。ガスの成分
分析を質量分析計で実施したところ、僅かな空気及び水
蒸気を除いて水素のみであった。反応終了後、ろ過によ
り固液分離し、室温（２２℃）及び８０℃で乾燥した固
形物を得た。これらの固形物のＸ線回折分析を行った結
果、前者はアルミン酸カルシウム、後者はカトアイトで
あり、アルミニウムは検出されなかった。処理後の固定
化溶融スラグ２．０ｇ、消石灰１．０ｇ、蒸留水１００
ｍｌの混合物を作製し、室温で４８時間放置した。その
結果、ガス生成は認められず、上記固定化溶融スラグ
は、全く反応性がなく、化学的に安定であることがわか
った。
【００２１】実施例３
都市ごみ焼却場から排出された飛灰、廃ガラスを溶融し
た後、空冷して得られた溶融スラグ（＃３）１０ｇに、
消石灰０．７ｇに蒸留水１００ｍｌを添加して調製した
懸濁液を混合した。これをマグネチックスターラーで攪
拌しながら室温（２２℃）で４８時間処理し、生成した
ガス成分を予め空気を抜いたガスパック中に保管した。
その後、ガスパックに溜まったガス量をガスメーターで
測定した結果、３２０ｍｌであった。ガスの成分分析を
質量分析計で実施したところ、僅かな空気及び水蒸気を
除いて水素のみであった。反応終了後、ろ過により固液
分離し、室温（２２℃）及び８０℃で乾燥した固形物を
得た。これらの固形物のＸ線回折分析を行った結果、前
者はアルミン酸カルシウム、後者はカトアイトであり、
アルミニウムは検出されなかった。処理後の固定化溶融
スラグ２．０ｇ、消石灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの
混合物を作製し、室温で４８時間放置した。その結果、
ガス生成は認められず、上記固定化溶融スラグは、全く
反応性がなく、化学的に安定であることがわかった。
た後、空冷して得られた溶融スラグ（＃３）１０ｇに、
消石灰０．７ｇに蒸留水１００ｍｌを添加して調製した
懸濁液を混合した。これをマグネチックスターラーで攪
拌しながら室温（２２℃）で４８時間処理し、生成した
ガス成分を予め空気を抜いたガスパック中に保管した。
その後、ガスパックに溜まったガス量をガスメーターで
測定した結果、３２０ｍｌであった。ガスの成分分析を
質量分析計で実施したところ、僅かな空気及び水蒸気を
除いて水素のみであった。反応終了後、ろ過により固液
分離し、室温（２２℃）及び８０℃で乾燥した固形物を
得た。これらの固形物のＸ線回折分析を行った結果、前
者はアルミン酸カルシウム、後者はカトアイトであり、
アルミニウムは検出されなかった。処理後の固定化溶融
スラグ２．０ｇ、消石灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの
混合物を作製し、室温で４８時間放置した。その結果、
ガス生成は認められず、上記固定化溶融スラグは、全く
反応性がなく、化学的に安定であることがわかった。
【００２２】実施例４
可燃ごみ、不燃ごみを溶融した後、水砕して得られた溶
融スラグ（＃１）１０ｇに、水酸化ナトリウム２．０ｇ
及び蒸留水１００ｍｌを添加した。これを、マグネチッ
クスターラーで攪拌しながら室温（２５℃）で２４時間
処理し、生成したガス成分を予め空気を抜いたガスパッ
ク中に保管した。その後、ガスパックに溜まったガス量
をガスメーターで測定した結果、１８３０ｍｌであっ
た。ガスの成分分析を質量分析計で実施したところ、僅
かな空気及び水蒸気を除いて水素のみであった。反応終
了後、ろ過により固液分離し、室温（２１℃）で乾燥し
た固形分を得た。この固定化溶融スラグ２．０ｇ、消石
灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの混合物を作製し、室温
で４８時間放置した。その結果、ガス生成は認められ
ず、上記固定化溶融スラグは、全く反応性がなく、化学
的に安定であることがわかった。
融スラグ（＃１）１０ｇに、水酸化ナトリウム２．０ｇ
及び蒸留水１００ｍｌを添加した。これを、マグネチッ
クスターラーで攪拌しながら室温（２５℃）で２４時間
処理し、生成したガス成分を予め空気を抜いたガスパッ
ク中に保管した。その後、ガスパックに溜まったガス量
をガスメーターで測定した結果、１８３０ｍｌであっ
た。ガスの成分分析を質量分析計で実施したところ、僅
かな空気及び水蒸気を除いて水素のみであった。反応終
了後、ろ過により固液分離し、室温（２１℃）で乾燥し
た固形分を得た。この固定化溶融スラグ２．０ｇ、消石
灰１．０ｇ、蒸留水１００ｍｌの混合物を作製し、室温
で４８時間放置した。その結果、ガス生成は認められ
ず、上記固定化溶融スラグは、全く反応性がなく、化学
的に安定であることがわかった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は、溶融ス
ラグの処理方法、その装置、溶融スラグから当該溶融ス
ラグに含まれる金属成分を不活性化した固定化溶融スラ
グを製造する方法、及び溶融スラグの再資源化方法に係
るものである。本発明により、以下のような格別の作用
効果が奏される。 （１）溶融スラグに残存する金属成分を不活性化処理す
ることにより、溶融スラグを化学的に不活性な固定化溶
融スラグに変換することができる。 （２）上記変換反応は、室温で実施することが可能であ
り、省エネルギー及び低コストで、上記固定化溶融スラ
グを製造することを可能とする。 （３）上記固定化溶融スラグは、化学的に安定であり、
かつ安価に製造することができるので、例えば、セメン
ト骨材、路盤材、ブロック材等の無機構造材料として有
用である。 （４）上記反応で副生する水素ガスは、改質反応で得ら
れる水素ガスに含まれる触媒毒になるような一酸化炭
素、アルコール、炭化水素等のガス成分は全く含まれて
いないので、エネルギー資源として高い利用性を有す
る。 （５）溶融スラグの再資源化を実現化することができ
る。 （６）上記固定化溶融スラグから所定のリサイクル製品
を再生することができる。
ラグの処理方法、その装置、溶融スラグから当該溶融ス
ラグに含まれる金属成分を不活性化した固定化溶融スラ
グを製造する方法、及び溶融スラグの再資源化方法に係
るものである。本発明により、以下のような格別の作用
効果が奏される。 （１）溶融スラグに残存する金属成分を不活性化処理す
ることにより、溶融スラグを化学的に不活性な固定化溶
融スラグに変換することができる。 （２）上記変換反応は、室温で実施することが可能であ
り、省エネルギー及び低コストで、上記固定化溶融スラ
グを製造することを可能とする。 （３）上記固定化溶融スラグは、化学的に安定であり、
かつ安価に製造することができるので、例えば、セメン
ト骨材、路盤材、ブロック材等の無機構造材料として有
用である。 （４）上記反応で副生する水素ガスは、改質反応で得ら
れる水素ガスに含まれる触媒毒になるような一酸化炭
素、アルコール、炭化水素等のガス成分は全く含まれて
いないので、エネルギー資源として高い利用性を有す
る。 （５）溶融スラグの再資源化を実現化することができ
る。 （６）上記固定化溶融スラグから所定のリサイクル製品
を再生することができる。
【図１】図１は、溶融スラグ処理装置の概略を示す。
【符号の説明】
１ 反応槽
２ 溶融スラグ供給手段
３ 処理液供給手段
４ 水素ガス回収手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3K061 NA02 NA09 NA12
4D004 AA43 AB03 BA02 BA10 CA34
CB02 CC12
Claims (14)
- 【請求項１】 溶融スラグを処理する方法であって、
（１）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（２）上記処理により、溶融スラグに含まれる金属
成分を不活性な化合物に変換する、ことを特徴とする溶
融スラグの処理方法。 - 【請求項２】 アルカリ及び／又はアルカリ土類イオン
の供給源として、消石灰を用いる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 処理剤が、アルカリ及び／又はアルカリ
土類イオンの供給源を含む処理液である請求項１記載の
方法。 - 【請求項４】 溶融スラグから金属成分の不活性化され
た溶融スラグ（固定化溶融スラグ）を製造する方法であ
って、（１）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ
土類イオンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で
処理する、（２）上記処理により、溶融スラグに含まれ
る金属成分を不活性な化合物に変換する、（３）金属成
分の不活性化された溶融スラグを回収する、ことを特徴
とする上記溶融スラグの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の方法
で処理又は製造した溶融スラグを含むことを特徴とする
無機構造材料。 - 【請求項６】 溶融スラグが所定の形態に調整されたも
のである請求項５記載の構造材料。 - 【請求項７】 請求項５に記載の無機構造材料を資源と
して用いて所定の製品を再生し、リサイクルすることを
特徴とする溶融スラグの再資源化方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の方法により再生された
リサイクル製品。 - 【請求項９】 リサイクル製品が、土木資材、建築資
材、又は装飾品である請求項８記載の製品。 - 【請求項１０】 溶融スラグを処理する方法であって、
（１）溶融スラグをアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤で処理す
る、（２）上記処理により、当該溶融スラグに含まれる
金属成分を不活性な化合物に変換する、（３）上記処理
により、生成した水素ガスを捕捉し、回収する、ことを
特徴とする溶融スラグの処理方法。 - 【請求項１１】 溶融スラグの処理装置であって、
（１）溶融スラグとアルカリ及び／又はアルカリ土類イ
オンもしくは当該イオンの供給源を含む処理剤とを反応
させる反応槽、（２）上記反応槽に溶融スラグを供給す
る溶融スラグ供給手段、（３）上記反応槽に処理剤を供
給する処理剤供給手段、を含むことを特徴とする溶融ス
ラグ処理装置。 - 【請求項１２】 処理剤で処理した溶融スラグを反応槽
から搬出する溶融スラグ搬出手段を具備する請求項１１
記載の装置。 - 【請求項１３】 上記反応槽で生成した水素ガスを回収
する水素ガス回収手段を具備する請求項１１記載の装
置。 - 【請求項１４】 上記反応槽で生成した水素ガスを回収
した後、貯蔵する水素ガス貯蔵手段を具備する請求項１
１記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065080A JP2003260438A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 溶融スラグの処理方法、その装置及び無機構造材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065080A JP2003260438A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 溶融スラグの処理方法、その装置及び無機構造材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003260438A true JP2003260438A (ja) | 2003-09-16 |
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ID=28671176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002065080A Pending JP2003260438A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 溶融スラグの処理方法、その装置及び無機構造材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003260438A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002065080A patent/JP2003260438A/ja active Pending
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