【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ハロゲン含有廃棄物の利用方法に関し、特に、ハロゲン含有廃棄物を原料としてクリンカーを製造する、ハロゲン含有廃棄物の利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、急硬性セメント、急結材、速硬セメント、地盤改良材、マスキング材などに使用される急硬性クリンカー組成物としては、ジェットセメントクリンカー［カルシウムシリケートを主成分とし、急硬性成分として１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２を２０〜３０重量％含有するもの］、アーウィン系クリンカー［ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４を主成分とする］、アルミナセメントクリンカ−［ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主成分とする］などがある。
【０００３】
しかし、従来の急硬性クリンカーでは、急硬性成分量が不足していたり、急硬性成分の特性により常温や低温での急硬性が劣っていたりという問題があった。このような問題を解決するために、急硬性成分であるＣ１２Ａ７系カルシウムアルミネートを主成分としたクリンカーを溶解し、その後、これを急冷することによって非晶質１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を合成する方法も実用化されている。
このようにして作られたクリンカーは、急硬性の面からは優れた特徴を有しているものの、製造コストが高騰するという問題を有している。
【０００４】
このような課題を解決するため方法として、特許２８７２８６７号ではＦｅ２Ｏ３とＣａＦ２によって特許３１７９７０２号ではＦｅ２Ｏ３とＣａＦ２およびＴｉＯ２によって低温融掖相と高温融液相を分離し、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２を高温融液相として固相生成させる方法が示されている。
【０００５】
また一方では、各種産業活動に伴って排出される産業廃棄物や、生活圏から排出される下水汚泥や都市ゴミ等の一般廃棄物の処理・有効利用は、環境保全の観点から重要な問題となっている。従来、下水汚泥は脱水・焼却処分を行った後、また都市ゴミはゴミ処理場の焼却炉の焼却炉により焼却処分された後に、埋立て処分されていた。しかし、最終処分場の確保が困難になり、その不足が深刻化するにしたがって、これら焼却灰の有効利用が要望されるようになってきた。
【０００６】
都市ゴミや下水汚泥をセメント原料とする場合、これらの廃棄物に含まれる塩素等のハロゲンがセメントの物質に大きな影響を及ぼすため、その利用は限られたものとなっている。
塩素等のハロゲンを含有する廃棄物の有効利用に関しては、エコセメントとしての利用が研究され、実用化への取り組みが進められている。
【０００７】
上記エコセメントには、普通型と称される塩素含有率が０．１質量以下のセメント（カルシウムアルミネート相は３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）と、速硬型と称される１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２を速硬性成分としたもの（特開平７−１６５４４６）が開発されている。
しかし、エコセメントはいずれの場合でもカルシウムアルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３又は１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２）の量は４０重量％以下であり、カルシウムアルミネート相とカルシウムフェライト相を融液相成分とし、カルシウムシリケート相を固相生成させているところが特徴となっている。
このため、速硬性成分１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２を高濃度で存在させることは不可能であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ハロゲンを含有する廃棄物を、急硬性を有するクリンカーの安価な製造に積極的に用いて、当該ハロゲンを含有する廃棄物の有効な利用方法を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ハロゲンが、そのフラックス効果により、クリンカーの融液生成温度を低下させるとともに、当該ハロゲンがカルシウムアルミネート相を構成する構成元素の一部として取り込まれ、これによりカルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相としてクリンカーを製造することができることを知見し、このようなクリンカーの製造において、ハロゲンを含有する廃棄物を極めて有効に利用できることを見出した。
【００１０】
請求項１記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、ハロゲンを含有する廃棄物を原料として、カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相で生成せしめたクリンカーを製造することを特徴とする。
請求項２記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、請求項１記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法において、固相のカルシウムアルミネート相がクリンカー中、４０重量％を超える量であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、請求項１又は２記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法において、ハロゲン含有廃棄物を原料として用いて、得られるクリンカー中のハロゲンがＣａＸ２換算で１〜１０重量％、カルシウムアルミネートが４０重量％以上になるようにクリンカー用原料を調製し、当該クリンカー用原料を焼成することにより、カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相で生成せしめたクリンカーを製造することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、請求項１〜３いずれかの項記載のカルシウムアルミネート相が、カルシウムアルミネートハロリドであることを特徴とする。
請求項５記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、請求項１〜４いずれかの項記載のハロゲン含有廃棄物の利用方法において、ハロゲンが、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群より選ばれることを特徴とするハロゲン含有廃棄物の利用方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を、次の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。本発明のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、ハロゲンを含有する廃棄物を原料として、カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相で生成せしめたクリンカーを製造するものである。
本発明においては、カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相で、その他の成分を融液相として焼成することにより、廃棄物に含まれるハロゲン元素をカルシウムアルミネート相の構成元素として積極的に利用するものである。
【００１４】
かかるハロゲン元素の大部分は、上記焼成によりハロゲンが、ＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３と反応して、速硬性成分である１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２を生成し、同時にハロゲンの一部が融液相にも固溶して、フラックス効果により、融液生成下限温度を引き下げる。
【００１５】
このようにすることにより、固相と融液相とが共存する温度範囲が広くなるため、ロータリーキルンによる製造等のように融液を媒体として焼成させる方式での、クリンカーの製造が容易となる。
また、更に、低温で融液相が生成することから、電力費や設備費を安価にすることができ、製造コストを低減させることができる。
融液を媒体として焼成させる方式として、ロータリーキルンによる製造法の他に、赤外線加熱炉、反射炉、電気炉、トンネルキルン、ガス炉、流動床炉などによる製造法が挙げられる。
【００１６】
これらの効果により、従来技術と比較して、極めて効果的な方法で、ハロゲンを含んだ廃棄物を用いてカルシウムアルミネート相、特に急硬性成分である１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２を主成分としたクリンカーを製造することが可能となった。
【００１７】
カルシウムアルミネート相としては、その種類は特に限定されないが、例えば、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２（但し、Ｘは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素を示す）単独、若しくは１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３の混合物等のＣ１２Ａ７系のものが、急硬性を確保する点から好ましい。
【００１８】
かかるカルシウムアルミネート相は、クリンカー中、固相として４０重量％を超える量で含有されることが好ましく、より好ましくは５０重量％以上である。
４０重量％を超える量とすることにより、エコセメント等のカルシウムアルミネート相を融液相成分として製造される従来のクリンカー単独では実現できなかった急硬性を確保でき、また急硬性添加材として使用する場合は、より少ない添加量で目標とする急硬性を得ることが可能となるからである。
【００１９】
また、全カルシウムアルミネート相中に含まれるＣ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相の割合は、５０重量％以上であることが、クリンカーの急硬性を発現させるために好適とされる。さらに、急硬性確保の点から、Ｃ１２Ａ７系のカルシウムアルミネートの割合は可能な限り高めることが好ましい。
Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相以外のカルシウムアルミネート相としては、その種類は特に限定されないが、例えば、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＳＯ３等がある。
【００２０】
本発明のクリンカーを製造するにあたり、ハロゲン含有廃棄物を原料として用いて、得られるクリンカー中のハロゲンがＣａＸ２換算で１〜１０重量％、カルシウムアルミネートが４０重量％以上になるようにクリンカー用原料を調製し、当該クリンカー用原料焼成することにより、カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相で生成せしめる。
【００２１】
ハロゲン元素の大部分は、ＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３と反応して、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２を生成ずるが、焼成したクリンカーを得る前のクリンカー用原料に含有されるハロゲン元素の含有量は、その使用目的によって決定され、特に制限されるものではない。
安定操業を最優先に考えた場合、ハロゲン元素はＣａＸ２換算で１〜１０重量％の範囲で含有されることが好ましい。
１重量％未満では、固相としての１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２が十分に生成せず、１０重量％を超える場合は融液相生成開始温度が低下しすぎ、操業が困難となるため好ましくない。
【００２２】
また、上記クリンカー用原料に含まれるＣａＯやＡｌ２Ｏ３等の成分は、クリンカー焼成時にカルシウムアルミネート相、好ましくはＣ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相が形成されるように成分割合を調節し、得られるクリンカー組成物中にカルシウムアルミネートが４０重量％以上、好ましくは５０重量％以上含有されることが好ましい。
また、カルシウムアルミネートの種類は特に限定されないが、例えば、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＳＯ３、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート等があり、焼成後のクリンカー中のカルシウムアルミネート相が急硬性成分として機能することを鑑みれば、好適にはＣ１２Ａ７系カルシウムアルミネートが望ましい。
【００２３】
上記クリンカー用原料によれば、これを焼成すると、廃棄物中のハロゲンが、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３と反応して、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相を生成し、Ｃ４ＡＦ等の低温融液相を生成する。この際に、廃棄物中のハロゲン元素の存在により、そのフラックス効果によって、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相と低温融液相との融液生成温度の差が広がることになる。
【００２４】
したがって、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相の少なくとも一部を固相とし、共存する低温で融液となる相を融液相とする温度範囲、即ちＣ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相が溶解せず、Ｃ４ＡＦ等が溶融する、上記融液生成温度差に相当する範囲の温度範囲で焼成してクリンカーを得ることを可能とする。
【００２５】
さらに、ハロゲンが、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相と低温で融液となる相の両方に作用して、それぞれの融液生成開始温度差を拡大させることができる。
【００２６】
従って、一般的なロータリーキルン等を用いた焼成方法によって、クリンカーを焼成することができるとともに、廃棄物中のハロゲンにより融液生成開始温度が低下することから、より低温でクリンカーを焼成することを可能とし、Ｃ１２Ａ７系カルシウムアルミネート相を少なくとも一部を固相として存在させることができる。
【００２７】
このように、ハロゲンを含有する廃棄物中のハロゲンを積極的に利用して、急硬性を有するクリンカーを製造することができ、ハロゲン含有廃棄物の有効利用が図られることとなる。
【００２８】
【実施例】
本発明を次の実施例及び比較例により説明する。
実施例１
得られるクリンカー組成物中のカルシウムアルミネート量が６０重量％、ＣａＣｌ２含有量が１０重量％となることを目標として、塩素を含む廃棄物と試薬を調整し、混合・成型した後、ガス炉を用いて１３５０℃で焼成してクリンカー組成物を得た。このクリンカー組成物をＸ線回析装置（リガク（株）製 ＲＡＤ−Ｃ）並びに電子顕微鏡（日本電子（株）製 ＪＳＭ−５４００ＬＶ）を用いて解析したところ、固相のカルシウムクロロアルミネートが６０重量％生成していることが確認できた。なお、焼成後のクリンカー成形体は自形を保持していた。
【００２９】
比較例１
目標ＣａＣｌ２含有量を１１重量％とした以外は実施例１と同様にして焼成したところ、成形体は融解し、焼結体は得られなかった。
【００３０】
実施例２
用いた廃棄物を臭素を含むものとし、目標カルシウムアルミネート量を５０重量％、目標ＣａＢｒ２含有量を５重量％とし、赤外線加熱炉を用い、焼成温度を１２５０℃とした以外は、実施例１と同様にして、クリンカー組成物を得た。このクリンカー組成物を、実施例１と同様に、Ｘ線回析装置並びに電子顕微鏡を用いて解析したところ、固相のカルシウムブロロアルミネートが５０重量％生成していることが確認でき、焼成後の成形体は自形を保持していた。
【００３１】
実施例３
用いた廃棄物をフッ素を含むものとし、目標カルシウムアルミネート量を７０重量％、目標ＣａＦ２含有量を７重量％とし、トンネルキルンを用い、焼成温度を１２００℃とした以外は、実施例１と同様にして、クリンカー組成物を得た。このクリンカー組成物を、実施例１と同様に、Ｘ線回析装置並びに電子顕微鏡を用いて解析したところ、固相のカルシウムフルオロアルミネートが７０重量％生成していることが確認でき、焼成後の成形体は自形を保持していた。
【００３２】
実施例４
用いた廃棄物を臭素を含むものとし、目標カルシウムアルミネート量を４０重量％、目標ＣａＢｒ２含有量を１重量％とし、電気炉を用い、焼成温度を１１００℃とした以外は、実施例１と同様にして、クリンカー組成物を得た。このクリンカー組成物を、実施例１と同様に、Ｘ線回析装置並びに電子顕微鏡を用いて解析したところ、固相のカルシウムブロロアルミネートが４０重量％生成していることが確認でき、焼成後の成形体は自形を保持していた。
【００３３】
比較例２
目標ＣａＢｒ２含有量を０．５重量％とした以外は、実施例４と同様にして、クリンカー組成物を得た。このクリンカー組成物を、実施例１と同様に、Ｘ線回析装置並びに電子顕微鏡を用いて解析したところ、カルシウムブロロアルミネートは存在しておらず、水硬性を有しないカルシウムアルミノシリケートおよび多量の酸化カルシウムが生成していた。
【００３４】
上記実施例１〜４及び比較例１〜２について、以下の表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【発明の効果】
本発明のハロゲン含有廃棄物の利用方法は、産業廃棄物や、生活圏から排出される下水汚泥や都市ゴミ等を有効に活用することができ、環境保全の観点から極めて有効な利用方法である。
また、当該方法により得られたクリンカーは、ハロゲン含有廃棄物を利用するため、安価に製造することができる。
さらに、本発明の方法は、ハロゲン含有廃棄物中のハロゲンを積極的に利用することにより、急硬性を有するＣ１２Ａ７系のカルシウムアルミネート相を固相として含有することができるため、急硬性を有するクリンカーを容易に製造することを可能とする。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of using halogen-containing waste, and more particularly to a method of using halogen-containing waste to produce clinker using halogen-containing waste as a raw material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a rapidly hardening clinker composition used for a rapidly hardening cement, a quick setting material, a quick hardening cement, a ground improvement material, a masking material, etc., jet cement clinker [having calcium silicate as a main component and 11CaO. 7Al 2 O 3 · CaF 2 those containing 20 to 30 wt%, the main component Irwin system clinker [CaO · Al 2 O 3 · CaSO 4], alumina cement clinker - a [CaO · Al 2 O 3 As the main component].
[0003]
However, conventional hardening clinkers have a problem that the amount of the hardening component is insufficient or the hardening properties at room temperature or low temperature are inferior due to the characteristics of the hardening component. To solve this problem, by dissolving the C 12 A 7 based calcium aluminate is steeper rigid component mainly the clinker, after which the amorphous 12CaO · 7Al 2 O 3 by quenching it Has also been put to practical use.
Although the clinker thus produced has excellent characteristics in terms of rapid hardening, it has a problem that the production cost rises.
[0004]
As a method for solving such a problem, a low-temperature melting phase and a high-temperature melting phase are separated by Fe 2 O 3 and CaF 2 in Japanese Patent No. 2872867, and by Fe 2 O 3 and CaF 2 and TiO 2 in Japanese Patent No. 3179702. , 11CaO.7Al 2 O 3 .CaF 2 is produced as a high-temperature melt phase in a solid phase.
[0005]
On the other hand, the treatment and effective use of industrial waste discharged from various industrial activities and general waste such as sewage sludge and municipal waste discharged from living spheres is an important issue from the viewpoint of environmental conservation. Has become. Conventionally, sewage sludge has been dewatered and incinerated, and municipal waste has been incinerated by the incinerator of an incinerator at a garbage treatment plant and then landfilled. However, it has become difficult to secure a final disposal site, and as the shortage has become more serious, there has been a demand for the effective use of these incinerated ash.
[0006]
When municipal garbage or sewage sludge is used as a cement raw material, its use is limited because halogens such as chlorine contained in these wastes have a great effect on cement substances.
Regarding the effective use of waste containing halogen such as chlorine, utilization as ecocement has been studied, and efforts for practical use have been promoted.
[0007]
The above-mentioned ecocement includes cement (calcium aluminate phase: 3CaO.Al 2 O 3 ) having a chlorine content of 0.1 mass or less, which is called a normal type, and 11CaO.7Al 2 O, which is called a quick-setting type. A composition using 3.CaCl 2 as a fast-curing component has been developed (JP-A-7-165446).
However, Ecocement not more than 40 wt% the amount of calcium aluminate phases either case (3CaO · Al 2 O 3 or 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2), calcium aluminate phases and calcium ferrite phase It is characterized in that a calcium silicate phase is formed as a solid phase as a melt phase component.
Therefore, it was be present fast curing component 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2 at a high concentration impossible.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to actively use a halogen-containing waste for inexpensive production of a clinker having rapid hardening, and to make an effective use of the halogen-containing waste.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that the halogen reduces the melt generation temperature of the clinker due to its flux effect, and the halogen is taken in as a part of the constituent elements constituting the calcium aluminate phase, whereby the calcium aluminate phase It has been found that clinker can be produced by using at least a part of the solid phase as a solid phase, and in production of such clinker, it has been found that waste containing halogen can be used very effectively.
[0010]
The method for utilizing a halogen-containing waste according to claim 1 is characterized in that a clinker in which at least a part of a calcium aluminate phase is formed in a solid phase is produced using a halogen-containing waste as a raw material.
The method for utilizing halogen-containing waste according to claim 2 is characterized in that, in the method for utilizing halogen-containing waste according to claim 1, the amount of the solid phase calcium aluminate phase exceeds 40% by weight in the clinker. And
[0011]
The method of using a halogen-containing waste according to claim 3 is the method of using a halogen-containing waste according to claim 1 or 2, wherein the halogen in the obtained clinker is converted into CaX 2 using the halogen-containing waste as a raw material. The clinker raw material is prepared so that the amount of calcium aluminate is 1% to 10% by weight and the amount of calcium aluminate is 40% by weight or more, and at least a part of the calcium aluminate phase is formed in a solid phase by firing the clinker raw material. Clinker is manufactured.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for utilizing a halogen-containing waste, wherein the calcium aluminate phase according to any one of the first to third aspects is a calcium aluminate halide.
The method for utilizing a halogen-containing waste according to claim 5 is the method for utilizing a halogen-containing waste according to any one of claims 1 to 4, wherein the halogen is selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine. A method for utilizing a halogen-containing waste, comprising:
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention will now be illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto. The method for utilizing the halogen-containing waste of the present invention is to produce a clinker in which at least a part of a calcium aluminate phase is formed in a solid phase using a halogen-containing waste as a raw material.
In the present invention, by firing at least a part of the calcium aluminate phase in a solid phase and other components as a melt phase, the halogen element contained in the waste is positively used as a constituent element of the calcium aluminate phase. To use.
[0014]
Most of such halogen element, a halogen by the firing reacts with the CaO and Al 2 O 3, and generates a 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 is a fast-curing component, a portion of the halogen fusion simultaneously It also forms a solid solution in the liquid phase, and lowers the lower limit of melt production by the effect of flux.
[0015]
By doing so, the temperature range in which the solid phase and the melt phase coexist is widened, so that the clinker can be easily manufactured by sintering using the melt as a medium, such as in a rotary kiln.
Further, since a melt phase is generated at a low temperature, power costs and equipment costs can be reduced, and manufacturing costs can be reduced.
As a method of firing using the melt as a medium, in addition to a production method using a rotary kiln, a production method using an infrared heating furnace, a reflection furnace, an electric furnace, a tunnel kiln, a gas furnace, a fluidized bed furnace, or the like can be given.
[0016]
These effects, as compared to the prior art, very effective way, calcium aluminate phases with containing halogen waste, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 mainly is particularly steep rigid component It became possible to produce clinker as a component.
[0017]
The type of the calcium aluminate phase is not particularly limited. For example, 11CaO.7Al 2 O 3 .CaX 2 (where X represents a halogen element such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine) alone or 11CaO 2 · 7Al 2 O 3 · CaX 2 and those of mixtures C 12 a 7 system of 12CaO · 7Al 2 O 3 is preferable from the viewpoint of ensuring rapid hardening.
[0018]
Such a calcium aluminate phase is preferably contained in the clinker as a solid phase in an amount exceeding 40% by weight, more preferably at least 50% by weight.
By setting the amount to more than 40% by weight, it is possible to secure rapid hardening that cannot be realized by the conventional clinker alone produced using a calcium aluminate phase such as ecocement as a melt phase component, and used as a rapid hardening additive. In this case, the desired rapid hardening can be obtained with a smaller amount of addition.
[0019]
The ratio of C 12 A 7 based calcium aluminate phase contained in all the calcium aluminate phase, that is 50 wt% or more, are suitable for expression of the rapid hardening of the clinker. Further, from the viewpoint of rapid hardening ensured, the proportion of calcium aluminate of C 12 A 7 system is preferably increased as much as possible.
The C 12 A 7 based calcium aluminate phase than calcium aluminate phases, although the kind thereof is not particularly limited, for example, 3CaO · Al 2 O 3, 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, CaO · 2Al 2 O 3, there is 4CaO · 3Al 2 O 3 · SO 3 and the like.
[0020]
In producing the clinker of the present invention, a halogen-containing waste is used as a raw material, and the clinker is obtained so that the halogen in the obtained clinker is 1 to 10% by weight in terms of CaX 2 and the calcium aluminate is 40% by weight or more. By preparing a raw material and firing the clinker raw material, at least a part of the calcium aluminate phase is generated in a solid phase.
[0021]
Most of the halogen element, reacts with CaO and Al 2 O 3, generates a 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 sly is contained halogen element contained in the clinker for raw material before obtaining the fired clinker The amount is determined by the intended use and is not particularly limited.
When considering the priority stable operations, a halogen element is preferably contained in the range of 1 to 10% by weight CaX 2 terms.
1 is less than wt%, not 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaX 2 is sufficiently generated as the solid phase, if more than 10% by weight too low generation start temperature melt phase, because the operation is difficult Not preferred.
[0022]
Further, components such as CaO, Al 2 O 3, or the contained in the clinker raw material for calcium aluminate phases during clinker calcination, preferably adjusting the component ratio as C 12 A 7 based calcium aluminate phase is formed It is preferable that the resulting clinker composition contains 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more of calcium aluminate.
Although the type of calcium aluminate is not particularly limited, for example, 3CaO · Al 2 O 3, 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, CaO · 2Al 2 O 3, 4CaO · 3Al 2 O 3 · In view of the fact that there are SO 3 and C 12 A 7- based calcium aluminate, and the calcium aluminate phase in the clinker after firing functions as a rapid hardening component, C 12 A 7- based calcium aluminate is preferable. .
[0023]
According to the clinker raw material, when firing the halogen in the waste react with CaO and Al 2 O 3, and generates a C 12 A 7 based calcium aluminate phases, cold, etc. C 4 AF A melt phase is formed. At this time, the presence of halogen elements in the waste, by the flux effect, so that the difference in the melt formation temperature of the C 12 A 7 based calcium aluminate phase and low-temperature melt phase spread.
[0024]
Accordingly, C 12 at least a portion of A 7 based calcium aluminate phase was a solid phase, a temperature range in which a phase comprising a melt at low temperatures and melt phase coexisting, i.e. dissolution C 12 A 7 based calcium aluminate phases Instead, it is possible to obtain a clinker by firing in a temperature range in which C 4 AF or the like is melted and which corresponds to the above-described melt generation temperature difference.
[0025]
Furthermore, halogen is, C 12 acts on both phases as a melt under A 7 based calcium aluminate phase and a low temperature, it is possible to expand the respective melt generation start temperature difference.
[0026]
Therefore, the clinker can be fired by a firing method using a general rotary kiln or the like, and the clinker can be fired at a lower temperature since the melt generation starting temperature is lowered by halogen in the waste. and then, may be present as a solid phase at least a portion of the C 12 a 7 based calcium aluminate phases.
[0027]
As described above, the clinker having rapid hardening can be manufactured by positively utilizing the halogen in the halogen-containing waste, and the effective use of the halogen-containing waste can be achieved.
[0028]
【Example】
The present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples.
Example 1
A waste gas containing chlorine and a reagent were prepared, mixed and molded with the aim of setting the amount of calcium aluminate and the content of CaCl 2 in the obtained clinker composition to 60% by weight and 10% by weight, respectively. Was fired at 1350 ° C. to obtain a clinker composition. The clinker composition was analyzed using an X-ray diffractometer (RAD-C, manufactured by Rigaku Corporation) and an electron microscope (JSM-5400LV, manufactured by JEOL Ltd.). It could be confirmed that a weight% was generated. In addition, the clinker molded body after firing maintained its original shape.
[0029]
Comparative Example 1
When calcination was carried out in the same manner as in Example 1 except that the target CaCl 2 content was changed to 11% by weight, the compact was melted and a sintered compact was not obtained.
[0030]
Example 2
Example 1 Example 1 was repeated except that the waste used contained bromine, the target amount of calcium aluminate was 50% by weight, the target CaBr 2 content was 5% by weight, and the infrared heating furnace was used and the firing temperature was 1250 ° C. In the same manner as in the above, a clinker composition was obtained. When the clinker composition was analyzed using an X-ray diffractometer and an electron microscope in the same manner as in Example 1, it was confirmed that 50% by weight of solid-phase calcium bromoaluminate was formed. Of the molded product retained its original shape.
[0031]
Example 3
Example 1 was the same as Example 1 except that the waste used contained fluorine, the target calcium aluminate amount was 70% by weight, the target CaF 2 content was 7% by weight, the tunnel kiln was used, and the firing temperature was 1200 ° C. Similarly, a clinker composition was obtained. When the clinker composition was analyzed using an X-ray diffractometer and an electron microscope in the same manner as in Example 1, it was confirmed that 70% by weight of solid-phase calcium fluoroaluminate was formed. Of the molded product retained its original shape.
[0032]
Example 4
Example 1 was the same as Example 1 except that the waste used contained bromine, the target calcium aluminate amount was 40% by weight, the target CaBr 2 content was 1% by weight, the electric furnace was used, and the firing temperature was 1100 ° C. Similarly, a clinker composition was obtained. When the clinker composition was analyzed using an X-ray diffractometer and an electron microscope in the same manner as in Example 1, it was confirmed that 40% by weight of solid-phase calcium bromoaluminate was formed. Of the molded product retained its original shape.
[0033]
Comparative Example 2
A clinker composition was obtained in the same manner as in Example 4, except that the target CaBr 2 content was changed to 0.5% by weight. When this clinker composition was analyzed using an X-ray diffractometer and an electron microscope in the same manner as in Example 1, calcium broloaluminate was not present, calcium aluminosilicate having no hydraulic property and a large amount of Calcium oxide had been produced.
[0034]
Table 1 below shows Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
[0035]
[Table 1]
[0036]
【The invention's effect】
The method of using the halogen-containing waste of the present invention can effectively utilize industrial waste, sewage sludge and city garbage discharged from the living sphere, and is a very effective use from the viewpoint of environmental conservation. .
In addition, clinker obtained by this method can be manufactured at low cost because halogen-containing waste is used.
Furthermore, the method of the present invention, since by actively using the Halogen halogen-containing waste may contain C 12 A 7 based calcium aluminate phases with rapid hardening as the solid phase, rapid It is possible to easily produce a clinker having rigidity.
