JP2004322063A

JP2004322063A - 水や高熱火力を使用せずに未利用物の石炭灰と各種人工ゼオライトと複合合成樹脂組成物を混合した通水性又は非通水性のリサイクル資材の製造方法。

Info

Publication number: JP2004322063A
Application number: JP2003151655A
Authority: JP
Inventors: Kikuya Tamura; 喜久弥田村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】未利用の石炭灰クリンカアッシュやシンダアッシュやフライアッシュと人工ゼオライトを水や高熱火力を使用せずにリサイクル出来る多用途資材の製造方法。
【解決手段】数マイクロミリの毛繊維状の合成樹脂、接着剤、硬化剤とを混合した複合合成樹脂組成物（バインダー）２に、石炭灰のクリンカアッシュ、シンダアッシュ、フライアッシュ１と、人工ゼオライト３を混合撹拌後に用途別に適度な加圧を行い、通水性又は非通水性の型状物や造粒物にし、人工ゼオライトの機能である吸着能や陽イオン交換能やその他の触媒機能の低下を少なくした、多用途土木建築資材、脱臭資材、水浄化資材アッシュ・ゼオの製造方法。更に、いろいろな炭材等を混合する事により脱臭機能や水浄化機能の幅を広げ、利活用が低迷している都市ごみのガラス類や陶磁器等を一つ又は複数種類混合することにより更に利活用の幅を広げる相乗効果を得る事ができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
［発明の属する技術分野］
本発明は、水と高熱火力を使用せずに石炭灰のクリンカアッシュやシンダアッシュやフライアッシュ（以下石炭灰という）と石炭灰から出来ている人工ゼオライト及びその他の各種人工ゼオライト（以下人工ゼオライトという）とバインダーとして複合合成樹脂組成物を使用し、ブロックや盤やパネルやその他の建築資材や各種路盤材（以下多用途土木建築資材という）や脱臭資材や水浄化資材のリサイクル資材の製造方法に関する。製造した資材をアッシュ・ゼオという。
【０００２】
［従来の技術］
石炭灰は副資材として路盤材やセメントや建築資材やダム工事資材等に使用されている。近年、石炭灰フライアッシュから人工ゼオライトを製造する技術が開発されて実用化に向け進められている。しかし、石炭灰を加工せずに多目的に主体物とした資材は未開発である。石炭灰の用途が低迷している今日、新たな有効活用の開発が強く望まれている。
【０００３】
石炭灰から出来ている人工ゼオライトを多用途土木建築資材や脱臭効果や水浄化効果を担持させた付加価値のついたリサイクル資材の閉発が強く望まれている。
【０００４】
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、利用が低迷している石炭灰と人工ゼオライトを単独又は混合物と複合合成樹脂組成物をバインダーとして用い多用途に利活用できる資材の製造方法である。
【０００５】
［課題を解決するための手段］
本発明は、石炭灰を主体物とし、人工ゼオライトの単独又は混合物を副資材とし、造粒やその他の型状物に製造するため、バインダーとして複合合成樹脂組成物（以下バインダーという）を用い、混合した後、目的とする型枠に入れ、加圧後取り出し乾燥して多用途土木建築資材や脱臭資材や水浄化資材を製造します。
【０００６】
［発明の実施の形態］
本発明は、主体物として石炭灰を用い、用途別によっては人工ゼオライトを副材料として用います。以下にバインダーを用いての条件のもとに説明します。
【０００７】
型枠を用いて製造する場合、リサイクルする材料として、石炭灰クリンカアッシュは散水された物を乾燥し単体又は石炭灰シンダアッシュや石炭灰フライアッシュを人工ゼオライト化した物との混合物とバインダーを使用します。
【０００８】
撹拌混合装置に石炭灰クリンカアッシュを入れ石炭灰フライアッシュから出来ている人工ゼオライトを重量比で５％乃至１５％程度を混合撹拌し均一に混合された後、バインダーを撹拌混合装置に投入し、混合撹拌し均一に混合された後、撹拌混合装置から取出し目的の型枠に入れ加圧後、型枠から取出し乾燥させてアッシュ・ゼオを製造します。
【０００９】
通水性の多用途土木建築資材を製造する場合は、バインダーを出来得る限り少なくし、主体物や副材料が用途により加圧されたときに容易に破壊されない程度の量とします。使用する主体物や副材料により異なるが概ね１％乃至３％程度以下とします。
【００１０】
非通水性の多用途土木建築資材を製造する場合は、バインダーの使用量は目的とする強度を得る範囲内とします。主体物や副材料が用途により異なりますが３％乃至５％程度以上とします。より強度性を求める場合はバインダーを逐次増量します。
【００１１】
脱臭資材の製造方法について、使用する石炭灰はクリンカアッシュの粒子が概ね数ミリ程度の物がバイダーの接合力や強度向上に最も好ましく、また、粒子に空洞が多いほど接合力及び強度向上に更に好ましい。
【００１２】
混合使用する人工ゼオライトの陽イオン交換能は２００以上４００程度の物で高い物ほど好ましく、また、微細孔は数オングストロームから数百オングストロームと幅広い物がいろいろな臭気や有害物質を吸着するのに最も好ましく脱臭資材として優れた効果が出ます。粒径は目的とする強度により大差があるが２０乃至３０ミクロンから５０乃至６０ミクロン程度のものが接合力強度向上と陽イオン交換能の低下率減少防止に望ましい。
【００１３】
使用するバインダーの使用量は、通水性の物にするため出来得る限り少量使用します。前述の石炭灰クリンカアッシュに人工ゼオライトを混合使用の場合は数パーセント程度とします。
【００１４】
脱臭効果の向上を多目的に使用の場合は、活性炭や木炭粉末を混合すると、微細孔の幅がより広くなりいろいろな臭気を吸着する能力が高くなります。
【００１５】
水浄化資材製造方法について、混合使用する石炭灰はクリンカアッシュの粒子が概ね数ミリ乃至数十ミリ程度の物がバインダーの接合力強度向上に最も好ましく、また、粒子に空洞が多いほど接合力及び強度向上に更に好ましい。更に通水性の向上面から考慮すると粒径が大きい物程好ましい。
【００１６】
混合使用する人工ゼオライトの陽イオン交換能は２００以上４００程度の物で高い物ほど好ましく、また、微細孔は数オングストロームから数百オングストロームと幅広い物がいろいろな臭気や不要な重金属を吸着除去するのに最も好ましく水浄化資材として優れた効果が出ます。粒径は目的とする強度により大差があるが２０乃至３０ミクロンから５０乃至６０ミクロン程度のものが接合力強度向上と陽イオン交換能の低下率減少防止に望ましい。
【００１７】
混合使用するセインテラスレジンの使用量は、通水性の物にするため出来得る限り少量使用します。前述の石炭灰クリンカアッシュに人工ゼオライトを混合使用の場合は数パーセント程度とします。
【００１８】
路盤材の製造方法について、撹拌混合装置に石炭灰とバインダーを入れて撹拌混合し、均一に混合された後、撹拌混合装置から目的とする路面に取出し、ローダー等で加圧し路盤材が出来て舗装道路が出来上ります。通水性の舗装道路を作る事ができ、路面の排水が円滑になり道路環境が向上します。
【００１９】
更に、舗装道路の水溜まり防止や凍結時の結露防止向上路盤材を製造する場合は、石炭灰クリンカアッシュの粒径が数ミリ以上の物を使用し、更に人工ゼオライトを数パーセント混合し前述の方法で路盤材を製造し舗装道路を作ります。また、用途別により石炭灰シンダアッシュやフライアッシュを混合します。
【００２０】
次ぎに撹拌混合装置について、石炭灰と人工ゼオライトとバインダーを撹拌混合する装置であればどの様な装置でもよく特に限定する物ではありません。
【００２１】
造粒製造装置、型枠装置、その他の形状物製造装置の説明について、希望する造粒やその他の形状物ができる物であればどの様な装置でもよく特別に限定する物ではありません。
【００２２】
造粒物やその他の形状物の乾燥装置について、乾燥できるものであればどの様な方法や装置でもよく特に限定するものではありません。自然乾燥でも製造可能です。
【００２３】
［実施例１］
ブロックや盤の製造について、４０リットルの回転型撹拌混合装置に、中部電力株式会社碧南石炭火力発電所の釜から取出した現物の石炭灰クリンカアッシュ２キログラムにバインダー６０グラム（石炭灰クリンカアッシュ比重で３％）を入れ１０分間撹拌混合し均一に混合されていることを視覚で確認後、厚さ１５ミリ、縦６０ミリ、横１５０ミリの型枠に取出し、２００ｋｇ／ｃｍ^２圧力機で１０ｋｇ／ｃｍ^２の加圧を行いクリンカ型の通水性アッシュ・ゼオを製造しました。石炭灰は用途によりいろいろな種類の物を使用する事が出来ます。図１の通りです。図２は造粒製造の場合です。同様に東北電力株式会社能代石炭火力発電所の物も製造しました。
【００２４】
［実施例２］
実施例１の同様な方法に加えて、中部電力株式会社碧南石炭火力発電所のフライアッシャから出来ている人工ゼオライト・カルシウム型で粒子は平均３２ミクロン、ＣＥＣ２５０の物を６０グラム（石炭灰クリンカアッシュ比重で３％）を入れて人工ゼオライト・カルシウム型の通水性アッシュ・ゼオを製造しました。
図３のとおりです。図４は造粒製造の場合です。同様に東北電力株式会社能代石炭火力発電所の実施例１の物に人工ゼオライトを入れて製造しました。
【００２５】
《実施例３］
実施例１の同様な方法に加えて、中部電力株式会社碧南石炭火力発電所の石炭灰フライアッシュで平均粒径は４０ミクロンを６０グラム（石炭灰クリンカアッシュ比重で３％）を入れてフライアッシュ型の通水性アッシュ・ゼオを製造しました。図３のとおりです。同様に東北電力株式会社能代石炭火力発電所の物も製造しました。
【００２６】
《実施例４］
通水性試験について、実施例１と実施例２と実施例３で製造したアッシュ・ゼオの通水性試験を上水道水を用いて行いました。３例とも自然通水する事を確認しました。通水量については、実施例１が実施例２と実施例３より概ね２倍の量が通水しました。差が出た結果は人工ゼオライト、又はフライアッシュが混合されているため通水網目が小さくなっている事が判明しました。人工ゼオライトの量を増減する事により通水量の増減を調整することが出来る事が判明しました。
【００２７】
［実施例５］
バインダーを２倍にした通水試験について、実施例１と実施例２と実施例３の物にバインダーの使用量を２倍に増し、実施例４のような実験を行いました。実施例４の場合と比較して通水率は２０％程度低下しました。混合使用するバインダーの量により差がある事も判明しました。
【００２８】
［実施例６］
耐圧試験について、実施例１と実施例２と実施例３の物の強度試験を実施しました。２００ｋｇ／ｃｍ^２圧力機をもちいての耐圧試験では実施例１は製造時に比べて１０倍以上、実施例２と実施例３は概ね８倍程の強度がありました。
【００２９】
［実施例７］
バインダーを２倍にした耐圧試験について、実施例１と実施例２と実施例３の物にセインテラスレジンの使用量を２倍にし、実施例５と実施例６のような実験を行いました。実施例５の場合と比較して耐圧試験では１．５倍以上、実施例６の場合と比較して、耐圧試験は１，３倍程度でした。この実験結果からバインダーの使用量を増加すると強固な物が製造されることが判明しました。
【００３０】
［実施例８》
脱臭試験について、人工ゼオライトが混合されている実施例２の物を用いて脱臭試験を行いました。アンモニアの脱臭試験には資料１として、食料品店から購入した新しい豚肉１０グラムを７５０ミリリットルの広口ガラスビンに入れ専用の蓋で密閉し、日の当らない１５℃から２５℃の場所に一週間放置して置きました。一週間後に蓋を開けて臭気を鼻腔試験した所、し尿のような刺激臭がありました。この容器に実施例２で製造した人工ゼオライト・カルシウム型のアッシュ・ゼオ３００グラムを資料２として、密閉し次の時間間隔で成人二人で臭気を鼻腔試験しました。５分後では刺激臭は少なくなつた。１０分後では刺激臭はなくなった。２０分後では臭気が少し残っている。３０分後では臭気はまだ少し残っている。１時間後では臭気が少なくなっている。２時間後では臭気はあまり気にならない程度になった。３時間後臭気は感じられなくなりました。
【００３１】
［実施例９》
実施例８と同様な方法で、資料１の中に、資料３として実施例２の原料の内バインダーを入れない未加工物の粉体状の物を入れ、混合した後に臭気の鼻腔試験を行いました。５分後では刺激臭は殆どなくなつた。１０分後では臭気は少なくなった。２０分後では臭気はあまりしなくなった。３０分後では臭気は殆どなくなっている。１時間後では感じられなくなっていました。実験の結果、加工部分にバインダーの覆い部分が人工ゼオライトの微細口部分を塞ぎ性能を低下減少させている事から、バインダーの使用量は最小限になる製造技術の向上が必要である事が判明しました。
【００３２】
［実施例１０》
試験管の中に実施例１にそれぞれ２０グラムを中に入れたものに、薬品店で販売しているアンモニア１０％の原液を１％に希しゃくした１ミリグラムを注入した後、密閉しました。１０分経過後、２０分経過後、３０分経過後それぞれ匂いを嗅いで見ました。１０分経過後は微かに残っていましたが２０分経過後・３０分経過後の物は殆ど判別出来ませんでした。同様の実施例２及び実施例３の物を同様に行いましたが１０分経過後で殆ど匂いはしませんでした。匂い試験は３人で行いましたがいずれの場合も同様に感じられました。
【００３３】
［実施例１１》
水浄化試験について、人工ゼオライトが混合されている実施例２の物を用いて水浄化試験を行いました。資料４として、上水道水にメチレンブルー液１０００倍を入れ使用しました。実施例２の物を７５０ミリリットルの広口型のガラスビンに入れた後、資料４を７５０ミリリットルの広口ビンに入れ次のような観察実験を行いました。メチレンブルー液の濃度をＢＯＤの透明度に見立てて観察しました。５分後ではかなり澄んできている。１０分後ではかなり透明になっている．２０分後ではＢＯＤが３００程度になっている。３０分後ではＢＯＤは１００程度になっている。１時間後ではＢＯＤは３０以下になっている。３時間後ではＢＯＤは測定出来ない程度になってる。
【００３４】
［実施例１２》
実施例１０と同様な方法で、実施例９の物に資料３と同様な物を用いて、撹拌混合後静止して観察実験を行いました。メチレンブルー液は５分後ではかなり澄んできている。１０分後ではＢＯＤは２００程度になっている。２０分後ではＢＯＤが１００程度になっている。３０分後ではＢＯＤは２０程度になっている。
１時間後ではＢＯＤは測定出来ない程度になってる。実験の結果、人工ゼオライトの沈殿が早ければＢＯＤは更に改善することが判明しました。
【００３５】
［発明の効果》
利用が低迷している石炭灰を本発明により、多用途土木建築資材にリサイクルすることができ、従来まで不可能であった水や高熱火力を使用せずに通水性や非通水性の物に分離製造でき、用途にあった使い分けや、用途により自由に強度を選択やいろいろな型状物を製造することが出来ます。
【００３６】
また、今日、地球規模で問題なっている、悪臭や大気汚染や有害物質の河川流出による海水の汚染などを本発明の製造物で防止や改善が可能であります。
【００３７】
強アルカリ性セメントを使用せずにブロックやテトラポットを製造する事が出来るため、護岸の藻礁や魚礁に適した自然に優しい生態系環境を構築する事が可能であります。
【００３８】
本発明の製造物は水や高熱火力を使用せず作業が簡素であり、また、製造時間も短時間であり、使用済み後は何共同様な工程の繰り返しでリサイクル出来る大きなメリットがあり、経済性の向上や環境に配慮した多用途土木建築資材や脱臭資材や水浄化資材を製造する事が可能であります。
【００３９】
効果や効能が低下した後の取換えによるリサイクル方法として、土木建築資材の場合は粉砕処理を行い再度同様な工程や方法により復元やリサイクル出来ます。
【００４０】
脱臭資材として使用済みの場合、有害物質の含有量が環境基準を越える物は酸処理やアルカリ処理した後、前述同様の工程や方法によりリサイクルできます。
窒素成分やアミン系含有量の多いもので有害物質が環境基準値以下の場合は農業用肥料として活用出来ます。
【００４１】
水浄化資材として使用済みの場合、有害物質の含有量が環境基準を越える物は酸処理やアルカリ処理した方法や、適切な重金属除去処理を行い環境基準値以内の物は農業用肥料や埋立て地の土砂類として利活用出来ます。
【００４２】
また、本発明は資源の有効活用や廃棄物処理場の延命に繋げることが出来ると共に、環境に配慮した新規事業を創出する事に繋げることが出来ます。
【図面の簡単な説明】
【図１】石炭灰と複合合成樹脂組成物を撹拌混合した後、目的の型枠に入れ加圧して製造したアッシュ・ゼオ。
【図２】石炭灰と複合合成樹脂組成物を撹拌混合した後、目的の造粒物を加圧して製造したアッシュ・ゼオ。
【図３】石炭灰と人工ゼオライトと複合合成樹脂組成物を撹拌混合した後、目的の型枠に入れ加圧して製造したアッシュ・ゼオ。
【図４】石炭灰と人工ゼオライトと複合合成樹脂組成物を撹拌混合した後、目的の造粒物を加圧して製造したアッシュ・ゼオ。
【符号の説明】
１．石炭灰クリカアッシュ。（シンダアッシュ。フライアッシュ含）
２．複合合成樹脂組成物。（バインダー）
３．石炭灰人工ゼオライト・カルシウム型。（各種人工ゼオライトを含）

Claims

水や高熱火力を使用せずに石炭灰や各種人工ゼオライトとの単独又は複数物の混合とバインダーとして複合合成樹脂組成物を利活用したリサイクル資材の製造方法。
請求項１の物を用途別に一つ又は複数種類の物を混合し多用途土木建築資材の製造方法。
請求項１の物に用途別に脱臭効果を担持向上させる脱臭資材の製造方法。
請求項１の物に用途別に水浄化効果を担持向上させる水浄化資材の製造方法。
請求項１の物を用途別に造粒物やその他の型状物にする資材の製造方法。
請求項１の物を用途別に通水性又は非通水性との物に分別し製造する方法。