JP2005298835A - 含クロム鉄鋼スラグの無害化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 含クロム鋼鉄鋼スラグを工業的に簡易で経済性に優れた方法で改質し、６価Ｃｒ溶出量を抑制して安定化させる方法を提供する
【解決手段】 スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満となるようにして、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑える。また、スラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成となるようにする。
ｘ−３ｙ≦３α かつ ２ｘ−３ｙ≧６α かつ ２ｘ＋３ｙ≧２−２α かつ
５ｙ≦２−８α かつ α≦０．２５ （Ａ）
【選択図】 図３

Description

本発明は、含クロム鉄鋼スラグの無害化方法、特に、含クロム鉄鋼スラグからの６価Ｃｒの溶出を抑制して無害化し、路盤材、セメント材、海洋用途等の資源として利用を図ることのできるスラグ組成とするステンレス鋼の精錬方法に関する。

含クロム鉄鋼スラグは、原料を溶解する工程あるいは脱炭、生成酸化物の還元、脱硫等の精錬工程において不可避的に発生し、数％のクロム酸化物を含有している。そのため、クロム酸化物の存在状態によっては、スラグを路盤材や海洋用途等へ再利用した際に、水や土壌等へ有害な６価Ｃｒが溶出する場合があり、有効利用を困難にしている。水質汚濁防止法の排水基準では６価Ｃｒ溶出量≦０．５ｍｇ／ｌ、また土壌環境基準については６価Ｃｒ溶出量≦０．０５ｍｇ／ｌ（土壌が地下水から離れている場合には０．１５ｍｇ／ｌ）と定められている。

含クロム鋼鉄鋼スラグからの６価クロムの溶出防止方法として、特許文献１において、アルミ灰およびマグネシア系物質を受滓鍋に敷き詰めておき、溶融状態にあるスラグを受滓鍋に排滓する方法が提案されている。この方法においては、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃という組成のスピネルを形成させ、その中へ酸化クロムを固溶させることにより安定化させることでクロムの再酸化すなわち６価クロム生成を防止している。しかしながら、この方法では、アルミ灰やマグネシア物質を添加した後にスピネルを形成させ、そこに酸化クロムを固溶させるため、クロムが安定化されるのに時間がかかり、溶融状態での混合が不十分な場合には６価クロムが溶出してしまうという問題点があった。

また、ステンレス鋼の脱炭精錬後、スラグ中のＣｒを溶鋼中へ回収する還元処理を経た溶融状態のスラグに対し、ＦｅＳなどの−２価のＳ化合物を添加し、不活性ガスの吹き込み攪拌によりスラグ中Ｓ濃度を０．２０質量％以上として６価Ｃｒの溶出を防止する方法が開示されている（特許文献２）。この方法は、溶融スラグに添加剤を均質に混合するために不活性ガスの吹き込みを行いクロム酸化物の安定化を図るもので、６価Ｃｒの溶出を防止する方法としては有効であるが、還元処理終了後に不活性ガスの吹き込みやスラグの粘度を低下させるための添加剤を使用するといった操作が必要となり、経済性の面で問題があった。

また、クロム酸化物含有物質からの６価Ｃｒ溶出防止方法として、高炉徐冷スラグ冷却水を散水する方法、高炉徐冷スラグ冷却水に浸漬する方法、高炉徐冷スラグと混合し水蒸気を吹き込む方法も提案されている（特許文献３）。さらに、この方法の改善方法として、クロム酸化物含有物質の上に高炉スラグ等の硫黄含有スラグを載せて散水する方法（特許文献４）やクロム酸化物含有物質に水蒸気を吹き込んだ後に、高炉スラグ溶出水を散水したり、高炉スラグ溶出水に浸漬する方法（特許文献５）が提案されている。

上記の特許文献２〜５に示されている方法は、基本的に硫黄により６価Ｃｒを無害な３価Ｃｒに還元して無害化する方法であり、一時的には６価Ｃｒの溶出が防止されるものの、Ｃｒが完全に安定化されたわけではなく、長期に使用されていると、外部環境によっては再び６価Ｃｒの溶出量が増大する場合があるという問題があった。

特開平６−１７１９９３号公報 特開平８−１０４５５３号公報 特開平１０−３２４５４７号公報 特開平１１−１０４６９９号公報 特開平１１−１００２４２号公報

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、含クロム鋼鉄鋼スラグを工業的に簡易で経済性に優れた方法で改質し、スラグ中のＣｒを、長期に亘り最大でも６価Ｃｒ溶出量≦０．５ｍｇ／ｌ、望ましくは６価Ｃｒ溶出量≦０．０５ｍｇ／ｌとなるように安定化させる方法を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
（１）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（２）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
ｘ−３ｙ≦３α かつ ２ｘ−３ｙ≧６α かつ ２ｘ＋３ｙ≧２−２α かつ
５ｙ≦２−８α かつ α≦０．２５ （Ａ）
（３）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、ＳｉＯ₂の含有量がスラグ質量に対して４１質量％以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（４）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（５）ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃成分の１種以上を添加することにより請求項２〜４で規定する組成とすることを特徴とする無害化スラグの製造方法。

本発明により、含クロム鋼鉄鋼スラグからの６価Ｃｒの溶出を抑制して長期的に無害化し、路盤材、セメント材、海洋用途等の資源化ができるようになった。

発明者らは、酸化クロムを含む種々の化合物からの６価Ｃｒ溶出量を調査した。その結果、ＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃の形をとる化合物からは、図１に示すように３０日間の長期に亘り化合物を水に浸漬しても、６価Ｃｒの溶出が殆どないことを知見した。ところが、同じく図１に示す通り、鉄鋼スラグの組成によってはスラグ中に析出することが知られている２ＣａＯ・ＳｉＯ₂の形をとる化合物をＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃に少量混ぜて溶解したものや、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂にＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃を少量混ぜて溶解したものは、著しく６価Ｃｒ溶出量が増大することも併せて知見した。これは、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂の水に対する溶解度が高いため、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂の溶解に伴ってＣｒが水中へ溶出し、水中で安定な６価Ｃｒへと変化するためと推定される。

したがって、発明の最良の実施形態としては、スラグ中のクロムの全量がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、スラグ中に２ＣａＯ・ＳｉＯ₂が全く存在しないようにすることであり、これにより６価Ｃｒの溶出量は長期にわたり殆ど皆無となる。しかしながら、工業的にこのような条件を作り出すことは困難であるため、発明者らは種々の含クロム鋼鉄鋼スラグからの６価Ｃｒ溶出量を調査し、溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下となる条件を見出した。すなわち、「スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満である」、という条件である。数値限定の根拠は以下の通りである。

種々の含クロム鋼鉄鋼スラグをＥＰＭＡで分析し、環境庁告示４６号に則って測定した６価Ｃｒの溶出量との関係を調査した結果を図２、図３に示す。図２は、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満である含クロム鋼鉄鋼スラグ中のＣｒのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合と６価Ｃｒの溶出量との関係を示すが、ＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合が８０質量％以上で６価Ｃｒ溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下となっている。また、図３は、スラグ中全クロムのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合が８０質量％以上である含クロム鋼鉄鋼スラグ中の２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量と６価Ｃｒの溶出量との関係を示すが、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満で６価Ｃｒ溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下となっている。すなわち、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満である、という２つの条件を同時に満たせば、６価Ｃｒ溶出量０．５ｍｇ／ｌ以下を達成できることが判明した。

スラグ中全クロムのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合が８０質量％以上とするための実施の形態としては、「スラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上」とすることである。発明者らは種々の組成のスラグを分析し、クロムの存在形態を調査した結果、図４に示すように、全クロム質量に対するＭｇＯ質量の比が５０％以上で、全クロムのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合が８０質量％以上となることを知見した。

また、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量をスラグ質量に対して３質量％未満とするための実施の形態としては、「ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成である」ようにすることである。ここで、
ｘ−３ｙ≦３α かつ ２ｘ−３ｙ≧６α かつ ２ｘ＋３ｙ≧２−２α かつ
５ｙ≦２−８α かつ α≦０．２５ （Ａ）
である。ここで規定される組成範囲の意味合いは以下の通りである。

図５に、ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃の４元状態図を示す。図中Ｃ₃Ａは３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の化合物を生成する組成点を示し、同様にＣ₃Ｓは３ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｃ₂Ｓは２ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｃ₃Ｓ₂は３ＣａＯ・２ＳｉＯ₂、Ｃ₃ＭＳ₂は３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ₂、Ｃ₂ＭＳ₂は２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ₂の化合物を生成する組成点を示す。このとき、スラグの組成がＣ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₃Ｓ、ＭｇＯの各点を頂点とする４面体、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₃ＭＳ₂、ＭｇＯの各点を頂点とする４面体、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₃ＭＳ₂、Ｃ₂ＭＳ₂の各点を頂点とする４面体、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₃Ｓ₂、Ｃ₂ＭＳ₂の各点を頂点とする４面体、のいずれかの内部にある場合は、スラグが冷却して凝固する際にスラグ中に２ＣａＯ・ＳｉＯ₂を析出する。スラグ組成が前記４つの４面体のいずれかの内部であることを示す条件が（Ａ）式であり、（Ａ）式で規定される範囲にない組成であればスラグが冷却凝固後に２ＣａＯ・ＳｉＯ₂を含まないことになる。発明者らは、種々の組成のスラグを分析し、（Ａ）式で規定される範囲にない組成の場合、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であること、および、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在する場合には、６価Ｃｒの溶出量が全て０．５ｍｇ／ｌ以下であることを確認した。

また、より簡便な実施の形態は、「ＳｉＯ₂の含有量がスラグ質量に対して４１質量％以上である」ようにすることである。図５に示される前記４つの４面体の頂点のうち最もＳｉＯ₂の含有量が高いのがＣ₂ＭＳ₂であり、４１質量％に相当する。すなわちスラグ中のＳｉＯ₂の含有量が４１質量％以上であれば、必然的に（Ａ）式で規定される範囲から外れることになる。発明者らは、組成を種々変更したスラグの分析および６価Ｃｒの溶出試験から、ＳｉＯ₂の含有量が４１質量％以上のスラグは全て２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であること、含まれるクロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在する場合には６価Ｃｒの溶出量が全て０．５ｍｇ／ｌ以下であることを確認した。

また、もう一つの簡便な実施の形態は、「スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上である」ようにすることである。図５に示されるＣ₃ＡとＭｇＯを結ぶ線以上にスラグ中のＡｌ₂Ｏ₃濃度を高めれば、必然的に（Ａ）式で規定される範囲から外れることになる。発明者らは、組成を種々変更したスラグの分析および６価Ｃｒの溶出試験から、スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上であるスラグは全て２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であること、含まれるクロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在する場合には６価Ｃｒの溶出量が全て０．５ｍｇ／ｌ以下であることを確認した。

上記のような６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグを製造するための具体的な実施の形態は、「ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃成分の１種以上を添加すること」である。電気炉やＦｅ−Ｃｒの溶融還元炉、転炉、ＡＯＤといった脱炭炉、二次精錬炉等のステンレス鋼の精錬炉において、精錬初期のフラックスの添加量と精錬前の溶銑や溶鋼の組成から、精錬後のスラグ組成は予測される。予測されたスラグ組成が本発明で規定した６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ組成となる場合にはそのままで良いが、精錬目的により規定スラグ組成から外れる場合には、精錬末期もしくは精錬終了後に、炉内もしくは排滓鍋において不足成分を補う物質を添加する。ＣａＯ成分を補う場合には、生石灰、石灰石、ドロマイト等が、ＳｉＯ₂成分を補う場合には、Ｆｅ−Ｓｉ合金、珪石、珪砂、脱珪スラグ等、ＭｇＯ成分を補う場合にはドロマイト、含マグネシアレンガ屑等、Ａｌ₂Ｏ₃成分を補う場合にはＡｌ灰、脱硫滓、含アルミナレンガ屑、金属Ａｌ等が使用できる。本発明で規定したスラグ組成とするために、これらの物質を適宜選択して複数使用すれば良い。なお、物質添加後のスラグとの混合、溶解効率を向上するために、これらの物質を粉砕して細かくしておくとより望ましい。また、排滓鍋において添加する場合には、溶解効率を向上するために、適宜バーナーや電気エネルギーを使用して熱を付与しても良い。

以下、本発明を具体例に基づき具体的に説明する。なお、本実施例における６価Ｃｒ溶出量は、環境庁告示４６号法による溶出試験方法に基づいて測定した。

（実施例１）
１トン規模の試験用溶解炉を用いて、Ｃｒ系ステンレスを溶製、脱炭精錬を行った。脱炭精錬終了時点のスラグ組成は、溶銑成分および精錬終了時の溶鋼成分、造滓材である生石灰とドロマイトおよび珪石の添加量、還元材であるＦｅ−Ｓｉ合金添加量によりマスバランスから計算して調整した。

主な結果を表１に示す。発明例１〜５では、最終のスラグ組成が、本発明で規定するスラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、かつＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、ＥＰＭＡを用いて分析したスラグ中クロムの存在形態は、スラグ中全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在しており、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であった。また、発明例２ではＳｉＯ₂の含有量がスラグ質量に対して４１質量％以上であり、発明例４ではスラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上である。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、いずれも６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下であった。

一方、比較例１、２ではスラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、スラグ中全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在していたが、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲であり、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％以上であった。そのため、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超となっていた。また、比較例３では、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、スラグ中全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在していたが、ＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％未満であり、スラグ中全クロムに対するＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在率が８０質量％未満であった。そのため、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超となっていた。

なお、発明例３は、脱炭精錬終了時点のスラグ組成が比較例１の組成であり、精錬終了後にマスバランスから計算されたスラグ量の５質量％の珪砂を転炉内に添加して、スラグ改質を行ったものである。また、発明例４、５は、脱炭精錬終了時点のスラグ組成がそれぞれ比較例２、３の組成であり、それぞれ計算スラグ量の２５質量％のアルミナ系レンガ屑（Ａｌ₂Ｏ₃濃度９９．１質量％）、５質量％のマグネシア系レンガ屑（ＭｇＯ濃度９８．９質量％）を排滓鍋に敷き込んで排滓し、スラグ改質を行ったものである。

（実施例２）
１トン規模の試験用溶解炉を用いて、Ｃｒ系ステンレスを溶製、脱炭精錬を行った後、真空精錬炉で［Ｃ］＜０．１質量％まで脱炭し、その後、鍋底に取り付けたポーラスプラグからＡｒバブリングをしながら脱酸した。脱酸は、金属Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｃａ−Ｓｉ合金の単独または併用で行い、脱酸材の添加量により脱酸後のスラグ組成を調整した。

主な結果を表２に示す。発明例６〜９では、最終のスラグ組成が、本発明で規定するスラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、かつＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、ＥＰＭＡを用いて分析したスラグ中クロムの存在形態は、スラグ中全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在しており、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であった。また、発明例５ではスラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上である。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、いずれも６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下であった。

一方、比較例４ではスラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、スラグ中全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在していたが、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲であり、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％以上であった。そのため、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超となっていた。また、比較例５では、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であったが、ＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％未満であり、スラグ中全クロムに対するＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在率が８０質量％未満であった。そのため、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超となっていた。

なお、発明例８は、脱酸終了時点のスラグ組成が比較例４の組成であり、脱酸終了後にマスバランスから計算されたスラグ量の４質量％のアルミナ系レンガ屑（Ａｌ₂Ｏ₃濃度９９．１質量％）を鍋内に添加して、スラグ改質を行ったものである。また、発明例９は、脱酸終了時点のスラグ組成が比較例５の組成であり、計算スラグ量の３質量％のマグネシア系レンガ屑（ＭｇＯ濃度９８．９質量％）を鍋内に添加して、スラグ改質を行ったものである。

また、発明例１〜９のスラグを、環境庁告示４６号法による溶出試験と同じ要領で、５００ｍｌの水にスラグ５０ｇを浸漬し、１年間溶出させた後に６価Ｃｒの溶出量を測定した。結果を表３に示す。１年間の溶出試験後も、いずれも６価Ｃｒの溶出量は０．０５ｍｇ／ｌであり、長期的に安定であることも確認された。

化合物からの６価Ｃｒ溶出試験結果を示す図である。 スラグ中のＣｒのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合と６価Ｃｒの溶出量との関係を示す図である。 ２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量と６価Ｃｒの溶出量との関係を示す図である。 全クロム質量に対するＭｇＯ質量の比と全クロムのＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃としての存在割合との関係を示す図である。 ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃の４元状態図上に２ＣａＯ・ＳｉＯ₂の析出領域を示した図である。

Claims (5)

1. クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＭｇＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
2. クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中のＭｇＯ質量が全クロム質量の５０％以上であり、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
   ｘ−３ｙ≦３α かつ ２ｘ−３ｙ≧６α かつ ２ｘ＋３ｙ≧２−２α かつ
   ５ｙ≦２−８α かつ α≦０．２５ （Ａ）
3. クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、ＳｉＯ₂の含有量がスラグ質量に対して４１質量％以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
4. クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃質量がＣａＯ質量の６１％以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
5. ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、ＣａＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃成分の１種以上を添加することにより請求項２〜４で規定する組成とすることを特徴とする無害化スラグの製造方法。

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