JP2011020904A - Steel slag utilized in ocean space and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、護岸、築堤、岸壁、覆砂などに利用される海域利用製鋼スラグ及びその調製方法に関し、詳しくは、海水に浸漬したときに白濁現象を発生することのない海域利用製鋼スラグ及びその調製方法に関するものである。 The present invention relates to a marine-use steelmaking slag used for revetments, embankments, quay walls, sand cover, etc., and a method for preparing the same, and more particularly to a marine-use steelmaking slag that does not cause white turbidity when immersed in seawater and It relates to a preparation method.
金属の製錬工程及び精錬工程においては、高純度で上質な金属を得るために種々のスラグが発生し、製鉄所においても、高炉スラグ、転炉スラグ、取鍋スラグ、溶銑予備処理スラグなどの組成の異なる種々のスラグが発生する。これらのスラグは、路盤材、土壌改良材、地盤改良材、セメントやコンクリートの骨材、石材のみならず、海域の護岸、築堤、岸壁、覆砂などの海洋土木建築材料や海底の環境を改善するための環境改善材料として利用されている。 In the metal smelting and refining processes, various types of slag are generated in order to obtain high-quality, high-quality metals. In steelworks, blast furnace slag, converter slag, ladle slag, hot metal pretreatment slag, etc. Various slags with different compositions are generated. These slags improve not only roadbed materials, soil improvement materials, ground improvement materials, cement and concrete aggregates, stones, but also marine civil engineering building materials such as seawalls, embankments, quay walls, sand cover, and the environment of the seabed. It is used as an environmental improvement material.
これらのスラグのうちで、遊離ＣａＯ（「遊離石灰」或いは「フリーライム」ともいう）を含有する、転炉スラグ、取鍋スラグ、溶銑予備処理スラグなどは、沿岸海域で利用したときに、海水に溶出したスラグ中の遊離ＣａＯにより、海水のｐＨが上昇して、海水に白濁現象が発生する場合もあることが知られている。この白濁現象は、以下のメカニズムで発生する。つまり、海水に溶出した遊離ＣａＯにより海水中にＣａ(ＯＨ)2が形成され、これによって海水のｐＨが上昇し、ｐＨの上昇に伴って海水に溶解していたＭｇ2+がＭｇ(ＯＨ)2となって析出し、この析出物で海水が白濁して白濁現象が発生する。また、海水中のＣａ2+もｐＨの上昇に伴って海水に含まれる炭酸イオン（ＣＯ3 2-）と反応して、ＣａＣＯ3を析出し、これも白濁の原因となる。尚、製鉄所で発生するスラグのうちで、高炉スラグを除くスラグは製鋼精錬工程で発生するので、まとめて「製鋼スラグ」と呼ばれており、この製鋼スラグには、含有量はそれぞれ異なるものの、遊離ＣａＯが含有されている。 Among these slags, converter slag, ladle slag, hot metal pretreatment slag, etc. containing free CaO (also called “free lime” or “free lime”) It is known that the pH of the seawater increases due to free CaO in the slag eluted in the water, and a white turbidity phenomenon may occur in the seawater. This cloudiness phenomenon occurs by the following mechanism. That is, Ca (OH) 2 is formed in the seawater by free CaO eluted in the seawater, which increases the pH of the seawater, and Mg 2+ dissolved in the seawater with the increase in pH becomes Mg (OH). It becomes 2 and the seawater becomes clouded by this deposit and the cloudiness phenomenon occurs. In addition, Ca 2+ in seawater reacts with carbonate ions (CO 3 2− ) contained in seawater as pH increases, causing CaCO 3 to precipitate, which also causes cloudiness. Of the slag generated at steelworks, slag other than blast furnace slag is generated in the steelmaking refining process, so it is collectively called `` steel slag ''. , Free CaO is contained.
白濁化の原因となる、Ｍｇ(ＯＨ)2及びＣａＣＯ3自体は無害であるが、工事期間中の白濁現象は、外観上の問題から港湾工事を進める上での障害となることがある。また、白濁の発生は、遊離ＣａＯの溶解に起因する海水のｐＨ上昇を示唆しており、環境上、留意しなければならない。 Although Mg (OH) 2 and CaCO 3 itself, which cause white turbidity, are harmless, the white turbidity phenomenon during the construction period may be an obstacle to advancing port construction due to appearance problems. Moreover, generation | occurrence | production of cloudiness suggests the pH rise of seawater resulting from melt | dissolution of free CaO, and must be careful from an environmental viewpoint.
ところで、最近の製鋼プロセスにおいては、脱珪処理、脱硫処理、脱燐処理及び脱炭処理の各工程の効率的な分割化が進み、多種多様な製鋼スラグが発生しており、その形状、組織は多岐にわたり、製鋼スラグにおける遊離ＣａＯの溶解挙動も複雑となっている。そこで、製鋼スラグを沿岸海域で利用するにあたり、このような種々の製鋼スラグを、白濁現象を発生しないスラグへと調製する方法が提案されている。 By the way, in recent steelmaking processes, efficient division of each process of desiliconization treatment, desulfurization treatment, dephosphorization treatment, and decarburization treatment has progressed, and a wide variety of steelmaking slag has been generated. Are diverse, and the dissolution behavior of free CaO in steelmaking slag is also complicated. Therefore, when using steelmaking slag in coastal seas, a method for preparing such various steelmaking slags into slags that do not cause white turbidity has been proposed.
例えば、特許文献１には、「製鋼スラグ、高炉スラグの何れか一方または双方の表面の一部あるいは全部が、セメントまたはセメント含有物で覆われている底質被覆材」が提案されている。特許文献１によれば、スラグの表面がセメントで被覆されているので、スラグからの急激なＣａ2+の溶出が防止され、白濁現象が防止されるとしている。 For example, Patent Document 1 proposes “a bottom coating material in which part or all of the surface of one or both of steelmaking slag and blast furnace slag is covered with cement or a cement-containing material”. According to Patent Document 1, since the surface of the slag is coated with cement, rapid Ca 2+ elution from the slag is prevented, and the clouding phenomenon is prevented.
また、特許文献２には、「大気雰囲気下、加圧雰囲気下または水蒸気雰囲気下でエージング処理が施された製鋼スラグに、自由水が存在し始める水分値未満で、且つ、該水分値よりも１０質量％少ない値以上の範囲となるように添加する炭酸水量を調整した後に、炭酸ガスを含有し相対湿度が７５〜１００％のガスを流し、製鋼スラグの表面にＣａＣＯ3を形成させ、可溶性の石灰成分を不可溶性化する方法」が提案されている。 Patent Document 2 states that “a steelmaking slag that has been subjected to an aging treatment in an air atmosphere, a pressurized atmosphere, or a water vapor atmosphere is less than a moisture value at which free water begins to exist, and more than the moisture value. After adjusting the amount of carbonated water added so as to be in a range of 10% by mass or less, a gas containing carbon dioxide and having a relative humidity of 75 to 100% is flowed to form CaCO 3 on the surface of the steelmaking slag, thereby being soluble. "A method for insolubilizing the lime component of the water" has been proposed.
また更に、特許文献３には、０．０７５ｍｍ以下の微粒物分の多い製鋼スラグを海水に浸漬すると、微粒物分から多くのＣａ2+が溶出し、白濁現象が起こるとして、「０．０７５ｍｍ以下の微粒分を５質量％以上含む粉状製鋼スラグと、高炉スラグ微粒末と、水とを用いて成型した造粒物」が提案されている。特許文献３によれば、微粒物分の多い製鋼スラグであっても造粒して粗大化することにより、Ｃａ2+の溶出が抑制され、白濁が防止されるとしている。 Furthermore, Patent Document 3 states that when steelmaking slag having a large amount of fine particles of 0.075 mm or less is immersed in seawater, a large amount of Ca 2+ is eluted from the fine particles and a cloudiness phenomenon occurs. A granulated product formed using powdered steel slag containing 5% by mass or more of the above, blast furnace slag fine powder, and water ”has been proposed. According to Patent Document 3, even when steelmaking slag having a large amount of fine particles is granulated and coarsened, elution of Ca 2+ is suppressed and white turbidity is prevented.
上記特許文献１〜３は何れも製鋼スラグからのＣａ2+の溶出速度を遅延させることにより、白濁現象を防止している。これらの製鋼スラグは、例えば特許文献１の場合にはスラグの表面にセメント含有物を被覆した直後など、スラグに白濁防止対策を施した後に直ちに海域で使用すれば、白濁現象は防止される。 In each of Patent Documents 1 to 3, the clouding phenomenon is prevented by delaying the elution rate of Ca 2+ from the steelmaking slag. When these steelmaking slags are used in the sea immediately after taking measures against white turbidity, such as immediately after coating the cement-containing material on the surface of the slag in the case of Patent Document 1, the white turbidity phenomenon is prevented.
しかしながら、製鋼スラグに白濁防止対策を施した後、直ちに海域で使用することは稀であり、通常、白濁防止対策の施された製鋼スラグは、屋外に山積みされて保管される。本発明者らは、白濁防止対策の施された製鋼スラグであっても長期間にわたって屋外で保管されたものは、白濁現象が生じることを確認している。即ち、特許文献１〜３を適用しても、この製鋼スラグが長期間にわたって屋外で保管された場合には、白濁現象を防止できない。 However, it is rare that the steelmaking slag is immediately used in the sea area after taking measures against white turbidity. Normally, steelmaking slag with the measures against white turbidity is piled up and stored outdoors. The inventors of the present invention have confirmed that even when steelmaking slag is subjected to white turbidity prevention measures, white turbidity occurs when it is stored outdoors for a long period of time. That is, even if Patent Documents 1 to 3 are applied, when this steelmaking slag is stored outdoors for a long time, the cloudiness phenomenon cannot be prevented.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製鋼スラグを、護岸、築堤、岸壁などの海洋土木建築材料、或いは、海底及び水質を浄化するための海洋環境改善材料として利用するにあたり、長期間にわたって屋外で山積み保管された製鋼スラグであっても、白濁現象を発生しない海域利用製鋼スラグを提供することであり、また、この海域利用製鋼スラグを得るための調製方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to make steelmaking slag, marine civil engineering and building materials such as revetments, embankments and quay walls, or marine environment improving materials for purifying the seabed and water quality. As a steelmaking slag that has been piled and stored outdoors for a long period of time, it is to provide a sea-based steelmaking slag that does not cause clouding phenomenon, and a preparation method for obtaining this sea-based steelmaking slag Is to provide.
本発明者らは、製鋼スラグを海域土木建築材料などとして利用した際の白濁現象を詳細に調査した結果、スラグに付着している高アルカリ性の水の存在を確認し、この高アルカリ性の水が、スラグからのＣａ2+の溶出による海水のアルカリ化から白濁現象へと進む反応に比較して、極めて瞬時に海水と反応して海水をアルカリ化することが、白濁現象の主たる原因であることを見出した。即ち、製鋼スラグに付着する水の量及びアルカリ度を管理することで、白濁現象を防止できるとの知見を得た。 As a result of detailed investigation of the clouding phenomenon when steelmaking slag is used as marine civil engineering and building materials, the present inventors confirmed the presence of highly alkaline water adhering to the slag, and this highly alkaline water Compared to the reaction from seawater alkalinization due to elution of Ca 2+ from slag to white turbidity, the main cause of white turbidity is that it reacts with seawater and instantly alkalins seawater. I found. That is, the present inventors have found that the cloudiness phenomenon can be prevented by controlling the amount and alkalinity of water adhering to the steelmaking slag.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、第１の発明に係る海域利用製鋼スラグは、製鋼スラグであって、該製鋼スラグに付着している水の量が１０質量％以下であることを特徴とするものである。 This invention is made | formed based on the said knowledge, The sea area utilization steelmaking slag which concerns on 1st invention is steelmaking slag, Comprising: The quantity of the water adhering to this steelmaking slag is 10 mass% or less. It is characterized by being.
第２の発明に係る海域利用製鋼スラグは、第１の発明において、前記水の量が５質量％以下であることを特徴とするものである。 The sea area utilization steelmaking slag according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the amount of water is 5% by mass or less.
第３の発明に係る海域利用製鋼スラグは、第１または第２の発明において、前記水のｐＨが１０以上であることを特徴とするものである。 In the first or second invention, the sea area-utilized steelmaking slag according to the third invention is characterized in that the pH of the water is 10 or more.
第４の発明に係る海域利用製鋼スラグの調製方法は、第１ないし第３の発明の何れか１つに記載の海域利用製鋼スラグの調製方法であって、製鋼スラグに付着している水を、篩い分け、水分吸収、脱水のうちの何れか１種以上の方法を用いて、所定の値となるまで除去することを特徴とするものである。 A method for preparing a sea area-utilized steelmaking slag according to a fourth invention is the method for preparing a sea area-utilized steelmaking slag according to any one of the first to third inventions, wherein water adhering to the steelmaking slag is removed. , Sieving, moisture absorption, and dehydration, and using one or more methods until removal to a predetermined value.
本発明によれば、製鋼スラグ中の高アルカリ性の付着水の量を１０質量％以下に調製するので、製鋼スラグの組成の如何に拘わらず、この製鋼スラグが海水に投入されても、製鋼スラグとともに投入されるアルカリ分が少なく、海水のアルカリ化が抑制され、海水のｐＨは白濁現象が発生するまでには上昇せず、その結果、製鋼スラグによる白濁現象が防止される。 According to the present invention, since the amount of highly alkaline adhering water in the steelmaking slag is adjusted to 10% by mass or less, regardless of the composition of the steelmaking slag, even if this steelmaking slag is put into seawater, the steelmaking slag At the same time, the amount of alkali added is small, alkalinization of the seawater is suppressed, and the pH of the seawater does not rise until the white turbidity occurs.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明者らは、特許文献１〜３などに開示される白濁防止対策を施した製鋼スラグであっても、長期間にわたって屋外で山積み保管された場合には白濁現象が発生する原因を調査し、その結果、以下の知見を得た。 The present inventors investigated the cause of the occurrence of white turbidity even when the steelmaking slag has been subjected to white turbidity prevention measures disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like when stored outdoors in a pile for a long period of time. As a result, the following knowledge was obtained.
前述のように、白濁防止対策を施した製鋼スラグを、白濁防止対策実施後に直ちに海域で使用することは稀であり、通常、白濁防止対策の施された製鋼スラグは屋外に山積みされて保管される。この屋外での保管中にはかなりの降雨がある。一時的な降雨であれば山積みされたスラグ山の内部まで雨水が浸透することはなく、スラグ山の表面を流れるだけと考えられるが、梅雨時のように長期間の降雨の場合には、スラグ山の内部に雨水が浸透する。スラグ山の内部に浸透した雨水は、スラグ粒同士の間隙に入り込み、毛細管現象の効果もあってスラグ山から流出しにくくなる。 As mentioned above, it is rare to use steelmaking slag with anti-turbidity measures in the sea area immediately after implementing anti-turbidity measures, and usually steelmaking slag with anti-turbidity measures is piled up and stored outdoors. The There is significant rainfall during this outdoor storage. In case of temporary rain, it is thought that rainwater does not penetrate into the piled slag mountain and flows only on the surface of the slag mountain. Rainwater penetrates into the mountain. Rainwater that has penetrated into the slag mountain enters the gap between the slag grains, and is less likely to flow out of the slag mountain due to the effect of capillary action.
山積み保管される製鋼スラグは、白濁防止対策が施されているとはいえ、スラグ粒同士の間隙に入り込んだ雨水の滞在期間が長くなると、長期間にわたって水と接触することにより、この水に製鋼スラグからＣａ2+が徐々に溶出し、スラグ粒の間隙に入り込んだ雨水などの水は、ｐＨ１０以上の高アルカリ性になる。このような状態のスラグ山から採取した製鋼スラグを海域で使用すれば、スラグ粒同士の間隙に入り込んだ高アルカリ性の水も海水に投入され、この高アルカリ性の水によって海水のｐＨが上昇し、白濁現象が発生する。 Steelmaking slag that is stored in piles is protected against white turbidity, but if the stay period of rainwater that enters the gaps between slag grains becomes longer, it can be made by making contact with water for a long time. Water such as rain water that gradually elutes Ca 2+ from the slag and enters the gaps between the slag grains becomes highly alkaline with a pH of 10 or more. If steelmaking slag collected from the slag mountain in such a state is used in the sea area, highly alkaline water that has entered the gap between the slag grains is also introduced into the seawater, and the pH of the seawater rises due to this highly alkaline water, A cloudiness phenomenon occurs.
即ち、特許文献１〜３を適用しても、長期間にわたって屋外で山積み保管された場合に白濁現象が発生する原因は、スラグ粒同士の間隙に入り込んだ雨水などが長期間にわたって製鋼スラグと接触することで高アルカリ性になり、この高アルカリ性の水と海水とが接触することが、主たる原因であることが分かった。また、この高アルカリ性の水が、スラグからのＣａ2+の溶出による海水のアルカリ化から白濁現象へと進む反応に比較して、極めて瞬時に海水と反応して海水をアルカリ化することも分かった。これらの事象から、製鋼スラグに付着している水の量及びアルカリ度を管理することで、白濁現象を防止できるとの知見を得た。 That is, even if Patent Documents 1 to 3 are applied, the cause of the cloudiness phenomenon when the piles are stored outdoors for a long period of time is because the rainwater or the like that has entered the gap between the slag grains contacts the steelmaking slag for a long period of time. It became high alkalinity by doing, and it turned out that it is a main cause that this highly alkaline water and seawater contact. It is also found that this highly alkaline water reacts with seawater to instantly alkalinize seawater, compared to the reaction from seawater alkalinization due to elution of Ca 2+ from slag to white turbidity. It was. From these events, the knowledge that the cloudiness phenomenon can be prevented by controlling the amount and alkalinity of the water adhering to the steelmaking slag was obtained.
本発明はこれらの知見に基づいてなされたものであり、本発明においては、製鋼スラグに付着している水を１０質量％以下、好ましくは５質量％以下に調製し、付着水を調製した製鋼スラグを海域での土木建築材料或いは環境改善材料として利用する。 The present invention has been made on the basis of these findings. In the present invention, the amount of water adhering to the steelmaking slag is adjusted to 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and the steelmaking in which the adhering water is prepared. Slag is used as a civil engineering building material or environmental improvement material in the sea area.
本発明において、製鋼スラグを海洋土木建築材料または海洋環境改善材料として使用するにあたり、製鋼スラグのサイズの上下限及びサイズ構成は、特に限定する必要はない。製鋼スラグの処理工程で得られるサイズのものをそのまま使用することができる。勿論、海洋土木建築材料或いは海洋環境改善材料の仕様からサイズが規定される場合には、それに従うものとする。 In the present invention, when using steelmaking slag as marine civil engineering and building materials or marine environment improving material, the upper and lower limits and the size configuration of the steelmaking slag do not need to be particularly limited. The thing of the size obtained by the processing process of steelmaking slag can be used as it is. Of course, when the size is defined from the specifications of the marine civil engineering building material or marine environment improving material, it shall be followed.
また、本発明において海洋土木建築材料及び海洋環境改善材料として使用する製鋼スラグは、溶融状態の製鋼スラグをスラグ処理ヤードに流して空冷し、冷却固化した塊状のスラグを破砕機によって破砕して得たスラグでも、溶融状態の製鋼スラグに大量の水を噴射・混合攪拌して急冷する或いは溶融状態の製鋼スラグを大量の水の中に流し込んで急冷する方法（これらの冷却方法を「水砕法」という）によって得た、粒径がおよそ６ｍｍ以下の粒状のスラグ（「水砕スラグ」と呼ぶ）でも、溶融状態の製鋼スラグを空気などの気体とともに空気中に吹き飛ばして急冷する方法（この冷却方法を「風砕法」という）によって得た、粒径がおよそ６ｍｍ以下の球状のスラグ（「風砕スラグ」と呼ぶ）でも、どの方法により粒度を調整したスラグであっても構わない。また、その組成も所謂「製鋼スラグ」であるならば、組成に多少の違いがあっても構わない。また更に、特許文献１〜３に示されるような白濁防止対策を予め製鋼スラグに施す必要もない。ここでいう、製鋼スラグとは、溶銑予備処理工程で発生する脱珪スラグ、脱硫スラグ、脱燐スラグ、転炉における溶銑の脱炭精錬時に発生する脱炭スラグ、並びに、溶鋼を保持する取鍋から発生する取鍋スラグである。 Further, in the present invention, the steelmaking slag used as the marine civil engineering building material and marine environment improving material is obtained by flowing molten steelmaking slag to a slag processing yard and air-cooling, and crushing the cooled and solidified bulk slag with a crusher. Even with slag, a large amount of water is injected into the molten steelmaking slag, mixed and stirred to rapidly cool, or the molten steelmaking slag is poured into a large amount of water and rapidly cooled. Even in the case of granular slag having a particle diameter of about 6 mm or less (referred to as “granulated slag”) obtained by the above method, a molten steelmaking slag is blown into the air together with a gas such as air (this cooling method) Spherical slag with a particle size of approximately 6 mm or less (referred to as “wind-crushed slag”) obtained by the “wind-crushing method”. It may be there. Further, if the composition is so-called “steel slag”, there may be some difference in composition. Furthermore, it is not necessary to take measures against white turbidity as shown in Patent Documents 1 to 3 in advance for the steelmaking slag. Steelmaking slag here means desiliconized slag, desulfurization slag, dephosphorization slag, decarburization slag generated during decarburization and refining of hot metal in a converter, and a ladle that holds the molten steel It is ladle slag generated from.
上記のようにして所定のサイズに調製した製鋼スラグを屋外で山積み保管する。この保管中、製鋼スラグは雨水などに曝され、雨水などはスラグ山の内部に浸透する。一旦、スラグ山の内部に浸透した雨水などは、スラグ粒同士の間隙に入り込み、スラグ山から流出しにくくなり、雨水などに曝される度にスラグ山の内部に浸透する水は増加し、これにより、屋外に山積みされた製鋼スラグの付着水は２０質量％程度まで上昇する。 The steelmaking slag prepared to a predetermined size as described above is piled and stored outdoors. During this storage, steelmaking slag is exposed to rainwater, etc., and rainwater penetrates into the slag mountain. Once rainwater penetrates into the slag mountain, it enters the gap between the slag grains and becomes difficult to flow out of the slag mountain, and the amount of water that penetrates into the slag mountain increases every time it is exposed to rainwater. As a result, the adhesion water of the steelmaking slag piled up outdoors rises to about 20% by mass.
製鋼スラグには遊離ＣａＯが含有されており、スラグ粒同士の間隙に入り込んだ水と製鋼スラグとが接触することで、製鋼スラグ中の遊離ＣａＯがこの水に溶け出し、付着する水のＣａ2+濃度が上昇し、それに伴ってｐＨが上昇する。製鋼スラグとこの水とが長期間にわたって接触し続けることで、付着水のＣａ2+濃度は最終的には飽和濃度に達する。つまり、付着水には多量のＣａ(ＯＨ)2（水酸化カルシウム）が形成され、付着水のｐＨは１０以上に上昇する。尚、Ｃａ2+濃度が飽和濃度のときには、付着水のｐＨは１２．５程度に達し、強アルカリ性を呈する。 The steelmaking slag contains free CaO, and the water that has entered the gap between the slag grains and the steelmaking slag come into contact with each other, so that the free CaO in the steelmaking slag dissolves in this water, and the adhering water Ca 2. + Concentration increases and pH increases accordingly. As the steelmaking slag and this water are kept in contact with each other for a long period of time, the Ca 2+ concentration of the adhering water finally reaches a saturation concentration. That is, a large amount of Ca (OH) 2 (calcium hydroxide) is formed in the adhering water, and the pH of the adhering water rises to 10 or more. When the Ca 2+ concentration is saturated, the pH of the attached water reaches about 12.5 and exhibits strong alkalinity.
本発明においては、この山積みされた製鋼スラグから所定量の製鋼スラグを切り出し、付着水量を所定値に調整した上で、海洋土木建築材料及び海洋環境改善材料として使用する。この場合に、付着水量を１０質量％以下、好ましくは５質量％以下とするには、製鋼スラグ中の水をどの程度除去する必要があるかを把握するために、付着水除去工程に先立って、製鋼スラグ中の付着水の量を測定することが好ましい。勿論、付着水量を測定せずに、付着水除去工程を実施してもよい。 In the present invention, a predetermined amount of steelmaking slag is cut out from the piled steelmaking slag, and after adjusting the amount of attached water to a predetermined value, it is used as a marine civil engineering building material and a marine environment improving material. In this case, in order to grasp how much water in the steelmaking slag needs to be removed in order to make the amount of adhering water 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, prior to the adhering water removing step. It is preferable to measure the amount of adhering water in the steelmaking slag. Of course, you may implement an adhesion water removal process, without measuring the amount of adhesion water.
付着水量測定用のサンプルは、スラグ山の複数箇所から採取しても、所定量の製鋼スラグを切り出した後の例えば保持容器に収容された製鋼スラグから採取しても、どちらでも構わない。付着水量測定方法は、一般的に行われている、１００℃以上の所定時間の乾燥処理前後の質量変化から付着水量を求める方法で行うことができる。尚、付着水量は、「付着水量(質量％)＝付着水質量(ｇ)×１００／（製鋼スラグ乾燥質量(ｇ)＋付着水質量(ｇ)）」により求められる。 The sample for measuring the amount of adhering water may be collected from a plurality of locations on the slag mountain, or may be collected from, for example, a steelmaking slag stored in a holding container after cutting out a predetermined amount of steelmaking slag. The method for measuring the amount of adhering water can be performed by a method of obtaining the amount of adhering water from a mass change before and after a drying process for a predetermined time of 100 ° C. or more. In addition, the amount of adhering water is calculated | required by "the amount of adhering water (mass%) = adhering water mass (g) x100 / (steel-making slag dry mass (g) + adhering water mass (g))".
製鋼スラグから付着水を除去する方法としては、篩い分け、水分吸収、脱水などを用いることができる。また、これらの方法を組み合せて用いることもできる。 As a method for removing the adhering water from the steelmaking slag, sieving, moisture absorption, dehydration and the like can be used. These methods can also be used in combination.
ここで、篩い分けとは、付着水を有する製鋼スラグを、例えば目開き寸法が１ｍｍ程度の篩いを通し、製鋼スラグから水を除去するという方法である。目開き寸法が大小異なる複数段の篩いによって篩い分けることも可能である。この場合、サイズの小さい製鋼スラグは篩いを通過して水分側に分離されるが、サイズの小さい製鋼スラグほど付着水量が多いので、製鋼スラグから水を除去するという観点から有効である。 Here, sieving is a method of removing water from the steelmaking slag by passing the steelmaking slag having adhering water through, for example, a sieve having an opening size of about 1 mm. It is also possible to screen through a plurality of stages of different sieve sizes. In this case, the steelmaking slag having a small size passes through a sieve and is separated to the moisture side. However, since the amount of water adhering to the steelmaking slag having a smaller size is larger, it is effective from the viewpoint of removing water from the steelmaking slag.
水分吸収とは、例えば吸水性の繊維からなる搬送ベルト或いは吸水性繊維が取り付けられた搬送ベルトを用いて製鋼スラグを搬送し、製鋼スラグ中の付着水を吸水性繊維に吸収させ、製鋼スラグから水を除去するという方法である。 Moisture absorption refers to, for example, transporting steelmaking slag using a transport belt made of water-absorbing fibers or a transport belt to which water-absorbing fibers are attached, and adsorbing water in the steelmaking slag to the water-absorbing fibers. It is a method of removing water.
脱水とは、例えば回転式の多孔質ドラムに製鋼スラグを導入し、この多孔質ドラムを回転させて遠心力により付着水を多孔質ドラムの外部に排出させる、或いは、多孔質ドラムに製鋼スラグを導入し、この多孔質ドラムに高圧の圧縮空気を送って、圧縮空気による空気の流れを利用して付着水を多孔質ドラムの外部に排出させ、製鋼スラグから水を除去するという方法である。 Dehydration refers to, for example, introducing steelmaking slag into a rotating porous drum and rotating the porous drum to discharge adhering water to the outside of the porous drum by centrifugal force. Alternatively, the steelmaking slag is removed from the porous drum. This is a method in which high-pressure compressed air is introduced into the porous drum, the attached water is discharged to the outside of the porous drum using the flow of air by the compressed air, and water is removed from the steelmaking slag.
尚、天日による自然乾燥も付着水を減少させる方法としては有効であるが、自然乾燥の場合には、以下の理由から白濁防止には効果が少なく、好ましくない。即ち、自然乾燥の場合には、付着水中の水酸化カルシウムは、水（Ｈ2Ｏ）の蒸発に伴って濃度が上昇し、飽和状態まで上昇すると、その後は製鋼スラグの表面に析出する。付着水が少なくなった分だけ、付着水に溶解している水酸化カルシウムは少なくなるが、この製鋼スラグを海水に投入すると、製鋼スラグの表面に析出していた水酸化カルシウムが直ちに海水に溶け出し、海水のｐＨを上昇させ、白濁現象を発生させる恐れがある。 Although natural drying with sunlight is effective as a method for reducing the amount of adhered water, natural drying is not preferable because it is less effective in preventing white turbidity for the following reasons. That is, in the case of natural drying, the concentration of calcium hydroxide in the adhering water increases as the water (H 2 O) evaporates, and when it reaches a saturated state, it precipitates on the surface of the steelmaking slag. The amount of calcium hydroxide dissolved in the adhering water is reduced by the amount of adhering water, but when this steelmaking slag is poured into seawater, the calcium hydroxide deposited on the surface of the steelmaking slag immediately dissolves in seawater. May increase the pH of seawater and cause white turbidity.
つまり、本発明においては、製鋼スラグから付着水を除去する際に、付着水に含有（溶解）される水酸化カルシウムも同時に除去することが必要である。上記の篩い分け、水分吸収及び脱水は、何れも付着水に溶解している水酸化カルシウムも同時に除去される。付着水と同時に、付着水に含有される水酸化カルシウムも除去される方法である限り、上記の方法に限らず、本発明における製鋼スラグからの付着水を除去する方法として採用することができる。尚、付着水除去工程は、スラグ山から所定量のスラグを切り出す際に同時に実施してもよく、また、切り出した後の所定量の製鋼スラグに対して実施してもよい。 That is, in the present invention, when removing the adhering water from the steelmaking slag, it is necessary to simultaneously remove calcium hydroxide contained (dissolved) in the adhering water. In the above sieving, moisture absorption and dehydration, calcium hydroxide dissolved in the adhering water is simultaneously removed. As long as the calcium hydroxide contained in the adhered water is also removed at the same time as the adhered water, the method is not limited to the above method, and can be adopted as a method for removing the adhered water from the steelmaking slag in the present invention. The adhering water removal step may be performed simultaneously when a predetermined amount of slag is cut out from the slag mountain, or may be performed on a predetermined amount of steelmaking slag after being cut out.
本発明においては、付着水の除去処理を施した後、製鋼スラグ中の付着水が所定値以下であることを確認するために、付着水除去処理を施した後の製鋼スラグから付着水測定用のサンプルを採取し、付着水量を測定し、付着水量を確認する。付着水が１０質量％を超える場合には、再度、付着水除去処理を施し、付着水量を１０質量％以下、望ましくは５質量％以下に調製する。 In the present invention, after the treatment to remove the adhering water, in order to confirm that the adhering water in the steelmaking slag is not more than a predetermined value, the adhesion water is measured from the steelmaking slag after the adhering water removal treatment. A sample is taken and the amount of attached water is measured to confirm the amount of attached water. When adhering water exceeds 10 mass%, an adhering water removal process is performed again and the amount of adhering water is adjusted to 10 mass% or less, desirably 5 mass% or less.
本発明者らは、付着水量を３〜３０質量％の範囲で複数水準に変更したビーカー試験において、付着水量が５質量％以下であれば確実に白濁現象が防止され、一方、付着水量が１８質量％以上になれば白濁現象が生じることを確認している。また、付着水量が１０質量％の場合には、白濁現象は発生しないか、白濁現象が起こっても白濁化が少ないことを確認している。そこで、本発明では、白濁現象の境界値として付着水量が１０質量％以下を規定した。更に、付着水のｐＨが１０以上であると、この製鋼スラグを海域で使用すれば、海水のｐＨが上昇し、白濁現象を発生させることになるため、付着水のｐＨが１０以上の製鋼スラグへ適用することが好ましい。 In the beaker test in which the amount of adhering water was changed to a plurality of levels in the range of 3 to 30% by mass, the present inventors reliably prevented the clouding phenomenon if the amount of adhering water was 5% by mass or less, while the amount of adhering water was 18%. It has been confirmed that white turbidity occurs when the content is higher than mass%. In addition, when the amount of adhering water is 10% by mass, it has been confirmed that the white turbidity phenomenon does not occur or the white turbidity is small even if the white turbidity phenomenon occurs. Therefore, in the present invention, the amount of adhering water is defined as 10% by mass or less as the boundary value of the cloudiness phenomenon. Further, when the steelmaking slag is used in the sea area when the pH of the adhering water is 10 or more, the pH of the seawater rises and a white turbidity phenomenon occurs. It is preferable to apply to.
このようにして、付着水量を１０質量％以下、好ましくは５質量％以下に調製した製鋼スラグを、海域での土木建築材料或いは環境改善材料として利用する。 Thus, the steelmaking slag prepared so that the amount of adhering water is 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less is used as a civil engineering building material or environmental improvement material in the sea area.
以上説明したように、本発明によれば、製鋼スラグ中の高アルカリ性の付着水の量を１０質量％以下に調製するので、製鋼スラグの組成の如何に拘わらず、この製鋼スラグが海水に投入されても、製鋼スラグとともに投入されるアルカリ分が少なく、海水のアルカリ化が抑制され、海水のｐＨは白濁現象が発生するまでには上昇せず、その結果、製鋼スラグによる白濁現象が防止される。 As described above, according to the present invention, since the amount of highly alkaline adhering water in the steelmaking slag is adjusted to 10% by mass or less, this steelmaking slag is thrown into seawater regardless of the composition of the steelmaking slag. However, the amount of alkali added together with the steelmaking slag is small, the alkalinization of the seawater is suppressed, and the pH of the seawater does not rise until the clouding phenomenon occurs, and as a result, the clouding phenomenon caused by the steelmaking slag is prevented. The
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