JP2015160920A - Acid soil conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acid soil conditioner which does not supply excessive alkali and can supply alkali autonomously according to change of a quality of soil and can hold a pH of the soil within a certain width steadily for a long term.SOLUTION: A powder, granular or aggregated alkali material has chitosan coating on a surface thereof. Because the chitosan coating is solid and kept stably in alkali environment, and is not solidified in acidic environment when contacting soil is acidity, alkali is supplied to neighboring by losing the solid chitosan coating and exposing the alkali material to the environment, and the acidity of the soil can be improved.

Description

本発明は、酸性土壌を改良して中性域などに保持するための土壌改良材であって、特に、鉄鋼製造プロセスの副産物である鉄鋼スラグのアルカリ性を制御して活用することができる酸性土壌改良材に関する。   The present invention is a soil improvement material for improving acidic soil and maintaining it in a neutral region or the like, and in particular, acidic soil that can be used by controlling the alkalinity of steel slag, which is a byproduct of the steel manufacturing process. It relates to the improved material.

日本の土壌の多くは酸性土壌であるといわれており、地域によっては強酸性を示す土壌もあることが知られている。この原因は、土中に含まれる硫化物が酸化することによって、酸性硫酸土壌になるためであるといわれている(例えば、材料,Vol.53,pp.1351-1358(2004))。また、それ以外にも、人工林の土壌が管理条件によって酸性化するとの知見もある。これに加えて、近年では酸性雨問題が顕在化しており、これによる土壌の酸性化も進んでいる。   Most of Japan's soils are said to be acidic soils, and it is known that some soils exhibit strong acidity in some areas. This cause is said to be due to oxidation of sulfide contained in the soil to become acidic sulfuric acid soil (for example, Materials, Vol. 53, pp. 1351-1358 (2004)). In addition, there is also knowledge that soil in planted forests is acidified depending on management conditions. In addition to this, the problem of acid rain has become apparent in recent years, and the acidification of soil due to this has also progressed.

土壌が過度に酸性となった場合、植物の生育に障害が発生するため、適切な土壌改良が必要となる。代表的な方法としては、アルカリ資材を土壌に供給して改善する方法があり、このほかにアルカリ土壌と有機物資材を混合して酸性遮断層をつくる方法も提案されている。特に前者は簡便で有効な方法であるが、アルカリ資材を過度に供給すると土壌pHがアルカリ側に変化してしまい、逆効果になってしまうという問題があった。   If the soil becomes too acidic, plant growth will be impaired, and appropriate soil improvement is required. As a typical method, there is a method of improving by supplying alkaline material to the soil, and in addition, a method of forming an acidic barrier layer by mixing alkaline soil and organic material has been proposed. In particular, the former is a simple and effective method, but if alkaline material is excessively supplied, there is a problem that the soil pH changes to the alkali side, which is counterproductive.

製鋼スラグは、成分中にカルシウムを多量に含むため、アルカリ資材としての利用が可能である。例えば、特許文献1では、整粒した製鋼スラグを酸性化する恐れのある土壌、または酸性化した土壌に供給することにより、酸性化防止と重金属の溶出抑制ができるとしている。しかし、この発明でのpH範囲は6〜13であり、過剰なアルカリ供給に対する対応は、スラグの整粒だけでは実現できないことが示唆されている。また、特許文献2では、転炉スラグ及びバーク堆肥を含有する有機質資材と種子とを混合撹拌してなる客土を酸性緩和基盤材とする方法を提案している。この方法は、土壌pHが著しく低下して機能不全となっている土壌構造を対象としていることから、そのような土壌には有効に作用するものと推定されるが、それほど酸性ではない土壌や、今後酸性になる可能性がある土壌を改良することは難しい。   Since steelmaking slag contains a large amount of calcium in its components, it can be used as an alkaline material. For example, Patent Document 1 states that acidification can be prevented and elution of heavy metals can be suppressed by supplying sized steelmaking slag to soil that may be acidified or acidified soil. However, the pH range in the present invention is 6 to 13, and it is suggested that the response to the excessive alkali supply cannot be realized only by slag sizing. Further, Patent Document 2 proposes a method in which a guest soil obtained by mixing and stirring an organic material containing converter slag and bark compost and seeds is used as an acid relaxation base material. This method is intended to work on soil structures that are dysfunctional due to significantly reduced soil pH, so it is presumed to work effectively on such soils, but not so acidic soils, It is difficult to improve soil that may become acidic in the future.

特開2000−282034号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-282034 特許第5179456号公報Japanese Patent No. 5179456

上述したように、アルカリ資材を混合して酸性土壌を改良する方法がもっとも簡便で効果的であるが、添加量が直接アルカリ供給量につながるため、土質が経時的に変化したり、或いは場所により土質に変動がある場合には、十分に対応できないという問題があった。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、過剰なアルカリを供給することがなく、しかも、土質が変化した場合でも、それに応じて自律的にアルカリ供給ができ、これにより、長期的に土壌のpHをある一定の幅に安定的に保持することができる酸性土壌改良材を提供することにある。
As described above, the method of improving acidic soil by mixing alkaline materials is the simplest and most effective, but the amount of addition directly leads to the amount of alkali supply, so the soil quality may change over time, or depending on the location There was a problem that it could not be adequately handled when there was a change in soil quality.
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, without supplying excessive alkali, and even when the soil quality changes, the alkali can be supplied autonomously accordingly. Thus, an object of the present invention is to provide an acidic soil improving material capable of stably maintaining the pH of the soil in a certain range over a long period of time.

本発明者らは、上記課題を解決する手法について検討を重ねた結果、次のような着想を得た。鉄鋼スラグのようなアルカリ供給源となる材料(以下、「鉄鋼スラグ」を例に説明する)を何らかの物質で被覆することで、アルカリの供給を抑止するとともに、おかれた環境がある程度過剰な酸性である場合には、その被覆が崩壊もしくは溶解することによって鉄鋼スラグが露出し、初めてアルカリを供給できるようになる、という機構である。加えて、これを土中に一定量混合させた場合、酸性化が進んだエリアでまず被覆が取れてアルカリが供給され、その結果、周辺の土壌が中性〜弱アルカリ化することで、他の混合してある鉄鋼スラグの被覆は保護され、そこからはアルカリは供給されなくなる。これによって、過剰なアルカリになることも回避され、且つ、これが段階的に進むことによって、長期的に土壌のpHを一定の幅に安定的に保持することが可能となる。   The inventors of the present invention have studied the technique for solving the above-mentioned problems, and as a result, have obtained the following idea. By covering a material that is an alkali source such as steel slag (hereinafter, “steel slag” will be described as an example) with some substance, the supply of alkali is suppressed and the environment in which the environment is placed is excessively acidic. In this case, the steel slag is exposed by the collapse or dissolution of the coating, and the alkali can be supplied for the first time. In addition, when a certain amount of this is mixed in the soil, the cover is first removed and the alkali is supplied in the area where acidification has progressed, and as a result, the surrounding soil becomes neutral to weakly alkaline, The coating of the steel slag mixed with is protected and no alkali is supplied from there. Accordingly, excessive alkali is avoided, and by proceeding in stages, it becomes possible to stably maintain the pH of the soil in a certain range for a long time.

以上を実現するためには、鉄鋼スラグ表面に安定した皮膜を形成することができるとともに、ある程度過剰な酸性環境におかれた場合に崩壊もしくは溶解するような皮膜材料を見出すことが必要となる。また、土質材であるので、経済合理性も同時に必要となる。
従来、鉄鋼スラグの被覆技術が幾つか提案されている。例えば、特開2004−313818号公報には、製鋼スラグをセメント系化合物で被覆する方法が開示されており、製鋼スラグに比べてpH上昇が抑制されるような傾向が示されているが、セメントそのものが強アルカリ性の材料であり、常に過剰のアルカリを供給することとなるため、本発明の課題を解決する方法としては適していない。
In order to realize the above, it is necessary to find a coating material that can form a stable coating on the surface of the steel slag and that disintegrates or dissolves in an excessively acidic environment. Moreover, since it is a soil material, economic rationality is also required at the same time.
Conventionally, several coating techniques for steel slag have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-313818 discloses a method of coating steelmaking slag with a cement-based compound, and shows a tendency that pH increase is suppressed as compared with steelmaking slag. Since the material itself is a strongly alkaline material and always supplies an excessive amount of alkali, it is not suitable as a method for solving the problems of the present invention.

また、鉄鋼スラグを炭酸化処理する方法が知られており、この方法によれば、スラグ表面に炭酸カルシウム等の皮膜が形成される。炭酸カルシウムそのものは酸性になった場合に溶解が進むため、実際の土壌の酸性改良にも用いられており、炭酸カルシウムでスラグ表面をうまく全域が皮膜できれば機能する可能性がある。また、炭酸カルシウムは弱アルカリ性であるため、通常の鉄鋼スラグを混合する場合に比べて、穏便なpH改善効果が得られることが期待できる。しかしながら、炭酸化皮膜はCOガスがスラグの表面付着水を通じて反応することで形成されるものであること、鉄鋼スラグには様々な鉱物相が存在しており、そのなかには炭酸化しやすい相と炭酸化しにくい相が混在していること、などの理由から炭酸化皮膜をスラグ表面全体に安定して形成することが難しい場合が多く、結果として、母材の鉄鋼スラグが部分的に露出してしまう可能性が高く、pH感受性のあるカプセル材としての効果はやや小さくなる。 Moreover, the method of carbonating steel slag is known, and according to this method, a film such as calcium carbonate is formed on the slag surface. Since calcium carbonate itself dissolves when it becomes acidic, it is also used to improve the acidity of the actual soil. If calcium carbonate can coat the entire surface of the slag well, it may function. Moreover, since calcium carbonate is weakly alkaline, it can be expected that a mild pH improving effect can be obtained as compared with the case of mixing ordinary steel slag. However, the carbonized film is formed by the reaction of CO 2 gas through the water adhering to the surface of the slag, and various mineral phases exist in steel slag. In many cases, it is difficult to stably form a carbonized film on the entire slag surface due to the presence of difficult-to-form phases. As a result, the steel slag of the base material is partially exposed. The effect as a capsule material having high possibility and pH sensitivity is slightly reduced.

上述した方法以外に、バイオフィルムという有機系の皮膜を形成させる方法も提案されている。この方法は、養分を与えることでスラグ表面全体にバイオフィルムを順次生成させていき、死骸も含めて表面を覆う技術である。この技術は、有効に機能させることができれば、最初はスラグの表面を完全には覆い切れていない場合でも、最終的にはほぼ全体を被覆することが可能であると考えられる。ところが、微生物には初期のアルカリが比較的強い環境で生存できるものはあまり多くなく、鉄鋼スラグに対してバイオフィルムを発達させることが容易ではない場合も多くあることが判った。また、pHが酸性になったときに膜がなくなるかどうかは、微生物に依存するため、使用環境の影響が大きくなる可能性があり、安定した効果が期待できないという問題もある。   In addition to the method described above, a method of forming an organic film called a biofilm has also been proposed. This method is a technique in which a biofilm is sequentially formed on the entire surface of the slag by providing nutrients, and covers the surface including dead bodies. If this technique can function effectively, it will eventually be possible to cover almost entirely even if the slag surface is not completely covered at first. However, it was found that there are not many microorganisms that can survive in an environment where the initial alkali is relatively strong, and there are many cases where it is not easy to develop a biofilm for steel slag. In addition, since whether or not the film disappears when the pH becomes acidic depends on microorganisms, there is a possibility that the influence of the use environment may increase, and a stable effect cannot be expected.

以上のような従来技術に対して、本発明者らは、鉄鋼スラグ表面に安定した皮膜を形成でき、且つ、酸性になった際に溶解もしくは崩壊する皮膜材料として、高分子物質であるキトサンが有望であることを見出した。キトサンは、カニやエビのような甲殻類などに含まれるキチンを処理して製造される高分子であり、生態親和性が高く低毒性の物質である。例えば、キトサンを溶液状としたものを乾燥させれば皮膜状のものが形成可能となる。キトサンは弱酸性で溶液状態とすることができるが、これをアルカリ性に振ると、ゲル化が進行し固体化する。すなわち、キトサンを溶液状態として、これを鉄鋼スラグ表面に付着させる(例えば散布する)と、鉄鋼スラグから溶出するアルカリの作用によってキトサンが固体化し、鉄鋼スラグの表面に比較的緻密でアルカリ溶出を効果的に抑制できる安定した皮膜(キトサン皮膜)が形成されることを見出した。さらに、この皮膜を酸性環境においた場合、膜が段階的に(若しくは徐々に)なくなってスラグからアルカリが供給されることが判明した。   In contrast to the prior art as described above, the present inventors have been able to form a stable film on the surface of steel slag, and as a film material that dissolves or disintegrates when it becomes acidic, chitosan, which is a polymer substance, is used. I found it promising. Chitosan is a polymer produced by processing chitin contained in crustaceans such as crabs and shrimps, and has high ecological affinity and low toxicity. For example, if a chitosan solution is dried, a film can be formed. Chitosan is weakly acidic and can be made into a solution state, but if this is shaken alkaline, gelation proceeds and solidifies. That is, when chitosan is made into a solution state and adhered to the surface of steel slag (for example, sprayed), chitosan is solidified by the action of alkali eluted from the steel slag, and the surface of the steel slag is relatively dense and effective in alkali elution. It has been found that a stable film (chitosan film) that can be suppressed is formed. Furthermore, it was found that when this film was placed in an acidic environment, the film disappeared stepwise (or gradually) and alkali was supplied from the slag.

本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[1]粉粒状又は塊状のアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を有することを特徴とする酸性土壌改良材。
[2]上記[1]の酸性土壌改良材において、アルカリ資材表面におけるキトサン皮膜の非形成部位に、アルカリ資材成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成されていることを特徴とする酸性土壌改良材。
[3]上記[1]の酸性土壌改良材において、炭酸化処理したアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を有することを特徴とする酸性土壌改良材。
The present invention has been made on the basis of the above-described findings and has the following gist.
[1] An acidic soil improving material having a chitosan film on the surface of a powdery or massive alkaline material.
[2] The acidic soil improvement material according to [1] above, wherein a carbonated film formed by carbonation of an alkaline material component is formed at a non-formation site of the chitosan film on the surface of the alkaline material. Improvement material.
[3] The acidic soil improver according to the above [1], which has a chitosan film on the surface of a carbonated alkaline material.

[4]上記[1]〜[3]のいずれかの酸性土壌改良材において、アルカリ資材が鉄鋼スラグであることを特徴とする酸性土壌改良材。
[5]上記[4]の酸性土壌改良材において、鉄鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、脱炭炉スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする酸性土壌改良材。
[6]粉粒状又は塊状のアルカリ資材にキトサン溶液を付着させることにより、アルカリ資材の表面にキトサン皮膜を形成させることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[7]上記[6]の製造方法において、キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を炭酸化処理することを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[4] The acidic soil improvement material according to any one of the above [1] to [3], wherein the alkaline material is steel slag.
[5] The acidic soil improvement material according to [4], wherein the steel slag is at least one selected from hot metal pretreatment slag and decarburization furnace slag.
[6] A method for producing an acidic soil improving material, wherein a chitosan film is formed on the surface of an alkaline material by adhering a chitosan solution to the granular or massive alkaline material.
[7] A method for producing an acidic soil improving material according to [6], wherein the alkaline material having a chitosan solution attached thereto or the alkaline material having a chitosan film formed on the surface thereof is carbonized.

[8]上記[6]の製造方法において、キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を6ヶ月以上大気エージングすることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[9]上記[6]の製造方法において、事前に炭酸化処理したアルカリ資材にキトサン溶液を付着させることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[10]上記[6]〜[9]のいずれかの製造方法において、アルカリ資材が鉄鋼スラグであることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[11]上記[10]の製造方法において、鉄鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、脱炭炉スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。
[8] The method for producing an acidic soil improving material according to the above [6], wherein the alkali material having a chitosan solution attached thereto or the alkali material having a chitosan film formed on the surface is aged for 6 months or more. .
[9] The method for producing an acidic soil improving material according to the above [6], wherein the chitosan solution is attached to an alkaline material that has been previously carbonized.
[10] The method for producing an acidic soil improving material according to any one of the above [6] to [9], wherein the alkaline material is steel slag.
[11] The method for producing an acidic soil improver according to [10], wherein the steel slag is at least one selected from hot metal pretreatment slag and decarburization furnace slag.

本発明の酸性土壌改良材は、アルカリ資材の表面に形成されるキトサン皮膜が、アルカリ環境では固体状に安定して維持され、酸性環境では非固体化する皮膜であるため、接触する土壌が酸性の場合には、固体状のキトサン皮膜が失われてアルカリ資材が環境曝露されることにより周辺にアルカリが供給され、土壌の酸性を改良する(例えば中性化ないし弱アルカリ化)ことができる。また、以上のメカニズムにより、一部の土壌改良材によってその周辺の酸性土壌が改良された場合、その周辺は中性から弱アルカリ性となるため、周囲に存在する他の土壌改良材は、アルカリ資材がキトサン皮膜で被覆された状態のまま維持され、これにより、一度に多量のアルカリが供給されることが回避される。このため、酸性が強くなったときに始めて改善効果が発現し、且つ長期的に土壌のpHを一定の幅に安定的に保持することが可能となる。   In the acidic soil improvement material of the present invention, the chitosan film formed on the surface of the alkaline material is a film that is stably maintained in a solid state in an alkaline environment and non-solidified in an acidic environment. In this case, the solid chitosan film is lost and the alkaline material is exposed to the environment, so that alkali is supplied to the surrounding area, and the acidity of the soil can be improved (for example, neutralization or weak alkalinization). In addition, when the acid soil around the soil is improved by some soil amendments due to the above mechanism, the surroundings become neutral to weakly alkaline. Is kept covered with the chitosan coating, thereby avoiding the supply of a large amount of alkali at once. For this reason, the improvement effect is exhibited only when the acidity becomes strong, and the pH of the soil can be stably maintained within a certain range for a long time.

また、キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を、炭酸化処理又は一定期間大気エージングすることにより得られる酸性土壌改良材は、アルカリ資材表面におけるキトサン皮膜の非形成部位(皮膜欠陥部)に、アルカリ資材成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成されたものとなり、キトサン皮膜の形成ムラによる脆弱部が強化されるため、アルカリ供給がより適切に制御されるものとなる。
また、事前に炭酸化処理したアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を形成させた酸性土壌改良材も、アルカリ資材表面におけるキトサン皮膜の非形成部位(皮膜欠陥部)に、アルカリ資材成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成されたものとなり、キトサン皮膜の形成ムラによる脆弱部が強化されるため、アルカリ供給がより適切に制御されるものとなる。
In addition, an acidic soil improvement material obtained by subjecting an alkaline material to which a chitosan solution is adhered or an alkaline material having a chitosan film formed on the surface to carbonation treatment or atmospheric aging for a certain period of time is a non-chitosan film on the surface of the alkaline material. Since the carbonized film generated by carbonation of the alkaline material component is formed at the formation site (film defect part) and the weak part due to uneven formation of the chitosan film is strengthened, the alkali supply is controlled more appropriately. Will be.
In addition, an acidic soil improvement material in which a chitosan film is formed on the surface of an alkaline material that has been pre-carbonized is also generated by carbonation of the alkaline material component at the non-formation part (film defect part) of the chitosan film on the surface of the alkaline material. The carbonized film thus formed is formed, and the weakened part due to the uneven formation of the chitosan film is strengthened, so that the alkali supply is more appropriately controlled.

表面にキトサン皮膜を形成させた製鋼スラグを、初期pHを4.0、5.0、6.5にそれぞれ調整した水溶液に浸漬して、タンクリーチング試験法(JIS K0058−1)による溶出試験を実施し、浸漬時間によるpHの変化を調べた結果を示すグラフA steelmaking slag having a chitosan film formed on the surface is immersed in an aqueous solution whose initial pH is adjusted to 4.0, 5.0, or 6.5, respectively, and an elution test is performed by a tank leaching test method (JIS K0058-1). The graph which shows the result which carried out and examined the change of pH by immersion time 実施例1で得られた本発明の土壌改良材を混合した土壌、未処理の製鋼スラグを混合した土壌などの試料に対して、pH2.5の水溶液を滴下し、その透過水のpHを測定した試験において、水溶液の投入総量に対する透過水のpHの推移を示すグラフAn aqueous solution of pH 2.5 was added dropwise to a sample such as soil mixed with the soil improving material of the present invention obtained in Example 1 and soil mixed with untreated steelmaking slag, and the pH of the permeated water was measured. Graph showing the transition of the pH of the permeated water relative to the total amount of the aqueous solution charged 実施例2で得られた本発明の土壌改良材を混合した土壌、未処理の製鋼スラグを混合した土壌などの試料に対して、pH6の水溶液を滴下し、その透過水のpHを測定した試験において、水溶液の投入総量に対する透過水のpHの推移を示すグラフA test in which an aqueous solution of pH 6 was added dropwise to a sample such as soil mixed with the soil improvement material of the present invention obtained in Example 2, soil mixed with untreated steelmaking slag, and the pH of the permeated water was measured. Showing the transition of the pH of the permeated water with respect to the total amount of the aqueous solution added

本発明の酸性土壌改良材は、鉄鋼スラグのような粉粒状又は塊状のアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を有するものであり、このような酸性土壌改良材は、粉粒状又は塊状のアルカリ資材にキトサン溶液を付着させ、アルカリ資材の表面にキトサン皮膜を形成させることにより製造される。
以下、アルカリ資材が鉄鋼スラグである場合を例に説明する。
鉄鋼スラグは、CaO成分、MgO成分を多量に含んでおり、その表面と水が接触した際、これらの成分が水と反応してOH−イオンを生成し、これが周辺のpHを上昇させる。したがって、鉄鋼スラグ粒子の表面を、アルカリ環境では安定した固体の状態を維持し、酸性環境において溶解する材料により安定的に被覆できれば、酸性環境でのみアルカリを供給するような、土質に応じて自律的にアルカリ供給できる土壌改良材とすることができる。
The acidic soil improving material of the present invention has a chitosan film on the surface of a granular or massive alkaline material such as steel slag, and such an acidic soil improving material is a chitosan on a granular or massive alkaline material. It is produced by attaching a solution and forming a chitosan film on the surface of the alkaline material.
Hereinafter, a case where the alkaline material is steel slag will be described as an example.
Steel slag contains a large amount of CaO component and MgO component, and when the surface and water come into contact with each other, these components react with water to generate OH- ions, which raise the surrounding pH. Therefore, if the surface of iron and steel slag particles can be stably covered with a material that maintains a stable solid state in an alkaline environment and dissolves in an acidic environment, the surface of the steel slag particles is autonomous depending on the soil condition, supplying alkali only in an acidic environment. It can be set as the soil improvement material which can supply alkali alkaline.

キトサン皮膜を形成した鉄鋼スラグの性能(作用効果)を調べるため、次のような試験を行った。キトサンを有機酸に溶解させ、キトサン濃度1mass%に調整した溶液を、塩基度(CaO/SiO)3.5の製鋼スラグ(粒径5〜30mm)に散布し、これを大気中で3日間養生し、スラグ粒子表面にキトサン皮膜を形成させた。この製鋼スラグを、pHを4.0、5.0、6.5にそれぞれ調整した水溶液(pHはイオン交換水に硫酸を添加して調整)に、液固比が10:1になるように浸漬し、撹拌翼により回転数200rpmで撹拌するタンクリーチング試験法(JIS K0058−1)による溶出試験を実施し、浸漬時間によるpHの変化を調べた。その結果を図1に示す。 In order to investigate the performance (effect) of steel slag having a chitosan film, the following tests were conducted. A solution prepared by dissolving chitosan in an organic acid and adjusting the chitosan concentration to 1 mass% is sprayed on steelmaking slag (particle size 5 to 30 mm) having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 3.5, and this is applied in the atmosphere for 3 days. Cured to form a chitosan film on the surface of the slag particles. The steelmaking slag was adjusted to an aqueous solution (pH was adjusted by adding sulfuric acid to ion-exchanged water) adjusted to pH 4.0, 5.0, and 6.5 so that the liquid-solid ratio was 10: 1. An elution test by a tank leaching test method (JIS K0058-1) in which the sample was immersed and stirred at a rotational speed of 200 rpm with a stirring blade was performed, and the change in pH due to the immersion time was examined. The result is shown in FIG.

図1によると、水溶液の初期pHが6を超える(pH6.5)の場合には、pH9をやや超える程度までしか上昇していない。これは、浸漬初期には微量のアルカリ分が溶出するが、その後はキトサン皮膜によってアルカリ分の溶出が抑えられるためであると考えられる。また、浸漬初期での微量のアルカリ分の溶出は、キトサン皮膜形成の際にスラグから拡散したカルシウムなどのアルカリ成分がキトサン皮膜中に含まれ、浸漬初期にこのアルカリ成分が溶け出すためであると考えられる。一方、水溶液の初期pH4.0、5.0のような酸性環境の場合には、それに応じてpHが下がるのではなく、逆にpHが11程度まで上昇している。これは、酸性環境にキトサン皮膜をさらすことによって、皮膜が除かれ、内部の製鋼スラグが直接水に接触して、アルカリが外部に供給されるためであると考えられる。   According to FIG. 1, when the initial pH of the aqueous solution exceeds 6 (pH 6.5), the pH only rises to a level slightly exceeding pH 9. This is considered to be because a trace amount of alkali is eluted at the initial stage of immersion, but thereafter the elution of alkali is suppressed by the chitosan film. In addition, the elution of a trace amount of alkali components at the initial stage of immersion is because the chitosan film contains alkali components such as calcium diffused from the slag during the formation of the chitosan film, and this alkaline component dissolves at the initial stage of immersion. Conceivable. On the other hand, in the case of an acidic environment such as the initial pH 4.0 or 5.0 of the aqueous solution, the pH does not drop accordingly, but conversely the pH rises to about 11. This is considered to be because the film is removed by exposing the chitosan film to an acidic environment, the steelmaking slag inside is in direct contact with water, and alkali is supplied to the outside.

したがって、キトサン皮膜を有する鉄鋼スラグが酸性土壌に接した場合、或いは、酸性土壌の影響を強く受けた場合、その鉄鋼スラグの固体状のキトサン皮膜が失われて鉄鋼スラグが環境曝露されることにより周辺にアルカリが供給され、土壌の酸性を改良する(例えば中性化ないし弱アルカリ化)ことができる。また、一部の土壌改良材によってその周辺の酸性土壌が改良された場合、その周辺に存在する他の土壌改良材は、鉄鋼スラグがキトサン皮膜で被覆された状態のまま維持されるため、一度に多量のアルカリが供給されることが回避される。このため、酸性が強くなったときに始めて改善効果が発現し、且つ長期的に土壌のpHを一定の幅に安定させることが可能となる。   Therefore, when steel slag with a chitosan film comes into contact with acidic soil or when it is strongly affected by acidic soil, the solid chitosan film of the steel slag is lost and the steel slag is exposed to the environment. Alkali is supplied to the surrounding area, and the acidity of the soil can be improved (for example, neutralization or weak alkalinization). In addition, when some soil amendments improve the surrounding acidic soil, other soil amendments present in the vicinity are maintained once the steel slag is covered with the chitosan film. It is avoided that a large amount of alkali is supplied. For this reason, the improvement effect is exhibited only when the acidity becomes strong, and it becomes possible to stabilize the pH of the soil in a certain range over a long period of time.

本発明において、キトサン皮膜を形成させるアルカリ資材としては、Caイオン、Mgイオンなどのアルカリ供給能があり且つ粉粒状又は塊状であれば、特に種類に制限はない。例えば、石灰石、炭酸カルシウム、コンクリートガラ(廃材)、貝殻、珊瑚屑、鉄鋼スラグなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらのアルカリ資材の1種以上を用いることができる。また、特に鉄鋼スラグは、各種微量成分が含まれることで土壌の肥料としても有効であることが知られており、より望ましい。
鉄鋼スラグは、アルカリ供給ができるものであればよいので、高炉スラグ、製鋼スラグともに対象となる。但し、土壌のアルカリ改善効果を考えた場合、より塩基度(CaO/SiO)が高い製鋼スラグが望ましい。
In the present invention, the alkaline material for forming the chitosan film is not particularly limited in type as long as it has an ability to supply alkali such as Ca ions and Mg ions and is in the form of particles or lumps. Examples include, but are not limited to, limestone, calcium carbonate, concrete glass (waste material), shells, sawdust, and steel slag. One or more of these alkaline materials can be used. In particular, steel slag is known to be effective as a soil fertilizer because it contains various trace components, and is more desirable.
Since steel slag is only required to be supplied with alkali, both blast furnace slag and steelmaking slag are targeted. However, when considering the alkali improvement effect of the soil, steelmaking slag having a higher basicity (CaO / SiO 2 ) is desirable.

製鋼スラグとしては、溶銑予備処理スラグ(脱燐スラグ、脱硫スラグなど)、転炉などの脱炭炉で発生する脱炭炉スラグ、電気炉スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの製鋼スラグの1種以上を用いることができる。なお、これらの中でも塩基度(CaO/SiO)が3を超えるものは、遊離CaOを含有している場合が多く、周辺へのアルカリ供給能力も大きいため、本発明の対象としては適している。但し、塩基度が5を超えるようなものは、キトサン皮膜の有無にかかわらず体積安定性を確保することが難しくなるので、製鋼スラグの塩基度は5以下が望ましい。 Examples of steelmaking slag include hot metal pretreatment slag (dephosphorization slag, desulfurization slag, etc.), decarburization slag generated in decarburization furnaces such as converters, electric furnace slag, secondary refining slag, ingot slag, etc. However, it is not limited to these. One or more of these steelmaking slags can be used. Of these, those having a basicity (CaO / SiO 2 ) of more than 3 often contain free CaO and have a large ability to supply alkali to the periphery, and therefore are suitable as the object of the present invention. . However, when the basicity exceeds 5, it is difficult to ensure volume stability regardless of the presence or absence of the chitosan film, so the basicity of the steelmaking slag is preferably 5 or less.

また、製鋼スラグのなかでも、土工用材などに適した塊状もしくは粉粒用材料として生産されていること、塩基度が比較的安定していることなどの理由から、特に溶銑予備処理スラグ、脱炭炉スラグが好ましく、これらの1種以上を用いるのが好ましい。
製鋼スラグは、粉粒状、塊状のいずれでもよいが、土壌改良材はそのまま土壌の一部となることを考えると、粒径は30mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。また、他のアルカリ資材についても同様である。
Also, among steelmaking slag, it is produced as a lump or powder material suitable for earthwork materials, etc., and the basicity is relatively stable. Furnace slag is preferred, and one or more of these are preferably used.
The steelmaking slag may be either granular or lump-shaped, but considering that the soil improvement material becomes part of the soil as it is, the particle size is preferably 30 mm or less, and more preferably 5 mm or less. The same applies to other alkaline materials.

本発明の酸性土壌改良材において、鉄鋼スラグ(アルカリ資材)表面のキトサン皮膜は、粉粒状又は塊状の鉄鋼スラグにキトサン溶液を付着させることにより得ることができる。通常、キトサン溶液を付着させた後には、通常、養生を行う。
鉄鋼スラグにキトサン溶液を供給し、スラグ表面に付着させる(スラグ表面を濡らす)方法は任意であるが、通常は、鉄鋼スラグにキトサン溶液を散布し又は鉄鋼スラグをキトサン溶液に浸漬する方法が採られる。キトサン溶液のキトサン濃度については、濃度が低すぎると皮膜の被覆度が十分に確保できない。この観点から、キトサン濃度は0.1mass%以上が好ましい。一方、溶液のキトサン濃度が高いほど皮膜厚を確保できるが、濃度が高すぎると粘性が高まり、皮膜を効率よく形成することが難しくなる。この観点からは、キトサン濃度は3mass%以下が好ましく、1mass%以下がより好ましい。
In the acidic soil improving material of the present invention, the chitosan film on the surface of steel slag (alkaline material) can be obtained by attaching a chitosan solution to a granular or massive steel slag. Usually, after the chitosan solution is attached, curing is usually performed.
The method of supplying the chitosan solution to the steel slag and adhering it to the slag surface (wetting the slag surface) is arbitrary, but usually the method of spraying the chitosan solution on the steel slag or immersing the steel slag in the chitosan solution is adopted. It is done. As for the chitosan concentration of the chitosan solution, if the concentration is too low, the coating degree of the film cannot be secured sufficiently. From this viewpoint, the chitosan concentration is preferably 0.1 mass% or more. On the other hand, the higher the chitosan concentration of the solution, the more the film thickness can be secured. However, when the concentration is too high, the viscosity increases and it is difficult to efficiently form the film. From this viewpoint, the chitosan concentration is preferably 3 mass% or less, and more preferably 1 mass% or less.

また、鉄鋼スラグへのキトサン溶液の散布量は、スラグ表面がほぼ安定してキトサン溶液に覆われる程度が望ましく、溶液質量が鉄鋼スラグの1mass%以上が望ましい。特に、粉分が多い鉄鋼スラグについては、1mass%程度では十分でない場合があり、その場合には3mass%以上が望ましい。上限は特にないが、余剰にあっても反応に関与しない溶液が周辺に残るため、15mass%程度を目安とするのが良い。
また、鉄鋼スラグにキトサン溶液を散布する方法では、キトサン溶液がスラグ全体に行き渡るようにするため、溶液散布後の鉄鋼スラグをミキサーや撹拌機などで撹拌してもよい。
The amount of chitosan solution applied to the steel slag is desirably such that the surface of the slag is almost stably covered with the chitosan solution, and the mass of the solution is preferably 1 mass% or more of the steel slag. In particular, about steel slag with much powder content, about 1 mass% may not be enough, and in that case, 3 mass% or more is desirable. Although there is no particular upper limit, a solution that does not participate in the reaction remains in the periphery even if there is a surplus, so about 15 mass% is a good guideline.
Further, in the method in which the chitosan solution is sprayed on the steel slag, the steel slag after the solution spraying may be stirred with a mixer or a stirrer so that the chitosan solution is spread over the entire slag.

キトサンは、カニやエビのような甲殻類などに含まれるキチンを処理して製造される高分子であるが、キトサンそのものは水にほとんど不溶であり、キトサン溶液としては、キトサンを酸(弱酸性溶液)に溶解させて溶液としたものを用いる。酸の種類は、塩酸、硝酸などの無機酸、酢酸、乳酸、グルコン酸、リンゴ酸などの有機酸のいずれも使用できるが、溶液中のCa濃度を高く保つことができるという理由から有機酸がより望ましい。また、有機酸のなかでも酢酸および乳酸が特に好ましい。   Chitosan is a polymer produced by processing chitin contained in crustaceans such as crabs and shrimps, but chitosan itself is almost insoluble in water, and chitosan solution is made of acid (weakly acidic). A solution obtained by dissolving in (solution) is used. The acid can be any of inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid, lactic acid, gluconic acid and malic acid. However, the organic acid is used because the Ca concentration in the solution can be kept high. More desirable. Of organic acids, acetic acid and lactic acid are particularly preferred.

鉄鋼スラグにキトサン溶液を供給してスラグ表面に付着させた後、通常、養生させるが、この養生の方法は、大気中での養生、後述する炭酸化養生(炭酸化処理)などで行うことができる。養生の期間はキトサン皮膜を安定させるために、大気中であれば3日間以上、望ましくは7日間以上が好ましい。炭酸化処理などのようにガス流通効果もあって乾燥が進む場合は、6時間程度でもよい。
以上のような溶液処理と養生により、鉄鋼スラグの各スラグ粒子の表面には、キトサン皮膜が形成される。このキトサン皮膜は、この鉄鋼スラグから溶出するアルカリの効果によって、スラグ表面に付着したキトサンが固体化して形成されたものであり、比較的緻密でアルカリ溶出を効果的に抑制できるような安定した皮膜である。また、アルカリ資材が鉄鋼スラグ以外の材料の場合であっても、同様である。
After supplying chitosan solution to steel slag and attaching it to the slag surface, it is usually cured, but this curing method can be performed by curing in the air, carbonation curing (carbonation treatment) described later, etc. it can. In order to stabilize the chitosan film, the curing period is preferably 3 days or longer, preferably 7 days or longer in the atmosphere. When drying proceeds due to gas distribution effect such as carbonation treatment, it may be about 6 hours.
By the solution treatment and curing as described above, a chitosan film is formed on the surface of each slag particle of the steel slag. This chitosan film is formed by solidifying chitosan adhering to the slag surface by the effect of alkali eluted from this steel slag, and it is a relatively dense film that can effectively suppress alkali elution. It is. The same applies even when the alkaline material is a material other than steel slag.

鉄鋼スラグ(特に製鋼スラグ)は、遊離CaOなどを含むため、水と接触するとpHが12強に上昇するポテンシャルがある。本発明の酸性土壌改良材では、酸性土壌において鉄鋼スラグを被覆するキトサン皮膜が徐々に崩壊し、アルカリ溶出することで酸性土壌を改良するため、鉄鋼スラグに事前処理をすることなくキトサン皮膜を形成させたものでも特に問題はないが、この場合には、スラグ直近部はやや高いアルカリになる可能性がある。このような条件を避けたい場合には、事前に鉄鋼スラグを炭酸化処理し、この炭酸化処理した鉄鋼スラグにキトサン皮膜を形成するのが好ましい。鉄鋼スラグを事前に炭酸化させれば、遊離CaO分はCaCOとなっており、これによりアルカリ供給がより適切に制御(抑制)されたものとなる。このため、スラグ直近部のアルカリはそれほど高いものにはならず、土壌の急激な変化を緩和することができる。 Steel slag (particularly steelmaking slag) contains free CaO and the like, and therefore has the potential to increase the pH to 12 or more when it comes into contact with water. In the acidic soil improvement material of the present invention, the chitosan film covering the steel slag in the acidic soil gradually collapses, and the alkaline soil is improved by eluting the alkali. Therefore, the chitosan film is formed without pretreatment of the steel slag. Although there is no particular problem even if it has been made, in this case, there is a possibility that the portion immediately adjacent to the slag becomes a slightly higher alkali. In order to avoid such a condition, it is preferable to carbonize steel slag in advance and form a chitosan film on the carbonized steel slag. If the steel slag is carbonated in advance, the free CaO content is CaCO 3, and thereby the alkali supply is more appropriately controlled (suppressed). For this reason, the alkali of the immediate vicinity of slag does not become so high, and the rapid change of soil can be relieved.

また、より望ましい方法は、キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を炭酸化処理する方法であり、これにより、鉄鋼スラグ表面におけるキトサン皮膜の非形成部位(皮膜欠陥部)に、鉄鋼スラグ成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成(充填)された酸性土壌改良材となる。鉄鋼スラグの場合、スラグ成分であるCa又は/及びMgの炭酸化反応で炭酸カルシウム又は/及び炭酸マグネシウムが生成し、この生成物(炭酸化皮膜)がキトサン皮膜の非形成部位(皮膜欠陥部)に被覆(充填)される。これにより、キトサン皮膜と炭酸化物が複合化した皮膜(キトサンを主体とし、これに炭酸カルシウム又は/及び炭酸マグネシウムが複合化した有機−無機複合皮膜)が形成される。この有機−無機複合皮膜は、より安定な皮膜であり、膜の分解を緩和することでアルカリ供給速度をやや緩和することができる。つまり、キトサン皮膜の形成ムラによる脆弱部が炭酸化物で強化されるため、アルカリ供給がより適切に制御(抑制)されたものとなる。   A more desirable method is a method in which an alkaline material to which a chitosan solution is adhered or an alkaline material in which a chitosan film is formed on the surface is carbonized, whereby a chitosan film is not formed on the surface of the steel slag (film). It becomes an acidic soil improvement material in which a carbonized film generated by carbonation of steel slag components is formed (filled) in the defective part). In the case of steel slag, calcium carbonate and / or magnesium carbonate is produced by the carbonation reaction of Ca or / and Mg, which is a slag component, and this product (carbonized film) is a non-formation part (film defect part) of the chitosan film. Is coated (filled). As a result, a film in which a chitosan film and a carbonate are combined (an organic-inorganic composite film mainly composed of chitosan and combined with calcium carbonate and / or magnesium carbonate) is formed. This organic-inorganic composite film is a more stable film, and the alkali supply rate can be slightly reduced by relaxing the decomposition of the film. That is, since the weakened part due to the uneven formation of the chitosan film is reinforced with the carbonate, the alkali supply is more appropriately controlled (suppressed).

また、大気養生を一定期間以上実施することによっても炭酸化は進行するので、キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を一定期間以上大気エージングしてもよい。これにより、炭酸化処理したとほぼ同様の酸性土壌改良材、すなわち、鉄鋼スラグ表面におけるキトサン皮膜の非形成部位(皮膜欠陥部)に、鉄鋼スラグ成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成(充填)された複合皮膜を有する酸性土壌改良材となる。
大気エージングは、2ヶ月以上である程度の炭酸化の進行がおこるが、より安定した複合皮膜を形成するためには、6ヶ月以上の大気エージングが好ましい。
Further, since carbonation proceeds by carrying out air curing for a certain period or longer, an alkali material having a chitosan solution attached or an alkali material having a chitosan film formed on the surface may be subjected to air aging for a certain period or longer. As a result, the acid soil improvement material almost the same as the carbonation treatment, that is, the carbonized film formed by carbonation of the steel slag component is formed on the non-formation part (film defect part) of the chitosan film on the steel slag surface ( It becomes an acidic soil improvement material having a composite film filled.
Atmospheric aging causes a certain degree of carbonation to progress in 2 months or more, but in order to form a more stable composite film, atmospheric aging of 6 months or more is preferable.

事前に鉄鋼スラグを炭酸化処理する場合、キトサン処理した鉄鋼スラグを炭酸化処理する場合、のいずれの場合でも、炭酸化処理は、適当な水分量(好ましくは表面付着水を有する水分量)に調整された鉄鋼スラグにCO含有ガスを供給することによりなされる。具体的な方法としては、例えば、スラグ積み山にCO含有ガスを吹き込む方法、スラグを容器内に収納し、容器の底部から容器内のスラグにCO含有ガスを吹き込む方法、鉄鋼スラグを撹拌しながら、その容器中にCOを吹き込む方法などの方法を採ることができる。また、鉄鋼スラグを水中に浸漬させ、その水中にCO含有ガスを吹き込む方法も可能である。CO含有ガスとしては、例えば、製鉄所内の各種設備などから排出される排ガスなどが使用できる。
以上はアルカリ資材が鉄鋼スラグである場合を例に説明したが、他の材料の場合でも同様である。
When carbonizing steel slag in advance, or when carbonating steel slag that has been treated with chitosan, the carbonation should be performed with an appropriate amount of water (preferably the amount of water having surface adhering water). It is done by supplying the CO 2 containing gas to the adjusted steel slag. Specific methods include, for example, a method in which CO 2 -containing gas is blown into a slag pile, a method in which slag is housed in a container and CO 2 -containing gas is blown into the slag in the container from the bottom of the container, and steel slag is stirred. However, a method such as a method of blowing CO 2 into the container can be employed. Further, by immersing the steel slag in water, a method of blowing CO 2 containing gas to the water it is also possible. As the CO 2 -containing gas, for example, exhaust gas discharged from various facilities in the steelworks can be used.
Although the case where the alkaline material is steel slag has been described above as an example, the same applies to other materials.

[実施例1]
製鋼スラグ(脱炭炉スラグ、塩基度(CaO/SiO):3.5、粒度:0−25mm)にキトサン溶液を散布した後、養生し、本発明の土壌改良材を得た。養生は、炭酸化養生で行った。炭酸化養生は、キトサン処理した後に、容器に入れ、1気圧COで6時間処理した。
上記のようにして得られた本発明の土壌改良材を、土(関東ローム)と混合し、充填率が80%程度となるようにφ150mmのモールドに150mm厚みになるように詰め、本発明材の試料とした。ここに硫酸と硝酸を2:1の比率で混合した酸でpH2.5に調整した水溶液を滴下し、透過水のpHを測定した。また、比較として、土(関東ローム)のみの試料、無処理の製鋼スラグのみの試料についても、同様の試験を実施した。
[Example 1]
A chitosan solution was sprayed on steelmaking slag (decarburization furnace slag, basicity (CaO / SiO 2 ): 3.5, particle size: 0-25 mm) and then cured to obtain a soil improvement material of the present invention. Curing was performed by carbonation curing. The carbonation curing was treated with chitosan, placed in a container, and treated with 1 atm CO 2 for 6 hours.
The soil improvement material of the present invention obtained as described above is mixed with soil (Kanto loam) and packed in a φ150 mm mold to a thickness of 150 mm so that the filling rate is about 80%. It was set as the sample of this. An aqueous solution adjusted to pH 2.5 with an acid in which sulfuric acid and nitric acid were mixed at a ratio of 2: 1 was dropped, and the pH of the permeated water was measured. For comparison, the same test was performed on a sample of only soil (Kanto Loam) and a sample of only untreated steel slag.

図2に、水溶液の投入総水量に対する透過水のpH推移を示す。土のみの試料の場合、水溶液の投入総量が増加するに従ってpHが低下し、pH5を下回ってしまうのに対し、本発明材の試料の場合は、最初はpHがやや低いものの、一定水量を透過したのちに、pH7近傍に上昇して安定している。一方、無処理の製鋼スラグのみの試料の場合は、pHが10近くとなり、過剰なアルカリ環境となっている。   FIG. 2 shows the pH transition of the permeate with respect to the total amount of the aqueous solution charged. In the case of the soil-only sample, the pH decreases as the total amount of the aqueous solution added increases and falls below pH 5, whereas in the case of the sample of the present invention material, although the pH is slightly lower at the beginning, it passes a certain amount of water. After that, it rises to around pH 7 and is stable. On the other hand, in the case of a sample made of only untreated steelmaking slag, the pH is close to 10, which is an excessive alkaline environment.

[実施例2]
製鋼スラグ(脱炭炉スラグ、塩基度(CaO/SiO):3.5、粒度:0−25mm)にキトサン溶液を散布した後、養生し、本発明の土壌改良材を得た。養生は、炭酸化養生で行った。炭酸化養生は、キトサン処理した後に、容器に入れ、1気圧COで6時間処理した。
上記のようにして得られた本発明の土壌改良材を、土(関東ローム)と混合し、充填率が80%程度となるようにφ150mmのモールドに150mm厚みになるように詰め、本発明材の試料とした。ここにpH6のイオン交換水を滴下し、透過水のpHを測定した。また、比較として、土(関東ローム)のみの試料、無処理の製鋼スラグのみの試料、無処理の製鋼スラグを土(関東ローム)と混合した試料についても、同様の試験を実施した。
[Example 2]
A chitosan solution was sprayed on steelmaking slag (decarburization furnace slag, basicity (CaO / SiO 2 ): 3.5, particle size: 0-25 mm) and then cured to obtain a soil improvement material of the present invention. Curing was performed by carbonation curing. The carbonation curing was treated with chitosan, placed in a container, and treated with 1 atm CO 2 for 6 hours.
The soil improvement material of the present invention obtained as described above is mixed with soil (Kanto loam) and packed in a φ150 mm mold to a thickness of 150 mm so that the filling rate is about 80%. It was set as the sample of this. Here, ion exchange water having pH 6 was dropped, and the pH of permeate was measured. For comparison, a similar test was performed on a sample containing only soil (Kanto Loam), a sample containing only untreated steel slag, and a sample obtained by mixing untreated steel slag with soil (Kanto Loam).

図3に、水の投入総水量に対する透過水のpH推移を示す。無処理の製鋼スラグを土(関東ローム)に混合した試料の場合は、当初はpH7近傍にあるが、透過水量が増加すると、急激にアルカリが上昇し始めている。一方、本発明材の試料の場合は、長期間pH7近傍に維持されており、中性の水が滴下した場合にも、強アルカリになることを抑制できることが確認できる。   FIG. 3 shows the pH transition of the permeated water relative to the total amount of water input. In the case of a sample in which untreated steelmaking slag is mixed with soil (Kanto loam), it is initially in the vicinity of pH 7, but when the amount of permeate increases, the alkali starts to rise rapidly. On the other hand, in the case of the sample of the present invention material, it is maintained in the vicinity of pH 7 for a long time, and it can be confirmed that even when neutral water is dripped, it can be prevented from becoming a strong alkali.

Claims (11)

粉粒状又は塊状のアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を有することを特徴とする酸性土壌改良材。   An acidic soil improvement material characterized by having a chitosan film on the surface of a powdery or massive alkaline material. アルカリ資材表面におけるキトサン皮膜の非形成部位に、アルカリ資材成分の炭酸化により生成した炭酸化皮膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の酸性土壌改良材。   The acidic soil improvement material according to claim 1, wherein a carbonized film generated by carbonation of an alkaline material component is formed at a non-formation site of the chitosan film on the surface of the alkaline material. 炭酸化処理したアルカリ資材の表面にキトサン皮膜を有することを特徴とする請求項1に記載の酸性土壌改良材。   The acidic soil improvement material according to claim 1, which has a chitosan film on the surface of a carbonized alkaline material. アルカリ資材が鉄鋼スラグであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸性土壌改良材。   The acidic soil improvement material according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkaline material is steel slag. 鉄鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、脱炭炉スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項4に記載の酸性土壌改良材。   The acidic soil improvement material according to claim 4, wherein the steel slag is at least one selected from hot metal pretreatment slag and decarburization furnace slag. 粉粒状又は塊状のアルカリ資材にキトサン溶液を付着させることにより、アルカリ資材の表面にキトサン皮膜を形成させることを特徴とする酸性土壌改良材の製造方法。   A method for producing an acidic soil improving material, wherein a chitosan film is formed on a surface of an alkaline material by adhering a chitosan solution to a granular or massive alkaline material. キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を炭酸化処理することを特徴とする請求項6に記載の酸性土壌改良材の製造方法。   The method for producing an acidic soil improvement material according to claim 6, wherein an alkaline material having a chitosan solution attached thereto or an alkaline material having a chitosan film formed on the surface thereof is carbonized. キトサン溶液を付着させたアルカリ資材又は表面にキトサン皮膜を形成させたアルカリ資材を6ヶ月以上大気エージングすることを特徴とする請求項6に記載の酸性土壌改良材の製造方法。   The method for producing an acidic soil amendment according to claim 6, wherein the alkali material having a chitosan solution attached thereto or the alkali material having a chitosan film formed on the surface thereof is subjected to air aging for 6 months or more. 事前に炭酸化処理したアルカリ資材にキトサン溶液を付着させることを特徴とする請求項6に記載の酸性土壌改良材の製造方法。   The method for producing an acidic soil improvement material according to claim 6, wherein a chitosan solution is attached to an alkaline material that has been carbonized in advance. アルカリ資材が鉄鋼スラグであることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の酸性土壌改良材の製造方法。   The method for producing an acidic soil improvement material according to any one of claims 6 to 9, wherein the alkaline material is steel slag. 鉄鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、脱炭炉スラグの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項10に記載の酸性土壌改良材の製造方法。   The method for producing an acidic soil improvement material according to claim 10, wherein the steel slag is at least one selected from hot metal pretreatment slag and decarburization furnace slag.
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