JP2018111615A - Slag - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slag having less elution of impurities while containing As and Pb as impurities.SOLUTION: In the slag according to the present invention that contains Fe and Si as main components and As and Pb as impurities, an average crystallite diameter of fayalite (FeSiO) constituting the crystal phases is 1000Å or more, and elution amount of As and Pb measured in accordance with JIS K 0058-2 is less than 150 mg/kg. Such a slag can be produced from a slag which is a by-product of a smelting process of nonferrous metals, by a water granulation treatment of the slag as raw material in which temperature of water is 80°C or higher and amount of water is 10 mor more and 100 mor less per 1 t of the slag as raw material.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スラグに関するものであり、より詳しくは、Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有するスラグからの不純物の溶出が有効に抑制されるスラグに関する。   The present invention relates to slag, and more particularly, to slag in which elution of impurities from slag containing Fe and Si as main components and As and Pb as impurities is effectively suppressed.

コンクリートに配合される細骨材としては、従来、海砂や川砂、砂利等が用いられてきたが、天然資源であるこれらの砂は、環境保護の観点から採取量の削減や禁止の動きが強化されてきている。   Conventionally, sand, river sand, gravel, etc. have been used as fine aggregates to be mixed with concrete, but these sands, which are natural resources, have been moving to reduce or ban their collection from the viewpoint of environmental protection. It has been strengthened.

このような背景から、非鉄金属製錬、例えば銅の乾式製錬において副生成するスラグについて、コンクリート用細骨材としての適用がJIS A5011−3として規格化され、安定的に供給可能なことから天然資源の各種砂からの代替の動きが加速している。   From such a background, because slag by-produced in nonferrous metal smelting, for example, dry smelting of copper, is standardized as JIS A5011-3 and can be stably supplied as a fine aggregate for concrete. Movements to replace natural resources from various types of sand are accelerating.

ところが、細骨材等にスラグを適用するにあたっては、平成15年環境省告示第19号に規定される有害物質の含有量試験(JIS K0058−2:2005)、及び平成3年環境庁告示第46号に規定される有害物質の溶出量試験(JIS K0058−1:2005)の結果に基づいて、土壌汚染に関する基準を満たすことが求められている。特に、平成15年環境省告示第19号に規定される有害物質の含有量試験(JIS K0058−2:2005)に基づく基準では、その規制が強化されており、As(砒素)、Pb(鉛)の溶出量については、可能な限り低減させることが求められている。   However, in applying slag to fine aggregates, etc., the content test for hazardous substances specified in the Ministry of the Environment Notification No. 19 (JIS K0058-2: 2005) and the 1991 Environment Agency Notification No. Based on the results of the toxic substance elution test (JIS K0058-1: 2005) defined in No. 46, it is required to satisfy the standards for soil contamination. In particular, the standards based on the content test (JIS K0058-2: 2005) for hazardous substances stipulated in the Notification No. 19 of the Ministry of the Environment in 2003 have strengthened the regulations. As (arsenic), Pb (lead ) Is required to be reduced as much as possible.

例えば、特許文献1〜2、非特許文献1においては、上述した有害物質の含有量試験及び有害物質の溶出量試験の両方において、スラグからのAs及びPbの溶出量を抑えたスラグを安定的に製造する技術が示されている。   For example, in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, stable slag that suppresses the leaching amount of As and Pb from the slag in both the above-mentioned harmful substance content test and harmful substance elution amount test. The manufacturing technology is shown.

しかしながら、これらの文献に記載の技術は、スラグを500℃〜800℃の温度で30分以上加熱処理するというものであり、そのため大量のスラグを処理するにあたってかなりの熱エネルギーと時間が必要となる。銅製錬のプロセス等から生成するスラグは大量であり、熱エネルギーを過度に必要としない処理によって得られ、As及びPbの溶出量を抑えることができるスラグが求められている。   However, the techniques described in these documents involve heat treatment of slag at a temperature of 500 ° C. to 800 ° C. for 30 minutes or more. Therefore, considerable heat energy and time are required for processing a large amount of slag. . There is a large amount of slag generated from a copper smelting process and the like, and there is a need for a slag that can be obtained by a process that does not require excessive heat energy and that can suppress the elution amount of As and Pb.

特開2014−51706号公報JP 2014-51706 A 特開2015−124095号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-124095

河原正泰、小森慎太郎、「銅スラグからの重金属の溶出性」、Journal of The Mining and Materials Processing Institute of Japan、Vol.129(2013)p192−196Masayasu Kawahara and Shintaro Komori, “Elution of heavy metals from copper slag”, Journal of The Mining and Materials Processing Institute of Japan, Vol. 129 (2013) p192-196

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、As及びPbを不純物として含有するスラグにおいて、それら不純物の溶出を抑制したスラグを提供することを目的とする。   This invention is proposed in view of such a situation, and it aims at providing the slag which suppressed the elution of these impurities in the slag containing As and Pb as impurities.

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、スラグを構成するファイアライト(FeSiO)の平均結晶子径が1000Å以上のものであれば、不純物として含まれるAs及びPbの溶出量が有効に抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。 This inventor repeated earnest examination in order to solve the subject mentioned above. As a result, if the average crystallite diameter of the firelite (Fe 2 SiO 4 ) constituting the slag is 1000 mm or more, the elution amount of As and Pb contained as impurities is effectively suppressed. The invention has been completed.

(1)本発明の第1の発明は、Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有するスラグであって、結晶相を構成するファイアライト(FeSiO)の平均結晶子径が1000Å以上である、スラグである。 (1) The first invention of the present invention is a slag containing Fe and Si as main components and As and Pb as impurities, and an average crystallite of firelite (Fe 2 SiO 4 ) constituting a crystal phase A slag having a diameter of 1000 mm or more.

(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、JISK0058−2に準じて測定されるAs及びPbの溶出量が150mg/kg未満である、スラグである。   (2) The second invention of the present invention is the slag according to the first invention, wherein the elution amounts of As and Pb measured according to JISK0058-2 are less than 150 mg / kg.

(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、不純物成分としてのPbを0.01質量%以上0.2質量%以下、Asを0.01質量%以上0.2質量%以下の割合で含有する、スラグである。   (3) The third invention of the present invention is the first or second invention, wherein Pb as an impurity component is 0.01% by mass or more and 0.2% by mass or less, and As is 0.01% by mass or more and 0.0. It is slag contained at a ratio of 2% by mass or less.

(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明に係るスラグの製造方法であって、Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有する原料のスラグを、80℃以上の水温、該原料のスラグ1t当たり10m以上100m以下の水量で水砕処理する工程を含む、スラグの製造方法である。 (4) A fourth invention of the present invention is a slag manufacturing method according to any one of the first to third inventions, wherein the raw material contains Fe and Si as main components and As and Pb as impurities. slag, 80 ° C. above the water temperature, comprising the step of water granulated processed slag 1t per 10 m 3 or more 100 m 3 or less of the amount of water the raw material, a method for producing a slag.

本発明によれば、As及びPbを不純物として含有するスラグにおいて、その不純物の溶出の少ないスラグを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the slag containing As and Pb as impurities, the slag with little elution of the impurities can be provided.

スラグの製造方法について説明するための図であり、熔錬炉にて得られ錬かん炉から排出された熔融スラグに対して水砕処理を施す流れを示す模式図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of slag, and is a schematic diagram which shows the flow which performs a granulation process with respect to the molten slag obtained in the smelting furnace and discharged | emitted from the smelting furnace.

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書において、「X〜Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。   Hereinafter, a specific embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, A various change is possible in the range which does not change the summary of this invention. In this specification, the notation “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.

<1.スラグ>
本実施の形態に係るスラグは、銅の乾式製錬等の非鉄金属製錬のプロセスにて副産物として生成されるスラグである。このスラグは、Fe及びSiを主成分とし、さらにAs及びPbを不純物として含有する一方で、それらAs及びPbの溶出量が抑制されたスラグである。なお、主成分とは、スラグ中の含有割合が51質量%以上のものをいう。また、Fe及びSiを主成分とするスラグでは、主成分の含有割合とはFe及びSiの合計含有割合をいう。
<1. Slag>
The slag according to the present embodiment is slag generated as a by-product in a nonferrous metal smelting process such as copper dry smelting. This slag is a slag containing Fe and Si as main components and further containing As and Pb as impurities while suppressing the elution amount of these As and Pb. In addition, a main component means that whose content rate in slag is 51 mass% or more. Further, in the slag mainly composed of Fe and Si, the content ratio of the main component refers to the total content ratio of Fe and Si.

具体的に、本実施の形態に係るスラグは、Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有するスラグであって、このスラグにおける結晶相を構成するファイアライト(FeSiO:Fayalite)の平均結晶子径が1000Å以上であることを特徴としている。 Specifically, the slag according to the present embodiment is a slag containing Fe and Si as main components and As and Pb as impurities, and a firelite (Fe 2 SiO 4 : The average crystallite diameter of (Fayalite) is 1000 mm or more.

ここで、結晶相を構成するファイアライトの平均結晶子径は、X線回折分光法(XRD)により得られる回折パターンにおけるファイアライトのピークにおける半値幅からScherrerの式を用いて求めることができる。   Here, the average crystallite diameter of the firelite constituting the crystal phase can be obtained from the half width at the peak of the firelight in the diffraction pattern obtained by X-ray diffraction spectroscopy (XRD) using the Scherrer equation.

このようなスラグでは、不純物として含有するAs及びPbの溶出量が、JISK0058−2に準じて測定されるAs及びPbの溶出量で150mg/kg未満となり、それら不純物成分の溶出が有効に抑制されるものとなる。   In such slag, the elution amount of As and Pb contained as impurities is less than 150 mg / kg as the elution amount of As and Pb measured according to JISK0058-2, and the elution of these impurity components is effectively suppressed. Will be.

このことは、ファイアライトの平均結晶子径が1000Å以上のものであることにより、スラグ自体が溶解され難く、したがって、スラグ溶解によるAs及びPbの溶出を効果的に抑制することができるためであると考えられる。なお、ファイアライトの平均結晶子径が1000Å未満であると、結晶性が低く、スラグ自体が溶解され易くなり不純物の溶出を有効に抑えることができない。   This is because when the average crystallite diameter of the firelite is 1000 mm or more, the slag itself is not easily dissolved, and thus the elution of As and Pb due to the slag dissolution can be effectively suppressed. it is conceivable that. If the average crystallite diameter of the firelite is less than 1000 mm, the crystallinity is low, the slag itself is easily dissolved, and the elution of impurities cannot be effectively suppressed.

<2.スラグの製造方法>
次に、上述した特徴を有するスラグの製造方法について説明する。
<2. Slag production method>
Next, the manufacturing method of the slag which has the characteristics mentioned above is demonstrated.

本実施の形態に係るスラグは、例えば、非鉄金属製錬のプロセスにて副産物として生成されるスラグであって、Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有するスラグを原料として、その原料スラグに対して所定の水温及び水量で水砕処理を施す工程を経ることで得ることができる。   The slag according to the present embodiment is, for example, slag produced as a by-product in a non-ferrous metal smelting process, and contains slag containing Fe and Si as main components and As and Pb as impurities. The raw material slag can be obtained through a step of subjecting the raw material slag to a water granulation treatment at a predetermined water temperature and amount.

(原料のスラグ)
原料のスラグは、上述したように、Fe及びSiを主成分とし、さらにAs及びPbを含むスラグである。例えば、原料スラグの組成としては、Feの含有量が35質量%〜45質量%であり、SiOの含有量が25質量%〜40質量%であり、不純物成分としてPbを0.01質量%〜0.2質量%、Asを0.01質量%〜0.2質量%の割合で含む。また、この原料スラグにおいては、Cuを0.5質量%〜3.0質量%、CaOを1.0質量%〜6.0質量%、及びその他の不純物として例えばAl(アルミナ)、MgO(マグネシア)等を含んでいてもよい。
(Raw slag)
As described above, the raw material slag is a slag containing Fe and Si as main components and further containing As and Pb. For example, as the composition of the raw material slag, the Fe content is 35 mass% to 45 mass%, the SiO 2 content is 25 mass% to 40 mass%, and Pb is 0.01 mass% as an impurity component. -0.2 mass%, As is contained in the ratio of 0.01 mass%-0.2 mass%. Further, in this raw slag, the Cu 0.5 wt% to 3.0 wt%, the CaO 1.0 wt% to 6.0 wt%, and as other impurities as Al 2 O 3 (alumina), MgO (magnesia) etc. may be included.

なお、このような原料のスラグは、例えば、非鉄製錬スラグ、廃棄物熔融スラグ等が挙げられ、より具体的には、銅の製錬プロセスにて副産物として生成する銅スラグ(例えば、自溶炉スラグ、錬かん炉スラグ)が挙げられる。   Examples of such raw material slag include non-ferrous smelting slag, waste melting slag, etc. More specifically, copper slag (for example, self-melting) produced as a by-product in the copper smelting process. Furnace slag, smelting furnace slag).

(As及びPbの溶出抑制処理)
このスラグの製造方法においては、上述した原料のスラグに対して、80℃以上の水温、スラグ1t当たり10m〜100mの水量で水砕処理することを特徴としている。このように、所定の条件で原料のスラグに対して水砕処理を施すことで、スラグを構成するファイアライトの結晶子径を1000Å以上とすることができ、AsやPbの溶出量が低減するスラグを製造することができる。また、水砕処理によりスラグを急冷することができるため、スラグ組成をより均一にすることができる。
(As and Pb elution suppression treatment)
In this manufacturing method of the slag for slag raw materials described above, 80 ° C. above the water temperature, is characterized in that water-granulated treated with water in the slag 1t per 10m 3 ~100m 3. In this way, by subjecting the raw material slag to a water granulation treatment under predetermined conditions, the crystallite diameter of the firelite constituting the slag can be increased to 1000 mm or more, and the elution amount of As and Pb is reduced. Slag can be produced. Moreover, since slag can be rapidly cooled by a water granulation process, a slag composition can be made more uniform.

なお、水砕処理で使用する水を「水砕水」という。また、「水温」とは、原料のスラグに接触する直前の水砕水の温度である。   The water used in the water granulation process is referred to as “granulated water”. The “water temperature” is the temperature of the granulated water just before contacting the raw material slag.

一般に、非鉄製錬等の副産物として得られる、Fe、Siを主成分とするスラグにおいて、微量含まれている不純物のAsやPbの溶出量を抑える方法としては、結晶化を促進する方法が考えられるが、常温の水砕水により水砕してスラグを得る場合、この水砕処理工程で結晶化を促進させることは難しい。   In general, as a method of suppressing the leaching amount of impurities and As and Pb contained in trace amounts in slag mainly composed of Fe and Si obtained as a by-product such as non-ferrous smelting, a method of promoting crystallization is considered. However, when slag is obtained by water granulation with normal temperature granulated water, it is difficult to promote crystallization in this water granulation treatment step.

これに対して、本発明者らは、80℃以上の水温、かつスラグ1t当たり10m以上100m以下の水量で水砕処理を施すことで、80℃未満の水温、又は多量の水量で水砕する場合に比べて徐冷効果を得ることが可能となり、有効に結晶性を高めることが可能となることを見出した。このように、スラグを所定の条件の水砕処理により徐冷することで、スラグの結晶相を構成するファイアライトの結晶化が促進され、結晶子径が有効に大きくなると考えられる。 In contrast, the present inventors have, 80 ° C. above the water temperature, and by performing water granulated processed slag 1t per 10 m 3 or more 100 m 3 or less of water, of less than 80 ° C. water temperature, or water with a large amount of water It has been found that a slow cooling effect can be obtained as compared with the case of crushing, and the crystallinity can be effectively increased. Thus, it is thought that crystallization of the firelite which comprises the crystal phase of a slag is accelerated | stimulated, and a crystallite diameter becomes effective effectively by cooling slag by the water granulation process of a predetermined condition.

水砕処理における水砕水の温度条件について、80℃未満であると、スラグの結晶化が不十分となり、不純物であるAsやPbの溶出を抑える効果が小さくなる。なお、水温の上限値としては、特に限定されないが、水砕水を加温するエネルギーを抑える観点から、95℃以下とすることが好ましく、90℃以下とすることがより好ましい。   When the temperature condition of the granulated water in the granulation treatment is less than 80 ° C., the crystallization of slag becomes insufficient, and the effect of suppressing elution of As and Pb as impurities becomes small. In addition, although it does not specifically limit as an upper limit of water temperature, From a viewpoint of suppressing the energy which heats granulated water, it is preferable to set it as 95 degrees C or less, and it is more preferable to set it as 90 degrees C or less.

また、水砕処理における水砕水の水量については、スラグ1t当たり100m超であると急冷による結晶化傾向を導くことができない。また、スラグ1t当たり10m未満であると水砕処理で得られるスラグの粒径が大きくなってしまう。 Also, the water volume of water砕水in granulated processing, it is impossible to guide the crystallization tendency due to rapid cooling to be 100 m 3 greater per slag 1t. The particle size of the slag obtained by water granulation process is less than slag 1t per 10 m 3 is increased.

以下、より具体的に、銅精錬工程におけるスラグの製造方法について説明する。   Hereinafter, the method for producing slag in the copper refining process will be described more specifically.

例えば、図1に示すように、銅精錬工程においては、原料として、銅精鉱及び銅精鉱以外の銅原料とフラックスとしての珪酸鉱とが自熔炉1等の熔錬炉に装入された後、約1300℃の高温で熔解されて、比重が相対的に大きいマット2と、比重が相対的に小さいスラグ3とに比重分離される。得られたマット2は、次工程の転炉に送られ、FeとSが除去されてCu品位が98%の粗銅となる。一方、不純物の多くが分配されているスラグ3は、自熔炉樋4を通して錬かん炉5に送られ、分離しきれなかったCu分がその錬かん炉5にて分離される。   For example, as shown in FIG. 1, in the copper refining process, copper raw material other than copper concentrate and copper concentrate and silicate ore as flux were charged as a raw material into a smelting furnace such as the self-smelting furnace 1. After that, it is melted at a high temperature of about 1300 ° C., and is separated into a mat 2 having a relatively large specific gravity and a slag 3 having a relatively small specific gravity. The obtained mat 2 is sent to the converter in the next step, where Fe and S are removed, and the resulting copper becomes crude copper with a Cu quality of 98%. On the other hand, the slag 3 in which most of the impurities are distributed is sent to the smelting furnace 5 through the self-melting furnace 4, and the Cu content that cannot be separated is separated in the smelting furnace 5.

錬かん炉5でCu分が分離されたスラグは、約1300℃の熔融スラグ6としてスラグ樋7から排出され、水砕樋8に供給される。このとき、水砕樋8に供給された熔融スラグ6は、水砕樋8内を流れる水砕水により水砕されることで、100℃以下まで急冷されるとともに細かい粒子に砕かれて水砕スラグとなる。   The slag from which the Cu content has been separated in the smelting furnace 5 is discharged from the slag trough 7 as a molten slag 6 having a temperature of about 1300 ° C. At this time, the molten slag 6 supplied to the granulated slag 8 is crushed by the crushed water flowing in the granulated slag 8 so that it is rapidly cooled to 100 ° C. or less and crushed into fine particles. It becomes slag.

このとき、本実施の形態においては、水砕ノズル9から水砕樋8に供給される水砕水の水温を80℃以上とし、さらに水量をスラグ1t当たり10m以上100m以下に調整して水砕処理する。 At this time, in the present embodiment, the water temperature of the water砕水supplied from granulated nozzle 9 into water砕樋8 and 80 ° C. or more, further the amount of water is adjusted to 100 m 3 or less 10 m 3 or more per slag 1t Granulate.

ここで、水砕処理においては、処理後の水砕水を系内で循環させ、繰り返し用いるようにしてもよい。水砕処理においては、その水砕水が約1300℃の熔融スラグ6と接触するため、その一部は蒸発し、一部は温度が80℃以上に上昇したものとなる。このことから、その蒸発した水温80℃以上の水砕水を再利用することによって、効率よい熱利用が可能となる。   Here, in the granulation treatment, the treated granulated water may be circulated in the system and repeatedly used. In the granulation process, the granulated water comes into contact with the molten slag 6 at about 1300 ° C., so that part of it evaporates and part of the temperature rises to 80 ° C. or higher. For this reason, efficient reuse of heat becomes possible by reusing the evaporated water having a water temperature of 80 ° C. or higher.

なお、水砕処理では、水蒸気爆発や水砕樋8での詰まり現象の発生を防ぐため、熔融スラグ6が水流の中に潜り込まないように熔融スラグ6の量や水砕ノズル9からの水量を調整維持することが好ましい。特に、水砕ノズル9から噴出する高圧水(例えば、圧力0.5MPa〜5MPa)を用いる方法や、特開2000−34528号公報に記載された水砕装置を用いる方法を用いることにより、水蒸気爆発や詰まり現象の発生を効果的に防ぐことができる。   In the water granulation treatment, the amount of the molten slag 6 and the amount of water from the water granulation nozzle 9 are set so that the molten slag 6 does not sink into the water flow in order to prevent the occurrence of clogging phenomenon in the steam explosion or the water slag 8. It is preferable to maintain the adjustment. In particular, by using a method using high-pressure water (for example, a pressure of 0.5 MPa to 5 MPa) ejected from the water granulating nozzle 9 or a method using a water granulating device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-34528, steam explosion It is possible to effectively prevent the occurrence of clogging.

以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<原料スラグの調製>
表1に示したような組成のスラグを原料スラグとして用いた。この原料スラグは、図1に示すように、銅精製工程において錬かん炉5で生成した副産物の熔融スラグ6である。
<Preparation of raw material slag>
Slag having a composition as shown in Table 1 was used as raw material slag. As shown in FIG. 1, this raw material slag is a by-product molten slag 6 produced in a smelting furnace 5 in a copper refining process.

Figure 2018111615
Figure 2018111615

<水砕処理>
次に、錬かん炉5から水砕樋8に原料スラグを供給し、水砕ノズル9から放出される圧力1MPaの高圧水砕水により、下記表2の条件に基づいて、水砕処理を施した。
<Water granulation treatment>
Next, the raw material slag is supplied from the smelting furnace 5 to the water granulation mill 8 and subjected to a water granulation treatment with high-pressure water granulated water having a pressure of 1 MPa discharged from the water granulation nozzle 9 according to the conditions shown in Table 2 below. did.

水砕処理後、得られたスラグをX線回折装置により測定した。その結果、表2に示す平均結晶子径を有するファイアライトが結晶相に形成されていることが確認された。   After the water granulation treatment, the obtained slag was measured with an X-ray diffractometer. As a result, it was confirmed that firelite having an average crystallite size shown in Table 2 was formed in the crystal phase.

<加熱処理後に得られたスラグの評価>
(平成15年環境省告示第19号(含有量試験))
JIS K0058−2に準じ、得られたスラグを粉砕して試料を得たのち、当該試料を用いて「六価クロム化合物及びシアン化合物以外の物質についての検液の調製」の項に従って検液を調製した。そして、得られた検液を用いて、JIS K0102:2008に従い、ICP−AES(発光分光分析)法によりPb、Asの濃度を測定した。下記表2に測定結果を示す。
<Evaluation of slag obtained after heat treatment>
(2003 Ministry of the Environment Notification No. 19 (Content Test))
According to JIS K0058-2, the obtained slag is pulverized to obtain a sample, and then the sample is used according to the section “Preparation of a test solution for substances other than hexavalent chromium compounds and cyanide compounds”. Prepared. And the density | concentration of Pb and As was measured by ICP-AES (luminescence spectroscopy analysis) according to JISK0102: 2008 using the obtained test solution. The measurement results are shown in Table 2 below.

Figure 2018111615
Figure 2018111615

表2の結果に示すように、80℃以上の水温、スラグ1t当たり10m以上100m以下の水量で水砕処理を施した実施例1、2では、ファイアライトの平均結晶子径が1000Å以上であり、JIS K0058−2に準じて測定されるAs、Pbの溶出量が、規格値の150mg/kg未満となり、有効に溶出を抑制することができた。 As shown in Table 2 results, 80 ° C. above the water temperature, in Examples 1 and 2 was subjected to a water granulated processed slag 1t per 10 m 3 or more 100 m 3 or less of water, the average crystallite size of fayalite at least 1000Å The elution amounts of As and Pb measured according to JIS K0058-2 were less than the standard value of 150 mg / kg, and the elution could be effectively suppressed.

一方、水砕処理の水温が低い、又は水量が多い比較例1、2、3では、ファイアライトの平均結晶子径が1000Å未満となり、As、Pbの溶出量は、規格値の150mg/kgを超える値となった。   On the other hand, in Comparative Examples 1, 2, and 3 where the water temperature of the water granulation treatment is low or the amount of water is large, the average crystallite diameter of the firelite is less than 1000 mm, and the elution amount of As and Pb is 150 mg / kg as the standard value. The value exceeded.

<参考例>
参考例として、特許文献2に示されているように、スラグを水砕処理した後、大気圧下で表3に示す条件で加熱処理を行ってスラグを調製した。このような加熱処理を経て得られたスラグについて、結晶相を構成するファイアライトの平均結晶子径と、スラグからのAs、Pbの溶出量を測定した。下記表3に、測定結果を併せて示す。
<Reference example>
As a reference example, as shown in Patent Document 2, after slag was subjected to water granulation treatment, heat treatment was performed under the conditions shown in Table 3 under atmospheric pressure to prepare slag. About the slag obtained through such heat treatment, the average crystallite diameter of the firelite constituting the crystal phase and the elution amounts of As and Pb from the slag were measured. The measurement results are also shown in Table 3 below.

Figure 2018111615
Figure 2018111615

表3の結果に示すように、大気圧下、600℃、1時間で加熱処理を施して得られたスラグでは、ファイアライトの平均結晶子径は1000Å未満であったが、JIS K0058−2に準じて測定されるAs、Pbの溶出量は、規格値の150mg/kg未満となり、有効に溶出が抑制された。しかしながら、この参考例の処理では、スラグを500℃〜800℃の温度での加熱処理が必要となり、大量のスラグを処理するにあたってかなりの熱エネルギーと時間が必要となるため、製造コストの問題を有している。   As shown in the results of Table 3, in the slag obtained by heat treatment at 600 ° C. for 1 hour under atmospheric pressure, the average crystallite size of firelite was less than 1000 mm. The elution amounts of As and Pb measured in conformity were less than the standard value of 150 mg / kg, and the elution was effectively suppressed. However, in the treatment of this reference example, it is necessary to heat the slag at a temperature of 500 ° C. to 800 ° C., and considerable heat energy and time are required to process a large amount of slag. Have.

1 自熔炉
2 マット
3 スラグ
4 自熔炉樋
5 錬かん炉
6 熔融スラグ
7 スラグ樋
8 水砕樋
9 水砕ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-melting furnace 2 Mat 3 Slag 4 Self-smelting furnace 5 Smelting furnace 6 Melting slag 7 Slag tank 8 Granulation tank 9 Granulation nozzle

Claims (4)

Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有するスラグであって、
結晶相を構成するファイアライト(FeSiO)の平均結晶子径が1000Å以上である、スラグ。
A slag containing Fe and Si as main components and As and Pb as impurities,
Slag whose average crystallite diameter of firelite (Fe 2 SiO 4 ) constituting the crystal phase is 1000 mm or more.
JISK0058−2に準じて測定されるAs及びPbの溶出量が150mg/kg未満である、請求項1に記載のスラグ。   The slag of Claim 1 whose elution amount of As and Pb measured according to JISK0058-2 is less than 150 mg / kg. 不純物成分としてのPbを0.01質量%以上0.2質量%以下、Asを0.01質量%以上0.2質量%以下の割合で含有する、請求項1又は2に記載のスラグ。   The slag according to claim 1 or 2, comprising Pb as an impurity component in a proportion of 0.01% by mass to 0.2% by mass and As in a proportion of 0.01% by mass to 0.2% by mass. 請求項1乃至3のいずれかに記載のスラグの製造方法であって、
Fe及びSiを主成分とし、As及びPbを不純物として含有する原料のスラグを、80℃以上の水温、該原料のスラグ1t当たり10m以上100m以下の水量で水砕処理する工程を含む、スラグの製造方法。
It is a manufacturing method of the slag in any one of Claims 1 thru | or 3, Comprising:
Fe and Si as main components, a slag material containing As and Pb as impurities, including 80 ° C. above the water temperature, the raw material of slag 1t per 10 m 3 or more 100 m 3 process water granulated treated in the following water, A method for producing slag.
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