JP2020132456A - Aging method of slug, manufacturing method of civil engineering material, and hydration accelerator for aging treatment of slug - Google Patents

Aging method of slug, manufacturing method of civil engineering material, and hydration accelerator for aging treatment of slug Download PDF

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Abstract

To provide an aging method of slug capable of shortening an aging treatment for expansion suppression of the slug, by effectively accelerating hydroxylation (hydration) of the slug, when aging treating the slug containing free CaO or free MgO.SOLUTION: An aging treatment for hydrating free CaO and/or free MgO is performed with a hydration accelerator made of at least one or more kinds of hydration accelerators selected from NaOH, KOH, NHcontacted with the slug containing free CaO and/or free MgO. Due to the hydration accelerator working as a catalyst, the hydroxylation (hydration) of the free CaO and/or free MgO in the slug can be effectively accelerated to be able to shorten an aging interval.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、製鋼スラグなどのような遊離CaOや遊離MgOを含むスラグのエージング方法に関する。 The present invention relates to a method for aging slag containing free CaO and free MgO, such as steelmaking slag.

製鋼スラグは、路盤材や土工用材などの土木材料として広く用いられており、また、水和硬化体の骨材などとしても用いられている。鉄鋼製造プロセスで副生する製鋼スラグには、精錬工程で添加される石灰源やマグネシア源の一部が未溶融或いは他の成分と化合物を形成しないで遊離したまま残留している。このような製鋼スラグを土木材料として用いると、遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)や炭酸化により膨張し、周囲の構造物を破壊するなどの問題を生じるおそれがある。また、遊離CaOや遊離MgOが水と接触するとアルカリ性を呈するため、製鋼スラグから溶出した高アルカリ水により周辺の環境のpHが高くなるなどの問題を生じるおそれもある。 Steelmaking slag is widely used as a civil engineering material such as a roadbed material and an earthwork material, and is also used as an aggregate of a hydrated hardened body. In the steelmaking slag produced as a by-product in the steelmaking process, a part of the lime source and magnesia source added in the refining process remains unmelted or freed without forming a compound with other components. When such steelmaking slag is used as a civil engineering material, it may expand due to hydroxylation (hydration) or carbonation of free CaO or free MgO, causing problems such as destruction of surrounding structures. In addition, since free CaO and free MgO become alkaline when they come into contact with water, there is a risk that the pH of the surrounding environment will increase due to the highly alkaline water eluted from the steelmaking slag.

したがって、製鋼スラグを路盤材や土工用材などの土木材料として利用するには、使用前の段階でスラグに含まれる遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)や炭酸化を促進して安定化させ、スラグ使用時の膨張や高アルカリ水溶出を抑制する必要がある。このため使用前の製鋼スラグには、膨張抑制を目的として、大気エージング、蒸気エージング、温水エージングなどのエージング処理が施されるのが一般的である(例えば、特許文献1、2)。また、膨張抑制と高アルカリ水の溶出抑制を目的として、製鋼スラグにCO含有ガスを吹き込んで遊離CaO等を炭酸化させる方法もある(例えば、特許文献3)。 Therefore, in order to use steelmaking slag as a civil engineering material such as roadbed material and earthwork material, it promotes hydroxylation (hydration) and carbonation of free CaO and free MgO contained in the slag and stabilizes it before use. It is necessary to suppress expansion and elution of highly alkaline water when using slag. For this reason, steelmaking slag before use is generally subjected to aging treatments such as atmospheric aging, steam aging, and hot water aging for the purpose of suppressing expansion (for example, Patent Documents 1 and 2). Further, for the purpose of suppressing expansion and elution of highly alkaline water, there is also a method of blowing a CO 2- containing gas into steelmaking slag to carbonate free CaO and the like (for example, Patent Document 3).

路盤材として利用する製鋼スラグの条件について、例えば、「鉄鋼スラグ路盤設計施工指針」(平成27年3月)やJIS A5015(2018)「道路用鉄鋼スラグ」には、製鋼スラグを用いた路盤用鉄鋼スラグ(水硬性粒度調整鉄鋼スラグ、粒度調整鉄鋼スラグ、クラッシャラン鉄鋼スラグ)の水浸膨張比は1.0%以下でなければならないこと、路盤用鉄鋼スラグに用いる製鋼スラグは、蒸気エージング(配管方式、加圧方式など)又は6ヶ月以上大気エージングしたものでなければならないこと、などが記載されている。 Regarding the conditions for steel slag used as roadbed materials, for example, "Steel slag roadbed design and construction guidelines" (March 2015) and JIS A5015 (2018) "Road steel slag" include roadbeds using steel slag. The water immersion expansion ratio of steel slag (water-hard grain size adjusted steel slag, grain size adjusted steel slag, crusher run steel slag) must be 1.0% or less, and the steel slag used for roadbed steel slag is steam aging (piping). Method, pressurization method, etc.) or that it must be air-aged for 6 months or more.

特開昭61−101441号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-101441 特開平3−13517号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-13517 特開2005−200234号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-200234

しかし、従来行われているエージング処理の効果は、温度(蒸気、温水、大気の温度)とエージング期間のみに依存し、エージング処理により製鋼スラグの膨張抑制や高アルカリ水の溶出抑制を図るには長期間の処理が必要であり、生産性が低いという問題がある。例えば、蒸気エージングは1週間程度、大気エージングは6ヶ月以上の期間を要する。また、炭酸化処理は、大型の撹拌装置やガス密閉対策が必要であるため、設備的な負担が大きいという問題がある。 However, the effect of the conventional aging treatment depends only on the temperature (steam, hot water, atmospheric temperature) and the aging period, and the aging treatment can be used to suppress the expansion of steelmaking slag and the elution of highly alkaline water. There is a problem that long-term treatment is required and productivity is low. For example, steam aging takes about one week, and atmospheric aging takes six months or more. Further, the carbonation treatment requires a large agitator and gas sealing measures, so that there is a problem that the equipment burden is large.

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、製鋼スラグなどのような遊離CaOや遊離MgOを含有するスラグをエージング処理する方法において、特別な設備的負担を要することなく、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)を効果的に促進させることで、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)のためのエージング処理を短期間で行うことができるスラグのエージング方法を提供すること、さらに、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)+炭酸化を効果的に促進させることで、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)とスラグからの高アルカリ水の溶出抑制(スラグ溶出水のpH低減)のためのエージング処理を短期間で行うことができるスラグのエージング方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to perform aging treatment of slag containing free CaO and free MgO such as steelmaking slag without requiring a special equipment burden. By effectively promoting the hydroxylation (hydration) of free CaO and free MgO in the slag, the aging treatment for suppressing the expansion of the slag (reducing the water immersion expansion ratio) can be performed in a short period of time. By providing a method for aging slag and effectively promoting hydroxylation (hydration) + carbonation of free CaO and free MgO in slag, slag expansion is suppressed (reduction of water immersion expansion ratio). An object of the present invention is to provide a slag aging method capable of performing an aging treatment for suppressing elution of highly alkaline water from slag (reducing the pH of slag elution water) in a short period of time.

本発明者らは、上記課題を解決すべく遊離CaOや遊離MgOを含有するスラグのエージング処理について実験と検討を重ねた結果、スラグに特定の水和促進剤を接触させた状態で遊離CaOや遊離MgOを水和させるエージング処理(水和処理)を行うことにより、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)を効果的に促進させることができ、スラグの膨張抑制のためのエージング期間を短縮化できることを見出した。また、そのような水和処理を行った後若しくは水和処理と並行して、スラグに特定の炭酸化促進剤を接触させた状態で水和物を炭酸化させるエージング処理(炭酸化処理)を行うことにより、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)+炭酸化を効果的に促進させることができ、スラグの膨張抑制と高アルカリ水の溶出抑制のためのエージング期間を短縮化できることを見出した。 As a result of repeated experiments and studies on aging treatment of slag containing free CaO and free MgO in order to solve the above problems, the present inventors have conducted free CaO and free CaO in a state where a specific hydration accelerator is in contact with the slag. By performing the aging treatment (hydration treatment) to hydrate the free MgO, the hydroxylation (hydration) of the free CaO and the free MgO in the slag can be effectively promoted, and the expansion of the slag can be suppressed. We found that the aging period could be shortened. In addition, after performing such a hydration treatment or in parallel with the hydration treatment, an aging treatment (carbonation treatment) is performed in which the hydrate is carbonated in a state where the slag is in contact with a specific carbonation accelerator. By doing so, it is possible to effectively promote hydroxylation (hydration) + carbonation of free CaO and free MgO in slag, and shorten the aging period for suppressing slag expansion and elution of highly alkaline water. I found that it can be transformed.

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]遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行うことを特徴とするスラグのエージング方法。
[2]上記[1]のエージング方法において、エージング処理が温水エージングであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[3]上記[2]のエージング方法において、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とするスラグのエージング方法。
The present invention has been made based on the above findings, and has the following gist.
[1] The free CaO and / or the free CaO and / or the free CaO and / or the slag containing the free MgO are brought into contact with the slag containing one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3. Alternatively, a method for aging slag, which comprises performing an aging treatment for hydrating free MgO.
[2] The slag aging method according to the above [1], wherein the aging treatment is hot water aging.
[3] In the aging method of the above [2], when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging of one lot of slag is used for hot water aging of the slag of the next aging treatment. A slag aging method characterized by its use.

[4]遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、
該工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上からなる炭酸化促進剤を接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有することを特徴とするスラグのエージング方法。
[4] relative to the free CaO and / or free MgO slag containing, NaOH, KOH, being in contact one or more consisting of wettable accelerator selected from the group consisting of NH 3, the free CaO and / Alternatively, in the step (A) of performing an aging treatment for hydrating free MgO,
In a state where the slag containing the hydrate of CaO and / or MgO that has undergone the step (A) is brought into contact with a carbonation accelerator composed of one or more selected from carbonates and bicarbonates. A method for aging slag, which comprises a step (B) of performing an aging treatment for carbonating the hydrate.

[5]上記[4]のエージング方法において、工程(B)で用いる炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[6]上記[4]のエージング方法において、工程(B)で用いる炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[7]上記[4]〜[6]のいずれかのエージング方法において、工程(A)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[5] The slag aging method according to the above [4], wherein the carbonate used in the step (B) is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate.
[6] In the aging method of the above [4], the hydrogen carbonate used in the step (B) is one or more selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. Aging method.
[7] The slag aging method according to any one of the above [4] to [6], wherein the aging treatment in the step (A) is hot water aging.

[8]上記[7]のエージング方法において、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(A)において、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とするスラグのエージング方法。
[9]上記[4]〜[8]のいずれかのエージング方法において、工程(B)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[8] In the aging method of the above [7], when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging of one lot of slag in the step (A) is then aged. A slag aging method characterized by being used for hot water aging of slag.
[9] The slag aging method according to any one of the above [4] to [8], wherein the aging treatment in the step (B) is hot water aging.

[10]上記[4]〜[9]のいずれかのエージング方法において、工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより炭酸化促進剤を再生させることを特徴とするスラグのエージング方法。
[11]上記[10]のエージング方法において、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(B)において、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とするスラグのエージング方法。
[10] In any of the aging methods [4] to [9] above, CO 2 is blown into slag or warm water in which slag is immersed during and / or after the aging treatment in step (B). A method of aging slag, which comprises regenerating a carbon dioxide accelerator.
[11] In the aging method of the above [10], when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging of one lot of slag in the step (B) is then aged. A slag aging method characterized by being used for hot water aging of slag.

[12]遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、
該工程(A)の終了後に残存した水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、該生成物を炭酸化促進剤として接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有することを特徴とするスラグのエージング方法。
[12] relative to the free CaO and / or free MgO slag containing, NaOH, KOH, being in contact one or more consisting of wettable accelerator selected from the group consisting of NH 3, the free CaO and / Alternatively, in the step (A) of performing an aging treatment for hydrating free MgO,
By contacting the hydration accelerator remaining after the completion of the step (A) with CO 2 and carbonating it, one or more selected from carbonates and bicarbonates are produced, and the step (A) is performed. A step (B) of performing an aging treatment for carbonating the hydrate in a state where the product is in contact with the slag containing the hydrate of CaO and / or MgO that has passed through as a carbonation accelerator. A slag aging method characterized by having.

[13]上記[12]のエージング方法において、工程(B)で生成する炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[14]上記[12]のエージング方法において、工程(B)で生成する炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[15]上記[12]〜[14]のいずれかのエージング方法において、工程(A)と工程(B)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[13] The slag aging method according to the above [12], wherein the carbonate produced in the step (B) is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate.
[14] In the aging method of the above [12], the slag produced in the step (B) is one or more selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. Aging method.
[15] The slag aging method according to any one of the above [12] to [14], wherein the aging treatment of the steps (A) and (B) is hot water aging.

[16]上記[15]のエージング方法において、1つの処理槽に入れられたスラグに対して、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理を、それぞれ温水エージングにより順次行うことを特徴とするスラグのエージング方法。
[17]上記[16]のエージング方法において、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグに対する工程(B)の温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグに対する工程(A)の温水エージングに用いることを特徴とするスラグのエージング方法。
[18]上記[12]〜[17]のいずれかのエージング方法において、工程(B)のエージング処理において、スラグ中又はスラグが浸漬された温水中にCOを吹き込むことを特徴とするスラグのエージング方法。
[16] In the aging method of the above [15], the aging treatment of the step (A) and the aging treatment of the step (B) are sequentially performed by hot water aging on the slag placed in one treatment tank. A characteristic slag aging method.
[17] In the aging method of the above [16], when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging in the step (B) for one lot of slag is used for the next aging treatment. A method for aging slag, which comprises using it for hot water aging in the step (A) for slag.
[18] In any of the aging methods [12] to [17] above, in the aging treatment of the step (B), CO 2 is blown into the slag or the warm water in which the slag is immersed. Aging method.

[19]遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、スラグ中又はスラグが浸漬された温水中にCOを吹き込むことにより、当該スラグに対して下記(i),(ii)の反応を伴うエージング処理を行うことを特徴とするスラグのエージング方法。
(i)遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させて水和物とする。
(ii)前記水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、該生成物を炭酸化促進剤として前記水和物を炭酸化させる。
[19] against slag containing free CaO and / or free MgO, NaOH, KOH, being in contact one or more consisting of wettable accelerator selected from the group consisting of NH 3, slag Chumata the slag A method for aging slag, which comprises blowing CO 2 into the immersed warm water to perform an aging treatment on the slag with the following reactions (i) and (ii).
(I) Free CaO and / or free MgO is hydrated to obtain hydrate.
(Ii) By contacting the hydration accelerator with CO 2 and carbonating it, one or more selected from carbonates and hydrogen carbonates are produced, and the product is used as a carbonation accelerator to produce the water. Carbonate Japanese products.

[20]上記[19]のエージング方法において、生成する炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[21]上記[19]のエージング方法において、生成する炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とするスラグのエージング方法。
[22]上記[19]〜[21]のいずれかのエージング方法において、エージング処理が温水エージングであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[20] The slag aging method according to the above [19], wherein the carbonate produced is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate.
[21] The slag aging method according to the above [19], wherein the bicarbonate produced is at least one selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate.
[22] The slag aging method according to any one of the above [19] to [21], wherein the aging treatment is hot water aging.

[23]上記[22]のエージング方法において、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とするスラグのエージング方法。
[24]上記[1]〜[23]のいずれかのエージング方法において、スラグが製鋼スラグであることを特徴とするスラグのエージング方法。
[25]スラグを上記[1]〜[24]いずれかのエージング方法でエージング処理することにより、土木材料を製造することを特徴とする土木材料の製造方法。
[26]遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグのエージング処理用の水和促進剤であって、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなることを特徴とするスラグのエージング処理用水和促進剤。
[23] In the aging method of [22] above, when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging of one lot of slag is used for hot water aging of the slag of the next aging treatment. A slag aging method characterized by its use.
[24] The slag aging method according to any one of the above [1] to [23], wherein the slag is a steelmaking slag.
[25] A method for producing a civil engineering material, which comprises producing a civil engineering material by aging the slag by the aging method according to any one of the above [1] to [24].
[26] A free CaO and / or hydration accelerator for aging process slag containing free MgO, NaOH, KOH, slag, characterized in that it consists of one or more selected from among NH 3 Hydration accelerator for aging treatment.

本発明のエージング方法によれば、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグをエージング処理する方法において、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)を効果的に促進させることで、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)のためのエージング処理を短期間で行うことができる。また、本発明の他のエージング方法によれば、スラグ中の遊離CaOや遊離MgOの水酸化(水和)+炭酸化を効果的に促進させることで、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)とスラグからの高アルカリ水の溶出抑制(スラグ溶出水のpH低減)のためのエージング処理を短期間で行うことができる。
また、本発明のエージング方法は、特別な大型設備を設けるなどの設備的負担を要することなく、比較的簡便な設備を用いて実施することができる。
According to the aging method of the present invention, in the method of aging slag containing free CaO and / or free MgO, by effectively promoting hydroxylation (hydration) of free CaO and free MgO in the slag. , The aging treatment for suppressing the expansion of the slag (reducing the water immersion expansion ratio) can be performed in a short period of time. Further, according to another aging method of the present invention, the expansion of slag is suppressed (water immersion expansion ratio) by effectively promoting the hydroxylation (hydration) + carbonation of free CaO and free MgO in the slag. Aging treatment for (reduction) and suppression of elution of highly alkaline water from slag (reduction of pH of slag elution water) can be performed in a short period of time.
In addition, the aging method of the present invention can be carried out using relatively simple equipment without requiring an equipment burden such as providing a special large-scale equipment.

本発明の第一のエージング方法の一実施形態について、その処理フローを模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the processing flow about one Embodiment of the 1st aging method of this invention. 本発明の第二のエージング方法の一実施形態について、その処理フローを模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the processing flow about one Embodiment of the 2nd aging method of this invention. 本発明の第三のエージング方法の一実施形態について、その処理フローを模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the processing flow about one Embodiment of the 3rd aging method of this invention. 本発明の第四のエージング方法の一実施形態について、その処理フローを模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the processing flow about one Embodiment of the 4th aging method of this invention.

本発明のエージング方法において、エージング処理の対象となる遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグの種類に特別な制限はないが、鉄鋼製造プロセスの製鋼工程で発生する製鋼スラグは、遊離CaOや遊離MgOを比較的多く含有しているので、本発明法は製鋼スラグのエージングに特に有用であると言える。製鋼スラグとしては、予備処理、転炉、鋳造などの工程で発生する脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、鋳造スラグなどの製鋼系スラグ、鉱石還元スラグ、電気炉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く、また、2種以上のスラグを混合したものを対象とすることもできる。
エージング処理の対象となるスラグの粒度は特に制限はないが、一般にはJIS A5015で規定する路盤材粒度で53mm以下が対象となる。また、スラグの微粒部分に膨張や高アルカリ水溶出の原因となる遊離CaOや遊離MgOが偏在する傾向があることから、例えば、粒度4.75mm以下のスラグを対象としてもよい。
In the aging method of the present invention, there is no particular limitation on the type of slag containing free CaO and / or free MgO to be subjected to the aging treatment, but the steelmaking slag generated in the steelmaking process of the steelmaking process includes free CaO and / or free MgO. Since it contains a relatively large amount of free MgO, it can be said that the method of the present invention is particularly useful for aging steelmaking slag. Steelmaking slag includes steelmaking slag such as decarburized slag, dephosphorization slag, desulfurization slag, desiliconization slag, and cast slag, ore reduction slag, and electric furnace slag generated in processes such as pretreatment, conversion, and casting. Although it can be mentioned, it is not limited to these, and it is also possible to target a mixture of two or more types of slag.
The particle size of the slag to be subjected to the aging treatment is not particularly limited, but generally, the particle size of the roadbed material specified by JIS A5015 is 53 mm or less. Further, since free CaO and free MgO, which cause expansion and elution of highly alkaline water, tend to be unevenly distributed in the fine particle portion of the slag, for example, slag having a particle size of 4.75 mm or less may be targeted.

まず、本発明の第一のエージング方法について説明する。
このエージング方法は、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、特定の水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行うものである。以下、説明の便宜上、遊離CaOを「CaO」、遊離MgOを「MgO」という。
水和促進剤としては、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上を用いる。この水和促進剤は、スラグ中のCaO、MgO(CaO及び/又はMgO)と反応し、CaO、MgOの水和を促進させるが、水和反応に消費されることはなく、水和反応に対して触媒的な働きをする。
First, the first aging method of the present invention will be described.
In this aging method, slag containing free CaO and / or free MgO is subjected to an aging treatment in which the free CaO and / or free MgO is hydrated in a state where a specific hydration accelerator is in contact with the slag. Is. Hereinafter, for convenience of explanation, free CaO is referred to as “CaO” and free MgO is referred to as “MgO”.
As the hydration accelerator, one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 are used. This hydration accelerator reacts with CaO and MgO (CaO and / or MgO) in the slag to promote hydration of CaO and MgO, but is not consumed in the hydration reaction and is not consumed in the hydration reaction. On the other hand, it works catalytically.

ここで、水和促進剤がNaOHの場合、NaOHは下記(1a)、(1b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOと反応し、CaO、MgOの水和を促進させる。また、この反応で生成したNaOは下記(2)式のとおりHOと反応してNaOHとなるので、総括反応は下記(3a)、(3b)式のとおりとなる。すなわち、水和促進剤として添加したNaOHは水和反応には消費されず、触媒的な働きでCaO、MgOの水和を促進させる。
CaO+2NaOH → Ca(OH)+NaO …(1a)
MgO+2NaOH → Mg(OH)+NaO …(1b)
NaO+HO → 2NaOH …(2)
CaO+HO → Ca(OH) …(3a)
MgO+HO → Mg(OH) …(3b)
Here, when the hydration accelerator is NaOH, NaOH reacts with CaO and MgO in the slag as shown in the following formulas (1a) and (1b) to promote hydration of CaO and MgO. Further, since Na 2 O produced by this reaction reacts with H 2 O to become NaOH as shown in the following formula (2), the overall reaction is as shown in the following formulas (3a) and (3b). That is, NaOH added as a hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction, and promotes hydration of CaO and MgO by a catalytic action.
CaO + 2NaOH → Ca (OH) 2 + Na 2 O ... (1a)
MgO + 2NaOH → Mg (OH) 2 + Na 2 O ... (1b)
Na 2 O + H 2 O → 2 NaOH… (2)
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 … (3a)
MgO + H 2 O → Mg (OH) 2 … (3b)

また、水和促進剤がKOHの場合、KOHは下記(4a)、(4b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOと反応し、CaO、MgOの水和を促進させる。また、この反応で生成したKOは下記(5)式のとおりHOと反応してKOHとなるので、総括反応は下記(6a)、(6b)式のとおりとなる。すなわち、水和促進剤として添加したKOHは水和反応には消費されず、触媒的な働きでCaO、MgOの水和を促進させる。
CaO+2KOH → Ca(OH)+KO …(4a)
MgO+2KOH → Mg(OH)+KO …(4b)
O+HO → 2KOH …(5)
CaO+HO → Ca(OH) …(6a)
MgO+HO → Mg(OH) …(6b)
When the hydration accelerator is KOH, KOH reacts with CaO and MgO in the slag as shown in the following formulas (4a) and (4b) to promote hydration of CaO and MgO. Further, since K 2 O produced by this reaction reacts with H 2 O to become KOH as shown in the following formula (5), the overall reaction is as shown in the following formulas (6a) and (6b). That is, KOH added as a hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction, and promotes hydration of CaO and MgO by a catalytic action.
CaO + 2KOH → Ca (OH) 2 + K 2 O ... (4a)
MgO + 2KOH → Mg (OH) 2 + K 2 O ... (4b)
K 2 O + H 2 O → 2 KOH… (5)
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 … (6a)
MgO + H 2 O → Mg (OH) 2 … (6b)

また、水和促進剤がNHの場合、NHは下記(7a)、(7b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOの水和を促進させる。すなわち、水和促進剤として添加したNHは水和反応には消費されず、触媒的な働きでCaO、MgOの水和を促進させる。
CaO+HO+2NH → Ca(OH)+2NH …(7a)
MgO+HO+2NH → Mg(OH)+2NH …(7b)
When the hydration accelerator is NH 3 , NH 3 promotes hydration of CaO and MgO in the slag as shown in the following formulas (7a) and (7b). That is, NH 3 added as a hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction, and promotes hydration of CaO and MgO by a catalytic action.
CaO + H 2 O + 2NH 3 → Ca (OH) 2 + 2NH 3 … (7a)
MgO + H 2 O + 2NH 3 → Mg (OH) 2 + 2NH 3 … (7b)

エージング処理は、温水エージング、蒸気エージング、大気エージングなどのいずれでもよい。
エージング処理において、水和促進剤をスラグに接触させる方法は任意であるが、温水エージングの場合には、温水に水和促進剤を添加し、この水和促進剤を含む温水によりスラグをエージング処理すればよい。また、蒸気エージングや大気エージングの場合には、(i)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)をスラグに散布する、(ii)スラグに水和促進剤を混合する、(iii)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)にスラグを一時的に浸漬する、などのような方法を採ればよい。
The aging treatment may be any of hot water aging, steam aging, atmospheric aging and the like.
In the aging treatment, the method of bringing the hydration accelerator into contact with the slag is arbitrary, but in the case of hot water aging, the hydration accelerator is added to the hot water and the slag is aged with the warm water containing the hydration accelerator. do it. In the case of steam aging or atmospheric aging, (i) a solution containing a hydration accelerator (such as an aqueous solution) is sprayed on the slag, (ii) the slag is mixed with the hydration accelerator, and (iii) hydration. A method such as temporarily immersing the slag in a solution containing an accelerator (such as an aqueous solution) may be adopted.

このエージング方法では、上述したように水和促進剤は触媒的な働きをし、CaO、MgOの水和反応には消費されないので、繰り返し再利用することが可能である。したがって、温水エージングの場合には、水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるため、エージング処理は温水エージングが特に好ましい。すなわち、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、エージング処理を温水エージングで行なえば、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いること、つまりロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 In this aging method, as described above, the hydration accelerator acts catalytically and is not consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, so that it can be reused repeatedly. Therefore, in the case of hot water aging, hot water aging containing a hydration accelerator can be repeatedly reused, so that hot water aging is particularly preferable for the aging treatment. That is, when a plurality of lots of slag are sequentially aged, if the aging treatment is performed by hot water aging, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. That is, the solution can be reused between lots, and economical aging treatment can be performed.

なお、エージング処理を蒸気エージングや大気エージングで行う場合において、水和促進剤を再利用するには、処理を終えたスラグに付着した水和促進剤を水などで洗い流し、水和促進剤を回収すればよい。一方、水和促進剤を回収・再利用しない場合には、水和促進剤成分がスラグに付着したままになるが、この水和促進剤成分は大気中のCOで自然に炭酸化されるので問題はない。また、スラグを早期に出荷する場合には、COを吹き込むなどして水和促進剤成分を強制的にCOで炭酸化(中和処理)させてもよい。
水和促進剤の添加量に特別な制限はない。添加量が少ないと処理効率が低くなり、一方、添加量が多くなるとスラグに付着する水和促進剤成分の後処理(中和処理など)のための負荷が増大するので、水和促進剤の添加量はこれらの点を考慮して決めればよい。また、水の添加量も、エージングの種類に応じて適宜決めればよい。
In addition, when the aging treatment is performed by steam aging or atmospheric aging, in order to reuse the hydration accelerator, the hydration accelerator adhering to the treated slag is washed away with water or the like, and the hydration accelerator is recovered. do it. On the other hand, if the hydration accelerator is not recovered and reused, the hydration accelerator component remains attached to the slag, but this hydration accelerator component is naturally carbonated by CO 2 in the atmosphere. So there is no problem. Further, when shipping the slag early, and the like blowing CO 2 forced carbonation with CO 2 hydration accelerator component may be (neutralization process) is.
There is no particular limitation on the amount of hydration accelerator added. If the amount added is small, the treatment efficiency will be low, while if the amount added is large, the load for post-treatment (neutralization treatment, etc.) of the hydration accelerator component adhering to the slag will increase. The amount of addition may be determined in consideration of these points. Further, the amount of water added may be appropriately determined according to the type of aging.

エージング処理の処理温度(水和反応温度)に特別な制限はないが、20〜100℃程度が好ましく、50〜100℃程度がより好ましい。したがって、この処理温度の点からは、温水エージング、蒸気エージングがより好ましい。
エージング処理の処理時間(エージング期間)に特別な制限はないが、通常、スラグ中のCaO、MgOの水和が十分に進み、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)を達成できるように設定される。例えば、水浸膨張比(測定方法は実施例参照)1.0%以下を達成できるように処理時間が設定される。本発明のエージング方法によれば、従来法(単純な温水エージングや蒸気エージング)に較べてエージング期間を大幅に短縮できる利点がある。
また、エージング処理を実施する設備に特別な制限はなく、温水エージング、蒸気エージングなどを行う公知の設備を使用できる。
The treatment temperature (hydration reaction temperature) of the aging treatment is not particularly limited, but is preferably about 20 to 100 ° C, more preferably about 50 to 100 ° C. Therefore, from the viewpoint of this treatment temperature, hot water aging and steam aging are more preferable.
There is no particular limitation on the treatment time (aging period) of the aging treatment, but usually, the hydration of CaO and MgO in the slag proceeds sufficiently so that the slag expansion suppression (reduction of the water immersion expansion ratio) can be achieved. Set. For example, the treatment time is set so that a water immersion expansion ratio (see Examples for the measurement method) of 1.0% or less can be achieved. According to the aging method of the present invention, there is an advantage that the aging period can be significantly shortened as compared with the conventional method (simple hot water aging or steam aging).
In addition, there are no particular restrictions on the equipment for performing the aging treatment, and known equipment for performing hot water aging, steam aging, or the like can be used.

図1は、このエージング方法の一実施形態の処理フローを模式的に示したものであり、この実施形態では、エージング処理を水和処理槽1を用いた温水エージングで行うものである。以下、処理対象がCaOを含有するスラグであり、水和促進剤としてNaOHを用いる場合を例に説明する。
水和処理槽1では、温水中に水和促進剤としてNaOHが添加される。この水和処理槽1にCaOを含有するスラグが投入され、エージング処理(温水エージング)が行われる。この工程(A)では、上述した(1a)、(2)、(3a)式の反応によりCaOが水和してCa(OH)が生じるが、水和促進剤として添加したNaOHは触媒的な働きをし、反応に消費されることはない。したがって、この水和促進剤を含む温水は、次のロットのスラグの温水エージングにそのまま使用することができる。この場合、新規な水和促進剤の投入は、不可避的に系外に持ち出される分を補充する程度でよい。
エージング処理(温水エージング)を終えたスラグは水和処理槽1から取り出され、脱水槽5で脱水処理された後、中和処理槽6で付着水のアルカリ分(NaOH)の中和処理がなされ、製品スラグとなる。中和処理槽6にはCO含有ガスが供給され、アルカリ分(NaOH)の中和処理がなされる。
FIG. 1 schematically shows a treatment flow of one embodiment of this aging method. In this embodiment, the aging treatment is performed by hot water aging using the hydration treatment tank 1. Hereinafter, a case where the treatment target is slag containing CaO and NaOH is used as the hydration accelerator will be described as an example.
In the hydration treatment tank 1, NaOH is added as a hydration accelerator to warm water. The slag containing CaO is put into the hydration treatment tank 1 and an aging treatment (warm water aging) is performed. In this step (A), CaO is hydrated to produce Ca (OH) 2 by the reactions of the above formulas (1a), (2) and (3a), but NaOH added as a hydration accelerator is catalytic. It works well and is not consumed in the reaction. Therefore, the hot water containing this hydration accelerator can be used as it is for hot water aging of the slag of the next lot. In this case, the addition of a new hydration accelerator may only replenish the amount that is inevitably taken out of the system.
The slag that has undergone the aging treatment (warm water aging) is taken out from the hydration treatment tank 1, dehydrated in the dehydration tank 5, and then neutralized in the neutralization treatment tank 6 for the alkali content (NaOH) of the adhering water. , Becomes a product slag. A CO 2 containing gas is supplied to the neutralization treatment tank 6, and the alkali content (NaOH) is neutralized.

次に、本発明の第二のエージング方法について説明する。
このエージング方法は、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、特定の水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、この工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、特定の炭酸化促進剤を接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有するものである。以下、説明の便宜上、遊離CaOを「CaO」、遊離MgOを「MgO」という。
Next, the second aging method of the present invention will be described.
This aging method is a step of performing an aging treatment for hydrating the free CaO and / or the free MgO in a state where the slag containing the free CaO and / or the free MgO is in contact with a specific hydration accelerator. The hydrate is carbonated in a state where a specific carbonation accelerator is in contact with the slag containing (A) and the hydrate of CaO and / or MgO that has undergone this step (A). It has a step (B) of performing an aging process. Hereinafter, for convenience of explanation, free CaO is referred to as “CaO” and free MgO is referred to as “MgO”.

工程(A)で行うエージング処理は、上述した本発明の第一のエージング方法と基本的に同じである。すなわち、水和促進剤としてNaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上を用い、この水和促進剤は、さきに挙げた(1a)〜(7b)式のとおりスラグ中のCaO、MgO(CaO及び/又はMgO)の水和を促進させる。また、エージング処理の種類、エージング処理において水和促進剤をスラグに接触させる方法、水和促進剤の添加量、水和促進剤を繰り返し再利用する方法、エージング処理の処理温度及びエージング期間なども、上述した本発明の第一のエージング方法と同様である。 The aging treatment performed in the step (A) is basically the same as the above-mentioned first aging method of the present invention. That is, one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 are used as the hydration accelerator, and the hydration accelerator is CaO in the slag as shown in the formulas (1a) to (7b) mentioned above. Promotes hydration of MgO (CaO and / or MgO). In addition, the type of aging treatment, the method of contacting the hydration accelerator with the slag in the aging treatment, the amount of the hydration accelerator added, the method of repeatedly reusing the hydration accelerator, the treatment temperature and the aging period of the aging treatment, etc. , The same as the first aging method of the present invention described above.

工程(A)では、本発明の第一のエージング方法と同様、水和促進剤はCaO、MgOの水和反応には消費されないので、繰り返し再利用することが可能である。したがって、温水エージングの場合には、水和促進剤を含む温水を繰り返し使用することができるため、本発明の工程(A)で実施されるエージング処理は温水エージングが特に好ましい。すなわち、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、エージング処理を温水エージングで行なえば、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いること、つまりロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 In the step (A), as in the first aging method of the present invention, the hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, so that it can be reused repeatedly. Therefore, in the case of hot water aging, hot water containing a hydration accelerator can be used repeatedly, so that the aging treatment carried out in the step (A) of the present invention is particularly preferably hot water aging. That is, when a plurality of lots of slag are sequentially aged, if the aging treatment is performed by hot water aging, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. That is, the solution can be reused between lots, and economical aging treatment can be performed.

工程(B)では、炭酸化促進剤として炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を用い、この炭酸化促進剤は、工程(A)を経たスラグ中のCaO、MgOの水和物、すなわちCa(OH)、Mg(OH)(Ca(OH)及び/又はMg(OH))と反応し、当該水和物の炭酸化を促進させる。
炭酸塩、炭酸水素塩の種類は特に制限はないが、例えば、炭酸塩としては炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸アンモニウム((NHCO)、炭酸カリウム(KCO)などが挙げられ、また、炭酸水素塩としては炭酸水素ナトリウム(NaHCO)、炭酸水素アンモニウム(NHHCO)、炭酸水素カリウム(KHCO)などが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。
In the step (B), one or more selected from carbonates and bicarbonates are used as the carbonation accelerator, and this carbonation accelerator hydrates CaO and MgO in the slag that has undergone the step (A). It reacts with substances, namely Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 (Ca (OH) 2 and / or Mg (OH) 2 ), and promotes carbonation of the hydrate.
The types of carbonate and bicarbonate are not particularly limited. For example, the carbonates include sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), and potassium carbonate (K 2 CO 3 ). Examples of the hydrogen carbonate include sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), ammonium hydrogen carbonate (NH 4 HCO 3 ), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ), and the like, and one or more of these should be used. Can be done.

工程(B)では、炭酸化促進剤として上記の炭酸塩や炭酸水素塩を用いた場合、スラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と炭酸化促進剤との反応により、工程(A)で用いた水和促進剤に相当する成分(例えばNaOH、KOHなど)が生成する。本発明の第一のエージング方法において述べたように、この成分はスラグに付着したままでも特に問題はないが、工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込み、上記成分(例えばNaOH、KOHなど)とCOを反応させることにより炭酸化促進剤を再生させることができる。このCOの吹込みは、工程(B)用の処理槽で行ってもよいし、別に用意された炭酸化促進剤再生槽で行ってもよい。このように炭酸化促進剤を再生して使用できるため、炭酸化促進剤の添加量が比較的少量であっても所望の効果が得られ、また、炭酸化促進剤を繰り返し再利用することができる利点がある。その具体的な手法については、後に詳述する。 In the step (B), when the above carbonate or bicarbonate is used as the carbonation accelerator, the reaction between Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag and the carbonation accelerator causes the step (B). A component (for example, NaOH, KOH, etc.) corresponding to the hydration accelerator used in A) is produced. As described in the first aging method of the present invention, there is no particular problem even if this component remains attached to the slag, but during the aging treatment in step (B) and / or after the aging treatment is completed, the slag or slag is removed. The carbonation accelerator can be regenerated by blowing CO 2 into the immersed warm water and reacting the above components (for example, NaOH, KOH, etc.) with CO 2 . The CO 2 may be blown into the treatment tank for the step (B), or may be carried out in a separately prepared carbonation accelerator regeneration tank. Since the carbonation accelerator can be regenerated and used in this way, the desired effect can be obtained even if the amount of the carbonation accelerator added is relatively small, and the carbonation accelerator can be reused repeatedly. There are advantages that can be done. The specific method will be described in detail later.

ここで、炭酸化促進剤がNaCOの場合、このNaCOは下記(8a)、(8b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。なお、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合があり、その場合には下記(8c)、(8d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+NaCO → CaCO+2NaOH …(8a)
Mg(OH)+NaCO → MgCO+2NaOH …(8b)
CaO+HO+NaCO → CaCO+2NaOH …(8c)
MgO+HO+NaCO → MgCO+2NaOH …(8d)
Here, when the carbonation accelerator is Na 2 CO 3 , this Na 2 CO 3 reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following equations (8a) and (8b). Carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 is promoted. In addition, unreacted CaO and MgO may remain even after the step (A), in which case carbonation is promoted by the reactions of the following formulas (8c) and (8d).
Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 NaOH… (8a)
Mg (OH) 2 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 NaOH… (8b)
CaO + H 2 O + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 NaOH… (8c)
MgO + H 2 O + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 NaOH… (8d)

また、上記(8a)〜(8d)式の反応によりNaOHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(9)式に示すとおり炭酸化促進剤(NaCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(10a)、(10b)式のとおりとなる。
2NaOH+CO → NaCO+HO …(9)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(10a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(10b)
In addition, NaOH is produced by the reactions of the above formulas (8a) to (8d), and CO 2 is added to the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). By blowing in, the carbonation accelerator (Na 2 CO 3 ) can be regenerated as shown in the following formula (9), and the overall reaction of the aging treatment when this CO 2 blowing is performed is as follows (10a), ( 10b) Eq.
2 NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O… (9)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (10a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (10b)

また、炭酸化促進剤がKCOの場合、このKCOは下記(11a)、(11b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(11c)、(11d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+KCO → CaCO+2KOH …(11a)
Mg(OH)+KCO → MgCO+2KOH …(11b)
CaO+HO+KCO → CaCO+2KOH …(11c)
MgO+HO+KCO → MgCO+2KOH …(11d)
When the carbonation accelerator is K 2 CO 3 , this K 2 CO 3 reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following equations (11a) and (11b), and Ca Carbonation of (OH) 2 and Mg (OH) 2 is promoted. If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the reactions of the following formulas (11c) and (11d).
Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 KOH… (11a)
Mg (OH) 2 + K 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 KOH… (11b)
CaO + H 2 O + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2KOH… (11c)
MgO + H 2 O + K 2 CO 3 → MgCO 3 + 2KOH… (11d)

また、上記(11a)〜(11d)式の反応によりKOHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(12)式に示すとおり炭酸化促進剤(KCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(13a)、(13b)式のとおりとなる。
2KOH+CO → KCO+HO …(12)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(13a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(13b)
Further, KOH is produced by the reactions of the above formulas (11a) to (11d), and CO 2 is added to the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). By blowing, the carbonation accelerator (K 2 CO 3 ) can be regenerated as shown in the following formula (12), and the overall reaction of the aging treatment when this CO 2 blowing is performed is as follows (13a), ( 13b) Eq.
2KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O… (12)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (13a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (13b)

また、炭酸化促進剤が(NHCOの場合、この(NHCOは下記(14a)、(14b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(14c)、(14d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+(NH)CO → CaCO+2NH+2HO …(14a)
Mg(OH)+(NH4)2CO → MgCO+2NH+2HO …(14b)
CaO+HO+(NH)CO → CaCO+2NH+2HO …(14c)
MgO+HO+(NH4)2CO → MgCO+2NH+2HO …(14d)
When the carbonation accelerator is (NH 4 ) 2 CO 3 , the (NH 4 ) 2 CO 3 is Ca (OH) 2 and Mg (OH) in the slag as shown in the following equations (14a) and (14b). Reacts with 2 to promote carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the reactions of the following formulas (14c) and (14d).
Ca (OH) 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (14a)
Mg (OH) 2 + (NH 4) 2 CO 3 → MgCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (14b)
CaO + H 2 O + (NH 4 ) 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (14c)
MgO + H 2 O + (NH 4) 2 CO 3 → MgCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (14d)

また、上記(14a)〜(14d)式の反応によりNHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(15)式に示すとおり炭酸化促進剤((NHCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(16a)、(16b)式のとおりとなる。
2NH+HO+CO → (NH)CO …(15)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(16a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(16b)
Further, NH 3 is produced by the reactions of the above formulas (14a) to (14d), and CO 2 is produced in the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). As shown in the formula (15) below, the carbonation accelerator ((NH 4 ) 2 CO 3 ) can be regenerated by blowing in, and the overall reaction of the aging treatment when this CO 2 is blown is as follows ( 16a) and (16b) are as shown.
2NH 3 + H 2 O + CO 2 → (NH 4 ) 2 CO 3 … (15)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (16a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (16b)

また、炭酸化促進剤がNaHCOの場合、このNaHCOは下記(17a)、(17b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(17c)、(17d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+NaHCO → CaCO+NaOH+HO …(17a)
Mg(OH)+NaHCO → MgCO+NaOH+HO …(17b)
CaO+HO+NaHCO → CaCO+NaOH+HO …(17c)
MgO+HO+NaHCO → MgCO+NaOH+HO …(17d)
When the carbonation accelerator is NaHCO 3 , this NaHCO 3 reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following formulas (17a) and (17b), and Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 carbonation is promoted. If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the reactions of the following formulas (17c) and (17d).
Ca (OH) 2 + NaOH 3 → CaCO 3 + NaOH + H 2 O… (17a)
Mg (OH) 2 + NaOH 3 → MgCO 3 + NaOH + H 2 O… (17b)
CaO + H 2 O + NaHCO 3 → CaCO 3 + NaOH + H 2 O… (17c)
MgO + H 2 O + NaHCO 3 → MgCO 3 + NaOH + H 2 O… (17d)

また、上記(17a)〜(17d)式の反応によりNaOHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(18-1)、(18-2)式に示すとおり炭酸化促進剤(NaHCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(19a)、(19b)式のとおりとなる。
2NaOH+CO → NaCO+HO …(18-1)
NaCO+CO+HO → 2NaHCO …(18-2)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(19a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(19b)
In addition, NaOH is produced by the reactions of the above formulas (17a) to (17d), and CO 2 is added to the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). By blowing in, the carbonation accelerator (NaHCO 3 ) can be regenerated as shown in the following equations (18-1) and (18-2), and the overall reaction of the aging treatment when this CO 2 blowing is performed is as follows. The following equations (19a) and (19b) are used.
2 NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O… (18-1)
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 NaHCO 3 … (18-2)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (19a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (19b)

また、炭酸化促進剤がKHCOの場合、このKHCOは下記(20a)、(20b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(20c)、(20d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+KHCO → CaCO+KOH+HO …(20a)
Mg(OH)+KHCO → MgCO+KOH+HO …(20b)
CaO+HO+KHCO → CaCO+KOH+HO …(20c)
MgO+HO+KHCO → MgCO+KOH+HO …(20d)
When the carbonation accelerator is KHCO 3 , this KHCO 3 reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following equations (20a) and (20b), and Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 carbonation is promoted. If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the reactions of the following formulas (20c) and (20d).
Ca (OH) 2 + KHCO 3 → CaCO 3 + KOH + H 2 O… (20a)
Mg (OH) 2 + KHCO 3 → MgCO 3 + KOH + H 2 O… (20b)
CaO + H 2 O + KHCO 3 → CaCO 3 + KOH + H 2 O… (20c)
MgO + H 2 O + KHCO 3 → MgCO 3 + KOH + H 2 O… (20d)

また、上記(20a)〜(20d)式の反応によりKOHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(21-1)、(21-2)式に示すとおり炭酸化促進剤(KHCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(22a)、(22b)式のとおりとなる。
2KOH+CO → KCO+HO …(21-1)
CO+CO+HO → 2KHCO …(21-2)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(22a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(22b)
Further, KOH is produced by the reactions of the above formulas (20a) to (20d), and CO 2 is added to the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). By blowing in, the carbonation accelerator (KHCO 3 ) can be regenerated as shown in the following formulas (21-1) and (21-2), and the overall reaction of the aging treatment when this CO 2 blowing is performed is as follows. The following equations (22a) and (22b) are used.
2KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O… (21-1)
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 KHCO 3 … (21-2)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (22a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (22b)

また、炭酸化促進剤がNHHCOの場合、このNHHCOは下記(23a)、(23b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(23c)、(23d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+NHHCO → CaCO+NH+2HO …(23a)
Mg(OH)+NHHCO → MgCO+NH+2HO …(23b)
CaO+HO+NHHCO → CaCO+NH+2HO …(23c)
MgO+HO+NHHCO → MgCO+NH+2HO …(23d)
When the carbonation accelerator is NH 4 HCO 3 , this NH 4 HCO 3 reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following equations (23a) and (23b), and Ca Carbonation of (OH) 2 and Mg (OH) 2 is promoted. If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the following reactions (23c) and (23d).
Ca (OH) 2 + NH 4 HCO 3 → CaCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (23a)
Mg (OH) 2 + NH 4 HCO 3 → MgCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (23b)
CaO + H 2 O + NH 4 HCO 3 → CaCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (23c)
MgO + H 2 O + NH 4 HCO 3 → MgCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (23d)

また、上記(23a)〜(23d)式の反応によりNHが生成するが、この工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(24-1)、(24-2)式に示すとおり炭酸化促進剤(NHHCO)を再生させることができ、このCO吹き込みを行う場合のエージング処理の総括反応は、下記(25a)、(25b)式のとおりとなる。
2NH+HO+CO → (NH)CO …(24-1)
(NH)CO+HO+CO → 2NHHCO …(24-2)
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(25a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(25b)
Further, NH 3 is produced by the reactions of the above formulas (23a) to (23d), and CO 2 is produced in the slag or in warm water in which the slag is immersed during and / or after the aging treatment in this step (B). As shown in the following equations (24-1) and (24-2), the carbonation accelerator (NH 4 HCO 3 ) can be regenerated by blowing in, and the aging process when this CO 2 is blown is summarized. The reaction is as shown in the following formulas (25a) and (25b).
2NH 3 + H 2 O + CO 2 → (NH 4 ) 2 CO 3 … (24-1)
(NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 → 2 NH 4 HCO 3 … (24-2)
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (25a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (25b)

工程(B)のエージング処理は、温水エージング、蒸気エージング、大気エージングなどのいずれでもよい。
工程(B)のエージング処理において、炭酸化促進剤をスラグに接触させる方法は任意であるが、温水エージングの場合には、温水に炭酸化促進剤を添加し、この炭酸化促進剤を含む温水によりスラグをエージング処理すればよい。また、蒸気エージングや大気エージングの場合には、(i)炭酸化促進剤を含む溶液(水溶液など)をスラグに散布する、(ii)スラグに炭酸化促進剤を混合する、(iii)炭酸化促進剤を含む溶液(水溶液など)にスラグを一時的に浸漬する、などのような方法を採ればよい。
The aging treatment in the step (B) may be any of hot water aging, steam aging, atmospheric aging and the like.
In the aging treatment of the step (B), the method of bringing the carbonation accelerator into contact with the slag is arbitrary, but in the case of hot water aging, the carbonation accelerator is added to the hot water, and the hot water containing the carbonation accelerator is added. The slag may be aged. In the case of steam aging or atmospheric aging, (i) a solution containing a carbonation accelerator (such as an aqueous solution) is sprayed on the slag, (ii) a carbonation accelerator is mixed with the slag, and (iii) carbonation. A method such as temporarily immersing the slag in a solution containing an accelerator (such as an aqueous solution) may be adopted.

上述したように、工程(B)におけるスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と炭酸化促進剤(特定の炭酸塩、炭酸水素塩)との反応により、工程(A)で用いた水和促進剤に相当する成分(例えばNaOH、KOHなど)が生成するが、工程(B)のエージング処理中(エージング期間の少なくとも一部)又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込み、上記成分(例えばNaOH、KOHなど)とCOを反応させることにより、当該炭酸化促進剤を再生させることができる。このようにスラグ又は温水中にCOの吹き込みを行うことにより、炭酸化促進剤を再生させつつ処理を行うことができるので、炭酸化促進剤を比較的少量の添加量とすることができ、また、炭酸化促進剤を繰り返し再利用することができる。 As described above, it is used in the step (A) by the reaction of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag in the step (B) with a carbonation accelerator (specific carbonate, bicarbonate). A component corresponding to the hydration accelerator (for example, NaOH, KOH, etc.) was produced, but during the aging treatment (at least a part of the aging period) in step (B) and / and after the aging treatment was completed, the slag was formed. The carbonation accelerator can be regenerated by blowing CO 2 into the immersed warm water and reacting the above components (for example, NaOH, KOH, etc.) with CO 2 . By injecting CO 2 into slag or warm water in this way, the treatment can be performed while regenerating the carbonation accelerator, so that the amount of the carbonation accelerator added can be relatively small. In addition, the carbonation accelerator can be reused repeatedly.

したがって、工程(B)のエージング処理を温水エージングで行う場合には、エージング処理中又は/及びエージング処理終了後に温水中にCOを吹き込むだけで炭酸化促進剤を再生させることができ、この炭酸化促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるため特に有利である。この観点からは、エージング処理は温水エージングが特に好ましい。すなわち、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、エージング処理を温水エージングで行なえば、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液(エージング処理中又は/及びエージング処理終了後にCOを吹き込んだ溶液)を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いること、つまりロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 Therefore, when the aging treatment of the step (B) is performed by hot water aging, the carbonation accelerator can be regenerated only by blowing CO 2 into warm water during and / or after the aging treatment is completed. It is particularly advantageous because hot water containing a carbonation accelerator can be reused repeatedly. From this point of view, hot water aging is particularly preferable for the aging treatment. That is, when a plurality of lots of slag are sequentially aged, if the aging treatment is performed by hot water aging, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot (during the aging treatment and / and after the aging treatment is completed, CO 2 is blown into the solution). The solution) can be used for hot water aging of the slag of the lot to be aged next, that is, the solution can be reused between lots, and economical aging can be performed.

一方、工程(B)のエージング処理を蒸気エージングや大気エージングで行う場合において、炭酸化促進剤を再生させ、これを再利用するには、工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中にCOを吹き込むことで炭酸化促進剤を再生させた後、処理を終えたスラグに付着した炭酸化促進剤を水などで洗い流し、炭酸化促進剤を回収すればよい。
工程(B)においてスラグ中又は温水中にCO(ガス)を吹き込むには、CO含有ガス(例えば、冶金炉排ガス、燃焼排ガス、石灰焼成炉排ガスなど)を用いてもよい。CO含有ガスのCO濃度は特に制限はないが、処理効率上、CO濃度が10vol%以上のCO含有ガスを用いることが好ましい。
また、スラグ中にCO(CO含有ガスの場合を含む)を吹き込むには、例えば、吹き込みノズルを備えた蒸気配管が敷設された着生床の上にスラグを積み付け、蒸気配管の吹き込みノズルからスラグ層にCOを吹き込むなどの方法を採ることができる。
On the other hand, in the case where the aging treatment of the step (B) is performed by steam aging or atmospheric aging, in order to regenerate the carbon dioxide accelerator and reuse it, the aging treatment of the step (B) is being performed or / and the aging treatment is completed. Later, the carbonation accelerator may be regenerated by blowing CO 2 into the slag, and then the carbonation accelerator adhering to the treated slag may be washed away with water or the like to recover the carbonation accelerator.
In order to blow CO 2 (gas) into slag or warm water in the step (B), CO 2 containing gas (for example, metallurgical furnace exhaust gas, combustion exhaust gas, lime firing furnace exhaust gas, etc.) may be used. Although CO 2 CO 2 concentration of the gas containing is not particularly limited, the processing efficiency, CO 2 concentration is preferably used 10 vol% or more CO 2 containing gas.
In addition, in order to blow CO 2 (including the case of CO 2 containing gas) into the slag, for example, the slag is stacked on a settlement floor on which a steam pipe equipped with a blowing nozzle is laid, and the steam pipe is blown. A method such as blowing CO 2 from the nozzle into the slag layer can be adopted.

炭酸化促進剤の添加量に特別な制限はないが、炭酸化促進剤はスラグ中に含まれる遊離CaOや遊離MgO以外の可溶性CaOや可溶性MgOとも反応するので、その点を考慮しつつ、処理効率の面から適宜決めればよい。
スラグ中の可溶性CaO、可溶性MgO(水和し得るCaO、MgO)の含有量は、例えば、以下のような測定方法で求めることができる。
粒径0.075mm以下に粉砕したスラグ2gに蒸留水5gを加え、180℃のオートクレーブで24時間養生する。この処理により水和し得るCaO、MgOを全てCa(OH)、Mg(OH)に変換させる。この水和処理したスラグについて、以下のような熱重量分析を行う。この熱重量分析の条件は、温度範囲は常温〜600℃、昇温速度は10℃/分、アルゴン雰囲気で流量は200mL/分とする。300−400℃での質量減少をMg(OH)の脱水反応、400−500℃での質量減少をCa(OH)の脱水反応によるものと考え、下記のように水和可能CaO量(可溶性CaO量)、水和可能MgO量(可溶性MgO量)を算出する。
水和可能MgO(mass%)=W300-400*40.3/18.0
水和可能CaO(mass%)=W400-500*56.1/18.0
ここで W300-400:300−400℃での脱水量(mass%)
400-500:400−500℃での脱水量(mass%)
There is no particular limitation on the amount of carbonation accelerator added, but since the carbonation accelerator reacts with soluble CaO and soluble MgO other than free CaO and free MgO contained in the slag, treatment is performed while taking this point into consideration. It may be decided appropriately from the aspect of efficiency.
The content of soluble CaO and soluble MgO (sustainable CaO, MgO) in the slag can be determined by, for example, the following measuring method.
5 g of distilled water is added to 2 g of slag crushed to a particle size of 0.075 mm or less, and the slag is cured in an autoclave at 180 ° C. for 24 hours. All CaO and MgO that can be hydrated by this treatment are converted into Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . The following thermogravimetric analysis is performed on the hydrated slag. The conditions of this thermogravimetric analysis are that the temperature range is normal temperature to 600 ° C., the heating rate is 10 ° C./min, and the flow rate is 200 mL / min in an argon atmosphere. Considering that the mass loss at 300-400 ° C is due to the dehydration reaction of Mg (OH) 2 and the mass loss at 400-500 ° C is due to the dehydration reaction of Ca (OH) 2 , the amount of hydrateable CaO (as shown below) The amount of soluble CaO) and the amount of hydrateable MgO (amount of soluble MgO) are calculated.
Hydogenic MgO (mass%) = W 300-400 * 40.3 / 18.0
Hydogenic CaO (mass%) = W 400-500 * 56.1 / 18.0
Here, W 300-400 : Amount of dehydration at 300-400 ° C (mass%)
W 400-500 : Dehydration amount at 400-500 ° C (mass%)

工程(B)のエージング処理の処理温度(炭酸化反応温度)に特別な制限はないが、20〜80℃程度が好ましく、40〜60℃程度がより好ましい。したがって、この処理温度の点からも、エージング処理は温水エージングが好ましい。
工程(B)のエージング処理の処理時間に特別な制限はないが、通常、スラグ中のCa(OH)、Mg(OH)の炭酸化が十分に進み、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)及びスラグからの高アルカリ水の溶出抑制(スラグ溶出水のpH低減)を達成できるように設定される。例えば、水浸膨張比(測定方法は実施例参照)1.0%以下、タンクリーチング試験で測定されるpH(測定方法は実施例参照)10.0以下を達成できるように処理時間が設定される。本発明のエージング方法によれば、従来法(単純な温水エージングや蒸気エージング)に較べてエージング期間を大幅に短縮できる利点がある。
The treatment temperature (carbonation reaction temperature) of the aging treatment in the step (B) is not particularly limited, but is preferably about 20 to 80 ° C, more preferably about 40 to 60 ° C. Therefore, from the viewpoint of this treatment temperature, hot water aging is preferable for the aging treatment.
There is no particular limitation on the treatment time of the aging treatment in the step (B), but usually, the carbonization of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag proceeds sufficiently to suppress the expansion of the slag (water immersion expansion). It is set so as to achieve (reduction of ratio) and suppression of elution of highly alkaline water from slag (reduction of pH of slag elution water). For example, the treatment time is set so that a water immersion expansion ratio (see Examples for the measurement method) of 1.0% or less and a pH measured in the tank leaching test (see Examples for the measurement method) of 10.0 or less can be achieved. To. According to the aging method of the present invention, there is an advantage that the aging period can be significantly shortened as compared with the conventional method (simple hot water aging or steam aging).

工程(A)、(B)のエージング処理を実施する設備に特別な制限はなく、温水エージング、蒸気エージングなどを行う公知の設備を使用できるが、さきに述べたように、(i)工程(A)では、水和促進剤はCaO、MgOの水和反応には消費されないので、温水エージングの場合には、水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができる、(ii)工程(B)では、温水エージングの場合には、エージング処理中又は/及びエージング処理終了後に温水中にCOを吹き込むだけで炭酸化促進剤を再生させることができ、この炭酸化促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができる、という点からして、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理は、それぞれ専用の処理槽を用いた温水エージングで行うことが特に好ましい。これにより、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(A)、(B)のそれぞれの温水エージングにおいて、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いること、すなわちロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 There are no special restrictions on the equipment that carries out the aging treatment of steps (A) and (B), and known equipment that performs hot water aging, steam aging, etc. can be used, but as mentioned earlier, step (i) ( In A), since the hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, in the case of hot water aging, the hot water containing the hydration accelerator can be repeatedly reused, step (ii) (ii). In B), in the case of hot water aging, the carbonation accelerator can be regenerated simply by blowing CO 2 into warm water during and / or after the aging treatment is completed, and the hot water containing this carbonization accelerator can be regenerated. From the viewpoint that it can be reused repeatedly, it is particularly preferable that the aging treatment of the step (A) and the aging treatment of the step (B) are performed by hot water aging using a dedicated treatment tank. As a result, when aging a plurality of lots of slag in sequence, in each of the hot water aging steps (A) and (B), the solution used for the hot water aging of one lot of slag is then subjected to the aging treatment. It can be used for hot water aging of slag, that is, the solution can be reused between lots, and economical aging treatment can be performed.

図2は、このエージング方法の一実施形態の処理フローを模式的に示したものであり、この実施形態では、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理を、それぞれ専用の処理槽を用いた温水エージングで行うものである。以下、処理対象がCaOを含有するスラグであり、工程(A)において水和促進剤としてNaOHを用い、工程(B)において炭酸化促進剤としてNaCOを用いる場合を例に説明する。
水和処理槽1では、温水中に水和促進剤としてNaOHが添加される。この水和処理層1にCaOを含有するスラグが投入され、工程(A)のエージング処理(温水エージング)が行われる。この工程(A)では、上述した(1a)、(2)、(3a)式の反応によりCaOが水和してCa(OH)が生じるが、水和促進剤として添加したNaOHは触媒的な働きをし、反応に消費されることはない。したがって、この水和促進剤を含む温水は、次のロットのスラグの温水エージングにそのまま使用することができる。この場合、新規な水和促進剤の投入は、不可避的に系外に持ち出される分を補充する程度でよい。
FIG. 2 schematically shows a processing flow of one embodiment of this aging method. In this embodiment, the aging process of the step (A) and the aging process of the step (B) are dedicated to each of them. It is performed by hot water aging using a tank. Hereinafter, a case where the treatment target is slag containing CaO, NaOH is used as the hydration accelerator in the step (A), and Na 2 CO 3 is used as the carbonation accelerator in the step (B) will be described as an example.
In the hydration treatment tank 1, NaOH is added as a hydration accelerator to warm water. The slag containing CaO is put into the hydration treatment layer 1, and the aging treatment (warm water aging) of the step (A) is performed. In this step (A), CaO is hydrated to produce Ca (OH) 2 by the reactions of the above formulas (1a), (2) and (3a), but NaOH added as a hydration accelerator is catalytic. It works well and is not consumed in the reaction. Therefore, the hot water containing this hydration accelerator can be used as it is for hot water aging of the slag of the next lot. In this case, the addition of a new hydration accelerator may only replenish the amount that is inevitably taken out of the system.

工程(A)を終えたCa(OH)を含有するスラグは炭酸化処理槽2に移され、ここで工程(B)のエージング処理(温水エージング)が行われる。炭酸化処理槽2では、温水中に炭酸化促進剤としてNaCOが添加され、スラグ中のCa(OH)が炭酸化してCaCOが生じる。また、この工程(B)では、Ca(OH)の炭酸化のために消費された炭酸化促進剤(NaCO)を再生させるために、エージング処理中及び/又はエージング処理終了後に温水中にCOを吹き込む。 The slag containing Ca (OH) 2 that has completed the step (A) is transferred to the carbonation treatment tank 2, where the aging treatment (warm water aging) of the step (B) is performed. In the carbon dioxide treatment vessel 2, it is added Na 2 CO 3 as a carbonation promoter in hot water, Ca (OH) 2 in the slag is CaCO 3 caused by carbonation. Further, in this step (B), in order to regenerate the carbonation accelerator (Na 2 CO 3 ) consumed for the carbonation of Ca (OH) 2 , warm water is used during and / or after the aging treatment is completed. Blow CO 2 into it.

この工程(B)では、上述した(8a)、(9)、(10a)式(場合により、さらに(8c)式)の反応が生じる。炭酸化促進剤の作用によってスラグ中のCa(OH)の炭酸化が促進されるとともに、その炭酸化反応で生成したNaOHが、温水中に吹き込まれたCOと反応して炭酸化促進剤(NaCO)が再生される。このため炭酸化促進剤の添加量は比較的少量でよく、また、炭酸化促進剤(NaCO)が再生された温水は、次のロットのスラグの温水エージングにそのまま使用することができる。この場合、新規な炭酸化促進剤の投入は、不可避的に系外に持ち出される分を補充する程度でよい。 In this step (B), the reactions of the above-mentioned formulas (8a), (9) and (10a) (in some cases, further formula (8c)) occur. The action of the carbonation accelerator promotes the carbonation of Ca (OH) 2 in the slag, and the NaOH produced by the carbonation reaction reacts with the CO 2 blown into the warm water to promote the carbonation. (Na 2 CO 3 ) is regenerated. Therefore, the amount of the carbonation accelerator added may be relatively small, and the hot water in which the carbonation accelerator (Na 2 CO 3 ) is regenerated can be used as it is for the hot water aging of the slag of the next lot. .. In this case, the addition of a new carbonation accelerator may only replenish the amount that is inevitably taken out of the system.

炭酸化促進剤(NaCO)を再生させるためのCOの吹込みは、炭酸化処理槽2内でガス吹込み手段を用いて行ってもよいが(この場合のガス吹込み手段7を図中に仮想線で示す)、本実施形態では、専用の炭酸化促進剤再生槽3でCOの吹込みを行っている。すなわち、炭酸化処理槽2内の液(温水)を抜き出して炭酸化促進剤再生槽3に供給し(経路16a)、この炭酸化促進剤再生槽3にCO含有ガスを供給することで炭酸化促進剤を再生させる。そして、この炭酸化促進剤の再生処理をした液(炭酸化促進剤溶液)を貯留槽4に貯留し、必要に応じて新たな炭酸化促進剤を加えて濃度調整した後、炭酸化処理槽2に供給する(経路16b)。
なお、図2の実施形態とは異なり、温水中にCOを吹き込まない場合には、処理中に炭酸化促進剤(NaCO)が再生されないので、炭酸化促進剤は相応の添加量が必要となる。
工程(B)を終えたスラグは炭酸化処理槽2から取り出され、脱水槽5で脱水処理された後、中和処理槽6で付着水のアルカリ分(NaOH)の中和処理がなされ、製品スラグとなる。中和処理槽6には、炭酸化促進剤再生槽3を出たCO含有ガスが供給され、アルカリ分(NaOH)の中和処理がなされる。
The CO 2 for regenerating the carbonation accelerator (Na 2 CO 3 ) may be blown into the carbonation treatment tank 2 by using a gas blowing means (in this case, the gas blowing means 7). Is shown by a virtual line in the figure), in this embodiment, CO 2 is blown into the dedicated carbonation accelerator regeneration tank 3. That is, the liquid (warm water) in the carbonation treatment tank 2 is extracted and supplied to the carbonation accelerator regeneration tank 3 (path 16a), and the CO 2 containing gas is supplied to the carbonation accelerator regeneration tank 3 to carbonate the carbon dioxide. Regenerate the carbon dioxide accelerator. Then, the liquid (carbonation accelerator solution) that has been regenerated with this carbonation accelerator is stored in the storage tank 4, and if necessary, a new carbonation accelerator is added to adjust the concentration, and then the carbonation treatment tank. Supply to 2 (path 16b).
In addition, unlike the embodiment of FIG. 2, when CO 2 is not blown into warm water, the carbonation accelerator (Na 2 CO 3 ) is not regenerated during the treatment, so that the amount of the carbonation accelerator added is appropriate. Is required.
The slag that has completed the step (B) is taken out from the carbonation treatment tank 2, dehydrated in the dehydration tank 5, and then neutralized in the neutralization treatment tank 6 for the alkali content (NaOH) of the adhering water. It becomes a slag. The CO 2- containing gas from the carbonation accelerator regeneration tank 3 is supplied to the neutralization treatment tank 6, and the alkali content (NaOH) is neutralized.

次に、本発明の第三のエージング方法について説明する。
このエージング方法は、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、特定の水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、この工程(A)の終了後に残存した水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、当該生成物を炭酸化促進剤として接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有するものである。以下、説明の便宜上、遊離CaOを「CaO」、遊離MgOを「MgO」という。
Next, the third aging method of the present invention will be described.
This aging method is a step of performing an aging treatment for hydrating the free CaO and / or the free MgO in a state where the slag containing the free CaO and / or the free MgO is in contact with a specific hydration accelerator. By contacting (A) and the hydration accelerator remaining after the completion of this step (A) with CO 2 and carbonizing the mixture, one or more selected from carbonates and hydrogen carbonates are produced. The slag containing the hydrate of CaO and / or MgO that has undergone the step (A) is subjected to an aging treatment for carbonating the hydrate in a state where the product is brought into contact with the slag as a carbonation accelerator. It has a step (B). Hereinafter, for convenience of explanation, free CaO is referred to as “CaO” and free MgO is referred to as “MgO”.

工程(A)で行うエージング処理は、上述した本発明の第一及び第二のエージング方法と基本的に同じである。すなわち、水和促進剤としてNaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上を用い、この水和促進剤は、さきに挙げた(1a)〜(7b)式のとおりスラグ中のCaO、MgO(CaO及び/又はMgO)の水和を促進させる。また、エージング処理の種類、エージング処理において水和促進剤をスラグに接触させる方法、水和促進剤の添加量、エージング処理の処理温度及びエージング期間なども、上述した本発明の第一及び第二のエージング方法と同様である。 The aging treatment performed in the step (A) is basically the same as the first and second aging methods of the present invention described above. That is, one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 are used as the hydration accelerator, and the hydration accelerator is CaO in the slag as shown in the formulas (1a) to (7b) mentioned above. Promotes hydration of MgO (CaO and / or MgO). Further, the types of the aging treatment, the method of bringing the hydration accelerator into contact with the slag in the aging treatment, the amount of the hydration accelerator added, the treatment temperature of the aging treatment, the aging period and the like are also described in the first and second aspects of the present invention described above. It is the same as the aging method of.

工程(A)では、本発明の第二のエージング方法と同様、水和促進剤はCaO、MgOの水和反応には消費されずに残存するが、続いて行われる工程(B)では、この残存した水和促進剤から炭酸化促進剤が生成されるとともに、この炭酸化促進剤が工程(A)を経たスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)(Ca(OH)及び/又はMg(OH))と反応する結果、再び水和促進剤が生成し、これを繰り返し再利用することが可能である。したがって、温水エージングの場合には、その水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるため、工程(A)、(B)で実施されるエージング処理は、温水エージングが特に好ましい。すなわち、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(A)、(B)のエージング処理を温水エージングで順次行なえば、1つのロットのスラグに対する工程(B)の温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグに対する工程(A)の温水エージングに用いること、つまりロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 In the step (A), as in the second aging method of the present invention, the hydration accelerator remains without being consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, but in the subsequent step (B), this hydration accelerator remains. A carbonation accelerator is produced from the remaining hydration accelerator, and this carbonation accelerator is used as Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 (Ca (OH) 2 and Ca (OH) 2 ) in the slag that has undergone the step (A). / Or As a result of reacting with Mg (OH) 2 ), a hydration accelerator is generated again, and this can be reused repeatedly. Therefore, in the case of hot water aging, hot water containing the hydration accelerator can be reused repeatedly, so that the aging treatment carried out in the steps (A) and (B) is particularly preferably hot water aging. That is, when the slags of a plurality of lots are sequentially aged, if the aging treatments of the steps (A) and (B) are sequentially performed by hot water aging, the solution used for the hot water aging of the step (B) for one lot of slag. Is used for hot water aging in the step (A) for the slag of the lot to be aged next, that is, the solution can be reused between lots, and the economical aging treatment can be performed.

上述したように、工程(A)では水和促進剤はCaO、MgOの水和反応には消費されず、同工程終了後もそのまま残存する。工程(B)では、工程(A)の終了後に残存した水和促進剤(例えばNaOH、KOHなど)をCOと接触(反応)させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させる。そして、この生成物は炭酸化促進剤として、工程(A)を経たスラグ中のCaO、MgOの水和物、すなわちCa(OH)、Mg(OH)(Ca(OH)及び/又はMg(OH))と反応し、当該水和物の炭酸化を促進させる。 As described above, in the step (A), the hydration accelerator is not consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, and remains as it is even after the completion of the step. In the step (B), the hydration accelerator (for example, NaOH, KOH, etc.) remaining after the completion of the step (A) is contacted (reacted) with CO 2 to be carbonated, so that the carbonate and the hydrogen carbonate are contained. Generate one or more selected from. Then, as a carbonation accelerator, this product is a hydrate of CaO and MgO in the slag that has undergone the step (A), that is, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 (Ca (OH) 2 and / or It reacts with Mg (OH) 2 ) and promotes carbonation of the hydrate.

工程(A)で使用される水和促進剤は、NaOH、KOH、NHの1種以上であるので、これとCOを反応(炭酸化反応)させて生成する炭酸塩又は炭酸水素塩(炭酸化促進剤)は、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)、炭酸カリウム(KCO)、炭酸水素カリウム(KHCO)、炭酸アンモニウム((NHCO)、炭酸水素アンモニウム(NHHCO)の1種以上である。なお、水和促進剤の炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行する。
工程(A)の終了後に残存した水和促進剤をCOと接触させて炭酸化するために、通常、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCO(ガス)を吹き込む。このCOの吹込みは当該エージング処理槽で行ってもよいし、別に用意された炭酸化促進剤生成槽で行ってもよい。
スラグ中又は温水中にCO(ガス)を吹き込むには、CO含有ガス(例えば、冶金炉排ガス、燃焼排ガス、石灰焼成炉排ガスなど)を用いてもよい。CO含有ガスのCO濃度は特に制限はないが、処理効率上、CO濃度が10vol%以上のCO含有ガスを用いることが好ましい。
スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込む方法は、上述した本発明の第二のエージング方法と同様である。
Since the hydration accelerator used in the step (A) is one or more of NaOH, KOH, and NH 3 , a carbonate or bicarbonate (carbonate) produced by reacting (carbonation reaction) this with CO 2 ( (Carbonation accelerator) is sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO). 3 ), one or more of ammonium hydrogen carbonate (NH 4 HCO 3 ). The carbonation of the hydration accelerator proceeds in the order of carbonate and hydrogen carbonate.
In order to bring the hydration accelerator remaining after the completion of the step (A) into contact with CO 2 and carbonate it, CO 2 (gas) is usually blown into slag or warm water in which the slag is immersed. The CO 2 may be blown into the aging treatment tank, or may be carried out in a separately prepared carbonation accelerator generation tank.
In order to blow CO 2 (gas) into slag or warm water, CO 2 containing gas (for example, metallurgical furnace exhaust gas, combustion exhaust gas, lime firing furnace exhaust gas, etc.) may be used. Although CO 2 CO 2 concentration of the gas containing is not particularly limited, the processing efficiency, CO 2 concentration is preferably used 10 vol% or more CO 2 containing gas.
The method of blowing CO 2 into the slag or the warm water in which the slag is immersed is the same as the second aging method of the present invention described above.

ここで、工程(A)で使用される水和促進剤がNaOHの場合、工程(B)でスラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(26)、(27)式に示すとおり炭酸化促進剤となるNaCO及び/又はNaHCOが生成する。なお、下記(26)、(27)式に示すとおり、NaOHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。
2NaOH+CO → NaCO+HO …(26)
NaCO+CO+HO → 2NaHCO …(27)
Here, when the hydration accelerator used in the step (A) is NaOH, the following (26) and (27) are made by blowing CO 2 into the slag or in the warm water in which the slag is immersed in the step (B). It is Na 2 CO 3 and / or NaHCO 3 as a carbonation promoter as shown in equation produce. As shown in the following equations (26) and (27), the carbonation of NaOH proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation is determined by the amount of CO 2 supplied and the time. Even if carbonate is produced, hydrogen carbonate may not be produced.
2 NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O… (26)
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 NaHCO 3 … (27)

このように生成したNaCO及び/又はNaHCOは、下記(28a)、(28b)、(29a)、(29b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。なお、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合があり、その場合には下記(28c)、(28d)、(29c)、(29d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+NaCO → CaCO+2NaOH …(28a)
Mg(OH)+NaCO → MgCO+2NaOH …(28b)
CaO+HO+NaCO → CaCO+2NaOH …(28c)
MgO+HO+NaCO → MgCO+2NaOH …(28d)
Ca(OH)+NaHCO → CaCO+NaOH+HO …(29a)
Mg(OH)+NaHCO → MgCO+NaOH+HO …(29b)
CaO+HO+NaHCO → CaCO+NaOH+HO …(29c)
MgO+HO+NaHCO → MgCO+NaOH+HO …(29d)
よって、工程(B)でのエージング処理の総括反応は、下記(30a)、(30b)式のとおりとなる。
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(30a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(30b)
The Na 2 CO 3 and / or NaHCO 3 thus produced are the Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag as shown in the following equations (28a), (28b), (29a) and (29b). The reaction promotes carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . In addition, unreacted CaO and MgO may remain even after the step (A), in which case carbonation is carried out by the following reactions (28c), (28d), (29c) and (29d). Be promoted.
Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 NaOH… (28a)
Mg (OH) 2 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 NaOH… (28b)
CaO + H 2 O + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 NaOH… (28c)
MgO + H 2 O + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 NaOH… (28d)
Ca (OH) 2 + NaOH 3 → CaCO 3 + NaOH + H 2 O… (29a)
Mg (OH) 2 + NaOH 3 → MgCO 3 + NaOH + H 2 O… (29b)
CaO + H 2 O + NaHCO 3 → CaCO 3 + NaOH + H 2 O… (29c)
MgO + H 2 O + NaHCO 3 → MgCO 3 + NaOH + H 2 O… (29d)
Therefore, the overall reaction of the aging treatment in the step (B) is as shown in the following equations (30a) and (30b).
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (30a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (30b)

また、工程(A)で使用される水和促進剤がKOHの場合、工程(B)でスラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(31)、(32)式に示すとおり炭酸化促進剤となるKCO及び/又はKHCOが生成する。なお、下記(31)、(32)式に示すとおり、KOHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。
2KOH+CO → KCO+HO …(31)
CO+CO+HO→ 2KHCO …(32)
When the hydration accelerator used in the step (A) is KOH, CO 2 is blown into the slag or the warm water in which the slag is immersed in the step (B) to obtain the following equations (31) and (32). becomes carbonation promoter K 2 CO 3 and / or KHCO 3 as shown to generate. As shown in equations (31) and (32) below, carbonation of KOH proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation is determined by the amount of CO 2 supplied and time. Even if carbonate is produced, hydrogen carbonate may not be produced.
2KOH + CO 2 → K 2 CO 3 + H 2 O… (31)
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 KHCO 3 … (32)

このように生成したKCO及び/又はKHCOは、下記(33a)、(33b)、(34a)、(34b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(33c)、(33d)、(34c)、(34d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+KCO → CaCO+2KOH …(33a)
Mg(OH)+KCO → MgCO+2KOH …(33b)
CaO+HO+KCO → CaCO+2KOH …(33c)
MgO+HO+KCO → MgCO+2KOH …(33d)
Ca(OH)+KHCO → CaCO+KOH+HO …(34a)
Mg(OH)+KHCO → MgCO+KOH+HO …(34b)
CaO+HO+KHCO → CaCO+KOH+HO …(34c)
MgO+HO+KHCO → MgCO+KOH+HO …(34d)
よって、工程(B)でのエージング処理の総括反応は、下記(35a)、(35b)式のとおりとなる。
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(35a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(35b)
K 2 CO 3 and / or KHCO 3 generated in this manner is the following (33a), (33b), (34a), and 2 (34b) of as slag of formula Ca (OH) 2, Mg ( OH) The reaction promotes carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the following reactions (33c), (33d), (34c), and (34d).
Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 KOH… (33a)
Mg (OH) 2 + K 2 CO 3 → MgCO 3 + 2 KOH… (33b)
CaO + H 2 O + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2KOH… (33c)
MgO + H 2 O + K 2 CO 3 → MgCO 3 + 2KOH… (33d)
Ca (OH) 2 + KHCO 3 → CaCO 3 + KOH + H 2 O… (34a)
Mg (OH) 2 + KHCO 3 → MgCO 3 + KOH + H 2 O… (34b)
CaO + H 2 O + KHCO 3 → CaCO 3 + KOH + H 2 O… (34c)
MgO + H 2 O + KHCO 3 → MgCO 3 + KOH + H 2 O… (34d)
Therefore, the overall reaction of the aging treatment in the step (B) is as shown in the following equations (35a) and (35b).
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (35a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (35b)

また、工程(A)で使用される水和促進剤がNHの場合、工程(B)でスラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、下記(36)、(37)式に示すとおり炭酸化促進剤となる(NHCO及び/又はNHHCOが生成する。なお、下記(36)、(37)式に示すとおり、NHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。
2NH+HO+CO → (NH)CO …(36)
(NH)CO+HO+CO → 2NHHCO …(37)
When the hydration accelerator used in the step (A) is NH 3 , CO 2 is blown into the slag or the warm water in which the slag is immersed in the step (B) to obtain the following (36) and (37). As shown in the formula, (NH 4 ) 2 CO 3 and / or NH 4 HCO 3 serving as a carbonation accelerator is produced. As shown in equations (36) and (37) below, the carbonation of NH 3 proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation is determined by the amount of CO 2 supplied and the time. , Even if carbonate is produced, hydrogen carbonate may not be produced.
2NH 3 + H 2 O + CO 2 → (NH 4 ) 2 CO 3 … (36)
(NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 → 2 NH 4 HCO 3 … (37)

このように生成した(NHCO及び/又はNHHCOは、下記(38a)、(38b)、(39a)、(39b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、工程(A)を経た後にも未反応のCaOやMgOが残存する場合には、下記(38c)、(38d)、(39c)、(39d)式の反応により炭酸化が促進される。
Ca(OH)+(NH)CO → CaCO+2NH+2HO …(38a)
Mg(OH)+(NH4)2CO → MgCO+2NH+2HO …(38b)
CaO+HO+(NH)CO → CaCO+2NH+2HO …(38c)
MgO+HO+(NH4)2CO → MgCO+2NH+2HO …(38d)
Ca(OH)+NHHCO → CaCO+NH+2HO …(39a)
Mg(OH)+NHHCO → MgCO+NH+2HO …(39b)
CaO+HO+NHHCO → CaCO+NH+2HO …(39c)
MgO+HO+NHHCO → MgCO+NH+2HO …(39d)
よって、工程(B)でのエージング処理の総括反応は、下記(40a)、(40b)式のとおりとなる。
Ca(OH)+CO → CaCO+HO …(40a)
Mg(OH)+CO → MgCO+HO …(40b)
The (NH 4 ) 2 CO 3 and / or NH 4 HCO 3 thus generated are Ca (OH) 2 and Mg in the slag as shown in the following equations (38a), (38b), (39a) and (39b). (OH) 2 and reacted, Ca (OH) 2, Mg (OH) 2 carbonation is accelerated. If unreacted CaO or MgO remains even after the step (A), carbonation is promoted by the following reactions (38c), (38d), (39c), and (39d).
Ca (OH) 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (38a)
Mg (OH) 2 + (NH 4) 2 CO 3 → MgCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (38b)
CaO + H 2 O + (NH 4 ) 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (38c)
MgO + H 2 O + (NH 4) 2 CO 3 → MgCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O… (38d)
Ca (OH) 2 + NH 4 HCO 3 → CaCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (39a)
Mg (OH) 2 + NH 4 HCO 3 → MgCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (39b)
CaO + H 2 O + NH 4 HCO 3 → CaCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (39c)
MgO + H 2 O + NH 4 HCO 3 → MgCO 3 + NH 3 + 2H 2 O… (39d)
Therefore, the overall reaction of the aging treatment in the step (B) is as shown in the following equations (40a) and (40b).
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O… (40a)
Mg (OH) 2 + CO 2 → MgCO 3 + H 2 O… (40b)

工程(A)、(B)のエージング処理は、温水エージング、蒸気エージング、大気エージングなどのいずれでもよいが、上述したように温水エージングが特に好ましい。すなわち、工程(B)では、生成した炭酸化促進剤がスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応して再び水和促進剤が生成し、これを繰り返し再利用することが可能であり、温水エージングの場合には、その水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるからである。
工程(A)、(B)のエージング処理において、水和促進剤(及びこの水和促進剤から生成する炭酸化促進剤)をスラグに接触させる方法は任意であるが、温水エージングの場合には、水和促進剤(及びこの水和促進剤から生成する炭酸化促進剤)を含む温水によりスラグをエージング処理すればよい。また、蒸気エージングや大気エージングの場合には、工程(A)を行うにあたり、(i)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)をスラグに散布する、(ii)スラグに水和促進剤を混合する、(iii)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)にスラグを一時的に浸漬する、などのような方法を採ればよい。
The aging treatment in the steps (A) and (B) may be any of hot water aging, steam aging, atmospheric aging and the like, but hot water aging is particularly preferable as described above. That is, in the step (B), the produced carbonation accelerator reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag to generate a hydration accelerator again, which can be reused repeatedly. This is possible, and in the case of hot water aging, the hot water containing the hydration accelerator can be reused repeatedly.
In the aging treatments of the steps (A) and (B), the method of contacting the hydration accelerator (and the carbonation accelerator produced from the hydration accelerator) with the slag is arbitrary, but in the case of hot water aging, , The slag may be aged with warm water containing a hydration accelerator (and a carbonation accelerator produced from the hydration accelerator). In the case of steam aging or atmospheric aging, in performing step (A), (i) a solution containing a hydration accelerator (such as an aqueous solution) is sprayed on the slag, and (ii) a hydration accelerator is applied to the slag. A method such as mixing, (iii) temporarily immersing the slag in a solution containing a hydration accelerator (such as an aqueous solution), or the like may be adopted.

また、エージング処理を蒸気エージングや大気エージング行う場合において、水和促進剤を再利用するには、工程(B)のエージング処理を終えたスラグに付着した水和促進剤を水などで洗い流し、水和促進剤を回収すればよい。一方、水和促進剤を回収・再利用しない場合には、水和促進剤成分がスラグに付着したままになるが、この水和促進剤成分は大気中のCOで自然に炭酸化されるので問題はない。また、スラグを早期に出荷する場合には、COを吹き込むなどして水和促進剤成分を強制的にCOで炭酸化(中和処理)させてもよい。 Further, in the case where the aging treatment is performed by steam aging or atmospheric aging, in order to reuse the hydration accelerator, the hydration accelerator adhering to the slag after the aging treatment in the step (B) is washed away with water or the like, and water is used. The sum accelerator may be recovered. On the other hand, if the hydration accelerator is not recovered and reused, the hydration accelerator component remains attached to the slag, but this hydration accelerator component is naturally carbonated by CO 2 in the atmosphere. So there is no problem. Further, when shipping the slag early, and the like blowing CO 2 forced carbonation with CO 2 hydration accelerator component may be (neutralization process) is.

工程(B)のエージング処理の処理温度(炭酸化反応温度)に特別な制限はないが、20〜80℃程度が好ましく、40〜60℃程度がより好ましい。したがって、この処理温度の点からも、温水エージングが好ましい。
工程(B)のエージング処理の処理時間に特別な制限はないが、通常、スラグ中のCa(OH)、Mg(OH)の炭酸化が十分に進み、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)及びスラグからの高アルカリ水の溶出抑制(スラグ溶出水のpH低減)を達成できるように設定される。例えば、水浸膨張比(測定方法は実施例参照)1.0%以下、タンクリーチング試験で測定されるpH(測定方法は実施例参照)10.0以下を達成できるように処理時間が設定される。本発明のエージング方法によれば、従来法(単純な温水エージングや蒸気エージング)に較べてエージング期間を大幅に短縮できる利点がある。
工程(A)、(B)のエージング処理を実施する設備に特別な制限はなく、温水エージング、蒸気エージングなどを行う公知の設備を使用できるが、さきに述べたように、工程(A)、(B)を温水エージングで行うことが好ましいことから、1つの処理槽に入れられたスラグに対して、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理を、それぞれ温水エージングにより順次行うようにすることが好ましい。
The treatment temperature (carbonation reaction temperature) of the aging treatment in the step (B) is not particularly limited, but is preferably about 20 to 80 ° C, more preferably about 40 to 60 ° C. Therefore, hot water aging is preferable from the viewpoint of this treatment temperature.
There is no particular limitation on the treatment time of the aging treatment in the step (B), but usually, the carbonization of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag proceeds sufficiently to suppress the expansion of the slag (water immersion expansion). It is set so as to achieve (reduction of ratio) and suppression of elution of highly alkaline water from slag (reduction of pH of slag elution water). For example, the treatment time is set so that a water immersion expansion ratio (see Examples for the measurement method) of 1.0% or less and a pH measured in the tank leaching test (see Examples for the measurement method) of 10.0 or less can be achieved. To. According to the aging method of the present invention, there is an advantage that the aging period can be significantly shortened as compared with the conventional method (simple hot water aging or steam aging).
There are no particular restrictions on the equipment that carries out the aging treatment of steps (A) and (B), and known equipment that performs hot water aging, steam aging, etc. can be used, but as mentioned earlier, steps (A), Since it is preferable to perform (B) by hot water aging, the aging treatment of step (A) and the aging treatment of step (B) are sequentially performed by hot water aging on the slag placed in one treatment tank. It is preferable to do so.

図3は、このエージング方法の一実施形態の処理フローを模式的に示したものであり、この実施形態では、1つの処理槽8において、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理を温水エージングで順次行うものである。以下、処理対象がCaOを含有するスラグであり、工程(A)において水和促進剤としてNaOHを用いる場合を例に説明する。
処理槽8では、温水中に水和促進剤としてNaOHが添加される。この処理層8にCaOを含有するスラグが投入され、工程(A)のエージング処理(温水エージング)が行われる。この工程(A)では、上述した(1a)、(2)、(3a)式の反応によりCaOが水和してCa(OH)が生じるが、水和促進剤として添加したNaOHは触媒的な働きをし、反応に消費されることはない。
FIG. 3 schematically shows the processing flow of one embodiment of this aging method. In this embodiment, the aging process of the step (A) and the aging of the step (B) are performed in one processing tank 8. The treatment is sequentially performed by hot water aging. Hereinafter, a case where the treatment target is slag containing CaO and NaOH is used as the hydration accelerator in the step (A) will be described as an example.
In the treatment tank 8, NaOH is added as a hydration accelerator to warm water. The slag containing CaO is put into the treatment layer 8, and the aging treatment (warm water aging) of the step (A) is performed. In this step (A), CaO is hydrated to produce Ca (OH) 2 by the reactions of the above formulas (1a), (2) and (3a), but NaOH added as a hydration accelerator is catalytic. It works well and is not consumed in the reaction.

次いで、工程(B)では、温水中にCOを吹き込み、NaOHを炭酸化させてNaCOを生成させる。そして、このNaCOを炭酸化促進剤としてエージング処理(温水エージング)が行われ、スラグ中のCa(OH)が炭酸化してCaCOが生じる。この工程(B)では、上述した(26)、(28a)、(30a)式(場合により、さらに(28c)式)の反応が生じる。この工程(B)の温水エージングでは、水和促進剤となるNaOHが再生成するので、この水和促進剤を含む温水は、次のロットのスラグの温水エージングにそのまま使用することができる。この場合、新規な水和促進剤の投入は、不可避的に系外に持ち出される分を補充する程度でよい。 Next, in step (B), CO 2 is blown into warm water to carbonate NaOH to produce Na 2 CO 3 . Then, aging treatment (warm water aging) is performed using this Na 2 CO 3 as a carbonation accelerator, and Ca (OH) 2 in the slag is carbonated to generate CaCO 3 . In this step (B), the reactions of the above-mentioned formulas (26), (28a) and (30a) (in some cases, further formula (28c)) occur. In the hot water aging in this step (B), NaOH as a hydration accelerator is regenerated, so that the hot water containing this hydration accelerator can be used as it is for the hot water aging of the slag of the next lot. In this case, the addition of a new hydration accelerator may only replenish the amount that is inevitably taken out of the system.

NaOHを炭酸化させてNaCOを生成させるためのCOの吹込みは、処理槽8内でガス吹込み手段を用いて行ってもよいが(この場合のガス吹込み手段11を図中に仮想線で示す)、本実施形態では、専用の炭酸化促進剤生成槽9でCOの吹込みを行っている。すなわち、処理槽8内の液(温水)を抜き出して炭酸化促進剤生成槽9に供給し(経路17a)、この炭酸化促進剤生成槽9にCO含有ガスを供給することで炭酸化促進剤を生成させる。そして、この炭酸化促進剤の生成処理をした液(炭酸化促進剤溶液)を貯留槽10に貯留し、必要に応じて、別に用意された炭酸化促進剤を加えて濃度調整した後、処理槽8に供給する(経路17b)。
工程(B)を終えたスラグは処理槽8から取り出され、脱水槽5で脱水処理された後、中和処理槽6で付着水のアルカリ分(NaOH)の中和処理がなされ、製品スラグとなる。中和処理槽6には、炭酸化促進剤生成槽9を出たCO含有ガスが供給され、アルカリ分(NaOH)の中和処理がなされる。
Blowing of CO 2 for NaOH was allowed to carbonated to produce Na 2 CO 3 is may be performed using a gas blowing means in the processing vessel 8 (FIG gas blowing means 11 in this case (Indicated by a virtual line inside), in this embodiment, CO 2 is blown into the dedicated carbonation accelerator generation tank 9. That is, the liquid (warm water) in the treatment tank 8 is extracted and supplied to the carbonation accelerator generation tank 9 (path 17a), and the carbonation promotion is promoted by supplying the CO 2 containing gas to the carbonation accelerator generation tank 9. Generate an agent. Then, the liquid (carbonation accelerator solution) subjected to the formation treatment of this carbonation accelerator is stored in the storage tank 10, and if necessary, a separately prepared carbonation accelerator is added to adjust the concentration, and then the treatment is performed. It is supplied to the tank 8 (path 17b).
The slag that has completed the step (B) is taken out from the treatment tank 8, dehydrated in the dehydration tank 5, and then neutralized in the neutralization treatment tank 6 for the alkali content (NaOH) of the adhering water to form the product slag. Become. The CO 2- containing gas from the carbonation accelerator generation tank 9 is supplied to the neutralization treatment tank 6, and the alkali content (NaOH) is neutralized.

次に、本発明の第四のエージング方法について説明する。
このエージング方法は、上述した本発明の第三のエージング方法における工程(A)の反応と工程(B)の反応が同時並行して生じるようにしたものである。すなわち、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、特定の水和促進剤を接触させた状態で、スラグ中又はスラグが浸漬された温水中にCOを吹き込むことにより、当該スラグに対して下記(i),(ii)の反応を伴うエージング処理を行うものである。
(i)遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させて水和物とする。
(ii)前記水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、該生成物を炭酸化促進剤として前記水和物を炭酸化させる。
以下、説明の便宜上、遊離CaOを「CaO」、遊離MgOを「MgO」という。
Next, the fourth aging method of the present invention will be described.
This aging method is such that the reaction of the step (A) and the reaction of the step (B) in the third aging method of the present invention described above occur in parallel at the same time. That is, CO 2 is blown into the slag containing free CaO and / or free MgO in a state where a specific hydration accelerator is in contact with the slag or in warm water in which the slag is immersed. The aging treatment is performed with the following reactions (i) and (ii).
(I) Free CaO and / or free MgO is hydrated to obtain hydrate.
(Ii) By contacting the hydration accelerator with CO 2 and carbonating it, one or more selected from carbonates and hydrogen carbonates are produced, and the product is used as a carbonation accelerator to produce the water. Carbonate Japanese products.
Hereinafter, for convenience of explanation, free CaO is referred to as “CaO” and free MgO is referred to as “MgO”.

このエージング方法において、上記(i)の反応によりCaO、MgO(CaO及び/又はMgO)の水和を促進させる点は、上述した本発明の第三のエージング方法の工程(A)(本発明の第一のエージング方法、第二のエージング方法の工程(A)も同様)と基本的に同じである。すなわち、水和促進剤としてNaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上を用い、この水和促進剤は、さきに挙げた(1a)〜(7b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOの水和を促進させる。また、エージング処理の種類、エージング処理において水和促進剤をスラグに接触させる方法、水和促進剤の添加量、エージング処理の処理温度及びエージング期間なども、上述した本発明の第三のエージング方法(及び第一、第二のエージング方法)と同様である。 In this aging method, the point of promoting the hydration of CaO and MgO (CaO and / or MgO) by the reaction of the above (i) is the step (A) of the third aging method of the present invention described above (the present invention). The steps (A) of the first aging method and the second aging method are basically the same. That is, one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 are used as the hydration accelerator, and the hydration accelerator is CaO in the slag as shown in the above formulas (1a) to (7b). Promotes hydration of MgO. Further, the type of aging treatment, the method of bringing the hydration accelerator into contact with the slag in the aging treatment, the amount of the hydration accelerator added, the treatment temperature of the aging treatment, the aging period and the like are also described in the third aging method of the present invention described above. (And the first and second aging methods).

また、上記(ii)の反応により、上記CaO、MgOの水和物、すなわちCa(OH)、Mg(OH)(Ca(OH)及び/又はMg(OH))の炭酸化を促進させる点は、上述した本発明の第三のエージング方法の工程(B)と基本的に同じである。すなわち、水和促進剤(例えばNaOH、KOHなど)をCOと接触(反応)させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上が生成し、この生成物は炭酸化促進剤として、上記(i)の反応で生成したCa(OH)、Mg(OH)と反応し、当該水和物の炭酸化を促進させる。 Further, by the reaction of (ii) above, the hydrates of CaO and MgO, that is, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 (Ca (OH) 2 and / or Mg (OH) 2 ) are carbonated. The point of promotion is basically the same as the step (B) of the third aging method of the present invention described above. That is, by contacting (reacting) a hydration accelerator (for example, NaOH, KOH, etc.) with CO 2 to carbonate, one or more selected from carbonates and bicarbonates are produced, and this product is produced. As a carbonation accelerator, reacts with Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 produced in the reaction (i) above to promote carbonation of the hydrate.

さきに述べた本発明の第三のエージング方法の工程(A)では、水和促進剤はCaO、MgOの水和反応には消費されずに残存し、続いて行われる工程(B)では、この残存した水和促進剤から炭酸化促進剤が生成されるとともに、この炭酸化促進剤がCa(OH)、Mg(OH)と反応する(すなわちCa(OH)、Mg(OH)を炭酸化する)結果、再び水和促進剤が生成する。これに対して本エージング方法(本発明の第四のエージング方法)では、以上の反応が1つの処理工程において同時並行して進行する。このため、温水エージングの場合には、水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるため、エージング処理は温水エージングが特に好ましい。すなわち、複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグに対する温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグに対する温水エージングに用いること、つまりロット間での溶液の使い回しが可能となり、経済的なエージング処理を行うことができる。 In the step (A) of the third aging method of the present invention described above, the hydration accelerator remains without being consumed in the hydration reaction of CaO and MgO, and in the subsequent step (B), it remains. with carbonation promoter is generated from the remaining hydrated promoter, the carbonation promoter reacts with Ca (OH) 2, Mg ( OH) 2 ( i.e. Ca (OH) 2, Mg ( OH) As a result of carbonizing 2 ), a hydration accelerator is produced again. On the other hand, in the present aging method (the fourth aging method of the present invention), the above reactions proceed simultaneously and in parallel in one processing step. Therefore, in the case of hot water aging, hot water containing a hydration accelerator can be repeatedly reused, so that hot water aging is particularly preferable for the aging treatment. That is, when sequentially aging a plurality of lots of slag, the solution used for hot water aging for the slag of one lot is used for hot water aging for the slag of the next lot to be aged, that is, the solution of the solution between lots. It can be reused and economical aging processing can be performed.

このエージング方法で使用される水和促進剤は、NaOH、KOH、NHの1種以上であるので、これとCOを反応(炭酸化反応)させて生成する炭酸塩又は炭酸水素塩(炭酸化促進剤)は、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)、炭酸カリウム(KCO)、炭酸水素カリウム(KHCO)、炭酸アンモニウム((NHCO)、炭酸水素アンモニウム(NHHCO)の1種以上である。なお、水和促進剤の炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。 Since the hydration accelerator used in this aging method is one or more of NaOH, KOH, and NH 3 , a carbonate or hydrogen carbonate (carbonate) produced by reacting this with CO 2 (carbonation reaction) (Chemical accelerator) is sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ). ), Ammonium hydrogen carbonate (NH 4 HCO 3 ) or more. The carbonation of the hydration accelerator proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation is determined by the amount of CO 2 supplied and the time. Therefore, even if carbonate is produced, hydrogen carbonate May not be generated.

このエージング方法において、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中へのCOの吹込みは、当該エージング処理槽で行ってもよいし、別に用意された炭酸化促進剤生成槽で行ってもよい。
スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCO(ガス)を吹き込むには、CO含有ガス(例えば、冶金炉排ガス、燃焼排ガス、石灰焼成炉排ガスなど)を用いてもよい。CO含有ガスのCO濃度は特に制限はないが、処理効率上、CO濃度が10vol%以上のCO含有ガスを用いることが好ましい。
スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込む方法は、上述した本発明の第二のエージング方法と同様である。
In this aging method, CO 2 may be blown into the slag or the warm water in which the slag is immersed, either in the aging treatment tank or in a separately prepared carbonation accelerator generation tank.
In order to blow CO 2 (gas) into slag or warm water in which slag is immersed, CO 2 containing gas (for example, metallurgical furnace exhaust gas, combustion exhaust gas, lime firing furnace exhaust gas, etc.) may be used. Although CO 2 CO 2 concentration of the gas containing is not particularly limited, the processing efficiency, CO 2 concentration is preferably used 10 vol% or more CO 2 containing gas.
The method of blowing CO 2 into the slag or the warm water in which the slag is immersed is the same as the second aging method of the present invention described above.

以下、このエージング方法における上記(i)、(ii)の反応について、さきに挙げた化学反応式に基づき説明すると、このエージング方法で使用される水和促進剤がNaOHの場合、(1a)、(1b)、(2)、(3a)、(3b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOの水和反応が生じ、CaO、MgOの水和が促進される。さらに、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、(26)、(27)式に示すとおりNaOHと反応して炭酸化促進剤となるNaCO及び/又はNaHCOが生成する(なお、(26)、(27)式に示すとおり、NaOHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。)。このようにして生成したNaCO及び/又はNaHCOは、(28a)、(28b)、(29a)、(29b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、生成したNaCO及び/又はNaHCOは、(28c)、(28d)、(29c)、(29d)式のとおり水和していない未反応のCaOやMgOとも反応し、それらの炭酸化が促進される。よって、上記(ii)における総括反応は、(30a)、(30b)式のとおりとなる。 Hereinafter, the reactions (i) and (ii) in this aging method will be described based on the chemical reaction formulas mentioned above. When the hydration accelerator used in this aging method is NaOH, (1a), As shown in the equations (1b), (2), (3a) and (3b), the hydration reaction of CaO and MgO in the slag occurs, and the hydration of CaO and MgO is promoted. Furthermore, by slag Chumata is blowing CO 2 in warm water soaking slag, (26), (27) a carbonation promoter reacts with NaOH as shown in formula Na 2 CO 3 and / or NaHCO 3 (Note that, as shown in equations (26) and (27), the carbonation of NaOH proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation depends on the amount of CO 2 supplied and the time. Because it is determined, even if carbonate is produced, hydrogen carbonate may not be produced.) Na 2 CO 3 and / or NaHCO 3 is generated in this manner, (28a), (28b) , (29a), and 2 (29 b) of as slag of formula Ca (OH) 2, Mg ( OH) The reaction promotes carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . In addition, the produced Na 2 CO 3 and / or Na HCO 3 also reacts with unreacted CaO and MgO that have not been hydrated as shown in the formulas (28c), (28d), (29c) and (29d), and they Carbonation is promoted. Therefore, the overall reaction in (ii) above is as shown in equations (30a) and (30b).

また、水和促進剤がKOHの場合、(4a)、(4b)、(5)、(6a)、(6b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOの水和反応が生じ、CaO、MgOの水和が促進される。さらに、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、(31)、(32)式に示すとおりKOHと反応して炭酸化促進剤となるKCO及び/又はKHCOが生成する(なお、(31)、(32)式に示すとおり、KOHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。)。このようにして生成したKCO及び/又はKHCOは、(33a)、(33b)、(34a)、(34b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、生成したKCO及び/又はKHCOは、(33c)、(33d)、(34c)、(34d)式のとおり水和していない未反応のCaOやMgOとも反応し、それらの炭酸化が促進される。よって、上記(ii)における総括反応は、(35a)、(35b)式のとおりとなる。 When the hydration accelerator is KOH, the hydration reaction of CaO and MgO in the slag occurs as shown in the formulas (4a), (4b), (5), (6a) and (6b), and CaO and MgO Hydration is promoted. Furthermore, by slag Chumata is blowing CO 2 in warm water soaking the slag, (31), (32) a carbonation promoter reacts with KOH as shown in formula K 2 CO 3 and / or KHCO 3 (Note that, as shown in equations (31) and (32), carbonation of KOH proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation depends on the amount of CO 2 supplied and the time. Because it is determined, even if carbonate is produced, hydrogen carbonate may not be produced.) K 2 CO 3 and / or KHCO 3 generated in this manner, (33a), (33b) , (34a), and 2 (34b) of as slag of formula Ca (OH) 2, Mg ( OH) The reaction promotes carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 . In addition, the produced K 2 CO 3 and / or KHCO 3 also react with unreacted CaO and MgO that have not been hydrated as shown in the formulas (33c), (33d), (34c) and (34d), and they Carbonation is promoted. Therefore, the summary reaction in (ii) above is as shown in equations (35a) and (35b).

また、水和促進剤がNHの場合、(7a)、(7b)式のとおりスラグ中のCaO、MgOの水和反応が生じ、CaO、MgOの水和が促進される。さらに、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより、(36)、(37)式に示すとおりNHと反応して炭酸化促進剤となる(NHCO及び/又はNHHCOが生成する(なお、(36)、(37)式に示すとおり、NHの炭酸化は炭酸塩、炭酸水素塩の順で進行し、その炭酸化の進行の程度はCO供給量と時間で決まるため、炭酸塩が生成しても炭酸水素塩は生成しないこともある。)。このようにして生成した(NHCO及び/又はNHHCOは、(38a)、(38b)、(39a)、(39b)式のとおりスラグ中のCa(OH)、Mg(OH)と反応し、Ca(OH)、Mg(OH)の炭酸化が促進される。また、生成した(NHCO及び/又はNHHCOは、(38c)、(38d)、(39c)、(39d)式のとおり水和していない未反応のCaOやMgOとも反応し、それらの炭酸化が促進される。よって、上記(ii)における総括反応は、(40a)、(40b)式のとおりとなる。 When the hydration accelerator is NH 3 , the hydration reaction of CaO and MgO in the slag occurs as shown in the formulas (7a) and (7b), and the hydration of CaO and MgO is promoted. Furthermore, by blowing CO 2 into slag or warm water in which slag is immersed, it reacts with NH 3 as shown in equations (36) and (37) to become a carbonation accelerator (NH 4 ) 2 CO 3 and / Or NH 4 HCO 3 is produced (Note that, as shown in equations (36) and (37), carbonation of NH 3 proceeds in the order of carbonate and bicarbonate, and the degree of progress of carbonation is Since it is determined by the amount of CO 2 supplied and the time, even if carbonate is produced, bicarbonate may not be produced.) The (NH 4 ) 2 CO 3 and / or NH 4 HCO 3 thus produced are Ca (OH) 2 , Mg in the slag as shown in the formulas (38a), (38b), (39a) and (39b). (OH) 2 and reacted, Ca (OH) 2, Mg (OH) 2 carbonation is accelerated. In addition, the produced (NH 4 ) 2 CO 3 and / or NH 4 HCO 3 is also combined with unreacted CaO and MgO that have not been hydrated as shown in the formulas (38c), (38d), (39c) and (39d). It reacts and their carbonation is promoted. Therefore, the summary reaction in (ii) above is as shown in equations (40a) and (40b).

エージング処理は、温水エージング、蒸気エージング、大気エージングなどのいずれでもよいが、上述したように水和促進剤を含む温水を繰り返し再利用することができるため、温水エージングが特に好ましい。
このエージング処理において、水和促進剤(及びこの水和促進剤から生成する炭酸化促進剤)をスラグに接触させる方法は任意であるが、温水エージングの場合には、温水に水和促進剤を添加し、この水和促進剤(及びこの水和促進剤から生成する炭酸化促進剤)を含む温水によりスラグをエージング処理すればよい。また、蒸気エージングや大気エージングの場合には、工程(A)を行うにあたり、(i)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)をスラグに散布する、(ii)スラグに水和促進剤を混合する、(iii)水和促進剤を含む溶液(水溶液など)にスラグを一時的に浸漬する、などのような方法を採ればよい。
The aging treatment may be any of hot water aging, steam aging, atmospheric aging and the like, but hot water aging is particularly preferable because hot water containing a hydration accelerator can be repeatedly reused as described above.
In this aging treatment, the method of contacting the hydration accelerator (and the carbonation accelerator produced from the hydration accelerator) with the slag is arbitrary, but in the case of hot water aging, the hydration accelerator is added to the warm water. The slag may be aged with warm water that is added and contains the hydration accelerator (and the carbonation accelerator produced from the hydration accelerator). In the case of steam aging or atmospheric aging, in performing step (A), (i) a solution containing a hydration accelerator (such as an aqueous solution) is sprayed on the slag, and (ii) a hydration accelerator is applied to the slag. A method such as mixing, (iii) temporarily immersing the slag in a solution containing a hydration accelerator (such as an aqueous solution), or the like may be adopted.

また、エージング処理を蒸気エージングや大気エージング行う場合において、水和促進剤を再利用するには、エージング処理を終えたスラグに付着した水和促進剤を水などで洗い流し、水和促進剤を回収すればよい。一方、水和促進剤を回収・再利用しない場合には、水和促進剤成分がスラグに付着したままになるが、この水和促進剤成分は大気中のCOで自然に炭酸化されるので問題はない。また、スラグを早期に出荷する場合には、COを吹き込むなどして水和促進剤成分を強制的にCOで炭酸化(中和処理)させてもよい。 Further, in the case where the aging treatment is performed by steam aging or atmospheric aging, in order to reuse the hydration accelerator, the hydration accelerator adhering to the slag after the aging treatment is washed away with water or the like, and the hydration accelerator is recovered. do it. On the other hand, if the hydration accelerator is not recovered and reused, the hydration accelerator component remains attached to the slag, but this hydration accelerator component is naturally carbonated by CO 2 in the atmosphere. So there is no problem. Further, when shipping the slag early, and the like blowing CO 2 forced carbonation with CO 2 hydration accelerator component may be (neutralization process) is.

エージング処理の処理温度(水和反応温度、炭酸化反応温度)に特別な制限はないが、20〜100℃程度が好ましく、20〜80℃程度がより好ましく、40〜60℃程度が特に好ましい。したがって、この処理温度の点からも、温水エージングが好ましい。
エージング処理の処理時間(エージング期間)に特別な制限はないが、通常、スラグ中のCa(OH)、Mg(OH)の炭酸化が十分に進み、スラグの膨張抑制(水浸膨張比の低減)及びスラグからの高アルカリ水の溶出抑制(スラグ溶出水のpH低減)を達成できるように設定される。例えば、水浸膨張比(測定方法は実施例参照)1.0%以下、タンクリーチング試験で測定されるpH(測定方法は実施例参照)10.0以下を達成できるように処理時間が設定される。本発明のエージング方法によれば、従来法(単純な温水エージングや蒸気エージング)に較べてエージング期間を大幅に短縮できる利点がある。
エージング処理を実施する設備に特別な制限はなく、温水エージング、蒸気エージングなどを行う公知の設備を使用でき、温水エージングの場合には1つの処理槽に入れられたスラグに対して処理を行えばよい。
The treatment temperature (hydration reaction temperature, carbonation reaction temperature) of the aging treatment is not particularly limited, but is preferably about 20 to 100 ° C, more preferably about 20 to 80 ° C, and particularly preferably about 40 to 60 ° C. Therefore, hot water aging is preferable from the viewpoint of this treatment temperature.
There is no particular limitation on the treatment time (aging period) of the aging treatment, but usually, the carbonation of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 in the slag proceeds sufficiently, and the expansion of the slag is suppressed (water immersion expansion ratio). (Reduction of slag) and suppression of elution of highly alkaline water from slag (reduction of pH of slag elution water) can be achieved. For example, the treatment time is set so that a water immersion expansion ratio (see Examples for the measurement method) of 1.0% or less and a pH measured in the tank leaching test (see Examples for the measurement method) of 10.0 or less can be achieved. To. According to the aging method of the present invention, there is an advantage that the aging period can be significantly shortened as compared with the conventional method (simple hot water aging or steam aging).
There are no special restrictions on the equipment that performs the aging treatment, and known equipment that performs hot water aging, steam aging, etc. can be used. In the case of hot water aging, if the slag contained in one treatment tank is treated. Good.

図4は、このエージング方法の一実施形態の処理フローを模式的に示したものであり、この実施形態では、1つの処理槽12においてエージング処理を温水エージングで行うものである。以下、処理対象がCaOを含有するスラグであり、水和促進剤としてNaOHを用いる場合を例に説明する。
処理槽12には、CaOを含有するスラグが投入され、その温水中に水和促進剤としてNaOHが添加されるとともに、COが吹き込まれる。このエージング方法では、まず、上述した(1a)、(2)、(3a)式の反応によりCaOが水和してCa(OH)が生じる(上述した(i)の反応)。水和促進剤として添加したNaOHは、触媒的な働きをするため水和反応に消費されることはないが、温水中に吹き込まれたCOと反応し、NaOHが炭酸化してNaCOが生成する。そして、このNaCOを炭酸化促進剤としてスラグ中のCa(OH)の炭酸化が促進されてCaCOが生じる(上述した(ii)の反応)。ここでは、上述した(26)、(28a)、(30a)式(場合により、さらに(28c)式)の反応が生じる。この反応では、水和促進剤となるNaOHが再生成するので、この水和促進剤を含む温水は、次のロットのスラグの温水エージングにそのまま使用することができる。この場合、新規な水和促進剤の投入は、不可避的に系外に持ち出される分を補充する程度でよい。
FIG. 4 schematically shows the treatment flow of one embodiment of this aging method. In this embodiment, the aging treatment is performed by hot water aging in one treatment tank 12. Hereinafter, a case where the treatment target is slag containing CaO and NaOH is used as the hydration accelerator will be described as an example.
Slag containing CaO is put into the treatment tank 12, NaOH is added as a hydration accelerator to the warm water, and CO 2 is blown into the treatment tank 12. In this aging method, first, CaO is hydrated by the reactions of the above formulas (1a), (2) and (3a) to generate Ca (OH) 2 (the reaction of (i) described above). NaOH added as a hydration accelerator acts catalytically and is not consumed in the hydration reaction, but reacts with CO 2 blown into warm water, and the NaOH is carbonated to form Na 2 CO 3. Is generated. Then, using this Na 2 CO 3 as a carbonation accelerator, the carbonation of Ca (OH) 2 in the slag is promoted to generate CaCO 3 (reaction of (ii) described above). Here, the reactions of the above-mentioned equations (26), (28a) and (30a) (in some cases, further equation (28c)) occur. In this reaction, NaOH as a hydration accelerator is regenerated, so that the hot water containing this hydration accelerator can be used as it is for the hot water aging of the slag of the next lot. In this case, the addition of a new hydration accelerator may only replenish the amount that is inevitably taken out of the system.

NaOHを炭酸化させてNaCOを生成させるためのCOの吹込みは、処理槽12内でガス吹込み手段を用いて行ってもよいが(この場合のガス吹込み手段15を図中に仮想線で示す)、本実施形態では、専用の炭酸化促進剤生成槽13でCOの吹込みを行っている。すなわち、処理槽12内の液(温水)を抜き出して炭酸化促進剤生成槽13に供給し(経路18a)、この炭酸化促進剤生成槽13にCO含有ガスを供給することで炭酸化促進剤を生成させる。そして、この炭酸化促進剤の生成処理をした液(炭酸化促進剤溶液)を貯留槽14に貯留し、必要に応じて、別に用意された炭酸化促進剤を加えて濃度調整した後、処理槽12に供給する(経路18b)。
エージング処理を終えたスラグは処理槽12から取り出され、脱水槽5で脱水処理された後、中和処理槽6で付着水のアルカリ分(NaOH)の中和処理がなされ、製品スラグとなる。中和処理槽6には、炭酸化促進剤生成槽13を出たCO含有ガスが供給され、アルカリ分(NaOH)の中和処理がなされる。
Blowing of CO 2 for NaOH was allowed to carbonated to produce Na 2 CO 3 is may be performed using a gas blowing means in the processing tank 12 (FIG gas blowing means 15 in this case (Indicated by a virtual line inside), in this embodiment, CO 2 is blown into the dedicated carbonation accelerator generation tank 13. That is, the liquid (warm water) in the treatment tank 12 is extracted and supplied to the carbonation accelerator generation tank 13 (path 18a), and the CO 2 containing gas is supplied to the carbonation accelerator generation tank 13 to promote carbonation. Generate an agent. Then, the liquid (carbonation accelerator solution) subjected to the formation treatment of this carbonation accelerator is stored in the storage tank 14, and if necessary, a separately prepared carbonation accelerator is added to adjust the concentration, and then the treatment is performed. Supply to tank 12 (path 18b).
The slag that has undergone the aging treatment is taken out from the treatment tank 12, dehydrated in the dehydration tank 5, and then neutralized in the neutralization treatment tank 6 for the alkali content (NaOH) of the adhering water to obtain product slag. The CO 2- containing gas from the carbonation accelerator producing tank 13 is supplied to the neutralization treatment tank 6, and the alkali content (NaOH) is neutralized.

以上述べた本発明のエージング方法により製鋼スラグなどの遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグをエージング処理することで、膨張や高アルカリ水の溶出が適切に抑えられる路盤材、土工材などの土木材料を製造することができる。この土木材料は、単独で使用(施工)してもよいし、他の路盤材料(例えば、他のスラグ路盤材や砕石など)と混合して使用(施工)してもよい。
また、以上述べたエージング方法に使用される本発明のエージング処理用水和促進剤は、遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグのエージング処理用の水和促進剤であって、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなるものである。
By aging free CaO and / or free MgO-containing slag such as steelmaking slag by the aging method of the present invention described above, expansion and elution of highly alkaline water can be appropriately suppressed in roadbed materials, earthwork materials, etc. Civil engineering materials can be manufactured. This civil engineering material may be used (constructed) alone or mixed with other roadbed materials (for example, other slag roadbed materials and crushed stones).
Further, the hydration accelerator for aging treatment of the present invention used in the above-mentioned aging method is a hydration accelerator for aging treatment of slag containing free CaO and / or free MgO, and is composed of NaOH, KOH, and the like. it is made of one or more selected from among NH 3.

可溶性CaOを15質量%、遊離CaOを5質量%含有し、粒径37.5mm以下に調整された製鋼スラグ100kg(dry)(但し、比較例5は100t)について、以下に示すような実施条件でエージング処理を行った。発明例及び比較例1では、水/スラグ=2(質量比)の条件で温水エージングを行い、比較例2〜6では、水/スラグ=0.1(質量比)でエージング処理を行った。また、比較例6は未エージングのスラグである。
各実施例でエージング処理されたスラグ及び未エージングのスラグについて、以下に示すような測定法により水浸膨張比と溶出水pHを測定した。その結果を、各実施例のエージング条件とともに表1に示す。
Implementation conditions as shown below for 100 kg (dry) of steelmaking slag containing 15% by mass of soluble CaO and 5% by mass of free CaO and having a particle size adjusted to 37.5 mm or less (however, Comparative Example 5 is 100 tons). The aging process was performed in. In Invention Example and Comparative Example 1, hot water aging was performed under the condition of water / slag = 2 (mass ratio), and in Comparative Examples 2 to 6, aging treatment was performed under the condition of water / slag = 0.1 (mass ratio). Further, Comparative Example 6 is an unaged slag.
For the aged slag and the unaged slag in each example, the water immersion expansion ratio and the eluate pH were measured by the measurement methods as shown below. The results are shown in Table 1 together with the aging conditions of each example.

(1)実施条件
・発明例1
本発明の第一のエージング方法(図1の処理フロー参照)の実施例であり、水和促進剤としてNaOH(10.7kg)を用い、水和処理槽において温水エージング(50℃)を3日間行った。処理後のスラグは、脱水・中和槽において付着水をCOで中和しながら脱水した。
・発明例2
本発明の第二のエージング方法(図2の処理フロー参照)の実施例であり、水和処理槽において発明例1と同じ条件で温水エージングした後、スラグを炭酸化処理槽に移し、炭酸化促進剤としてNaCO(28.3kg)を用いて温水エージング(50℃)を3日間行った。処理後のスラグは、脱水・中和槽において付着水をCOで中和しながら脱水した。
(1) Implementation Conditions / Invention Example 1
This is an example of the first aging method of the present invention (see the treatment flow of FIG. 1), in which NaOH (10.7 kg) is used as a hydration accelerator, and hot water aging (50 ° C.) is carried out in a hydration treatment tank for 3 days. went. The treated slag was dehydrated while neutralizing the adhering water with CO 2 in the dehydration / neutralization tank.
-Invention Example 2
This is an example of the second aging method of the present invention (see the treatment flow of FIG. 2). After hot water aging in the hydration treatment tank under the same conditions as in the first invention, the slag is transferred to the carbonation treatment tank and carbonated. Hot water aging (50 ° C.) was performed for 3 days using Na 2 CO 3 (28.3 kg) as an accelerator. The treated slag was dehydrated while neutralizing the adhering water with CO 2 in the dehydration / neutralization tank.

・発明例3
本発明の第三のエージング方法(図3の処理フロー参照)の実施例であり、処理槽において発明例1と同じ条件で温水エージングした後、同じ処理槽においてCO含有ガス(CO濃度17vol%)を継続的に吹込み(平均CO供給量0.17Nm/h)、NaOH(水和促進剤)をCO含有ガスと接触させてNaCOを生成させ、このNaCOを炭酸化促進剤としてさらに温水エージング(50℃)を3日間行った。処理後のスラグは、脱水・中和槽において付着水をCOで中和しながら脱水した。
・発明例4
本発明の第四のエージング方法(図4の処理フロー参照)の実施例であり、水和促進剤としてNaOH(10.7kg)を用い、処理槽においてCO含有ガス(CO濃度17vol%)を継続的に吹込み(平均CO供給量0.08Nm/h)、温水エージング(50℃)を6日間行った。処理後のスラグは、脱水・中和槽において付着水をCOで中和しながら脱水した。
・ Invention Example 3
It is an example of the third aging method of the present invention (see the treatment flow of FIG. 3), and after hot water aging in the treatment tank under the same conditions as in Invention Example 1, CO 2 containing gas (CO 2 concentration 17 vol) in the same treatment tank. %) Is continuously blown (average CO 2 supply amount 0.17 Nm 3 / h), and NaOH (hydration accelerator) is brought into contact with a CO 2- containing gas to generate Na 2 CO 3 , and this Na 2 CO Warm water aging (50 ° C.) was further carried out for 3 days using 3 as a carbon dioxide accelerator. The treated slag was dehydrated while neutralizing the adhering water with CO 2 in the dehydration / neutralization tank.
・ Invention Example 4
This is an example of the fourth aging method of the present invention (see the treatment flow of FIG. 4), in which NaOH (10.7 kg) is used as a hydration accelerator, and a CO 2- containing gas (CO 2 concentration 17 vol%) is used in the treatment tank. Was continuously blown (average CO 2 supply 0.08 Nm 3 / h) and hot water aging (50 ° C.) was carried out for 6 days. The treated slag was dehydrated while neutralizing the adhering water with CO 2 in the dehydration / neutralization tank.

・比較例1
水和促進剤、炭酸化促進剤を用いることなく、水和処理槽において温水エージング(50℃)を7日間行った。処理後のスラグは脱水槽において脱水した。
・比較例2
水和促進剤、炭酸化促進剤を用いることなく、反応容器(内径0.6m、内容積0.2m)において蒸気エージング(100℃)を3日間行った。
・比較例3
水和促進剤を用いることなく、反応容器(内径0.6m、内容積0.2m)において蒸気エージング(100℃)を3日間行った後、炭酸化促進剤を用いることなく、回転ドラムタイプの反応容器(内径0.6m、内容積0.2m)において回転(10rpm)を付与しながらCO含有ガス(CO濃度17vol%、湿度100%)の吹込みによるガス炭酸化エージング(25℃)を3日間行った。
・ Comparative example 1
Hot water aging (50 ° C.) was carried out in a hydration treatment tank for 7 days without using a hydration accelerator or a carbonation accelerator. The treated slag was dehydrated in a dehydration tank.
・ Comparative example 2
Steam aging (100 ° C.) was carried out in a reaction vessel (inner diameter 0.6 m, internal volume 0.2 m 3 ) for 3 days without using a hydration accelerator or a carbonation accelerator.
・ Comparative example 3
After performing steam aging (100 ° C.) for 3 days in a reaction vessel (inner diameter 0.6 m, internal volume 0.2 m 3 ) without using a hydration accelerator, a rotating drum type without using a carbon dioxide accelerator. Gas carbonation aging (25) by blowing CO 2- containing gas (CO 2 concentration 17 vol%, humidity 100%) while applying rotation (10 rpm) in the reaction vessel (inner diameter 0.6 m, internal volume 0.2 m 3 ). ℃) was carried out for 3 days.

・比較例4
水和促進剤、炭酸化促進剤を用いることなく、回転ドラムタイプの反応容器(内径0.6m、内容積0.2m)において回転(10rpm)を付与しながらCO含有ガス(CO濃度17vol%、湿度100%)の吹込みによるガス炭酸化エージング(25℃)を3日間行った。
・比較例5
水和促進剤、炭酸化促進剤を用いることなく、大気エージング(25℃)を189日間行った。
・ Comparative example 4
CO 2 containing gas (CO 2 concentration) while applying rotation (10 rpm) in a rotating drum type reaction vessel (inner diameter 0.6 m, internal volume 0.2 m 3 ) without using a hydration accelerator or carbonation accelerator. Gas carbon dioxide aging (25 ° C.) by blowing in (17 vol%, humidity 100%) was carried out for 3 days.
・ Comparative example 5
Atmospheric aging (25 ° C.) was carried out for 189 days without using a hydration accelerator or a carbonation accelerator.

(2)測定方法
・水浸膨張比:JIS A5015「道路用鉄鋼スラグ」の付属書Bの試験方法に基づき、スラグの水浸膨張比を求めた。
・溶出水のpH測定:JIS K0058−1「タンクリーチング試験方法」の利用有姿の溶出試験の検液を用い、スラグ溶出水のpH測定を行った。
(2) Measurement method-Water immersion expansion ratio: The water immersion expansion ratio of slag was determined based on the test method of Annex B of JIS A5015 "Road steel slag".
-Measurement of pH of elution water: Use of JIS K0058-1 "Tank leaching test method" The pH of slag elution water was measured using the test solution of the elution test as it was.

Figure 2020132456
Figure 2020132456

1 水和処理槽
2 炭酸化処理槽
3 炭酸化促進剤再生槽
4 貯留槽
5 脱水槽
6 中和処理槽
7 ガス吹込み手段
8 処理槽
9 炭酸化促進剤生成槽
10 貯留槽
11 ガス吹込み手段
12 処理槽
13 炭酸化促進剤生成槽
14 貯留槽
15 ガス吹込み手段
16a,16b 経路
17a,17b 経路
18a,18b 経路
1 Hydration treatment tank 2 Carbonation treatment tank 3 Carbonation accelerator regeneration tank 4 Storage tank 5 Dehydration tank 6 Neutralization treatment tank 7 Gas blowing means 8 Treatment tank 9 Carbonation accelerator production tank 10 Storage tank 11 Gas blowing Means 12 Treatment tank 13 Carbonation accelerator generation tank 14 Storage tank 15 Gas blowing means 16a, 16b route 17a, 17b route 18a, 18b route

Claims (26)

遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行うことを特徴とするスラグのエージング方法。 The free CaO and / or free MgO is brought into contact with the slag containing free CaO and / or free MgO in a state where a hydration accelerator composed of one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 is brought into contact with the slag. A method for aging slag, which comprises performing an aging treatment for hydrating the slag. エージング処理が温水エージングであることを特徴とする請求項1に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 1, wherein the aging treatment is hot water aging. 複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とする請求項2に記載のスラグのエージング方法。 The second aspect of claim 2, wherein when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. How to age slag. 遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、
該工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上からなる炭酸化促進剤を接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有することを特徴とするスラグのエージング方法。
The free CaO and / or free MgO is brought into contact with the slag containing free CaO and / or free MgO in a state where a hydration accelerator composed of one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 is brought into contact with the slag. Step (A) of performing aging treatment to hydrate
In a state where the slag containing the hydrate of CaO and / or MgO that has undergone the step (A) is brought into contact with a carbonation accelerator composed of one or more selected from carbonates and bicarbonates. A method for aging slag, which comprises a step (B) of performing an aging treatment for carbonating the hydrate.
工程(B)で用いる炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項4に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 4, wherein the carbonate used in the step (B) is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate. 工程(B)で用いる炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項4に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 4, wherein the bicarbonate used in the step (B) is at least one selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. 工程(A)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 4 to 6, wherein the aging treatment in the step (A) is hot water aging. 複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(A)において、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とする請求項7に記載のスラグのエージング方法。 When a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot in the step (A) is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. The slag aging method according to claim 7. 工程(B)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 4 to 8, wherein the aging treatment in the step (B) is hot water aging. 工程(B)のエージング処理中又は/及びエージング処理終了後に、スラグ中又はスラグを浸漬した温水中にCOを吹き込むことにより炭酸化促進剤を再生させることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 4. 9 of claims 4 to 9, wherein the carbonation accelerator is regenerated by blowing CO 2 into the slag or in the warm water in which the slag is immersed during the aging treatment and / or after the aging treatment of the step (B). The slag aging method described in either. 複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、工程(B)において、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とする請求項10に記載のスラグのエージング方法。 When a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for hot water aging of one lot of slag in step (B) is used for hot water aging of the slag of the next lot to be aged. The slag aging method according to claim 10. 遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、前記遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させるエージング処理を行う工程(A)と、
該工程(A)の終了後に残存した水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、工程(A)を経たCaO及び/又はMgOの水和物を含有するスラグに対して、該生成物を炭酸化促進剤として接触させた状態で、前記水和物を炭酸化させるエージング処理を行う工程(B)を有することを特徴とするスラグのエージング方法。
The free CaO and / or free MgO is brought into contact with the slag containing free CaO and / or free MgO in a state where a hydration accelerator composed of one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 is brought into contact with the slag. Step (A) of performing aging treatment to hydrate
By contacting the hydration accelerator remaining after the completion of the step (A) with CO 2 and carbonating it, one or more selected from carbonates and bicarbonates are produced, and the step (A) is performed. A step (B) of performing an aging treatment for carbonating the hydrate in a state where the product is in contact with the slag containing the hydrate of CaO and / or MgO that has passed through as a carbonation accelerator. A slag aging method characterized by having.
工程(B)で生成する炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項12に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 12, wherein the carbonate produced in the step (B) is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate. 工程(B)で生成する炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項12に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 12, wherein the hydrogen carbonate produced in the step (B) is at least one selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. 工程(A)と工程(B)のエージング処理が温水エージングであることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 12 to 14, wherein the aging treatment in the steps (A) and (B) is hot water aging. 1つの処理槽に入れられたスラグに対して、工程(A)のエージング処理と工程(B)のエージング処理を、それぞれ温水エージングにより順次行うことを特徴とする請求項15に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging according to claim 15, wherein the aging treatment of the step (A) and the aging treatment of the step (B) are sequentially performed on the slag placed in one treatment tank by hot water aging, respectively. Method. 複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグに対する工程(B)の温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグに対する工程(A)の温水エージングに用いることを特徴とする請求項16に記載のスラグのエージング方法。 When a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot in the step (B) is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. 16. The slag aging method according to claim 16. 工程(B)のエージング処理において、スラグ中又はスラグが浸漬された温水中にCOを吹き込むことを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 12 to 17, wherein in the aging treatment of the step (B), CO 2 is blown into the slag or the warm water in which the slag is immersed. 遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグに対して、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなる水和促進剤を接触させた状態で、スラグ中又はスラグが浸漬された温水中にCOを吹き込むことにより、当該スラグに対して下記(i),(ii)の反応を伴うエージング処理を行うことを特徴とするスラグのエージング方法。
(i)遊離CaO及び/又は遊離MgOを水和させて水和物とする。
(ii)前記水和促進剤をCOと接触させて炭酸化することにより、炭酸塩、炭酸水素塩の中から選ばれる1種以上を生成させ、該生成物を炭酸化促進剤として前記水和物を炭酸化させる。
Relative to the free CaO and / or slag containing free MgO, NaOH, KOH, being in contact one or more consisting of wettable accelerator selected from the group consisting of NH 3, slag Chumata slag is immersed A method for aging slag, which comprises injecting CO 2 into warm water to perform an aging treatment involving the following reactions (i) and (ii) on the slag.
(I) Free CaO and / or free MgO is hydrated to obtain hydrate.
(Ii) By contacting the hydration accelerator with CO 2 and carbonating it, one or more selected from carbonates and hydrogen carbonates are produced, and the product is used as a carbonation accelerator to produce the water. Carbonate Japanese products.
生成する炭酸塩が炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項19に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 19, wherein the carbonate produced is at least one selected from sodium carbonate, ammonium carbonate, and potassium carbonate. 生成する炭酸水素塩が炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウムの中から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項19に記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to claim 19, wherein the hydrogen carbonate produced is at least one selected from sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. エージング処理が温水エージングであることを特徴とする請求項19〜21のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 19 to 21, wherein the aging treatment is hot water aging. 複数ロットのスラグを順次エージング処理する際に、1つのロットのスラグの温水エージングに用いた溶液を、次にエージング処理するロットのスラグの温水エージングに用いることを特徴とする請求項22に記載のスラグのエージング方法。 22. Claim 22, wherein when a plurality of lots of slag are sequentially aged, the solution used for the hot water aging of the slag of one lot is used for the hot water aging of the slag of the next lot to be aged. How to age slag. スラグが製鋼スラグであることを特徴とする請求項1〜23のいずれかに記載のスラグのエージング方法。 The slag aging method according to any one of claims 1 to 23, wherein the slag is a steelmaking slag. スラグを請求項1〜24いずれかのエージング方法でエージング処理することにより、土木材料を製造することを特徴とする土木材料の製造方法。 A method for producing a civil engineering material, which comprises producing a civil engineering material by aging the slag by the aging method according to any one of claims 1 to 24. 遊離CaO及び/又は遊離MgOを含有するスラグのエージング処理用の水和促進剤であって、NaOH、KOH、NHの中から選ばれる1種以上からなることを特徴とするスラグのエージング処理用水和促進剤。 A hydration accelerator for aging treatment of slag containing free CaO and / or free MgO, which comprises one or more selected from NaOH, KOH, and NH 3 for slag aging treatment water. Japanese accelerator.
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