JP2021050123A - Method and apparatus for producing purified cement raw material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、精製されたセメント原料の製造方法、及び、精製されたセメント原料の製造装置に関する。 The present invention relates to a method for producing a refined cement raw material and an apparatus for producing a refined cement raw material.
従来、アルカリ金属成分含有廃棄物をセメント原料として用いるために、アルカリ金属成分含有廃棄物を、塩素成分含有廃棄物と共に焼成炉で焼成することにより、前記アルカリ金属成分含有廃棄物に含まれるアルカリ金属を塩化物として揮発させて、アルカリ金属成分含有廃棄物に含まれるアルカリ金属の濃度を低減させることが実施されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, in order to use an alkali metal component-containing waste as a cement raw material, the alkali metal component-containing waste is calcined together with a chlorine component-containing waste in a firing furnace to obtain an alkali metal contained in the alkali metal component-containing waste. Is volatilized as a chloride to reduce the concentration of the alkali metal contained in the alkali metal component-containing waste (for example, Patent Document 1).
ここで、アルカリ金属成分含有廃棄物におけるアルカリ金属の濃度を低減する方法として、特許文献１の方法とは別のさらなる方法が求められ得る。
しかし、特許文献１の方法とは別のさらなる方法は、これまで十分には検討がなされていない。
また、廃棄物以外のアルカリ金属成分含有セメント原料についても、アルカリ金属の濃度を低減する方法が求められ得る。
Here, as a method for reducing the concentration of the alkali metal in the alkali metal component-containing waste, a further method different from the method of Patent Document 1 may be required.
However, a further method other than the method of Patent Document 1 has not been sufficiently studied so far.
Further, for cement raw materials containing alkali metal components other than waste, a method for reducing the concentration of alkali metal may be required.
そこで、本発明は、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度を低減させて精製されたセメント原料を製造し得る、精製されたセメント原料の製造方法、及び、精製されたセメント原料の製造装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a method for producing a refined cement raw material and an apparatus for producing a refined cement raw material, which can produce a refined cement raw material by reducing the concentration of alkali metal in the cement raw material. Is the subject.
本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法は、アルカリ金属成分含有セメント原料と、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び、塩化アンモニウムからなる群より選ばれた１種以上の塩化物とを混合することにより、混合物を得る混合工程と、
前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された前記混合物を水で洗浄することにより、精製されたセメント原料を得る洗浄工程とを備える。
The method for producing a purified cement raw material according to the present invention is to mix an alkali metal component-containing cement raw material with one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride. In the mixing step of obtaining a mixture and
A heating step of heating the mixture at 200 ° C. or higher and lower than 1200 ° C.
It includes a washing step of obtaining a purified cement raw material by washing the mixture heated in the heating step with water.
ここで、本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法の一態様は、前記混合工程では、前記アルカリ金属成分含有セメント原料１００質量部に対して、前記塩化物を１０質量部以下の割合で含む、前記混合物を調製する。 Here, one aspect of the method for producing a purified cement raw material according to the present invention is that in the mixing step, the chloride is added in an amount of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the alkali metal component-containing cement raw material. To prepare the mixture, including.
また、本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法の他態様は、前記混合工程では、前記アルカリ金属成分含有セメント原料と、前記塩化物を含む廃棄物とを混合することにより、前記混合物を得る。 In another aspect of the method for producing a refined cement raw material according to the present invention, in the mixing step, the alkali metal component-containing cement raw material and the chloride-containing waste are mixed to obtain the mixture. obtain.
また、本発明に係る精製されたセメント原料の製造装置は、アルカリ金属成分含有セメント原料と、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び、塩化アンモニウムからなる群より選ばれた１種以上の塩化物とを混合することにより、混合物を得る混合部と、
前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された前記混合物を水で洗浄することにより、精製されたセメント原料を得る洗浄部とを備える。
Further, the apparatus for producing a refined cement raw material according to the present invention is a mixture of an alkali metal component-containing cement raw material and one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride. By doing so, with the mixing part to obtain the mixture,
A heating unit that heats the mixture at 200 ° C. or higher and lower than 1200 ° C.
It is provided with a cleaning unit for obtaining a purified cement raw material by cleaning the mixture heated in the heating unit with water.
本発明によれば、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度を低減させて精製されたセメント原料を製造し得る。 According to the present invention, a refined cement raw material can be produced by reducing the concentration of alkali metal in the cement raw material.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１は、アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び、塩化アンモニウムからなる群より選ばれた１種以上の塩化物とを混合することにより、混合物を得る第１混合部２と、前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱部３と、前記加熱部３で加熱された前記混合物を水Ｃで洗浄することにより、精製されたセメント原料Ｄを得る洗浄部４とを備える。
The refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment contains an alkali metal component-containing cement raw material A and one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride. By washing the first mixing unit 2 for obtaining a mixture by mixing, the
アルカリ金属成分含有セメント原料には、水に溶解し難いアルカリ金属成分が含まれていることがある。
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１によれば、前記アルカリ金属成分含有セメント原料と前記塩化物との前記混合物を加熱することにより、水に溶解し難いアルカリ金属成分をアルカリ金属塩化物（水に溶解しやすいアルカリ金属成分）にすることができる。
そして、本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１によれば、加熱された前記混合物を水で洗浄することにより、精製されたセメント原料、すなわち、アルカリ金属の濃度が低減されたセメント原料を得ることができる。
Alkali metal component-containing cement raw materials may contain alkali metal components that are difficult to dissolve in water.
According to the refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment, by heating the mixture of the alkali metal component-containing cement raw material and the chloride, the alkali metal component that is difficult to dissolve in water is made into an alkali metal. It can be a chloride (an alkali metal component that is easily dissolved in water).
Then, according to the refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment, the refined cement raw material, that is, the cement in which the concentration of the alkali metal is reduced by washing the heated mixture with water. Raw materials can be obtained.
前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａとしては、廃棄物、セメントキルンから排出された排ガス中のダスト等が挙げられる。
前記廃棄物としては、建設発生土、一般廃棄物の焼却灰（焼却主灰等）等が挙げられる。
前記ダストとしては、ＥＰダスト（電気集塵ダスト）、ＰＨＢダスト（プレヒーターボイラダスト）、ＳＴＡＢダスト（スタビライザー回収ダスト）等が挙げられる。
前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａは、アルカリ金属成分をアルカリ金属の酸化物換算で、通常０．２〜３０質量％、より具体的には０．３〜２５質量％含有する。
また、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａは、ナトリウム成分を酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）換算で、通常０．１〜５．０質量％、より具体的には０．１〜３．０質量％含有する。
さらに、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａは、カリウム成分を酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）換算で、通常０．１〜２５質量％、より具体的には０．２〜２２質量％含有する。
前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａに含まれる、水に溶解し難いアルカリ金属成分としては、アルカリ長石（正長石、微斜長石など）、斜長石（曹長石、灰長石など）、準長石などが挙げられる。
Examples of the alkali metal component-containing cement raw material A include waste, dust in exhaust gas discharged from a cement kiln, and the like.
Examples of the waste include soil generated from construction, incineration ash of general waste (incineration main ash, etc.) and the like.
Examples of the dust include EP dust (electrostatic precipitator dust), PHB dust (preheater boiler dust), STAB dust (stabilizer recovery dust) and the like.
The alkali metal component-containing cement raw material A contains an alkali metal component in an amount of 0.2 to 30% by mass, more specifically 0.3 to 25% by mass, in terms of an alkali metal oxide.
Further, in the cement raw material A containing an alkali metal component, the sodium component is usually 0.1 to 5.0% by mass, more specifically 0.1 to 3.0% by mass, in terms of sodium oxide (Na 2 O). contains.
Further, the alkali metal component-containing cement raw material A is a potassium oxide (K 2 O) in terms of potassium component, usually 0.1 to 25 wt%, more specifically containing 0.2 to 22 wt%.
Examples of the alkali metal component contained in the alkali metal component-containing cement raw material A that is difficult to dissolve in water include alkaline plagioclase (orthoclase, microcline, etc.), plagioclase (albite, anorthite, etc.), and feldspathoid. Can be mentioned.
前記塩化物は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び、塩化アンモニウムからなる群より選ばれた１種以上の塩化物である。
前記混合工程では、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと塩化カルシウムの水和物とを混合することにより、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと塩化カルシウムとを混合してもよい。
前記塩化カルシウムの水和物としては、塩化カルシウムの一水和物（ＣａＣｌ２・Ｈ２Ｏ）、塩化カルシウムの二水和物（ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）、塩化カルシウムの四水和物（ＣａＣｌ２・４Ｈ２Ｏ）、塩化カルシウムの六水和物（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）などが挙げられる。
また、前記混合工程では、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと塩化カルシウムの無水和物とを混合することにより、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと塩化カルシウムとを混合してもよい。
The chloride is one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride.
In the mixing step, the alkali metal component-containing cement raw material A and calcium chloride may be mixed by mixing the alkali metal component-containing cement raw material A and calcium chloride hydrate.
The hydrate of the calcium chloride, monohydrate (CaCl 2 · H 2 O) calcium chloride, dihydrate (CaCl 2 · 2H 2 O) calcium chloride, tetrahydrate Calcium chloride ( CaCl 2 · 4H 2 O), hexahydrate (CaCl 2 · 6H 2 O calcium chloride) and the like.
Further, in the mixing step, the alkali metal component-containing cement raw material A and calcium chloride may be mixed by mixing the alkali metal component-containing cement raw material A and an anhydrous product of calcium chloride.
前記第１混合部２は、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと、前記塩化物を含む廃棄物Ｂとを混合することにより、前記混合物を得る混合部であることが好ましい。
前記第１混合部２は、前記塩化物を含む廃棄物Ｂを用いることにより、前記廃棄物Ｂに含まれる前記塩化物を有効利用することができる。
前記廃棄物Ｂは、アルカリ金属成分を含まず、或いは、アルカリ金属成分を含んでいるが前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａよりもアルカリ金属成分の含有量がアルカリ金属換算で少ない廃棄物である。また、前記廃棄物Ｂは、水に溶解し難いアルカリ金属成分を含まず、或いは、水に溶解し難いアルカリ金属成分を含んでいるが水に溶解し難いアルカリ金属成分の含有量がアルカリ金属換算で前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａよりも少ない廃棄物である。
前記廃棄物Ｂとしては、一般廃棄物の焼却飛灰、溶融飛灰、除湿剤の廃棄物（使用済みの除湿剤等）等が挙げられる。
なお、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａは、前記塩化物を含まず、或いは、前記塩化物を含んでいるが前記廃棄物Ｂよりも前記塩化物の含有量が少ないアルカリ金属成分含有セメント原料である。
The first mixing section 2 is preferably a mixing section for obtaining the mixture by mixing the alkali metal component-containing cement raw material A and the chloride-containing waste B.
By using the waste B containing the chloride, the first mixing unit 2 can effectively utilize the chloride contained in the waste B.
The waste B is a waste that does not contain an alkali metal component or contains an alkali metal component, but has a lower alkali metal component content than the alkali metal component-containing cement raw material A in terms of alkali metal. Further, the waste B does not contain an alkali metal component that is difficult to dissolve in water, or contains an alkali metal component that is difficult to dissolve in water, but the content of the alkali metal component that is difficult to dissolve in water is converted into an alkali metal. This is less waste than the alkali metal component-containing cement raw material A.
Examples of the waste B include incineration fly ash, molten fly ash, and dehumidifying agent waste (used dehumidifying agent, etc.) of general waste.
The alkali metal component-containing cement raw material A is an alkali metal component-containing cement raw material that does not contain the chloride or contains the chloride but has a lower chloride content than the waste B. is there.
また、セメント原料における塩素の含有量を少なくするという観点から、前記第１混合部２は、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａ１００質量部に対して、前記塩化物を、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは８質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下の割合で含む、前記混合物を調製する混合部である。
また、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度をより一層低減するという観点から、前記第１混合部２は、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａ１００質量部に対して、前記塩化物を、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上、さらに好ましくは５質量部以上の割合で含む、前記混合物を調製する混合部である。
なお、前記混合工程において、塩化物の水和物を用いる場合には、前記塩化物の量は、塩化物の水和物に含まれる水（Ｈ２Ｏ）は除外された量を意味する。
Further, from the viewpoint of reducing the chlorine content in the cement raw material, the first mixing portion 2 contains the chloride, preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the alkali metal component-containing cement raw material A. It is a mixing part for preparing the mixture, which is more preferably 8 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less.
Further, from the viewpoint of further reducing the concentration of alkali metal in the cement raw material, the first mixing portion 2 contains the chloride, preferably 1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the alkali metal component-containing cement raw material A. As described above, it is a mixing part for preparing the mixture containing more preferably 2 parts by mass or more, still more preferably 5 parts by mass or more.
In the above mixing step, in the case of using a hydrate of chloride, the amount of the chloride is water (H 2 O) contained in the hydrates of chloride means the amount excluded.
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１は、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａに含まれるアルカリ金属成分の濃度を測定する測定部５を備えてもよい。
また、前記第１混合部２は、該測定部５での測定値に基づいて、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと前記塩化物との配合割合を決定する混合部であってもよい。
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１は、前記測定部５を備え、前記第１混合部２は、該測定部５での測定値に基づいて、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと前記塩化物との配合割合を決定する混合部であることにより、セメント原料における塩素の含有量を少なくしつつ、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度をより一層低減し得るという利点を有する。
The refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment may include a measuring unit 5 for measuring the concentration of the alkali metal component contained in the alkali metal component-containing cement raw material A.
Further, the first mixing unit 2 may be a mixing unit that determines the mixing ratio of the alkali metal component-containing cement raw material A and the chloride based on the values measured by the measuring unit 5.
The refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment includes the measuring unit 5, and the first mixing unit 2 is the alkali metal component-containing cement raw material based on the measured values in the measuring unit 5. Since it is a mixing unit that determines the mixing ratio of A and the chloride, it has an advantage that the concentration of alkali metal in the cement raw material can be further reduced while reducing the chlorine content in the cement raw material.
前記加熱部３は、前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱部である。
前記加熱部３は、前記混合物を２００℃以上で加熱することにより、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａに含まれるアルカリ金属成分と、前記塩化物とが反応しやすくなり、その結果、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度を低減し得る。
前記加熱部３は、前記混合物を、好ましくは３００℃以上、より好ましくは４００℃以上、さらに好ましくは５００℃以上、特に好ましくは６００℃以上で加熱する加熱部である。
また、前記加熱部３は、前記混合物を１２００℃未満で加熱することにより、前記アルカリ金属成分含有セメント原料Ａに含まれるアルカリ金属成分と、前記塩化物とを熱効率良く反応させることができる。
前記加熱部３は、前記混合物を、好ましくは１１００℃以下、より好ましくは１０００℃以下、さらに好ましくは９００℃以下、特に好ましくは８００℃以下で加熱する加熱部である。
The
By heating the mixture at 200 ° C. or higher, the
The
Further, by heating the mixture at a temperature lower than 1200 ° C., the
The
また、前記加熱部３は、前記塩化物の融点が２００℃を超えている場合には、前記塩化物の融点以上の温度で前記混合物を加熱する加熱部であることが好ましい。
なお、前記加熱部３で融点が異なる塩化物を用いる場合には、「前記塩化物の融点以上の温度」とは、「融点が異なる塩化物のうち融点が低い塩化物の融点以上の温度」を意味する。
前記加熱部３は、前記塩化物の融点以上の温度で前記混合物を加熱することにより、塩化物が溶融した状態でアルカリ金属成分と接することができ、その結果、水に溶解し難いアルカリ金属成分を十分にアルカリ金属塩化物にしやすくなるという利点を有する。
Further, the
When chlorides having different melting points are used in the
By heating the mixture at a temperature equal to or higher than the melting point of the chloride, the
また、前記加熱部３は、前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で、好ましくは１０〜１２０分間、より好ましくは１０〜６０分間加熱する加熱部である。
The
前記洗浄部４は、前記加熱部３で加熱された前記混合物を水Ｃで洗浄することにより、精製されたセメント原料Ｄを得る洗浄部である。
The cleaning unit 4 is a cleaning unit for obtaining a purified cement raw material D by cleaning the mixture heated by the
また、前記洗浄部４は、前記加熱部３で加熱された前記混合物と水Ｃとを混合する第２混合部４１と、前記第２混合部で水Ｃと混合された前記混合物を脱水させる脱水部４２とを有する。
Further, the washing unit 4 dehydrates the
また、前記洗浄部４は、水Ｃが揮発するのを抑制したり、前記加熱部３で加熱された前記混合物が水Ｃと反応するのを抑制すべく、前記加熱部３で加熱された前記混合物を十分に冷却してから水Ｃで洗浄することが好ましい。
前記洗浄部４は、前記加熱部３で加熱された前記混合物が好ましくは５０℃以下、より好ましくは１０℃〜４０℃、さらにより好ましくは２０℃〜３０℃となった状態で、前記加熱部３で加熱された前記混合物を水Ｃで洗浄する。
Further, the cleaning unit 4 is heated by the
In the cleaning unit 4, the heating unit is in a state where the mixture heated by the
さらに、前記洗浄部４は、前記加熱部３で加熱された前記混合物と水Ｃとを混合し、水Ｃと混合された前記混合物を脱水し、脱水された前記混合物を更に水Ｃと混合し、更に水Ｃと混合された前記混合物を脱水してもよい。
また、前記加熱部３で加熱された前記混合物に散水することで洗浄してもよい。
Further, the washing unit 4 mixes the mixture heated by the
Alternatively, the mixture may be washed by sprinkling water on the mixture heated by the
また、前記洗浄部４は、用いる水の総量に関し、前記加熱部３で加熱された前記混合物の質量の０．５〜１０倍の質量の水を用いることが好ましく、前記加熱部３で加熱された前記混合物の質量の１〜５倍の質量の水を前記混合部の洗浄に用いることがより好ましい。
Further, regarding the total amount of water used, the washing unit 4 preferably uses water having a mass of 0.5 to 10 times the mass of the mixture heated by the
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１は、上記の如く構成されているが、次に、本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造方法について説明する。 The refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment is configured as described above. Next, a method for manufacturing the refined cement raw material according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造方法は、アルカリ金属成分含有セメント原料Ａと、塩化物とを混合することにより、混合物を得る混合工程と、前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された前記混合物を水Ｃで洗浄することにより、精製されたセメント原料Ｄを得る洗浄工程とを備える。 The method for producing a refined cement raw material according to the present embodiment includes a mixing step of obtaining a mixture by mixing an alkali metal component-containing cement raw material A and a chloride, and the mixture at 200 ° C. or higher and lower than 1200 ° C. It includes a heating step of heating and a washing step of washing the mixture heated in the heating step with water C to obtain a purified cement raw material D.
本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造方法では、本実施形態に係る精製されたセメント原料の製造装置１を用いて、アルカリ金属成分含有セメント原料Ａから精製されたセメント原料Ｄを得る。 In the method for producing a refined cement raw material according to the present embodiment, the refined cement raw material D is obtained from the alkali metal component-containing cement raw material A by using the refined cement raw material manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment.
前記精製されたセメント原料Ｄを、単独で、或いは、他のセメント原料とともに、ロータリーキルン等で焼成することで、クリンカーを得ることができる。
また、該クリンカーを粉砕することで、セメントを得ることができる。
さらに、該セメントと骨材と水とを混合することで、セメントモルタルや、コンクリートを得ることができる。
A clinker can be obtained by firing the refined cement raw material D alone or together with other cement raw materials in a rotary kiln or the like.
In addition, cement can be obtained by crushing the clinker.
Further, by mixing the cement, the aggregate and water, cement mortar and concrete can be obtained.
セメントにおけるアルカリ金属の濃度は、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９で全アルカリとして０．７５質量％以下と定められているが、本実施形態の精製されたセメント原料Ｄを用いれば、アルカリ金属成分含有セメント原料Ａを用いても、セメントにおけるアルカリ金属の濃度のＪＩＳの基準を満たしやすくなるという利点がある。
さらに、アルカリ金属成分は、水に溶解し難いアルカリ金属成分であっても、骨材と反応すること（アルカリ骨材反応）で、コンクリートやセメントモルタルを膨張させ、その結果、コンクリートやセメントモルタルにひび割れを生じさせてしまうおそれがあるが、本実施形態の精製されたセメント原料Ｄを用いれば、このような膨張やひび割れを抑制しやすくなるという利点がある。
特に、アルカリ骨材反応を生じやすい骨材（例えば、オパール、クリストバライト、トリジマイト、火山ガラス、カルセドニー（玉髄）、シリケート鉱物（雲母、粘土鉱物等）等を含む骨材）を用いて、コンクリートやセメントモルタルを作製する際に、本実施形態の精製されたセメント原料Ｄで得られたセメントは、好適に用いられる。
The concentration of alkali metal in cement is defined as 0.75% by mass or less as total alkali in JIS R 5210: 2009, but if the purified cement raw material D of the present embodiment is used, the cement raw material containing an alkali metal component is used. Even if A is used, there is an advantage that it becomes easy to satisfy the JIS standard for the concentration of alkali metal in cement.
Furthermore, even if the alkali metal component is difficult to dissolve in water, it reacts with the aggregate (alkali aggregate reaction) to expand the concrete or cement mortar, resulting in concrete or cement mortar. Although there is a risk of causing cracks, the use of the refined cement raw material D of the present embodiment has an advantage that such expansion and cracks can be easily suppressed.
In particular, concrete and cement using aggregates that are prone to alkaline aggregate reactions (eg, aggregates containing opal, Christobalite, tridimite, volcanic glass, calsedony (ball spine), silicate minerals (mica, clay minerals, etc.), etc.) When producing the mortar, the cement obtained from the purified cement raw material D of the present embodiment is preferably used.
なお、本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法、及び、精製されたセメント原料の製造装置は、上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法、及び、精製されたセメント原料の製造装置は、上記した作用効果によって限定されるものでもない。さらに、本発明に係る精製されたセメント原料の製造方法、及び、精製されたセメント原料の製造装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The method for producing a refined cement raw material and the apparatus for producing a refined cement raw material according to the present invention are not limited to the above embodiments. Further, the method for producing a refined cement raw material and the apparatus for producing a refined cement raw material according to the present invention are not limited by the above-mentioned effects. Further, the method for producing the refined cement raw material and the apparatus for producing the refined cement raw material according to the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
（試験例１）
アルカリ金属成分含有セメント原料であるＥＰダストにおけるナトリウム（Ｎａ）の濃度及びカリウム（Ｋ）の濃度をエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤ−ＸＲＦ）で測定した。
また、ＥＰダストと、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）とを下記表１に示す配合割合で混合して混合物を得た（混合工程）。
次に、該混合物を下記表１に示す温度で１５分間加熱した（加熱工程）。
そして、加熱した前記混合物と水とを混合させ、水が混合された前記混合物を脱水させることにより、加熱した前記混合物を水で洗浄し、精製されたセメント原料を得た（洗浄工程）。前記洗浄工程では、加熱した前記混合物の質量の４倍の質量の水を用いた。
次に、精製されたセメント原料を乾燥させ、乾燥されたセメント原料のナトリウム濃度及びカリウム濃度をエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤ−ＸＲＦ）で測定した。
そして、混合工程、加熱工程及び洗浄工程によるセメント原料におけるナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率及びカリウム（Ｋ）の濃度の低減率を求めた。
なお、ナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率が１００％であることは、セメント原料のナトリウム（Ｎａ）が全て除去されたことを意味し、ナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率が０％であることは、セメント原料にナトリウム（Ｎａ）が全て残ってしまったことを意味する。
また、混合工程、加熱工程及び水洗工程を経ることによりセメント原料自体の質量変化が生じたが、その質量変化率を用い、洗浄工程後のセメント原料の元素分析結果を元のセメント原料相当に換算し、ナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率及びカリウム（Ｋ）の濃度の低減率を求めた。
結果を下記表１に示す。
(Test Example 1)
The concentration of sodium (Na) and the concentration of potassium (K) in EP dust, which is a raw material for cement containing an alkali metal component, were measured with an energy dispersive fluorescent X-ray analyzer (ED-XRF).
Further, EP dust and calcium chloride (CaCl 2 ) were mixed at the blending ratios shown in Table 1 below to obtain a mixture (mixing step).
Next, the mixture was heated at the temperatures shown in Table 1 below for 15 minutes (heating step).
Then, the heated mixture was mixed with water, and the mixture mixed with water was dehydrated to wash the heated mixture with water to obtain a purified cement raw material (washing step). In the washing step, water having a mass four times the mass of the heated mixture was used.
Next, the purified cement raw material was dried, and the sodium concentration and potassium concentration of the dried cement raw material were measured with an energy dispersive fluorescent X-ray analyzer (ED-XRF).
Then, the reduction rate of the sodium (Na) concentration and the reduction rate of the potassium (K) concentration in the cement raw material by the mixing step, the heating step and the washing step were determined.
The fact that the reduction rate of the sodium (Na) concentration is 100% means that all the sodium (Na) of the cement raw material has been removed, and the reduction rate of the sodium (Na) concentration is 0%. This means that all the sodium (Na) remains in the cement raw material.
In addition, the mass of the cement raw material itself changed due to the mixing step, heating step, and washing step. Using the mass change rate, the element analysis result of the cement raw material after the washing step was converted to the equivalent of the original cement raw material. Then, the reduction rate of the concentration of sodium (Na) and the reduction rate of the concentration of potassium (K) were determined.
The results are shown in Table 1 below.
（試験例２）
塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）と混合せずに８００℃で加熱した態様、及び、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）と混合せず加熱もしなかった態様についても、洗浄工程を行い、セメント原料におけるナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率及びカリウム（Ｋ）の濃度の低減率を求めた。
結果を下記表１に示し、また、下記表２にも示した。
(Test Example 2)
The washing step was also carried out for the mode in which the mixture was heated at 800 ° C. without mixing with calcium chloride (CaCl 2 ) and the mode in which the mixture was not mixed with calcium chloride (CaCl 2) and was not heated. The reduction rate of the concentration of potassium (K) and the reduction rate of the concentration of potassium (K) were determined.
The results are shown in Table 1 below and also in Table 2 below.
（試験例３）
塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）の代わりに、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を用いた態様についても、セメント原料におけるナトリウム（Ｎａ）の濃度の低減率及びカリウム（Ｋ）の濃度の低減率を求めた。
結果を下記表２に示す。
(Test Example 3)
Also in the embodiment in which ammonium chloride (NH 4 Cl) was used instead of calcium chloride (CaCl 2 ), the reduction rate of the sodium (Na) concentration and the reduction rate of the potassium (K) concentration in the cement raw material were determined.
The results are shown in Table 2 below.
表１、２に示すように、アルカリ金属成分含有セメント原料と、塩化物とを混合し、加熱し、水で洗浄することで、セメント原料におけるナトリウムの濃度、及び、カリウムの濃度が低減された。
したがって、本発明によれば、セメント原料におけるアルカリ金属の濃度を低減させて精製されたセメント原料を製造し得ることがわかる。
As shown in Tables 1 and 2, the concentration of sodium and the concentration of potassium in the cement raw material were reduced by mixing the alkali metal component-containing cement raw material and chloride, heating and washing with water. ..
Therefore, according to the present invention, it can be seen that a refined cement raw material can be produced by reducing the concentration of alkali metal in the cement raw material.
１：精製されたセメント原料の製造装置、２：第１混合部、３：加熱部、４：洗浄部、５：測定部、４１：第２混合部、４２：脱水部、Ａ：アルカリ金属成分含有セメント原料、Ｂ：廃棄物、Ｃ：水、Ｄ：精製されたセメント原料。 1: Purified cement raw material manufacturing equipment 2: 1st mixing part 3: Heating part 4: Cleaning part 5: Measuring part, 41: 2nd mixing part, 42: Dehydrating part, A: Alkali metal component Containing cement raw material, B: waste, C: water, D: refined cement raw material.
Claims (4)
前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された前記混合物を水で洗浄することにより、精製されたセメント原料を得る洗浄工程とを備える、精製されたセメント原料の製造方法。 A mixing step of obtaining a mixture by mixing an alkali metal component-containing cement raw material with one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride.
A heating step of heating the mixture at 200 ° C. or higher and lower than 1200 ° C.
A method for producing a refined cement raw material, comprising a washing step of obtaining a refined cement raw material by washing the mixture heated in the heating step with water.
前記混合物を２００℃以上１２００℃未満で加熱する加熱部と、
前記加熱部で加熱された前記混合物を水で洗浄することにより、精製されたセメント原料を得る洗浄部とを備える、精製されたセメント原料の製造装置。 A mixing section for obtaining a mixture by mixing an alkali metal component-containing cement raw material with one or more chlorides selected from the group consisting of calcium chloride, magnesium chloride, and ammonium chloride.
A heating unit that heats the mixture at 200 ° C. or higher and lower than 1200 ° C.
An apparatus for producing a refined cement raw material, comprising a washing section for obtaining a refined cement raw material by washing the mixture heated in the heating section with water.
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