JP3340598B2 - Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法 - Google Patents

Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法

Info

Publication number
JP3340598B2
JP3340598B2 JP21080795A JP21080795A JP3340598B2 JP 3340598 B2 JP3340598 B2 JP 3340598B2 JP 21080795 A JP21080795 A JP 21080795A JP 21080795 A JP21080795 A JP 21080795A JP 3340598 B2 JP3340598 B2 JP 3340598B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
treatment
water
steam
basicity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21080795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0952740A (ja
Inventor
博幸 當房
久宏 松永
正人 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP21080795A priority Critical patent/JP3340598B2/ja
Publication of JPH0952740A publication Critical patent/JPH0952740A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3340598B2 publication Critical patent/JP3340598B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0006Alkali metal or inorganic ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/024Methods of cooling or quenching molten slag with the direct use of steam or liquid coolants, e.g. water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/066Receptacle features where the slag is treated
    • C21B2400/072Tanks to collect the slag, e.g. water tank
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はNaを含有する鉄鋼
スラグ、より詳しくはソーダ灰を用いた溶銑予備処理工
程で発生するNaを含有するスラグを路盤材として使用
するための、路盤材製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶銑を脱硫する際、石灰系の脱硫・脱り
ん剤よりも効果的に脱硫・脱りん処理ができるため、ソ
ーダ灰添加処理が一部実施されている。この処理の際発
生するスラグは、石灰系の脱硫・脱りん剤を使用した場
合に比べ、量は減少するが、その処理後のスラグの用
途、利用量が限定されている。従来の製鋼スラグの主な
用途のひとつであるセメントに利用する場合、セメント
のアルカリ許容値が次式で定められている。
【0003】Na2 Oeq=Na2 O+0.658K2
O<0.75 (ポルトランドセメント)<0.6
(低アルカリポルトランドセメント) ここに、 Na2 Oeq:ポルトランドセメント中全アルカリ含有
率 Na2 O:ポルトランドセメント中Na2 O含有率 K2 O:ポルトランドセメント中K2 O含有率 である。この許容値が定められている理由は、セメント
と骨材を混合してコンクリートを作る際、骨材とアルカ
リが反応する、いわゆるアルカリ骨材反応が生じ、コン
クリートの膨張により亀裂が発生する現象を引き起こす
ことを防止するためである。したがって、高Na濃度の
スラグはセメント向け用途には、使用量が限定される。
【0004】一方、路盤材向けの用途として、最近製鋼
スラグも使用されているが、高Na濃度のスラグの問題
点は、水と接触した際に容易にNaが溶出することであ
り、このためにNaを含むスラグは路盤材に使用できな
いものと考えられていた。また、路盤材では遊離CaO
が存在すると水和反応により膨張し、舗装に膨出、亀裂
等を生じる恐れがあるので、エージングを必要とする。
【0005】Naが水に溶出しやすい性質を利用して、
従来のソーダ灰による溶銑予備処理実施の際には、ソー
ダの回収・再利用を実施する従来技術が多数見られる。
例えば、特開昭52−148498号公報では、アルカ
リ金属化合物で溶融鉄合金を酸化することにより得られ
たスラグを水を主成分とする溶液に溶解し、この水溶液
と炭酸ガスを接触させ、アルカリ金属重炭酸塩として析
出させ、これを仮焼することによりアルカリ金属炭酸塩
を回収する方法が開示されている。他にも脱りん、脱硫
処理をソーダ灰で行い、発生する高濃度のスラグを水で
溶解し、CO2ガスと接触させて炭酸ソーダを回収する
技術が多数存在する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】製銑製鋼工程における
実操業でのソーダ灰処理は、スラグがすでに存在する条
件下で実施する方がソーダ灰の蒸発によるロスが低く、
脱りん、脱硫効率が高くなるため、CaO系の脱りんお
よび脱硫後に実施される場合が多い。その際発生するス
ラグ中のNa2 O濃度は1〜15%程度の低い濃度であ
る。そのため、スラグから炭酸ナトリウムを回収するこ
とは、スラグの処理量に対し炭酸ナトリウムの回収量が
少なく、経済性が乏しいので、実際には実施されていな
い。
【0007】本発明は炭酸ナトリウムの回収を目的とす
るものではなく、Naを含有する溶銑予備処理スラグ
を、路盤材に使用する際、必要最小限の処理によりNa
溶出の少ないスラグを製造するための処理基準を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】ソーダ灰を用いた溶銑の
脱硫又は脱りん処理を行う予備処理工程で発生するスラ
グを路盤材として使用する場合、Naの溶出の問題とC
aOのエージングの問題とがある。このうち、Naの溶
出については、鉱物相によって大きな差異があることを
見出した。そこで、ソーダ灰を用いた溶銑予備処理工程
で発生するNaを含有するスラグを路盤材に用いる場合
に必要な処理を、Naを含有するスラグの測定容易な特
性値に合わせて決定することに着目し、本発明を完成し
た。すなわち本発明は、塩基度CaO/SiO2 (重量
比)とスラグ中Na2 O濃度で溶銑予備処理スラグを分
別し、それぞれ適切な処理を行う。以上の知見に基づく
本発明の技術手段は、ソーダ灰を用いた溶銑予備処理工
程で発生するNaを含有するスラグのち、塩基度Ca
O/SiO2 (重量比)が1.8未満のスラグは破砕・
整粒のままとするか又は破砕・整粒後、水蒸気エージン
グを施し、塩基度が1.8以上でスラグ中のNa2 O濃
度が2重量%未満のスラグは、粉砕・整粒後、水蒸気エ
ージング処理を施し、塩基度が1.8以上でスラグ中の
Na2 O濃度が2重量%以上のスラグは粉砕・整粒後、
水蒸気エージング及び水浸漬処理を行うことを特徴とす
るNaを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法であ
る。
【0009】この場合、上記水蒸気エージング処理は、
水蒸気と24時間以上接触させる処理とすると好適であ
る。また、前記水蒸気エージング及び水浸漬処理は水蒸
気エージング処理と水浸漬処理との組み合わせである
が、水蒸気エージング後水浸漬処理してもよく、水浸漬
後水蒸気エージング処理してもよく、又は水浸漬後水蒸
気エージング処理しさらに水浸漬処理することでもよい
が、先ず水蒸気と24時間以上接触させる水蒸気エージ
ング処理を施した後、水に6時間以上浸漬する処理を行
うと能率的で好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者らは成分の異なる溶銑
備処理スラグを水に浸漬した際の、Naの溶出量につい
て調査した。調査方法は、4.75〜13.2mmに粉
砕・整粒後、スラグ50gを水500gに浸漬し、24
hr後の溶出Na量を測定し、脱Na2 O率を求めた。
その結果、図1に示すようにスラグの種類により、Na
の溶出量が異なることがわかった。図1において曲線1
1は脱珪スラグ、曲線12は脱硫スラグ、曲線13は脱
りんスラグである。高塩基度の脱りん後のスラグは、含
有するNa分の20%以上が溶出するのに対し、脱珪ス
ラグでは含有Na量の最大5%程度しか溶出しなかっ
た。脱硫スラグからのNaの溶出は、スラグの粒度に大
きく影響され、粒度が小さいほどNaが溶出した。
【0011】このスラグによる差異を調査するため、ス
ラグ中の各鉱物相を調べ、Naが存在する鉱物相をX線
回折、EMPAにより調べた。さらに、同一試料を24
時間水蒸気雰囲気下におき、再度Naが存在する鉱物相
をX線回折、EMPAにより調べ、どの鉱物相からNa
が溶出しやすいかを調べた。その結果は、表1に示すと
おりである。
【0012】
【表1】
【0013】表1から明らかなように、塩基度により生
成する鉱物相が異なり、Naが存在する鉱物相も変化す
る。Na2 O濃度が高い場合、Na2 Oと他の成分であ
るCaO,SiO2 、CaF2 ,P25 等と結合した
鉱物が生成するが、Na2 O濃度が低い場合、Na2
が結合した形態でない鉱物相に固溶している。表1で脱
珪スラグの溶出しやすい鉱物相である3CaO・P2
5 は存在量が非常に少ないため、脱珪スラグ中のNa2
O濃度が2%以上と高くても、溶出Na量は少ない。表
1の溶出しやすい鉱物相中のNaを予め除去することに
より、スラグを路盤材として使用する際の水へのNaの
溶出を防止することができる。
【0014】本発明のもっとも特徴とするところは、塩
基度及びNa2 O濃度によって必要な処理を分別するこ
とである。すなわち、スラグの塩基度CaO/SiO2
が1.8未満の場合には、Naの溶出がほとんどなく遊
離CaOも有害量を含まないので、何らの処理を施すこ
となく路盤材として使用することができる。従って単に
破砕・整粒するだけでよい。ただし、膨張安定を確実に
するため24時間の水蒸気エージングを施してもよい。
スラグの塩基度CaO/SiO2 が1.8以上の場合で
もNa2 O濃度が2重量%未満のスラグは、遊離CaO
の処理のみ施せば同時にNaも除去され、Naの溶出が
ほとんどなくなり、路盤材として使用することができ
る。スラグの塩基度CaO/SiO2 が1.8以上でN
2 O濃度が2重量%以上のスラグは、Naが溶出する
ので、水浸漬処理を必要とする。この場合、遊離CaO
の処理も必要となるので、両方の処理を施す必要があ
る。
【0015】本発明では、スラグの塩基度1.8を境界
としてNaが溶出しやすい鉱物相を含むものとそうでな
いものを区別し、溶出しやすい鉱物相中のNaを水蒸気
及び水と接触させることにより除去する。スラグの塩基
度が1.8以上でNa2 O濃度が2重量%未満のスラグ
は、蒸気と接触する時間を24時間以上とするエージン
グを施すとよい。それより短時間の場合、Na除去が不
十分の場合がある。
【0016】スラグ中Na2 O濃度が2重量%以上の場
合、水蒸気と24時間接触させただけでは、Naが十分
除去されずスラグに付着して残留するため、水と接触さ
せることにより、水に浸出させる。洗い流す意味があ
る。水と接触させる時間を6時間以上としたのは、それ
以下では除去が不十分である。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を比較例と共に表2、3を参
照して説明する。脱珪、脱燐、脱硫スラグに分別して、
自然冷却の溶銑予備処理スラグを採取した。採取したス
ラグの組成を表2に示す。このスラグそれぞれを路盤材
の粒度に破砕・整粒した後、そのままで溶出試験を実施
した。さらにこのスラグそれぞれに対し、水蒸気と接触
させる処理として、水蒸気エージング処理を行った。水
蒸気エージング設備は、蒸気配管を平行に並べ、玉砂利
層内に埋設したものである。その玉砂利層の上に粒度調
整したスラグを約2mの高さに積み、蒸気配管に設けら
れた蒸気吹き出し口より水蒸気を流し、スラグを水蒸気
と接触させるものである。本設備の使用目的は、製鋼ス
ラグ中に含まれる遊離CaO,MgOの水和反応を促進
し、処理後に水和反応により膨張することを防止するこ
とである。実施例に使用した設備は、1回のスラグ処理
量が750tonの設備で行った。
【0018】この水蒸気エージング設備を用いて、スラ
グを積んだ層内に100℃の水蒸気を24時間流した。
またその後、一部のスラグには6時間の散水、一部のス
ラグは6時間の水中浸漬、また一部のスラグは野ざらし
で1ケ月以上放置した。それぞれの処理を実施後、溶出
試験を実施し、水へのNaの溶出量を調査した。これら
の処理条件と溶出試験の結果を表3及び図2に示す。
【0019】図2から明らかなように、水蒸気と24時
間接触させることにより、溶出Na量は1/3〜1/5
になる。破線22はエージング後の溶出Na量が、エー
ジング前の1/5の値を示す線である。また、さらに水
と6時間以上接触させることにより、Naの溶出量が1
00mg/リットル以下にすることができた。塩基度C
aO/SiO2 ≦1.8のスラグは水蒸気との接触なし
でもNaの溶出量は100mg/リットル以下で十分溶
出量が低いが、さらに水蒸気と24時間以上接触させる
ことによりNa溶出量は低下した。塩基度CaO/Si
2 >1.8のスラグでNa2 O濃度>2%以上のスラ
グは、水蒸気と24時間以上接触させただけでは、Na
の溶出量は100mg/リットル以下にできない場合が
あったが、さらに水と6時間以上接触させることによ
り、Naの溶出量は100mg/リットル以下にでき
た。
【0020】水蒸気と接触させた後の水と接触させる処
理方法は、野ざらしで1ケ月以上放置した場合でも、降
雨によりスラグ表面の付着Naが洗い流されたため、散
水や水中浸漬と同様のNa除去効果が得られた。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【発明の効果】本発明の実施により、従来利用できてい
なかったソーダ灰を用いた溶銑予備処理工程で発生する
Na含有スラグも、溶出しやすいNa分を除去でき、環
境に悪影響を与えることなく路盤材として利用できるよ
うになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】各種予備処理スラグ中Naの水の溶出率を示す
グラフである。
【図2】水蒸気処理前後の溶出Na量の変化を示すグラ
フである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−110450(JP,A) 特開 昭62−207809(JP,A) 特開 昭53−19336(JP,A) 特開 昭53−19337(JP,A) 特開 昭63−72834(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 5/00 - 5/06 C21B 3/08 F27D 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソーダ灰を用いた溶銑予備処理工程で発
    生するNaを含有するスラグのうち、塩基度CaO/S
    iO2 (重量比)が1.8未満のスラグは破砕・整粒の
    ままとするか、又は破砕・整粒後、水蒸気エージングを
    施し、塩基度が1.8以上でスラグ中のNa2 O濃度が
    2重量%未満のスラグは、粉砕・整粒後、水蒸気エージ
    ング処理を施し、塩基度が1.8以上でスラグ中のNa
    2 O濃度が2重量%以上のスラグは粉砕・整粒後、水蒸
    気エージング及び水浸漬処理を行うことを特徴とするN
    aを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記水蒸気エージング及び水浸漬処理
    は、先ず水蒸気と24時間以上接触させた後、水に6時
    間以上浸漬する処理であることを特徴とする請求項1記
    載のNaを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法。
JP21080795A 1995-08-18 1995-08-18 Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法 Expired - Fee Related JP3340598B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21080795A JP3340598B2 (ja) 1995-08-18 1995-08-18 Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21080795A JP3340598B2 (ja) 1995-08-18 1995-08-18 Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0952740A JPH0952740A (ja) 1997-02-25
JP3340598B2 true JP3340598B2 (ja) 2002-11-05

Family

ID=16595466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21080795A Expired - Fee Related JP3340598B2 (ja) 1995-08-18 1995-08-18 Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3340598B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4736157B2 (ja) * 2000-03-24 2011-07-27 Jfeスチール株式会社 製鋼スラグの固化方法
JP4982911B2 (ja) * 2000-03-24 2012-07-25 Jfeスチール株式会社 製鋼スラグの固化方法
CN111612182B (zh) * 2020-05-29 2023-10-24 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 边坡状态评估方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0952740A (ja) 1997-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Juckes The volume stability of modern steelmaking slags
JP2001259570A (ja) フッ素を含む産業廃棄物の安定化処理技術
JP3340598B2 (ja) Naを含有するスラグを用いた路盤材の製造方法
JP3620341B2 (ja) フッ素を含む産業廃棄物の安定化処理方法および安定化処理剤
JP5793842B2 (ja) 燐の分離方法
JPH093515A (ja) 低珪素濃度溶銑の脱硫方法
JP2003183718A (ja) フッ素を含有する鉄鋼製錬スラグからのフッ素溶出抑制方法
Sun et al. Design of Red Mud-Based Desiliconization and Dephosphorization Flux and Its Application in Ferromanganese
JP2835467B2 (ja) 電気炉スラグを原料とするアルミナセメントの製造方法
CN112853022A (zh) 高效炼钢用脱硫剂及其制备方法
JP3224506B2 (ja) 路盤材用スラグとその製造方法
KR20210073082A (ko) 시멘트용 중화석고 조성물, 시멘트용 중화석고 제조 방법 및 이에 의한 시멘트용 중화석고를 포함하는 시멘트
JP3618265B2 (ja) 利材化に適した溶銑予備処理スラグの製造方法
JP4661732B2 (ja) フッ素を含む産業廃棄物の安定化処理技術
JP3711925B2 (ja) スラグの分別回収方法
KR870000586B1 (ko) 용선탈황(鎔銑脫黃) 슬라그의 연화제(軟化劑)
KR101863916B1 (ko) 마그네슘 제련공정 부산물과 알루미늄 제련공정 폐부산물을 이용한 탈황 및 탈산용 제강플럭스 조성물
JP2017036201A (ja) スラグの処理方法
JPH0826382B2 (ja) 溶銑の予備処理方法
JPS6372834A (ja) スラグ処理方法
JP2002285217A (ja) 溶銑・溶鋼の脱りん処理剤及び脱硫処理剤
KR100309780B1 (ko) 희토류계 연주폐슬러지를 이용한 용선탈인제
US2085565A (en) Method of reduction of sulphur
White Archaeological and chemical evidence for the earliest American use of raw coal as a fuel in ironmaking
JP2001316141A (ja) 膨張を抑制した製鋼系スラグの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020730

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070816

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080816

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees