JP4610912B2 - 廃棄物を原料とした緑化資材組成物及びこれを用いた緑化資材 - Google Patents
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Description
表1に示す組成の平均径が20μmの石炭灰aに、消石灰及び炭酸マグネシウムを添加して、換算CaO含有量が17.6重量%、換算MgO含有量が2.4重量%、換算CO3含有量が3.2重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で3時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉15重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.5〜5mmの造粒体とした。次に、得られた造粒体をドラム式乾燥機で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この緑化資材の吸水率は85重量%、陽イオン交換容量は32meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は15重量%、く溶性苦土量は1.7重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%であり、水中に投入しても崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは9.8であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が20μmの石炭灰aに、消石灰及び炭酸マグネシウムを添加して、換算CaO含有量が24.4重量%、換算MgO含有量が3.2重量%、換算CO3含有量が4.5重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で6時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉15重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.5〜5mmの造粒体とした。次に、得られた造粒体をドラム式乾燥機で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は125重量%、陽イオン交換容量は61meq/100g、圧壊強度は2kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は24重量%、く溶性苦土量は2.4重量%、く溶性リン酸量は0.2重量%であり、水中に投入しても崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは10.2であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が24μmの石炭灰bに、消石灰、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム及び水酸化カリウムを添加し、換算CaO含有量が19.9重量%、換算MgO含有量が2.6重量%、換算CO3含有量が4.1重量%、アルカリ総量R2O含有量が2.1重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で6時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉10重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.5〜5mmの造粒体とした。次に、得られた造粒体をドラム式乾燥機で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は95重量%、陽イオン交換容量は39meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は19重量%、く溶性苦土量は1.9重量%、く溶性リン酸量は0.2重量%であり、水中に投入しても崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは10.2であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が90μmの製紙スラッジ灰に、炭酸カルシウム及び硫酸第一鉄を添加し、換算CaO含有量が27.7重量%、換算MgO含有量が2.75重量%、換算CO3含有量が2.66重量%、換算SO4含有量が4.9重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で6時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉15重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.1〜5mmの造粒体とした。次に、得られた造粒体を振動流動層で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は75重量%、陽イオン交換容量は29meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)で、可溶性けい酸量は18重量%、く溶性苦土量は2.0重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%であり、水中に投入しても崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは8.1であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が28μmの下水汚泥焼却灰に、生石灰、炭酸マグネシウム、水酸化カリウム、硫酸第一鉄を添加し、換算CaO含有量が22.1重量%、換算MgO含有量が3.7重量%、換算CO3含有量が2.7重量%、換算SO4含有量が2.0重量%、アルカリ総量R2O含有量が2.5重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、200℃で3時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉10重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.2〜5mmの造粒体とした。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は79重量%、陽イオン交換容量は24meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)で、可溶性けい酸量は11重量%、く溶性苦土量は1.9重量%、く溶性リン酸量は13.2重量%であり、水中に投入しても崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは9.6であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
(実施例6)
実施例1に於ける固液分離後の湿潤状態のケーキ100重量部に、Ca系ベントナイト8重量部を混練しながら添加した後、更に乾粉20重量部を加え、造粒機を用いて0.5〜5mmの造粒体を得た。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の可溶性けい酸量は18重量%、く溶性苦土量は1.5重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%、圧壊強度は3kg(2mm粒子)であり、水中に投入すると速やかに崩壊した。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは9.7であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
実施例2に於ける固液分離後の湿潤状態のケーキ100重量部に、ポリビニルアルコール粉末0.5を混練しながら添加した後、更に乾粉10重量部を加え、造粒機を用いて0.2〜5mmの造粒体を得た。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の可溶性けい酸量は25重量%、く溶性苦土量は2.2重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%、圧壊強度は5kg(2mm粒子)であり、水中投入により、崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のPHは10.1であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が90μmの製紙スラッジ灰を振動ミルで粉砕して平均径を20μmとした。粉砕後の製紙スラッジ灰に、消石灰、炭酸カルシウム及び石こうを添加し、換算CaO含有量が35.3重量%、換算MgO含有量が2.8重量%、換算CO3含有量が2.7重量%、換算SO4含有量が3.0重量%となるように組成を調整した混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で6時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉15重量部を加えて水分を含んだ状態の緑化資材組成物を得た。この緑化資材組成物を造粒機を用いて0.1〜5mmの造粒体を得た。次に、得られた造粒体を振動流動層で乾燥させて、本実施例の粒状体の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は85重量%、陽イオン交換容量は34meq/100g、圧壊強度は2kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は21重量%、く溶性苦土量は2.3重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%であり、水中投入により、崩壊しなかった。また、本実施例の粒状体緑化資材の溶出液のpHは10.2であり、有害重金属等の溶出量は土壌環境基準以下であった。
表1に示す組成の平均径が24μmの石炭灰b100重量部に、消石灰を添加し、換算CaO含有量が29.7重量%、換算MgO含有量が1.6重量%、換算CO3含有量が0.1重量%未満の混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、50℃で15時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、Na系ベントナイト7重量部を混練しながら添加した後、乾粉23重量部を加え、0.2〜5mmの造粒体を得た。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本比較例の緑化資材を得た。この粒状体の可溶性けい酸量は13重量%、く溶性苦土量は0.6重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%で、圧壊強度は2kg(2mm粒子)、水中投入により、速やかに崩壊した。また、本比較例の緑化資材粒状体の溶出液のpHは12.1、溶出液中の有害重金属等の溶出量は、Asが0.024mg/L、Seが0.038mg/Lであり、土壌環境基準値(何れも0.01mg/L)を超えた。
表1に示す組成の平均径が90μmの製紙スラッジ灰に、石こうを添加し、換算CaO含有量が31.0重量%、換算MgO含有量が2.4重量%、換算CO3含有量が0.14重量%、換算SO4含有量が16.5重量%の混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、180℃で6時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉15重量部を加え、0.1〜5mmの造粒体を得た。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本比較例の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は65重量%、陽イオン交換容量は14meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は14重量%、く溶性苦土量は1.5重量%、く溶性リン酸量は0.1重量%で、あり水中投入により、崩壊しなかった。また、本比較例の緑化資材粒状体の溶出液のpHは9.7、溶出液中の有害重金属等の溶出量は、Fが0.93mg/Lであり、土壌環境基準(0.8mg/L)を超えた。
表1に示す組成の平均径が28μmの下水汚泥焼却灰に、消石灰を添加し、換算CaO含有量が39.5重量%、換算MgO含有量が1.3重量%、換算CO3含有量が0.06重量%、換算SO4含有量が0.56重量%、アルカリ総量R2O含有量が0.48重量%の混合材料を得、これに水を加えてスラリとした。次に、200℃で2時間水熱処理を行い、固液分離を行って湿潤状態のケーキを得た。この湿潤状態のケーキ100重量部に対し、乾粉10重量部を加え、0.2〜5mmの造粒体を得た。この造粒体を振動流動層で乾燥させて、本比較例の緑化資材を得た。この粒状体の吸水率は83重量%、陽イオン交換容量は15meq/100g、圧壊強度は1kg(2mm粒子)、可溶性けい酸量は8重量%、く溶性苦土量は0.8重量%、く溶性リン酸量は6.2重量%で、水中投入により、崩壊しなかった。また、本比較例の緑化資材粒状体の溶出液のpHは10.3で、溶出液中の有害重金属等の溶出量は、Asが0.012mg/L、Seが0.028mg/Lと土壌環境基準値を超えた。
2 水熱処理工程
3 固液分離工程
4 造粒工程
5 乾燥工程
6 分級工程
7 粉砕工程
Claims (24)
- 廃棄物を用いた緑化資材組成物であって、30〜80重量%のSiO2を含有する廃棄物に、石灰源材料、苦土源材料、炭酸源材料及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加材料を加えて、換算CaO含有量が5〜50重量%、換算MgO含有量が1〜10重量%、及び換算CO3含有量が0.5〜10重量%となるように組成を調整した混合材料と、該混合材料をスラリ化するための水とを含有するスラリに対して水熱処理を行い、更に固液分離を行うことにより得られる湿潤状態のケーキに、該ケーキの乾燥物と同じ組成の乾粉を加えて乾燥させることにより得られる緑化資材組成物。
- 廃棄物を用いた緑化資材組成物であって、30〜80重量%のSiO2を含有する廃棄物に、石灰源材料、苦土源材料、炭酸源材料、アルカリ金属水酸化物及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加材料を加えて、換算CaO含有量が5〜50重量%、換算MgO含有量が1〜10重量%、換算CO3含有量が0.5〜10重量%、及びアルカリ総量R2O含有量が1〜10重量%となるように組成を調整した混合材料と、該混合材料をスラリ化するための水とを含有するスラリに対して水熱処理を行い、更に固液分離を行うことにより得られる湿潤状態のケーキに、該ケーキの乾燥物と同じ組成の乾粉を加えて乾燥させることにより得られる緑化資材組成物。
- 廃棄物を用いた緑化資材組成物であって、30〜80重量%のSiO2を含有する廃棄物に、石灰源材料、苦土源材料、炭酸源材料、硫酸塩材料及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加材料を加えて、換算CaO含有量が5〜50重量%、換算MgO含有量が1〜10重量%、換算CO3含有量が0.5〜10重量%、及び換算SO4含有量が1〜10重量%となるように組成を調整した混合材料と、該混合材料をスラリ化するための水とを含有するスラリに対して水熱処理を行い、更に固液分離を行うことにより得られる湿潤状態のケーキに、該ケーキの乾燥物と同じ組成の乾粉を加えて乾燥させることにより得られる緑化資材組成物。
- 廃棄物を用いた緑化資材組成物であって、30〜80重量%のSiO2を含有する廃棄物に、石灰源材料、苦土源材料、炭酸源材料、硫酸塩材料、アルカリ金属水酸化物及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加材料を加えて、換算CaO含有量が5〜50重量%、換算MgO含有量が1〜10重量%、換算CO3含有量が0.5〜10重量%、換算SO4含有量が1〜10重量%及びアルカリ総量R2O含有量が1〜10重量%となるように組成を調整した混合材料と、該混合材料をスラリ化するための水とを含有するスラリに対して水熱処理を行い、更に固液分離を行うことにより得られる湿潤状態のケーキに、該ケーキの乾燥物と同じ組成の乾粉を加えて乾燥させることにより得られる緑化資材組成物。
- 前記アルカリ金属水酸化物は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項2又は4記載の緑化資材組成物。
- 前記硫酸塩材料は、石こう、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸鉄及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項3又は4記載の緑化資材組成物。
- 前記ケーキ100重量部に対して、前記乾粉が1〜30重量部で加えられる請求項1乃至6の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記ケーキに対して、更にベントナイトを加えることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記ケーキ100重量部に対して、前記ベントナイトが1〜20重量部で加えられる請求項8記載の緑化資材組成物。
- 前記ケーキに対して、更に粘結剤を加えることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記ケーキ100重量部に対して、前記粘結剤が0.1〜10重量部で加えられる請求項10記載の緑化資材組成物。
- 前記粘結材は、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸Na、リグニンスルホン酸Na及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項10又は11記載の緑化資材組成物。
- 前記水熱処理は、60〜250℃で1〜24時間行われる請求項1乃至12の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記廃棄物は、平均径が30μm以下となるように粉砕したものである請求項1乃至13の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記廃棄物は、焼却灰、ダスト、汚泥、廃コンクリート及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項1乃至14の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記焼却灰は、石炭灰、製紙スラッジ灰、下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、バイオマス燃焼灰、下水汚泥焼却灰、家畜糞尿焼却灰及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項15記載の緑化資材組成物。
- 前記汚泥は、建設汚泥、上水汚泥、砕石スラッジ及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項15記載の緑化資材組成物。
- 前記石灰源材料は、CaOを70重量%以上含有している請求項1乃至17の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記石灰源材料は、生石灰、消石灰、貝殻焼成品及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項18記載の緑化資材組成物。
- 前記苦土源材料は、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項1乃至19の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記炭酸源材料は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸バリウム、石灰石粉末、ドロマイト粉末、貝殻粉末及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるものである請求項1乃至20の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 前記乾粉は、請求項1乃至21の何れかに記載の緑化資材組成物の造粒時に発生する微粉、前記造粒後の篩を通過する微粉、前記造粒後の5mm以上の粒子を粉砕することにより得られる微粉、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される微粉である請求項1乃至21の何れかに記載の緑化資材組成物。
- 請求項1乃至22記載の緑化資材組成物を含有する緑化資材であって、前記組成物の調製に際して造粒を行うことにより得られる粒状の緑化資材。
- 前記緑化資材の粒径が0.1〜5mmである請求項23記載の緑化資材。
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