JP5378653B2 - Cement composition and cement-based solidifying material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement composition which has small elution ratio to the selenium content, and consequently provides suppressed selenium eluted quantity, and to provide a cement based solidifying material. <P>SOLUTION: The cement composition comprises a cement clinker having a selenium content of &le;1.6 mg/kg and gypsum, and in which the content of C<SB>3</SB>A by Vogue type calculation is 0.1 to 4 mass%. Also disclosed is a cement based solidifying material using the same. The cement clinker in the cement composition has selenium content reduced by extracting a part of a selenium-containing waste gas from a cement kiln extending from the suspension pre-heater part of a cement firing apparatus to a rotary kiln hood inlet. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、セレン含有量を低減したセメントクリンカーを含むセメント組成物及びセメント系固化材に関する。より詳しくは、セメントクリンカー中のセレン含有量を低減することによって、セメント硬化体や固化処理土からのセレン溶出量を低減することができるセメント組成物及びセメント系固化材に関する。   The present invention relates to a cement composition containing a cement clinker with a reduced selenium content and a cement-based solidified material. More specifically, the present invention relates to a cement composition and a cement-based solidified material that can reduce the amount of selenium eluted from a hardened cement or solidified soil by reducing the selenium content in the cement clinker.

ポルトランドセメントの製造に使用する各種原燃料(天然産品あるいは各種産業廃棄物等)には、通常、水銀、鉛、クロム等の有害重金属類が少量含まれ、その結果として、クリンカーには、重金属類が1mg/kg以下から1000mg/kgを超える広い濃度範囲で取り込まれる。クリンカー中の重金属類は、セメントの水和反応とともに、モルタル、コンクリートあるいは固化処理土中の水(液相)に溶解する。溶解した重金属イオン種の多くは、セメント水和物の結晶構造への置換固溶、新たな水和物の生成、あるいは特に結晶性の低い水和生成物に吸着されるか、又は、各種添加剤を意図的に加えて、還元、pH調整(水酸化物としての沈析)や低結晶性水和物との共沈により固定化される。例えば、六価クロムは、還元剤の添加により三価に還元して無害化する等の方法が採られている(例えば、特許文献1参照)。   Various raw fuels (natural products or various industrial wastes) used in the manufacture of Portland cement usually contain a small amount of harmful heavy metals such as mercury, lead and chromium. As a result, clinker contains heavy metals. Are incorporated in a wide concentration range from 1 mg / kg or less to over 1000 mg / kg. The heavy metals in the clinker dissolve in the water (liquid phase) in the mortar, concrete, or solidified soil together with the hydration reaction of the cement. Many of the dissolved heavy metal ion species are adsorbed by substitution solid solution in the crystal structure of cement hydrate, formation of new hydrate, or hydrated product with particularly low crystallinity, or various additions An agent is added intentionally, and is fixed by reduction, pH adjustment (precipitation as a hydroxide) or coprecipitation with a low crystalline hydrate. For example, hexavalent chromium is reduced to trivalent by adding a reducing agent to make it harmless (for example, see Patent Document 1).

しかし、有害重金属のうち、セレン(Se)は溶出抑制又は溶出したイオンの固定化が難しい金属の一つであり、キレート剤、凝集剤等を多量に使用する必要がある(例えば、特許文献2参照)。   However, among harmful heavy metals, selenium (Se) is one of the metals that are difficult to suppress or immobilize the eluted ions, and it is necessary to use a large amount of a chelating agent, an aggregating agent, and the like (for example, Patent Document 2). reference).

一般に、ポルトランドセメントに混入されるセレンは、使用原料及び燃料(石炭)に由来するものであり、セメント中に1mg/kgを超える場合もある。ポルトランドセメント中のセレン含有量が多くなると、セメント系固化材を用いた固化処理土から環境庁告示第46号(平成3年8月23日)に定める環境基準(検液1リットルにつき0.01mg以下)を超えるセレンが溶出する恐れが生じる。   In general, selenium mixed in Portland cement is derived from raw materials used and fuel (coal), and sometimes exceeds 1 mg / kg in the cement. When the selenium content in Portland cement increases, the environmental standard (0.01 mg per liter of the test solution) set in the Environmental Agency Notification No. 46 (August 23, 1991) from the solidified soil using cement-based solidified material Selenium in excess of (below) may be eluted.

このようなことから、従来、セメント硬化体(モルタル、コンクリート)や固化処理土からのセレンの溶出量を問題のないレベルにまで低減するために、原燃料の種類あるいは原燃料原単位を制限する方法が採られてきた。しかしこのような対策は、安定した原燃料の確保の困難、あるいは製造コストの高騰などの点から問題があった。   Therefore, conventionally, in order to reduce the amount of selenium eluted from hardened cement (mortar, concrete) and solidified soil to a level where there is no problem, the type of raw fuel or the basic unit of raw fuel is limited. A method has been adopted. However, such measures have been problematic in terms of difficulty in securing a stable raw fuel or an increase in manufacturing costs.

特開2000−102776号公報JP 2000-102767 A 特開2005−103436号公報JP 2005-103436 A

本発明は、原燃料の種類あるいは原燃料原単位を制限することなく、セレン含有量を低減したセメントクリンカー、及びセレン含有量に対する溶出量比が小さく、結果としてセレン溶出量を抑制することができるポルトランドセメント組成物及びセメント系固化材を提供することを目的とする。   The present invention does not limit the type of raw fuel or the basic unit of raw fuel, the cement clinker with reduced selenium content, and the ratio of elution to the selenium content is small, and as a result, the selenium elution amount can be suppressed. An object is to provide a Portland cement composition and a cement-based solidifying material.

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、セメントクリンカー中のセレン含有量を適正量とすること、あるいは、セメントクリンカー製造時にセレンを抽気ダストとして取り込むことにより、セメント組成物からのセレン溶出量を低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have determined that the selenium content in the cement clinker is an appropriate amount, or that selenium is incorporated as extraction dust during the manufacture of the cement clinker. The present inventors have found that the amount of selenium eluted can be reduced and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、セレン含有量が1.6mg/kg以下であるセメントクリンカーと石膏と、セレン含有排ガスから回収したセレンを含有する抽気ダストとを含むセメント組成物であって、前記抽気ダスト中のセレン含有量が1190〜5000mg/kgであり、前記セメント組成物のA量が0.1〜4質量%、 AF量が12〜18質量%及びセレン含有量が2.0〜5.0mg/kgであるセメント組成物及びそれを用いたセメント系固化材である。本発明のセメント組成物は、このセメントクリンカーが、セメント焼成装置のサスペンションプレヒーター部からロータリーキルンフッド入口までにおけるセメントキルンからのセレン含有排ガスの一部を抽気してセレンを低減したものである。 That is, the present invention is a cement composition comprising a cement clinker having a selenium content of 1.6 mg / kg or less, gypsum, and extraction dust containing selenium recovered from the selenium-containing exhaust gas, The selenium content is 1190-5000 mg / kg, the C 3 A content of the cement composition is 0.1-4 mass%, the C 4 AF content is 12-18 mass%, and the selenium content is 2.0- It is a cement composition which is 5.0 mg / kg , and a cement-type solidification material using the cement composition. In the cement composition of the present invention, the cement clinker reduces selenium by extracting a part of the selenium-containing exhaust gas from the cement kiln from the suspension preheater part of the cement firing device to the rotary kiln hood inlet.

本発明はまた、サスペンションプレヒーターを備えたセメント焼成装置において、セメントキルンからのセレン含有排ガスの一部を抽気し、冷却して、セレン含有排ガスからセレンを抽気ダストとして捕集するセメント組成物の製造方法に関する。   The present invention also provides a cement composition for extracting a portion of selenium-containing exhaust gas from a cement kiln and cooling the selenium-containing exhaust gas as bleed dust in a cement firing apparatus equipped with a suspension preheater. It relates to a manufacturing method.

本発明に係るセメント組成物及びセメント系固化材は、セメント焼成工程でのセレン含有キルン排ガスの一部を抽気・分離除去することにより、ポルトランドセメントクリンカー中のセレン含有量を1.6mg/kg以下に低減したクリンカーと、セレンを取り込んだ抽気ダストとを使用することによって、セレン溶出量を著しく低減できるという効果を奏する。   The cement composition and the cement-based solidified material according to the present invention extract and separate and remove a part of the selenium-containing kiln exhaust gas in the cement firing step, so that the selenium content in the Portland cement clinker is 1.6 mg / kg or less. By using the clinker reduced to selenium and the extracted dust incorporating selenium, the selenium elution amount can be remarkably reduced.

以下に、本発明に係るセレン含有量を低減したポルトランドセメントクリンカー、ポルトランドセメント組成物及びセメント系固化材の好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the Portland cement clinker, the Portland cement composition, and the cement-based solidified material with reduced selenium content according to the present invention will be described.

一般に、ポルトランドセメントクリンカーは、SP方式(多段サイクロン予熱方式)又はNSP方式(仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式)で製造される。これらの製造方法において、原料として、下水道処理施設で発生する下水処理汚泥や都市ゴミ焼却灰等の塩化物を多量に含有する廃棄物を使用する場合、多量の塩化物がセメントクリンカーに取り込まれる。一方、塩化物はコンクリート構造物の鉄筋や鋼材を腐食させるため、セメント中の含有量が規制されている。このため、塩化物を多量に含有する廃棄物を使用する場合の回避策として、キルン焼成帯の高温加熱処理で塩化物を揮発させ、燃焼ガスの流れにのって原料予熱部に逆流させ、熱交換によって冷却・凝縮して再循環する系内において、上記の原料予熱部への投入口からロータリーキルンへの投入口までの工程の間で、揮発させた状態の塩化物を含有するキルン排ガスの一部を抽出分離し、冷却・凝縮後、集塵する方法が有効である。   In general, the Portland cement clinker is manufactured by an SP system (multistage cyclone preheating system) or an NSP system (multistage cyclone preheating system equipped with a calcining furnace). In these production methods, when a waste material containing a large amount of chloride such as sewage treatment sludge generated at a sewerage treatment facility or municipal waste incineration ash is used as a raw material, a large amount of chloride is taken into the cement clinker. On the other hand, since chloride corrodes the reinforcing bars and steel materials of concrete structures, the content in the cement is regulated. For this reason, as a workaround when using waste containing a large amount of chloride, the chloride is volatilized by high-temperature heat treatment in the kiln firing zone, and backflowed to the raw material preheating part along the flow of combustion gas, In a system that cools, condenses and recirculates by heat exchange, the kiln exhaust gas containing chloride in a volatilized state during the process from the inlet to the raw material preheating section to the inlet to the rotary kiln is used. It is effective to extract and separate a part, collect it after cooling and condensation.

上記方法に用いられる装置としては、塩素バイパスやアルカリバイパス等の抽気ガス設備がある。セメントキルン用に一般的に使用されている抽気ガス設備を、一例として、図1に示す塩素バイパス設備に基づいて説明する。   As an apparatus used in the above method, there is an extraction gas facility such as a chlorine bypass or an alkali bypass. As an example, an extraction gas facility generally used for cement kiln will be described based on the chlorine bypass facility shown in FIG.

図1において、1はセメント焼成用キルン、1aは焼成用バーナー、2はセメント焼成用キルン1で焼成されたクリンカーを冷却するためのクリンカークーラー、3はセメント焼成用キルン1のセメント原料供給側に取付けられた断面が略矩形状のキルン入口フッドであり、キルン入口フッド3はキルン窯尻において仮焼原料の受入れ通路の一部とキルン排ガス通路を構成する。5は仮焼炉5bを備えたサスペンションプレヒーター(SP)であり、5aはサスペンションプレヒーター5の最下段サイクロン、5cは生原料をプレヒーター5に供給する生原料供給管、4はキルン入口フッド3の上端とサスペンションプレヒーター5とを連絡し、キルン排ガスを仮焼炉5bを介してサスペンションプレヒーター5に供給するためのライジングダクト(立上り管)である。   In FIG. 1, 1 is a cement firing kiln, 1a is a firing burner, 2 is a clinker cooler for cooling the clinker fired in the cement firing kiln 1, and 3 is a cement raw material supply side of the cement firing kiln 1 The attached cross-section is a substantially rectangular kiln inlet hood, and the kiln inlet hood 3 constitutes a kiln exhaust gas passage with a part of the calcined raw material receiving passage at the bottom of the kiln kiln. 5 is a suspension preheater (SP) provided with a calcining furnace 5b, 5a is a lowermost cyclone of the suspension preheater 5, 5c is a raw material supply pipe for supplying raw material to the preheater 5, and 4 is a kiln inlet hood. 3 is a rising duct for connecting the upper end of 3 and the suspension preheater 5 to supply the kiln exhaust gas to the suspension preheater 5 via the calcining furnace 5b.

6はサスペンションプレヒーター5の排気ファン、7は上端が最下段サイクロン5aの下部に接続され下端がキルン入口フッド3のセメント焼成用キルン1側の側壁と交差する側の側壁の下部に接続されて開口され、サスペンションプレヒーター5で予熱された後、仮焼炉5bで仮焼された高温のセメント原料(以下、「仮焼原料」という)をセメント焼成用キルン1に送り込むためのシュート、8はクリンカークーラー2の排ガスを仮焼炉5bに送給するダクトである。   6 is an exhaust fan of the suspension pre-heater 5, 7 is connected to the lower part of the lowermost cyclone 5 a, and the lower end is connected to the lower part of the side wall of the kiln inlet hood 3 that intersects the side wall on the cement firing kiln 1 side. A chute for feeding high-temperature cement raw material (hereinafter referred to as “calcined raw material”), which is opened and preheated by the suspension preheater 5 and then calcined in the calcining furnace 5b, to the kiln 1 for cement firing, This is a duct for feeding the exhaust gas of the clinker cooler 2 to the calcining furnace 5b.

セメントキルン用の抽気ガス設備10は、キルン入口フッド3の立上り部のキルン側に位置する側壁に開口された排ガス抽気口3aと、内部が連通されてこの側壁に固着して取付けられた排ガス冷却手段を兼ねる排ガス抽気管11と、排ガス抽気管11の排ガス出口に接続された塊状物除去装置(チャンバー)12と、塊状物除去装置12の排ガス出口と排ガスダクト13aによりその排ガス導入口が連絡されたバッグフィルタ(集塵手段)15と、バッグフィルタ15の排ガス出口とダクト13bを介して連絡された排気ファン16と、排気ファン16のガス出口とクリンカークーラー2の排ガスを仮焼炉5bへ送るダクト8とを連結する抽気ガス排気用のダクト13cと、排ガスダクト13aのバッグフィルタ15の排ガス導入口の上流位置に接続されたダンパ14a付きの冷風取入管14と、排ガス抽気管11に空気供給ダクトで連結された冷却ファン11aとで構成されている。   The extraction gas facility 10 for a cement kiln has an exhaust gas cooling port 3a that is open on the side wall located on the kiln side of the rising portion of the kiln inlet hood 3 and an exhaust gas cooling unit that is communicated with the inside and fixed to the side wall. The exhaust gas extraction pipe 11 also serving as a means, the lump removal device (chamber) 12 connected to the exhaust gas outlet of the exhaust gas extraction tube 11, the exhaust gas outlet of the lump removal device 12 and the exhaust gas duct 13a communicate the exhaust gas inlet. The bag filter (dust collecting means) 15, the exhaust fan 16 communicated with the exhaust gas outlet of the bag filter 15 through the duct 13b, the gas outlet of the exhaust fan 16, and the exhaust gas of the clinker cooler 2 are sent to the calcining furnace 5b. Upstream from the exhaust gas inlet of the bag filter 15 of the exhaust gas duct 13a and the duct 13c for exhausting the extracted gas connecting the duct 8 A cool air inlet tube 14 with a damper 14a which is connected to a location, and a cooling fan 11a of the exhaust gas extraction pipe 11 connected with an air supply duct.

なお、抽気ガス排気用のダクト13cは、排気ファン16のガス出口とクーラー排ガスを仮焼炉5bへ送るダクト8とを連結して抽気ガスを排気する代わりに、排気ファン16のガス出口と仮焼炉5bとを直接連結する態様、排気ファン16のガス出口とライジングダクト4とを連結する態様、さらにはクリンカークーラー2の冷却ファン2aに戻す態様であってもよい。   Note that the extraction gas exhaust duct 13c connects the gas outlet of the exhaust fan 16 and the duct 8 for sending the cooler exhaust gas to the calcining furnace 5b to exhaust the extraction gas instead of exhausting the extraction gas. A mode in which the furnace 5b is directly connected, a mode in which the gas outlet of the exhaust fan 16 and the rising duct 4 are connected, or a mode in which the clinker cooler 2 is returned to the cooling fan 2a may be employed.

一方、バッグフィルタ15の下部には、下部ホッパ15a、ダスト排出用スクリュコンベヤ15b、クッションホッパ21及び二重のバタフライダンパ22が設けられ、ダスト貯蔵・払出設備20を構成する。ダスト貯蔵・払い出し設備20から払い出されたダストは、ダスト搬出車(バルク車)23に受け入れたのち、ダスト貯蔵受入ホッパ33に搬出される。こうして、抽気ガス設備10のバッグフィルタ15で集塵され回収され、ダスト貯蔵受入ホッパ33に受け入れられたダストは、セメント仕上ミル設備30の分級器32に搬送されて分級され、粗粉はボールミル31に戻され、精粉は分級されたセメント精粉とともにセメント製品として回収される。   On the other hand, a lower hopper 15 a, a dust discharge screw conveyor 15 b, a cushion hopper 21, and a double butterfly damper 22 are provided at the lower part of the bag filter 15 to constitute a dust storage / discharge device 20. The dust delivered from the dust storage / delivery facility 20 is received by a dust delivery vehicle (bulk vehicle) 23 and then delivered to a dust storage receiving hopper 33. Thus, the dust collected and collected by the bag filter 15 of the extraction gas facility 10 and received by the dust storage receiving hopper 33 is conveyed to the classifier 32 of the cement finishing mill facility 30 and classified, and the coarse powder is ball mill 31. The fine powder is recovered as a cement product together with the classified cement fine powder.

本発明者らは、このキルン排ガスを抽気する技術を用いると、原料中の塩化物を除去することができるのみならず、揮発性重金属類の抽出、特にセレンの抽出分離に有効であることを見出した。すなわち、抽気ガス中には、一般的に知られている塩素、カリウム、硫黄などのほかに、セレン、カドミウム、鉛、モリブデン、フッ素及び亜鉛等の重金属類もガス状になって含まれていると考えられる。また、抽気ガス中にはセメント原料やその仮焼原料が含まれる場合もある。各セメントキルン固有のガスの流れ、抽気する部位、抽気するガスの割合によってポルトランセメントクリンカー中に残留するセレン含有量は変化する。セレンを含有するガスを抽気する場合、抽気位置は、排ガス中のセレン含有量が多い部分が適している。具体的には、セメント焼成装置のサスペンションプレヒーター5の部分からロータリーキルン入口フッド3の部分までが好ましく、既存の抽気ガス設備をそのまま使用する場合は、ライジングダクト4の部分、又はキルン入口フッド3の部分が好ましい。また、1気圧におけるSeOの気化温度約320℃を考慮すると、高温ガス抽気によるキルンの熱損失発生の点から、抽気ガス温度が低下するサスペンションプレヒーターのより上段部、具体的には最下段サイクロン5aから抽気ファン6までの間の各サイクロン接合ダクト5f、その中でもガス温度が300℃近くになる最上段サイクロン5eの出口5gに排ガス抽気口を新たに設けた装置とするのがより好ましい。抽気ガス温度が低い場合は、抽気管を熱から保護するための冷却部分が不用であり、従来の塩素バイパス装置の特徴である外部空気を抽気管内壁に旋回流として流す形状(図1のような形状)や、あるいは抽気管周囲に冷却ガスが通る部分を設けた二重管形状とする必要がないため、単なる円筒状の抽気管とすることができる。 The present inventors use this kiln exhaust gas extraction technology not only to remove chlorides in the raw material, but also to be effective for extraction of volatile heavy metals, particularly for extraction and separation of selenium. I found it. That is, in the extracted gas, in addition to the generally known chlorine, potassium, sulfur, and the like, heavy metals such as selenium, cadmium, lead, molybdenum, fluorine, and zinc are included in the form of gas. it is conceivable that. Further, the extracted gas may contain a cement raw material or a calcined raw material thereof. The selenium content remaining in the portulan cement clinker varies depending on the flow of gas unique to each cement kiln, the site to be extracted, and the ratio of the extracted gas. When gas containing selenium is extracted, a portion with a high selenium content in the exhaust gas is suitable for the extraction position. Specifically, the portion from the suspension pre-heater 5 portion of the cement firing device to the rotary kiln inlet hood 3 portion is preferable. When the existing extraction gas equipment is used as it is, the rising duct 4 portion or the kiln inlet hood 3 Part is preferred. Also, considering the vaporization temperature of SeO 2 at 1 atm of about 320 ° C., the upper stage of the suspension preheater where the extraction gas temperature is lowered, specifically the lowest stage, from the point of heat loss generation of the kiln due to high temperature gas extraction It is more preferable that the exhaust gas extraction port is newly provided at each of the cyclone junction ducts 5f between the cyclone 5a and the extraction fan 6, particularly the outlet 5g of the uppermost cyclone 5e where the gas temperature is close to 300 ° C. When the extraction gas temperature is low, the cooling part for protecting the extraction pipe from heat is unnecessary, and the shape of the external air, which is a feature of the conventional chlorine bypass device, flows as a swirl flow on the inner wall of the extraction pipe (as shown in FIG. 1). Or a double tube shape in which a portion through which the cooling gas passes is provided around the bleed tube, it can be a simple cylindrical bleed tube.

排ガス抽気口3aの抽気ガス温度は300〜1300℃が好ましい。抽気ガス温度が300℃未満では、セレンが一部しか揮発していない可能性があり、1300℃を超えると、上記抽気口部分の耐熱性を確保するために耐火煉瓦などの設置が必要となる。1気圧におけるSeOの気化する温度は約320℃であるから、抽気ガス温度は、より好ましくは320〜1200℃である。また、高温ガス抽気によるキルンの熱損失を防止する点からは、抽気ガス温度は、320〜800℃が特に好ましく、とりわけ、320〜400℃が最も好ましい。 The extraction gas temperature of the exhaust gas extraction port 3a is preferably 300 to 1300 ° C. If the extraction gas temperature is less than 300 ° C., only a part of selenium may be volatilized. If the extraction gas temperature exceeds 1300 ° C., it is necessary to install a refractory brick or the like to ensure the heat resistance of the extraction port portion. . Since the temperature at which SeO 2 vaporizes at 1 atmosphere is about 320 ° C., the extraction gas temperature is more preferably 320 to 1200 ° C. Moreover, from the point which prevents the heat loss of the kiln by high temperature gas extraction, 320-800 degreeC of extraction gas temperature is especially preferable, and 320-400 degreeC is especially preferable.

ライジングダクト4又はキルン入口フッド3を通過する排ガスに対する抽気率(以下、単に「抽気率」という)は0.05〜10%が好ましい。0.05%未満ではセレンを含有するガスを充分に抽気できず、10%を超えると、燃費の悪化、仮焼原料の過多な取り込みによる生産性悪化、及び取り込んだ原料又は仮焼原料の処理が必要となる。抽気率はより好ましくは0.1〜7%である。なお、抽気率の制御は、従来から行われているように、理論値及び実測値から算出した抽気位置における風量に対し、排気ファン16の上流に設置してあるダンパの開度により、キルンからの排ガスが排ガス抽気口3aへ流入する量(抽気量)を調整して行う。   The extraction rate (hereinafter simply referred to as “extraction rate”) for the exhaust gas passing through the rising duct 4 or the kiln inlet hood 3 is preferably 0.05 to 10%. If it is less than 0.05%, the gas containing selenium cannot be sufficiently extracted, and if it exceeds 10%, the fuel consumption deteriorates, the productivity deteriorates due to excessive intake of the calcined raw material, and the processing of the imported raw material or calcined raw material Is required. The extraction rate is more preferably 0.1 to 7%. Note that, as conventionally performed, the extraction rate is controlled from the kiln by the opening of a damper installed upstream of the exhaust fan 16 with respect to the air volume at the extraction position calculated from the theoretical value and the actual measurement value. The amount of the exhaust gas flowing into the exhaust gas extraction port 3a (extraction amount) is adjusted.

抽気ガスは、塊状物除去装置12の部分で350℃以下、好ましくは320℃以下、更に好ましくは300℃以下、特に好ましくは250℃以下に冷却される。350℃を超えると、排ガスに含まれるセレンの冷却が不十分で抽気ダスト中に充分に取り込まれない。
抽気ガスの冷却は、排ガス抽気管11で、冷却ファン11aからの冷却空気を抽気ガスと混合させて行い、排ガス抽気口3a付近に設置した温度計で混合ガス温度を逐次測定しながら、抽気ガス量も調整する。
The extraction gas is cooled to 350 ° C. or less, preferably 320 ° C. or less, more preferably 300 ° C. or less, and particularly preferably 250 ° C. or less in the portion of the lump removal device 12. If it exceeds 350 ° C., the selenium contained in the exhaust gas is not sufficiently cooled and is not sufficiently taken into the extracted dust.
The extraction gas is cooled by mixing the cooling air from the cooling fan 11a with the extraction gas in the exhaust gas extraction pipe 11, and sequentially measuring the mixed gas temperature with a thermometer installed in the vicinity of the exhaust gas extraction port 3a. Also adjust the amount.

冷却により固化したセレンは、抽気ガス設備のバッグフィルタ15で捕集する。セレン及びその他の重金属類を捕集除去した抽気ガスはダクト13cを介して仮焼炉5bに戻される。また、捕集されたセレン及びその他の重金属類を含む排気ダストは、図1のクッションホッパ21、二重のバタフライダンパ22及びダスト搬出車(バルク車)23を介して、ダスト貯蔵受入ホッパ33に搬出されたのち、セメント仕上ミル設備30に送られ、ダスト精粉は分級されたセメント精粉とともにセメント組成物とされる。 The selenium solidified by cooling is collected by the bag filter 15 of the extraction gas equipment. The extracted gas from which selenium and other heavy metals are collected and removed is returned to the calcining furnace 5b through the duct 13c. Further, the collected exhaust dust containing selenium and other heavy metals is transferred to the dust storage receiving hopper 33 via the cushion hopper 21, the double butterfly damper 22 and the dust carrying vehicle (bulk vehicle) 23 of FIG. After carrying out, it is sent to the cement finishing mill equipment 30, and dust fine powder is made into a cement composition with classified cement fine powder.

セレン捕集方法としては、上記の方法の他に、セレンが比較的凝集し易い最下段サイクロン5aから仮焼原料の一部を抜き出す方法を用いることもできる。この場合の抜き出し量は、原料送入量に対して0.05〜5%、好ましくは0.1〜1%である。0.05%未満では、セレンを充分捕集することができず、5%を超えると、過多な取り込みによる生産性悪化、及び取り込んだ仮焼原料の処理が必要となる。 As a selenium collection method, in addition to the above method, a method of extracting a part of the calcined raw material from the lowest cyclone 5a where selenium is relatively easily aggregated can be used. The extraction amount in this case is 0.05 to 5%, preferably 0.1 to 1% with respect to the raw material feed amount. If it is less than 0.05%, selenium cannot be sufficiently collected, and if it exceeds 5%, productivity deterioration due to excessive incorporation and treatment of the incorporated calcined raw material are required.

抽気ダストの化学成分は、原料の化学成分、セメントクリンカー製造プラント、抽気ガス設置の位置、抽気方法等により異なるが、NaOが0.1〜5質量%、好ましくは1〜3質量%、KOが2〜60質量%、好ましくは30〜50質量%、Clが2〜50質量%、好ましくは30〜40質量%である。 The chemical component of the extraction dust varies depending on the chemical component of the raw material, the cement clinker manufacturing plant, the position of the extraction gas installation, the extraction method, etc., but Na 2 O is 0.1 to 5% by mass, preferably 1 to 3% by mass, K 2 O 2 to 60 wt%, preferably from 30 to 50 wt%, Cl 2 to 50% by weight, preferably from 30 to 40 wt%.

また、キルン運転の安定性、熱収支や経済性等を総合した適正な抽気ダスト中のセレン含有量は、質量基準で50〜5000mg/kgの範囲が好ましい。セレンの溶出特性の点からは、200〜2000mg/kgの範囲がより好ましい。   In addition, the selenium content in the extracted bleed dust combined with the stability of the kiln operation, the heat balance, the economy and the like is preferably in the range of 50 to 5000 mg / kg on a mass basis. From the point of elution characteristics of selenium, the range of 200 to 2000 mg / kg is more preferable.

この場合、揮発・抽気される重金属は、セレンのほかに、カドミウム、鉛、モリブデン、フッ素及び亜鉛等が挙げられる。これら重金属類の抽気ダスト中の含有量を例示すると、カドミウム:200〜7000mg/kg、鉛:500〜20000mg/kg、モリブデン:20〜300mg/kg及びフッ素:200〜3000mg/kgの範囲である。   In this case, heavy metals that are volatilized and extracted include cadmium, lead, molybdenum, fluorine, and zinc in addition to selenium. Examples of the content of these heavy metals in the extracted dust are cadmium: 200 to 7000 mg / kg, lead: 500 to 20000 mg / kg, molybdenum: 20 to 300 mg / kg, and fluorine: 200 to 3000 mg / kg.

このように、クリンカー焼成工程で、抽気ガス設備、例えば既存の塩素バイパス設備を利用してセレン含有ガスを抽気してセレンを分離除去することにより、クリンカー中のセレン含有量を1.6mg/kg以下、好ましくは1.5mg/kg以下、より好ましくは1.0mg/kg以下にすることができる。
この低セレン含有クリンカーにより、これを用いたセメント組成物、混合セメント及びセメント系固化材(一般軟弱土、高有機質土、特殊土用固化材(六価クロム対策用)を含む)、及び固化処理土からは、セレンの溶出量を大幅に低減することができる。特に、セレンの溶出量はほぼ全ての土質において土壌汚染の環境基準(0.01mg/L)以下を実現することができる。また、クリンカー中のセレン含有量は、より低い方が好ましいが、抽気率上昇による燃費悪化を考慮すると、0.05mg/kg以上、好ましくは0.2mg/kg以上、特に好ましくは0.6mg/kg以上とするのが、工業的及び生産コストの点で、より好ましい。
In this way, in the clinker firing step, the selenium content in the clinker is 1.6 mg / kg by separating and removing selenium by extracting the selenium-containing gas using an extraction gas facility, for example, an existing chlorine bypass facility. In the following, it is preferably 1.5 mg / kg or less, more preferably 1.0 mg / kg or less.
With this low selenium content clinker, cement composition, mixed cement and cement-based solidified material (including general soft soil, high organic soil, special soil solidified material (for hexavalent chromium countermeasures)), and solidification treatment The amount of selenium eluted from the soil can be greatly reduced. In particular, the selenium elution amount can achieve an environmental standard (0.01 mg / L) or less for soil contamination in almost all soils. Further, the selenium content in the clinker is preferably lower, but considering the deterioration of fuel consumption due to an increase in the extraction rate, it is 0.05 mg / kg or more, preferably 0.2 mg / kg or more, particularly preferably 0.6 mg / kg. More than kg is more preferable in terms of industrial and production costs.

セメント組成物は耐硫酸塩セメントが該当し、その鉱物組成は、ボーグ式算定のCS量が55〜75質量%、好ましくは58〜70質量%である。CS量は5〜25質量%、好ましくは10〜20質量%、CA量は、0.1〜4質量%、好ましくは0.1〜2質量%、CAF量は12〜18質量%、好ましくは13〜17質量%である。ここでボーグ式算定のCS量、CS量、CA量およびCAF量は、下記の式(1)、(2)、(3)、(4)によって算出する値である。
S量(質量%)=4.07×CaO(質量%)−7.60×SiO(質量%)−6.72×Al(質量%)−1.43×Fe(質量%)−2.85×SO(質量%) (1)
S量(質量%)=2.87×SiO(質量%)−0.754×CS(質量%)
(2)
A量(質量%)=2.65×Al2O3(質量%)−1.69×Fe(質量%) (3)
AF量=3.04×Fe(質量%) (4)
The cement composition corresponds to a sulfate-resistant cement, and the mineral composition thereof has a C 3 S amount of 55 to 75% by mass, preferably 58 to 70% by mass, calculated by the Borg formula. The amount of C 2 S is 5 to 25% by mass, preferably 10 to 20% by mass, the amount of C 3 A is 0.1 to 4% by mass, preferably 0.1 to 2% by mass, and the amount of C 4 AF is 12 to 12%. 18 mass%, preferably 13-17 mass%. Here, the C 3 S amount, C 2 S amount, C 3 A amount and C 4 AF amount in the Borg calculation are values calculated by the following equations (1), (2), (3) and (4). is there.
C 3 S amount (mass%) = 4.07 × CaO (mass%) − 7.60 × SiO 2 (mass%) − 6.72 × Al 2 O 3 (mass%) − 1.43 × Fe 2 O 3 (mass%)-2.85 × SO 3 (mass%) (1)
C 2 S amount (mass%) = 2.87 × SiO 2 (mass%) − 0.754 × C 3 S (mass%)
(2)
C 3 A amount (mass%) = 2.65 × Al 2 O 3 (mass%) − 1.69 × Fe 2 O 3 (mass%) (3)
C 4 AF amount = 3.04 × Fe 2 O 3 (mass%) (4)

セメント組成物の粉末度は、ブレーン比表面積で、2800〜3800cm2/g、好ましくは3000〜3700cm2/gである。   The fineness of the cement composition is 2800-3800 cm2 / g, preferably 3000-3700 cm2 / g, in terms of Blaine specific surface area.

また、高温での抽気・分離操作は、セレンのみならず、カドミウム、鉛、モリブデン、フッ素及び亜鉛に対しても、クリンカー中の含有量低減に加えて、重金属類を低減したクリンカーを使用したセメント系固化材で処理することにより、固化処理土からのこれらの重金属の溶出抑制効果を有する。なお、セメントクリンカー中のセレンは、例えば、六価クロムやカドミウムのように固化処理土からの溶出量が材齢の経過とともに大幅に減少することとは対照的に、溶出量が長期的に減少傾向にはあるが大きくは変化しないという特徴を有している。   In addition to selenium, cadmium, lead, molybdenum, fluorine, and zinc are used for extraction and separation operations at high temperatures, in addition to reducing the content of clinker, and cement using clinker that reduces heavy metals. By treating with a solidified material, it has the effect of suppressing the elution of these heavy metals from the solidified soil. In addition, selenium in cement clinker decreases for a long period of time, in contrast to the amount of elution from solidified soil, such as hexavalent chromium and cadmium, significantly decreasing with age. Although it has a tendency, it has the characteristic of not changing greatly.

各種セメントやセメント系固化材のセレンの許容含有量は、固化処理土からのセレン溶出量の方がセメント硬化体(例えば、モルタルあるいはコンクリート硬化体)からのセレン溶出量よりも一般に多いため、固化処理土からの溶出量で決定される場合が多い。 The allowable content of selenium in various cements and cement-based solidification materials is that the amount of selenium eluted from the solidified soil is generally greater than the amount of selenium eluted from the hardened cement (for example, mortar or hardened concrete). It is often determined by the amount of elution from the treated soil.

本発明のセメントクリンカーやセメント組成物等のセレン含有量の定量方法は、セメント協会標準試験方法CAJS I−52:2000「ICP発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメントの微量成分定量方法」に準拠して、試料を溶解させた後、電気加熱式原子吸光分析により定量するものである。また、セメントクリンカーやセメント組成物からのセレン溶出量は環境庁告示13号方法、また固化処理土からのセレンの溶出量は、固化処理後材齢7日の試料を環境庁告示第46号方法によって定量するものである。   The selenium content of the cement clinker or cement composition of the present invention is quantified by the cement association standard test method CAJS I-52: 2000 “Method for quantifying cement minor components by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption spectrometry”. In accordance with the above, after the sample is dissolved, it is quantified by electric heating atomic absorption spectrometry. The amount of selenium eluted from cement clinker and cement composition is the Method No. 13 of the Environment Agency, and the amount of selenium eluted from the solidified soil is the method of the Method No. 46 of the Environment Agency by using a sample 7 days after solidification. It is determined by.

上記方法でセレンを取り込んだ抽気ダストを、特許文献2(特開2005−103476号公報)に記載の方法でキレート処理した後、セメント原料に戻すこともできるが、セレン抽気時に製造した、セレン含有量を1.6mg/kg以下に低減したセメントクリンカーと混合し、セメント組成物とすることで、特別な処理をすることなく有効利用が図れる。
具体的には、図1のバッグフィルタ15で捕集された抽気ダストを、仕上げミル30で、セメントクリンカー、石膏とともに粉砕し、セメント組成物を得る。
The extracted dust from which selenium is taken in by the above method can be returned to the cement raw material after chelating by the method described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-103476). By mixing with a cement clinker whose amount is reduced to 1.6 mg / kg or less to obtain a cement composition, effective use can be achieved without any special treatment.
Specifically, the extracted dust collected by the bag filter 15 of FIG. 1 is pulverized with a cement clinker and gypsum by a finishing mill 30 to obtain a cement composition.

上記方法で得られたセメント組成物のセレン含有量は5.0mg/kg以下であることが好ましく、更に4.0mg/kg以下であることがより好ましい。これは、抽気によって捕集された抽気ダスト中のセレン化合物は、キルンから排出されるポルトランドセメントクリンカー中のセレン化合物とは溶出特性が異なるとの新たな知見に基づくものである。つまり、セメント組成物中のセレン含有量が同一であっても、ポルトランドセメントクリンカー中のセレンと抽気・捕集された抽気ダスト中のセレンとでは、単位質量あたりのセレン溶出量は後者の方が大幅に低減されることによるものである。   The selenium content of the cement composition obtained by the above method is preferably 5.0 mg / kg or less, and more preferably 4.0 mg / kg or less. This is based on the new finding that the selenium compound in the bleed dust collected by bleed has different elution characteristics from the selenium compound in the Portland cement clinker discharged from the kiln. In other words, even if the selenium content in the cement composition is the same, the selenium elution amount per unit mass of the selenium in the Portland cement clinker and the selenium in the extracted / collected extracted dust is the latter. This is because it is greatly reduced.

上記現象の理由は明らかでないが、以下の機構によるものと推察される。すなわち、1200℃近くで焼成されたクリンカーは、水と接触した際に、クリンカー鉱物中のCS、CS、CA、CAFが速やかに水和反応を開始するため、クリンカー中に含有するセレン等もこの水和反応と共に液相中に溶出するのに対し、800℃程度しか加熱されてない抽気ダストは仮焼原料であり、クリンカー鉱物がほとんど生成してないため水和反応も進まず、そのため抽気ダスト中のセレンも液相中に溶出し難いと考えられる。 The reason for the above phenomenon is not clear, but is presumed to be due to the following mechanism. That is, when the clinker calcined near 1200 ° C. comes into contact with water, C 3 S, C 2 S, C 3 A, and C 4 AF in the clinker mineral quickly start a hydration reaction. While the selenium contained therein is also eluted in the liquid phase along with this hydration reaction, the extracted dust heated only at about 800 ° C is a calcined raw material and hydrated because almost no clinker mineral is generated. The reaction does not proceed, so it is considered that selenium in the extracted dust is difficult to elute into the liquid phase.

抽気ダストは、上記のように通常のクリンカーに添加することもできるが、セレン含有量を1.6mg/kg以下に低減したポルトランドセメントクリンカーに適量添加し、セメント組成物中のセレン含有量を5.0mg/kg以下にすると、セレンの溶出量の低減に対してより効果を発揮できる。   The extraction dust can be added to a normal clinker as described above, but an appropriate amount is added to a Portland cement clinker whose selenium content is reduced to 1.6 mg / kg or less, and the selenium content in the cement composition is 5%. When the amount is not more than 0.0 mg / kg, the effect of reducing the amount of selenium eluted can be improved.

このセメント組成物に石膏を加えた本発明のセメント系固化材は、一般軟弱土、高有機質土、高含水超軟弱土や火山灰質粘性土、特殊土(六価クロムが溶出しやすい土質)の固化に適用することを対象にする。石膏の添加量は、セメント組成物製造時に加えた石膏とセメント系固化材調製時に加えた石膏の総量が、セメント系固化材に対してSO基準で内割で5〜15質量%であり、好ましくは6〜12質量%である。セメント系固化材は、石膏の他に、高炉スラグ、フライアッシュ、アルミナセメント、マグネシア、生石灰又は消石灰のうち一種又は二種以上を含有しても良い。セメント系固化材の上記の対象土に対する添加量は、50〜400kg/m、好ましくは100〜300kg/mである。この範囲であると、適度な固化強度が得られる。 The cement-based solidified material of the present invention, in which gypsum is added to this cement composition, is composed of general soft soil, highly organic soil, highly hydrous ultra-soft soil, volcanic ash cohesive soil, special soil (soil that is easy to dissolve hexavalent chromium). Targets application to solidification. The total amount of gypsum added at the time of preparing the cement composition and the gypsum added at the time of preparing the cement-based solidified material is 5 to 15% by mass with respect to the cement-based solidified material, based on SO 3 , Preferably it is 6-12 mass%. The cement-based solidified material may contain one or more of blast furnace slag, fly ash, alumina cement, magnesia, quicklime, and slaked lime in addition to gypsum. The amount of cement-based solidifying material added to the target soil is 50 to 400 kg / m 3 , preferably 100 to 300 kg / m 3 . When it is within this range, an appropriate solidification strength can be obtained.

以下に、実施例及び図面を用いて本発明をより詳細に説明するが、これらの説明は例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and drawings. However, these descriptions are merely examples and do not limit the scope of the present invention.

使用したセメントクリンカー、抽気ダスト、セメント、セメント系固化材及び試料土は下記のとおりである。 The cement clinker, extraction dust, cement, cement-based solidified material and sample soil used are as follows.

セメントクリンカーは、実機製造プラントで、抽気の有無や抽気率等を変えることによって実験的に得られたセレン含有量の異なる計5種のクリンカー(K1〜K5)を試料とした。ここで、工場における排ガスの抽気位置は、入口フッド部であり、抽気温度は、1150〜1200℃であった。抽気率を表1に示す。これらのクリンカーに、二水石膏及び半水石膏を質量比で2:8の割合で混合した石膏を、セメント中のSO基準で1.9%になるように内割で添加し、試験ボールミルでブレーン比表面積3250±50cm/gになるように粉砕しセメント組成物とした。試製したセメント組成物は、その粉体からのセレンの溶出量を環境庁告示第13号方法(昭和48年2月17日)に準拠し、測定した。結果を表1に示す。 As the cement clinker, a total of five types of clinker (K1 to K5) with different selenium contents obtained by changing the presence / absence of bleed and the bleed rate in an actual machine manufacturing plant were used as samples. Here, the extraction position of the exhaust gas in the factory was the inlet hood part, and the extraction temperature was 1150 to 1200 ° C. Table 1 shows the extraction rate. To these clinker, gypsum mixed with dihydric gypsum and hemihydrate gypsum at a mass ratio of 2: 8 was added in an internal ratio so that it would be 1.9% based on SO 3 in the cement. Was pulverized so as to have a brain specific surface area of 3250 ± 50 cm 2 / g to obtain a cement composition. The trial cement composition was measured for the amount of selenium eluted from the powder according to the Environment Agency Notification No. 13 method (February 17, 1973). The results are shown in Table 1.

次に、セメント系固化材は、試製したセメント(試料SR3、4及び5)に天然無水石膏(ブレーン比表面積 4030cm/g)を固化材中のSO基準で10質量%になるように内割で添加した。すなわち、上記試製セメント調製時に加えた石膏と固化材調製時に加えた石膏の総量が、固化材に対してSO基準で10質量%になるように内割で添加し、高有機質土用固化材を調整した。この場合、抽気ダストとして、実機のセメント製造プラントで実験的に得たD1及びD2の2種を使用し、ポルトランドセメント組成物中のセレン含有量を変化させた。なお、D1及びD2のセレン含有量はそれぞれ74.2および1190mg/kgであった。抽気ダストの抽気率を表4に示す。 Next, the cement-based solidified material is prepared so that natural anhydrous gypsum (brane specific surface area of 4030 cm 2 / g) is added to the trial cement (samples SR3, 4 and 5) so as to be 10% by mass based on SO 3 in the solidified material. Added in percent. That is, the total amount of the gypsum added at the time of preparing the trial cement and the gypsum added at the time of preparing the solidified material is added in an internal ratio so that the total amount of the gypsum added to the solidified material is 10% by mass on the SO 3 basis, Adjusted. In this case, the selenium content in the Portland cement composition was changed by using two kinds of D1 and D2 obtained experimentally in an actual cement manufacturing plant as the extraction dust. The selenium contents of D1 and D2 were 74.2 and 1190 mg / kg, respectively. Table 4 shows the extraction rate of the extracted dust.

固化処理土は、九州産の黒ぼく(自然含水比150質量%)に上記のセメント系固化材を200kg/m添加し、ソイルミキサーで低速2分間、掻き落とし、低速2分間攪拌混合した。このようにして得られた固化処理土は、φ5×10cmのモールドに3層に分けて、各層毎に気泡を除去しながらタッピング充填して円柱供試体を作製し、20℃で材齢7日まで密封養生した。この円柱供試体を2mm以下に解砕して、環境庁告示第46号方法(平成3年8月23日)に準拠し、セレンの溶出量を測定した。 As the solidified soil, 200 kg / m 3 of the above cement-based solidified material was added to Kurobo produced in Kyushu (natural water content 150 mass%), scraped off with a soil mixer for 2 minutes, and stirred and mixed for 2 minutes at low speed. The solidified soil thus obtained is divided into three layers in a φ5 × 10 cm mold, and a cylindrical specimen is prepared by tapping filling while removing air bubbles for each layer. Sealed and cured until. The cylindrical specimen was crushed to 2 mm or less, and the elution amount of selenium was measured according to the Environmental Agency Notification No. 46 method (August 23, 1991).

実施例3、4、比較例1、参考例1、2
抽気ダストを含まないセメントクリンカーからなる試製セメントのセレン含有量とセメント粉体からのセレン溶出量とを表1に、JIS R 5201:1997「セメントの物理試験方法」に準拠して測定したブレーン比表面積と、JIS R 5202:1999「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定した鉱物組成とを表2に示す。また、セメントL3、L5の主要な化学成分を表3に示す。また、抽気ダストの化学成分を表4に示す。表3のig.loss〜f.CaOはJIS M 8853:1998「セラミック用アルミノけい酸塩質原料」、ClはJIS R 5202「セメントの化学分析方法」に準拠して測定した。
[ Examples 3 and 4 , Comparative Example 1, Reference Examples 1 and 2 ]
Table 1 shows the selenium content of a trial cement made of cement clinker that does not contain extraction dust and the selenium elution amount from cement powder, and the brain ratio measured in accordance with JIS R 5201: 1997 “Physical Test Method for Cement” Table 2 shows the surface area and the mineral composition measured according to JIS R 5202: 1999 “Chemical analysis method of Portland cement”. Table 3 shows main chemical components of the cements L3 and L5. Table 4 shows chemical components of the extracted dust. Ig. loss-f. CaO was measured according to JIS M 8853: 1998 “aluminosilicate material for ceramics”, and Cl was measured according to JIS R 5202 “Chemical analysis method of cement”.

また、抽気ダストのX線回折測定結果を図2に示す。X線回折は、装置として理学電気(株)製RINT−2500Vを用い、測定条件は次の通りであった。   Moreover, the X-ray-diffraction measurement result of extraction dust is shown in FIG. For X-ray diffraction, RINT-2500V manufactured by Rigaku Corporation was used as an apparatus, and the measurement conditions were as follows.

管球:Cu、管電流:130mA、管電圧:50kV、サンプリング幅:0.02°、走査速度:4°/min、波長:1.5405Å、測定回折角範囲(2θ):5°〜70° Tube: Cu, tube current: 130 mA, tube voltage: 50 kV, sampling width: 0.02 °, scanning speed: 4 ° / min, wavelength: 1.5405 mm, measurement diffraction angle range (2θ): 5 ° to 70 °

Figure 0005378653
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表1に示すように、抽気ダストを含まないセメントにおいて、セレン含有量を1.6mg/kg以下としたクリンカーを使用したセメント(実施例1〜4)は、セメントからのセレン溶出量が0.01mg/L以下の低レベルにあった。しかし、セレン含有量が1.6mg/kgを超えるセメント(比較例1)からは、セレン溶出量が0.01mg/Lを超えて非常に多くなった。   As shown in Table 1, in cement containing no bleed dust, cement using clinker having a selenium content of 1.6 mg / kg or less (Examples 1 to 4) had a selenium elution amount of 0. It was at a low level of 01 mg / L or less. However, from the cement (Comparative Example 1) having a selenium content exceeding 1.6 mg / kg, the selenium elution amount exceeded 0.01 mg / L.

〔実施例9〜11、実施例15、16、比較例2〜6、参考例3〜9
試製したセメントSR3及びSR4に、抽気ダストD1及びD2をそれぞれ添加若しくは添加せずに調整したセメント系固化材(No.1〜16)と、SR5に無水石膏を添加して調整したセメント系固化材(No.17)を使用して黒ぼくを処理した固化処理土からのセレン溶出量を表5及び図3に示す。
[Examples 9 to 11, Examples 15 and 16, Comparative Examples 2 to 6, Reference Examples 3 to 9 ]
Cement-based solidification material (No. 1-16) adjusted with or without extraction dust D1 and D2 added to trial cements SR3 and SR4, and cement-based solidification material adjusted by adding anhydrous gypsum to SR5 Table 5 and FIG. 3 show the amount of selenium eluted from the solidified soil obtained by treating (black) using (No. 17).

図3に示すように、固化処理土からのセレンの溶出量は、抽気ダストを添加した場合及び無添加の場合のいずれも、ポルトランドセメント組成物中のセレン含有量が多くなるに従って増加した。図3に示す試験範囲では、抽気ダストを添加した場合は、ポルトランドセメント組成物中のセレン含有量が約5.0mg/kg以下であれば、土壌環境基準を概ね満足する結果となった。また、ポルトランドセメントクリンカー中のセレンを低減することが溶出抑制により効果的であること、さらに、抽気ダストのセレン含有量が過度になり過ぎると、固化処理土からのセレンがやや多くなった。   As shown in FIG. 3, the amount of selenium eluted from the solidified soil increased as the selenium content in the Portland cement composition increased in both cases where extraction dust was added and in the case where no extraction dust was added. In the test range shown in FIG. 3, when extraction dust was added, if the selenium content in the Portland cement composition was about 5.0 mg / kg or less, the soil environment standard was generally satisfied. In addition, reducing selenium in the Portland cement clinker is more effective in suppressing elution, and when the selenium content of the extracted dust becomes excessive, selenium from the solidified soil slightly increases.

また、図3に示すように、ポルトランドセメント組成物中のセレン含有量が同じ2.0mg/kgであっても、クリンカー中に含まれるセレンが多い方(図3中の△印)が、クリンカー中に含まれるセレンが少ないもの(図3中の○印)よりも、セレンの溶出量が多い。すなわち、抽気ダスト中のセレン含有量が多くした方が、セレンは溶出し難いことがわかる。



Further, as shown in FIG. 3, even if the selenium content in the Portland cement composition is the same 2.0 mg / kg, the clinker containing more selenium (Δ mark in FIG. 3) The amount of selenium eluted is larger than that containing less selenium (circles in FIG. 3). That is, it is understood that selenium is less likely to elute when the selenium content in the extracted dust is increased.



Figure 0005378653
Figure 0005378653

抽気ガス設備を使用してセレンを抽気する一実施形態の系統図を示す図である。It is a figure which shows the systematic diagram of one Embodiment which bleeds selenium using an extraction gas installation. ダストD1及びD2のX線回折測定結果を示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction measurement result of dust D1 and D2. セメント組成物中のセレン含有量と固化処理土からのセレン溶出量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the selenium content in a cement composition, and the selenium elution amount from solidification soil.

符号の説明Explanation of symbols

1 :セメント焼成用キルン
1a:焼成用バーナー
2 :クリンカークーラー
2a:クリンカークーラーの冷却ファン
3 :キルン入口フッド
3a:排ガス抽気口
4 :ライジングダクト
5 :SP(サスペンションプレヒーター)
5a:最下段サイクロン
5b:仮焼炉
5c:生原料供給管
5e:最上段サイクロン
5f:サイクロン接合ダクト
5g:最上段サイクロン出口
6 :排気ファン
7 :シュート
8 :クーラー排ガス供給ダクト
10:抽気ガス設備
11:排ガス抽気管
11a:冷却ファン
12:塊状物除去装置
13a、13b、13c:排ガスダクト
14:冷風取入管
15:バッグフィルタ(集塵機)
15a:バッグフィルタ下部ホッパ
15b:ダスト排出用スクリュコンベヤ
16:排気(誘引)ファン
20:ダスト貯蔵・払出設備
21:クッションホッパ
22:バタフライダンパ
23:ダスト搬出車
30:仕上ミル設備
31:ボールミル
32:分級器
33:ダスト貯蔵受入ホッパ
1: Kiln for cement firing 1a: Burner for firing 2: Clinker cooler 2a: Cooling fan for clinker cooler 3: Kiln inlet hood 3a: Exhaust gas extraction port 4: Rising duct 5: SP (suspension preheater)
5a: lowermost cyclone 5b: calcining furnace 5c: raw material supply pipe 5e: uppermost cyclone 5f: cyclone junction duct 5g: uppermost cyclone outlet 6: exhaust fan 7: chute 8: cooler exhaust gas supply duct 10: extraction gas equipment 11: Exhaust gas extraction pipe 11a: Cooling fan 12: Lump removal devices 13a, 13b, 13c: Exhaust gas duct 14: Cold air intake pipe 15: Bag filter (dust collector)
15a: Bag filter lower hopper 15b: Dust discharging screw conveyor 16: Exhaust (attraction) fan 20: Dust storage / dispensing equipment 21: Cushion hopper 22: Butterfly damper 23: Dust delivery vehicle 30: Finishing mill equipment 31: Ball mill 32: Classifier 33: Dust storage receiving hopper

Claims (9)

セレン含有量が1.6mg/kg以下のセメントクリンカーと石膏と、セレン含有排ガスから回収したセレンを含有する抽気ダストとを含むセメント組成物であって、
前記抽気ダスト中のセレン含有量が1190〜5000mg/kgであり、
前記セメント組成物のボーグ式算定のCA量が0.1〜4質量%、 AF量が12〜18質量%及びセレン含有量が2.0〜5.0mg/kgであることを特徴とするセメント組成物。
A cement composition comprising a cement clinker having a selenium content of 1.6 mg / kg or less, gypsum, and extraction dust containing selenium recovered from a selenium-containing exhaust gas,
The selenium content in the extracted dust is 1190-5000 mg / kg,
C 3 A content is 0.1 to 4 mass% of the Borg type Calculation said cementitious composition, the C 4 AF weight 12 to 18% by weight and selenium content of 2.0~5.0mg / kg Cement composition characterized.
前記セメントクリンカー中のセレン含有量が0.6〜1.6mg/kgである、請求項1記載のセメント組成物。The cement composition according to claim 1, wherein the selenium content in the cement clinker is 0.6 to 1.6 mg / kg. 前記セメントクリンカーが、セメント焼成装置のサスペンションプレヒーター部からロータリーキルン入口フッド部までにおけるセメントキルンからのセレン含有排ガスの一部を抽気してセレンを低減したものである、請求項1又は2記載のセメント組成物。 The cement according to claim 1 or 2 , wherein the cement clinker is obtained by extracting a part of the selenium-containing exhaust gas from the cement kiln in the cement kiln from the suspension preheater part to the rotary kiln inlet hood part to reduce selenium. Composition. 前記抽気ダストが、セメント焼成装置のサスペンションプレヒーター部からロータリーキルン入口フッド部までにおけるセメントキルンからのセレン含有排ガスの一部を抽気し、冷却して、セレン含有排ガスからセレンを捕集した抽気ダストである、請求項1から3のいずれか1項記載のセメント組成物。 The extracted dust is extracted dust in which a portion of the selenium-containing exhaust gas from the cement kiln from the suspension pre-heater section of the cement firing device to the rotary kiln inlet hood is extracted and cooled to collect selenium from the selenium-containing exhaust gas. The cement composition according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記抽気ダストの添加量が、セメント組成物に対して内割りで0.034〜0.35質量%である、請求項1から4のいずれか1項記載のセメント組成物。The cement composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of the extraction dust added is 0.034 to 0.35 mass% with respect to the cement composition. 請求項1〜のいずれか1項記載のセメント組成物を含む、セメント系固化材。 A cement-based solidifying material comprising the cement composition according to any one of claims 1 to 5 . サスペンションプレヒーターを備えたセメント焼成装置において、前記サスペンションプレヒーター部からロータリーキルン入口フッド部までにおけるセメントキルンからのセレン含有排ガスの一部を抽気し、冷却して、セレン含有排ガスからセレンを抽気ダストとして捕集し、抽気ダストとセメントクリンカーと石膏とを混合して請求項1から5のいずれか1項記載のセメント組成物とすることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 In the cement firing apparatus provided with the suspension preheater, a part of the selenium-containing exhaust gas from the cement kiln from the suspension preheater part to the rotary kiln inlet hood part is extracted, cooled, and selenium is extracted from the selenium-containing exhaust gas as extraction dust. A method for producing a cement composition, wherein the cement composition according to any one of claims 1 to 5 is collected by mixing and extracting dust dust, cement clinker and gypsum. 前記排ガスの抽気率が0.1〜10%、抽気ガス温度が300〜1300℃である、請求項7記載のセメント組成物の製造方法。   The method for producing a cement composition according to claim 7, wherein an extraction rate of the exhaust gas is 0.1 to 10% and an extraction gas temperature is 300 to 1300 ° C. 請求項7又は8記載の製造方法で得られたセメント組成物を用いてセメント系固化材を製造する、セメント系固化材の製造方法。A method for producing a cement-based solidified material, comprising producing a cement-based solidified material using the cement composition obtained by the production method according to claim 7 or 8.
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