JP5752363B2 - Reuse method of municipal waste molten slag - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみ溶融スラグの再利用方法に関するものである。 The present invention relates to a method for reusing municipal waste molten slag.
従来より、廃棄物を焼却処分した際に生成される焼却灰等は、超高温度下で溶融した後に、水冷により粉砕し、都市ごみ溶融スラグとして排出されている。 Conventionally, incineration ash and the like produced when waste is incinerated are melted at ultra-high temperatures, then ground by water cooling, and discharged as municipal waste molten slag.
この都市ごみ溶融スラグは、主に路盤や盛土などといった土木用途で再利用可能とされている（たとえば、特許文献１参照。）。 This municipal waste molten slag can be reused mainly for civil engineering applications such as roadbeds and embankments (for example, see Patent Document 1).
ところが、現実には、都市ごみ溶融スラグは、土木用途で使用するには供給量が少なく、路盤や盛土などの目的で施工現場まで運搬して使用することを考えると、コストが高くついて経済的な効果が認められないものであった。 However, in reality, municipal waste molten slag is low in supply for use in civil engineering applications, and it is costly and economical considering that it is transported to construction sites for purposes such as roadbeds and banking. The effect was not recognized.
そこで、本発明者は、都市ごみ溶融スラグが、水砕によって一般的に0.075mm〜5mmのサイズにばらついた砂粒体として排出され、マイクロクラックが多く生じており、圧縮強度が通常の石材に比べて非常に低く割れやすいといった欠点を有しているものの、その反面、硬度がモース硬度５程度と高く、比重が通常の石材と同程度であって、しかも、吸水率が0.3％程度と低く、異物の混入が少ないといった特徴を有していることに着目し、排出量に見合った経済的な再利用方法について鋭意研究を行い、その結果、都市ごみ溶融スラグに適した再利用方法として本発明を成すに至った。 Therefore, the present inventor, municipal waste molten slag is discharged as sand particles generally dispersed in a size of 0.075mm to 5mm by water granulation, a lot of micro cracks are generated, the compressive strength is compared with ordinary stone However, on the other hand, the hardness is as high as about 5 Mohs, the specific gravity is the same as that of ordinary stone, and the water absorption is as low as about 0.3%. Paying attention to the feature that there is little contamination with foreign matter, we conducted earnest research on an economical reuse method commensurate with the amount of discharge. As a result, the present invention is a reuse method suitable for municipal waste melting slag. It came to make.
請求項１に係る本発明では、都市ごみの最終処理物として排出される都市ごみ溶融スラグの再利用方法において、都市ごみ溶融スラグを粉砕した後に篩選別して所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグと所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグとに分離し、所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグをブラスト材として複数回繰り返して使用した後に回収し、回収したブラスト材と前記所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグとを混合したものを骨材とし、この骨材を固化剤に混入させて固化させることにした。
In the present invention according to
また、前記固化剤として、珪酸ナトリウムと消石灰とミョウバンと水の混合物を用いることにした。 In addition, a mixture of sodium silicate, slaked lime, alum and water was used as the solidifying agent.
本発明では、都市ごみ溶融スラグをブラスト材として有効に再利用することができるとともに、ブラスト材として使用した後にも骨材として有効に再利用することができ、都市ごみ溶融スラグの再利用における経済効果を従来以上に向上させることができる。 In the present invention, municipal waste molten slag can be effectively reused as a blasting material, and can be effectively reused as an aggregate even after being used as a blasting material. The effect can be improved more than before.
都市ごみ溶融スラグは、水砕によって一般的に0.075mm〜5mmのサイズにばらついた砂粒体として排出される。また、都市ごみ溶融スラグは、マイクロクラックが多く生じており、圧縮強度が通常の石材に比べて非常に低く割れやすいといった欠点を有している。 Municipal waste molten slag is generally discharged as sand particles scattered in a size of 0.075 mm to 5 mm by water granulation. In addition, municipal waste molten slag has a number of microcracks, and has a disadvantage that its compressive strength is very low compared to ordinary stones and is easily cracked.
そのため、都市ごみ溶融スラグを土木用途以外に利用する場合には、排出された状態のままで使用するには適していない。 For this reason, when municipal waste molten slag is used for purposes other than civil engineering, it is not suitable for use in the discharged state.
一方、都市ごみ溶融スラグは、硬度がモース硬度５程度と高く、比重が通常の石材と同程度であって、吸水率が0.3％程度と低く、異物の混入が少ないといった特徴を有している。 On the other hand, municipal waste molten slag has a high hardness of about 5 Mohs hardness, a specific gravity of the same level as that of ordinary stone, a low water absorption of about 0.3%, and a small amount of foreign matter. .
そこで、都市ごみ溶融スラグの上記特徴を活かした利用方法として、ショットブラストにおいて使用されるブラスト材としての利用が考えられる。 Then, utilization as a blasting material used in shot blasting can be considered as a utilization method utilizing the above characteristics of municipal waste molten slag.
しかしながら、排出された都市ごみ溶融スラグは、サイズのばらつき等があるために、排出された都市ごみ溶融スラグをそのままショットブラストのブラスト材として使用することはできない。 However, since the discharged municipal waste molten slag has size variations, the discharged municipal waste molten slag cannot be used as a blasting material for shot blasting as it is.
そこで、本発明では、図１に示すように、排出された都市ごみ溶融スラグをロールクラッシャーで破砕し、その後、破砕した都市ごみ溶融スラグを1mm角メッシュのスクリーンを用いて篩選別した。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the discharged municipal waste molten slag was crushed with a roll crusher, and then the crushed municipal waste molten slag was sieved using a 1 mm square mesh screen.
これにより、破砕した都市ごみ溶融スラグを、篩選別にてスクリーン上に残留した所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグと、篩選別にてスクリーンを通過した所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグとに分離した。 Thereby, the crushed municipal waste molten slag was separated into municipal waste molten slag of a predetermined size or more remaining on the screen by sieve selection and municipal waste molten slag of less than a predetermined size that passed through the screen by sieve sorting.
ここで、都市ごみ溶融スラグのサイズとしては、微粒化するほど耐圧縮強度が向上することから、求められる耐圧縮強度との関係で選択されるが、実用的には１mm以下がよく、0.5mm以下が好ましいく、望ましくは0.25mm以下がよい。 Here, the size of municipal waste molten slag is selected in relation to the required compressive strength, since the compressive strength improves as the size of the slag becomes finer. The following is preferable, desirably 0.25 mm or less.
そして、所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグを回収し、それらをショットブラストのブラスト材として供給し、ブラスト材として５〜６回繰り返して利用した。 And municipal waste molten slag more than predetermined size was collect | recovered, these were supplied as a blasting material of shot blasting, and it was used repeatedly 5-6 times as a blasting material.
この所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグは、硬度が高く吸水率が低いなどの特徴から、ブラスト材として使用しても、ブラスト面の粗度やブラスト材としての沈降速度や硬度や耐久性や吸湿による流動性において全く問題がなく、優れたブラスト材として利用することができ、しかも、従来のグリット材と比較すると数分の１程度のコストとなるために、非常に経済的な効果が得られることが確認された。 Due to its high hardness and low water absorption, municipal waste molten slag of a size larger than the specified size can be used as a blasting material. Roughness of the blasting surface, sedimentation speed, hardness, durability and moisture absorption as a blasting material There is no problem in the fluidity due to the material, it can be used as an excellent blast material, and the cost is about a fraction of that of the conventional grit material, so a very economical effect is obtained. It was confirmed.
また、上記ブラスト材として供給された都市ごみ溶融スラグは、ブラスト材として５〜６回繰り返して利用した後に回収した。この回収したブラスト材（都市ごみ溶融スラグ）は、ブラスト材として繰り返して利用されることによって、粉砕や摩耗が行われ、供給時よりもサイズが小さくなっている。なお、回収する際には、ショットブラストにおいて発生する粉末状の金属や錆や塗装剤なども混合された状態で回収した。
Moreover, the municipal waste molten slag supplied as the blast material was collected after being repeatedly used as the
この回収したブラスト材（都市ごみ溶融スラグ）は、固化剤の骨材として利用することにした。その際に、回収したブラスト材だけを骨材として利用してもよいが、上記篩選別において分離された所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグと混合して固化剤の骨材として利用してもよい。 The recovered blast material (city waste molten slag) was used as an aggregate for the solidifying agent. At that time, only the recovered blast material may be used as an aggregate, but it may be used as an aggregate of a solidifying agent by mixing with municipal waste molten slag having a size less than a predetermined size separated in the above sieve selection. .
このように、篩選別により所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグとブラスト材として繰り返して利用された都市ごみ溶融スラグは、初期の排出された都市ごみ溶融スラグと比べて微粒化されている。これは、初期の都市ごみ溶融スラグは、圧縮強度が低いために、固化剤の骨材としては不向きであるが、微粒化により圧縮強度が増大し、固化剤の骨材として大量に混合することが可能となるからである。 Thus, municipal waste molten slag less than a predetermined size and municipal waste molten slag repeatedly used as a blasting material by sieving are atomized compared to the initially discharged municipal waste molten slag. This is because the initial municipal waste molten slag is unsuitable as an aggregate of a solidifying agent because of its low compressive strength, but the compressive strength increases due to atomization and is mixed in large quantities as an aggregate of a solidifying agent. This is because it becomes possible.
固化剤は、通常のセメントなどでもよいが、ここでは、珪酸ナトリウムと消石灰と水とを混合した固化剤を用いることにした。なお、消石灰は、これが多く含有される飛灰を用いることもできる。 The solidifying agent may be ordinary cement or the like, but here, a solidifying agent obtained by mixing sodium silicate, slaked lime, and water was used. In addition, the fly ash which many contain this can also be used for slaked lime.
この固化剤は、珪酸ナトリウムと消石灰とミョウバンとを混合し、必要に応じて、水やセルロースや多硫化カルシウムや無水石膏又は半水石膏を添加して、固化剤を生成し、この固化剤を所定形状に固化させたり既存の構造物の表面に塗布して固化させるものである。 This solidifying agent is a mixture of sodium silicate, slaked lime and alum, and if necessary, water, cellulose, calcium polysulfide, anhydrous gypsum or hemihydrate gypsum is added to produce a solidifying agent. It is solidified into a predetermined shape or applied to the surface of an existing structure.
ここで、ミョウバンとは、１価の陽イオン（M+）の硫酸塩（M+ 2(SO4)）と３価の金属イオン（M3+）の硫酸塩（M3+ 2(SO4)3）の複塩の総称をいい、M+M3+(SO4)2・12H2OやM+ 2(SO4)M3+ 2(SO4)3・24H2Oなどで表される結晶水を含む構造体のものをいう。なお、ミョウバンと同等の構造や物性を有するミョウバン類似の構造体の物質も含まれる。特に好適なミョウバンとしては硫酸アルミニウム（Al2(SO4)3）を含有するミョウバン（K2(SO4)Al2(SO4)324H20）である。 Here, alum is a monovalent cation (M + ) sulfate (M + 2 (SO 4 )) and a trivalent metal ion (M 3+ ) sulfate (M 3+ 2 (SO 4). 3 ) This is a generic name for the double salt of M + M 3+ (SO 4 ) 2 · 12H 2 O or M + 2 (SO 4 ) M 3+ 2 (SO 4 ) 3 · 24H 2 O A structure containing crystal water. In addition, the substance of the structure similar to alum having the structure and physical property equivalent to alum is also included. A particularly suitable alum is alum (K 2 (SO 4 ) Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 0) containing aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ).
また、珪酸ナトリウムと消石灰とミョウバンとの混合比率は、適宜調整できるものであるが、たとえば、重量比で珪酸ナトリウム２０：消石灰６０：ミョウバン２０として固化剤を生成する。なお、珪酸ナトリウムと消石灰とミョウバンとの混合比率は全体を１００重量部とした場合に、珪酸ナトリウム、消石灰、ミョウバンそれぞれが０．１重量部以上であれば固化剤として機能するが、望ましくは珪酸ナトリウムが２０±５重量部、消石灰が６０±１０重量部、ミョウバンが２０±５重量部となる重量比で混合する。 The mixing ratio of sodium silicate, slaked lime, and alum can be adjusted as appropriate. For example, the solidifying agent is produced as sodium silicate 20: slaked lime 60: alum 20 by weight ratio. In addition, when the mixing ratio of sodium silicate, slaked lime, and alum is 100 parts by weight as a whole, the sodium silicate, slaked lime, and alum each function as a solidifying agent if the amount is 0.1 parts by weight or more. Sodium is mixed at a weight ratio of 20 ± 5 parts by weight, slaked lime is 60 ± 10 parts by weight, and alum is 20 ± 5 parts by weight.
この固化剤は、加水して型枠内に流し込んで成形してもよく、高温（６０℃）下で１日間の強制乾燥、または、常温下で７日間の自然乾燥により固化させることができる。 This solidifying agent may be molded by pouring water into a mold, and can be solidified by forced drying for 1 day at a high temperature (60 ° C.) or by natural drying for 7 days at room temperature.
また、図２に示す固化装置１を用いることもできる。この固化装置１は、型枠２の底部に浸水膜３を張設して型枠２の内部を固化空間４と排水空間５とに分離している。
Moreover, the
そして、固化装置１は、固化空間４に液体状の固化剤６と固体状の骨材７とを投入して固化させる。
Then, the solidifying
一方、固化装置１は、排水空間５に吸気管８が調節バルブ９を介して接続されるとともに、排水空間５に排水管10が調節バルブ11を介して接続されている。
On the other hand, in the solidifying
そして、固化装置１は、吸気管８から加圧空気を供給して固化空間４の内部の圧力を調節するとともに、排水管10から排水するようにしている。
The solidifying
この固化装置１では、排水空間５の内部の圧力に応じて一定量の水分だけが固化空間４から浸水膜３を通して排水空間５へと流動し、排水管10から外部に排出され、それと同時に固化空間４において固化剤が固化し、固化体が成型される。
In this
また、固化装置１では、固化空間４において、重力の作用で重量の重い粗粒状の骨材が底部に沈殿しながら固化することになるため、表面側に粗粒状の骨材を多く含有した耐摩耗性に優れた固化体を成型することができる。
Moreover, in the
なお、ミョウバン（たとえば、硫酸アルミニウム（Al2(SO4)3を含有するミョウバン（K2(SO4)Al2(SO4)324H20））と水とを混合すると、ミョウバンに含有される硫酸金属（たとえば、硫酸アルミニウム）は優れた凝集力を有しているため、固化剤の固化を促進させることができる。 In addition, when alum (for example, aluminum sulfate (alum containing Al 2 (SO 4 ) 3 (K 2 (SO 4 ) Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 0)) and water is mixed, it is contained in alum. Since metal sulfate (for example, aluminum sulfate) has an excellent cohesive force, solidification of the solidifying agent can be promoted.
また、珪酸化合物が含有する場合には、その珪酸化合物を構成する珪酸イオンがミョウバンに含有される硫酸金属（たとえば、硫酸アルミニウム）を構成する金属イオン（たとえば、アルミニウムイオン）と強く結合する。 Further, when the silicate compound is contained, the silicate ions constituting the silicate compound are strongly bonded to the metal ions (for example, aluminum ions) constituting the metal sulfate (for example, aluminum sulfate) contained in the alum.
また、水分子は、含有される珪酸イオン及びミョウバンに含有される金属イオン（たとえば、アルミニウムイオン）と水素結合される。 Further, the water molecules are hydrogen-bonded to the contained silicate ions and metal ions (for example, aluminum ions) contained in alum.
このように、ミョウバンに含有される硫酸金属（たとえば、硫酸アルミニウム）の凝集力や結合性を利用して固化体を生成することができる。 In this way, a solidified body can be generated by utilizing the cohesive strength and binding properties of metal sulfate (for example, aluminum sulfate) contained in alum.
さらに、飛灰を用いた場合には、飛灰に含有されるフッ化物イオンは、飛灰に含有される消石灰と反応して難溶性のフッ化カルシウムを生成するとともに、ミョウバンに含有される金属イオン（たとえば、アルミニウムイオン）を反応して安定なフッ化物（たとえば、フッ化アルミニウム）を生成し、これらの安定なフッ化カルシウムやフッ化アルミニウムなどのフッ化物がミョウバンの凝集力や結合性によって固化体に安定に取り込まれ、これにより、フッ化物イオンの可溶化や溶出が抑制される。 Furthermore, when fly ash is used, fluoride ions contained in fly ash react with slaked lime contained in fly ash to produce sparingly soluble calcium fluoride, and metal contained in alum Ions (for example, aluminum ions) react to produce stable fluorides (for example, aluminum fluoride), and these stable fluorides such as calcium fluoride and aluminum fluoride depend on the cohesive strength and binding properties of alum. It is stably taken into the solidified body, thereby suppressing the solubilization and elution of fluoride ions.
また、飛灰に含有されるホウ素化合物も、飛灰に含有される消石灰とミョウバンに含有される金属イオン（たとえば、アルミニウムイオン）とで生成された水酸化物（たとえば、水酸化アルミニウム）との反応によって固化体に安定に取り込まれ、これにより、ホウ素化合物の可溶化や溶出が抑制される。 Moreover, the boron compound contained in the fly ash is also composed of hydroxide (eg, aluminum hydroxide) generated from slaked lime contained in the fly ash and metal ions (eg, aluminum ions) contained in alum. By the reaction, it is stably taken into the solidified body, thereby suppressing the solubilization and elution of the boron compound.
さらに、固化剤に消石灰を含んでいるために、水を混合して固化する際にポリマーとなって還元反応が生じるが、珪酸とアルミニウムの水素結合体を形成するために水素が消費され、固化後の固化体の内部に空隙が生成されてしまうのを防止することができ、固化体の強度や密度を良好なものとすることができる。 Furthermore, since slaked lime is included in the solidifying agent, a reduction reaction occurs as a polymer when water is mixed and solidified, but hydrogen is consumed to form a hydrogen bond between silicic acid and aluminum, and solidifies. It is possible to prevent voids from being generated in the solidified body later, and to improve the strength and density of the solidified body.
以上に説明したように、本発明では、高強度に固化させることができるとともに、飛灰に含有される重金属やフッ化物やホウ素化合物の溶出を抑制することができる。 As described above, in the present invention, it is possible to solidify with high strength and to suppress elution of heavy metals, fluorides, and boron compounds contained in fly ash.
上記固化剤は、固化させることで、防草用途、冷却用途、充填用途、発泡用途、漁礁用途、人口石材用途、緑化用途、断熱材用途、耐火材用途、防蟻用途、舗装用途、法面保護用途、アスベスト等の廃棄物安定固化用途など多岐にわたって有効に利用することができる。 By solidifying the above solidifying agent, herbicidal use, cooling use, filling use, foaming use, fishing reef use, artificial stone material use, greening use, heat insulation material use, fireproofing use use, ant proof use use, pavement use, slope It can be effectively used in a wide variety of applications, such as protective use and stable stabilization and solidification use of asbestos.
また、上記固化剤は、珪酸ナトリウム、消石灰のいずれか又は両方を含有する物質があれば、その物質を原料として不足する珪酸ナトリウム又は消石灰とミョウバンとを添加して生成することもできる。 In addition, if there is a substance containing either or both of sodium silicate and slaked lime, the solidifying agent can be generated by adding sodium silicate or slaked lime and alum which are insufficient as a raw material.
ここで、消石灰やカルシウムの混合比率は適宜設定することができるが、強度の増大や長期の安定性を目的とする場合には、混合比率を１重量％以上５重量％未満とし、軽量化を目的とする場合には、混合比率を５重量％以上１５重量％未満とし、多孔質体に成形する場合には、混合比率を１５重量％以上２０重量％未満とする。 Here, the mixing ratio of slaked lime and calcium can be set as appropriate. However, when the purpose is to increase strength or long-term stability, the mixing ratio is set to 1% by weight or more and less than 5% by weight to reduce weight. When it is intended, the mixing ratio is 5% by weight or more and less than 15% by weight, and when it is molded into a porous body, the mixing ratio is 15% by weight or more and less than 20% by weight.
また、上記固化剤に重金属固定剤として多硫化カルシウム溶液を１重量％程度添加することで、重金属の溶出を防止することができる。 Moreover, elution of heavy metals can be prevented by adding about 1% by weight of a calcium polysulfide solution as a heavy metal fixing agent to the solidifying agent.
この重金属固定剤としては、公知のものを利用することもできるが、飛灰を原料とした重金属固定剤を利用することで、廃棄物としての飛灰を有効に利用することができ、廃棄物の減量化を図ることができる。 As this heavy metal fixing agent, known ones can be used, but by using a heavy metal fixing agent made of fly ash as a raw material, fly ash as waste can be used effectively, and waste Can be reduced.
たとえば、飛灰（炭種;マッセルブルグ５０％、ドレイトン５０％の混焼により発生したもので、アルカリ度ｐＨ１３．５）を用い、飛灰２０重量部、硫黄２０重量部、水１００重量部の配合比とし、まず、飛灰２０重量部と水１００重量部を反応缶に入れ、上蓋を閉じ、混合機を作動させて１０分程度混合する。 For example, fly ash (coal species; generated by co-firing 50% Musselburg and 50% Drayton, alkalinity pH 13.5), blended with 20 parts by weight fly ash, 20 parts by weight sulfur and 100 parts by weight water First, 20 parts by weight of fly ash and 100 parts by weight of water are placed in a reaction can, the upper lid is closed, and the mixer is operated to mix for about 10 minutes.
次に、安全弁を設定し上限反応圧力として排気圧を約１０ｋｇ／ｃｍ２にセットし、炉体冷却排水バルブ及び冷却バルブを開放するとともに冷却水入口バルブを開放して通水する。 Next, a safety valve is set, the exhaust pressure is set to about 10 kg / cm 2 as the upper limit reaction pressure, the furnace body cooling drain valve and the cooling valve are opened, and the cooling water inlet valve is opened to allow water to flow.
次に、反応中の蒸発を抑えるために、エアーコンプレッサーによる加圧によって２．５ｋｇ／ｃｍ２程度の予圧をかける。 Next, in order to suppress evaporation during the reaction, a preload of about 2.5 kg / cm 2 is applied by pressurization with an air compressor.
次に、バーナに点火して、圧力計と温度計とを確認し、混合しながら昇温する。この時に、圧力は１０ｋｇ／ｃｍ２以下とし、温度計の表示が１１０℃に達してから、約３０分間混合反応させる。 Next, the burner is ignited, the pressure gauge and the thermometer are confirmed, and the temperature is raised while mixing. At this time, the pressure is set to 10 kg / cm 2 or less, and after the thermometer display reaches 110 ° C., the mixture is reacted for about 30 minutes.
次に、バーナを停止し、圧力計が下降するまで放置し、安定したら排気弁により最終残圧を完全に排出し、大気圧と同化させる。 Next, the burner is stopped and left until the pressure gauge is lowered. When the pressure gauge is stabilized, the final residual pressure is completely discharged by the exhaust valve and assimilated with the atmospheric pressure.
次に、混合機を停止させ、排出バルブを開放して、沈澱物及び液体を排出して、これらを回収する。 Next, the mixer is stopped, the discharge valve is opened, the precipitate and liquid are discharged, and these are collected.
次に、回収物を冷却し、沈澱分離し薬液と沈澱物を得る。ここでは、薬液１３０重量部と沈澱物20重量部を得ることができた。 Next, the recovered product is cooled and separated by precipitation to obtain a chemical solution and a precipitate. Here, 130 parts by weight of the chemical solution and 20 parts by weight of the precipitate were obtained.
また、回収された薬液は、多硫化カルシウムを含有しており、液比重が１．２ｇ／ｃｃで黄緑色のｐＨ１０の液体であった。 The recovered chemical solution contained calcium polysulfide and was a yellow-green liquid with a liquid specific gravity of 1.2 g / cc and a pH of 10.
また、原料とし焼却場飛灰ｐＨ１３．５を用いたところ、多硫化カルシウムを含有した液比重が１．１５ｇ／ｃｃの茶色のｐＨ１１の液体を得た。
Further, when incineration fly ash pH 13.5 was used as a raw material, a
このようにして生成した液体、さらには沈殿物を重金属固定剤として用いることができる。 The liquid thus produced, and further the precipitate, can be used as a heavy metal fixing agent.
また、上記固化剤に廃棄処理された紙やダンボールなどのセルロースを含有する廃棄物を混合することもできる。 In addition, waste containing cellulose such as paper and cardboard, which has been disposed of in the solidifying agent, can be mixed.
このように、セルロースを混合した場合には、固化剤の固化が進行する途中において伸縮性を向上させることができ、固化途中でのクラックの防止を図ることができるとともに成形を容易なものとすることができ、また、固化後に微生物の坦体などとなる空洞を形成させることができる。 Thus, when cellulose is mixed, stretchability can be improved in the course of solidification of the solidifying agent, cracks can be prevented during solidification, and molding can be facilitated. It is also possible to form a cavity that becomes a carrier of microorganisms after solidification.
すなわち、固化剤の固化が進行する初期の吸水膨張と乾燥時の収縮に対してセルロースが有効なテンション材として機能する。これは、通常の有機繊維では無機の結合物との接合性が悪いが、固化剤が水酸基を含むシリカ体であるためにセルロースが橋体を構成して初期の結合性に優れ、乾燥時にはセルロースが含有する水分の脱水のほうが遅く進み、セルロースの結合性によってクラックを防止することができる。また、セルロースには導水材として水分の外部への排出を促す働きがあり、一般的に見られる表面の水分のみが蒸散して内面と表面とで水バランスが図れず残留ストレスとなる現象の発生を防止しながら乾燥することになる。さらに、乾燥後にはセルロースの脱水（収縮）によって固化体の内部に空洞が形成される。この空洞は、微生物の良好な担体として或いは種子の宿体として有効に利用することができる。なお、空洞は、カルシウムや珪酸ナトリウムやミョウバンなどの水溶液を含浸させることで閉塞することもできる。 That is, cellulose functions as an effective tension material for the initial water absorption expansion and solidification shrinkage when solidification of the solidifying agent proceeds. This is because ordinary organic fibers have poor bondability with inorganic binders, but since the solidifying agent is a silica body containing a hydroxyl group, cellulose constitutes a bridge body and has excellent initial binding properties. The dehydration of water contained in the water advances more slowly, and cracks can be prevented by the binding properties of cellulose. Cellulose also has a function to promote the discharge of moisture to the outside as a water-conducting material. Only the moisture on the surface, which is generally seen, evaporates, causing a phenomenon of residual stress that cannot balance the water between the inner surface and the surface. Drying while preventing. Furthermore, after drying, a cavity is formed inside the solidified body due to dehydration (shrinkage) of cellulose. This cavity can be effectively used as a good carrier for microorganisms or as a seed accommodation. The cavity can be closed by impregnating with an aqueous solution such as calcium, sodium silicate, or alum.
また、上記固化剤に無水石膏（無水硫酸カルシウムCaSO4）又は半水石膏（硫酸カルシウム・1/2水和物CaSO4・1/2H2O）を添加してもよい。 Further, anhydrous gypsum (anhydrous calcium sulfate CaSO 4 ) or hemihydrate gypsum (calcium sulfate · 1/2 hydrate CaSO 4 · 1 / 2H 2 O) may be added to the solidifying agent.
このように、無水石膏や半水石膏を添加することで、これら無水石膏や半水石膏が水和反応により二水石膏（硫酸カルシウム・2水和物CaSO4・2H2O）となって固化することになり、固化の促進を図ることができる。 In this way, by adding anhydrous gypsum and hemihydrate gypsum, these anhydrous gypsum and hemihydrate gypsum solidify into dihydrate gypsum (calcium sulfate dihydrate CaSO 4 2H 2 O) by hydration reaction. Therefore, solidification can be promoted.
さらに、上記固化剤に骨材を混入させて固化するようにしてもよい。 Furthermore, you may make it solidify by mixing an aggregate with the said solidification agent.
この骨材としては、公知のものを利用することもできるが、飛灰を原料とした骨材を利用することで、廃棄物としての飛灰を有効に利用することができ、廃棄物の減量化を図ることができる。 As this aggregate, publicly known ones can be used, but by using an aggregate made from fly ash, fly ash as waste can be used effectively, and waste reduction Can be achieved.
たとえば、飛灰と珪酸ナトリウムと水とを混合し、その後、吸水性を有する状態となるように粒状に固化させて骨材を製造することができる。 For example, fly ash, sodium silicate, and water can be mixed and then solidified into a granular form so as to have water absorption, thereby producing an aggregate.
ここで、飛灰と珪酸ナトリウムと水との混合比率は、適宜調整できるものであるが、たとえば、重量比で飛灰１００：珪酸ナトリウム２：水５０として製造することができる。 Here, the mixing ratio of fly ash, sodium silicate, and water can be adjusted as appropriate. For example, fly ash 100: sodium silicate 2: water 50 can be manufactured by weight ratio.
また、飛灰と珪酸ナトリウムと水との混合においては、飛灰と珪酸ナトリウム溶液を混合するようにしてもよい。 Moreover, you may make it mix a fly ash and a sodium silicate solution in mixing of fly ash, sodium silicate, and water.
また、固化は、吸水性を有する状態となるように適宜調整できるものであるが、たとえば、高温（６０℃）下で１日間の強制乾燥、または、常温下で７日間の自然乾燥により吸水性を有する状態で固化させることができる。 Solidification can be appropriately adjusted so as to have a water absorption state. For example, water absorption can be achieved by forced drying for 1 day at a high temperature (60 ° C.) or by natural drying for 7 days at room temperature. It can be solidified in the state which has.
また、粒状に固化させるには、容器内で固化させたものを固化後に粒状に細砕してもよく、固化前に粒状に成形してから固化させてもよく、転動造粒やプレス成形や真空成形などを利用してもよい。 Moreover, in order to solidify into granular form, the solidified substance in the container may be crushed into granular form after solidifying, or may be formed into granular form before solidifying and then solidified. Or vacuum forming may be used.
以上に説明したようにして骨材を製造することができ、製造された骨材は、数十％（たとえば、３０％）の吸水性を有している。 The aggregate can be manufactured as described above, and the manufactured aggregate has a water absorption of several tens% (for example, 30%).
そのため、建造物の建造や補強などにおいて特開平８−３０１６３９号公報に開示されているように飛灰と珪酸ナトリウムと水とを混合した固化剤を用いて固化を行うときに、上記骨材を固化剤に混入することで、固化剤の高流動性を保ちながら施工時に加えた水が骨材に吸水されることになり、固化や養生に要する時間を短くすることができ、施工期間を短期化させることができる。なお、上記の吸水性を有する骨材だけを使用することで減水効果が増大し軽量化を図ることができるが、軽量化が不要で増強化や全体の収縮を防止するなどの目的や施工コストの引下げなどを図るために石や砂などの一般的な骨材を混入させてもよい。 Therefore, when solidifying using a solidifying agent in which fly ash, sodium silicate, and water are mixed as disclosed in JP-A-8-301039 in the construction or reinforcement of a building, the above-mentioned aggregate is used. By mixing in the solidifying agent, the water added during construction while keeping the high fluidity of the solidifying agent will be absorbed by the aggregate, shortening the time required for solidification and curing, and shortening the construction period It can be made. The use of only the above-mentioned aggregates having water absorption can increase the water-reducing effect and reduce the weight, but the purpose and construction cost such as increasing the weight and preventing overall shrinkage are unnecessary. General aggregates such as stone and sand may be mixed in order to lower the size of the steel.
また、骨材としては、廃石綿、廃アスベスト分解物、廃石膏等の廃半水化物、鉄鋼スラグ等の金属廃棄物、おがくず等の木材廃棄物などを添加してもよい。 Further, as aggregate, waste asbestos, waste asbestos decomposition products, waste hemihydrate such as waste gypsum, metal waste such as steel slag, wood waste such as sawdust may be added.
また、上記固化剤には、メッキ廃液や生コンクリート洗浄液等の廃液、卵白や魚油等の食品廃液、オレンジ等の食品残渣物、家畜糞などを混合させてもよい。 The solidifying agent may be mixed with waste liquid such as plating waste liquid or fresh concrete cleaning liquid, food waste liquid such as egg white or fish oil, food residue such as orange, livestock dung, and the like.
上記固化剤の具体的な実施例としては、飛灰100重量部に対してに消石灰を５〜40重量部とセルロースを１〜５重量部を添加して10分程度ドライミキシングする一方、水30〜60重量部と多硫化カルシウム溶液0.5〜５重量部とを10分程度混合し、これらを混合したものにミョウバン0.2〜５重量部添加するとともに、珪酸ナトリウムを0.2〜５重量部添加して15分程度混合して固化剤を生成し、この固化剤を型枠内に流し込んで固化させたり、構造物の表面にコテで塗布して固化させることができる。 As a specific example of the solidifying agent, dry mixing is performed for about 10 minutes by adding 5 to 40 parts by weight of slaked lime and 1 to 5 parts by weight of cellulose to 100 parts by weight of fly ash, while water 30 -60 parts by weight and 0.5-5 parts by weight of calcium polysulfide solution are mixed for about 10 minutes, 0.2 to 5 parts by weight of alum is added to the mixture, and 0.2 to 5 parts by weight of sodium silicate is added. A solidifying agent is produced by mixing for about a minute, and this solidifying agent can be poured into a mold to be solidified, or can be solidified by applying it to the surface of the structure with a trowel.
特に、耐熱性が要求される場合には、飛灰に窒化灰（窒素酸化物や窒化金属等の窒素原子を含んだ灰、たとえば高温燃焼により炭化物を含んだ飛灰など）を５〜40重量部混入させてもよい。この場合には、成型時や塗布時等の固化時にガス化発泡してスポンジ状の断面を有する比重0.3〜1.0程度の軽量な耐火層を形成させることができ、高い耐火性を発揮させることができ、高温バルブや配管の保温材としても利用することができる。なお、水の混合比率を60〜150重量部程度まで増大させても自然発泡した後に固化させることができる。 In particular, when heat resistance is required, 5-40 wt.% Of fly ash is nitrided ash (ash containing nitrogen atoms such as nitrogen oxides and metal nitrides, such as fly ash containing carbide by high temperature combustion). It may be mixed. In this case, it is possible to form a lightweight fire-resistant layer having a specific gravity of about 0.3 to 1.0 having a sponge-like cross section by gasifying and foaming at the time of solidification such as molding or application, and exhibiting high fire resistance It can also be used as a heat insulating material for high temperature valves and pipes. Even if the mixing ratio of water is increased to about 60 to 150 parts by weight, it can be solidified after spontaneous foaming.
１ 固化装置
２ 型枠
３ 浸水膜
４ 固化空間
５ 排水空間
６ 固化剤
７ 骨材
８ 吸気管
９ 調節バルブ
10 排水管
11 調節バルブ
DESCRIPTION OF
10 Drain pipe
11 Control valve
Claims (1)
都市ごみ溶融スラグを粉砕した後に篩選別して所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグと所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグとに分離し、
所定サイズ以上の都市ごみ溶融スラグをブラスト材として複数回繰り返して使用した後に回収し、
回収したブラスト材と前記所定サイズ未満の都市ごみ溶融スラグとを混合したものを骨材とし、固化剤として珪酸ナトリウムと消石灰とミョウバンと水の混合物を用い、
この骨材を固化剤に混入させて固化させることを特徴とする都市ごみ溶融スラグの再利用方法。
In the recycling method of municipal waste molten slag discharged as final waste disposal products,
After pulverizing municipal waste molten slag, it is sieved and separated into municipal waste molten slag less than a predetermined size and municipal waste molten slag larger than a predetermined size,
Collect municipal waste molten slag of a certain size or more after repeatedly using it as a blasting material,
A mixture of the collected blast material and municipal waste molten slag of less than the predetermined size is used as an aggregate, and a mixture of sodium silicate, slaked lime, alum and water is used as a solidifying agent,
A method for recycling municipal waste molten slag, characterized by mixing the aggregate with a solidifying agent and solidifying it.
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