JP6056888B2 - Method for suppressing boron elution of boron-containing substance and boron elution modifying treatment material - Google Patents
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Description
本発明は、溶出成分としてホウ素を含有する物質に係り、とくに、ホウ素含有物質からのホウ素の溶出を抑制できる、ホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法およびそれを利用したホウ素溶出改質処理材に関する。 The present invention relates to a substance containing boron as an elution component, and more particularly to a boron elution suppression method for a boron-containing substance and a boron elution modifying treatment material using the same, which can suppress boron elution from the boron-containing substance.
工業の発展にともない、各種産業において生成される産業副産物も増加の一途を辿っている。最近では、地球環境保全という観点から、このような産業副産物を有効利用することが試みられるようになってきた。例えば、火力発電所から発生する石炭灰、製鉄所から発生する高炉スラグや製鋼スラグ等は、適正な粒度調整を施された、路盤材や地盤材などの土木建築用資材として再利用されている。 With the development of industry, industrial by-products generated in various industries are increasing. Recently, attempts have been made to effectively use such industrial by-products from the viewpoint of global environmental conservation. For example, coal ash generated from thermal power plants, blast furnace slag and steelmaking slag generated from steelworks, etc. are reused as civil engineering and building materials such as roadbed materials and ground materials with appropriate particle size adjustment. .
一方、周辺環境に悪影響を及ぼす成分として代表的なものは、Cd、Hg、Cr、Pb等の重金属類が例示できるが、これら重金属類以外にも、例えば、F、Se、As、B等も、環境に悪影響を与える成分として、環境への排出（溶出）が厳しく規制されている。 On the other hand, representative examples of components that adversely affect the surrounding environment include heavy metals such as Cd, Hg, Cr, and Pb. In addition to these heavy metals, for example, F, Se, As, B, etc. As an ingredient that adversely affects the environment, the release (elution) into the environment is strictly regulated.
このような環境へ悪影響を及ぼす成分の溶出抑制方法が、各種提案されている。 Various methods for suppressing elution of components that adversely affect the environment have been proposed.
例えば、特許文献１には、フッ素またはホウ素が含まれる土壌もしくは焼却灰に、酸化マグネシウム、あるいは石膏を添加した酸化マグネシウムを粉末状またはスラリー状で添加、混合するフッ素またはホウ素の溶出抑制方法が記載されている。特許文献１に記載された技術によれば、フッ素またはホウ素が固定されて溶出せず、環境負荷が軽減するとしている。 For example, Patent Document 1 describes a method for suppressing the elution of fluorine or boron, in which magnesium oxide or magnesium oxide added with gypsum is added or mixed in powder or slurry to soil or incinerated ash containing fluorine or boron. Has been. According to the technique described in Patent Document 1, fluorine or boron is fixed and does not elute, and the environmental load is reduced.
また、特許文献２には、火力発電所等から排出される石炭灰に、所定期間加湿養生する加湿養生ステップを施す、石炭灰からのホウ素溶出抑制方法が記載されている。特許文献２に記載された技術では、加湿養生ステップに加えて、高炉B種セメントを固化材料として添加する添加ステップを加えることにより、さらに溶出抑制効果が高まるとしている。 Patent Document 2 describes a method for suppressing boron elution from coal ash, in which a humidifying and curing step of humidifying and curing the coal ash discharged from a thermal power plant or the like for a predetermined period of time is performed. According to the technique described in Patent Document 2, the elution suppression effect is further enhanced by adding an addition step of adding blast furnace type B cement as a solidified material in addition to the humidification curing step.
また、特許文献３には、溶出成分含有物質に対し、水の存在下でCaイオン、AlイオンおよびS含有イオンの少なくとも１種を溶出する物質を、溶出成分含有物質100質量部に対して1〜100質量部の割合で配合して、Ca、AlおよびSを含む水和物として固定し、主としてS、Pb、F、Se等の溶出成分を安定化させて、溶出を抑制する、溶出成分含有物質の処理方法が記載されている。この技術によれば、石炭灰からのPb、F、Se等の溶出、とくにSeの溶出を著しく抑制できるとしている。特許文献３には、水の存在下でCaイオン、AlイオンおよびS含有イオンの少なくとも１種を溶出する物質としては、鉄鋼スラグ、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、アルミナ含有レンガ等が挙げられている。なお、鉄鋼スラグとしては、高炉スラグ（高炉徐冷スラグ）、製鋼スラグが例示されている。 Patent Document 3 discloses that a substance that elutes at least one of Ca ions, Al ions, and S-containing ions in the presence of water with respect to 100 parts by mass of the eluted component-containing substance. Elution component, blended at a ratio of ~ 100 parts by mass, fixed as a hydrate containing Ca, Al and S, and mainly stabilizing elution components such as S, Pb, F, Se, etc. A method for treating the contained material is described. According to this technology, it is said that elution of Pb, F, Se, etc. from coal ash, especially the elution of Se, can be remarkably suppressed. Patent Document 3 includes steel slag, ordinary Portland cement, alumina cement, alumina-containing bricks, etc. as substances that elute at least one of Ca ions, Al ions and S-containing ions in the presence of water. . In addition, as steel slag, blast furnace slag (blast furnace slow cooling slag) and steelmaking slag are illustrated.
また、特許文献４には、予めクロム酸化物含有物質からのCr＋６の溶出量を測定し、Cr＋６の溶出量が所定値以上の場合には、クロム酸化物含有物質に硫黄および／または酸化数が＋５価の硫黄を含有する物質を混合して混合物としたのち、水蒸気を吹き込む蒸気エージング処理を施し、Cr＋６の溶出量が所定値未満の場合には、クロム酸化物含有物質を硫黄および／または酸化数が＋５価の硫黄を含む液中に浸漬する浸漬エージング処理を施し、Crを還元する、クロム酸化物含有物質の処理方法が記載されている。これにより、ステンレス鋼スラグ、クロム鉱滓、下水汚泥溶融スラグ等を路盤材、土木建築用資材として、容易に再利用できるとしている。特許文献４には、硫黄および／または酸化数が＋５価の硫黄を含有する物質として未エージング高炉徐冷スラグが、硫黄および／または酸化数が＋５価の硫黄を含む液として蒸気エージング処理の蒸気ドレインが例示されている。 In Patent Document 4, the amount of Cr +6 eluted from the chromium oxide-containing material is measured in advance, and when the amount of Cr +6 eluted is a predetermined value or more, sulfur and / or oxidation is added to the chromium oxide-containing material. After mixing substances containing sulfur with a number of +5 valences into a mixture, steam aging treatment in which steam is blown is applied, and when the elution amount of Cr +6 is less than a predetermined value, the chromium oxide-containing substance is changed to sulfur and A method for treating a chromium oxide-containing substance is described in which immersion aging is performed by immersion in a liquid containing sulfur having an oxidation number of +5, and Cr is reduced. As a result, stainless steel slag, chromium slag, sewage sludge molten slag, etc. can be easily reused as roadbed materials and civil engineering materials. In Patent Document 4, unaged blast furnace slow-cooled slag is used as a substance containing sulfur and / or oxidation number +5 valence sulfur, and steam of steam aging treatment is used as a liquid containing sulfur and / or oxidation number +5 valence sulfur. A drain is illustrated.
また、特許文献５には、有害物質低減材とそれを用いた汚水及び土壌の処理方法が記載されている。特許文献５に記載された技術で使用する有害物質低減材は、Al２O３含有量が3％以上であって、かつ、Fe２O３とAl２O３含有量の総量が15％以上である製鋼スラグを含有するものであり、製鋼スラグは、ブレーン比表面積値で3000cm２/g以上とすることが好ましいとしている。なお、特許文献５に記載された技術では、有害物質として、クロム、セレン、ヒ素、カドミウム、鉛、水銀等の重金属、全シアン、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、フッ素、ホウ素、リン、また、有機系物質としては、ダイオキシン類、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物類等が例示されている。なお、特許文献５には、実施例としては、ブレーン比表面積値で5000cm２/gに粉砕した製鋼スラグを有害物質低減材として、ホウ素を含む溶液に添加し、所定時間、攪拌することにより、溶液中のホウ素の濃度を低減できることが示されている。 Patent Document 5 describes a harmful substance reducing material and a method for treating sewage and soil using the same. The hazardous substance reducing material used in the technology described in Patent Document 5 has an Al 2 O 3 content of 3% or more and a total content of Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 content of 15% or more. It is said that the steelmaking slag is preferably 3000 cm 2 / g or more in terms of Blaine specific surface area. In the technique described in Patent Document 5, as harmful substances, chromium, selenium, arsenic, cadmium, lead, mercury and other heavy metals, all cyan, nitrate nitrogen, nitrite nitrogen, fluorine, boron, phosphorus, Examples of organic substances include dioxins, volatile organic compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene, and the like. In Patent Document 5, as an example, steelmaking slag pulverized to 5000 cm 2 / g as a Blaine specific surface area value is added as a harmful substance reducing material to a solution containing boron, and stirred for a predetermined time. It has been shown that the concentration of boron in solution can be reduced.
しかしながら、ホウ素の溶出抑制という観点から考えると、特許文献１に記載された技術でホウ素の溶出抑制材として使用する酸化マグネシウムは高価であり、また、溶出抑制材を添加した混合物（最終生成物）が硬化し塊状化するため、資材とするためには更なる処理を必要とし、再利用しにくいという問題がある。また、特許文献２に記載された技術では、ホウ素の溶出を抑制するため、長期間の加湿養生ステップを必要としており、とくに、溶出量が多い物質については、溶出を抑制するためにさらに長期間の加湿養生を必要とし、生産性という観点からも問題を残していた。 However, from the viewpoint of suppression of boron elution, magnesium oxide used as a boron elution suppression material in the technique described in Patent Document 1 is expensive, and a mixture (final product) to which an elution suppression material is added. Is hardened and agglomerated, it requires further processing to make it a material, and there is a problem that it is difficult to reuse. In addition, the technique described in Patent Document 2 requires a long-term humidification curing step in order to suppress boron elution. In particular, a substance with a large amount of elution has a longer period of time in order to suppress elution. The humidification curing was necessary, and the problem was left from the viewpoint of productivity.
また、特許文献３に記載された技術は、石炭灰からのPb、F、Se等の溶出、とくにSeの溶出を抑制できるとしている。しかし、特許文献３には、ホウ素含有物質からのホウ素溶出を防止することまでの言及はない。また、特許文献４に記載された技術は、６価クロムの溶出を防止することを目的としており、特許文献４には、ホウ素含有物質からのホウ素溶出を防止することまでの言及はない。 In addition, the technique described in Patent Document 3 can suppress elution of Pb, F, Se and the like from coal ash, in particular, elution of Se. However, Patent Document 3 does not mention to prevent boron elution from a boron-containing substance. The technique described in Patent Document 4 is intended to prevent elution of hexavalent chromium, and Patent Document 4 does not refer to preventing boron elution from a boron-containing substance.
また、特許文献５に記載された技術では、Al２O３含有量が3％以上であって、かつ、Fe２O３とAl２O３含有量の総量が15％以上である製鋼スラグを含有する有害物質低減材を、有害物質を含む汚水、土壌等に混合して、有害物質を低減するとしている。しかし、このような組成を有する製鋼スラグは、一般的に、２次精錬スラグや取鍋スラグなど、溶鋼をアルミ脱酸した際に生じる脱酸生成物を含有する、非常に限られた種類の製鋼スラグで、予備処理スラグや転炉スラグなど、発生量の多い製鋼スラグとは組成が異なるスラグである。予備処理スラグや転炉スラグなどの製鋼スラグを用いて、上記したような組成のスラグとするためには、精錬後にスラグに大量のアルミナ源を溶解させたり、スラグを溶融状態のまま大量の酸素源を供給して、鉄あるいはFeOを酸化する処理を行い、Fe２O３とAl２O３の含有量を高めることが必要である。そのため、特許文献５に記載された技術は、実用的な技術であるとは言いにくい。 In the technique described in Patent Document 5, there is Al 2 O 3 content of 3% or more, and the steel slag total Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 content of 15% or more It is said that harmful substances are reduced by mixing the hazardous substance-reducing material contained in sewage and soil containing harmful substances. However, steelmaking slag having such a composition is generally of a very limited type containing deoxidation products generated when aluminum is deoxidized from molten steel, such as secondary refining slag and ladle slag. Steelmaking slag is a slag having a different composition from steelmaking slag with a large amount of generation, such as pretreatment slag and converter slag. In order to make steel slag such as pretreatment slag and converter slag into a slag having the composition described above, a large amount of alumina source is dissolved in the slag after refining, or a large amount of oxygen remains in the molten state. It is necessary to increase the contents of Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 by supplying a source and performing a treatment for oxidizing iron or FeO. Therefore, it is difficult to say that the technique described in Patent Document 5 is a practical technique.
また、特許文献５に記載された技術では、製鋼スラグを微粉砕して使用しており、例えば、土壌からのホウ素溶出を防止するために、この技術を利用すると、大量のスラグを粉砕して配合することが必要となり、粉砕費用が増大するという問題がある。また、土壌に製鋼スラグの微粉末を大量に配合すると、細粒分が多くなり、初期に含水量が多くなった場合には、土壌の土木的安定性が低下するという問題もある。 Moreover, in the technique described in Patent Document 5, steelmaking slag is used after being finely pulverized. For example, in order to prevent boron elution from soil, a large amount of slag is pulverized. It is necessary to blend, and there is a problem that the cost for grinding increases. In addition, when a large amount of fine powder of steelmaking slag is added to the soil, there is a problem that the fine-grain content increases, and if the water content increases in the initial stage, the civil engineering stability of the soil decreases.
本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、ホウ素含有物質からのホウ素の溶出を抑制でき、かつ土壌等に適用した場合に土木的安定性を保持することが可能な、簡便で安価な、ホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the prior art, can suppress the elution of boron from a boron-containing substance, and can maintain civil stability when applied to soil or the like, is simple and inexpensive, It aims at providing the boron elution suppression method of a boron containing material.
本発明者らは、上記した目的を達成するために、まず、ホウ素の溶出抑制あるいは溶出防止に有効な、ホウ素溶出防止（抑制）材について鋭意検討した。その結果、ホウ素含有物質に、鉄鋼精錬中に発生する製鋼スラグを混合し、養生することに思い至った。ホウ素含有物質に、製鋼スラグを水とともに混合し、湿潤下で養生すると、ホウ素の溶出が分析限界以下と、著しく抑制あるいは防止できることを知見した。 In order to achieve the above-described object, the present inventors have intensively studied a boron elution preventing (inhibiting) material effective for suppressing or preventing the elution of boron. As a result, I came up with the idea of mixing and curing steelmaking slag generated during steel refining with boron-containing materials. It was found that when steelmaking slag was mixed with boron-containing material together with water and cured under moisture, boron elution could be significantly suppressed or prevented at or below the analytical limit.
まず、本発明者らが行った、基礎的な実験結果について説明する。 First, basic experimental results conducted by the present inventors will be described.
ホウ素含有物質として、40mmアンダーに粒度調整した粒状材料を準備した。そして、ホウ素溶出防止（抑制）材として、粒度：40mmアンダーに粒度調整された製鋼スラグ（転炉スラグ等）および高炉徐冷スラグを用意した。これらスラグを、種々の配合比で粒状材料と混合した。なお、混合に際しては、粒状材料とホウ素溶出防止（抑制）材の合計量100質量部に対してイオン水（pH7）を3質量部配合した。 As a boron-containing substance, a granular material adjusted to a particle size under 40 mm was prepared. And as a boron elution prevention (suppression) material, the steelmaking slag (converter slag etc.) and the blast furnace slow cooling slag by which the particle size was adjusted to under 40 mm was prepared. These slags were mixed with granular materials at various blending ratios. In mixing, 3 parts by mass of ionic water (pH 7) was blended with respect to 100 parts by mass of the total amount of the particulate material and the boron elution preventing (suppressing) material.
なお、使用した粒状材料のホウ素溶出量は0.6mg/Lで、製鋼スラグ（転炉スラグ）のホウ素溶出量は分析限界未満であり、高炉徐冷スラグのホウ素溶出量は0.2mg/Lであった。 In addition, the boron elution amount of the granular material used was 0.6 mg / L, the boron elution amount of steelmaking slag (converter slag) was less than the limit of analysis, and the boron elution amount of blast furnace annealed slag was 0.2 mg / L. It was.
混合後、養生処理を行った。ここでいう「養生」とは、通常、湿潤下で所定期間、山積みする処理をいうが、ここでは袋詰めとした。所定期間は、３日間とした。なお、「養生」処理を終了したのち、さらに風乾を行った。ここでいう「風乾」とは、大気中のバット内で放置して乾燥する処理をいう。期間は１日間とした。 After mixing, curing treatment was performed. The term “curing” as used herein usually refers to a process of stacking for a predetermined period of time in a wet state. The predetermined period was 3 days. After the “curing” treatment was completed, air drying was further performed. The term “air drying” as used herein refers to a treatment that is left to dry in a bat in the atmosphere. The period was 1 day.
上記処理後、ホウ素の溶出試験を実施した。溶出試験方法は、環境庁告知46号の規定に準拠して行い、ホウ素（B）の溶出量を測定した。なお、ホウ素（B）の分析限界は0.1mg/Lである。 After the above treatment, a boron elution test was performed. The dissolution test was conducted in accordance with the provisions of Environment Agency Notification No. 46, and the dissolution amount of boron (B) was measured. The analytical limit of boron (B) is 0.1 mg / L.
得られた結果を図１に示す。 The obtained results are shown in FIG.
粒状材料に高炉徐冷スラグを混合して養生処理を行った場合には、ホウ素の溶出量は混合比で予測される溶出量程度であり、溶出抑制効果は認められなかった。一方、製鋼スラグを混合した場合には、実験した範囲では混合比によらず、ホウ素の溶出量は分析検出限界以下で、ホウ素の溶出は認められず、溶出抑制効果は顕著であった。 When the granulated material was mixed with blast furnace chilled slag and the curing treatment was performed, the elution amount of boron was about the elution amount predicted by the mixing ratio, and the elution suppression effect was not recognized. On the other hand, when steelmaking slag was mixed, the elution amount of boron was not more than the analytical detection limit, and no elution of boron was observed regardless of the mixing ratio, and the elution suppression effect was remarkable.
このように、ホウ素含有物質である粒状材料に、製鋼スラグを水とともに混合し、養生処理を行うことにより、ホウ素の溶出を効果的に抑制、防止できることを見出した。 Thus, it discovered that the elution of a boron could be suppressed and prevented effectively by mixing steelmaking slag with water with the granular material which is a boron containing substance, and performing a curing process.
そこで、本発明者らは、製鋼スラグでは、ホウ素の溶出を効果的に抑制、防止できるのに対し、高炉徐冷スラグでは溶出抑制効果が認められなかった理由について、さらに検討した。 Therefore, the present inventors further examined the reason why the elution suppression effect was not recognized in the blast furnace annealed slag while the elution of boron was effectively suppressed and prevented in the steelmaking slag.
製鋼スラグと高炉徐冷スラグとは、酸化鉄含有量の相違に加えて、他にも色々な差異があるが、なかでも、鉱物相の差異が挙げられる。製鋼スラグには、Lime相やDicalcium Silicate相、Dicalcium Ferrite相などの水との反応性の高い鉱物相が多く含まれる。これらのうち、Lime相は特に水との反応性が高く、製鋼スラグによるホウ素の溶出抑制について、何らかの役割を担っているものと、本発明者らは考えた。 Steelmaking slag and blast furnace slow-cooled slag have various other differences in addition to the difference in iron oxide content, among others, the difference in mineral phase. Steelmaking slag contains many mineral phases with high reactivity with water, such as Lime phase, Dicalcium Silicate phase and Dicalcium Ferrite phase. Among these, the present inventors considered that the Lime phase has particularly high reactivity with water and plays some role in suppressing boron elution by steelmaking slag.
しかし、lime相は、スラグ粒子の表面に露出すると空気中の水分とも容易に反応する不安定なものであり、また、他のCaOを含有する不安定な鉱物が共存すると、測定結果に影響を受ける恐れもある。このため、一般的には、lime相の定量分析は、信頼性が乏しいといわれている。 However, the lime phase is unstable because it easily reacts with moisture in the air when exposed to the surface of the slag particles, and the presence of other unstable CaO-containing minerals affects the measurement results. There is also a risk of receiving it. For this reason, it is generally said that the quantitative analysis of the lime phase is poor in reliability.
そこで、本発明者らは、製鋼スラグの組成から、Lime相の量をより正確に評価することができ、ホウ素の溶出抑制効果を推し量る指標について鋭意検討した。その結果、次（１）式
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO２−1.10×％Al２O３−0.70×％Fe２O３−1.19×％P２O３＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO２、％Al２O３、％Fe２O３、％P２O５：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％））
で定義されるＬ’値を用いれば、製鋼スラグの組成から、含有するLime相の量をより正確に評価することができ、製鋼スラグのホウ素の溶出抑制効果を推し量る指標として、利用できることを見出した。
Accordingly, the present inventors have made extensive studies on an index that can more accurately evaluate the amount of the Lime phase from the composition of steelmaking slag, and estimate the boron elution suppression effect. As a result, the following formula (1) L ′ =% CaO−1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M. Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
Using the L ′ value defined in the above, the amount of Lime phase contained can be more accurately evaluated from the composition of steelmaking slag, and it can be used as an index for estimating the boron elution suppression effect of steelmaking slag. It was.
また、更なる検討の結果、上記した（１）式で計算されるＬ’値が、2.0以上となる製鋼スラグ、より望ましくはＬ’値が4.0以上となる製鋼スラグを使用することが、ホウ素の溶出抑制効果の向上という観点から、望ましいことを見出した。 Further, as a result of further studies, it is possible to use a steelmaking slag having an L ′ value calculated by the above-described equation (1) of 2.0 or more, more desirably a steelmaking slag having an L ′ value of 4.0 or more. It was found desirable from the viewpoint of improving the elution suppression effect.
また、上記したようなＬ’値が高い製鋼スラグは、エージングにより崩壊するなどして、同じ粉砕負荷であっても比表面積が増大する傾向があり、製鋼スラグを微粉砕することなく、安価にホウ素の溶出を抑制することが可能となるという知見も得た。 In addition, steelmaking slag having a high L ′ value as described above tends to collapse due to aging, etc., and the specific surface area tends to increase even at the same grinding load, and the steelmaking slag is inexpensive without being pulverized. The knowledge that it becomes possible to suppress the elution of boron was also obtained.
また、本発明者らは、土壌等の土木的安定性を保つため、使用する製鋼スラグの粒度を、40mmアンダー、あるいは、篩目開きが37.5、19.0、9.5、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mmの各篩に留まるものの質量百分率を総和して100で割った値で定義される粗粒率を3.5以上とすることが好ましいことも知見している。 Further, in order to maintain the civil stability of the soil and the like, the present inventors have used a steelmaking slag having a particle size of 40 mm under, or a sieve opening of 37.5, 19.0, 9.5, 4.75, 2.36, 1.18, 0.60, It has also been found that it is preferable that the coarse particle ratio defined by the sum of the mass percentages of what remains on the 0.30 and 0.15 mm sieves divided by 100 be 3.5 or more.
本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
（１）溶出成分としてホウ素を含有するホウ素含有物質からホウ素の溶出を抑制するホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法であって、前記ホウ素含有物質に、下記（１）式で定義されるＬ’値（質量％）が2.0以上である製鋼スラグを水と共に混合して混合物とし、該混合物を、所定期間、風乾および／または養生する風乾・養生処理を行うことを特徴とするホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法。
記
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO ２ −1.10×％Al ２ O ３ −0.70×％Fe ２ O ３ −1.19×％P ２ O ３ ＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO ２ 、％Al ２ O ３ 、％Fe ２ O ３ 、％P ２ O ５ ：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％））
（２）（１）において、前記ホウ素含有物質が、粒状材料であることを特徴とするホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法。
（３）（１）または（２）において、前記製鋼スラグの混合量を、前記ホウ素含有物質100質量部に対して100質量部以上とすることを特徴とするホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法。
（４）（１）ないし（３）のいずれかにおいて、混合する前記水を、前記ホウ素含有物質と前記製鋼スラグとの合計量100質量部に対して3質量部以上とすることを特徴とするホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法。
（５）（１）ないし（４）のいずれかにおいて、前記製鋼スラグが、粗粒率：3.5以上のスラグであることを特徴とするホウ素含有物質のホウ素溶出抑制方法。
（６）溶出成分としてホウ素を含有するホウ素含有物質と、ホウ素溶出抑制材とを水とともに混合し、風乾および／または養生して、ホウ素溶出を抑制してなるホウ素溶出改質処理材であって、前記ホウ素溶出抑制材を下記（１）式で定義されるＬ’値（質量％）が2.0以上である製鋼スラグとすることを特徴とするホウ素溶出改質処理材。
記
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO ２ −1.10×％Al ２ O ３ −0.70×％Fe ２ O ３ −1.19×％P ２ O ３ ＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO ２ 、％Al ２ O ３ 、％Fe ２ O ３ 、％P ２ O ５ ：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％））
（７）（６）において、前記ホウ素含有物質が、粒状材料であることを特徴とするホウ素溶出改質処理材。
（８）（６）または（７）において、前記製鋼スラグを、前記ホウ素含有物質100質量部に対して100質量部以上とすることを特徴とするホウ素溶出改質処理材。
（９）（６）ないし（８）のいずれかにおいて、混合する前記水を、前記ホウ素含有物質と前記製鋼スラグとの合計量100質量部に対して3質量部以上とすることを特徴とするホウ素溶出改質処理材。
（１０）（６）ないし（９）のいずれかにおいて、前記製鋼スラグが、粗粒率：3.5以上のスラグであることを特徴とするホウ素溶出改質処理材。
（１１）（６）ないし（１０）のいずれかに記載のホウ素溶出改質処理材を、原材料として使用してなる土木建築資材。
The present invention has been completed based on such findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A boron elution suppression method for a boron-containing material that suppresses boron elution from a boron-containing material containing boron as an elution component, wherein the boron-containing material has an L ′ value defined by the following formula (1): Boron elution of a boron-containing substance characterized in that steelmaking slag (mass%) is 2.0 or more is mixed with water to form a mixture, and the mixture is air-dried and / or cured for a predetermined period of time. Suppression method.
Record
L ′ =% CaO-1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
(2) The method for suppressing boron elution of a boron-containing substance according to (1), wherein the boron-containing substance is a granular material.
(3) In the method (1) or (2), the mixing amount of the steelmaking slag is 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the boron-containing substance.
(4) In any one of (1) to (3), the water to be mixed is 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the boron-containing substance and the steelmaking slag. A method for suppressing boron elution of a boron-containing substance.
( 5 ) In any one of (1) to ( 4 ), the steelmaking slag is a slag having a coarse grain ratio of 3.5 or more.
( 6 ) A boron elution modifying treatment material obtained by mixing boron-containing substance containing boron as an elution component and a boron elution inhibitor with water, air drying and / or curing, and suppressing boron elution. The boron elution inhibitor is a steelmaking slag having an L ′ value (mass%) defined by the following formula (1) of 2.0 or more .
Record
L ′ =% CaO-1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
( 7 ) The boron elution modifying material according to ( 6 ), wherein the boron-containing substance is a granular material.
( 8 ) A boron elution modifying treatment material according to ( 6 ) or ( 7 ), wherein the steelmaking slag is 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the boron-containing substance.
( 9 ) In any one of ( 6 ) to ( 8 ), the water to be mixed is 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass in total of the boron-containing substance and the steelmaking slag. Boron elution modified material.
( 10 ) In any one of ( 6 ) to ( 9 ), the steelmaking slag is a slag having a coarse grain ratio of 3.5 or more.
( 11 ) A civil engineering and building material obtained by using the boron-eluting modified material according to any one of ( 6 ) to ( 10 ) as a raw material.
本発明によれば、溶出成分としてホウ素を含有するホウ素含有物質からのホウ素溶出を、簡便でかつ安価な方法で抑制でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、ホウ素を含有する粒状材料の有効利用が可能になり、利材化を促進できるという効果もある。また、製鉄所から副産物として発生する製鋼スラグの有効利用が可能となる、という効果もある。 According to the present invention, boron elution from a boron-containing substance containing boron as an elution component can be suppressed by a simple and inexpensive method, and a remarkable industrial effect can be achieved. In addition, according to the present invention, it is possible to effectively use a boron-containing granular material, and there is also an effect that the utilization of material can be promoted. In addition, there is an effect that steelmaking slag generated as a by-product from an ironworks can be effectively used.
本発明では、溶出成分としてホウ素を含有するホウ素含有物質に、製鉄所から副産物として発生する製鋼スラグを混合して、ホウ素含有物質からのホウ素溶出を抑制する。 In the present invention, a boron-containing material containing boron as an elution component is mixed with steelmaking slag generated as a by-product from an ironworks to suppress boron elution from the boron-containing material.
なお、対象とする「ホウ素含有物質」については、予め、ホウ素の溶出量を測定しておくことが、処理効率を高めるという観点から好ましい。ホウ素の溶出量の測定は、環境庁告示46号に規定される溶出試験を用いて行うものとする。なお、ホウ素の溶出量の土壌環境基準は、1mg/L以下である。また、「ホウ素含有物質」は、粒状材料とすることが好ましい。ここでいう「粒状材料」とは、粒径が0.1mm以下の粉状物の含有比率が20質量％以下の材料であり、例えば、粒度：40mmアンダーに粒度調整された材料とすることが好ましい。 In addition, about the target "boron containing substance", it is preferable from a viewpoint of improving processing efficiency to measure the elution amount of boron beforehand. The measurement of boron dissolution shall be conducted using the dissolution test specified in Environment Agency Notification No.46. In addition, the soil environmental standard for the amount of boron elution is 1 mg / L or less. The “boron-containing substance” is preferably a granular material. The “granular material” as used herein is a material in which the content ratio of the powdery material having a particle size of 0.1 mm or less is 20% by mass or less. For example, it is preferable that the particle size is adjusted to a particle size of 40 mm or less. .
上記したような溶出元素としてホウ素を含むホウ素含有物質に、製鋼スラグを混合して混合物とする。本発明で使用する「製鋼スラグ」は、製鉄所における製鋼工程で、鋼の精錬時に副産物として産出されるスラグ、いわゆる製鋼スラグとする。なお、「製鋼スラグ」には、溶銑等を転炉等での精錬前に行う予備精錬時に発生する、予備精錬スラグをも含むものとする。 Steelmaking slag is mixed with a boron-containing material containing boron as an eluting element as described above to obtain a mixture. The “steel slag” used in the present invention is a slag produced as a by-product during refining of steel in a steelmaking process at a steel mill, so-called steelmaking slag. The “steel slag” includes preliminary smelting slag that is generated during preliminary smelting of hot metal before refining in a converter or the like.
混合する製鋼スラグの配合量は、ホウ素含有物質100質量部に対して100質量部以上とすることが好ましい。なお、実操業においては、ホウ素含有物質のホウ素溶出量をあらかじめ、測定しておき、得られたホウ素溶出量に応じて製鋼スラグの配合量を、上記した範囲内で適宜調整することが好ましい。 The amount of steelmaking slag to be mixed is preferably 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the boron-containing substance. In actual operation, it is preferable that the boron elution amount of the boron-containing substance is measured in advance, and the compounding amount of the steelmaking slag is appropriately adjusted within the above-described range according to the obtained boron elution amount.
本発明で使用する製鋼スラグは、予め、スラグ組成から、製鋼スラグのホウ素の溶出抑制効果を推し量る指標として、次（１）式
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO２−1.10×％Al２O３−0.70×％Fe２O３−1.19×％P２O３＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO２、％Al２O３、％Fe２O３、％P２O５：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％））
で定義されるＬ’値（質量％）を算出しておくことが好ましい。ただし、通常は、製鋼スラグの発生プロセスの操業条件は一定の範囲にあって、スラグ組成の変動は限られた範囲であるため、製造ロット毎に毎回測定する必要はなく、一旦、Ｌ’値が適正な範囲であるか確認するか、あるいは、１ヶ月〜１年に１回程度の頻度で定期的に追確認する程度で十分である場合が多い。
The steelmaking slag used in the present invention has the following formula (1) L ′ =% CaO−1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 as an index for estimating the boron elution suppression effect of the steelmaking slag from the slag composition in advance. O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
It is preferable to calculate the L ′ value (mass%) defined by However, since the operating conditions of the steelmaking slag generation process are usually in a certain range and the fluctuation of the slag composition is in a limited range, it is not necessary to measure each production lot every time. In many cases, it is sufficient to confirm whether the value is within the proper range, or to regularly check once every month to once a year.
Ｌ’値は、％CaO/％SiO２が2.0以上といった比較的高塩基性の製鋼スラグが含有するLime相の量を、スラグ組成から正確に評価することができる値として導入されたものである。 The L ′ value was introduced as a value that can accurately evaluate the amount of the Lime phase contained in a relatively high basic steelmaking slag such that% CaO /% SiO 2 is 2.0 or more. .
従来から、lime相の定量分析は、信頼性が乏しいといわれており、高温の溶融スラグから析出するLime相の量を、スラグ組成から概算する方法が提案されている（例えば、和田ら：製鉄研究 第301号（1980年）、第59頁〜第70頁参照）。転炉スラグなどの比較的高塩基度のスラグの場合には、次（２）式
Ｌ（質量％）＝％CaO−1.87×％SiO２−1.10×％Al２O３−0.70×％Fe２O３−1.19×％P２O５ ・・（２）
（ここで、％CaO、％SiO２、％Al２O３、％Fe２O３、％P２O５：スラグ中の各化合物の含有量（質量％））
で定義される指標Ｌによって、Lime相の量を推定できるとされている。
Conventionally, quantitative analysis of the lime phase is said to be unreliable, and a method for estimating the amount of Lime phase precipitated from high-temperature molten slag from the slag composition has been proposed (for example, Wada et al. Research 301 (1980), pp. 59-70). In the case of slag having a relatively high basicity such as converter slag, the following formula (2) L (mass%) =% CaO−1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 5 (2)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%))
The amount of the Lime phase can be estimated by the index L defined by
この式は、例えば、％CaO／％SiO２が2.0以上といった比較的高塩基度の溶融スラグが凝固して生成するCaO含有複合酸化物が、主に、2CaO・SiO２、2CaO・(Fe２O３,Al２O３)および3CaO・P２O５であることから、これらの複合酸化物を形成するのに化学量論的に必要なCaO量を、全CaO量から差し引いた残部が、最終的にCaOとして析出することから、導かれた式である。 In this formula, for example, CaO-containing composite oxides formed by solidification of relatively high basicity molten slag such as% CaO /% SiO 2 of 2.0 or more are mainly 2CaO · SiO 2 , 2CaO · (Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 ) and 3CaO · P 2 O 5 , the balance obtained by subtracting the amount of CaO stoichiometrically required to form these composite oxides from the total amount of CaO, This is the formula derived from the final precipitation as CaO.
なお、％Fe２O３は、化学的な方法などにより定量分析したT.Fe、M.Fe（金属鉄）およびFeOの各含有量の分析値から、次（３）式
％Fe２O３＝{％T.Fe−％M.Fe−％FeO×56/(56＋16)}×(56＋16×3/2)/56 ・・（３）
によって算出される。ここで、式中の定数56および16は、それぞれ鉄および酸素の原子量である。
% Fe 2 O 3 is expressed by the following formula (3)% Fe 2 O 3 from the analysis values of the contents of T.Fe, M.Fe (metallic iron) and FeO quantitatively analyzed by a chemical method or the like. = {% T.Fe-% M.Fe-% FeO × 56 / (56 + 16)} × (56 + 16 × 3/2) / 56 (3)
Is calculated by Here, the constants 56 and 16 in the formula are the atomic weights of iron and oxygen, respectively.
しかし、製鋼スラグの場合には、スラグ中に含まれるM.FeおよびFe２O３の一部は、凝固後のスラグの冷却過程において、次（４）式
4FeO＝M.Fe＋FeO・Fe２O３ ・・（４）
の反応によりFeOから生じたものであり、また、このFe２O３は、2CaO・Fe２O３の形成には寄与しない。なお（４）式中の、M.Feは金属鉄であり、FeO・Fe２O３は、一般的にはマグネタイト（Fe３O４）と称されるが、これを構成するFeOも、化学分析では上記した％FeOに含まれる。したがって、これを構成するFe２O３も（３）式による算出値に含まれる。
However, in the case of steelmaking slag, part of M.Fe and Fe 2 O 3 contained in the slag is expressed by the following formula (4) in the cooling process of the slag after solidification:
4FeO = M.Fe + FeO.Fe 2 O 3. (4)
This reaction is generated from FeO, and this Fe 2 O 3 does not contribute to the formation of 2CaO · Fe 2 O 3 . In the formula (4), M.Fe is metallic iron, and FeO · Fe 2 O 3 is generally called magnetite (Fe 3 O 4 ). In the analysis, it is contained in the above-described% FeO. Therefore, Fe 2 O 3 constituting this is also included in the calculated value by the expression (3).
このようなことから、（２）式と（３）式から算出されるＬ値では、Lime相の量を過少に評価することになる。そこで、製鋼スラグでは、M.Fe含有量の化学分析値の約半量が（４）式の反応に由来するM.Feであることから、（４）式の反応に由来するFe２O３の含有量％Fe２O３’を、次（５）式
％Fe２O３’＝％M.Fe×0.5×(56×2＋16×3)/56 ＝％M.Fe×(56＋16×3/2)/56・・(５)
によって見積もることができる。
For this reason, the L value calculated from the equations (2) and (3) underestimates the amount of the Lime phase. Therefore, in steelmaking slag, since about half of the chemical analysis value of the M.Fe content is M.Fe derived from the reaction of the formula (4), Fe 2 O 3 derived from the reaction of the formula (4) Content% Fe 2 O 3 ′ is expressed by the following formula (5):% Fe 2 O 3 ′ =% M.Fe × 0.5 × (56 × 2 + 16 × 3) / 56 =% M.Fe × (56 + 16 × 3/2 ) / 56 ・ ・ (5)
Can be estimated.
このことから、（２）式の％Fe２O３から％Fe２O３’を減じた、次（１）式
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO２−1.10×％Al２O３−0.70×％Fe２O３−1.19×％P２O３＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO２、％Al２O３、％Fe２O３、％P２O５：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％））
で定義されるＬ’値（質量％）は、スラグ中のLime相の量をより正確に評価していることになる。
Therefore, (2) 'obtained by subtracting the following (1) L' type% Fe 2 O 3 from% Fe 2 O 3 of =% CaO-1.87 ×% SiO 2 -1.10 ×% Al 2 O 3 - 0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
The L ′ value (mass%) defined by (2) is a more accurate evaluation of the amount of Lime phase in the slag.
本発明では、（１）式で定義されるＬ’値を指標として用いて、使用する製鋼スラグのホウ素の溶出抑制効果を推し図る。ホウ素の溶出抑制効果を十分に発揮するためには、使用する製鋼スラグは、2.0以上のＬ’値を保持する製鋼スラグとする。なお、望ましくは4.0以上である。 In the present invention, (1) using as an index the L 'value defined by the equation, Ru diagram pushing the dissolution inhibiting effect of boron steel slag to be used. To achieve the full effect of suppressing the elution boron steel slag to be used shall be the steel slag that retains greater than or equal to 2.0 L 'value. It should be noted, it has Mashiku is 4.0 or more.
なお、Ｌ’値を上記したような範囲に調整する手段としては、精錬時に使用するCaO源使用量の増加、SiO２源あるいはSi源の制限、溶銑予備処理による精錬前の溶銑P濃度の低下、送酸速度の減少や溶鉄の攪拌力の増大によるスラグ中Fe２O３濃度の低減、転炉での脱炭終了時の鋼中C濃度の上昇、などが例示できる。 The means for adjusting the L ′ value to the above-mentioned range is to increase the amount of CaO source used during refining, limit the SiO 2 source or Si source, and decrease the hot metal P concentration before refining by hot metal pretreatment. Examples thereof include a decrease in the Fe 2 O 3 concentration in the slag due to a decrease in the acid feed rate and an increase in the stirring power of the molten iron, and an increase in the C concentration in the steel at the end of decarburization in the converter.
このようなＬ’値を保持する製鋼スラグは、エージングにより崩壊するなどして、同じ粉砕負荷であっても比表面積が増大する傾向がある。これも、ホウ素の溶出抑制効果が向上する要因の一つとなっていると考えられる。また、このような製鋼スラグを用いることにより、スラグを微粉砕することなく、また、土壌等の土木的な安定性を維持しつつ、安価にホウ素の溶出を抑制することが可能となる。 Steelmaking slag that retains such an L 'value tends to increase in specific surface area even when the same pulverization load is applied, for example, by collapsing due to aging. This is also considered to be one of the factors that improve the boron elution suppression effect. Moreover, by using such a steelmaking slag, it becomes possible to suppress the elution of boron at low cost without pulverizing the slag and maintaining civil stability of the soil and the like.
また、使用する製鋼スラグは、土壌等の土木的な安定性を維持しつつ、有害物質の溶出抑制するという観点から、予め、粉砕機等を利用して、粉砕したのち、篩がけして、好ましくはホウ素含有物質と同程度の粒径、例えば、40mmアンダー、あるいは粗粒率：3.5以上に粒度調整しておくことが好ましい。なお、ここでいう「粗粒率」とは、篩目開きが37.5、19.0、9.5、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mmの各篩に留まるものの質量百分率を総和して100で割った値で定義される値を用いるものとする。 In addition, the steelmaking slag to be used is preliminarily pulverized using a pulverizer etc. from the viewpoint of suppressing the elution of harmful substances while maintaining the civil stability of the soil, etc. The particle size is preferably adjusted to a particle size comparable to that of the boron-containing substance, for example, under 40 mm, or the coarse particle ratio: 3.5 or more. As used herein, the term “rough grain ratio” refers to the sum of the mass percentages of sieves with mesh openings of 37.5, 19.0, 9.5, 4.75, 2.36, 1.18, 0.60, 0.30, 0.15 mm, and divided by 100. The value defined by the specified value shall be used.
また、ホウ素含有物質と製鋼スラグとの混合は、常用の混合撹拌機がいずれも適用できる。 In addition, any conventional mixing stirrer can be used for mixing the boron-containing substance and the steelmaking slag.
ホウ素含有物質と製鋼スラグとの混合は、水と共に行う。また、水の配合量は、ホウ素含有物質と製鋼スラグとの合計量100質量部に対して3質量部以上とすることが好ましい。水の配合量が3質量部未満では、所望の反応を惹起できず、ホウ素の溶出を所定値未満に抑制することが難しくなる。なお、より好ましくは5質量部以上である。 Mixing of the boron-containing material and the steelmaking slag is performed with water. The amount of water is preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the boron-containing substance and the steelmaking slag. If the amount of water is less than 3 parts by mass, the desired reaction cannot be induced, and it becomes difficult to suppress the elution of boron below a predetermined value. More preferably, it is 5 parts by mass or more.
得られた混合物は、ついで、風乾・養生工程を施される。 The resulting mixture is then subjected to an air drying and curing process.
風乾・養生工程では、混合物を、所定期間、風乾および／または養生する。 In the air drying / curing process, the mixture is air-dried and / or cured for a predetermined period.
ここで、「養生」は、湿潤下で所定期間、山積みする処理をいう。なお、湿潤下で所定期間、袋詰めする処理としてもよく、散水やシートで覆うなどの方法で湿潤状態を維持できれば、露天での処理としてもよい。また、所定期間は、「養生」では１日間以上とすることが好ましい。しかし、３日を超えて処理しても、反応の進行が飽和する。このため、「養生」の所定期間は１〜３日間とすることが好ましい。なお、「養生」は、対象とするホウ素含有物質の溶出ホウ素量が比較的高い場合に適用することが好ましい。 Here, “curing” refers to a process of stacking for a predetermined period of time under humidity. In addition, it is good also as the process which packs a bag for a predetermined period under humidity, and if it can maintain a wet state by methods, such as sprinkling and a sheet | seat, it is good also as a process in an open-air. Further, the predetermined period is preferably one day or longer in “curing”. However, even if the treatment is performed for more than 3 days, the progress of the reaction is saturated. For this reason, it is preferable that the predetermined period of “curing” is 1 to 3 days. Note that “curing” is preferably applied when the boron content of the target boron-containing substance is relatively high.
また、「風乾」は、降水および天日に晒されない状態で大気中に放置して乾燥する処理をいう。スラグを高く積み上げずに、薄く広げて所定期間放置することにより、大気の湿度と平衡する含水量よりも過剰な含水量を低減することができる。「風乾」の所定期間は、スラグの量や厚さ、大気の流動状況などの条件によって好適な範囲が異なるが、通常は1日程度以上とすることが好ましい。 In addition, “air drying” refers to a treatment that is left in the atmosphere and dried without being exposed to rain or the sun. By spreading the slag thinly and leaving it for a predetermined period of time, it is possible to reduce the water content that is more than the water content that balances with the atmospheric humidity. The predetermined period of “air drying” varies depending on conditions such as the amount and thickness of slag and the flow state of the atmosphere, but it is usually preferably about one day or longer.
上記した処理を施された混合物は、改質され、ホウ素の溶出が環境基準以下にまで顕著に抑制された、ホウ素溶出抑制改質処理材となる。このようなホウ素溶出抑制改質処理材は、ホウ素の溶出はなく、環境を悪化させる懸念が全くないため、土木建築用資材の原料として利用することが可能となる。 The mixture that has been subjected to the above-described treatment is modified, and becomes a boron elution suppression reforming treatment material in which boron elution is remarkably suppressed to an environmental standard or lower. Such a boron elution suppression reforming treatment material has no boron elution and has no fear of deteriorating the environment, and thus can be used as a raw material for civil engineering and building materials.
（実施例１）
ホウ素含有物質として、ホウ素溶出量が0.6mg/Lの粒状材料を対象とした。40mmアンダーの粒度の粒状材料100質量部に対し、表１に示した組成の転炉スラグ１（製鋼スラグ）を表２に示す配合量（質量部）で混合し混合物（10kg）とした。
Example 1
As the boron-containing substance, a granular material having a boron elution amount of 0.6 mg / L was targeted. A converter slag 1 (steel making slag) having the composition shown in Table 1 was mixed at a blending amount (parts by mass) shown in Table 2 with respect to 100 parts by mass of a granular material having a particle size of 40 mm or less to obtain a mixture (10 kg).
なお、転炉スラグ１（製鋼スラグ）は、粉砕し、篩で40mmアンダーに粒度調整した、粗粒率：4.2の粒度のものを使用した。なお、転炉スラグ１（製鋼スラグ）（スラグNo.Ａ）のスラグ組成データから（１）式を用いて計算したＬ’値は11.11であり、転炉スラグ１（スラグNo.Ａ）のホウ素溶出量は0.1mg/L未満であった。なお、一部では、転炉スラグ１（製鋼スラグ）に代えて、表１に示す組成の、粗粒率5.0の粒度の高炉徐冷スラグ（スラグNo.Ｂ）を混合し比較例とした。高炉徐冷スラグのＬ’値は、−39.71であり、高炉徐冷スラグのホウ素溶出量は0.2mg/Lであった。 The converter slag 1 (steel slag) was pulverized and adjusted to a particle size under 40 mm with a sieve, and a coarse particle ratio of 4.2 was used. The L 'value calculated using the formula (1) from the slag composition data of converter slag 1 (steel slag) (slag No. A) is 11.11, and boron of converter slag 1 (slag No. A) The elution amount was less than 0.1 mg / L. In some cases, instead of the converter slag 1 (steel slag), a blast furnace slow-cooled slag (slag No. B) having a coarse particle ratio of 5.0 having the composition shown in Table 1 was mixed and used as a comparative example. The L ′ value of the blast furnace annealed slag was −39.71, and the boron elution amount of the blast furnace annealed slag was 0.2 mg / L.
なお、混合に際して、粒状材料と製鋼スラグまたは高炉徐冷スラグの合計量100質量部に対し、3質量部の水（イオン水）を配合した。 In mixing, 3 parts by mass of water (ion water) was blended with respect to 100 parts by mass of the total amount of the granular material and the steelmaking slag or the blast furnace slag.
得られた混合物に、袋詰めにして湿潤状態で３日間放置する養生を行ったのち、さらに大気中のバット内で１日間放置して乾燥する風乾を行う「風乾・養生工程」を施した。なお、一部では、得られた混合物に、大気中のバット内で１日間放置して乾燥する風乾のみを行う「風乾・養生工程」を施した。 The obtained mixture was bagged and cured for 3 days in a wet state, and then subjected to an “air drying / curing process” in which it was left to dry for 1 day in a vat in the atmosphere and dried. In some cases, the obtained mixture was subjected to an “air-drying / curing process” in which only air-drying was performed by leaving it in a vat in the atmosphere for 1 day to dry.
「風乾・養生工程」を施したのちの混合物について、環境庁告示46号に規定される溶出試験により、ホウ素の溶出量を測定した。得られた結果を表２に示す。 About the mixture after performing the "air drying and curing process", the dissolution amount of boron was measured by the dissolution test specified in Notification No. 46 of the Environment Agency. The obtained results are shown in Table 2.
本発明例は、いずれも、ホウ素の溶出量は、分析限界である0.1mg/L未満であり、ホウ素の溶出は認められなかった。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、ほとんどホウ素の溶出抑制効果は認められなかった。対象とする粒状材料（ホウ素含有材料）のホウ素溶出量が比較的少ない場合には、製鋼スラグと水を混合した後、袋詰めにして養生を行わずに、風乾のみでも、十分にホウ素の溶出量は環境基準以下となっている。
（実施例２）
ホウ素含有物質として、ホウ素溶出量が1.0mg/Lの粒状材料を対象とした。40mmアンダーの粒状材料100質量部に対し、表３に示した組成の、粗粒率4.6の粒度の転炉スラグ２（製鋼スラグ）（スラグNo.Ｃ）を表４に示す配合量（質量部）で混合し混合物（10kg）とした。なお、転炉スラグ２（製鋼スラグ）のスラグ組成データから（１）式を用いて計算したＬ’値は4.03であった。
In all of the inventive examples, the boron elution amount was less than the analysis limit of 0.1 mg / L, and no boron elution was observed. On the other hand, almost no boron elution suppression effect was observed in the comparative examples outside the scope of the present invention. When the amount of boron elution from the target granular material (boron-containing material) is relatively small, after mixing steelmaking slag and water, the bag is packed and cured without air-curing, but it can be sufficiently dissolved in air. The amount is below the environmental standard.
(Example 2)
As a boron-containing substance, a granular material having a boron elution amount of 1.0 mg / L was used. Table 4 shows the blending amount (parts by mass) of converter slag 2 (steel slag) (slag No. C) having a grain size of 4.6 and having the composition shown in Table 3 with respect to 100 parts by mass of 40 mm under granular material. ) To obtain a mixture (10 kg). In addition, L 'value computed using (1) Formula from the slag composition data of converter slag 2 (steel-making slag) was 4.03.
なお、混合に際して、粒状材料と製鋼スラグまたは高炉徐冷スラグの合計量100質量部に対し、3質量部の水（イオン水）を配合した。 In mixing, 3 parts by mass of water (ion water) was blended with respect to 100 parts by mass of the total amount of the granular material and the steelmaking slag or the blast furnace slag.
得られた混合物に、袋詰めにして湿潤状態で３日間放置する「養生」を行ったのち、さらに大気中のバット内で１日間放置して乾燥する風乾を行う「風乾・養生工程」を施した。 The resulting mixture is packaged and then “cured”, which is left in a wet state for 3 days, followed by “air-drying / curing process” in which it is left to dry in an air bat for 1 day. did.
「風乾・養生工程」を施したのちの混合物について、実施例１と同様に、環境庁告示46号に規定される溶出試験により、ホウ素の溶出量を測定した。得られた結果を表４に示す。 About the mixture after performing the "air drying and curing process", the amount of boron eluted was measured in the same manner as in Example 1 by the dissolution test specified in Notification 46 of the Environment Agency. Table 4 shows the obtained results.
本発明例は、いずれも、ホウ素の溶出量は、分析限界である0.1mg/L未満であり、ホウ素の溶出は認められなかった。 In all of the inventive examples, the boron elution amount was less than the analysis limit of 0.1 mg / L, and no boron elution was observed.
Claims (11)
記
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO ２ −1.10×％Al ２ O ３ −0.70×％Fe ２ O ３ −1.19×％P ２ O ３ ＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO ２ 、％Al ２ O ３ 、％Fe ２ O ３ 、％P ２ O ５ ：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％）） A boron elution suppression method for a boron-containing material that suppresses boron elution from a boron-containing material containing boron as an elution component, wherein the boron-containing material has an L ′ value (mass%) defined by the following formula (1): A method for suppressing boron elution of a boron-containing substance, characterized in that steelmaking slag having a) of 2.0 or more is mixed with water to form a mixture, and the mixture is air-dried and / or cured for a predetermined period of time.
Record
L ′ =% CaO-1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
記
Ｌ’＝％CaO−1.87×％SiO ２ −1.10×％Al ２ O ３ −0.70×％Fe ２ O ３ −1.19×％P ２ O ３ ＋1.00×％M.Fe ・・（１）
（ここで、％CaO、％SiO ２ 、％Al ２ O ３ 、％Fe ２ O ３ 、％P ２ O ５ ：スラグ中の各化合物の含有量（質量％）、
％M.Fe：JIS A 5011-2：2003 付属書１に規定される金属鉄の分析方法によるスラグ中の金属鉄含有量の分析値（質量％）） A boron elution modifying treatment material obtained by mixing a boron-containing substance containing boron as an elution component and a boron elution inhibitor with water, air drying and / or curing, and suppressing boron elution, the boron A boron elution modifying material characterized in that the elution inhibitor is a steelmaking slag having an L ′ value (mass%) defined by the following formula (1) of 2.0 or more .
Record
L ′ =% CaO-1.87 ×% SiO 2 −1.10 ×% Al 2 O 3 −0.70 ×% Fe 2 O 3 −1.19 ×% P 2 O 3 + 1.00 ×% M.Fe (1)
(Wherein,% CaO,% SiO 2, % Al 2 O 3,% Fe 2 O 3,% P 2 O 5: the content of each compound in the slag (wt%),
% M.Fe: JIS A 501-2: 2003 Analytical value of metal iron content in slag by metal iron analysis method specified in Annex 1 (mass%))
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