JP6300372B2 - MOLDING MATERIAL, MOLDING MATERIAL MANUFACTURING METHOD, MOLDED BODY, AND MOLDED BODY MANUFACTURING METHOD - Google Patents

MOLDING MATERIAL, MOLDING MATERIAL MANUFACTURING METHOD, MOLDED BODY, AND MOLDED BODY MANUFACTURING METHOD Download PDF

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Description

本発明は、成形材料および成形材料の製造方法に関する。さらに詳しくは、製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料および成形材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a molding material and a method for producing the molding material. More specifically, the present invention relates to a molding material using paper sludge incineration ash as a raw material and a method for manufacturing the molding material.

製紙スラッジ焼却灰とは、一般的に製紙工場の各工程の排水中の固形分(有機物質、無機物質を含む)を排水処理工程で処理したときにできる固形分である製紙スラッジを焼却処理した際に発生する灰のことである。この製紙スラッジ焼却灰は、製紙工程において大量に発生するため、その処理が重要な問題となっている。   Papermaking sludge incineration ash is generally incinerated papermaking sludge, which is the solid content that is produced when the solids (including organic substances and inorganic substances) in the wastewater of each process of the paper mill are processed in the wastewater treatment process. It is the ash that is generated. Since this papermaking sludge incineration ash is generated in large quantities in the papermaking process, its treatment is an important problem.

従来、一般的に、製紙スラッジ焼却灰は、そのほとんどが産業廃棄物として埋め立て処理されているが、その一部は、コンクリート用の材料として利用されている。これは、製紙スラッジ焼却灰は、そのままでは有効に利用することが困難なことが原因とされている。
近年、製紙スラッジ焼却灰を活用する方法として、製紙スラッジ焼却灰から成形体を形成したり、成形体の原料を製造したりする技術が研究開発されている(例えば、特許文献1〜5)。
Conventionally, most of papermaking sludge incineration ash is generally landfilled as industrial waste, but part of it is used as a material for concrete. This is because the papermaking sludge incineration ash is difficult to use effectively as it is.
In recent years, as a method for utilizing papermaking sludge incineration ash, technologies for forming a molded body from papermaking sludge incineration ash and producing raw materials for the molded body have been researched and developed (for example, Patent Documents 1 to 5).

特許文献1には、製紙スラッジ焼却灰とセメント等の水硬性材料と水とを混合して固化体を形成する方法が開示されており、用いる製紙スラッジ焼却灰の半量近くが、粒子径20μm以下の粒子で占められている旨が記載されている。
特許文献2には、ペーパースラッジ焼却灰(PS焼却灰)と生石灰とセメントを混合してコンクリート製の粒状品を成形する方法が開示されている。そして、特許文献2には、粒状品の養生後、水蒸気養生による水熱固化反応を行うことにより、PS焼却灰に元々含有している石灰分(CaO)とシリカ(SiO)及び添加する生石灰(CaO)とセメントに含有するシリカ(SiO)から、水熱固化反応によってケイ酸カルシウム(トバモライト、5CaO・6SiO・5HO)の結晶が生成して、高強度、かつ、長期的に安定な粒状の水熱固化体(粒状品)が得られる旨が記載されている。
Patent Document 1 discloses a method of mixing a papermaking sludge incinerated ash, a hydraulic material such as cement, and water to form a solidified body. Nearly half of the papermaking sludge incinerated ash used has a particle diameter of 20 μm or less. It is described that it is occupied by particles.
Patent Document 2 discloses a method of forming concrete granular products by mixing paper sludge incineration ash (PS incineration ash), quicklime and cement. And, Patent Document 2, after curing the granule, by performing hydrothermal solidification reaction with steam curing, lime are originally contained in the PS ash (CaO) and silica (SiO 2) and adding quicklime From (CaO) and silica (SiO 2 ) contained in the cement, crystals of calcium silicate (tobermorite, 5CaO · 6SiO 2 · 5H 2 O) are produced by a hydrothermal solidification reaction. It describes that a stable granular hydrothermal solidified product (granular product) can be obtained.

特許文献3および4には、所定の化学組成が所定の含有量となるようにペーパースラッジ焼却灰と石炭灰を混合し調整した混合灰を用いた結合剤が不要な固化体を成形する技術が開示されており、成形された固化体を所定の大きさに形成することによって路盤材として利用する技術が開示されている。例えば、製紙スラッジ焼却灰200kgに対して石炭灰100kgとなるように混合する旨が開示されている。   In Patent Documents 3 and 4, there is a technique for forming a solidified body that does not require a binder using mixed ash prepared by mixing paper sludge incineration ash and coal ash so that a predetermined chemical composition has a predetermined content. The technique which utilizes as a roadbed material by forming the shape | molded solidified body in the predetermined magnitude | size is disclosed. For example, it is disclosed that mixing is performed such that coal ash becomes 100 kg with respect to 200 kg of paper sludge incineration ash.

一方、特許文献5には、製紙スラッジをスラリー状にした溶液から抄造装置を用いて抄造体を抄造し、この抄造体から複合硬化体を成形する技術が開示されている。そして、脱水工程を容易に行うために無機粒子を、強度を向上させるために有機質繊維状物を、それぞれスラリー状にした溶液に混合してから複合硬化体を成形する技術が開示されている。そして、特許文献3の技術では、無機粒子の例として製紙スラッジの焼成粉末(以下、単に製紙スラッジ焼却灰という)が開示されており、製紙スラッジ中の無機非結晶体であるAl、SiO、CaOなどの所定の酸化物を複合硬化体の強度発現物質とすることも開示されている。また、有機質繊維状物の例として製紙スラッジ中のパルプも開示されている。そして、複合硬化体を成形する際の水抜き材として平均粒子径を10μm〜100μmに調整した製紙スラッジ焼却灰を混合する旨も開示されている。 On the other hand, Patent Document 5 discloses a technique in which a papermaking body is made from a solution in which papermaking sludge is made into a slurry using a papermaking apparatus, and a composite cured body is formed from the papermaking body. And the technique which shape | molds a composite hardening body after mixing an inorganic particle in order to perform a spin-drying | dehydration process easily, and the organic fibrous material in order to improve an intensity | strength to the slurry form is disclosed. Then, in the technique of Patent Document 3, calcined powder of paper sludge as an example of the inorganic particles (hereinafter simply paper referred Sludge Ash) discloses a, Al 2 O 3 is an inorganic amorphous material in the papermaking sludge, It is also disclosed that a predetermined oxide such as SiO 2 or CaO is used as a material that exhibits the strength of the composite cured body. In addition, pulp in papermaking sludge is also disclosed as an example of organic fibrous material. And it is also disclosed that papermaking sludge incinerated ash having an average particle diameter adjusted to 10 μm to 100 μm is mixed as a water draining material when molding the composite cured body.

特開昭57−11867号公報Japanese Patent Laid-Open No. 57-11867 特開2007−15893号公報JP 2007-15893 A 特開2006−122726号公報JP 2006-122726 A 特開2011−212563号公報JP 2011-212563 A 特開2002−371498号公報JP 2002-371498 A

しかるに、上記特許文献1〜5は、製紙スラッジ焼却灰を利用する技術ではあるものの、製紙スラッジ焼却灰は、あくまでも補助材として利用することしか実現されていない。具体的には、特許文献1〜5の技術は、通常の固化体を製紙スラッジ焼却灰とその他の材料(セメント、石灰、石炭灰、石膏など)によって形成する技術であり、あくまでも所定の化学組成に調整するための一材料として製紙スラッジ焼却灰を利用する技術にすぎない。このことは、特許文献2には、元々PS焼却灰に含有している石灰分とシリカだけの水熱固化反応では、粒状品が充分な強度を得ることはできないため、生石灰とセメントの添加混合が必要である旨が記載されていることからも推察できる。   However, although Patent Documents 1 to 5 described above are techniques that use papermaking sludge incineration ash, papermaking sludge incineration ash is only realized as an auxiliary material. Specifically, the techniques of Patent Documents 1 to 5 are techniques for forming a normal solidified body by paper sludge incineration ash and other materials (cement, lime, coal ash, gypsum, etc.), and have a predetermined chemical composition to the last. It is just a technique that uses papermaking sludge incineration ash as one material for adjustment. This is because, in Patent Document 2, a granular product cannot obtain sufficient strength by a hydrothermal solidification reaction of only lime and silica originally contained in PS incinerated ash, so that an added mixture of quick lime and cement is added. It can also be inferred from the fact that is necessary.

また、特許文献5の技術では、製紙スラッジ中の無機非結晶体を強度発現物質とすることは開示されているものの、製紙スラッジ焼却灰は、あくまでも複合硬化体を成形する際の単なる脱水補助材として製紙スラッジ焼却灰を混合する技術にすぎない。   Further, although the technique of Patent Document 5 discloses that an inorganic non-crystalline material in paper sludge is used as a material exhibiting strength, paper sludge incineration ash is merely a dehydration auxiliary material when molding a composite hardened body. As a technology to mix papermaking sludge incineration ash.

ここで、従来、PS灰に水を加えても、かかるPS灰だけでは固化しないと考えられていた。このため、PS灰を利用する従来技術では、PS灰はあくまでもセメント等の結合剤の補助材として利用することしか実現されていなかったというのが実情である。   Here, conventionally, it was thought that even if water was added to PS ash, the PS ash alone would not solidify. For this reason, in the prior art using PS ash, the actual situation is that PS ash was only realized as an auxiliary material for a binder such as cement.

もし、製紙スラッジ焼却灰だけから成形体を成形することができれば、製紙スラッジ焼却灰を有効活用することができるので望ましい。   If a molded body can be formed only from paper sludge incineration ash, it is desirable because paper sludge incineration ash can be used effectively.

本発明は上記事情に鑑み、製紙スラッジ焼却灰を用いて成形体を形成することができる成形材料および成形材料の製造方法ならびに製紙スラッジ焼却灰を用いた成形性に優れ、かつ強度が高い成形体および成形体の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention is a molding material that can form a molded body using papermaking sludge incineration ash, a method for producing the molding material, and a molded body that has excellent formability and high strength using papermaking sludge incineration ash. And it aims at providing the manufacturing method of a molded object.

(成形材料)
第1発明の成形材料は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる水を加えて固化させるための成形材料であって、前記製紙スラッジ焼却灰は、粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであることを特徴とする(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加した成形材料、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加した成形材料、を除く)。
第2発明の成形材料は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる水を加えて固化させるための成形材料であって、前記製紙スラッジ焼却灰は、粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第3発明の成形材料は、第1または第2発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第4発明の成形材料は、第3発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものであることを特徴とする。
第5発明の成形材料は、第3発明において、前記微粒子が、バグフィルター灰であり、前記粗粒子が、サイクロン灰であり、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整されていることを特徴とする。
(成形材料の製造方法)
第6発明の成形材料の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を、粒子径20μm以下の微粒子の割合が、15体積%以上となるように調整することを特徴とする(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加する成形材料の製造方法、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加する成形材料の製造方法、を除く)。
第7発明の成形材料の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料の製造方法であって、前記製紙スラッジ焼却灰を、粒子径20μm以下の微粒子の割合が、15体積%以上となるように調整することを特徴とする。
第8発明の成形材料の製造方法は、第6または第7発明において、前記製紙スラッジ焼却灰が、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整することを特徴とする。
第9発明の成形材料の製造方法は、第8発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むことを特徴とする。
第10発明の成形材料の製造方法は、第8発明において、前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整することを特徴とする。
(成形体)
第11発明の成形体は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、からなり、前記成形材料が、粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであり、前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されていることを特徴とする(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加した成形材料を用いた成形体、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加した成形材料を用いた成形体、を除く)。
第12発明の成形体は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料と、繊維部材と、からなり、前記成形材料が、粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであり、前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されていることを特徴とする。
第13発明の成形体は、第11または第12発明において、前記成形材料と前記繊維部材を混合し、該混合した混合材料を、混練し成形したものであることを特徴とする。
第14発明の成形体は、第13発明において、前記混練した混合材料を、混練し加圧成形したものであることを特徴とする。
第15発明の成形体は、第11、第12、第13または第14発明のいずれかに記載の発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第16発明の成形体は、第15発明において、前記微粒子は、前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものであることを特徴とする。
第17発明の成形体は、第15発明において、前記微粒子が、バグフィルター灰であり、前記粗粒子が、サイクロン灰であり、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整されていることを特徴とする。
第18発明の成形体は、第11乃至第17発明のいずれかに記載の発明において、前記繊維部材が、平均繊維幅1〜35μm、平均繊維長0.1〜3mmの繊維を含有するものであることを特徴とする。
第19発明の成形体は、第11乃至第18発明のいずれかに記載の発明において、前記繊維部材が、パルプであることを特徴とする。
(成形体の製造方法)
第20発明の成形体の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる粒子径20μm以下の微粒子を15体積%以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、該混合した混合材料を混練し成形することを特徴とする(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加し成形する成形体の製造方法、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加し成形する成形体の製造方法、を除く)。
第21発明の成形体の製造方法は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる粒子径20μm以下の微粒子を15体積%以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、該混合した混合材料を混練し成形することを特徴とする。
第22発明の成形体の製造方法は、第20または第21発明において、前記混練した混合材料を、混練し加圧成形することを特徴とする。
第23発明の成形体の製造方法は、第20、第21または第22発明において、前記繊維部材が、平均繊維幅1〜35μm、平均繊維長0.1〜3mmの繊維を含有するように調整されたものであることを特徴とする。
第24発明の成形体の製造方法は、第20、第21、第22または第23発明のいずれかに記載の発明において、前記製紙スラッジ焼却灰は、前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されていることを特徴とする。
第25発明の成形体の製造方法は、第24発明において、前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整することを特徴とする。
(Molding material)
The molding material of the first invention is a molding material for solidifying by adding water made of paper sludge incineration ash obtained by incineration treatment of paper pulp manufacturing process residues, the paper sludge incineration ash has a particle size of 20 μm The following fine particles are adjusted so as to contain 15% by volume or more (however, the weight ratio in terms of oxide is 0 with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incinerated ash) Excluding molding materials added with alkali metal compounds so as to be 3% by weight or more, and molding materials added with gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent).
The molding material of the second invention is a molding material for solidifying by adding water consisting only of papermaking sludge incineration ash obtained by incinerating the paper pulp manufacturing process residue, the papermaking sludge incineration ash having a particle size It is characterized by being adjusted so as to contain fine particles of 20 μm or less in a proportion of 15% by volume or more.
The molding material of the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the papermaking sludge incineration ash is adjusted so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the molding material according to the third aspect, wherein the fine particles include those prepared by pulverizing the coarse particles.
The molding material according to a fifth aspect is the molding material according to the third aspect, wherein the fine particles are bag filter ash, the coarse particles are cyclone ash, and the bag filter ash and the cyclone ash are in a mass ratio of 9: 1. It is adjusted so that it may be set to ˜2: 8.
(Manufacturing method of molding material)
In the method for producing a molding material according to the sixth aspect of the invention, the papermaking sludge incinerated ash obtained by incinerating the paper pulp production process residue is adjusted so that the proportion of fine particles having a particle diameter of 20 μm or less is 15% by volume or more. (However, a method for producing a molding material and a solidifying agent in which an alkali metal compound is added such that the weight ratio in terms of oxide is 0.3% by weight or more with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash) Except for the method of manufacturing molding materials, which add gypsum and cement or limes that function as).
The manufacturing method of the molding material of 7th invention is a manufacturing method of the molding material which consists only of papermaking sludge incineration ash obtained by incinerating a paper pulp manufacturing process residue, Comprising: The said papermaking sludge incineration ash has a particle diameter of 20 micrometers or less. The fine particle ratio is adjusted so as to be 15% by volume or more.
The method for producing a molding material according to an eighth invention is characterized in that, in the sixth or seventh invention, the papermaking sludge incineration ash is adjusted so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a molding material according to the eighth aspect, wherein the fine particles include those prepared by pulverizing the coarse particles.
The manufacturing method of the molding material of the 10th invention uses the bag filter ash as the fine particles and the cyclone ash as the coarse particles in the 8th invention, respectively, and the bag filter ash and the cyclone ash have a mass ratio of 9 : 1 to 2: 8.
(Molded body)
The molded body of the eleventh invention comprises a molding material made of paper sludge incineration ash obtained by incinerating a paper pulp manufacturing process residue, and a fiber member, and the molding material contains fine particles having a particle diameter of 20 μm or less. It is adjusted to contain at a ratio of 15% by volume or more, and the fiber members are connected by the molding material (however, with respect to 100 parts by weight of the papermaking sludge incinerated ash) A molded body using a molding material to which an alkali metal compound is added so that the weight ratio converted to oxide is 0.3% by weight or more, and a molding material to which gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent are added. Excluding the molded product used).
The molded body of the twelfth invention comprises a molding material consisting only of papermaking sludge incineration ash obtained by incinerating a paper pulp manufacturing process residue, and a fiber member, and the molding material contains fine particles having a particle diameter of 20 μm or less. , 15% by volume or more, and the fiber members are connected by the molding material.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh or twelfth aspect, the molding material and the fiber member are mixed, and the mixed material is kneaded and molded.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the kneaded mixed material is kneaded and pressure-molded.
In the invention according to any one of the eleventh, twelfth, thirteenth and fourteenth inventions, the papermaking sludge incineration ash contains coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles. It is characterized by being adjusted to.
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, the fine particles include those prepared by pulverizing the coarse particles.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, the fine particles are bag filter ash, the coarse particles are cyclone ash, and the bag filter ash and the cyclone ash have a mass ratio of 9: 1. It is adjusted so that it may be set to ˜2: 8.
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the eleventh to seventeenth aspects, the fiber member contains fibers having an average fiber width of 1 to 35 μm and an average fiber length of 0.1 to 3 mm. It is characterized by being.
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the eleventh to eighteenth aspects, the fiber member is pulp.
(Method for producing molded body)
The method for producing a molded body of the twentieth invention comprises papermaking sludge incineration ash adjusted so as to contain fine particles having a particle diameter of 20 μm or less obtained by incineration treatment of a paper pulp production process residue at a ratio of 15% by volume or more. A molding material and a fiber member are mixed, and the mixed material is kneaded and molded (however, the weight ratio in terms of oxide is 0 with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash) Except for a method for producing a molded product in which an alkali metal compound is added and molded so as to be 3% by weight or more, and a method for producing a molded product in which gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent are added.
The method for producing a molded article according to the twenty-first invention is based only on papermaking sludge incineration ash adjusted so as to contain fine particles having a particle diameter of 20 μm or less obtained by incineration treatment of a paper pulp production process residue at a ratio of 15% by volume or more. A molding material and a fiber member are mixed, and the mixed material is kneaded and molded.
According to a twenty-second aspect of the invention, there is provided a method for producing a molded body according to the twentieth or twenty-first aspect, wherein the kneaded mixed material is kneaded and pressure-molded.
In the twentieth, twenty-first, or twenty-second invention, the method for producing a molded body of the twenty-third invention is adjusted so that the fiber member contains fibers having an average fiber width of 1 to 35 μm and an average fiber length of 0.1 to 3 mm. It is characterized by being made.
In the invention according to any one of the twentieth, twenty-first, twenty-second, and twenty-third inventions, the papermaking sludge incineration ash comprises coarse particles having a larger particle diameter than the fine particles. It is adjusted so that it may contain.
According to a 25th aspect of the present invention, there is provided a method for producing a molded body according to the 24th aspect, wherein bag fine ash is used as the fine particles and cyclone ash is used as the coarse particles, and the bag filter ash and the cyclone ash are 9 : 1 to 2: 8.

(成形材料)
第1、第2発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、水を加えるだけで固化させることができる。すると、セメントや石膏などの結合剤に代えて使用すれば、成形体を形成することができる。
発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、混練して固化させれば粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する。すると、所望の強度を有する成形体を成形することができる。
発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のPS灰を原料にすることができる。
発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合するだけで成形材料を成形できるので、成形材料の調整を簡単にすることができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形材料を形成することができる。
(成形材料の製造方法)
6、第7発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整するだけで、水を加えれば固化する成形材料を製造することができる。
発明によれば、成形材料が所定の粒子径を有する粗粒子を含有するように調整するので、混練して固化すれば粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する成形材料を製造することができる。そして、混合割合を調整すれば、固化させることができるので、所望の強度を発生する成形材料を製造することができる。
発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のPS灰を原料にすることができる。
10発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合するだけで成形材料を製造できるので、成形材料の調整を簡単にすることができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形材料を製造することができる。
(成形体)
11、第12発明によれば、繊維部材同士が成形材料で連結されているので、強度等において優れた特性を発生させることができる。そして、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、適切に固化させることができる。
13発明によれば、適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整された成形材料と繊維部材を有する混合材料を混練することによって、混練した混合材料中に微粒子と繊維部材が混在させた状態にできるので、より適切に固化させることができる。
14発明によれば、繊維部材を混在させているので、加圧成形の際の脱水を容易に行うことができる。すると、成形体の密度および強度を向上させることができる。
15発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、粗粒子間に微粒子が分散した状態で固化する。すると、所望の強度を有する成形体を成形することができる。
16発明によれば、粒子径の大きい材料を用いて成形材料を形成できるので、例えば、サイクロン灰など種々のPS灰を原料にすることができる。
17発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合し固化させれば成形体を簡単に形成することができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形体を形成することができる。
18発明によれば、適切な繊維長および繊維幅を有する繊維が含有しているので、適切な強度が発生する成形体を形成できる。また、成形時のプレス圧を高くしても、脱水工程をよりスムースに行うことができる。
19発明によれば、製紙工程で得られる古紙パルプやバージンパルプなどのパルプを有効に利用することができる。
(成形体の製造方法)
20、第21発明によれば、成形材料と繊維部材に水を加えて混練すれば、繊維部材同士が成形材料で連結されるので、強度等において優れた特性を発生する成形体を製造することができる。また、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、適切に固化する成形体を製造することができる。
22発明によれば、成形時のプレス圧を高くすることができるので、密度が高い成形体を製造することができる。すると、高い強度を発生する成形体を製造することができる。
23発明によれば、繊維部材が適切な繊維長および繊維幅を有する繊維が含有するように調整されているので、適切な強度を発生する成形体を製造することができる。また、成形時のプレス圧を高くしても、脱水工程をよりスムースに行うことができるので、成形体を製造する際の作業性を向上させることができる。
24発明によれば、所定の粒子径を有する粗粒子を含有しているので、粗粒子間に微粒子を分散させることができるので、所望の強度を発生する成形体を製造することができる。
25発明によれば、バグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合に混合し固化させれば成形体を簡単に製造することができる。そして、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整すれば、固化した際に用途に応じた強度を発生する成形体を製造することができる。
(Molding material)
According to the first and second inventions, the fine particles having an appropriate size are adjusted so as to have an appropriate content, so that they can be solidified only by adding water. Then, if it uses it instead of binders, such as cement and gypsum, a molded object can be formed.
According to the third aspect of the invention, since the coarse particles having a predetermined particle diameter are contained, if they are kneaded and solidified, they are solidified with fine particles dispersed between the coarse particles. Then, the molded object which has desired intensity | strength can be shape | molded.
According to the fourth invention, since a molding material can be formed using a material having a large particle diameter, for example, various PS ash such as cyclone ash can be used as a raw material.
According to the fifth aspect of the present invention, the molding material can be molded simply by mixing the bag filter ash and the cyclone ash at a predetermined ratio, so that the adjustment of the molding material can be simplified. And if the ratio which mixes bag filter ash and cyclone ash is adjusted, the molding material which generate | occur | produces the intensity | strength according to a use when it solidifies can be formed.
(Manufacturing method of molding material)
According to the sixth and seventh inventions, it is possible to produce a molding material that is solidified by adding water only by adjusting so that fine particles having an appropriate size have an appropriate content rate.
According to the eighth aspect of the invention, since the molding material is adjusted to contain coarse particles having a predetermined particle diameter, a molding material that solidifies in a state in which fine particles are dispersed between the coarse particles is produced when kneaded and solidified. be able to. If the mixing ratio is adjusted, it can be solidified, and thus a molding material that generates a desired strength can be produced.
According to the ninth aspect, since the molding material can be formed using a material having a large particle size, for example, various PS ash such as cyclone ash can be used as a raw material.
According to the tenth aspect, since the molding material can be produced simply by mixing the bag filter ash and the cyclone ash at a predetermined ratio, the adjustment of the molding material can be simplified. And if the ratio which mixes bag filter ash and cyclone ash is adjusted, the molding material which generate | occur | produces the intensity | strength according to a use will be manufactured when it solidifies.
(Molded body)
According to the eleventh and twelfth inventions, since the fiber members are connected to each other by the molding material, excellent characteristics in strength and the like can be generated. And since the molding material is adjusted so that the fine particle of an appropriate magnitude | size may become an appropriate content rate, it can be solidified appropriately.
According to the thirteenth invention, the fine particles and the fiber member are mixed in the kneaded mixed material by kneading the mixed material having the molding material and the fiber member adjusted so that the fine particles having an appropriate size have an appropriate content ratio. Can be solidified more appropriately.
According to the fourteenth aspect , since the fiber member is mixed, dehydration can be easily performed during pressure molding. Then, the density and intensity | strength of a molded object can be improved.
According to the fifteenth aspect, since the coarse particles having a predetermined particle diameter are contained, the solidification is performed in a state where the fine particles are dispersed between the coarse particles. Then, the molded object which has desired intensity | strength can be shape | molded.
According to the sixteenth invention, since the molding material can be formed using a material having a large particle size, for example, various PS ash such as cyclone ash can be used as a raw material.
According to the seventeenth aspect of the present invention, if the bag filter ash and the cyclone ash are mixed in a predetermined ratio and solidified as they are, a molded body can be easily formed. And if the ratio which mixes bag filter ash and cyclone ash is adjusted, the molded object which generate | occur | produces the intensity | strength according to a use when it solidifies can be formed.
According to the eighteenth aspect of the invention, since a fiber having an appropriate fiber length and fiber width is contained, a molded body having an appropriate strength can be formed. Moreover, even if the pressing pressure at the time of molding is increased, the dehydration process can be performed more smoothly.
According to the nineteenth invention, pulp such as waste paper pulp and virgin pulp obtained in the papermaking process can be used effectively.
(Method for producing molded body)
According to the twentieth and twenty-first inventions, when water is added to the molding material and the fiber member and kneaded, the fiber members are connected to each other by the molding material, so that a molded body that produces excellent properties in strength and the like is manufactured. be able to. In addition, since the molding material is adjusted so that fine particles having an appropriate size have an appropriate content, a molded body that is appropriately solidified can be manufactured.
According to the twenty- second aspect, since the pressing pressure at the time of molding can be increased, a molded body having a high density can be produced. Then, the molded object which generate | occur | produces high intensity | strength can be manufactured.
According to the twenty- third aspect, since the fiber member is adjusted so as to contain fibers having an appropriate fiber length and fiber width, a molded body that generates appropriate strength can be manufactured. Moreover, even if the press pressure at the time of molding is increased, the dehydration process can be performed more smoothly, so that the workability at the time of manufacturing the molded body can be improved.
According to the twenty-fourth invention, since the coarse particles having a predetermined particle diameter are contained, the fine particles can be dispersed between the coarse particles, and thus a molded product that generates a desired strength can be produced.
According to the twenty-fifth aspect of the present invention, a molded article can be easily produced by mixing bag filter ash and cyclone ash in a predetermined ratio and solidifying them as they are. And if the ratio which mixes bag filter ash and cyclone ash is adjusted, the molded object which generate | occur | produces the intensity | strength according to a use when it solidifies can be manufactured.

実施例に使用した製紙スラッジ焼却灰の粒度分布を示した図である。It is the figure which showed the particle size distribution of the papermaking sludge incineration ash used for the Example. 実施例に使用した製紙スラッジ焼却灰の累積粒度分布を示した図である。It is the figure which showed the cumulative particle size distribution of the papermaking sludge incineration ash used for the Example. 実施例の実験結果を示した図であり、成形材料と一般的なセメントのXRDスペクトルを示した図である。It is the figure which showed the experimental result of the Example, and is the figure which showed the XRD spectrum of the molding material and general cement. 本実施形態の成形体を製造する際のフローを示した図である。It is the figure which showed the flow at the time of manufacturing the molded object of this embodiment. 実施例の実験結果を示した図である。It is the figure which showed the experimental result of the Example. 実施例の実験結果を示した図であり、成形材料の粒度分布とかかる成形材料を用いた成形体の曲げ強さおよび圧縮強さの関係を示した図である。It is the figure which showed the experimental result of the Example, and is the figure which showed the relationship between the particle size distribution of a molding material, and the bending strength and compressive strength of a molded object using this molding material. 実施例の実験結果を示した図である。It is the figure which showed the experimental result of the Example.

本発明の成形材料は、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる材料であって、製紙スラッジ焼却灰に含まれる微粒子の灰が所定の含有率となるように調整されたものであり、水を加え混練するだけで固化するように調整されていることに特徴を有する。つまり、本発明の成形材料は、それ自体が固化剤として機能するので、セメントや石膏などの結合剤に代えて固化剤として使用することができる。   The molding material of the present invention is a material made of paper sludge incineration ash obtained by incineration of paper pulp manufacturing process residues, and adjusted so that the fine ash contained in the paper sludge incineration ash has a predetermined content rate. It is characterized by being adjusted so that it is solidified only by adding water and kneading. That is, since the molding material of the present invention itself functions as a solidifying agent, it can be used as a solidifying agent instead of a binder such as cement or gypsum.

本発明の成形材料の原料となる製紙スラッジ焼却灰(以下、単にPS灰という)は、製紙工程の排水等を処理した際に発生する製紙スラッジを含む固形分(以下、単に製紙スラッジという)を焼却設備を用いて焼却処理(例えば、800℃〜900℃程度)した際に回収される焼却灰のことである。   The papermaking sludge incineration ash (hereinafter simply referred to as PS ash) that is the raw material of the molding material of the present invention is a solid content (hereinafter simply referred to as papermaking sludge) containing papermaking sludge that is generated when wastewater in the papermaking process is processed. It is incineration ash collected when incineration is performed using an incineration facility (for example, about 800 ° C. to 900 ° C.).

製紙スラッジを焼却する焼却設備は、一般的に、焼却装置(例えば、流動床焼却炉や、ストーカー炉、ロータリーキルン)と、この焼却装置で処理されたガス中に含まれる粒状体(いわゆる焼却灰)を回収する焼却灰回収装置とを備えている。この焼却灰回収装置は、一般的に、上流側(焼却装置側)に配設されたサイクロンによって粒子径の大きな焼却灰を回収し、このサイクロンを通過したガス中に含まれるサイクロンでは回収しきれなかった微粒子を、サイクロンよりも下流側に配設されたバグフィルターによって回収するように構成されている。そして、通常、PS灰は、サイクロンによって回収された粒子径の大きな焼却灰(以下、単にサイクロン灰という)と、バグフィルターによって回収された粒子径の小さな焼却灰(以下、単にバグフィルター灰という)に分類される。
なお、サイクロン灰やバグフィルター灰の大きさ(つまり粒子径)とは、特定のサイクロン灰やバグフィルター灰の粒状体を測定した場合、同じ測定結果を示す球体の直径のことを意味するものとする。
Incineration equipment that incinerates paper sludge is generally composed of incinerators (for example, fluidized bed incinerators, stalker furnaces, rotary kilns) and granular materials (so-called incineration ash) contained in the gas processed by the incinerators. And an incinerated ash collection device for collecting the ash. This incineration ash collection device generally collects incineration ash with a large particle diameter by a cyclone arranged upstream (incineration device side), and the cyclone contained in the gas that has passed through this cyclone can recover it completely. The fine particles that have not been collected are collected by a bag filter disposed downstream of the cyclone. In general, PS ash is incinerated ash with a large particle size recovered by a cyclone (hereinafter simply referred to as cyclone ash) and incinerated ash with a small particle size recovered by a bag filter (hereinafter simply referred to as bag filter ash). are categorized.
The size of cyclone ash and bag filter ash (that is, the particle size) means the diameter of a sphere that shows the same measurement results when measuring particles of specific cyclone ash or bag filter ash. To do.

サイクロン灰は、通常、粒子径が1000μm以下の粒状体(以下、粗粒子という)の灰からなり、バグフィルター灰は、通常、粒子径が20μm以下の小さな粒子状(以下、微粒子という)の灰からなる。   Cyclone ash is usually made of ash in a granular form (hereinafter referred to as coarse particles) with a particle size of 1000 μm or less, and bag filter ash is usually ash in the form of small particles (hereinafter referred to as fine particles) with a particle size of 20 μm or less. Consists of.

一方、両者は、その粒子径が相違するものの、いずれも原料となる製紙スラッジを焼却処理して得られたものであるため、実質的に同等の元素を含有する。
通常、両者の原料となる製紙スラッジには、パルプ由来の無機物質や填料由来の無機物質が含まれている。填料等の無機物質としては、例えば、カオリン(はくとう土)、焼成カオリン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、二酸化チタン、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカなどをあげることができる。
On the other hand, although both have different particle diameters, both are obtained by incineration of papermaking sludge as a raw material, and therefore contain substantially equivalent elements.
Usually, the papermaking sludge which is the raw material of both contains an inorganic substance derived from pulp and an inorganic substance derived from filler. Examples of inorganic substances such as fillers include kaolin (soil), calcined kaolin, calcium carbonate, zinc oxide, aluminum hydroxide, zinc sulfide, titanium dioxide, calcium sulfate, calcium sulfite, barium sulfate, talc, and silica. Can give.

したがって、製紙スラッジを焼却処理した際に焼却設備の焼却灰回収装置で回収されたサイクロン灰やバグフィルター灰は、これらの無機物質に由来する成分を含有する。かかる元素として、例えば、カルシウム(Ca)やアルミニウム(Al)、ケイ素(Si)などを挙げることができる。そして、これらの元素は、例えば、酸化カルシウムやカオリンなどのような状態でサイクロン灰やバグフィルター灰中に存在すると考えられている。   Therefore, the cyclone ash and the bag filter ash collected by the incineration ash collection device of the incineration facility when the papermaking sludge is incinerated contain components derived from these inorganic substances. Examples of such elements include calcium (Ca), aluminum (Al), and silicon (Si). These elements are considered to exist in cyclone ash and bag filter ash in a state such as calcium oxide or kaolin.

そして、本発明の成形材料は、上記のごとき粒子径を有する微粒子からなるバグフィルター灰または、かかるバグフィルター灰と上記のごとき粒子径を有する粗粒子からなるサイクロン灰を混合することによって調整されている。
つまり、本発明の成形材料は、PS灰のうち20μm以下の微粒子を含有するように調整されており、上述したような元素を含有するのである。
したがって、本発明の成形材料は、水を加えて混練すれば、固化させることができるので、セメントや石膏に代えて使用することができる。つまり、本発明の成形材料を使用すれば、成形材料が固化した成形体を形成することができる。
The molding material of the present invention is adjusted by mixing bag filter ash composed of fine particles having a particle size as described above or cyclone ash composed of such bag filter ash and coarse particles having a particle size as described above. Yes.
That is, the molding material of the present invention is adjusted to contain fine particles of 20 μm or less in PS ash, and contains the elements as described above.
Therefore, since the molding material of the present invention can be solidified by adding water and kneading, it can be used in place of cement or gypsum. That is, if the molding material of this invention is used, the molded object which the molding material solidified can be formed.

また、本発明の成形材料は、セメントの主成分であるエーライトやビーライトとは異なる性質を有している。言い換えると、両者の優れた点を併せ持っているのである。つまり、本発明の成形材料は、水を加えて固化させれば、エーライトのような水和反応における初期の強度を発揮させつつ、ビーライトのような長期間にわたる強度を維持する性質を有するのである。   The molding material of the present invention has properties different from alite and belite, which are the main components of cement. In other words, they have the best of both worlds. That is, when the molding material of the present invention is solidified by adding water, it has the property of maintaining the strength over a long period of time like belite while exerting the initial strength in the hydration reaction like alite. It is.

そして、本発明の成形材料は、かかる性質を発現させる結晶構造が、セメントを固化させる際に生じる結晶構造とは異なっている。かかる結晶構造についての詳細は、後述する。   In the molding material of the present invention, the crystal structure that exhibits such properties is different from the crystal structure that is generated when the cement is solidified. Details of the crystal structure will be described later.

とくに、本発明の成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合したPS灰を用いる場合、粒子径が20μm以下の微粒子が15体積%以上となるように含有するように調整されたものが好ましい。かかる場合、成形材料が適切な大きさの微粒子が適切な含有率となるように調整されているので、水を加えるだけで確実に固化させることができる。   In particular, when PS ash mixed with bag filter ash and cyclone ash is used as the molding material of the present invention, it is preferable that the particle size is adjusted so as to contain fine particles having a particle size of 20 μm or less of 15% by volume or more. . In such a case, the molding material is adjusted so that fine particles having an appropriate size have an appropriate content, so that it can be surely solidified only by adding water.

また、サイクロン灰とバグフィルター灰が混合したPS灰を本発明の成形材料として用いる場合、バグフィルター灰を構成する微粒子の粒子径はサイクロン灰を構成する粗粒子の粒子径に比べて小さいので、バグフィルター灰の微粒子は、サイクロン灰の粗粒子間に分散した状態となる。
すると、かかるPS灰を用いた成形材料を使用して成形体を成形した場合、成形体のいずれの箇所においても、サイクロン灰の粗粒子同士を、両者間に存在するバグフィルター灰の微粒子で結合した状態にすることができる。つまり、かかる成形材料を使用した場合であっても、均質な成形体を形成することができる。
Further, when PS ash mixed with cyclone ash and bag filter ash is used as the molding material of the present invention, the particle size of the fine particles constituting the bag filter ash is smaller than the particle size of the coarse particles constituting the cyclone ash, The fine particles of the bag filter ash are dispersed between the coarse particles of the cyclone ash.
Then, when a molded body is molded using a molding material using such PS ash, the coarse particles of cyclone ash are bonded with the fine particles of the bag filter ash existing between them in any part of the molded body. It can be in the state. That is, even when such a molding material is used, a homogeneous molded body can be formed.

しかも、上記のごとき粗粒子を有するサイクロン灰と微粒子を有するバグフィルター灰の混合割合を調整することによって、かかる成形材料を使用して形成された成形体の強度をも調整することができるので、用途に応じた成形体を成形することが可能となる。
なお、成形体の詳細は、後述する。
Moreover, by adjusting the mixing ratio of the cyclone ash having coarse particles as described above and the bag filter ash having fine particles, the strength of the molded body formed using such a molding material can be adjusted, so It becomes possible to mold a molded body according to the application.
Details of the molded body will be described later.

なお、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰が上記のごとき微粒子と粗粒子をそれぞれ有するような場合、両者を所定の割合となるように混合すれば、本発明の成形材料を製造することができる。   If the bag filter ash and cyclone ash recovered from the incineration facility have fine particles and coarse particles as described above, the molding material of the present invention can be manufactured by mixing both in a predetermined ratio. be able to.

例えば、焼却設備から回収されたバグフィルター灰が上記のごとき微粒子からなり、サイクロン灰が上記のごとき粗粒子からなる場合、かかるバグフィルター灰とサイクロン灰を、質量比において、10:0〜2:8となるように混合するのが好ましく、より好ましくは9:1〜4:6となるように混合する。   For example, when the bag filter ash recovered from the incineration facility is composed of the fine particles as described above and the cyclone ash is composed of the coarse particles as described above, the bag filter ash and the cyclone ash are 10: 0 to 2: It is preferable to mix so that it may be set to 8, More preferably, it mixes so that it may become 9: 1 to 4: 6.

すると、この成形材料を使用すれば、上記のごとき微粒子が適切な含有率(つまり、15体積%以上)となるように調整された成形材料を使用して成形した成形体と同等の強度を有する成形体を成形することができる。つまり、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰をそのまま所定の割合となるように混合するだけで、成形材料を簡単に調整することができる。
そして、かかるバグフィルター灰とサイクロン灰を混合する割合を調整することによって、用途に応じた強度を有する成形体を形成することができる。
Then, if this molding material is used, it has the same strength as a molded body molded using a molding material adjusted so that the fine particles as described above have an appropriate content (that is, 15% by volume or more). A molded body can be molded. That is, the molding material can be easily adjusted by simply mixing the bag filter ash and the cyclone ash collected from the incineration facility so as to have a predetermined ratio.
And the molded object which has the intensity | strength according to a use can be formed by adjusting the ratio which mixes this bag filter ash and cyclone ash.

とくに、バグフィルター灰とサイクロン灰を所定の割合(例えば、4:6)となるように混合された状態で焼却設備から回収することができれば、かかるPS灰をそのままの状態で本発明の成形材料として利用することができる。
この場合、バグフィルター灰とサイクロン灰を混合等する作業を行わなくてもよくなるから、成形材料を製造する際の作業性を向上させることができる。
In particular, if the bag ash and the cyclone ash can be recovered from the incineration facility in a state where they are mixed in a predetermined ratio (for example, 4: 6), the molding material of the present invention can be used as it is. Can be used as
In this case, the work of mixing the bag filter ash and the cyclone ash does not have to be performed, so that the workability when producing the molding material can be improved.

また、焼却設備から回収されるバグフィルター灰とサイクロン灰が、上記のごとき範囲となるように混合された状態で回収されれば、用途に応じた成形材料を多量に調整することができ、焼却設備から直接搬出することが可能となるので、経済性も向上させることができる。   In addition, if the bag filter ash and cyclone ash recovered from the incineration facility are recovered in a mixed state so as to be in the above range, a large amount of molding material can be adjusted according to the application, and incineration Since it becomes possible to carry out directly from an installation, economical efficiency can also be improved.

また、上記例では、本発明の成形材料の原料となるPS灰が、バグフィルター灰とサイクロン灰からなり、それぞれの粒状体が微粒子、粗粒子となる場合について説明した。そして、粗粒子としては、一般的な、粒子径が1000μm以下のサイクロン灰を用いた場合について説明した。しかし、粗粒子は、その粒子径がかかる値よりも大きいサイクロン灰を用いてもよいし、サイクロン灰よりも粒子径が大きいPS灰を用いてもよい。   In the above example, PS ash that is a raw material of the molding material of the present invention is composed of bag filter ash and cyclone ash, and the respective granular materials are fine particles and coarse particles. And as a coarse particle, the case where the general cyclone ash with a particle diameter of 1000 micrometers or less was used was demonstrated. However, the coarse particles may be cyclone ash having a particle size larger than the value, or PS ash having a particle size larger than the cyclone ash.

一般的なサイクロン灰よりも粒子径が大きいPS灰としては、例えば、焼却灰回収装置が、サイクロンよりも上流側(焼却装置側)に配設されサイクロン灰よりも粒子径が大きい粒状体(例えば、粒子径が約1〜約3mm)のPS灰を回収することができる灰回収部を備えている場合、かかる灰回収部で回収されたPS灰を挙げることができる。かかるPS灰でも、粉砕手段を用いてバグフィルター灰と同等の粒子径を有するように粉砕すれば、上述したようなサイクロン灰を粉砕した場合と同様に、成形材料を製造することができる。つまり、PS灰がサイクロン灰よりも粒子径の大きいPS灰を含む場合であっても、本発明の成形材料の原料として有効に利用することができる。   As the PS ash having a particle size larger than that of a general cyclone ash, for example, an incineration ash recovery device is disposed on the upstream side (incineration device side) of the cyclone, and a granular material having a particle size larger than the cyclone ash (for example, In the case where an ash recovery part capable of recovering PS ash having a particle diameter of about 1 to about 3 mm is provided, PS ash recovered by the ash recovery part can be mentioned. If such PS ash is pulverized so as to have a particle size equivalent to that of the bag filter ash using a pulverizing means, a molding material can be produced in the same manner as when the cyclone ash is pulverized as described above. That is, even if PS ash contains PS ash having a particle diameter larger than that of cyclone ash, it can be effectively used as a raw material for the molding material of the present invention.

上記のごとく粉砕手段によって粗粒子の粒子径が20μm以下となるように粉砕したPS灰を、バグフィルター灰等に混合し粒子径が20μm以下の粒状体が上述した微粒子の場合と同様の含有率となるように調整したものを本発明の成形材料のPS灰として用いてもよい。   As described above, the PS ash pulverized so that the particle size of the coarse particles is 20 μm or less by the pulverizing means is mixed with bag filter ash and the like, and the granule having a particle size of 20 μm or less is the same content as the above-mentioned fine particles. What was adjusted so that it may become may be used as PS ash of the molding material of this invention.

なお、粉砕手段は、サイクロン灰などのバグフィルター灰よりも粒子径の大きいPS灰をバグフィルター灰程度の粒子径となるように粉砕することができるものであれば、とくに限定されず、例えば、超遠心粉砕機やミル、グラインダー、混練機、ディスパーザーなどを挙げることができる。   The pulverizing means is not particularly limited as long as it can pulverize PS ash having a particle size larger than that of bag filter ash such as cyclone ash so as to have a particle size equivalent to that of bag filter ash. Examples thereof include an ultracentrifugal mill, a mill, a grinder, a kneader, and a disperser.

また、粉砕手段を用いて上記PS灰を粉砕する方法もとくに限定されず、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれの方法も採用することができるが、粉砕後の篩分け等の作業性の観点から、乾式粉砕を採用するのが好ましい。   Further, the method for pulverizing the PS ash using a pulverizing means is not particularly limited, and any method of dry pulverization and wet pulverization can be adopted, but from the viewpoint of workability such as sieving after pulverization, It is preferable to employ dry grinding.

さらになお、粉砕手段が粉砕した粒状体を所定の大きさに分別可能な篩機能等を有していれば、粉砕手段によって粉砕した粒状体から所望の粒子径を有する粒状体だけを回収することができるので好ましい。   Furthermore, if the pulverizing means has a sieving function capable of separating the pulverized granular material into a predetermined size, only the granular material having a desired particle diameter is recovered from the pulverized granular material. Is preferable.

(製造方法)
以上のごとく調整された成形材料によって成形体を形成する場合には、図4に示すように、まず成形材料に所定の量の水(例えば、成形材料100gに対して、80g)を加えて混練し、ついで、この混練物を所望の形状を有する型に入れる。そして、型に入れたままで混練物を所定の条件下で静置または養生すれば、混練物、つまり成形材料が固化した成形体を形成することができる。
(Production method)
In the case of forming a molded body with the molding material adjusted as described above, as shown in FIG. 4, first, a predetermined amount of water (for example, 80 g with respect to 100 g of the molding material) is added to the molding material and kneaded. Then, the kneaded product is put into a mold having a desired shape. Then, if the kneaded material is left standing or cured under predetermined conditions while being put in a mold, a kneaded material, that is, a molded body in which the molding material is solidified can be formed.

成形体は、上述したように、水と成形材料の混錬物を所望の型に入れて養生することによって製造することができるが、かかる方法に限定されず、他の部材を混ぜ合わせた混錬物を所望の型に入れて養生することによって製造してもよい。
以下では、本発明の成形材料と混ぜ合わせる部材として、繊維部材を採用した場合を説明する。
As described above, a molded body can be manufactured by putting a kneaded product of water and a molding material into a desired mold and curing, but is not limited to such a method, and is a mixture obtained by mixing other members. You may manufacture by putting a smelt in a desired type | mold and curing.
Below, the case where a fiber member is employ | adopted as a member mixed with the molding material of this invention is demonstrated.

つぎに、本発明の成形体について、以下説明する。
本発明の成形体は、製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料によって繊維部材同士が連結されていることに特徴を有する。具体的には、本発明の成形体(以下、単に成形体という)は、製紙スラッジ焼却灰(以下、単にPS灰という)を原料とする成形材料と繊維部材に水を加えて混練するだけで、成形材料によって繊維部材同士が連結された状態で固化したものである。
また、本発明の成形体は、繊維部材が存在する状態で成形し脱水するので、高い強度を発生する成形体を形成することができ、しかも成形体の成形工程の作業性を向上させることができるが、かかる理由については、後述する。
Next, the molded product of the present invention will be described below.
The molded body of the present invention is characterized in that the fiber members are connected to each other by a molding material that uses paper sludge incineration ash as a raw material. Specifically, the molded body of the present invention (hereinafter simply referred to as a molded body) can be obtained simply by adding water to a molding material and fiber member made from paper sludge incineration ash (hereinafter simply referred to as PS ash). The fiber member is solidified in a state where the fiber members are connected to each other by the molding material.
In addition, since the molded body of the present invention is molded and dehydrated in the presence of the fiber member, it is possible to form a molded body that generates high strength and to improve the workability of the molding process of the molded body. However, the reason for this will be described later.

成形体を構成する成形材料は、製紙工程の排水等を処理した際に発生する製紙スラッジを含む固形分(以下、単に製紙スラッジという)を焼却設備を用いて焼却処理(例えば、800℃〜900℃)した際に回収される焼却灰のことである。   The molding material constituting the molded body is an incineration process (for example, 800 ° C. to 900 ° C.) using a incineration facility for solid content (hereinafter simply referred to as “papermaking sludge”) including papermaking sludge generated when wastewater in the papermaking process is processed. Incinerated ash recovered at the time of ℃).

製紙スラッジを焼却する焼却設備は、一般的に、上述した焼却装置(例えば、流動床焼却炉や、ストーカー炉、ロータリーキルン)と、この焼却装置で処理されたガス中に含まれる粒状体(いわゆる焼却灰)を回収する焼却灰回収装置とを備えている。この焼却灰回収装置は、一般的に、上述した場合と同様の構成からなり、回収されるサイクロン灰やバグフィルター灰に含まれる粒状体の粒子径等も上述した場合と同様の大きさの粒状体が含まれた灰である。   Generally, the incineration equipment for incinerating papermaking sludge includes the incinerators described above (for example, fluidized bed incinerators, stalker furnaces, rotary kilns) and granular materials contained in the gas treated by the incinerators (so-called incineration). Incinerated ash collection device that collects ash). This incineration ash collection device generally has the same configuration as described above, and the particle size of the granular material contained in the recovered cyclone ash and bag filter ash is the same as that described above. Ashes containing body.

一方、サイクロン灰とバグフィルター灰は、上述したように、その粒子径が相違するものの、いずれも原料となる製紙スラッジを焼却処理して得られたものであるため、実質的に同等の元素を含有するものである。   On the other hand, cyclone ash and bag filter ash have different particle diameters as described above, but both are obtained by incineration of papermaking sludge as a raw material. It contains.

また、両者の原料となる製紙スラッジには、上述したように、パルプ由来の無機物質や填料由来の無機物質(カオリン(はくとう土)等)が含まれている。   In addition, as described above, the papermaking sludge that is the raw material of both contains pulp-derived inorganic substances and filler-derived inorganic substances (kaolin, etc.).

したがって、製紙スラッジを焼却処理した際に焼却設備の焼却灰回収装置で回収されたサイクロン灰やバグフィルター灰は、上述したように、これらの無機物質に由来する成分を含有するものであり、カルシウム(Ca)等が酸化カルシウムなどのような状態でサイクロン灰やバグフィルター灰中に存在すると考えられている。   Therefore, the cyclone ash and bag filter ash recovered by the incineration ash recovery device of the incineration facility when paper sludge is incinerated, as described above, contain components derived from these inorganic substances, and calcium It is considered that (Ca) and the like exist in cyclone ash and bag filter ash in a state such as calcium oxide.

そして、本発明の成形体を構成する成形材料は、上記のごとき粒子径を有する微粒子からなるバグフィルター灰または、かかるバグフィルター灰と上記のごとき粒子径を有する粗粒子からなるサイクロン灰を混合することによって調整されている。
つまり、本発明の成形材料は、PS灰のうち20μm以下の微粒子を含有するように調整されており、上述したような元素を含有するのである。
And the molding material which comprises the molded object of this invention mixes the bag filter ash which consists of microparticles | fine-particles which have the above particle diameters, or the cyclone ash which consists of such bag filter ash and coarse particles which have the above particle diameters. Have been adjusted by that.
That is, the molding material of the present invention is adjusted to contain fine particles of 20 μm or less in PS ash, and contains the elements as described above.

したがって、本発明の成形体を構成する成形材料は、水を加えて混練すれば、固化させることができる。しかも、成形材料は、上述したように、セメントの主成分であるエーライトとビーライトの両者の優れた点を併せ持った材料であるので、セメントや石膏に代えて使用することができる。   Therefore, the molding material constituting the molded body of the present invention can be solidified by adding water and kneading. In addition, as described above, the molding material is a material having both the excellent points of alite and belite, which are the main components of cement, and therefore can be used in place of cement and gypsum.

本発明の成形体は、上述したような成形材料に水を加えて混練する際に、繊維部材を入れて混練し、成形した後、乾燥すれば、成形材料だけからなる成形体に比べ強度が高い成形体を形成することができる。
かかる理由としては、成形材料と繊維部材に水を加えて混練し成形すれば、繊維部材同士間に成形材料が混在した状態で形成することができるからである。このような構造となっているので、この成形体を乾燥すれば、上述したような自ら固化する機能を有する成形材料によって繊維部材同士を連結させた状態で固化させることができる。
When the molded body of the present invention is kneaded by adding water to the molding material as described above, the fiber member is mixed and kneaded, and after molding, the strength is higher than that of the molded body made of only the molding material. A high molded body can be formed.
This is because if the molding material and the fiber member are mixed with water and kneaded and molded, the molding material can be formed in a state where the molding material is mixed between the fiber members. Since it becomes such a structure, if this molded object is dried, it can be solidified in the state which connected the fiber members with the molding material which has the function to solidify itself as mentioned above.

とくに、繊維部材の材質が水酸基を有する場合、隣接する繊維部材同士を水素結合によって結合させることができる。
つまり、本発明の成形体は、成形材料と繊維部材に水を加えて混練→成形→脱水→乾燥することによって、繊維部材同士間を成形材料によって固化させるとともに、隣接する繊維部材同士を繊維同士自体が有する結合力によって両者を結合させることができるので、強度が高い成形体を成形することができるのである。
In particular, when the material of the fiber member has a hydroxyl group, adjacent fiber members can be bonded by hydrogen bonding.
That is, the molded body of the present invention is made by adding water to the molding material and the fiber member and kneading → molding → dehydration → drying to solidify the fiber members with the molding material, and the adjacent fiber members to each other. Since both of them can be bonded by the bonding force possessed by themselves, a molded body having high strength can be molded.

(製造方法)
上述したような本発明の成形体を製造する方法は、成形材料と繊維部材に水を加えて混練し成形して乾燥するだけであるので様々な方法を採用することができるが、以下の方法を使用して成形すれば、その成形体(つまり、本発明の成形体)の強度および成形性を向上させる上で好ましい。
(Production method)
The method for producing the molded body of the present invention as described above can employ various methods because it only involves adding water to the molding material and the fiber member, kneading, molding, and drying. Is preferably used for improving the strength and moldability of the molded body (that is, the molded body of the present invention).

図4に示すように、成形材料と繊維部材を混練する混練手段の後、混練手段によって混練した混練物を成形手段に供する。成形手段に供された混練物を所定の形状に成形し加圧手段によって加圧脱水を行った後、所定の条件下で乾燥すれば、成形体を製造することができる。
以下、成形体を製造する方法を、具体的に説明する。
As shown in FIG. 4, after the kneading means for kneading the molding material and the fiber member, the kneaded material kneaded by the kneading means is supplied to the molding means. A molded product can be produced by molding the kneaded material provided to the molding means into a predetermined shape, performing pressure dehydration by the pressurizing means, and then drying under predetermined conditions.
Hereinafter, a method for producing a molded body will be specifically described.

まず、成形材料と繊維部材を混練機等を用いた混練手段によって両者を十分に混合した後、かかる混合物に水を加えて混練する。   First, the molding material and the fiber member are sufficiently mixed by a kneading means using a kneader or the like, and then water is added to the mixture to knead.

そして、この混練物が固化する前に、かかる混練物を成形手段で成形する。この成形手段は、混練物を所定の形状に成形する成形部と、かかる成形部によって成形された成形体に圧力を掛けて脱水する加圧手段を備えている。   And before this kneaded material solidifies, this kneaded material is shape | molded by a shaping | molding means. The molding means includes a molding unit that molds the kneaded material into a predetermined shape, and a pressurizing unit that applies pressure to the molded body molded by the molding unit to dehydrate it.

この成形部は、混練物を所定の形状に成形できればよく、例えば、直方体の成形型を用いることができる。   The molding part only needs to be able to mold the kneaded product into a predetermined shape. For example, a rectangular parallelepiped mold can be used.

また、加圧手段は、成形部に入れて成形した成形体に圧力を加えることができるものであれば、とくに限定されず、例えば、プレス機などを使用することができる。すると、混練手段によって混練した混練物を成形型等に入れてプレス機等で加圧すれば、混練物、つまり成形中の成形体の内部に存在する余分な水を成形体の外部へ排出させることができる。   Moreover, a pressurization means will not be specifically limited if a pressure can be applied to the molded object shape | molded in the shaping | molding part, For example, a press etc. can be used. Then, if the kneaded material kneaded by the kneading means is put into a mold or the like and pressed with a press or the like, the kneaded material, that is, excess water present inside the molded body during molding is discharged to the outside of the molded body. be able to.

そして、加圧手段によって十分に脱水した成形体を成形型から外し、所定の条件下で静置または養生等しながら乾燥すれば、所定の形状(つまり、成形型の形状)に成形された成形体を製造することができる。   Then, if the molded body that has been sufficiently dehydrated by the pressurizing means is removed from the mold and dried while standing or cured under a predetermined condition, it is molded into a predetermined shape (that is, the shape of the mold). The body can be manufactured.

なお、加圧手段は、脱水工程における成形体に圧力を加えて脱水することができる方法であれば、とくに限定されない。   The pressurizing means is not particularly limited as long as it is a method capable of dehydrating by applying pressure to the molded body in the dehydration step.

本発明の成形体は、上記のごとく成形材料中に繊維部材を混在させた状態で成形するので、成形中の成形体の内部から余分な水を成形体の外部へ排出する脱水工程を容易に行うことができる。   Since the molded body of the present invention is molded in a state where the fiber member is mixed in the molding material as described above, the dehydration step of discharging excess water from the inside of the molded body during molding to the outside of the molded body can be easily performed. It can be carried out.

具体的には、加圧手段によって成形型に入れた状態の成形体をプレス機等で加圧する脱水工程に供すれば、成形体の内部に存在する水を繊維部材の表面にそって成形体の外部へ排出させることができる。つまり、繊維部材の表面を水道(みずみち)として機能させることができるのである。
このため、脱水工程において、成形体中に存在する水の脱水を容易に行うことができるので、圧力を掛けて脱水しても、圧力に追従させながら脱水を行うことができる。すると、脱水の作業性を向上させることができる。しかも、高い圧力で脱水することもできるので、乾燥後の成形体の密度も向上させることができるので、成形体の強度を高くすることができる。
Specifically, if it is subjected to a dehydration process in which the molded body put in the mold by the pressurizing means is pressurized with a press or the like, the water present inside the molded body is formed along the surface of the fiber member. Can be discharged outside. That is, the surface of the fiber member can be functioned as water supply.
For this reason, in the dehydration step, water present in the molded body can be easily dehydrated, so that dehydration can be performed while following the pressure even if dehydration is performed by applying pressure. Then, the workability of dehydration can be improved. And since it can also spin-dry | dehydrate at a high pressure, the density of the molded object after drying can also be improved, Therefore The intensity | strength of a molded object can be made high.

また、本発明の成形体は、成形材料中に繊維部材が混在した状態で成形しているので、脱水後乾燥させたときにおける形状変化が小さい。つまり、収縮したときに、反りなどの変形が小さい。
このため、乾燥による収縮割合が把握できていれば、所望の形状、大きさに近い成形体を形成することができる。つまり、本発明の成形体の場合には、乾燥後に形状を整えるための加工が少なくて済むので、成形体を製品化する場合の製造効率や製造コストを抑えることができる。
Moreover, since the molded object of this invention is shape | molded in the state in which the fiber member was mixed in the molding material, the shape change when drying after dehydration is small. That is, deformation such as warpage is small when contracted.
For this reason, if the shrinkage | contraction ratio by drying is grasped | ascertained, the molded object close | similar to a desired shape and a magnitude | size can be formed. That is, in the case of the molded body of the present invention, less processing is required to adjust the shape after drying, so that the production efficiency and manufacturing cost when the molded body is commercialized can be suppressed.

例えば、直方体の成形体を製造する場合には、まず、成形材料と繊維部材に水を加えて混練した後、直方体の型に入れて圧縮する。この段階では、脱水体はほぼ直方体に成形される。この脱水体を乾燥すれば本発明の成形体を形成することができるのである。この成形体は、脱水体よりも収縮しているものの、ほぼ脱水体と相似形に維持される。すると、成形体を研磨する程度の加工で簡単に所望の寸法の直方体とすることができる。   For example, in the case of manufacturing a rectangular parallelepiped molded body, first, water is added to the molding material and the fiber member and kneaded, and then the mixture is placed in a rectangular parallelepiped mold and compressed. At this stage, the dehydrated body is formed into a substantially rectangular parallelepiped. If the dehydrated body is dried, the molded body of the present invention can be formed. Although this molded body contracts more than the dehydrated body, it is maintained in a shape almost similar to the dehydrated body. Then, it can be easily made into a rectangular parallelepiped having a desired dimension by processing to the extent that the molded body is polished.

なお、本発明の成形体を構成する繊維部材は、その繊維幅や繊維長はとくに限定されないが、例えば、平均繊維幅は1〜40μm程度、平均繊維長は0.1〜5mm程度のものを採用することができるが、脱水工程の作業性の観点から平均繊維幅は1〜35μm、平均繊維長は0.1〜3mm程度がより好ましい。   In addition, the fiber member which comprises the molded object of this invention does not specifically limit the fiber width and fiber length, For example, an average fiber width is about 1-40 micrometers, and an average fiber length is about 0.1-5 mm. The average fiber width is preferably 1 to 35 μm and the average fiber length is more preferably about 0.1 to 3 mm from the viewpoint of workability in the dehydration step.

また、本発明の成形体を構成する繊維部材は、ある程度の繊維幅等を有するものであれば、その材質等もとくに限定されず、例えば、合成樹脂系の繊維部材や天然物系の繊維部材などを用いることができる。   In addition, the material of the fiber member constituting the molded body of the present invention is not particularly limited as long as it has a certain fiber width and the like, for example, a synthetic resin fiber member or a natural product fiber member. Etc. can be used.

天然物系の繊維部材としては、例えば、脱墨パルプ(DIP)や新聞古紙、雑誌古紙やダンボール古紙などから製造された古紙パルプのほか、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)などのバージンパルプなどを用いることができるが、かかる材料に限定されない。しかし、このようなパルプ系の繊維部材を用いれば、繊維部材は、その表面に水酸基を有するので、上述したように隣接する繊維部材同士間に水素結合を発生させることができるので、好ましい。   Examples of natural fiber-based fiber members include deinked pulp (DIP), used newspaper wastepaper, magazine wastepaper, and wastepaper pulp manufactured from cardboard wastepaper. Virgin pulp such as thermomechanical pulp (TMP) can be used, but the material is not limited thereto. However, it is preferable to use such a pulp-based fiber member because the fiber member has a hydroxyl group on the surface thereof, so that hydrogen bonds can be generated between adjacent fiber members as described above.

また、本発明の成形材料として、サイクロン灰とバグフィルター灰が混合したPS灰を用いる場合、バグフィルター灰を構成する微粒子の粒子径はサイクロン灰を構成する粗粒子の粒子径に比べて小さいので、バグフィルター灰の微粒子は、繊維部材間だけでなくサイクロン灰の粗粒子間にも分散した状態となる。
すると、かかるPS灰を用いた成形材料を使用して成形体を成形した場合、成形体のいずれの箇所においても、繊維部材間だけでなくサイクロン灰の粗粒子同士も、両者間に存在するバグフィルター灰の微粒子で結合した状態にすることができる。つまり、かかる成形材料を使用した場合であっても、均質な成形体を形成することができる。
Further, when PS ash mixed with cyclone ash and bag filter ash is used as the molding material of the present invention, the particle size of the fine particles constituting the bag filter ash is smaller than the particle size of the coarse particles constituting the cyclone ash. The fine particles of the bag filter ash are dispersed not only between the fiber members but also between the coarse particles of the cyclone ash.
Then, when a molded body is molded using a molding material using such PS ash, in any part of the molded body, not only between fiber members but also coarse particles of cyclone ash are present between the two. The filter ash can be combined with fine particles of ash. That is, even when such a molding material is used, a homogeneous molded body can be formed.

しかも、上記のごとき粗粒子を有するサイクロン灰と微粒子を有するバグフィルター灰の混合割合を調整することによって、かかる成形材料を使用して形成された成形体の強度をも調整することができるので、用途に応じた成形体を成形することが可能となる。   Moreover, by adjusting the mixing ratio of the cyclone ash having coarse particles as described above and the bag filter ash having fine particles, the strength of the molded body formed using such a molding material can be adjusted, so It becomes possible to mold a molded body according to the application.

なお、焼却設備から回収されたバグフィルター灰とサイクロン灰が上記のごとき微粒子と粗粒子をそれぞれ有するような場合、上述した場合と同様に、両者を所定の割合となるように混合すれば、本発明の成形体を構成する成形材料を調製することができる。   If the bag filter ash and cyclone ash recovered from the incineration facility have fine particles and coarse particles as described above, if both are mixed at a predetermined ratio, as described above, The molding material which comprises the molded object of invention can be prepared.

本発明の成形体を構成する成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰を用いる場合、両者を上述した場合と同様に、所定の割合となるように調整したものを用いるのが好ましい。   In the case of using bag filter ash and cyclone ash as the molding material constituting the molded body of the present invention, it is preferable to use a material adjusted to have a predetermined ratio as in the case described above.

バグフィルター灰とサイクロン灰を所定の割合となるように調整する方法は、上述した場合と同様であるので、詳細は割愛する。
例えば、上述した場合と同様に、粒子径が20μm以下の微粒子が15体積%以上となるように含有するように調整したものを、本発明の成形体を構成する成形材料として用いれば、上述したように、成形材料と繊維部材に水を加えるだけで確実に固化する成形体を形成することができる。
The method of adjusting the bag filter ash and the cyclone ash so as to have a predetermined ratio is the same as that described above, and therefore the details are omitted.
For example, in the same manner as described above, if a fine particle having a particle diameter of 20 μm or less is adjusted so as to contain 15% by volume or more is used as the molding material constituting the molded body of the present invention, Thus, the molded object which solidifies reliably only by adding water to a molding material and a fiber member can be formed.

なお、本発明の成形体を構成する成形材料として、上述した場合と同様の混合割合でバグフィルター灰とサイクロン灰を混合したものを用いた場合、かかる効果は、上述したバグフィルター灰とサイクロン灰を所定の混合割合で混合した成形材料を使用して成形した成形体と同様の効果を奏するので、割愛する。   In addition, when using what mixed bag filter ash and cyclone ash with the same mixing ratio as the above-mentioned as a molding material which comprises the molded object of this invention, this effect is the above-mentioned bag filter ash and cyclone ash. Since the same effect as that of a molded body molded using a molding material mixed with a predetermined mixing ratio is obtained, it is omitted.

また、本発明の成形体を構成する成形材料の原料となるPS灰がサイクロン灰よりも粒子径の大きいPS灰を含む場合であっても、上述したように、粉砕手段によって粗粒子の粒子径が20μm以下となるように粉砕したPS灰を、バグフィルター灰等に混合し粒子径が20μm以下の粒状体が上述した微粒子の場合と同様の含有率となるように調整したものを使用すれば、本発明の成形材料の原料として有効に利用することができる。   Further, as described above, even if the PS ash that is the raw material of the molding material constituting the molded body of the present invention contains PS ash having a particle size larger than that of the cyclone ash, If PS ash pulverized so that the particle size is 20 μm or less is mixed with bag filter ash, etc., and the granular material having a particle size of 20 μm or less is adjusted so as to have the same content as the above-mentioned fine particles, It can be effectively used as a raw material for the molding material of the present invention.

さらになお、上記粉砕手段は、上述した場合と同様の装置を用いることができ、粉砕する方法も上述した場合と同様の方法を採用することができる。   Furthermore, the pulverizing means can use the same apparatus as described above, and the pulverizing method can be the same method as described above.

なお、上記例では、成形体を成形材料と繊維部材を混練し成形した場合について説明したが、樹脂系の結合剤を混合して形成してもよいのはいうまでもない。この場合、樹脂系の結合剤の混合割合を調整すれば、かかる結合剤によって強度の高い成形体を製造することができる。樹脂系の結合剤としては、例えば、フェノール系樹脂、アミノ系樹脂などをあげることができるが、とくに限定されない。   In the above example, the case where the molding is formed by kneading the molding material and the fiber member has been described, but it goes without saying that the molding may be formed by mixing a resin-based binder. In this case, if the mixing ratio of the resin-based binder is adjusted, a molded body having high strength can be produced with the binder. Examples of the resin binder include a phenol resin and an amino resin, but are not particularly limited.

実施例1では、本発明の成形材料の有用性を確認するために、試料を調整方法の確認、および本発明の成形材料の固化に起因する物質(化合物)がコンクリートの固化に起因する物質(化合物)とは異なるものであることを確認した。   In Example 1, in order to confirm the usefulness of the molding material of the present invention, the method for preparing a sample was confirmed, and the substance (compound) resulting from the solidification of the molding material of the present invention was a substance (compound resulting from the solidification of concrete ( Compound) was confirmed to be different.

実験では、成形材料の原料として、紙パルプ製造工程残渣を焼却処理した際に回収された製紙スラッジ焼却灰(以下、単にPS灰という)のうち、焼却設備の焼却灰回収装置であるサイクロンによって回収されたサイクロン灰と、サイクロンの下流側に配設されたバグフィルターによって回収されたバグフィルター灰(以下、単にBF灰という)を使用した。
また、実験では、サイクロン灰を粉砕機を用いて粉砕したサイクロン灰Aおよびサイクロン灰Bを使用した。
In the experiment, papermaking sludge incineration ash (hereinafter simply referred to as PS ash) recovered when the pulp and paper manufacturing process residue was incinerated as a raw material for the molding material was recovered by a cyclone that is an incineration ash recovery device for incineration facilities. The cyclone ash thus produced and the bag filter ash (hereinafter simply referred to as BF ash) collected by the bag filter disposed on the downstream side of the cyclone were used.
In the experiment, cyclone ash A and cyclone ash B obtained by pulverizing cyclone ash using a pulverizer were used.

各灰の粒度分布を図1、累積粒度分布を図2に示した。
その結果、サイクロン灰はd50:142μm、サイクロン灰Aはd50:52.8μm)、サイクロン灰Bはd50:8.25μm、BF灰はd50:2.74μmであった。
The particle size distribution of each ash is shown in FIG. 1, and the cumulative particle size distribution is shown in FIG.
As a result, the cyclone ash was d50: 142 μm, the cyclone ash A was d50: 52.8 μm), the cyclone ash B was d50: 8.25 μm, and the BF ash was d50: 2.74 μm.

なお、図1の粒度分布のグラフは、横軸が各灰に存在する粒状体の粒子径、縦軸が所定の粒子径を有する粒状体の存在割合(頻度(体積%))、をそれぞれ示したものである。一方、図2のグラフは、横軸が各灰に存在する粒状体の粒子径、縦軸が所定の粒子径以下の粒状体の存在割合を積算した値(体積%)、をそれぞれ示したものである。
また、各灰の粒度分布は、乾式粒度分布測定装置(株式会社セイシン企業製、型番;LMS−2000e)を使用して測定した。
In the graph of particle size distribution in FIG. 1, the horizontal axis indicates the particle diameter of the granular material existing in each ash, and the vertical axis indicates the abundance ratio (frequency (volume%)) of the granular material having a predetermined particle diameter. It is a thing. On the other hand, in the graph of FIG. 2, the horizontal axis indicates the particle diameter of the granular material existing in each ash, and the vertical axis indicates the value (volume%) obtained by integrating the abundance ratio of the granular material having a predetermined particle diameter or less. It is.
Moreover, the particle size distribution of each ash was measured using the dry-type particle size distribution measuring apparatus (The Seishin company make, model number; LMS-2000e).

また、図1および図2に示すように、サイクロン灰は、粒子径が約50μm〜約1000μm以下の粒状体が約85体積%含有しており、粒子径が約20μm以下の粒状体を約3体積%含有しており、粒子径が約10μm以下の粒状体を約1体積%含有したPS灰であった。そして、BF灰は、粒子径が約20μm以下の粒状体を約100体積%含有しており、粒子径が約10μm以下の粒状体を約90体積%含有したPS灰であった。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cyclone ash contains about 85% by volume of particles having a particle size of about 50 μm to about 1000 μm and about 3 particles having a particle size of about 20 μm or less. It was PS ash containing about 1% by volume of granular materials having a volume percentage of about 10 μm or less. The BF ash was PS ash containing about 100% by volume of granules having a particle size of about 20 μm or less and about 90% by volume of granules having a particle size of about 10 μm or less.

また、サイクロン灰Aは、粒子径が約20μm以下の粒状体を約30体積%含有しており、粒子径が約10μm以下の粒状体を約20体積%含有したPS灰であった。サイクロン灰Bは、粒子径が約20μm以下の粒状体を約65体積%含有しており、粒子径が約10μm以下の粒状体を約55体積%含有したPS灰であった。   Cyclone ash A was PS ash containing about 30% by volume of granules having a particle size of about 20 μm or less and about 20% by volume of granules having a particle size of about 10 μm or less. Cyclone ash B was PS ash containing about 65% by volume of granules having a particle size of about 20 μm or less and about 55% by volume of granules having a particle size of about 10 μm or less.

なお、サイクロン灰の粉砕処理には、超遠心粉砕機(三田村理研工業株式会社製、型番;ZM1000)を使用した。この粉砕機を用いて上記サイクロン灰を1度通過させ回収したものが上記サイクロン灰Aである。
また、粉砕機を通過させて回収した粉砕処理物をさらに粉砕機に供給し粉砕するという操作をさらに2回行った粉砕物が上記サイクロン灰Bである。つまり、サイクロン灰Bは、粉砕機を用いてサイクロン灰を3度通過(3pass)させ粉砕したものである。
An ultracentrifugal crusher (manufactured by Mitamura Riken Kogyo Co., Ltd., model number: ZM1000) was used for the cyclone ash crushing process. The cyclone ash A is obtained by passing the cyclone ash once using the pulverizer and collecting it.
Further, the cyclone ash B is a pulverized product obtained by further supplying the pulverized product collected by passing through the pulverizer to the pulverizer and further pulverizing it twice. That is, the cyclone ash B is obtained by pulverizing the cyclone ash 3 times with a pulverizer.

実験では、上記サイクロン灰、サイクロン灰A、サイクロン灰BおよびBF灰を表1に示す割合(質量割合)で配合して成形材料(A1〜A4、B1〜B3、C1〜C3)を調製した。   In the experiment, molding materials (A1 to A4, B1 to B3, C1 to C3) were prepared by blending the cyclone ash, cyclone ash A, cyclone ash B, and BF ash at the ratios (mass ratios) shown in Table 1.

つぎに、成形材料の結晶構造について確認した。   Next, the crystal structure of the molding material was confirmed.

実験では、成形材料(上記成形材料A4に相当する成形材料)の結晶構造を、X線回析装置(株式会社リガク製、型番;UltimaIV)を用いて測定した。   In the experiment, the crystal structure of the molding material (the molding material corresponding to the molding material A4) was measured using an X-ray diffraction apparatus (manufactured by Rigaku Corporation, model number: Ultimate IV).

測定条件は、以下のとおりとした。
X線源:Cu−Kα
管電圧:40kV
管電流:40mA
走査範囲:2θ=5〜60°
ステップ幅:0.1°
スキャンスピード:4°/min
The measurement conditions were as follows.
X-ray source: Cu-Kα
Tube voltage: 40 kV
Tube current: 40 mA
Scanning range: 2θ = 5-60 °
Step width: 0.1 °
Scan speed: 4 ° / min

なお、比較試料として、一般に市販されているA社製、B社製、C社製およびD社製の各セメントを用いた。各セメントからは、ほぼ同様のピーク形状を有するXRDスペクトルが得られた。そこで、以下では、比較データとして、A社製のセメントを代表として説明する。
なお、図3および以下の説明では、A社製のセメントを単にセメントという。
In addition, as a comparative sample, each commercially available cement manufactured by A company, manufactured by B company, manufactured by C company, and manufactured by D company was used. From each cement, XRD spectra having almost the same peak shape were obtained. Therefore, in the following, as a comparison data, a cement manufactured by A company will be described as a representative.
In FIG. 3 and the following description, the cement manufactured by Company A is simply referred to as cement.

実験結果を図3に示す。   The experimental results are shown in FIG.

図3には、上側にセメントのXRDスペクトルを、下側に成形材料のXRDスペクトルを示した。   FIG. 3 shows the XRD spectrum of the cement on the upper side and the XRD spectrum of the molding material on the lower side.

図3に示すように、セメントのXRDスペクトルには、エーライトの代表的な8本のピークと同様のピーク(ピークa〜h)が検出された。   As shown in FIG. 3, peaks (peaks a to h) similar to eight typical peaks of alite were detected in the XRD spectrum of cement.

一方、図3に示すように、成形材料のXRDスペクトルでは、エーライトとは異なるスペクトルが検出された(ピークI〜V)。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in the XRD spectrum of the molding material, a spectrum different from alite was detected (peaks I to V).

したがって、本発明の成形材料は、セメントの主成分であるエーライトとは異なる物質(化合物)を主成分として構成されているものと推認することができることが確認できた。   Therefore, it was confirmed that the molding material of the present invention can be assumed to be composed mainly of a substance (compound) different from alite, which is the main component of cement.

さらに、本発明の成形材料が、セメントの主成分であるエーライトとは異なる物質(化合物)を主成分として構成されていることを確認するために、XRDスペクトルで検出された各ピークのd値および積分比(I/I)を求めた。 Furthermore, in order to confirm that the molding material of the present invention is composed mainly of a substance (compound) different from alite, which is the main component of cement, the d value of each peak detected in the XRD spectrum. And the integration ratio (I / I 0 ) was determined.

表2には、エーライトの代表的なピークのd値および積分比(I/I)と、セメントのピーク(ピークa〜h)から求められたd値および積分比(I/I)、および成形材料のエーライトのピークと重なる位置に検出されたピーク(ピークL、N、RおよびU)から求められたd値および積分比(I/I)を示した。 Table 2, typical peak d values and the integral ratio of the alite and (I / I 0), cement peak d values and integration ratio obtained from the (peak a~h) (I / I 0) And the d value and integral ratio (I / I 0 ) obtained from the peaks (peaks L, N, R and U) detected at positions overlapping the alite peak of the molding material.

図3に示すように、成形材料のXRDスペクトルの代表的な14本のピークI〜Vのうち4本のピークが、エーライトのピークに近い位置に検出された。しかし、表2に示すように、成形材料のピークL、R、およびUから求められたI/Iは、エーライトのI/Iとは異なる値を示していた。
なお、成形材料のピークNは、ピークL、R、およびUのI/I値を算出する際の基準とした。
As shown in FIG. 3, four peaks among 14 typical peaks I to V in the XRD spectrum of the molding material were detected at positions close to the peak of alite. However, as shown in Table 2, the I / I 0 determined from the peaks L, R, and U of the molding material was different from the I / I 0 of alite.
The peak N of the molding material was used as a reference when calculating the I / I 0 values of the peaks L, R, and U.

以上の結果から、本発明の成形材料に水を加えて混錬することによって生じる固化現象を発現させる結晶構造が、セメントが固化する際にエーライトによって生じる結晶構造とは全く異なるものであることが確認できた。つまり、本発明の成形材料は、一般的なセメントの主成分であるエーライトの優れた点を有しつつ、エーライトとは全く異なる物質(化合物)を主成分として構成されたものであることが確認できた。   From the above results, the crystal structure that develops the solidification phenomenon caused by adding and kneading water to the molding material of the present invention is completely different from the crystal structure produced by alite when the cement solidifies. Was confirmed. In other words, the molding material of the present invention is composed of a substance (compound) that is completely different from alite, while having the advantages of alite, which is the main component of general cement. Was confirmed.

実施例2では、本発明の成形材料の有用性を確認するために、実施例1で調整した複数の成型材料から形成された成形体の性質について確認した。   In Example 2, in order to confirm the usefulness of the molding material of the present invention, the properties of a molded body formed from a plurality of molding materials adjusted in Example 1 were confirmed.

(成形体の製造)
実験では、実施例1の表1に示す配合割合で調製した各成形材料(A1〜A4、B1〜B3、C1〜C3)を以下の方法で処理して、各成形材料を使用した成形体を得た(図4参照)。
(Manufacture of molded products)
In the experiment, each molding material (A1 to A4, B1 to B3, C1 to C3) prepared at the blending ratio shown in Table 1 of Example 1 was processed by the following method, and a molded body using each molding material was processed. Obtained (see FIG. 4).

まず、成形材料(約200g)に水(約160g)を加えて混練した。この混練した成形材料を型枠(木製)に入れ、プレス脱水することで板状に成型して、脱水成形体を得た。
脱水成形体は、錘をのせて乾燥し、乾燥成形体を成形した。なお、乾燥成形体は、その長さが約120mm、幅が約60mm、厚さが約36mmとなるようにした。
First, water (about 160 g) was added to the molding material (about 200 g) and kneaded. This kneaded molding material was put into a mold (wood) and press-dehydrated to form a plate, thereby obtaining a dehydrated molded body.
The dehydrated molded body was dried on a weight to form a dried molded body. The dry molded body had a length of about 120 mm, a width of about 60 mm, and a thickness of about 36 mm.

(乾燥成形体の強度測定)
乾燥成形体は、三点曲げ試験により、破断時の最大荷重を測定し、この最大荷重と乾燥成形体の寸法から曲げ応力(MPa)を計算した。なお、三点曲げ試験における支点間距離は30mmである。
なお、曲げ強さ試験は、JIS A 1106に準拠して測定した。
(Measurement of strength of dried molded body)
The dry molded body was measured for the maximum load at break by a three-point bending test, and the bending stress (MPa) was calculated from the maximum load and the dimensions of the dry molded body. Note that the distance between fulcrums in the three-point bending test is 30 mm.
The bending strength test was measured in accordance with JIS A 1106.

実験結果を図5に示す。   The experimental results are shown in FIG.

図5に示すように、成形体A1以外の他の成形体は、いずれも曲げ強さが約0.3MPa以上であった。この成形体A1は、サイクロン灰だけを原料とした成形材料を使用して成形した成形体である。
一方、成形体B1およびC1は、原料となるサイクロン灰を粉砕処理したサイクロン灰(サイクロン灰Aおよびサイクロン灰B)だけからなる成形材料を使用して成形した成形体であり、各成形体B1、C1の曲げ強さは、それぞれ約0.3MPa、約0.4MPaであった。
As shown in FIG. 5, the other molded bodies other than the molded body A1 had a bending strength of about 0.3 MPa or more. This molded body A1 is a molded body molded using a molding material made only of cyclone ash.
On the other hand, the compacts B1 and C1 are compacts molded using a molding material composed only of cyclone ash (cyclone ash A and cyclone ash B) obtained by pulverizing cyclone ash as a raw material, and each compact B1, The bending strength of C1 was about 0.3 MPa and about 0.4 MPa, respectively.

つぎに、成形材料の粒度分布と、かかる成形材料を用いて成形した成形体の物性強度(曲げ強さおよび圧縮強さ)との関係について確認した。   Next, the relationship between the particle size distribution of the molding material and the physical strength (bending strength and compressive strength) of the molded body molded using the molding material was confirmed.

実験では、約120mm、幅が約60mm、厚さが約36mmとなるように成形した成形体を使用した。   In the experiment, a molded body formed to have a thickness of about 120 mm, a width of about 60 mm, and a thickness of about 36 mm was used.

曲げ強さは、上述した曲げ試験の場合と同様に、JIS A 1106に準拠して測定した。なお、そのときの荷重速度は0.3mm/minとした。
また、圧縮強さは、テンシロン材料万能試験機(エー・アンド・デイ製、型番;RTG−1310)を用いて測定した。なお、そのときの荷重速度は0.6mm/min、測定面積は40mm×40mmとした。
The bending strength was measured according to JIS A 1106 as in the case of the bending test described above. The load speed at that time was 0.3 mm / min.
The compressive strength was measured using a Tensilon material universal testing machine (manufactured by A & D, model number: RTG-1310). The load speed at that time was 0.6 mm / min, and the measurement area was 40 mm × 40 mm.

実験結果を、図6に示す。   The experimental results are shown in FIG.

図6には、曲げ強さおよび圧縮強さと粒度分布d(0.5)の関係を示した。
図6に示すように、曲げ強さは、粒度分布d(0.5)が、約2〜約4μmで約1.17〜約1.57MPaの値となることを確認した。
また、図6に示すように、圧縮強さは、粒度分布d(0.5)が、約2〜約4μmで約5.36〜約6.28MPaの値となることを確認した。
なお、成形体は、長時間にわたってその強度が維持されることを確認した。
FIG. 6 shows the relationship between the bending strength and compressive strength and the particle size distribution d (0.5).
As shown in FIG. 6, the bending strength was confirmed to be a value of about 1.17 to about 1.57 MPa at a particle size distribution d (0.5) of about 2 to about 4 μm.
Further, as shown in FIG. 6, it was confirmed that the compressive strength had a particle size distribution d (0.5) of about 5.36 to about 6.28 MPa at about 2 to about 4 μm.
It was confirmed that the strength of the molded body was maintained for a long time.

以上の結果から、成形材料は、粒子径が約20μm以下の粒状体を3体積%よりも高い割合で含有するようにPS灰を調製する必要があり、粒子径が約20μm以下の粒状体が約30体積%含有するように調製すれば、曲げ強さが約0.3MPa以上の成形体を形成することができることが確認できた。
とくに、成形材料の粒度分布d(0.5)が、約2〜約4μmとなるように調整した場合、曲げ強さが約1.17MPa以上、圧縮強さが約5.36MPa以上の成形体を形成することができることが確認できた。
また、粒子径が約10μm以下の粒状体を約20体積%よりも高い割合で含有するようにPS灰を調製しても(成形材料B1)、曲げ強さが約0.3MPa以上の成形体を形成することができることが確認できた。
一方、粒子径が約20μm以下の粒状体をほとんど含有しないサイクロン灰だけからなる成形材料(例えば、実施例1の表1の成形材料A1に相当するサイクロン灰)では、強度を有する成形体に成形することができないことが確認できた。
From the above results, it is necessary to prepare PS ash so that the molding material contains granules having a particle size of about 20 μm or less at a ratio higher than 3% by volume. Granules having a particle size of about 20 μm or less are required. It was confirmed that a molded body having a bending strength of about 0.3 MPa or more can be formed by preparing so as to contain about 30% by volume.
In particular, when the particle size distribution d (0.5) of the molding material is adjusted to be about 2 to about 4 μm, a molded body having a bending strength of about 1.17 MPa or more and a compression strength of about 5.36 MPa or more. It was confirmed that can be formed.
Further, even if PS ash is prepared so as to contain particles having a particle size of about 10 μm or less in a proportion higher than about 20% by volume (molding material B1), a molded body having a bending strength of about 0.3 MPa or more. It was confirmed that can be formed.
On the other hand, with a molding material consisting only of cyclone ash containing almost no granule having a particle diameter of about 20 μm or less (for example, cyclone ash corresponding to molding material A1 in Table 1 of Example 1), it is molded into a molded product having strength. I was able to confirm that I could not do it.

しかも、本発明の成形材料に水を加えて混錬することによって生じる固化現象を発現させる結晶構造は、実施例1で示したように、セメントが固化する際にエーライトによって生じる結晶構造とは全く異なるものであったことから、かかる成形材料を用いた成形した本発明の成形体は、物性強度がエーライトに似た性質を有しつつ、長時間にわたって強度を維持するという性質を有していることが確認できた。
つまり、本発明の成形体は、一般的なセメントの主成分であるエーライトの優れた点を有しつつ、エーライトとは全く異なる物質(化合物)を主成分として構成された成形材料を用いることによって、セメントや石膏などの結合剤を用いた場合と同様の成形体を形成することができることが確認できた。
Moreover, as shown in Example 1, the crystal structure that expresses the solidification phenomenon generated by adding water to the molding material of the present invention and kneading is the crystal structure generated by alite when the cement is solidified. Since it was completely different, the molded article of the present invention molded using such a molding material has the property of maintaining strength over a long period of time while having physical properties similar to alite. It was confirmed that
In other words, the molded article of the present invention uses a molding material that is composed of a substance (compound) that is completely different from alite, while having the advantages of alite, which is a main component of general cement. Thus, it was confirmed that a molded body similar to the case where a binder such as cement or gypsum was used could be formed.

よって、本発明の成形材料に水を加えるだけで固化する成形材料を製造することができ、セメントや石膏などの結合剤に代えて使用すれば、成形体を形成することができると考えられる。   Therefore, it is possible to produce a molding material that solidifies by simply adding water to the molding material of the present invention, and it is considered that a molded body can be formed if used instead of a binder such as cement or gypsum.

実施例3では、本発明の成形体の有効性を確認するために、実施例1で示した成形材料と繊維部材の配合割合を変更して形成した成形体の性質および、これらの成形体を脱水および乾燥する際の挙動を確認した。   In Example 3, in order to confirm the effectiveness of the molded body of the present invention, the properties of the molded body formed by changing the blending ratio of the molding material and the fiber member shown in Example 1, and these molded bodies The behavior during dehydration and drying was confirmed.

なお、実験に使用した以下に示した測定装置や測定方法以外は、実施例2と同様の装置および方法を用いた。   In addition, the apparatus and method similar to Example 2 were used except the measurement apparatus and the measurement method shown below used for experiment.

実験では、実施例2の実験結果から、成形材料として、バグフィルター灰とサイクロン灰とサイクロン灰Aを以下のように配合(質量比)したものを使用した。
バグフィルター灰(BF灰):サイクロン灰=4:6(以下、PS灰という)
バグフィルター灰(BF灰):サイクロン灰A=4:6(以下、cPS灰という)
In the experiment, from the experimental results of Example 2, as the molding material, a mixture (mass ratio) of bag filter ash, cyclone ash, and cyclone ash A was used as follows.
Bag filter ash (BF ash): Cyclone ash = 4: 6 (hereinafter referred to as PS ash)
Bag filter ash (BF ash): Cyclone ash A = 4: 6 (hereinafter referred to as cPS ash)

なお、繊維部材として、新聞古紙脱墨パルプ(DIP:平均繊維幅が約20μm、平均繊維長が約0.92mm)を使用した。平均繊維幅と平均繊維長の測定は、Lorentzen&Wettre社製のファイバーテスター(Lorentzen&Wettre社製、型番;CODE912)を用いて測定した。   In addition, used waste paper deinked pulp (DIP: average fiber width of about 20 μm, average fiber length of about 0.92 mm) was used as the fiber member. The average fiber width and average fiber length were measured using a fiber tester manufactured by Lorentzen & Wettre (manufactured by Lorentzen & Wettre, model number: CODE912).

上記の成形材料とDIPを図7に示した配合割合となるように調整し、実施例2に示した場合と同様の大きさの複数の成形体を成形した(図4参照)。
なお、加圧手段として、ハイプレッシャージャッキ(アズワン株式会社製、型番;J−15)を使用した。
また、プレス機を用いて脱水した後、型から外し乾燥機(ヤマト科学株式会社製、型番;DX400)を使用して乾燥した。
The above molding material and DIP were adjusted so as to have the blending ratio shown in FIG. 7, and a plurality of molded bodies having the same size as that shown in Example 2 were molded (see FIG. 4).
In addition, a high pressure jack (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number: J-15) was used as the pressurizing means.
Moreover, after dehydrating using a press machine, it removed from the type | mold and dried using the drying machine (made by Yamato Scientific Co., Ltd. model number; DX400).

(乾燥成形体の強度測定)
成形体の性質は、三点曲げ試験により、破断時の最大荷重を測定し、この最大荷重と乾燥成形体の寸法から曲げ応力(MPa)を計算した。なお、三点曲げ試験における支点間距離は30mmである。
なお、曲げ強さ試験は、JIS A 5905に準拠して測定した。
(Measurement of strength of dried molded body)
Regarding the properties of the molded body, the maximum load at break was measured by a three-point bending test, and the bending stress (MPa) was calculated from the maximum load and the dimensions of the dried molded body. Note that the distance between fulcrums in the three-point bending test is 30 mm.
The bending strength test was measured according to JIS A 5905.

実験結果を図7に示す。   The experimental results are shown in FIG.

図7に示すように、プレス圧力の増加とともに各成形体の強度が高くなることが確認できた。つまり、プレス圧力の増加とともに各成形体の密度が高くなっていたことからプレス圧力に追従して適切に脱水が行われた結果、成形体の密度が高くなったものと推察された。
したがって、本発明の成形体は、加圧成形することができるので、所望の強度を発生する成形体を形成することができることが確認できた。
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the strength of each molded body increased with increasing press pressure. That is, since the density of each compact became higher as the press pressure increased, it was speculated that the density of the compact became higher as a result of appropriate dehydration following the press pressure.
Therefore, since the molded object of this invention can be pressure-molded, it has confirmed that the molded object which generate | occur | produces desired intensity | strength can be formed.

本発明の紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を原料とする成形材料は、水を加えるだけで固化するので、セメントや石膏などの結合剤に代えて産業用材料、建物の壁材や梁、ブロックなどの構造用材料の材料として適している。また、本発明の紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰と繊維部材を原料とする成形体は、水を加えるだけで固化するので、セメントや石膏などの結合剤を原料とする成形体に代えて産業用材料、建物の壁材や梁、ブロックなどの構造用材料として適している。   The molding material using papermaking sludge incineration ash obtained by incinerating the paper pulp manufacturing process residue of the present invention as a raw material is solidified only by adding water, so that it is an industrial material instead of a binder such as cement or gypsum, It is suitable as a material for structural materials such as building walls, beams and blocks. In addition, the paper sludge incineration ash obtained by incineration of the paper pulp manufacturing process residue of the present invention and the molded body made of fiber members are solidified only by adding water, so binders such as cement and gypsum are used as raw materials. It is suitable as a structural material for industrial materials, building wall materials, beams, blocks, etc.

Claims (25)

紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる水を加えて固化させるための成形材料であって、
前記製紙スラッジ焼却灰は、
粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものである
ことを特徴とする成形材料(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加した成形材料、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加した成形材料、を除く)。
It is a molding material for solidifying by adding water consisting of papermaking sludge incineration ash obtained by incineration processing residue of paper pulp manufacturing process,
The paper sludge incineration ash is
Molding material characterized by containing fine particles having a particle diameter of 20 μm or less at a ratio of 15% by volume or more (however, converted to oxide with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash) Excluding molding materials added with an alkali metal compound so that the weight ratio is 0.3% by weight or more, and molding materials added with gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent).
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる水を加えて固化させるための成形材料であって、
前記製紙スラッジ焼却灰は、
粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものである
ことを特徴とする成形材料。
A molding material for solidifying by adding water consisting only of papermaking sludge incineration ash obtained by incineration processing residue of paper pulp manufacturing process,
The paper sludge incineration ash is
A molding material characterized by being adjusted so as to contain fine particles having a particle size of 20 μm or less at a ratio of 15% by volume or more.
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項1または2記載の成形材料。
The paper sludge incineration ash is
The molding material according to claim 1 or 2, wherein the molding material is adjusted so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものである
ことを特徴とする請求項3記載の成形材料。
The fine particles are
The molding material according to claim 3, comprising a material prepared by pulverizing the coarse particles.
前記微粒子が、バグフィルター灰であり、
前記粗粒子が、サイクロン灰であり、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整されている
ことを特徴とする請求項3記載の成形材料。
The fine particles are bag filter ash,
The coarse particles are cyclone ash,
4. The molding material according to claim 3, wherein the bag filter ash and the cyclone ash are adjusted to have a mass ratio of 9: 1 to 2: 8.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰を、
粒子径20μm以下の微粒子の割合が、15体積%以上となるように調整する
ことを特徴とする成形材料の製造方法(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加する成形材料の製造方法、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加する成形材料の製造方法、を除く)。
Papermaking sludge incineration ash obtained by incineration of pulp and paper manufacturing process residues,
A method for producing a molding material, characterized in that the proportion of fine particles having a particle size of 20 μm or less is adjusted to 15% by volume or more (however, the weight converted to oxide with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash) Excluding a method for producing a molding material in which an alkali metal compound is added so that the ratio is 0.3% by weight or more, and a method for producing a molding material in which gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent are added.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料の製造方法であって、
前記製紙スラッジ焼却灰を、
粒子径20μm以下の微粒子の割合が、15体積%以上となるように調整する
ことを特徴とする成形材料の製造方法。
A method for producing a molding material consisting only of papermaking sludge incineration ash obtained by incineration of a pulp and paper manufacturing process residue,
The paper sludge incineration ash,
A method for producing a molding material, characterized in that the proportion of fine particles having a particle diameter of 20 μm or less is adjusted to 15% by volume or more.
前記製紙スラッジ焼却灰が、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整する
ことを特徴とする請求項6または7記載の成形材料の製造方法。
The paper sludge incineration ash is
8. The method for producing a molding material according to claim 6, wherein adjustment is performed so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含む
ことを特徴とする請求項8記載の成形材料の製造方法。
The fine particles are
The method for producing a molding material according to claim 8, comprising a material prepared by pulverizing the coarse particles.
前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整する
ことを特徴とする請求項8記載の成形材料の製造方法。
Using bag filter ash as the fine particles, cyclone ash as the coarse particles,
The method for producing a molding material according to claim 8, wherein the bag filter ash and the cyclone ash are adjusted so as to have a mass ratio of 9: 1 to 2: 8.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、からなり、
前記成形材料が、
粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであり、
前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されている
ことを特徴とする成形体(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加した成形材料を用いた成形体、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加した成形材料を用いた成形体、を除く)。
It consists of a molding material consisting of papermaking sludge incineration ash obtained by incinerating the pulp and paper manufacturing process residue, and a fiber member,
The molding material is
It is adjusted so as to contain fine particles having a particle diameter of 20 μm or less at a ratio of 15% by volume or more,
The molded body characterized in that the fiber members are connected to each other by the molding material (however, the weight ratio in terms of oxide with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash is 0.3% by weight or more) Thus, a molded body using a molding material to which an alkali metal compound is added, and a molded body using a molding material to which gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent are added.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料と、繊維部材と、からなり、
前記成形材料が、
粒子径20μm以下の微粒子を、15体積%以上の割合で含有するように調整されたものであり、
前記繊維部材同士が、前記成形材料によって連結されている
ことを特徴とする成形体。
It consists of a molding material consisting only of papermaking sludge incineration ash obtained by incineration of the pulp and paper manufacturing process residue, and a fiber member,
The molding material is
It is adjusted so as to contain fine particles having a particle diameter of 20 μm or less at a ratio of 15% by volume or more,
The said fibrous member is connected with the said molding material, The molded object characterized by the above-mentioned.
前記成形材料と前記繊維部材を混合し、
該混合した混合材料を、混練し成形したものである
ことを特徴とする請求項11または12記載の成形体。
Mixing the molding material and the fiber member;
The molded body according to claim 11 or 12, wherein the mixed mixed material is kneaded and molded.
前記混練した混合材料を、混練し加圧成形したものである
ことを特徴とする請求項13記載の成形体。
14. The molded body according to claim 13, wherein the kneaded mixed material is kneaded and pressure-molded.
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項11、12、13または14記載の成形体。
The paper sludge incineration ash is
The molded article according to claim 11, 12, 13, or 14, wherein the molded article is adjusted so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
前記微粒子は、
前記粗粒子を粉砕して調整されたものを含むものである
ことを特徴とする請求項15記載の成形体。
The fine particles are
The molded product according to claim 15, comprising a product prepared by pulverizing the coarse particles.
前記微粒子が、バグフィルター灰であり、
前記粗粒子が、サイクロン灰であり、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整されている
ことを特徴とする請求項15記載の成形体。
The fine particles are bag filter ash,
The coarse particles are cyclone ash,
The molded body according to claim 15, wherein the bag filter ash and the cyclone ash are adjusted so as to have a mass ratio of 9: 1 to 2: 8.
前記繊維部材が、
平均繊維幅1〜35μm、平均繊維長0.1〜3mmの繊維を含有するものである
ことを特徴とする請求項11乃至17記載の成形体。
The fiber member is
The molded product according to claim 11, comprising fibers having an average fiber width of 1 to 35 μm and an average fiber length of 0.1 to 3 mm.
前記繊維部材が、パルプである
ことを特徴とする請求項11乃至18記載の成形体。
The molded body according to claim 11, wherein the fiber member is pulp.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる粒子径20μm以下の微粒子を15体積%以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰からなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、
該混合した混合材料を混練し成形する
ことを特徴とする成形体の製造方法(ただし、前記製紙スラッジ焼却灰100重量部に対して酸化物に換算した重量割合が0.3重量%以上となるようにアルカリ金属化合物を添加し成形する成形体の製造方法、固化剤として機能する石膏とセメントまたは石灰類を添加し成形する成形体の製造方法、を除く)。
Mixing a molding material composed of papermaking sludge incineration ash adjusted so as to contain fine particles with a particle diameter of 20 μm or less obtained by incineration of the pulp and paper manufacturing process residue at a ratio of 15% by volume or more, and a fiber member ,
A method for producing a molded body characterized by kneading and molding the mixed mixed material (however, a weight ratio in terms of oxide is 0.3% by weight or more with respect to 100 parts by weight of the paper sludge incineration ash) Except for a method for producing a molded body in which an alkali metal compound is added and molding, and a method for producing a molded body in which gypsum and cement or limes functioning as a solidifying agent are added.
紙パルプ製造工程残渣を焼却処理して得られる粒子径20μm以下の微粒子を15体積%以上の割合で含有するように調整された製紙スラッジ焼却灰のみからなる成形材料と、繊維部材と、を混合し、
該混合した混合材料を混練し成形する
ことを特徴とする成形体の製造方法。
Mixing a molding material consisting only of papermaking sludge incineration ash, adjusted to contain 15% by volume or more of fine particles with a particle diameter of 20 μm or less, obtained by incineration of residues from the pulp and paper manufacturing process, and a fiber member And
A method for producing a molded body, which comprises kneading and molding the mixed mixed material.
前記混練した混合材料を、混練し加圧成形する
ことを特徴とする請求項20または21記載の成形体の製造方法。
The method for producing a molded body according to claim 20 or 21, wherein the kneaded mixed material is kneaded and pressure-molded.
前記繊維部材が、
平均繊維幅1〜35μm、平均繊維長0.1〜3mmの繊維を含有するように調整されたものである
ことを特徴とする請求項20、21または22記載の成形体の製造方法。
The fiber member is
The method for producing a molded article according to claim 20, 21 or 22, wherein the molded article is adjusted to contain fibers having an average fiber width of 1 to 35 µm and an average fiber length of 0.1 to 3 mm.
前記製紙スラッジ焼却灰は、
前記微粒子よりも粒子径が大きい粗粒子を含有するように調整されている
ことを特徴とする請求項20、21、22または23記載の成形体の製造方法。
The paper sludge incineration ash is
24. The method for producing a molded body according to claim 20, 21, 22, or 23, wherein the molded body is adjusted so as to contain coarse particles having a particle diameter larger than that of the fine particles.
前記微粒子としてバグフィルター灰、前記粗粒子としてサイクロン灰、をそれぞれ使用し、
該バグフィルター灰と該サイクロン灰が、質量比において、9:1〜2:8となるように調整する
ことを特徴とする請求項24記載の成形体の製造方法。
Using bag filter ash as the fine particles, cyclone ash as the coarse particles,
25. The method for producing a molded body according to claim 24, wherein the bag filter ash and the cyclone ash are adjusted to have a mass ratio of 9: 1 to 2: 8.
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