JP6413451B2 - 製鋼スラグの炭酸化処理方法 - Google Patents
製鋼スラグの炭酸化処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6413451B2 JP6413451B2 JP2014160330A JP2014160330A JP6413451B2 JP 6413451 B2 JP6413451 B2 JP 6413451B2 JP 2014160330 A JP2014160330 A JP 2014160330A JP 2014160330 A JP2014160330 A JP 2014160330A JP 6413451 B2 JP6413451 B2 JP 6413451B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- steelmaking slag
- carbonation
- mass
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
なお、以下の本発明の説明においては、上述した水可溶性の遊離CaO及び/又はCa(OH)2を「水可溶性Ca分(f-CaO)」と称する。
炭酸化処理前の製鋼スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T1)と炭酸化処理して得られた処理済スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T2)との炭酸化処理前後の減少割合〔[(T1-T2)/T1]×100〕が30%未満である条件下で、前記機械的手段での攪拌フルード数Frを1.0×10 -6 ≦Fr≦1.0×10 -4 にして攪拌することを特徴とする製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(2) 撹拌フルード数Frが1.0×10-6≦Fr≦3.0×10-5である前記(1)に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(3) 炭酸化処理の対象が所定の含水率を有するエージング処理後の製鋼スラグであり、該製鋼スラグが保有する水分を利用した水分量の条件下で炭酸化処理を行う前記(1)又は(2)に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(4) 前記エージング処理後の製鋼スラグの含水率が5質量%以上8質量%以下である前記(3)に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(5) 炭酸化処理する対象の製鋼スラグに含まれる水可溶性Ca分(f-CaO)の含有量が0.28質量%以上である前記(1)〜(4)のいずれかに記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(6) 炭酸化処理する対象の製鋼スラグが、JIS A5015に規定された道路用路盤材に相当する粒度範囲に粒度調整されたものである前記(1)〜(5)のいずれかに記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(7) 製鋼スラグに二酸化炭素(CO 2 )を含有するCO 2 含有ガスを供給して機械的手段での撹拌下に製鋼スラグの炭酸化処理を行う方法であって、
炭酸化処理前の製鋼スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T 1 )と炭酸化処理して得られた処理済スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T 2 )との炭酸化処理前後の減少割合〔[(T 1 -T 2 )/T 1 ]×100〕が30%未満であり、かつ、炭酸化処理する対象の製鋼スラグに含まれる水可溶性Ca分(f-CaO)の含有量が0.28質量%未満である条件下で、前記機械的手段での攪拌フルード数Frを1.0×10 -4 <Frにして攪拌することを特徴とする製鋼スラグの炭酸化処理方法。
(8) 炭酸化処理する対象の製鋼スラグが、JIS A5015に規定された道路用路盤材に相当する粒度範囲に粒度調整されたものである前記(7)に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
撹拌フルード数Fr=[遠心力]/[重力]=(D×n2)/g
〔D:反応容器内径又は撹拌翼径(m)、n:回転数(1/sec)、g:重力加速度(9.8m/sec2)〕
〔攪拌装置について〕
先ず、機械撹拌を付与して製鋼スラグを炭酸化処理する手段としては、製鋼スラグを撹拌しながら二酸化炭素を含有したガス(CO2含有ガス)を供給することができればよく、例えば、図1に示したようなドラムミキサー1や、図2に示したようなプロシェアミキサー11等のような公知の撹拌装置を用いることができる。
この炭酸化処理試験(1)においては、含水率が3質量%、同4質量%、同5質量%、及び同6質量%の4水準の製鋼スラグを用意し、先の図1に示したようなドラムミキサー(円筒形反応容器の内径φ=0.6m、長さL=0.6m)を用いて、60kgの製鋼スラグを投入し、CO2濃度が100%の乾燥した純CO2ガス(湿度0%)を0.2L/min/kg-slagの流量で供給しながら、回転数nを調整して(約0.1〜25rpmの範囲)、各水準の製鋼スラグをそれぞれ所定の撹拌フルード数で機械撹拌した。そして、この炭酸化処理の過程で、定期的にそれまでの炭酸化処理がなされた製鋼スラグ(処理済スラグ)を取り出し、この処理済スラグから溶出されるアルカリ溶出水のpHを測定し、アルカリ溶出水がpH<10となった時間を炭酸化完了時間(hour)としてプロットした。結果を図4に示す。
なお、アルカリ溶出水のpH測定については、土懸濁液のpH試験方法(地盤工学会基準:JGS0211-200)を参考にし、スラグ70gと水210g(液固比L/S=3)を混合し、30秒間撹拌した後、14分30秒静置した試料についてガラス電極式pH計を用いて行った。
なお、上記の炭酸化処理試験(1)中はドラムミキサーに蓋をして水分量を維持し、また、試験中に外部からの水分添加を行わなかったので、用意した製鋼スラグの含水率を炭酸化処理中の水分量とみなすことができる。また、この含水率(水分量)とは、製鋼スラグ(dry)と水分の合計における水分の質量分率であり、例えば水分量6質量%は製鋼スラグ94g(dry)に対して水が6g存在する状態を意味する。
すなわち、炭酸化処理の際に、処理対象の製鋼スラグに含まれる遊離CaO及び/又はCa(OH)2〔水可溶性Ca分(f-CaO)〕の含有量(f-CaO含有量)がある一定量を超え、また、水分量が多い場合には、水可溶性Ca分が漆喰の場合と同様に固結材として働き、製鋼スラグを機械撹拌した際に、図11に示すように、水を介してスラグ粒子が造粒されて擬似粒子を形成し、このような造粒物の状態になると、その表層のスラグは炭酸化されるものの、造粒物の内部にはCO2含有ガスが浸入できず、或いは侵入し難くなり、機械撹拌による破壊効果で造粒物の表面に亀裂が入りその内部まで炭酸化が進行し易くなる効果よりも、造粒物内部のスラグが炭酸化され難くなる影響の方が大きく、結果として炭酸化処理に余計な時間が掛かってしまい、炭酸化処理が完了するまでの処理時間が長くなる。
また、下記表1には、この原鉱の製鋼スラグBについてのJIS Z8801-1に規定の目開き2.36mmふるいの篩下のスラグ粒(2.36mm篩下スラグ粒)の質量分率(T1)と、製鋼スラグBの含水率を4.0質量%に調整して得られた含水率調整スラグをFr=1.0×10-2の撹拌条件で炭酸化処理をして得られた処理済スラグの2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T2)と、原鉱の製鋼スラグBの含水率を5.0質量%に調整してられた含水率調整スラグを同じFrで炭酸化処理をして得られた処理済スラグの2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T2)とが示されている。この表1から分かるように、含水率が4.0質量%の含水率調整スラグでは、2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T2)は原鉱のものと変化がない(減少割合:[(T1-T2)/T1]×100:0%)のに対し、含水率が5.0質量%の含水率調整スラグでは、2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T2)は原鉱のものより32%(減少割合:32%)も低下していた。つまり、製鋼スラグBと処理済スラグとの間の炭酸化処理前後において細粒分の割合が減少しており、造粒が生じたと考えられる。なお、造粒の有無を2.36mm篩下スラグ粒で評価したのは、JIS A5015に規定される道路用路盤材の製鋼スラグのなかで最も汎用される呼び名CS-20、CS-30、CS-40の粒度範囲で最小の篩目が2.36mmであるためである。
表2に示す組成及び水分量を有する製鋼スラグA〔JIS A5015道路用路盤材:CS-30(粒度範囲30〜0mm)〕、製鋼スラグB〔JIS A5015道路用路盤材:CS-30(粒度範囲30〜0mm)〕、及び製鋼スラグC〔JIS A5015道路用路盤材:CS-30(粒度範囲30〜0mm)〕について、各製鋼スラグA、B及びCの2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T1)と、強撹拌領域Fr=1.0×10-2の撹拌条件で炭酸化処理を完了して得られた処理済スラグの2.36mm篩下スラグ粒の質量分率(T2)とを上記と同様にして測定し、製鋼スラグA、B及びCとこれら製鋼スラグA、B及びCを炭酸化処理して得られた各処理済スラグとの間における2.36mm篩下スラグ粒の質量分率の減少割合([(T1-T2)/T1]×100:%)を調べた。結果を表2に示す。
先ず、第1の実施形態としては、その機械撹拌を撹拌フルード数Frが1.0×10-6≦Fr≦1.0×10-4となる撹拌条件で行うものであり、このような撹拌条件で炭酸化処理を行うことにより、製鋼スラグ中の水可溶性Ca分の含有量〔f-CaO含有量(質量%)〕に関係なく、また、製鋼スラグ中の水分量に関係なく、炭酸化処理前後の減少割合〔[(T1-T2)/T1]×100〕を30%未満にしながら炭酸化処理中の造粒を抑制して(造粒抑制効果)、炭酸化処理を効率良く実施することができる。この撹拌フルード数Frの撹拌条件で炭酸化を行うことで、上述した強撹拌領域Fr=1.0×10-2で炭酸化処理を行った場合に造粒が進行し炭酸化の進行が遅くなってしまう製鋼スラグ中の水可溶性Ca分の含有量x≧0.28(質量%)においても特に造粒は進行せず、炭酸化時間は遅くならない。そのため、x≧0.28(質量%)の場合にその造粒抑制効果が顕著に発揮される。
また、第2の実施形態としては、i)炭酸化処理中の水分量を4質量%以下にするか、又は、ii)炭酸化処理する対象の製鋼スラグに含まれる水可溶性Ca分(f-CaO)の含有量(f-CaO含有量)が0.28質量%未満であれば、機械攪拌を攪拌フルード数Frが1.0×10-4<Frの攪拌条件で行うものであり、このような炭酸化処理によっても炭酸化処理前後の減少割合〔[(T1-T2)/T1]×100〕を30%未満にしながら炭酸化処理中の造粒を抑制して(造粒抑制効果)、炭酸化処理を効率良く実施することができる。
表2に示す組成を有する製鋼スラグAを原鉱として、以下の条件で機械撹拌しながら炭酸化試験を行った。この原鉱の製鋼スラグAは、エージング処理が施されており、ヤード保管時に約6質量%の水分を保有していたため、天日により乾燥させる水分調整を行って、含水率3.0質量%、同4.4質量%、同5.4質量%、及び同6.0質量%の4水準の試験用製鋼スラグを用意した。なお、製鋼スラグの含水率は水分調整したスラグから約150gを採取し、110℃の乾燥炉で乾燥させて前後の質量差を比較することにより求めた。
表2に示す組成を有する製鋼スラグBを原鉱として、以下の条件で機械撹拌しながら炭酸化試験を行った。この原鉱の製鋼スラグBは、実験例1の製鋼スラグAと同様、エージング処理が施されており、ヤード保管時に約7質量%の水分を保有していたため、天日により乾燥させる水分調整を行って、含水率2.5質量%、同4.0質量%、同5.0質量%、同6.3質量%、及び同7.0質量%の5水準の試験用製鋼スラグを用意した。なお、これら試験用製鋼スラグの含水率は実験例1と同様にして求めたものである。
表2に示す組成を有する製鋼スラグC(f-CaO含有量:0.20質量%)を原鉱として、以下の条件で機械撹拌しながら炭酸化試験を行った。この原鉱の製鋼スラグCは、実験例1の製鋼スラグAと同様、エージング処理が施されており、ヤード保管時に約4〜6質量%の水分を保有していたため、天日により乾燥させる水分調整を行って、含水率2.1質量%、同4.6質量%、及び同9.4質量%の3水準の試験用製鋼スラグを用意した。なお、製鋼スラグの含水率は実験例1と同様にして求めたものである。
Claims (8)
- 製鋼スラグに二酸化炭素(CO2)を含有するCO2含有ガスを供給して機械的手段での撹拌下に製鋼スラグの炭酸化処理を行う方法であって、
炭酸化処理前の製鋼スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T1)と炭酸化処理して得られた処理済スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T2)との炭酸化処理前後の減少割合〔[(T1-T2)/T1]×100〕が30%未満である条件下で、前記機械的手段での攪拌フルード数Frを1.0×10 -6 ≦Fr≦1.0×10 -4 にして攪拌することを特徴とする製鋼スラグの炭酸化処理方法。 - 撹拌フルード数Frが1.0×10-6≦Fr≦3.0×10-5である請求項1に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
- 炭酸化処理の対象が所定の含水率を有するエージング処理後の製鋼スラグであり、該製鋼スラグが保有する水分を利用した水分量の条件下で炭酸化処理を行う請求項1又は2に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
- 前記エージング処理後の製鋼スラグの含水率が5質量%以上8質量%以下である請求項3に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
- 炭酸化処理する対象の製鋼スラグに含まれる水可溶性Ca分(f-CaO)の含有量が0.28質量%以上である請求項1〜4のいずれかに記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
- 炭酸化処理する対象の製鋼スラグが、JIS A5015に規定された道路用路盤材に相当する粒度範囲に粒度調整されたものである請求項1〜5のいずれかに記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
- 製鋼スラグに二酸化炭素(CO 2 )を含有するCO 2 含有ガスを供給して機械的手段での撹拌下に製鋼スラグの炭酸化処理を行う方法であって、
炭酸化処理前の製鋼スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T 1 )と炭酸化処理して得られた処理済スラグに含まれる粒径2.36mm以下のスラグ粒の質量分率(T 2 )との炭酸化処理前後の減少割合〔[(T 1 -T 2 )/T 1 ]×100〕が30%未満であり、かつ、炭酸化処理する対象の製鋼スラグに含まれる水可溶性Ca分(f-CaO)の含有量が0.28質量%未満である条件下で、前記機械的手段での攪拌フルード数Frを1.0×10 -4 <Frにして攪拌することを特徴とする製鋼スラグの炭酸化処理方法。 - 炭酸化処理する対象の製鋼スラグが、JIS A5015に規定された道路用路盤材に相当する粒度範囲に粒度調整されたものである請求項7に記載の製鋼スラグの炭酸化処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014160330A JP6413451B2 (ja) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 製鋼スラグの炭酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014160330A JP6413451B2 (ja) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 製鋼スラグの炭酸化処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016037409A JP2016037409A (ja) | 2016-03-22 |
JP6413451B2 true JP6413451B2 (ja) | 2018-10-31 |
Family
ID=55528820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014160330A Active JP6413451B2 (ja) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 製鋼スラグの炭酸化処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6413451B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022264797A1 (ja) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | Jfeスチール株式会社 | 製鋼スラグの炭酸化率の推定方法および製鋼スラグの炭酸化処理方法 |
CN113912370B (zh) * | 2021-11-16 | 2022-09-23 | 海南大学 | 一种钢渣砖的制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6028888B2 (ja) * | 1977-05-16 | 1985-07-08 | 新日本製鐵株式会社 | 焼結原料の疑似粒化法 |
JPS61256950A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-14 | 大同特殊鋼株式会社 | スラグの処理方法 |
JP4328215B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2009-09-09 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼スラグの処理方法 |
JP4608382B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2011-01-12 | 新日本製鐵株式会社 | スラグの造粒方法および造粒スラグ |
JP2008120607A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Jfe Steel Kk | 製鋼スラグの処理方法 |
-
2014
- 2014-08-06 JP JP2014160330A patent/JP6413451B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016037409A (ja) | 2016-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4676829B2 (ja) | 製鋼スラグの処理方法 | |
JP3828897B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ | |
JP4856661B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法 | |
JP4608382B2 (ja) | スラグの造粒方法および造粒スラグ | |
EP1989008A1 (en) | Production of secondary aggregates | |
JP6413451B2 (ja) | 製鋼スラグの炭酸化処理方法 | |
JP4328215B2 (ja) | 製鋼スラグの処理方法 | |
TW201638339A (zh) | 從煉鋼爐渣回收含有鈣的固體成分的方法及回收的固體成分 | |
JP6260115B2 (ja) | 製鋼スラグの炭酸化処理方法 | |
JP5126524B2 (ja) | 鉄鋼スラグを使用する土木用材の製造方法 | |
JP3828895B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ | |
JP6044565B2 (ja) | 酸性土壌改良材 | |
JP6142760B2 (ja) | 改質土の強度予測方法 | |
BRPI0816724B1 (pt) | processo para aumento do valor de ph de corpos de água ácidos | |
JP4808655B2 (ja) | 粉状製鋼スラグの安定化処理方法 | |
CN108883986A (zh) | 快速固化混合料及其制造方法 | |
JP2007284268A (ja) | 粉状スラグの造粒方法及び造粒スラグ | |
JP6626342B2 (ja) | スラグの炭酸化処理方法 | |
JP6402762B2 (ja) | 脱硫剤、機械攪拌式溶銑脱硫方法及び脱硫溶銑の製造方法 | |
JP4994891B2 (ja) | 粉状製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ | |
JP4879865B2 (ja) | 高炉水砕スラグの処理方法および高炉水砕スラグ | |
JP6758107B2 (ja) | スラグの処理方法 | |
JP4645195B2 (ja) | 炭酸固化体の製造方法 | |
JP5821778B2 (ja) | 焼結原料の事前処理方法 | |
JP4777142B2 (ja) | 酸化物系無機材料中の遊離酸化マグネシウム定量方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170405 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180109 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180904 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180917 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6413451 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |