JP6907747B2 - 石炭灰硬化物 - Google Patents
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Description
本発明は、石炭灰100質量部に対して塩素バイパスダストの水洗残渣を0.1〜20質量部含む石炭灰硬化物に関する。
本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣のAl2O3含有量が1〜10質量%である石炭灰硬化物に関する。
本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣のSO3含有量が3〜25質量%である石炭灰硬化物に関する。本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣のf.CaO含有量が0.1〜45質量%である石炭灰硬化物に関する。本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣のセレン溶出量が0.001〜1.0mg/Lである石炭灰硬化物に関する。
本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣のセレン含有量が10〜250mg/kgである石炭灰硬化物に関する。
本発明は、前記塩素バイパスダストの水洗残渣が塩素バイパスダストを水洗し、脱水したものである石炭灰硬化物に関する。
本発明は、前記石炭灰硬化物が石炭灰100質量部に対して、石膏を1〜15質量部含む石炭硬化物に関する。本発明は、前記石炭灰硬化物が石炭灰100質量部に対して、石灰を1〜15質量部含む石炭灰硬化物に関する。
本発明は、更に減水剤を含む石炭灰硬化物に関する。
(2)塩素バイパスダストの水洗残渣に含まれるf.CaO(水酸化カルシウム)が石炭灰のポゾラン反応及び/又はセメントの水和反応を促進することによって石炭灰硬化物の硬化が促進され、石炭灰に含まれる重金属類が硬化物内に物理的に封じ込められる効果が向上するとともに、重金属類を固定化する水和物の生成量が増加することで溶出抑制効果が向上するものと考えられる。また、水酸化カルシウムは石炭灰硬化物のpHを上昇させ、pHの高い領域で不溶化されやすいホウ素の溶出抑制効果が向上するものと考えられる。
(4)塩素バイパスダストの水洗残渣は、TiO2やMnO等の多価金属を微量成分として含有することから、重金属類がこれらの多価金属に収着しやすいことによって、石炭灰硬化物からの重金属類の溶出が抑制されるものと考えられる。
石炭灰には、石炭火力発電所の電気集塵機で回収されたフライアッシュを使用した。使用した石炭灰の重金属類溶出量を表1に示す。表1に示す分析値は、平成3年環境庁告示第46号付表に準拠して溶出試験を行って得た検液の重金属類濃度を、JIS K 0012「工場排水試験方法」に準拠して測定した値である。なお、以下の土壌環境基準は、平成3年環境庁告示第46号別表の記載を用いた。
使用した塩素バイパスダストの水洗残渣は、塩素バイパスダストに対して質量比で10倍量の水を添加し、30分間攪拌した後、ブフナー漏斗及び濾紙(アドバンテック社製、No.5A)を用いて吸引濾過し、濾紙上に残った残渣を40℃、24時間乾燥することで得た。使用した塩素バイパスダストの水洗残渣及び水洗前の塩素バイパスダストの性状を、以下の表2に示す。表2に示す分析値は以下の方法(i)〜(v)で測定した値である。
SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、Na2O、K2O、TiO2、MnO含有量は、JIS M 8853「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」を参考にして測定した。
R2O含有量は、上記の方法により測定したNa2O及びK2Oの含有量(質量%)から、下記の式(1)により算出した。なお、「0.658」はK2OをNa2Oのモル当量に換算する係数である。
R2O含有量(質量%)=Na2O含有量+(0.658×K2O含有量)・・・(1)
f.CaO含有量は、セメント協会標準試験方法のJCAS I−01:1997「遊離酸化カルシウムの定量方法」に準拠して測定した。
(iii)Cl、Se含有量
Cl、Se含有量は、JIS R 5202「セメントの化学分析方法」に準拠して測定した。
(iv)Se溶出量
Se溶出量は、平成3年環境庁告示第46号付表に準拠して検液を作製し、その検液のSe濃度をJIS K 0102「工場排水試験方法」に準拠して測定した。
(v)ブレーン比表面積
ブレーン比表面積は、JIS R 5201:1997「セメントの物理試験方法」に従い、ブレーン空気透過装置を用いて測定した。
石炭灰、塩素バイパスダストの水洗残渣、高炉セメントB種(宇部三菱セメント社製)、二水石膏(排煙脱硫石膏)及び消石灰(宇部マテリアルズ社製、JIS特号)を混合して混合物を得た後、ポリカルボン酸系減水剤(BASF社製、マスターグレニウムSP8SV)と前記混合物がスラリー化する量の水を添加してホバートミキサー(ホバート・ジャパン株式会社製、型番:N50)を用いて591rpmで10分間混練した。得られた混練物を長方形の容器に投入し、振動を加えてスラリー状にして容器内に均一に充填した後、1日密封養生して硬化させた。硬化体を容器から脱型し、10〜15mmの粒度に切断して石炭灰硬化物を得た。石炭灰硬化物は石炭灰に対する塩素バイパスダストの水洗残渣の添加量を変化させて、石炭灰硬化物AないしDの4種類を作製した。作製した石炭灰硬化物の配合割合を表3に示す。
石炭灰100質量部に対して塩素バイパスダストの水洗残渣を5質量部添加して作製した石炭灰硬化物Aを3日、7日、あるいは28日間湿空養生した後、重金属類の溶出量を評価した。重金属類の溶出量の評価は、JIS K 0058−1の5「スラグ類の化学物質試験方法」に準拠して検液を作製し、その検液のpH及びB、As、Se、Cr6+、及びF濃度をJIS K 0102「工場排水試験方法」に準拠して測定した。結果を表4に示す。
石炭灰100質量部に対して塩素バイパスダストの水洗残渣を10質量部添加して作製した石炭灰硬化物Bを用いた以外は、実施例1と同様の方法で石炭灰硬化物からの重金属類の溶出量を評価した。結果を表4に示す。
石炭灰100質量部に対して塩素バイパスダストの水洗残渣を15質量部添加して作製した石炭灰硬化物Cを用いた以外は、実施例1と同様の方法で石炭灰硬化物からの重金属類の溶出量を評価した。結果を表4に示す。
塩素バイパスダストの水洗残渣を添加せずに作製した石炭灰硬化物Dを用いた以外は、実施例1と同様の方法で石炭灰硬化物からの重金属類の溶出量を評価した。結果を表4に示す。
実施例1〜3及び比較例1の石炭灰硬化物A〜Dについて、X線回折測定装置を用いて得られた回折ピークから、石炭灰硬化物A〜D中に含まれるエトリンガイト、石膏(二水石膏)、ムライト及び石英の存在を確認した。X線回折測定は上述の方法と同様に行った。結果を図1に示す。
Claims (9)
- 石炭灰と、塩素バイパスダストの水洗残渣と、セメントとを含み、
前記水洗残渣のAl 2 O 3 含有量が1〜10質量%であり、
前記水洗残渣のSO 3 含有量が3〜25質量%であり、
前記水洗残渣のf.CaO含有量が0.1〜45質量%であり、
前記石炭灰100質量部に対して、前記水洗残渣を1〜20質量部含み、
前記石炭灰100質量部に対して、前記セメントを3〜25質量部含み、
前記石炭灰100質量部に対して、石膏を1〜15質量部含み、
前記石炭灰100質量部に対して、石灰を1〜15質量部含む、石炭灰硬化物。 - 前記塩素バイパスダストの水洗残渣のセレン溶出量が0.001〜1.0mg/Lである請求項1に記載の石炭灰硬化物。
- 前記塩素バイパスダストの水洗残渣のセレン含有量が10〜250mg/kgである請求項1又は2に記載の石炭灰硬化物。
- 前記塩素バイパスダストの水洗残渣が、塩素バイパスダストを水洗し、脱水したものである請求項1〜3のいずれか一項に記載の石炭灰硬化物。
- 更に減水剤を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の石炭灰硬化物。
- 前記石炭灰100質量部に対して、前記減水剤を0.1〜10質量部含む、請求項5に記載の石炭灰硬化物。
- 前記石炭灰のホウ素溶出量が0.001〜15mg/Lである請求項1〜6のいずれか一項に記載の石炭灰硬化物。
- 前記石炭灰の六価クロム溶出量が0.001〜0.3mg/Lである請求項1〜7いずれか一項に記載の石炭灰硬化物。
- 前記セメントが高炉セメントである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の石炭灰硬化物。
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