JPH01100043A - 人工骨材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、汚泥（スラッジ）を原料とする人工骨材の
製造方法に関する。

〔従来技術］ 下水処理により生じるスラッジには無機物、水分の他に
有毒な重金属類の有機物が含有されている。このスラッ
ジは、一般に産業廃棄物として埋立処分されているが、
含有された重金属の溶出を防止するためにその埋立方法
に関して厳しい各種の規制が制定されている。このため
、埋立地の確保が困難なことと併せて埋立処分コストが
高コスト化している。

一方、従来廃棄されていたこのスラッジをセメントに混
入される砂の代わりに使用する資源としての人工骨材に
再利用するスラッジの処理方法が各種提案されている。

その一つとして低含水率に脱水されたスラッジケーＦを
焼成して焼成灰を形成した後、加湿混練された焼成灰を
所定の大きさ及び形状に造粒し、次に造粒された焼成灰
を再びび焼成することにより人工骨材を製造する方法が
一般に知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し乍、上記した人工骨材の”ＩＪ　３ｍ方法はスラッ
ジを一旦焼成して焼成灰を形成した後に造粒された焼成
灰を更に焼成して人工骨材を形成するため、焼成コスト
が多くかかつて製造コストが高コスト化する問題を有し
ている。また、前記スラッジは重金属類が気化する比較
的低温（約８００℃）にて焼成されるため、上記製造方
法では造粒された焼成灰を更に焼成する際における重金
属の気化による内部をほぼ均一に発泡させることが出来
なかった。このため上記製造方法で製造された人工骨材
を高層建築に適した骨材として使用できなかった。この
欠点は焼成灰を造粒する際に頁岩等を添加することによ
り気泡を形成して軽量化することが出来るが、前記頁岩
自体が高価であるため、製造コストが高くなっている。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記した従来の欠点に鑑み、低コスト
な添加物を使用して内部をほぼ均一に発泡形成させて軽
量化することが出来、また無機物相互を強固に結合して
高い高度を有するとともに重金属類の溶出を防止するこ
とが可能な人工骨材の製造方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このため本発明は、下水処理により生じる無機物、水分
及び重金属類を含有する汚泥を原料として人工骨材を製
造する方法において、所要の含水率に脱水された汚泥に
融着防止材を添加して撹拌及び混練する工程と、前記工
程により形成された汚泥と融着防止材との混合物を所要
の大きさ及び形状に造粒する工程と、前記工程により造
粒された混合物を、前記融着防止材の融着温度より若干
低く、前記重金属が気化可能な温度にて焼成し、含有さ
れた無機物相互を溶融固化しながら含有された重金属類
の気化により発泡させる工程とから人工骨材の製造方法
が構成される。

［発明の作用］ 本発明は上記のように構成されるため、焼成される無機
物の溶融温度より高温の融点を有する融着防止材が添加
された汚泥を所要の大きさ及び形状に造粒したのち、こ
の汚泥及び融着防止材との混合物が前記融着防止材の融
点より若干低い温度にて焼成される。このとき、含有さ
れた無機物は融着防止材によりその溶融が防止されなが
ら固化されるとともに含有された重金属の気化により発
泡形成される。また、未発泡の重金属は前記無機物のガ
ラス構造中に封入される。これにより発泡により体積減
少を防止しながら重金属がガラス封入された人工骨材が
形成される。

［実施例］ 以下、本発明方法を図面に従って説明する。

第１図は本発明に係る人工骨材の製造方法の概略を示す
工程図であり、本発明により製造される人工骨材の原料
となるスラッジは都市の下水処理により得られるもので
あり、各種の無機物、水分の外にＰｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ａ
ｓ、Ｈ（Ｊ等の重金属類の有機物を含有している。そし
て前記スラッジは脱水装置（図示せず）による脱水作用
により含水率が約５０〜７０％のスラッジケーキに形成
される。

（第１工程） 上記のように脱水されたスラッジケーキには融点が約１
４００℃で無機物相互の融着を防止する赤泥（アルミナ
）或いは珪石粉等の融着防止材が添加される。この融着
防止材は前記スラッジケーキに対して約３０重量％の割
合にて添加されるが、無機物の種類、即ち融着の程度に
応じてその添加料が増減される。そして前記融着防止材
が添加されたスラッジケーキはその混合状態がほぼ均一
となるように撹拌及び混練され、骨材素材が形成される
。

（第２工程） 次に、上記のように形成された骨材素材は所要の大きさ
及び形状に造粒される。この造粒方法としては先端に所
要形状のダイスが取付けられたシリンダー内にてスクリ
ューを回転させ、投入された骨材素材を前記スクリュー
の回転に伴って混練しながら押出成形する方法或いは外
周面に所要の形状及び大きさの凹部が設けられた一対の
ロール間に骨材素材を投入し、前記ロールの回転に伴っ
て所要の大きさ及び形状の粒に成形する方法等の何れで
あってもよい。

（第３工程） 次に、上記のように造粒された骨材素材は前記融着防止
材の溶融温度より若干低い温度にて焼成される。即ち、
上記のように焼成温度を設定することにより融着防止材
相互の溶着が防止される。

そして前記融着防止材として珪石粉を添加した場合にあ
っては、焼成温度が約１０００〜１１００℃で、焼成時
間が約２０分に設定される。このとき、スラッジ中には
５ｉ０２．Ａｌ２Ｏ３，Ｆｅ。

Ｃａ、ＭＯ，Ｎａ、に、Ｐ、Ｃｒ、Ｃｕ等の水酸化物、
硫酸塩、酸化物が含まれているため、熱分解、固相反応
を伴いながら一部が溶融し、粒子同士が結合固化される
。また、無機物の・一部が溶融して無機物の粒子相互が
粘性を有したとき、スラッジに含有された重金属が発泡
し、多泡化される。

更に、焼成による固化が進展すると、未ガス化の重金属
が溶融した無機物のガラス構造中に封入される。このと
き、前記融着防止材により無機物の溶融が防止される。

そして上記のように焼成された骨材素材は重金属の気化
による多泡化によりその体積減少が防止されるとともに
軽層化される。

尚、焼成方法としては、上昇する燃焼ガス中で焼成され
た後、下部より排出される気流焼成方式％式％ 上記のように、重金属がガス化されるととらに無機物が
ガラス化により結合固化された骨材素材は徐冷に従って
膨脂状態で固化され、その外部が硬質の殻で覆われると
ともに内部、に独立気泡が形成される。これにより骨材
素材とほぼ等しい体積で軽層化した人工骨材が製造され
る。この人工骨材は未ガス化の重金属がガラス封入され
るため、その溶出が回避される。

上記のように製造された人工骨材は以下の物性を有して
いる。

次の表は前記方法により製造された人工骨材における残
留重金属の分析結果を示すものである。

尚、分析方法は人工骨材を微粉砕したのちにペレ（＋は
１）ｌ）ｌオーダーで認められることを、またｔｒは数
１０ｐｐｍ以下を示す） また、次の表はＰｂ及びＣｒの溶出分析結果を示す。尚
、試料と水とを１＝１０の割合にて溶出さゼ、その際の
ＰＩ−１を中性、酸性及びアルカリ性に変化させる。そ
の後、濾過したろ液を原子吸光（ＮＯは定量限界未満を
示す。そしてＰｂの定量限界は０．０２１Ｒｇ／ｌ、Ｃ
ｒの定量限界は０．０２＃１９／ｌである。） 上記方法により製造された人工骨材は、多泡化により骨
材素材とほぼ等しい体積にて軽層化されるとともに重金
属のガラス封入によりその溶出が防止される。

尚、実験によるとスラッジケーキに対し、前記珪石粉の
外に採石現場における産業廃棄物としての粘度を添加し
て焼成することによりその硬度を約２０％程度高めるこ
とが可能である。

［発明の効果］ このため本発明は、低コストな添加物を使用して内部を
ほぼ均一に発泡形成させて軽量化することが出来、また
無機物相豆を強固に結合して高い高度を有するとともに
重金属類の溶出を防止することが可能な人工骨材の製造
方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る人工骨材の製造方法の概略を示す
Ｔ程図であ。 特許出願人　　山根産業株式会社 代理人　　弁理士　伊　藤　研　−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、下水処理により生じる無機物、水分及び重金属
   類を含有する汚泥を原料として人工骨材を製造する方法
   において、 所要の含水率に脱水された汚泥に融着防止材を添加して
   撹拌及び混練する工程と、 前記工程により形成された汚泥と融着防止材との混合物
   を所要の大きさ及び形状に造粒する工程と、 前記工程により造粒された混合物を、前記融着防止材の
   融着温度より若干低く、前記重金属が気化可能な温度に
   て焼成し、含有された無機物相互を溶融固化しながら含
   有された重金属類の気化により発泡させる工程と、 からなることを特徴とする人工骨材の製造方法。
2. （２）、前記融着防止材は硅砂粉であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の人工骨材の製造方法。
3. （３）、前記融着防止材はアルミナであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の人工骨材の製造方法。