JPH0122212B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0122212B2 JPH0122212B2 JP3983483A JP3983483A JPH0122212B2 JP H0122212 B2 JPH0122212 B2 JP H0122212B2 JP 3983483 A JP3983483 A JP 3983483A JP 3983483 A JP3983483 A JP 3983483A JP H0122212 B2 JPH0122212 B2 JP H0122212B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting
- waste incineration
- temperature
- incineration ash
- crystallization
- 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.)
- Expired
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 26
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 26
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 claims description 22
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 19
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000975357 Salangichthys microdon Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/108—Burned or pyrolised refuse involving a melting step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/023—Fired or melted materials
- C04B18/026—Melted materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は下水汚泥焼却灰や都市ごみ焼却灰等の
廃棄物焼却灰を原料とする結晶化物の製造法に関
するものである。 （従来技術） 従来、各地の下水処理場やごみ処理場から発生
する下水汚泥やごみはそのまま埋立投棄すると衛
生上あるいは悪臭公害上問題があるので大部分は
焼却処理され、焼却灰として埋立投棄されている
が、埋立用地の確保が難しくなつてきているうえ
に焼却灰からの重金属等の溶出その他埋立処分に
ともなう二次公害が大きな社会問題となつてお
り、さらに省エネルギーの観点からも廃棄物焼却
灰を溶融して有効利用することが検討されてい
る。廃棄物焼却灰を溶融成形して有効利用しよう
とする試みとしては、特公昭55−24010号公報に
示されるように溶融物を水封ボツクス中に落下さ
せて水中で固化させて小塊状のガラス質固化物を
得る方法があるが、この方法によつて得られるガ
ラス質固化物は強度が弱いうえに化学的安定性に
欠けるといいう問題点を有しており、また鋳型中
に溶融物を投入した塊状に固化させたのち1000〜
1200℃に数十分〜数時間保持して充分に結晶した
完全結晶化を得る方法は結晶化のために多大のエ
ネルギーを要するという問題点があるうえにこの
完全結晶化物を破砕して骨材等を製造するには多
大の設備費用と破砕コストを要するという問題点
を有するものであつた。 （発明の目的） 本発明は前記のような問題点を解決して用途に
合致した必要充分な機械的強度を有しているうえ
に設備費用およびランニングコストの安い結晶化
物を量産できる廃棄物焼却灰を原料とする結晶化
物の製造法を目的として完成されたたものであ
る。 （発明の構成） 本発明は主たる組成がSiO225〜45％（重量％、
以下同じ）、Al2O35〜15％、Fe2O35〜25％、
CaO20〜40％、MgO1〜５％、P2O53〜15％の範
囲内でかつ（CaO＋MgO）／SiO2の比を0.8〜1.2
に組成調整した廃棄物焼却灰を1350〜1500℃で溶
融したのち前記溶融工程で発生した排ガスを循環
させた結晶化炉中において800℃以上1000℃未満
の温度に20分以上保持してガラス質部分と結晶質
部分とを共存させた状態に結晶化することを特徴
とするものである。 本発明において原料となる廃棄物焼却灰は下水
汚泥焼却灰あるいは都市ごみ焼却灰等であつて、
これらの廃棄物焼却灰中にはSiO2、Al2O3、
Fe2O3、CaO、MgO、P2O5の外にK2O、Na2O等
が主に含まれており、それらの含有量は焼却灰の
種類により若干異なる。このような廃棄物焼却灰
の溶融特性すなわち溶融温度に対する粘度の関係
をみると、一般のガラスの成形加工に適した粘度
に対応する成形温度域は一般のガラスに比較して
極端に狭く、いわゆる「足の短いガラス」の性質
を有しており、また、例えば1350℃以上の溶融温
度域における粘度は一般のガラスに比較してかな
り低いことから溶融したのち流し込み成形するの
に適しているが、このような組成の廃棄物焼却灰
を溶融成形後さらに結晶化するには、SiO225〜
45％好ましくは30〜40％、Al2O35〜15％好まし
くは５〜10％、Fe2O35〜25％好ましくは５〜15
％、CaO20〜40％好ましくは30〜35％、MaO1〜
５％好ましくは２〜５％、P2O53〜15％好ましく
は５〜12％の範囲内でかつ（CaO＋MgO）／
SiO2比が0.8〜1.2好ましくは0.9〜1.1の範囲内で
あることが重量であり、このために焼却炉より得
られた前記廃棄物焼却灰はこれを分析し、組成範
囲が前記特定組成範囲内にないときは、前記の組
成範囲に入るように調整する。なお、組成調整に
際しては安価な粘土、シラス、ベンガラ、石炭、
ドロマイト、骨灰等を用いることが好ましい。こ
のようにして組成調整された廃棄物焼却灰は溶融
炉中において1350〜1500℃程度で溶融した後に、
該溶融物を所定温度たとえば200〜400℃に保持さ
れた型中に投入して成し、引き続いてその成形物
を溶融炉排ガスによつて800℃以上1000℃未満の
温度好ましくは850〜950℃の温度範囲内の所定温
度に維持された結晶化炉中に20分以上好ましくは
40分以上保持するか、前記温度範囲内をゆつくり
とした昇降温速度で昇降温させてその温度範囲内
に20分以上好ましくは40分以上保持してこの成形
物中に結晶核の形成およびその結晶核を中心とし
て結晶成長を起こさせ、成形物全体を結晶化させ
ずにガラス質部分と結晶質部分とを共存させた結
晶化物とする。なお、本発明においてSiO2を25
〜45％とするのは、SiO2が25％未満ではガラス
形成骨格としてのSiO2が不足して高強度の結晶
化物が得られないからであり、45％を越えると溶
融温度が上昇して前記溶融温度では粘度が高くな
つて流し込み成形に適しないうえ結晶化にも悪影
響を及ぼすからであり、また、Al2O3を５〜15％
とするのは、Al2O3が５％未満では高強度の半結
晶化物が得られず、15％を越えると溶融温度が高
くなりすぎるからであり、さらに、Fe2O3を５〜
25％とするのはFe2O3は融剤としてばかりでなく
核形成剤としても重要な成分であり、その量が５
％未満では融剤としての効果がうすくて溶融温度
が低下しないうえに結晶核の形成も不充分であ
り、25％を越えると強度を著しく低下させるから
である。また、CaOを20〜40％とするのはCaOが
20％未満では溶融物の粘度が増加するとともに結
晶化に悪影響があるうえ強度が低下し、40％を越
えると化学的安定性を著しく低下させるからであ
り、さらに、MgOを１〜５％とするのはMgOは
CaOに代わる組成調整剤として用いられて化学的
安定性を増す効果があるにも拘らずその含有量が
１％未満ではその効果がなく、５％を越える量に
入れても効果は変らないからであり、また、
P2O5を３〜15％とするのはP2O5は核形成剤とし
て最も重要な成分であつて、その量が３％未満で
は800〜1000℃未満の温度範囲では結晶化が起り
にくく、15％を越えると強度低下を来たして好ま
しくない。さらにまた、（CaO＋MgO）／SiO2比
を0.8〜1.2とすることは溶融温度の低下のために
重要であるうえに溶融物の結晶化のためにも重要
であつて、この混合比が0.8未満あるいは1.2を越
えると溶融温度が上昇して溶融炉の炉材の侵蝕や
溶融コストの増加が起るので好ましくない。次
に、廃棄物焼却灰の溶融温度を1350〜1500℃と限
定したのは前記組成範囲に調整された廃棄物焼却
灰の溶融物は溶融温度が高くなると急激に粘性が
低下するいわゆる「足の短いガラス」の性質を有
することから、1350℃未満では型中に連続的に溶
融物を投入するのに必要な粘度101ポイズ以下好
ましくは101/2ポイズ以下の粘度が得られないため
であり、成形物が互いに連結して個々の独立した
成形体になりにくいうえに成形物の離型が悪くな
り、また、実プラントにおいて1500℃を越える溶
融温度を維持することは設備上からもエネルギー
コスト面からもロスが大きいので、上限を1500℃
とし、さらに成形後引き続いて結晶化を行う場合
において結晶化炉にこの1350〜1500℃の溶融工程
で発生した排ガスを循環させると、結晶化炉にお
いて殆んど追焚きをしなくても800℃以上1000℃
未満の温度に維持できるので、溶融温度を1350〜
1500℃の温度範囲に保持することが熱エネルギー
の有効利用の点からも必要である。また、結晶化
温度を800℃以上1000℃未満と限定したのは前記
組成に調整された廃棄物焼却灰は800℃未満では
結晶成長が起こりくく、1000℃以上では結晶化物
の結晶量が多くなりすぎて後工程で破砕して骨材
化する際などに破砕しにくくなるからである。な
お、結晶化に際してはそれぞれ特定温度範囲内の
一定温度に所定時間保持するのが均一な結晶核の
形成および結晶成長をさせるうえでより好ましい
が、前述のとおりそれぞれ特定温度範囲内で所定
時間かけてゆつくりと降温昇温してもほぼ同等の
結果が得られる。また、結晶化時間を20分以上と
したのは、20分未満の保持時間では結晶化を行う
ことができないので所望強度の結晶化物が得られ
ないためである。このようにして得られる結晶化
物はガラス質固形物のように機械的強度が弱いも
のではなく、利用目的に応じて結晶量を例えば20
〜80％好ましくは40〜60％程度の範囲内で構成す
ることにより必要かつ充分な強度を持たせること
ができるとともに完全結晶化物のような一且固形
化してしまつた後の破砕加工切断等の後処理が困
難なものでなく、ガラス質部分があるため固化物
砕砕して骨材化するに際し、機械的破砕は無論の
事熱衝撃破砕も容易に可能である。 （発明の効果） 本発明は前記説明から明らかなように、特定組
成範囲の廃棄物焼却灰を特定の溶融条件で溶融し
たのち型に投入成形し、さらに、前記溶融工程で
発生した排ガスを循環させた結晶化炉中に保持さ
せることによつて機械的強度および化学的安定性
に優れた結晶化物を容易に得ることができるもの
であつて、特に、結晶化工程の熱源として溶融炉
排ガスを循環させた結晶化炉中において行うよう
にしたので、1000℃以上に保持して完全結晶化を
行う場合と比較して燃費は勿論のこと破砕等の後
加工に要する費用が少なくなり、製造コストの低
下ができるうえに省エネルギー的にも優れてお
り、さらに、従来埋立処分されてきた廃棄物焼却
灰の埋立処分地や二次公害の必要をなくすること
もできる等種々の利点があり、従来の廃棄物焼却
灰の処理上の問題点を解決できる廃棄物焼却灰を
原料とする結晶化物の製造法として産業の発展に
寄与するところ極めて大なものである。 （実施例） 各所の下水処理場の廃棄物焼却灰を下記表に記
載する化学組成および組成比率に組成調整し、そ
れぞれの溶融特性に従つて1350〜1500℃の温度に
維持された溶融炉内において５時間で溶融し、そ
の溶融物を250〜300℃に保持された無端コンベア
上に連続に設置されたキヤビテイ部のサイズが４
×４×４cmの黒鉛製の型中に投入成形し、次い
で、溶融炉排ガスを循環させた結晶化炉中に送り
込んで850〜950℃に40分以上保持して結晶化し、
これをすばやく取出して各種衝撃破砕したもの並
びに該結晶化物物を徐冷した後機械破砕したもの
を所定粒径に分級した骨材No.１〜No.９を得、表−
に本発明例として記載した。次に本発明の数値
限定範囲外の組成並びに熱処理条件で得られた骨
材No.10〜No.15を参考例として記載した。さらに以
上の様にして製造された骨材を用いてJIS規格に
準じコンクリート強度試験を行つた結果を本発明
の数値限定外の骨材並びに川砂との対比において
表−に記載した。この結果から明らかなよう
に、本発明によつて得られた結晶化物を破砕した
骨材は参考例によつて得られた骨材に比べ機械的
強度および化学的安定性に優れていることが確認
され、本発明によつて得られた結晶化物が性能的
にも優れていることが判る。
廃棄物焼却灰を原料とする結晶化物の製造法に関
するものである。 （従来技術） 従来、各地の下水処理場やごみ処理場から発生
する下水汚泥やごみはそのまま埋立投棄すると衛
生上あるいは悪臭公害上問題があるので大部分は
焼却処理され、焼却灰として埋立投棄されている
が、埋立用地の確保が難しくなつてきているうえ
に焼却灰からの重金属等の溶出その他埋立処分に
ともなう二次公害が大きな社会問題となつてお
り、さらに省エネルギーの観点からも廃棄物焼却
灰を溶融して有効利用することが検討されてい
る。廃棄物焼却灰を溶融成形して有効利用しよう
とする試みとしては、特公昭55−24010号公報に
示されるように溶融物を水封ボツクス中に落下さ
せて水中で固化させて小塊状のガラス質固化物を
得る方法があるが、この方法によつて得られるガ
ラス質固化物は強度が弱いうえに化学的安定性に
欠けるといいう問題点を有しており、また鋳型中
に溶融物を投入した塊状に固化させたのち1000〜
1200℃に数十分〜数時間保持して充分に結晶した
完全結晶化を得る方法は結晶化のために多大のエ
ネルギーを要するという問題点があるうえにこの
完全結晶化物を破砕して骨材等を製造するには多
大の設備費用と破砕コストを要するという問題点
を有するものであつた。 （発明の目的） 本発明は前記のような問題点を解決して用途に
合致した必要充分な機械的強度を有しているうえ
に設備費用およびランニングコストの安い結晶化
物を量産できる廃棄物焼却灰を原料とする結晶化
物の製造法を目的として完成されたたものであ
る。 （発明の構成） 本発明は主たる組成がSiO225〜45％（重量％、
以下同じ）、Al2O35〜15％、Fe2O35〜25％、
CaO20〜40％、MgO1〜５％、P2O53〜15％の範
囲内でかつ（CaO＋MgO）／SiO2の比を0.8〜1.2
に組成調整した廃棄物焼却灰を1350〜1500℃で溶
融したのち前記溶融工程で発生した排ガスを循環
させた結晶化炉中において800℃以上1000℃未満
の温度に20分以上保持してガラス質部分と結晶質
部分とを共存させた状態に結晶化することを特徴
とするものである。 本発明において原料となる廃棄物焼却灰は下水
汚泥焼却灰あるいは都市ごみ焼却灰等であつて、
これらの廃棄物焼却灰中にはSiO2、Al2O3、
Fe2O3、CaO、MgO、P2O5の外にK2O、Na2O等
が主に含まれており、それらの含有量は焼却灰の
種類により若干異なる。このような廃棄物焼却灰
の溶融特性すなわち溶融温度に対する粘度の関係
をみると、一般のガラスの成形加工に適した粘度
に対応する成形温度域は一般のガラスに比較して
極端に狭く、いわゆる「足の短いガラス」の性質
を有しており、また、例えば1350℃以上の溶融温
度域における粘度は一般のガラスに比較してかな
り低いことから溶融したのち流し込み成形するの
に適しているが、このような組成の廃棄物焼却灰
を溶融成形後さらに結晶化するには、SiO225〜
45％好ましくは30〜40％、Al2O35〜15％好まし
くは５〜10％、Fe2O35〜25％好ましくは５〜15
％、CaO20〜40％好ましくは30〜35％、MaO1〜
５％好ましくは２〜５％、P2O53〜15％好ましく
は５〜12％の範囲内でかつ（CaO＋MgO）／
SiO2比が0.8〜1.2好ましくは0.9〜1.1の範囲内で
あることが重量であり、このために焼却炉より得
られた前記廃棄物焼却灰はこれを分析し、組成範
囲が前記特定組成範囲内にないときは、前記の組
成範囲に入るように調整する。なお、組成調整に
際しては安価な粘土、シラス、ベンガラ、石炭、
ドロマイト、骨灰等を用いることが好ましい。こ
のようにして組成調整された廃棄物焼却灰は溶融
炉中において1350〜1500℃程度で溶融した後に、
該溶融物を所定温度たとえば200〜400℃に保持さ
れた型中に投入して成し、引き続いてその成形物
を溶融炉排ガスによつて800℃以上1000℃未満の
温度好ましくは850〜950℃の温度範囲内の所定温
度に維持された結晶化炉中に20分以上好ましくは
40分以上保持するか、前記温度範囲内をゆつくり
とした昇降温速度で昇降温させてその温度範囲内
に20分以上好ましくは40分以上保持してこの成形
物中に結晶核の形成およびその結晶核を中心とし
て結晶成長を起こさせ、成形物全体を結晶化させ
ずにガラス質部分と結晶質部分とを共存させた結
晶化物とする。なお、本発明においてSiO2を25
〜45％とするのは、SiO2が25％未満ではガラス
形成骨格としてのSiO2が不足して高強度の結晶
化物が得られないからであり、45％を越えると溶
融温度が上昇して前記溶融温度では粘度が高くな
つて流し込み成形に適しないうえ結晶化にも悪影
響を及ぼすからであり、また、Al2O3を５〜15％
とするのは、Al2O3が５％未満では高強度の半結
晶化物が得られず、15％を越えると溶融温度が高
くなりすぎるからであり、さらに、Fe2O3を５〜
25％とするのはFe2O3は融剤としてばかりでなく
核形成剤としても重要な成分であり、その量が５
％未満では融剤としての効果がうすくて溶融温度
が低下しないうえに結晶核の形成も不充分であ
り、25％を越えると強度を著しく低下させるから
である。また、CaOを20〜40％とするのはCaOが
20％未満では溶融物の粘度が増加するとともに結
晶化に悪影響があるうえ強度が低下し、40％を越
えると化学的安定性を著しく低下させるからであ
り、さらに、MgOを１〜５％とするのはMgOは
CaOに代わる組成調整剤として用いられて化学的
安定性を増す効果があるにも拘らずその含有量が
１％未満ではその効果がなく、５％を越える量に
入れても効果は変らないからであり、また、
P2O5を３〜15％とするのはP2O5は核形成剤とし
て最も重要な成分であつて、その量が３％未満で
は800〜1000℃未満の温度範囲では結晶化が起り
にくく、15％を越えると強度低下を来たして好ま
しくない。さらにまた、（CaO＋MgO）／SiO2比
を0.8〜1.2とすることは溶融温度の低下のために
重要であるうえに溶融物の結晶化のためにも重要
であつて、この混合比が0.8未満あるいは1.2を越
えると溶融温度が上昇して溶融炉の炉材の侵蝕や
溶融コストの増加が起るので好ましくない。次
に、廃棄物焼却灰の溶融温度を1350〜1500℃と限
定したのは前記組成範囲に調整された廃棄物焼却
灰の溶融物は溶融温度が高くなると急激に粘性が
低下するいわゆる「足の短いガラス」の性質を有
することから、1350℃未満では型中に連続的に溶
融物を投入するのに必要な粘度101ポイズ以下好
ましくは101/2ポイズ以下の粘度が得られないため
であり、成形物が互いに連結して個々の独立した
成形体になりにくいうえに成形物の離型が悪くな
り、また、実プラントにおいて1500℃を越える溶
融温度を維持することは設備上からもエネルギー
コスト面からもロスが大きいので、上限を1500℃
とし、さらに成形後引き続いて結晶化を行う場合
において結晶化炉にこの1350〜1500℃の溶融工程
で発生した排ガスを循環させると、結晶化炉にお
いて殆んど追焚きをしなくても800℃以上1000℃
未満の温度に維持できるので、溶融温度を1350〜
1500℃の温度範囲に保持することが熱エネルギー
の有効利用の点からも必要である。また、結晶化
温度を800℃以上1000℃未満と限定したのは前記
組成に調整された廃棄物焼却灰は800℃未満では
結晶成長が起こりくく、1000℃以上では結晶化物
の結晶量が多くなりすぎて後工程で破砕して骨材
化する際などに破砕しにくくなるからである。な
お、結晶化に際してはそれぞれ特定温度範囲内の
一定温度に所定時間保持するのが均一な結晶核の
形成および結晶成長をさせるうえでより好ましい
が、前述のとおりそれぞれ特定温度範囲内で所定
時間かけてゆつくりと降温昇温してもほぼ同等の
結果が得られる。また、結晶化時間を20分以上と
したのは、20分未満の保持時間では結晶化を行う
ことができないので所望強度の結晶化物が得られ
ないためである。このようにして得られる結晶化
物はガラス質固形物のように機械的強度が弱いも
のではなく、利用目的に応じて結晶量を例えば20
〜80％好ましくは40〜60％程度の範囲内で構成す
ることにより必要かつ充分な強度を持たせること
ができるとともに完全結晶化物のような一且固形
化してしまつた後の破砕加工切断等の後処理が困
難なものでなく、ガラス質部分があるため固化物
砕砕して骨材化するに際し、機械的破砕は無論の
事熱衝撃破砕も容易に可能である。 （発明の効果） 本発明は前記説明から明らかなように、特定組
成範囲の廃棄物焼却灰を特定の溶融条件で溶融し
たのち型に投入成形し、さらに、前記溶融工程で
発生した排ガスを循環させた結晶化炉中に保持さ
せることによつて機械的強度および化学的安定性
に優れた結晶化物を容易に得ることができるもの
であつて、特に、結晶化工程の熱源として溶融炉
排ガスを循環させた結晶化炉中において行うよう
にしたので、1000℃以上に保持して完全結晶化を
行う場合と比較して燃費は勿論のこと破砕等の後
加工に要する費用が少なくなり、製造コストの低
下ができるうえに省エネルギー的にも優れてお
り、さらに、従来埋立処分されてきた廃棄物焼却
灰の埋立処分地や二次公害の必要をなくすること
もできる等種々の利点があり、従来の廃棄物焼却
灰の処理上の問題点を解決できる廃棄物焼却灰を
原料とする結晶化物の製造法として産業の発展に
寄与するところ極めて大なものである。 （実施例） 各所の下水処理場の廃棄物焼却灰を下記表に記
載する化学組成および組成比率に組成調整し、そ
れぞれの溶融特性に従つて1350〜1500℃の温度に
維持された溶融炉内において５時間で溶融し、そ
の溶融物を250〜300℃に保持された無端コンベア
上に連続に設置されたキヤビテイ部のサイズが４
×４×４cmの黒鉛製の型中に投入成形し、次い
で、溶融炉排ガスを循環させた結晶化炉中に送り
込んで850〜950℃に40分以上保持して結晶化し、
これをすばやく取出して各種衝撃破砕したもの並
びに該結晶化物物を徐冷した後機械破砕したもの
を所定粒径に分級した骨材No.１〜No.９を得、表−
に本発明例として記載した。次に本発明の数値
限定範囲外の組成並びに熱処理条件で得られた骨
材No.10〜No.15を参考例として記載した。さらに以
上の様にして製造された骨材を用いてJIS規格に
準じコンクリート強度試験を行つた結果を本発明
の数値限定外の骨材並びに川砂との対比において
表−に記載した。この結果から明らかなよう
に、本発明によつて得られた結晶化物を破砕した
骨材は参考例によつて得られた骨材に比べ機械的
強度および化学的安定性に優れていることが確認
され、本発明によつて得られた結晶化物が性能的
にも優れていることが判る。
【表】
【表】
【表】
【表】
なお、表−において圧壊強度破砕率は、
オートグラフ試験機による500Kg／cm2圧縮後の1.2mm以
下のスラグ重量／圧縮試験前のスラグ重量（1.2mm〜2.5
mm）×100 の式をもつて算出し、また、硫酸ナトリウム安定
性試験は、JIS Ａ−1132骨材の安定性試験による
５回繰返しの減量率（％）により示す。さらに、
表−において圧縮強度はJIS Ａ−1108、Ａ−
1132に準拠してテストピースサイズ150mmφ×300
mmHn＝３の平均値である。
下のスラグ重量／圧縮試験前のスラグ重量（1.2mm〜2.5
mm）×100 の式をもつて算出し、また、硫酸ナトリウム安定
性試験は、JIS Ａ−1132骨材の安定性試験による
５回繰返しの減量率（％）により示す。さらに、
表−において圧縮強度はJIS Ａ−1108、Ａ−
1132に準拠してテストピースサイズ150mmφ×300
mmHn＝３の平均値である。
Claims (1)
- １ 主たる組成がSiO225〜45％（重量％、以下
同じ）、Al2O35〜15％、Fe2O35〜25％、CaO20〜
40％、MgO1〜５％、P2O53〜15％の範囲内でか
つ（CaO＋MgO）／SiO2の比を0.8〜1.2に組成調
整した廃棄物焼却灰を1350〜1500℃で溶融したの
ち前記溶融工程で発生した排ガスを循環させた結
晶化炉中において800℃以上1000℃未満の温度に
20分以上保持してガラス質部分と結晶質部分とを
共存させた状態に結晶化することを特徴とする結
晶化物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039834A JPS59164669A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 結晶化物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039834A JPS59164669A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 結晶化物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164669A JPS59164669A (ja) | 1984-09-17 |
| JPH0122212B2 true JPH0122212B2 (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=12563994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58039834A Granted JPS59164669A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 結晶化物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164669A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03275569A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-06 | Watanabe Tsuguhiko | 塵芥焼却灰とフライアッシュによる石材の造成方法 |
| DE69215072T2 (de) * | 1991-09-06 | 1997-03-20 | Kobe Steel Ltd | Gefäss für geschmolzene schlacke und verfahren und vorrichtung zur herstellung von hartem zuschlag aus abfall durch benutzung dieses gefässes |
| JPH0867527A (ja) * | 1994-08-19 | 1996-03-12 | Hikari Giken:Kk | 天然鉱物、一般及び産業廃棄物の焼却灰などを有効に利 用したガラス |
| JP2006137655A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐摩耗性に優れたアスファルト用骨材やコンクリート用骨材として調整した製鋼スラグ |
| WO2008093407A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Hatsuichi Matsumoto | 人工鉱石及びその製造方法 |
| JP5765521B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2015-08-19 | 株式会社レイセキ | ガラス状物質 |
| JP2013241313A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Hamamatsu Marukichi Co Ltd | 骨灰を使用したガラス製品の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152025A (en) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Nichireki Chem Ind Co | Production of artificial aggregate by pressure graining sewage sludg burnt ash |
| JPS57140366A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-30 | Gifushi | Manufacture of aggregate from incineration ash |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP58039834A patent/JPS59164669A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152025A (en) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Nichireki Chem Ind Co | Production of artificial aggregate by pressure graining sewage sludg burnt ash |
| JPS57140366A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-30 | Gifushi | Manufacture of aggregate from incineration ash |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59164669A (ja) | 1984-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2775525B2 (ja) | 結晶化ガラスの製造方法 | |
| Romero et al. | Use of vitrified urban incinerator waste as raw material for production of sintered glass-ceramics | |
| Endo et al. | Production of glass ceramics from sewage sludge | |
| CN101406939B (zh) | 一种高钠低氟连铸保护渣及其制备方法 | |
| JPS6320780B2 (ja) | ||
| CN102826758A (zh) | 工业耐磨耐腐蚀微晶玻璃板材及制备方法 | |
| JPH0122212B2 (ja) | ||
| JPS6150895B2 (ja) | ||
| CN101302077A (zh) | 一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法 | |
| JPH0118027B2 (ja) | ||
| JPS6124074B2 (ja) | ||
| NO772349L (no) | Fremgangsm}te ved fremstilling av mineralullplater | |
| JPH0124739B2 (ja) | ||
| JPS5933546B2 (ja) | 下水汚泥残渣を原料とする結晶化骨材の製造法 | |
| JPS5933547B2 (ja) | 結晶化骨材の製造法 | |
| CN1063853A (zh) | 一种钨矿渣微晶玻璃及其制备方法 | |
| US5234488A (en) | Mold additive for continuous casting of steel | |
| JP3633957B2 (ja) | 結晶化物の製造方法 | |
| KR100302235B1 (ko) | 글래스세라믹제조방법 | |
| JP7303989B2 (ja) | ホウ素含有物質の改質方法及び土木建築用資材の製造方法 | |
| RU1815248C (ru) | Глушеное стекло | |
| JP2000159578A (ja) | 花崗岩の粉石、砕石を利用した人造石およびその製造方法 | |
| RU2026836C1 (ru) | Стекло для стеклокристаллического материала | |
| KR960016063B1 (ko) | Si 탈산강 슬래그를 이용한 인조석 제조방법 | |
| DE1796013C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schotter für den Straßenbau aus Schlacke von Hüttenbetrieben, insbesondere aus Phosphorofenschlacke |