JPH04317436A - 結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents
結晶化ガラスの製造方法Info
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- JPH04317436A JPH04317436A JP2413772A JP41377290A JPH04317436A JP H04317436 A JPH04317436 A JP H04317436A JP 2413772 A JP2413772 A JP 2413772A JP 41377290 A JP41377290 A JP 41377290A JP H04317436 A JPH04317436 A JP H04317436A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0063—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing waste materials, e.g. slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水汚泥等産業廃棄物
の灰分を原料として結晶化ガラスを製造する方法に関す
るものである。
の灰分を原料として結晶化ガラスを製造する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】下水汚泥等の産業廃棄物は、当初大部分
が埋立や投棄処分されていたが、埋立地の確保が困難に
なってきたことと悪臭等の環境問題から焼却により、減
容化、安定化された焼却灰として処分されてきた。とこ
ろが、近年、この焼却灰においても、重金属の溶出等の
二次公害問題等により、そのまま廃棄処分することが困
難になってきたことから、汚泥を溶融処理してスラグ化
し有効利用することが試みられている。
が埋立や投棄処分されていたが、埋立地の確保が困難に
なってきたことと悪臭等の環境問題から焼却により、減
容化、安定化された焼却灰として処分されてきた。とこ
ろが、近年、この焼却灰においても、重金属の溶出等の
二次公害問題等により、そのまま廃棄処分することが困
難になってきたことから、汚泥を溶融処理してスラグ化
し有効利用することが試みられている。
【０００３】ところで、廃棄物を高温で燃焼させ廃棄物
の灰分を瞬時に溶融させる、あるいは廃棄物を焼却して
灰にしてその灰を高温にして溶融させて取り出し冷却し
溶融スラグにして骨材等に利用する方法としては、溶融
スラグを水の中に落下させて急冷することにより小塊状
のガラス質骨材を得る水砕スラグ化法、あるいは、金型
に溶融物を受け、徐冷することにより大塊状の結晶化ス
ラグにする徐冷スラグ化法がある。
の灰分を瞬時に溶融させる、あるいは廃棄物を焼却して
灰にしてその灰を高温にして溶融させて取り出し冷却し
溶融スラグにして骨材等に利用する方法としては、溶融
スラグを水の中に落下させて急冷することにより小塊状
のガラス質骨材を得る水砕スラグ化法、あるいは、金型
に溶融物を受け、徐冷することにより大塊状の結晶化ス
ラグにする徐冷スラグ化法がある。
【０００４】また、焼却灰に他の物質を加え（ＣａＯ＋
ＭｇＯ）／ＳｉＯ２の比を０．８〜１．２に組成を調整
し１３５０〜１５００℃で溶融し、この溶融物を急冷し
て熱衝撃破砕したのち１０００〜１２００℃で３０分間
保持して結晶化する方法（特公平１−２４７３９号公報
参照）、あるいは上記溶融物を３００〜６００℃に保持
した型中に入れ成形したのち１０２０〜１１８０℃の温
度で３０分以上保持して結晶化する方法（特公昭６１−
２４０７４号公報参照）等がある。
ＭｇＯ）／ＳｉＯ２の比を０．８〜１．２に組成を調整
し１３５０〜１５００℃で溶融し、この溶融物を急冷し
て熱衝撃破砕したのち１０００〜１２００℃で３０分間
保持して結晶化する方法（特公平１−２４７３９号公報
参照）、あるいは上記溶融物を３００〜６００℃に保持
した型中に入れ成形したのち１０２０〜１１８０℃の温
度で３０分以上保持して結晶化する方法（特公昭６１−
２４０７４号公報参照）等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
砕スラグ化法にあっては、得られた骨材がガラス質のた
め衝撃強度がなく、また上記徐冷スラグ化法にあっては
、意図的に特定の結晶を析出させるものではないため、
成形物をそのまま利用するには曲げ、衝撃等の強度の点
で問題があり、破砕して路盤材や骨材として利用するも
のであった。
砕スラグ化法にあっては、得られた骨材がガラス質のた
め衝撃強度がなく、また上記徐冷スラグ化法にあっては
、意図的に特定の結晶を析出させるものではないため、
成形物をそのまま利用するには曲げ、衝撃等の強度の点
で問題があり、破砕して路盤材や骨材として利用するも
のであった。
【０００６】また、上記焼却灰を結晶化する方法におい
ては、下水汚泥で主流を占める高分子凝集剤の脱水汚泥
の焼却灰や都市ごみの焼却灰の場合、Ｃａを含む添加剤
を多量に加える必要があり、また特定の結晶の析出によ
り、その結晶の特性をいかしたものでなく主として骨材
をめざしたものであった。
ては、下水汚泥で主流を占める高分子凝集剤の脱水汚泥
の焼却灰や都市ごみの焼却灰の場合、Ｃａを含む添加剤
を多量に加える必要があり、また特定の結晶の析出によ
り、その結晶の特性をいかしたものでなく主として骨材
をめざしたものであった。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、従来のような骨材として
焼却灰を利用するのではなく、少ない量の添加物でより
優れた性質の結晶化ガラスを製造することができ、かつ
内外壁面仕上材，床材，内装材などの高級建材として利
用可能な品質にすることができる結晶化ガラスの製造方
法を提供することにある。
で、その目的とするところは、従来のような骨材として
焼却灰を利用するのではなく、少ない量の添加物でより
優れた性質の結晶化ガラスを製造することができ、かつ
内外壁面仕上材，床材，内装材などの高級建材として利
用可能な品質にすることができる結晶化ガラスの製造方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ＳｉＯ２ ３５〜５５％（重量％以下
同じ）、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ２Ｏ３ ２
〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％、Ｃ ０．２〜５％
、Ｓ ０．２〜６％の範囲内でかつＣａＯ／（ＳｉＯ
２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が０．１５〜０．７の範囲内にあ
る廃棄物または焼却灰あるいは上記範囲内に調整された
廃棄物または焼却灰を１３００〜１５００℃で溶融し、
該溶融物を冷却してガラス質物質にし、再加熱により熱
処理することによって、アノーサイトとβ−ウォラスト
ナイトの少くとも一つを含む結晶化ガラスを得るように
したものである。
に、本発明は、ＳｉＯ２ ３５〜５５％（重量％以下
同じ）、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ２Ｏ３ ２
〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％、Ｃ ０．２〜５％
、Ｓ ０．２〜６％の範囲内でかつＣａＯ／（ＳｉＯ
２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が０．１５〜０．７の範囲内にあ
る廃棄物または焼却灰あるいは上記範囲内に調整された
廃棄物または焼却灰を１３００〜１５００℃で溶融し、
該溶融物を冷却してガラス質物質にし、再加熱により熱
処理することによって、アノーサイトとβ−ウォラスト
ナイトの少くとも一つを含む結晶化ガラスを得るように
したものである。
【０００９】そして、本発明をさらに具体的に説明する
と、廃棄物の灰分または焼却灰の主たる組成がＳｉＯ２
３５〜５５％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ２
Ｏ３ ２〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％、Ｃ ０
．２〜５％、Ｓ ０．２〜６％の範囲内にあり、かつ
ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が０．１５〜０
．７の範囲内にある廃棄物または焼却灰あるいはＣａＣ
Ｏ３、砂、炭素化合物、硫黄化合物により上記範囲内に
調整した廃棄物または焼却灰を、１３００〜１５００℃
で溶融し、１２００〜１４００℃でできるだけ脱泡した
後に冷却してガラス質物質にして取り出し、再加熱して
好ましくは８００〜９００℃に１５分以上保持して、例
えば、ＦｅＳのような結晶コロイドを析出させ、さらに
昇温して１０００〜１２００℃で１５分以上保持するこ
とによって、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２Ｓ
ｉＯ２）やβ−ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）
を含む針状結晶を上記結晶コロイドを核にして全体的に
析出させ、さらに４０〜６０％のガラス質部分を残した
結晶化ガラスにすることを特徴とする。
と、廃棄物の灰分または焼却灰の主たる組成がＳｉＯ２
３５〜５５％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ２
Ｏ３ ２〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％、Ｃ ０
．２〜５％、Ｓ ０．２〜６％の範囲内にあり、かつ
ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が０．１５〜０
．７の範囲内にある廃棄物または焼却灰あるいはＣａＣ
Ｏ３、砂、炭素化合物、硫黄化合物により上記範囲内に
調整した廃棄物または焼却灰を、１３００〜１５００℃
で溶融し、１２００〜１４００℃でできるだけ脱泡した
後に冷却してガラス質物質にして取り出し、再加熱して
好ましくは８００〜９００℃に１５分以上保持して、例
えば、ＦｅＳのような結晶コロイドを析出させ、さらに
昇温して１０００〜１２００℃で１５分以上保持するこ
とによって、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２Ｓ
ｉＯ２）やβ−ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）
を含む針状結晶を上記結晶コロイドを核にして全体的に
析出させ、さらに４０〜６０％のガラス質部分を残した
結晶化ガラスにすることを特徴とする。
【００１０】本発明において、原料となる廃棄物は下水
汚泥あるいは都市ゴミ等で、焼却灰は廃棄物あるいは他
の可燃物の焼却灰であって、主たる灰分の組成は下記表
１に示される高分子凝集剤使用の下水汚泥の脱水ケーキ
の灰分のように、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ，Ｍｇ
Ｏ，Ｆｅ２Ｏ３，Ｐ２Ｏ５，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ等である
。このような灰分の組成の溶融特性即ち溶融する温度あ
るいは溶融物が流れ易くなる温度（溶流点）は組成比に
よって異なりＣａＯ／ＳｉＯ２の比が０．８〜１．２で
は１４００℃以下になり溶融炉から流し出すことができ
る。
汚泥あるいは都市ゴミ等で、焼却灰は廃棄物あるいは他
の可燃物の焼却灰であって、主たる灰分の組成は下記表
１に示される高分子凝集剤使用の下水汚泥の脱水ケーキ
の灰分のように、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ，Ｍｇ
Ｏ，Ｆｅ２Ｏ３，Ｐ２Ｏ５，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ等である
。このような灰分の組成の溶融特性即ち溶融する温度あ
るいは溶融物が流れ易くなる温度（溶流点）は組成比に
よって異なりＣａＯ／ＳｉＯ２の比が０．８〜１．２で
は１４００℃以下になり溶融炉から流し出すことができ
る。
【００１１】
【表１】
【００１２】従来、このような廃棄物あるいは焼却灰を
溶融後結晶化させるには、ＣａＯ／ＳｉＯ２の比が０．
８〜１．２であることが重要とされていたが、組成がＳ
ｉＯ２３５〜５５％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ
２Ｏ３ ２〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％の範囲内
でかつＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比を０．１
５〜０．７にすることによって１３００〜１５００℃で
溶融し、１２００℃〜１４００℃で脱泡した後に冷却し
てガラス質物質にして取り出し、再加熱して好ましくは
８００〜９００℃で１５分以上保持することによって、
例えばＦｅＳのような結晶コロイドを析出させ、さらに
昇温して１０００〜１２００℃で１５分以上保持するこ
とによって、アノーサイトやβ−ウォラストナイトのよ
うな針状結晶を析出させることができることがわかった
。
溶融後結晶化させるには、ＣａＯ／ＳｉＯ２の比が０．
８〜１．２であることが重要とされていたが、組成がＳ
ｉＯ２３５〜５５％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ
２Ｏ３ ２〜１５％、ＣａＯ ５〜３０％の範囲内
でかつＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）の比を０．１
５〜０．７にすることによって１３００〜１５００℃で
溶融し、１２００℃〜１４００℃で脱泡した後に冷却し
てガラス質物質にして取り出し、再加熱して好ましくは
８００〜９００℃で１５分以上保持することによって、
例えばＦｅＳのような結晶コロイドを析出させ、さらに
昇温して１０００〜１２００℃で１５分以上保持するこ
とによって、アノーサイトやβ−ウォラストナイトのよ
うな針状結晶を析出させることができることがわかった
。
【００１３】また、高級建材に利用できるような機械的
、熱的、化学的物質に優れた結晶化ガラスにするには、
表面から結晶が析出するのではなくて内部を含めた全体
的に均一に結晶化が起こることが望ましい。結晶核が存
在することによって全体的に結晶化が進行することは知
られているが、アノーサイトやβ−ウォラストナイトの
ような結晶を析出させるには、ＦｅＳあるいはＺｎＳの
ような硫化物が核形成剤として適している。廃棄物また
は焼却灰あるいは添加物中に含まれているＦｅやＳはＦ
ｅ２Ｏ３やＮａ２ＳＯ４等の酸化物の形で存在しており
、単に溶かすだけではＦｅＳあるいはＺｎＳのような硫
化物はできない。そして、溶融炉の中で廃棄物または焼
却灰あるいは該調整物の中に混在しているＣが前記Ｆｅ
２Ｏ３やＮａ２ＳＯ４のような酸化物の還元剤として機
能し、Ｆｅ３＋をＦｅ２＋にすることによってＦｅＳを
生成させることができる。
、熱的、化学的物質に優れた結晶化ガラスにするには、
表面から結晶が析出するのではなくて内部を含めた全体
的に均一に結晶化が起こることが望ましい。結晶核が存
在することによって全体的に結晶化が進行することは知
られているが、アノーサイトやβ−ウォラストナイトの
ような結晶を析出させるには、ＦｅＳあるいはＺｎＳの
ような硫化物が核形成剤として適している。廃棄物また
は焼却灰あるいは添加物中に含まれているＦｅやＳはＦ
ｅ２Ｏ３やＮａ２ＳＯ４等の酸化物の形で存在しており
、単に溶かすだけではＦｅＳあるいはＺｎＳのような硫
化物はできない。そして、溶融炉の中で廃棄物または焼
却灰あるいは該調整物の中に混在しているＣが前記Ｆｅ
２Ｏ３やＮａ２ＳＯ４のような酸化物の還元剤として機
能し、Ｆｅ３＋をＦｅ２＋にすることによってＦｅＳを
生成させることができる。
【００１４】そこで、上記範囲内にある廃棄物または焼
却灰あるいは組成調整された廃棄物または焼却灰を、１
３００〜１５００℃で溶融しさらに１２００〜１４００
℃に保持して気泡を十分に除去した後に、溶融炉湯口か
ら流し出せる粘度（温度１２００〜１３００℃）に保ち
ながら、鋳鉄性容器へ流下させ成形するとともに冷却し
てガラス質物質にする。続いて、該ガラス質物質を熱処
理炉の中に入れ昇温して、好ましくは８００〜９００℃
で１５分以上保持させて結晶コロイドを生成させ、引き
続き１０００〜１２００℃に昇温し所定の温度に１５分
以上好ましくは３０分以上加熱保持して、結晶コロイド
を核にしてアノーサイトあるいはβ−ウォラストナイト
の結晶を成長させるのである。
却灰あるいは組成調整された廃棄物または焼却灰を、１
３００〜１５００℃で溶融しさらに１２００〜１４００
℃に保持して気泡を十分に除去した後に、溶融炉湯口か
ら流し出せる粘度（温度１２００〜１３００℃）に保ち
ながら、鋳鉄性容器へ流下させ成形するとともに冷却し
てガラス質物質にする。続いて、該ガラス質物質を熱処
理炉の中に入れ昇温して、好ましくは８００〜９００℃
で１５分以上保持させて結晶コロイドを生成させ、引き
続き１０００〜１２００℃に昇温し所定の温度に１５分
以上好ましくは３０分以上加熱保持して、結晶コロイド
を核にしてアノーサイトあるいはβ−ウォラストナイト
の結晶を成長させるのである。
【００１５】なお、本発明でＳｉＯ２を３５〜５５％と
したのは、３５％未満でアノーサイトあるいはβ−ウォ
ラストナイトを含む結晶化ガラス形成骨格としてのＳｉ
Ｏ２が不足しているからであり、５５％を越えると、溶
融温度が上昇して粘度が上がり湯口から流しにくくなる
ことや、流下の段階で析出する結晶が多くなるため、熱
処理後の結晶化ガラスの品質が悪くなるためである。ま
た、Ａｌ２Ｏ３を５〜２０％とするのは、５％未満にす
るためには多量の添加物を加える必要があり、また２０
％を越えるとアノーサイト、β−ウォラストナイト以外
の結晶の析出が多くなり強度が低下するためである。
したのは、３５％未満でアノーサイトあるいはβ−ウォ
ラストナイトを含む結晶化ガラス形成骨格としてのＳｉ
Ｏ２が不足しているからであり、５５％を越えると、溶
融温度が上昇して粘度が上がり湯口から流しにくくなる
ことや、流下の段階で析出する結晶が多くなるため、熱
処理後の結晶化ガラスの品質が悪くなるためである。ま
た、Ａｌ２Ｏ３を５〜２０％とするのは、５％未満にす
るためには多量の添加物を加える必要があり、また２０
％を越えるとアノーサイト、β−ウォラストナイト以外
の結晶の析出が多くなり強度が低下するためである。
【００１６】また、ＣａＯを５〜３０％とするのはＣａ
Ｏが５％未満、あるいは３０％を越えると、アノーサイ
ト、β−ウォラストナイト以外の結晶の析出が多くなり
、また３０％を越えれば越えるほど石灰や炭酸カルシウ
ムなどの添加物の量が多くなるからである。さらに、Ｆ
ｅ２Ｏ３を２〜１５％とするのはＦｅ２Ｏ３は融剤ある
いは結晶核形成剤として重要な役割を果すが、１５％を
越えると結晶生成の上で悪影響を及ぼすからであり、２
％未満では融剤としての効果が低下し、他の添加剤を使
用したり、その添加剤の使用量が多くなるからである。
Ｏが５％未満、あるいは３０％を越えると、アノーサイ
ト、β−ウォラストナイト以外の結晶の析出が多くなり
、また３０％を越えれば越えるほど石灰や炭酸カルシウ
ムなどの添加物の量が多くなるからである。さらに、Ｆ
ｅ２Ｏ３を２〜１５％とするのはＦｅ２Ｏ３は融剤ある
いは結晶核形成剤として重要な役割を果すが、１５％を
越えると結晶生成の上で悪影響を及ぼすからであり、２
％未満では融剤としての効果が低下し、他の添加剤を使
用したり、その添加剤の使用量が多くなるからである。
【００１７】また、Ｃを０．２〜５％としたのは、０．
２％未満では還元剤としての効果が少なく、還元剤とし
ては５％を越えることを必要としないからである。さら
に、Ｓを０．２〜６％としたのは、０．２％未満では一
部気相中に飛び出し核形成剤として不足し、６％を越え
ると多すぎるためである。
２％未満では還元剤としての効果が少なく、還元剤とし
ては５％を越えることを必要としないからである。さら
に、Ｓを０．２〜６％としたのは、０．２％未満では一
部気相中に飛び出し核形成剤として不足し、６％を越え
ると多すぎるためである。
【００１８】さらに、またＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２
Ｏ３）の比を０．１５〜０．７とするのはアノーサイト
、β−ウォラストナイトの結晶を析出させ、さらにガラ
ス質部分を４０〜６０％残すため必要であるからである
。
Ｏ３）の比を０．１５〜０．７とするのはアノーサイト
、β−ウォラストナイトの結晶を析出させ、さらにガラ
ス質部分を４０〜６０％残すため必要であるからである
。
【００１９】次に、廃棄物あるいは焼却灰の溶融温度を
１３００℃〜１５００℃としたのは、上記記載の組成の
廃棄物または焼却灰あるいは上記範囲内に調整された廃
棄物または焼却灰は、１３００℃未満では十分に溶融せ
ず粘度も高く湯口より流下させにくくなり、結晶が析出
してガラス質物質の生成が困難になる。１５００℃を越
えると、溶融炉の炉材の侵食が起きたり放散熱等のエネ
ルギーロスが大きく、経済性が低下するためである。
１３００℃〜１５００℃としたのは、上記記載の組成の
廃棄物または焼却灰あるいは上記範囲内に調整された廃
棄物または焼却灰は、１３００℃未満では十分に溶融せ
ず粘度も高く湯口より流下させにくくなり、結晶が析出
してガラス質物質の生成が困難になる。１５００℃を越
えると、溶融炉の炉材の侵食が起きたり放散熱等のエネ
ルギーロスが大きく、経済性が低下するためである。
【００２０】また、１２００℃〜１４００℃に保持して
できるだけ脱泡させるのは、１２００℃未満では粘性が
低下して流れにくくなるためであり、１４００℃を越え
ると加熱する必要が生じ不経済になるためである。
できるだけ脱泡させるのは、１２００℃未満では粘性が
低下して流れにくくなるためであり、１４００℃を越え
ると加熱する必要が生じ不経済になるためである。
【００２１】また、結晶コロイド生成温度を８００℃〜
９００℃にするのは、結晶の生成は転移点と融点の間に
あるが、８００℃未満ではＦｅを含む結晶コロイドが生
成しない為であり、９００℃を越えると他の結晶も析出
してくるため、ＦｅＳコロイドが核としての役割を十分
に発揮できないからである。さらに加熱して温度を１０
００℃〜１２００℃で１５分以上保持するのは、１００
０℃未満ではアノーサイト、β−ウォラストナイトの結
晶が十分に成長せず、１２００℃を越えると結晶化物の
一部の再溶融が起こるなど安定した結晶の生成が妨げら
れるためである。また保持時間を１５分以上とするのは
１５分未満では結晶化が十分に進まないためである。
９００℃にするのは、結晶の生成は転移点と融点の間に
あるが、８００℃未満ではＦｅを含む結晶コロイドが生
成しない為であり、９００℃を越えると他の結晶も析出
してくるため、ＦｅＳコロイドが核としての役割を十分
に発揮できないからである。さらに加熱して温度を１０
００℃〜１２００℃で１５分以上保持するのは、１００
０℃未満ではアノーサイト、β−ウォラストナイトの結
晶が十分に成長せず、１２００℃を越えると結晶化物の
一部の再溶融が起こるなど安定した結晶の生成が妨げら
れるためである。また保持時間を１５分以上とするのは
１５分未満では結晶化が十分に進まないためである。
【００２２】このようにして得られた結晶化ガラスは、
アノーサイトやβ−ウォラストナイトの針状の結晶の間
にガラス質物質が入り込んだ構造になっているため、強
度が高く、化学的安定性にも優れている。また、被溶融
物は金型に流し込んで冷却することで容易に成形でき、
熱処理して得られた結晶化ガラスは表面を研磨すること
によって透光感のある高級な製品が得られる。
アノーサイトやβ−ウォラストナイトの針状の結晶の間
にガラス質物質が入り込んだ構造になっているため、強
度が高く、化学的安定性にも優れている。また、被溶融
物は金型に流し込んで冷却することで容易に成形でき、
熱処理して得られた結晶化ガラスは表面を研磨すること
によって透光感のある高級な製品が得られる。
【００２３】
【実施例】下水処理場の各種汚泥焼却灰を下記表２に記
載する成分組成に調整し、それぞれの溶融特性から決定
される溶融温度１３００℃〜１５００℃に維持された溶
融炉内で４時間溶融し、さらに１２００〜１４００℃で
脱泡した後に、湯口より鋳鉄製容器に流下させ冷却させ
たガラス成形品または上記溶融物を水冷容器に落下させ
、急冷して得られたガラス小塊を熱処理炉に入れ、昇温
していき、８００〜９００℃で一定時間保持後さらに昇
温していき１０００〜１２００℃で一定時間保持して得
られた結晶化ガラスを本発明の実施例１〜１２として表
３（処理条件），表４（結果特性）に記載した。次に本
発明の組成の範囲外に調整した下水汚泥焼却灰を上記実
施例１〜１２と同一条件で溶融、脱泡、冷却ガラス化、
熱処理して得られたものを表２，表３，表４に参考例１
３〜１５として記載した。また、本実施例で得られた結
晶化ガラスをＸ線回折により分析した結果を図１に示す
。本実施例１〜８についてはアノーサイトの結晶が析出
し、実施例９〜１２についてはβ−ウォラストナイトの
結晶が析出していることがあきらかになった。また、結
晶化ガラスの基になる成形基礎ガラスについて熱膨張試
験を実施した。代表事例として実施例５の測定結果を図
２に示す。熱膨張係数ａは８１×１０−７で一般のガラ
スより低く、転移点および屈服点も一般ガラスより約１
００℃高いので耐熱性に優れている。また以上のように
して得られた結晶化ガラスを用いてＪＩＳ規格に準じて
曲げ強度、硬度、耐酸性および耐アルカリ性試験を実施
した結果を表４に記載した。また、参考値として本発明
の組成の範囲外に調整した焼却灰から得られたものの試
験結果も表４に記載した。この表から明らかなように、
本発明で得られた結晶化ガラス（１〜１２）が参考例と
して記載した範囲外の製品（１３〜１５）および天然石
（１６）よりも機械的強度、衝撃及び化学的安定性に優
れていることが確認された。
載する成分組成に調整し、それぞれの溶融特性から決定
される溶融温度１３００℃〜１５００℃に維持された溶
融炉内で４時間溶融し、さらに１２００〜１４００℃で
脱泡した後に、湯口より鋳鉄製容器に流下させ冷却させ
たガラス成形品または上記溶融物を水冷容器に落下させ
、急冷して得られたガラス小塊を熱処理炉に入れ、昇温
していき、８００〜９００℃で一定時間保持後さらに昇
温していき１０００〜１２００℃で一定時間保持して得
られた結晶化ガラスを本発明の実施例１〜１２として表
３（処理条件），表４（結果特性）に記載した。次に本
発明の組成の範囲外に調整した下水汚泥焼却灰を上記実
施例１〜１２と同一条件で溶融、脱泡、冷却ガラス化、
熱処理して得られたものを表２，表３，表４に参考例１
３〜１５として記載した。また、本実施例で得られた結
晶化ガラスをＸ線回折により分析した結果を図１に示す
。本実施例１〜８についてはアノーサイトの結晶が析出
し、実施例９〜１２についてはβ−ウォラストナイトの
結晶が析出していることがあきらかになった。また、結
晶化ガラスの基になる成形基礎ガラスについて熱膨張試
験を実施した。代表事例として実施例５の測定結果を図
２に示す。熱膨張係数ａは８１×１０−７で一般のガラ
スより低く、転移点および屈服点も一般ガラスより約１
００℃高いので耐熱性に優れている。また以上のように
して得られた結晶化ガラスを用いてＪＩＳ規格に準じて
曲げ強度、硬度、耐酸性および耐アルカリ性試験を実施
した結果を表４に記載した。また、参考値として本発明
の組成の範囲外に調整した焼却灰から得られたものの試
験結果も表４に記載した。この表から明らかなように、
本発明で得られた結晶化ガラス（１〜１２）が参考例と
して記載した範囲外の製品（１３〜１５）および天然石
（１６）よりも機械的強度、衝撃及び化学的安定性に優
れていることが確認された。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２は実施例１〜１２と参考例１３〜１５
の組成（重量％）とＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）
の比（Ａと称す）を示している。
の組成（重量％）とＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）
の比（Ａと称す）を示している。
【００２６】
【表３】
【００２７】表３は実施例１〜１２と参考例１３〜１５
の処理条件を示している。
の処理条件を示している。
【００２８】
【表４】
【００２９】表４は実施例１〜１２と参考例１３〜１５
及び大理石１６の析出結晶及び特性比較を示している。 ここで、特性比較のうち耐酸性（１％硫酸）及び耐アル
カリ性（１％水酸化ナトリウム）については、大きさ１
５×１５×１０ｍｍの試料を２５℃で６５０時間浸漬後
の重量減少率を表わしている。
及び大理石１６の析出結晶及び特性比較を示している。 ここで、特性比較のうち耐酸性（１％硫酸）及び耐アル
カリ性（１％水酸化ナトリウム）については、大きさ１
５×１５×１０ｍｍの試料を２５℃で６５０時間浸漬後
の重量減少率を表わしている。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は高分子凝
集剤を使用した脱水汚泥や都市ごみ等、ＳｉＯ２分を主
成分とする灰分を有する廃棄物または焼却灰に対して、
少量の添加剤の使用で溶融、ガラス化、再加熱により均
一な結晶化ガラスをつくることによって、機械的強度と
化学的に安定な優れた透光感のある結晶化ガラス製品を
得ることができる。
集剤を使用した脱水汚泥や都市ごみ等、ＳｉＯ２分を主
成分とする灰分を有する廃棄物または焼却灰に対して、
少量の添加剤の使用で溶融、ガラス化、再加熱により均
一な結晶化ガラスをつくることによって、機械的強度と
化学的に安定な優れた透光感のある結晶化ガラス製品を
得ることができる。
【図１】本発明の一実施例で得られた結晶化ガラスのＸ
線回折結果を示す特性図である。
線回折結果を示す特性図である。
【図２】本発明の一実施例で得られた結晶化ガラスの基
になる成形基礎ガラスの熱膨張試験結果を示す特性図で
ある。
になる成形基礎ガラスの熱膨張試験結果を示す特性図で
ある。
Ａｎ アノーサイト
Claims (1)
- 【請求項１】 主たる廃棄物の灰分または廃棄物焼却
灰の組成が、ＳｉＯ２３５〜５５％（重量％以下同じ）
、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｆｅ２Ｏ３ ２〜１５
％、ＣａＯ ５〜３０％、Ｃ ０．２〜５％、Ｓ
０．２〜６％の範囲内にあり、かつＣａＯ／（ＳｉＯ
２＋Ａｌ２Ｏ３）の比が０．１５〜０．７の範囲内にあ
る該廃棄物または廃棄物焼却灰、あるいはＣａＣＯ３、
砂、炭素化合物、硫黄化合物により上記範囲内に調整し
た廃棄物または廃棄物焼却灰を、１３００〜１５００℃
で溶融し、該溶融物を冷却して、ガラス質物質にし、再
加熱により熱処理することによって、アノーサイトとβ
−ウォラストナイトの少くとも一つを含む結晶化ガラス
を製造することを特徴とする結晶化ガラスの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413772A JP2775525B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 結晶化ガラスの製造方法 |
| US07/809,883 US5203901A (en) | 1990-12-25 | 1991-12-18 | Method for converting waste to crystallized glass |
| EP91403473A EP0493217B1 (en) | 1990-12-25 | 1991-12-19 | Method for converting waste to crystallized glass |
| DE69118856T DE69118856T2 (de) | 1990-12-25 | 1991-12-19 | Verfahren zur Umwandlung von Abfallstoffen in kristallisiertes Glas |
| ES91403473T ES2087984T3 (es) | 1990-12-25 | 1991-12-19 | Metodo para la conversion de residuos en vidrios cristalizados. |
| AT91403473T ATE136872T1 (de) | 1990-12-25 | 1991-12-19 | Verfahren zur umwandlung von abfallstoffen in kristallisiertes glas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413772A JP2775525B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 結晶化ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317436A true JPH04317436A (ja) | 1992-11-09 |
| JP2775525B2 JP2775525B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=18522342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413772A Expired - Lifetime JP2775525B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 結晶化ガラスの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5203901A (ja) |
| EP (1) | EP0493217B1 (ja) |
| JP (1) | JP2775525B2 (ja) |
| AT (1) | ATE136872T1 (ja) |
| DE (1) | DE69118856T2 (ja) |
| ES (1) | ES2087984T3 (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH08310834A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-26 | Hikari Giken:Kk | 一般廃棄物の焼却灰等を有効に利用した着色結晶化ガラスの 製造方法 |
| KR100465460B1 (ko) * | 2002-04-12 | 2005-01-13 | 인하대학교 산학협력단 | 도시소각재를 활용한 결정화유리 제조방법 |
| KR100477333B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-03-25 | 대한민국(순천대학교 총장) | 화력발전소 비산재를 이용한 저융점 유리 조성물, 결정화유리 조성물 및 그의 제조방법 |
| CN105481255A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-04-13 | 北京清迈华清控股(集团)有限公司 | 用高硅铁尾矿制造低膨胀微晶玻璃的方法 |
Families Citing this family (23)
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| FR2697451B1 (fr) * | 1992-11-04 | 1995-01-13 | Mediterranee Construction Indl | Procédé de vitrification de résidus solides issus d'incinération de déchets ménagers et/ou industriels, et produit issu de ce procédé. |
| US5273566A (en) * | 1993-01-26 | 1993-12-28 | International Environmelting Corporation | Process for producing an environmentally acceptable abrasive product from hazardous wastes |
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| US5616160A (en) * | 1993-05-24 | 1997-04-01 | Corning Incorporated | Process for vitrifying incinerator ash |
| US5369062A (en) * | 1993-08-20 | 1994-11-29 | The Research Foundation Of State University Of Ny | Process for producing ceramic glass composition |
| US5508236A (en) * | 1993-08-20 | 1996-04-16 | The Research Foundation Of State University Of New York | Ceramic glass composition |
| FR2712214B1 (fr) * | 1993-11-10 | 1996-01-19 | Emc Services | Procédé de cristallisation des déchets. |
| DE4342934C2 (de) * | 1993-12-16 | 1996-05-23 | Otto Feuerfest Gmbh | Verfahren zum Recycling von Feuerfestmaterial |
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| EP0892765A4 (en) * | 1996-04-09 | 2000-03-15 | Vortec Corp | PRODUCTION OF CERAMIC TILES FROM FLYING BAGS |
| US5830251A (en) * | 1996-04-10 | 1998-11-03 | Vortec Corporation | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste |
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| UA74802C2 (en) | 1999-12-06 | 2006-02-15 | Rgs90 | A process for producing glass, glass produced by this method and use thereof |
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