JPH0549608B2 - - Google Patents
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- JPH0549608B2 JPH0549608B2 JP62271934A JP27193487A JPH0549608B2 JP H0549608 B2 JPH0549608 B2 JP H0549608B2 JP 62271934 A JP62271934 A JP 62271934A JP 27193487 A JP27193487 A JP 27193487A JP H0549608 B2 JPH0549608 B2 JP H0549608B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
- C01B33/28—Base exchange silicates, e.g. zeolites
- C01B33/2807—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
- C01B33/2838—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively)
- C01B33/2846—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively) of type X
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、製鉄プロセスで発生する脱燐フラグ
を出発原料としてアーウインを得るアーウインの
製造方法に関する。 〔従来の技術とその問題点〕 溶銑脱燐法として石灰による鍋脱燐が提案され
実施されている。 この方法には例えば出銑後にミルスケール等の
酸化鉄を用いて高炉の溶銑樋や溶銑の運搬容器で
ある取鍋や混銑車内で脱硅を行い、つづいて生石
灰、ミルスケールおよび螢石等からなるフラツク
スを用いて取鍋や混銑車内で脱燐を行う方法があ
る。こうした方法で発生した脱燐スラグ中には、
金属鉄、石灰、β−ダイカルシウム・シリケート
（β−2CaO・SiO2）、フツ化カルシウム（CaF2）、
フロウアパタイト〔Ca5F（PO4）3〕等を含んでい
る。 このような脱燐スラグ中の金属鉄分は、このス
ラグを粉砕し、磁選する等の方法により回収され
ている。しかし、残つた非磁着物は有効に利用さ
れていないのが現状である。 ところでアーウインは、アーウイン−水酸化カ
ルシウム−石膏の配合系でアーウイン系地盤改良
材として軟弱地盤の改良に広く用いられている。
アーウインは、通常のセメントや石灰では改良困
難な有機質土にも多くの使用実績があり、地盤改
良材の切札的なものとして位置付けされている。 アーウインの製造原料は、CaO源として石灰
石、アルミナ源としてアルミナ粉、ボーキサイト
等を用い、CaSO4源として無水石膏等が使用され
ている。また、かかるアーウインの製造における
クリンカーの焼成温度は1350℃前後である。この
合成鉱物は、3CaO・3Al2O3・CaSO4として示さ
れ、これを単独あるいは、石膏と配合あるいは水
酸化カルシウム−石膏と配合し、軟弱土に添加す
ると次式の水和反応により、速やかにエトリンガ
イト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O）を生成
する。このエトリンガイドは32モルの水を結晶水
として取込んだ針状結晶であり、たとえば軟弱土
に添加した場合、土粒子間に架橋を形成して迅速
に固化する。 (1) アーウイン単独の水和 ３（3CaO・3Al2O3・CaSO4）＋62H2O→3CaO・
Al2O3・3CaSO4・32H2O＋２（3CaO・Al2O3・
6H2O）＋６（Al2O3・3H2O） (2) アーウイン−石膏系の水和 3CaO・3Al2O3・CaSO4＋2CaSO4＋38H2O→
3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O＋２（Al2O3・
3H2O） (3) アーウイン−水酸化カルシウム−石膏系の水
和 3CaO・3Al2O3・CaSO4＋6Ca（OH）2＋8CaSO4＋
90H2O→３（3CaO・Al2O3・3CaSO4＋32H2O） しかしながら、上述した従来のアーウインの製
造方法には以下のような問題があつた。 (1) 製造原料に石灰、ボーキサイト等を用いてい
るため、原料費がかなり高価である。 (2) 原料に石灰、ボーキサイト等を用いているた
め焼成温度が1300〜1400℃という高温にする必
要がある。 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、製鉄プロセスで発生する脱燐スラグを有効利
用できると共に、原料コストが安価で焼成温度が
低く、かつ、速硬性を備えたアーウインを容易に
得ることができるアーウインの製造方法を提供す
るものである。 すなわち、本発明は磁選により、金属鉄分を除
去した石灰を豊富に含む脱燐スラグ粉末にアルミ
ナ源および石膏源を配合して、石灰（CaO）、ア
ルミナ（Al2O3）および石膏（CaSO4）の合計量
に対する各成分の比率が石灰87〜15重量％、アル
ミナ10〜51重量％、および石膏３〜34重量％とな
る混合物を調整する工程と、この混合物を900℃
〜1250℃で焼成して、合成したアーウインを主成
分とするクリンカーを造つた後、これを粉砕する
工程とを具備することを特徴とするアーウインの
製造方法である。 ここで、脱燐スラグの化学組成は例えば
Fe2O31.4〜3.5重量％、CaO51.0〜74.8重量％、
SiO27.5〜14.5重量％、CaF23.4〜13.6重量％、
P2O55.0〜9.3重量％、Al2O30.2〜6.6重量％、
MgO0.4〜7.0重量％からなるものである。 また、混合物中の石灰、アルミナおよび石膏の
配合割合を上記の範囲に限定した理由は、これら
の範囲を逸脱すると三成分の相互の配合のバラン
スが崩れて、焼成により造られたクリンカー中に
実用的な量のアーウイン（3CaO・3Al2O3・
CaSO4）が得られないからである。 また、焼成温度を900℃〜1250℃にした理由は、
焼成温度が900℃未満になるとアーウインの合成
量が少なくなり、焼成温度が1250℃を越えると、
アーウインの合成量が少なくなるばかりか、クリ
ンカーの一部が溶融して、炉壁に付着したり、ガ
ラス化したりする弊害が生じるからである。した
がつて、時に好ましい焼成温度は950℃〜1250℃
である。 また、クリンカーの粉砕にあたつては、粉末度
で2000〜6000cm2／ｇとなるように粉砕することが
望ましい。 尚、本発明においては、必要に応じて石膏、水
酸化カルシウム、水砕スラグ、ポルトランドセメ
ント等を配合しても十分に本発明の効果を得るこ
とができる。 〔作用〕 本発明方法によれば、磁選後の脱燐スラグの粉
体に、アルミナ源および石膏源を所定の成分比率
となるように配合し、これを焼成することによつ
て所定量のアーウインを合成することができる。 この焼成において脱燐スラグ中にもともと存在
するβ−2CaO・SiO2もそのまま残存している。
これはアーウインが水和反応によりエトリンガイ
トを生成した後の中長期材令において水和反応に
よる強度増加に寄与する。しかも、脱燐スラグ中
にCaF2が含まれているため配合によつては、ア
ーウイン（3CaO・3Al2O3・CaSO4）と同時にカ
ルシウムフルオロアルミネート（11CaO・
7Al2O3・CaF2）および（3CaO・Al2O3・CaF2）
が合成される。これらの鉱物はアーウイン
（3CaO・3Al2O3・CaSO4）と共に短時間で水和
し、固化に寄与する。 また、従来の方法では、焼成温度は3CaO・
3Al2O3・CaSO4を合成するために、1350℃とい
う高温であつた。これに対して本発明方法では、
脱燐スラグを用いることにり脱燐スラグに含まれ
るCaF2およびCa5F（PO4）3等が作用し、900〜
1250℃という比較的低い焼成温度で目的とする
3CaO・3Al2O3・CaSO4を得ることができる。こ
のため、本発明方法によれば、今まで金属鉄の回
収のみに止まり、磁選後は廃棄されていた脱燐ス
ラグから極めて有用なアーウイン（3CaO・
3Al2O3・CaSO4）を製造することができる。 実施例 １〜５ 以下、本発明の実施例について説明する。 まず、化学成分分析値でＴ・Fe3.9重量％、
SiO210.2重量％、CaO61.2重量％、Al2O33.4重量
％、TiO21.8重量％、MgO5.0重量％、MnO1.4重
量％、P2O55.9重量％、Ｔ・S0.11重量％、
CaF29.1重量％を含む脱燐スラグを５mm以下の大
きさになるように破砕し、磁選を行い磁着物と非
磁着物とに分離した。 次いで非磁着物をさらに0.1mm篩に通過するま
で粉砕した後、この粉砕物にアルミナ源としてア
ルミスクラツプを溶融した際に発生する0.18mm篩
を通過するアルミニウム残灰（Al2O397％）と二
水石膏をCaO、Al2O3、CaSO4がこれらの合計量
に対する各成分の比率に換算して下記表に示す割
合になるように配合して５種の混合物（実施例１
〜５）を調整した。
を出発原料としてアーウインを得るアーウインの
製造方法に関する。 〔従来の技術とその問題点〕 溶銑脱燐法として石灰による鍋脱燐が提案され
実施されている。 この方法には例えば出銑後にミルスケール等の
酸化鉄を用いて高炉の溶銑樋や溶銑の運搬容器で
ある取鍋や混銑車内で脱硅を行い、つづいて生石
灰、ミルスケールおよび螢石等からなるフラツク
スを用いて取鍋や混銑車内で脱燐を行う方法があ
る。こうした方法で発生した脱燐スラグ中には、
金属鉄、石灰、β−ダイカルシウム・シリケート
（β−2CaO・SiO2）、フツ化カルシウム（CaF2）、
フロウアパタイト〔Ca5F（PO4）3〕等を含んでい
る。 このような脱燐スラグ中の金属鉄分は、このス
ラグを粉砕し、磁選する等の方法により回収され
ている。しかし、残つた非磁着物は有効に利用さ
れていないのが現状である。 ところでアーウインは、アーウイン−水酸化カ
ルシウム−石膏の配合系でアーウイン系地盤改良
材として軟弱地盤の改良に広く用いられている。
アーウインは、通常のセメントや石灰では改良困
難な有機質土にも多くの使用実績があり、地盤改
良材の切札的なものとして位置付けされている。 アーウインの製造原料は、CaO源として石灰
石、アルミナ源としてアルミナ粉、ボーキサイト
等を用い、CaSO4源として無水石膏等が使用され
ている。また、かかるアーウインの製造における
クリンカーの焼成温度は1350℃前後である。この
合成鉱物は、3CaO・3Al2O3・CaSO4として示さ
れ、これを単独あるいは、石膏と配合あるいは水
酸化カルシウム−石膏と配合し、軟弱土に添加す
ると次式の水和反応により、速やかにエトリンガ
イト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O）を生成
する。このエトリンガイドは32モルの水を結晶水
として取込んだ針状結晶であり、たとえば軟弱土
に添加した場合、土粒子間に架橋を形成して迅速
に固化する。 (1) アーウイン単独の水和 ３（3CaO・3Al2O3・CaSO4）＋62H2O→3CaO・
Al2O3・3CaSO4・32H2O＋２（3CaO・Al2O3・
6H2O）＋６（Al2O3・3H2O） (2) アーウイン−石膏系の水和 3CaO・3Al2O3・CaSO4＋2CaSO4＋38H2O→
3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O＋２（Al2O3・
3H2O） (3) アーウイン−水酸化カルシウム−石膏系の水
和 3CaO・3Al2O3・CaSO4＋6Ca（OH）2＋8CaSO4＋
90H2O→３（3CaO・Al2O3・3CaSO4＋32H2O） しかしながら、上述した従来のアーウインの製
造方法には以下のような問題があつた。 (1) 製造原料に石灰、ボーキサイト等を用いてい
るため、原料費がかなり高価である。 (2) 原料に石灰、ボーキサイト等を用いているた
め焼成温度が1300〜1400℃という高温にする必
要がある。 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、製鉄プロセスで発生する脱燐スラグを有効利
用できると共に、原料コストが安価で焼成温度が
低く、かつ、速硬性を備えたアーウインを容易に
得ることができるアーウインの製造方法を提供す
るものである。 すなわち、本発明は磁選により、金属鉄分を除
去した石灰を豊富に含む脱燐スラグ粉末にアルミ
ナ源および石膏源を配合して、石灰（CaO）、ア
ルミナ（Al2O3）および石膏（CaSO4）の合計量
に対する各成分の比率が石灰87〜15重量％、アル
ミナ10〜51重量％、および石膏３〜34重量％とな
る混合物を調整する工程と、この混合物を900℃
〜1250℃で焼成して、合成したアーウインを主成
分とするクリンカーを造つた後、これを粉砕する
工程とを具備することを特徴とするアーウインの
製造方法である。 ここで、脱燐スラグの化学組成は例えば
Fe2O31.4〜3.5重量％、CaO51.0〜74.8重量％、
SiO27.5〜14.5重量％、CaF23.4〜13.6重量％、
P2O55.0〜9.3重量％、Al2O30.2〜6.6重量％、
MgO0.4〜7.0重量％からなるものである。 また、混合物中の石灰、アルミナおよび石膏の
配合割合を上記の範囲に限定した理由は、これら
の範囲を逸脱すると三成分の相互の配合のバラン
スが崩れて、焼成により造られたクリンカー中に
実用的な量のアーウイン（3CaO・3Al2O3・
CaSO4）が得られないからである。 また、焼成温度を900℃〜1250℃にした理由は、
焼成温度が900℃未満になるとアーウインの合成
量が少なくなり、焼成温度が1250℃を越えると、
アーウインの合成量が少なくなるばかりか、クリ
ンカーの一部が溶融して、炉壁に付着したり、ガ
ラス化したりする弊害が生じるからである。した
がつて、時に好ましい焼成温度は950℃〜1250℃
である。 また、クリンカーの粉砕にあたつては、粉末度
で2000〜6000cm2／ｇとなるように粉砕することが
望ましい。 尚、本発明においては、必要に応じて石膏、水
酸化カルシウム、水砕スラグ、ポルトランドセメ
ント等を配合しても十分に本発明の効果を得るこ
とができる。 〔作用〕 本発明方法によれば、磁選後の脱燐スラグの粉
体に、アルミナ源および石膏源を所定の成分比率
となるように配合し、これを焼成することによつ
て所定量のアーウインを合成することができる。 この焼成において脱燐スラグ中にもともと存在
するβ−2CaO・SiO2もそのまま残存している。
これはアーウインが水和反応によりエトリンガイ
トを生成した後の中長期材令において水和反応に
よる強度増加に寄与する。しかも、脱燐スラグ中
にCaF2が含まれているため配合によつては、ア
ーウイン（3CaO・3Al2O3・CaSO4）と同時にカ
ルシウムフルオロアルミネート（11CaO・
7Al2O3・CaF2）および（3CaO・Al2O3・CaF2）
が合成される。これらの鉱物はアーウイン
（3CaO・3Al2O3・CaSO4）と共に短時間で水和
し、固化に寄与する。 また、従来の方法では、焼成温度は3CaO・
3Al2O3・CaSO4を合成するために、1350℃とい
う高温であつた。これに対して本発明方法では、
脱燐スラグを用いることにり脱燐スラグに含まれ
るCaF2およびCa5F（PO4）3等が作用し、900〜
1250℃という比較的低い焼成温度で目的とする
3CaO・3Al2O3・CaSO4を得ることができる。こ
のため、本発明方法によれば、今まで金属鉄の回
収のみに止まり、磁選後は廃棄されていた脱燐ス
ラグから極めて有用なアーウイン（3CaO・
3Al2O3・CaSO4）を製造することができる。 実施例 １〜５ 以下、本発明の実施例について説明する。 まず、化学成分分析値でＴ・Fe3.9重量％、
SiO210.2重量％、CaO61.2重量％、Al2O33.4重量
％、TiO21.8重量％、MgO5.0重量％、MnO1.4重
量％、P2O55.9重量％、Ｔ・S0.11重量％、
CaF29.1重量％を含む脱燐スラグを５mm以下の大
きさになるように破砕し、磁選を行い磁着物と非
磁着物とに分離した。 次いで非磁着物をさらに0.1mm篩に通過するま
で粉砕した後、この粉砕物にアルミナ源としてア
ルミスクラツプを溶融した際に発生する0.18mm篩
を通過するアルミニウム残灰（Al2O397％）と二
水石膏をCaO、Al2O3、CaSO4がこれらの合計量
に対する各成分の比率に換算して下記表に示す割
合になるように配合して５種の混合物（実施例１
〜５）を調整した。
以上説明した如く、本発明にかかるアーウイン
の製造方法によれば、製鉄プロセスより発生する
脱燐スラグを有効利用できると共に、従来のアー
ウイン系地盤改良材に比べて、原料コストが安価
で焼成温度が低い条件でアーウインを容易に得る
ことができる。また、得られたアーウインは、通
常の石灰系やセメント系地盤改良材での固化が困
難な有機質ヘドロやピートなどの地盤にも有効利
用できるものである。
の製造方法によれば、製鉄プロセスより発生する
脱燐スラグを有効利用できると共に、従来のアー
ウイン系地盤改良材に比べて、原料コストが安価
で焼成温度が低い条件でアーウインを容易に得る
ことができる。また、得られたアーウインは、通
常の石灰系やセメント系地盤改良材での固化が困
難な有機質ヘドロやピートなどの地盤にも有効利
用できるものである。
第１図は、実施例１〜５にて得られたもののＸ
線回折強度を示す特性図、第２図は、実施例４に
て得られたもののＸ線回折強度と回折角の関係を
示す特性図、第３図は、Ｘ線回折強度比と焼成温
度の関係を示す特性図である。
線回折強度を示す特性図、第２図は、実施例４に
て得られたもののＸ線回折強度と回折角の関係を
示す特性図、第３図は、Ｘ線回折強度比と焼成温
度の関係を示す特性図である。
Claims (1)
- １ 磁選により金属鉄分を除去した石灰を豊富に
含む脱燐スラグ粉末にアルミナ源および石膏源を
配合して、石灰、アルミナおよび石膏の合計量に
対する各成分の比率が石灰87〜15重量％、アルミ
ナ10〜51重量％、および石膏３〜34重量％となる
混合物を調製する工程と、この混合物を900〜
1250℃で焼成して合成したアーウインを主成分と
するクリンカーを造つた後これを粉砕する工程と
を具備することを特徴とするアーウインの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271934A JPH01115819A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | アーウィンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271934A JPH01115819A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | アーウィンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01115819A JPH01115819A (ja) | 1989-05-09 |
| JPH0549608B2 true JPH0549608B2 (ja) | 1993-07-26 |
Family
ID=17506879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62271934A Granted JPH01115819A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | アーウィンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01115819A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09309750A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-12-02 | Chichibu Onoda Cement Corp | 生活・産業廃棄物を利用するセメントの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP62271934A patent/JPH01115819A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01115819A (ja) | 1989-05-09 |
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