JPH10152343A - Production of crystalline glass effectively utilizing natural substance, general and industrial waste, incinerated ash of general and industrial waster or the like - Google Patents

Production of crystalline glass effectively utilizing natural substance, general and industrial waste, incinerated ash of general and industrial waster or the like

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JPH10152343A
JPH10152343A JP8338827A JP33882796A JPH10152343A JP H10152343 A JPH10152343 A JP H10152343A JP 8338827 A JP8338827 A JP 8338827A JP 33882796 A JP33882796 A JP 33882796A JP H10152343 A JPH10152343 A JP H10152343A
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JP
Japan
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general
oxide
industrial
glass
incinerated ash
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Japanese (ja)
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Yasukazu Hasegawa
保和 長谷川
Yutaka Aoki
裕 青木
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Deyuaru Syst Dev Kk
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Deyuaru Syst Dev Kk
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0036Devitrified 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002Use of waste materials, e.g. slags

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a building material high in an additional value by effectively utilizing many wastes which increase year after year. SOLUTION: This method for producing crystalline glass comprises effectively utilizing natural materials, general and industrial wastes, the incinerated ash of the general or industrial wastes, etc., using coloring components contained in the materials or adding a coloring agent. Therein, a composition comprising 1.0-12.0wt.% of alumina (Al2 O3 ), 7.0-20.0wt.% of alkali compounds (Na2 I+K2 O+ Li2 O), and boron oxide (B2 O3 ), barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), etc., as melting agents except the alkali compounds, and, if necessary, further magnesium oxide (MgO), fluorine(F), chlorine(Cl), sulfur(S) and carbon(C) so that the ratio of silicon (SiO2 ) to calcium oxide (CaO) is 13-5.2 is prepared and subsequently melted and thermally treated at a relatively low temperature.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】「この発明」は、天然物(例え
ば、火山灰、けいそう土など)、一般廃棄物(例えば、
瓶屑などのガラスカレットなど)、産業廃棄物(例え
ば、石炭灰など)、一般廃棄物の焼却灰(例えば、ゴミ
の焼却灰、ゴミから造った固形然料の焼却灰など)、ま
た産業廃棄物の焼却灰(例えば、パルプスラッジの焼却
灰、シュレッダーダストの焼却灰など)などを原料とし
て、結晶化ガラスを製造する方法に関するもであり、年
々増加する数多くの廃棄物を有効に利用し、付加価値の
高い建築資材を造ることによって、多量の処理を有効に
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to natural products (for example, volcanic ash, diatomaceous earth, etc.) and general waste (for example,
Glass cullet such as bottle waste), industrial waste (eg, coal ash), incineration ash of general waste (eg, incineration ash of garbage, incineration ash of solid waste made from garbage), and industrial waste It also relates to a method of producing crystallized glass using materials such as incinerated ash (eg, pulp sludge incinerated ash, shredder dust incinerated ash, etc.) as raw materials. By producing high value-added building materials, a large amount of processing is made effective.

【0002】この結晶化ガラスは、結晶した場合はもち
ろんのこと、熱処理する前のガラスでも、有害産業廃棄
物またはその化合物の処理のための判定基準に十分に合
格し、公害は全くないことが立証されている。また、従
来製造されていたβ−ウオラストナイト(CaO・Si
)系の結晶化ガラスは、発明の名称「天然大理石模
様結晶化ガラス」(特許公開 昭和48年第65210
号)などの明細書にも記載されているように、熱処理温
度が1150℃であり、普通のニクロム線の電気炉では
到底焼結できなかった。ところが「この発明」は、93
0℃という比較的低温で2時間熱処理することによっ
て、目的の結晶化ガラスが得られるため、普通の電気炉
を使用することができ、経済的に安価に製造することが
可能となった。このようにして、粒状や球状のものを成
形することにより、また、析出する結晶には水硬性(セ
メントなどで見られるような、水で練って置くと、成分
と水とが化合して結晶性の化合物を生じ、硬化するよう
な性質)もあるので、多量に使用可能な骨材として適し
ているのみならず、これを板状に成形して、内外装材、
床材等の高級建材としても使用することができる。廃棄
物に含有する着色成分からは、人造宝石に類似した色調
(例えば、パルプスラッジからはもえぎ色、石炭灰から
はエメラルドグリーンなど)が得られるが、さらに着色
剤を加えることにより、付加価値の高い色調を得ること
ができる。特に、無色透明なガラスカレットを使用すれ
ば、着色剤を加えることにより、所望の色調(例えば、
銅赤ガラスに調整すれば、青とチョコレート色との縞模
様の色調など)が得られ、審美性のある結晶化ガラスと
なる。また、組成を調整することにより、β−ウオラス
トナイト(CaO・SiO)の他に、ゲーレナイト
(2CaO・Al・SiO)、オケルマナイト
(2CaO・MgO・SiO)、ハーデストナイト
(2CaO・ZnO・SiO)などの結晶が析出する
ので、前述のような骨材に適する水硬性が得られ、新規
な結晶化ガラスの製造が可能である。
[0002] This crystallized glass, even if it is crystallized, as well as the glass before heat treatment, sufficiently passes the criterion for the treatment of hazardous industrial wastes or their compounds, and has no pollution at all. Proven. Further, conventionally produced β-wollastonite (CaO.Si)
The O 2 ) -based crystallized glass is known as “natural marble patterned crystallized glass” (Patent Publication No. 65210/1972)
As described in the specification, the heat treatment temperature was 1150 ° C., and sintering could not be achieved in a normal nichrome wire electric furnace. However, “this invention”
By subjecting to a heat treatment at a relatively low temperature of 0 ° C. for 2 hours, a target crystallized glass can be obtained, so that an ordinary electric furnace can be used, and it has become possible to produce economically and inexpensively. In this way, by forming granules or spheres, and by precipitating crystals with hydraulic properties (kneaded with water, as found in cement etc.), the components and water combine to form crystals. ), Which is not only suitable as an aggregate that can be used in large quantities, but also molded into a plate,
It can also be used as a high-grade building material such as flooring. The coloring components contained in the waste produce a color tone similar to artificial jewelry (for example, pulp sludge has a whitish color, and coal ash has an emerald green color). Color tone can be obtained. In particular, if a colorless and transparent glass cullet is used, a desired color tone (for example,
When adjusted to copper red glass, a striped color tone of blue and chocolate can be obtained, and an aesthetic crystallized glass can be obtained. Further, by adjusting the composition, in addition to the β- wollastonite (CaO · SiO 2), gehlenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2), akermanite (2CaO · MgO · SiO 2) , Hardesty Knight ( Since crystals such as 2CaO.ZnO.SiO 2 ) precipitate, hydraulic properties suitable for the above-described aggregate can be obtained, and a new crystallized glass can be produced.

【0003】[0003]

【従来の技術】天然物、一般及び産業廃棄物の焼却灰な
どは、従来、多量のセメントに混合されたり、一般には
多く埋立てられていたが、埋立地も限定されており、こ
れらは、必ずしも、有害産業廃棄物またはその化合物の
処理のための判定基準に合格しないものもあり、二次公
害を起こす問題点があった。また、従来の処理方法であ
る焼却灰などの溶融スラグなどのガラスは、強度や硬度
も低く、アルカリ溶出などの問題もあり、天然石の骨材
より劣るという欠点があった。β−ウオラストナイト系
の結晶化ガラスを、天然物や廃棄物から造る出願は、坑
火石や下水汚泥の焼却灰などで提出されているが、いず
れも溶融温度、熱処理温度が高く、特に熱処理温度が高
いことは、大量生産する場合に、加熱のためのコストが
かかるという経済的な欠点があった。さらに、これらの
結晶化ガラスを多量に処理可能な骨材として製造する組
成や、具体的な方法についても考慮されていなかった。
2. Description of the Related Art Natural products, incinerated ash of general and industrial wastes, etc. have been conventionally mixed with a large amount of cement or generally landfilled. However, landfill sites are limited. Some of them do not necessarily pass the criterion for the treatment of harmful industrial wastes or their compounds, and have a problem of causing secondary pollution. In addition, glass such as molten slag such as incineration ash, which is a conventional treatment method, has low strength and hardness, has problems such as alkali elution, and is inferior to natural stone aggregate. Applications for producing β-wollastonite-based crystallized glass from natural products and waste have been filed with ash stones and sewage sludge incineration ash, but all have high melting and heat treatment temperatures, and especially heat treatment. The high temperature has the economic disadvantage of costly heating for mass production. Furthermore, no consideration has been given to the composition for producing these crystallized glass as an aggregate capable of being processed in a large amount, or the specific method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来、一般及び産業廃
棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰などを無公
害で多量に、しかも経済的に処理することは困難とされ
ていた。一部これらを利用しての開発された結晶化ガラ
スもあったが、試作的なものであり、骨材として大量に
利用したり、あるいは高級建材などのような付加価値の
高い製品として、経済的に製造できないという問題点が
あった。骨材については、特にコストを安くし、多量に
生産することが必要があり、使用した場合には、水硬性
などの特性が要求されるものである。
Conventionally, it has been difficult to treat large amounts of general and industrial wastes, or incinerated ash of general and industrial wastes, without pollution and economically. Some crystallized glass was developed using these materials, but these are prototypes, which can be used in large quantities as aggregate or as high value-added products such as high-grade building materials. There was a problem that it could not be manufactured in a special way. Aggregates need to be produced at a particularly low cost and in large quantities, and when used, properties such as hydraulic properties are required.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】「この発明」は、天然
物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰
などを、それぞれの物に含有する組成をもとに、必要な
成分を添加し調整することにより、従来の結晶化ガラス
の欠点を排除するとともに、新たに水硬性が考慮された
ものである。すなわち「この発明」は、天然物、一般及
び産業廃棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰な
どを有効に利用し、これらに含有する着色成分を活用
し、あるいは着色剤を添加した結晶化ガラスの製造に際
し、重量%でアルミナ(Al)を1.0〜12.
0%、アルカリ(NaO+KO+LiO)を7.
0〜20.0%とし、アルカリ以外の融剤として、酸化
ほう素(B)、酸化バリウム(BaO)、酸化ア
エン(ZnO)などを含有させ、所望により、酸化マグ
ネシウム(MgO)、フッ素(F)、塩素(Cl)、硫
黄(S)カーボン(C)を含有させ、且つ、けい酸(S
iO)と酸化カルシウム(CaO)との比が1.3〜
5.2になるように調整することにより、比較的低温で
溶融し、熱処理することができ(
Means for Solving the Problems "The present invention" is based on the composition of natural products, general and industrial wastes, incinerated ash of general and industrial wastes, etc., based on the composition contained in each product. By adding and adjusting, the drawbacks of the conventional crystallized glass are eliminated, and the hydraulic property is newly considered. That is, the present invention effectively utilizes natural products, general and industrial wastes, or incinerated ash of general and industrial wastes, and utilizes coloring components contained therein, or crystallization by adding a coloring agent. In producing glass, alumina (Al 2 O 3 ) was added in an amount of 1.0 to 12% by weight.
6. 0% alkali (Na 2 O + K 2 O + Li 2 O)
0-20.0%, and as a flux other than alkali, boron oxide (B 2 O 3 ), barium oxide (BaO), aene oxide (ZnO) and the like are contained. If desired, magnesium oxide (MgO), It contains fluorine (F), chlorine (Cl), sulfur (S) and carbon (C), and contains silicic acid (S
iO 2 ) and calcium oxide (CaO) have a ratio of 1.3 to
By adjusting to 5.2, it is possible to melt at a relatively low temperature and heat-treat (

【0002】参照)、その結果、β−ウオラストナイト
(CaO・SiO)や、その他ゲーレナイト(2Ca
O・Al・SiO)、オケルマナイト(2Ca
O・MgO・SiO)、ハーデストナイト(2CaO
・ZnO・SiO)などの結晶が析出し、強度や硬度
が高く、水硬性があり、骨材や高級建材として適する結
晶化ガラスが得られるものである。
As a result, β-wollastonite (CaO.SiO 2 ) and other gerenite (2Ca
O.Al 2 O 3 .SiO 2 ), Okermanite (2Ca
O.MgO.SiO 2 ), hardest night (2CaO)
Crystals such as (ZnO.SiO 2 ) are precipitated, have high strength and hardness, have hydraulic properties, and provide crystallized glass suitable for aggregate and high-grade building materials.

【0006】無色透明のガラスカレットを利用した場合
は、酸化鉄(Fe)アルミナ(Al)の含
有量が少ないので、着色剤を添加することにより所望の
色調のガラスが得られ、しかも、ガラスカレットの利用
率が85%と多く、新規の結晶化ガラスの製造が可能で
ある。骨材のみに使用する結晶化ガラスは、熱処理の場
合、主として軟化点を考慮し、アルミナ(Al
)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アエン
(ZnO)などを添加し、アルカリを減少する組成に
し、且つ、塊状に形成するために流動しにくく軟化点の
高い組成にした方が良いが、その時に調整された組成も
「この発明」の特許請求の範囲を逸脱するものではな
い。
When a colorless and transparent glass cullet is used, the content of iron oxide (Fe 2 O 3 ) alumina (Al 2 O 3 ) is small, so that a glass having a desired color tone can be obtained by adding a coloring agent. In addition, the utilization rate of glass cullet is as high as 85%, so that a new crystallized glass can be produced. Crystallized glass used only for aggregates is made of alumina (Al
2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), aene oxide (ZnO), etc. are added to make the composition to reduce alkali, and it is better to make the composition hard to flow and to have a high softening point in order to form a lump. The composition adjusted at that time does not depart from the scope of the claims of the present invention.

【0007】[0007]

【実施例】天然物については、火山灰の一例(BA−
1)、けいそう土(KS−1)、一般廃棄物について
は、ガラスカレット(GC−1)、産業廃棄物について
は石炭灰(CA−1)、一般廃棄物の焼却灰について
は、ゴミの焼却灰(DG−1)、ゴミから造った固形然
料の焼却灰(SF−1)、産業廃棄物の焼却灰について
は、パルプスラッジの焼却灰(PS−1)を代表的なも
のとして選択し、表1にこれらの平均的な化学組成を重
量%で示す。 (注2)GC−1のガラスカレットは、自動機械で製造
される牛乳瓶のような無色透明ガラスの組成が示されて
いる。 (注3)DG−1のゴミの焼却灰には、処理途中で消石
灰〔Ca(OH)〕を加えているためCaOの量が多
くなっている。
EXAMPLES For natural products, an example of volcanic ash (BA-
1), diatomaceous earth (KS-1), glass cullet (GC-1) for general waste, coal ash (CA-1) for industrial waste, and garbage for incinerated ash of general waste. Regarding incinerated ash (DG-1), incinerated ash made from solid waste (SF-1), and incinerated ash of industrial waste, pulp sludge incinerated ash (PS-1) was selected as a representative. Table 1 shows their average chemical compositions in% by weight. (Note 2) The glass cullet of GC-1 shows the composition of a colorless transparent glass such as a milk bottle manufactured by an automatic machine. (Note 3) Since the slaked lime [Ca (OH) 2 ] is added to the incinerated ash of DG-1 garbage during the treatment, the amount of CaO is large.

【0008】天然物、廃棄物を有効利用した結晶化ガラ
スについては、数多くの実験を行なったが、初めに代表
的な実施例として、自動機械で製造した無色透明のガラ
スカレットを利用したものを挙げ、その組成を調整した
化学組成の実施例を表2に示す。GC−K1〜GC−K
6は、いずれもガラスカレットを使用し、少しずつ組成
を変えた化学組成の記号である。
[0008] A number of experiments have been conducted on crystallized glass utilizing natural products and wastes effectively. First, as a typical example, a glass using a colorless and transparent glass cullet manufactured by an automatic machine was used. Table 2 shows examples of chemical compositions whose compositions were adjusted. GC-K1 to GC-K
Numeral 6 is a symbol of a chemical composition in which a glass cullet is used and the composition is changed little by little.

【0009】表2に示すガラスの化学組成になるよう
に、無色透明ガラスカレットを基に組成を調整し、比較
的低温(例えば、1350℃)で溶融する。その後、溶
出したガラスを粒状又は球状に成形するか、あるいは水
揚げを行ない、比較的低温(例えば、930℃)で2時
間熱処理することにより、β−ウオラストナイト、その
他ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトな
どの結晶が析出して乳濁し、骨材や高級建材としても十
分実用性のある製品が得られる。この粒状、球状に成形
する結晶化ガラスは機械化により大量生産も可能であ
る。自動機械で製造された瓶ガラスは、無色透明ガラス
であっても、ビール瓶や酒瓶などの着色ガラスであって
も組成は近似している。また、板ガラスの組成も同様で
あり、これらのいずれを使用しても結晶化ガラスの製造
は可能である。茶色のビール瓶を多く使用して溶融した
場合、一般に酸化鉄はFeとして0.2%程度で
あり、酸化されグリーン系統の淡い色になるので、これ
に着色剤を添加することにより、多彩な色調を持つ結晶
化ガラスを製造することができる。もちろん、ビール瓶
の代りに無色透明なガラスカレットを使用するなら、こ
れも着色剤を加えることにより所望の色調を得ることが
できる。多少添加するバッチの組成は変えなければなら
ないが、銅赤、セレン赤、アンバーガラスのようなコロ
イド着色も可能であって、例としては
The composition is adjusted based on the colorless and transparent glass cullet so that the glass has the chemical composition shown in Table 2, and is melted at a relatively low temperature (for example, 1350 ° C.). Thereafter, the eluted glass is formed into granules or spheres, or is landed and heat-treated at a relatively low temperature (for example, 930 ° C.) for 2 hours, so that β-wollastonite, other gerenite, okermanite, hardest night, etc. Crystals are precipitated and become milky, and a product which is sufficiently practical as an aggregate or a high-grade building material can be obtained. The crystallized glass formed into a granular or spherical shape can be mass-produced by machining. The composition of the bottle glass manufactured by an automatic machine is similar whether it is a colorless transparent glass or a colored glass such as a beer bottle or a liquor bottle. The composition of the sheet glass is the same, and any of these can be used to produce crystallized glass. When a lot of brown beer bottles are used for melting, iron oxide is generally about 0.2% as Fe 2 O 3 , and is oxidized to become a greenish light color. Crystallized glass having various colors can be manufactured. Of course, if a colorless and transparent glass cullet is used instead of a beer bottle, a desired color tone can also be obtained by adding a colorant. The composition of the batch to be added must be changed, but colloidal coloring such as copper red, selenium red, and amber glass is also possible.

【0002】で述べた銅赤ガラスのように、新たな色の
結晶化ガラスを製造することができる。イオン着色の例
としては、着色剤として、酸化コバルト(Co
)、酸化ニッケル(NiO)などがあるが、いず
れの着色も、単に溶融してガラス化した時の色調とは多
少変化する。GC−K5は、オケルマナイトなどの結晶
を析出させるための組成で、熱処理すると水硬性のある
結晶化ガラスが得られる。
[0002] Crystallized glass of a new color can be produced, such as the copper red glass described above. Examples of ionic coloring include cobalt oxide (Co) as a coloring agent.
3 O 4 ), nickel oxide (NiO), and the like, but the coloring of each of them slightly changes from the color tone when simply melted and vitrified. GC-K5 is a composition for precipitating crystals such as akermanite, and when heat-treated, crystallized glass having hydraulic properties is obtained.

【0010】無色透明な自動機械で製造したガラスカレ
ットを利用した結晶化ガラスの化学組成をまず表2で述
べたが、これらの化学組成は着色成分を除外して考えれ
ば、天然物、廃棄物などにも同様に適用することができ
る。表3には、天然物、ガラスカレット以外の廃棄物を
利用して、特性値の優れた結晶化ガラスが得られる実施
例の化学組成を記している。これらの化学組成を基にそ
れぞれの組成を調整し、溶融、成形、熱処理をするな
ら、それぞれの含有する着色成分により、グレー、グリ
ーン、アンバーなどの結晶化ガラスが得られ、また、着
色剤を添加することによっても多彩な結晶化ガラスが得
られる。この詳細な製造方法については、
[0010] The chemical composition of crystallized glass using glass cullet produced by a colorless and transparent automatic machine is first described in Table 2, and these chemical compositions are considered as natural products and waste products, considering coloring components excluded. And the like can be similarly applied. Table 3 shows the chemical compositions of Examples in which crystallized glass having excellent characteristic values is obtained by using wastes other than natural products and glass cullet. If each composition is adjusted based on these chemical compositions, and melting, molding, and heat treatment are performed, the crystallized glass such as gray, green, and amber is obtained by the coloring components contained therein, and the coloring agent is used. A variety of crystallized glasses can be obtained by the addition. For more details on this manufacturing method,

【0009】に記されている方法と同一である。表3に
記されている記号は、BA−K1は火山灰、KS−K1
はけいそう土、CA−K1は石炭灰、DG−K1はゴミ
の焼却灰、SF−K1はゴミから造った固形然料の焼却
灰、PS−K1はパルプスラッジの焼却灰を利用したも
のであり、それぞれの組成を調整した化学組成を示す。 もちろん、表2.表3に示す化学組成に調整するには、
一般に使用されているガラス原料のみを使用してもでき
るが、これらの化学組成は、特に天然物、廃棄物などを
有効に利用するために開発されたものである。SF−K
1,PS−K1は、約33%のゴミから造った固形然料
の焼却灰や、パルプスラッジの焼却灰を使用することに
より、酸化マグネシウム(MgO)を添加することなく
オケルマナイト(2CaO・MgO・SiO)などの
結晶を得ることができる。
The method is the same as that described in the above. The symbols in Table 3 indicate that BA-K1 is volcanic ash and KS-K1.
Haezosoil, CA-K1 is coal ash, DG-K1 is incineration ash of garbage, SF-K1 is incineration ash of solid material made from garbage, and PS-K1 is incineration ash of pulp sludge. Yes, and shows the chemical composition adjusted for each composition. Of course, Table 2. To adjust to the chemical composition shown in Table 3,
Although it is possible to use only commonly used glass raw materials, these chemical compositions have been developed especially for effectively utilizing natural products, wastes, and the like. SF-K
1, PS-K1 is made of inker ash (2CaO.MgO.2) without adding magnesium oxide (MgO) by using incinerated ash of solid waste and pulp sludge made from about 33% of garbage. Crystals such as SiO 2 ) can be obtained.

【0011】「この発明」で、特許請求の範囲を限定し
た理由は、次のとおりである。アルミナ(Al
の上限を越えると、比較的低温での溶融が困難であり、
下限を越えると、熱処理した場合の結晶の析出が悪く、
且つ、水硬性の劣るガラスとなる。アルカリ(Na
+KO+LiO)が上限を越えると、アルカリ以外
の融剤の添加にもよるが、結晶の析出が悪く、下限を越
えると、溶融が困難となる。けい酸(SiO)と酸化
カルシウム(CaO)との比を限定した理由は、回析X
線によりβ−ウオラストナイトの析出状況を観察して定
められたものである。酸化マグネシウム(MgO)は、
天然物や廃棄物などに含まれるもので十分な場合もある
が、オケルマナイトの結晶を析出させるためには必要な
成分である。硫黄(S)、カーボン(C)、酸化鉄(F
)の量は、結晶の析出及び着色に影響するが、
S、Cなどを含有しなくても、フッ素(F)、塩素(C
l)を含有させることにより、結晶核の成長することが
「この発明」では認められた。
The reasons for limiting the scope of the claims in the present invention are as follows. Alumina (Al 2 O 3 )
If the upper limit is exceeded, it is difficult to melt at a relatively low temperature,
If the lower limit is exceeded, the precipitation of crystals during heat treatment is poor,
In addition, the glass has poor hydraulic properties. Alkali (Na 2 O
If (+ K 2 O + Li 2 O) exceeds the upper limit, the precipitation of crystals is poor, depending on the addition of a flux other than alkali. If the lower limit is exceeded, melting becomes difficult. The reason for limiting the ratio of silicic acid (SiO 2 ) to calcium oxide (CaO) is that diffraction X
It is determined by observing the precipitation state of β-wollastonite by a line. Magnesium oxide (MgO)
In some cases, those contained in natural products and wastes are sufficient, but they are necessary components for precipitating crystals of akermanite. Sulfur (S), carbon (C), iron oxide (F
The amount of e 2 O 3 ) affects the precipitation and coloration of the crystals,
Fluorine (F), chlorine (C
It has been recognized in the present invention that crystal nuclei grow by containing l).

【0012】表2.表3に示す、化学組成のものを溶融
しガラス化すると、例えば、表3のCA−K1,PS−
K1は良質の工芸、装飾用ガラスにもなり、これらの組
成に着色剤を加えることにより所望の色調が得られる。
さらに熱処理することにより、これらの結晶化ガラスに
はβ−ウオラストナイトの結晶の析出が見られ、JIS
に準じて曲げ試験、ビッカス硬度ならびに回析X線分析
を行なった結果、いずれも、曲げ強度、700kg/c
以上、ビッカス硬度は、550(Hv)以上もあっ
た。この結晶化ガラスでは、その多くが縞模様を生じる
ので大理石模様となるが、天然大理石よりも強度がある
ので高級建材としても使用することが可能である。表2
のGC−K5、表3のPS−K1ではこの結晶の他に、
ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトなど
の結晶が認められ、熱処理時における流動性が他の組成
より若干悪い傾向を示したものの、これらの結晶にも水
硬性の特性が見られた。この組成で熱処理する際、さら
に温度を低くして(例えば、800℃5時間で)焼結す
ると、円味を帯びた塊状の結晶化ガラスができるので、
骨材を作るためには組成の調整を行なったり、熱処理条
件を変えたりして造ることが可能である。硫黄(S)、
カーボン(C)の添加されたガラスは、溶融温度、熱処
理温度によって色調の変化を生じるので、一定した色調
を得るためには、温度管理が必要である。
Table 2. When those having the chemical composition shown in Table 3 are melted and vitrified, for example, CA-K1, PS-
K1 is also a good quality glass for crafts and decorations, and a desired color tone can be obtained by adding a coloring agent to these compositions.
By further heat treatment, β-wollastonite crystals were found to precipitate in these crystallized glasses, and JIS
A bending test, a Biccus hardness and a diffraction X-ray analysis were carried out in accordance with
m 2 or more, Vickers hardness was also 550 (Hv) or more. Most of the crystallized glass has a marble pattern because of a striped pattern. However, since it is stronger than natural marble, it can be used as a high-grade building material. Table 2
GC-K5 in Table 3, and PS-K1 in Table 3, in addition to this crystal,
Crystals such as gehlenite, okermanite and hardestonite were observed, and although the fluidity during heat treatment tended to be slightly worse than other compositions, these crystals also exhibited hydraulic properties. When heat treatment is performed with this composition, if the temperature is further lowered (for example, at 800 ° C. for 5 hours), sintering can be performed, so that a round, bulky crystallized glass is formed.
Aggregate can be produced by adjusting the composition or changing the heat treatment conditions. Sulfur (S),
Glass to which carbon (C) has been added changes its color tone depending on the melting temperature and the heat treatment temperature, so that temperature control is necessary to obtain a constant color tone.

【0013】[0013]

【発明の効果】「この発明」は、天然物、一般及び産業
廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰などを具体例にと
りあげ、これらを有効利用し、従来製造されていたβ−
ウオラストナイト系の結晶化ガラスより、溶融温度、熱
処理温度を低下させることにより経済的に結晶化ガラス
を製造することができるものである。これらに含有する
着色成分からは人口宝石に似た色調が得られるが、淡い
色や無色のものであれば着色剤を添加することにより、
美しい結晶化ガラスを造ることができる。「この発明」
による結晶化ガラスは、あらゆる天然物あるいは、廃棄
物から製造されているが、β−ウオラストナイトの他、
必要に応じ、酸化マグネシウム(MgO)などを添加す
ると、ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイ
トなどの結晶を析出するため無公害で、水硬性があり、
セメントに混合する骨材としても多量に使用できるばか
りでなく、強度、硬度に優れているため、板状に成形し
て、内外装材、床材などの高級建材などの製品を製造す
ることができる。それで「この発明」は、現在処理が困
難となっている天然物や廃棄物に対して、近い将来リサ
イクル事業としての大々的な活動が期待され、特に市町
村への採用にあたっては、多大な効果が期待できるもの
である。今回は天然物は2点、一般廃棄物関係は3点、
産業廃棄物は2点について具体例を示したが、表2、表
3これ以外の天然物、廃棄物についても「この発明」は
適用でき、いずれも優れた結晶化ガラスを製造すること
ができる。
According to the present invention, natural products, general and industrial wastes, incinerated ash of general and industrial wastes, etc. are taken as specific examples, and these are effectively used to produce β-
By lowering the melting temperature and the heat treatment temperature from a wollastonite-based crystallized glass, a crystallized glass can be produced economically. From the coloring components contained therein, a color tone similar to artificial jewels can be obtained, but if it is a light color or colorless, by adding a coloring agent,
You can make beautiful crystallized glass. "This invention"
Is manufactured from any natural product or waste, but in addition to β-wollastonite,
If necessary, when magnesium oxide (MgO) is added, crystals such as gehlenite, okermanite, hardestonite, etc. are precipitated, so there is no pollution, and there is hydraulicity.
Not only can it be used in large quantities as an aggregate to be mixed with cement, but it is also excellent in strength and hardness, so it can be molded into plates and manufactured as interior and exterior materials, floor materials, and other high-grade building materials. it can. Therefore, this invention is expected to have a large-scale activity as a recycling business in the near future for natural products and wastes that are currently difficult to dispose of, and a great effect is expected especially when adopted in municipalities. You can do it. This time, 2 points for natural products, 3 points for general waste,
Although two specific examples of industrial waste are shown, Table 2 and Table 3 "The present invention" can be applied to other natural products and wastes, and both can produce excellent crystallized glass. .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】天然物、一般及び産業廃棄物、あるいは一
般及び産業廃棄物の焼却灰などを有効に利用し、これら
に含有する着色成分を活用し、あるいは着色剤を添加し
た結晶化ガラスの製造に際し、重量%でアルミナ(Al
)を1.0〜12.0%、アルカリ(NaO+
O+LiO)を7.0〜20.0%とし、アルカ
リ以外の融剤として、酸化ほう素(B)、酸化バ
リウム(BaO)、酸化アエン(ZnO)などを含ま
せ、所望により、酸化マグネシウム(MgO)、フッ素
(F)、塩素(Cl)、疏黄(S)、炭素(C)を含有
させ、且つ、けい酸(SiO)と酸化カルシウム(C
aO)との比が1.3〜5.2になるように組成を調整
し、これを比較的低温で溶融、熱処理することを特徴と
するこれらの物を有効に利用した結晶化ガラスの製造方
法。
1. Effective use of natural products, general and industrial wastes, incinerated ash of general and industrial wastes, etc., use of coloring components contained therein, or of crystallized glass to which a coloring agent is added. In the production, alumina (Al
2 O 3 ) from 1.0 to 12.0%, alkali (Na 2 O +
K 2 O + Li 2 O) is set to 7.0 to 20.0%, and as a flux other than alkali, boron oxide (B 2 O 3 ), barium oxide (BaO), aene oxide (ZnO), and the like are included. If desired, magnesium oxide (MgO), fluorine (F), chlorine (Cl), phosphorous (S), and carbon (C) may be contained, and silicic acid (SiO 2 ) and calcium oxide (C) may be contained.
aO) whose composition is adjusted so as to be 1.3 to 5.2, and which is melted and heat-treated at a relatively low temperature. Method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981413A (en) * 1998-07-02 1999-11-09 Howard J. Greenwald Abrasive composition
JP2002308646A (en) * 2001-04-10 2002-10-23 Masatoshi Sato Wollastonite-based glass ceramic fired at low temperature and method of producing the same
KR20040050362A (en) * 2002-12-10 2004-06-16 한융기 Decoration of the inside and outside of the building which is manufactured the inside of the building and manufacture method and that method of the function characteristic material

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