JPH11157890A - 焼成物の製造法 - Google Patents
焼成物の製造法Info
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- JPH11157890A JPH11157890A JP9333084A JP33308497A JPH11157890A JP H11157890 A JPH11157890 A JP H11157890A JP 9333084 A JP9333084 A JP 9333084A JP 33308497 A JP33308497 A JP 33308497A JP H11157890 A JPH11157890 A JP H11157890A
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- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/60—Methods for eliminating alkali metals or compounds thereof, e.g. from the raw materials or during the burning process; methods for eliminating other harmful components
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
- C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
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- Public Health (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素を含む生活・産業廃棄物等を有効利用
し、塩素分を低減せしめた有用な焼成物を製造するこ
と。 【解決手段】 無機物質を主成分とする原料を、条件Ａ
及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒ及びＣは、それぞれＮａ2Ｏに換算した場合のアル
カリ金属原子及び塩素原子の含有率（重量％）を示す〕
の少なくとも一方を満たすように調整した後焼成する、
焼成物の製造法。
し、塩素分を低減せしめた有用な焼成物を製造するこ
と。 【解決手段】 無機物質を主成分とする原料を、条件Ａ
及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒ及びＣは、それぞれＮａ2Ｏに換算した場合のアル
カリ金属原子及び塩素原子の含有率（重量％）を示す〕
の少なくとも一方を満たすように調整した後焼成する、
焼成物の製造法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩素を含む生活・
産業廃棄物等を利用して、塩素分を低減せしめたセメン
ト等の焼成物を製造する方法に関する。
産業廃棄物等を利用して、塩素分を低減せしめたセメン
ト等の焼成物を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
都市ゴミ焼却灰をはじめとする塩素含有一般廃棄物及び
塩素含有産業廃棄物の著しい増加により、その処理が大
きな社会問題になっている。すなわち、これら廃棄物の
有効利用、再資源化は各方面で進められているが、決定
的な方法はなく、多くは投棄されているのが現状であ
り、この投棄も投棄地の不足、投棄地で発生する二次公
害などの問題を生じている。従って、これらの廃棄物を
資源として再利用する方法を開発することが緊急課題と
なっている。
都市ゴミ焼却灰をはじめとする塩素含有一般廃棄物及び
塩素含有産業廃棄物の著しい増加により、その処理が大
きな社会問題になっている。すなわち、これら廃棄物の
有効利用、再資源化は各方面で進められているが、決定
的な方法はなく、多くは投棄されているのが現状であ
り、この投棄も投棄地の不足、投棄地で発生する二次公
害などの問題を生じている。従って、これらの廃棄物を
資源として再利用する方法を開発することが緊急課題と
なっている。
【０００３】都市ゴミ焼却灰のような塩素含有廃棄物を
利用して塩素を含有するセメントを製造する方法が知ら
れている（特開平７−１６５４４６号公報）。しかしな
がら、このセメントは、多くの塩素を含むために鉄筋を
腐食させ易いという欠点がある。
利用して塩素を含有するセメントを製造する方法が知ら
れている（特開平７−１６５４４６号公報）。しかしな
がら、このセメントは、多くの塩素を含むために鉄筋を
腐食させ易いという欠点がある。
【０００４】したがって、本発明の目的は、塩素を含む
廃棄物を原料として最大限に有効利用しつつ、塩素含有
量を低減せしめたセメント等の有用な焼成物を製造する
方法を提供することにある。
廃棄物を原料として最大限に有効利用しつつ、塩素含有
量を低減せしめたセメント等の有用な焼成物を製造する
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる実情に鑑み、本発
明者らは、鋭意研究を行った結果、生活・産業廃棄物等
の塩素を含有する無機物質材料を、そのアルカリ含有量
と塩素含有量との関係を一定範囲に調整した上で焼成す
れば、塩素がアルカリ金属塩化物として揮散して、塩素
含有率の低下した焼成物が得られることを見出し、本発
明を完成した。
明者らは、鋭意研究を行った結果、生活・産業廃棄物等
の塩素を含有する無機物質材料を、そのアルカリ含有量
と塩素含有量との関係を一定範囲に調整した上で焼成す
れば、塩素がアルカリ金属塩化物として揮散して、塩素
含有率の低下した焼成物が得られることを見出し、本発
明を完成した。
【０００６】すなわち本発明は、無機物質を主成分とす
る原料を、下記条件Ａ及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒは、Ｎａ2Ｏに換算した場合のアルカリ金属原子の
含有率（重量％）を示し、Ｃは、Ｎａ2Ｏに換算した場
合の塩素原子の含有率（重量％）を示す。〕の少なくと
も一方を満たすように調整した後、当該原料を焼成する
ことを特徴とする焼成物の製造法を提供するものであ
る。
る原料を、下記条件Ａ及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒは、Ｎａ2Ｏに換算した場合のアルカリ金属原子の
含有率（重量％）を示し、Ｃは、Ｎａ2Ｏに換算した場
合の塩素原子の含有率（重量％）を示す。〕の少なくと
も一方を満たすように調整した後、当該原料を焼成する
ことを特徴とする焼成物の製造法を提供するものであ
る。
【０００７】また、本発明は、生活・産業廃棄物又はこ
れを主体とする原料を、上記条件Ａ及びＢの少なくとも
一方を満たすように調整してこれを焼成することにより
得られる、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を１０〜５０重量％含有
することを特徴とする水硬性材料用焼成物を提供するも
のである。
れを主体とする原料を、上記条件Ａ及びＢの少なくとも
一方を満たすように調整してこれを焼成することにより
得られる、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を１０〜５０重量％含有
することを特徴とする水硬性材料用焼成物を提供するも
のである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本明細書において、鉱物組
成の表記中、「Ｃ」はＣａＯを、「Ｓ」はＳｉＯ2を、
「Ａ」はＡｌ2Ｏ3を、「Ｆ」はＦｅ2Ｏ3を、「Ｓ」はＳ
Ｏ3を、「Ｆ」はフッ素の原子記号を示す。
成の表記中、「Ｃ」はＣａＯを、「Ｓ」はＳｉＯ2を、
「Ａ」はＡｌ2Ｏ3を、「Ｆ」はＦｅ2Ｏ3を、「Ｓ」はＳ
Ｏ3を、「Ｆ」はフッ素の原子記号を示す。
【０００９】本発明で用いる無機物質を主成分とし塩素
を含有する原料としては、生活・産業廃棄物、リサイク
ル資源等が代表例として挙げられ、より具体的には都市
ゴミ焼却灰、塩水マッド、シュレッダーダスト等が挙げ
られる。これらは、通常、塩素を５〜１２重量％含有す
るが、本発明はこの濃度範囲に十分対応することがで
き、これら廃棄物等の有効利用に資することができる。
しかし、焼成物の製造という観点からは、原料中の塩素
含有量は少ないほど好ましい。本発明は、塩素を０．１
〜１２重量％含有する無機物質原料（後述の成分補正用
原料により組成を調整した場合は調整後の濃度）に適用
するのが好ましい。
を含有する原料としては、生活・産業廃棄物、リサイク
ル資源等が代表例として挙げられ、より具体的には都市
ゴミ焼却灰、塩水マッド、シュレッダーダスト等が挙げ
られる。これらは、通常、塩素を５〜１２重量％含有す
るが、本発明はこの濃度範囲に十分対応することがで
き、これら廃棄物等の有効利用に資することができる。
しかし、焼成物の製造という観点からは、原料中の塩素
含有量は少ないほど好ましい。本発明は、塩素を０．１
〜１２重量％含有する無機物質原料（後述の成分補正用
原料により組成を調整した場合は調整後の濃度）に適用
するのが好ましい。
【００１０】本発明において、条件ＡのＲ／Ｃ又は条件
ＢのＲ−Ｃの調整は、塩素が効率よく除去されるよう
に、アルカリ金属塩化物を効率的に生成させるために行
うものである。上記調整後の原料に含まれるアルカリ金
属化合物中のアルカリ金属は、焼成中に塩素と結合し
て、蒸気圧の高い塩化物を作る。この塩化物は焼成中に
雰囲気中へ揮散するので、焼成物中の塩素量は、焼成前
の原料中の塩素量と比べて極めて低くなる。なお、揮散
した塩化物はダストとして回収した後、無害物として処
理することができる。
ＢのＲ−Ｃの調整は、塩素が効率よく除去されるよう
に、アルカリ金属塩化物を効率的に生成させるために行
うものである。上記調整後の原料に含まれるアルカリ金
属化合物中のアルカリ金属は、焼成中に塩素と結合し
て、蒸気圧の高い塩化物を作る。この塩化物は焼成中に
雰囲気中へ揮散するので、焼成物中の塩素量は、焼成前
の原料中の塩素量と比べて極めて低くなる。なお、揮散
した塩化物はダストとして回収した後、無害物として処
理することができる。
【００１１】アルカリ金属含有量と塩素含有量との関係
の調整において、焼成前の調合原料中のＮａ2Ｏに換算
した場合のアルカリ金属の含有率Ｒ（重量％）と塩素原
子の含有率Ｃ（重量％）の比Ｒ／Ｃは０．９５〜２．０
の範囲となるようにする必要があり（条件Ａ）、特に
１．０〜１．４の範囲となるようにするのが好ましい。
一方、Ｒ−Ｃは０．０〜１．２の範囲となるようにする
必要があり（条件Ｂ）、特に０．３〜０．７の範囲とな
るようにするのが好ましい。本発明においては、上記条
件Ａ、Ｂの少なくとも一方を具備するように原料の成分
を調整して焼成することにより、焼成物中の塩素含有量
を、実際上問題とならない濃度まで低減することがで
き、特に塩素含有量を０．１重量％未満とするのが好ま
しい。ここで、Ｒを求めるに際しては、通常、Ｎａ、Ｋ
以外のアルカリ金属は含有量が非常に低いため無視する
こともできる。すなわち、Ｒ及びＣは以下の式に従って
求めることができる。
の調整において、焼成前の調合原料中のＮａ2Ｏに換算
した場合のアルカリ金属の含有率Ｒ（重量％）と塩素原
子の含有率Ｃ（重量％）の比Ｒ／Ｃは０．９５〜２．０
の範囲となるようにする必要があり（条件Ａ）、特に
１．０〜１．４の範囲となるようにするのが好ましい。
一方、Ｒ−Ｃは０．０〜１．２の範囲となるようにする
必要があり（条件Ｂ）、特に０．３〜０．７の範囲とな
るようにするのが好ましい。本発明においては、上記条
件Ａ、Ｂの少なくとも一方を具備するように原料の成分
を調整して焼成することにより、焼成物中の塩素含有量
を、実際上問題とならない濃度まで低減することがで
き、特に塩素含有量を０．１重量％未満とするのが好ま
しい。ここで、Ｒを求めるに際しては、通常、Ｎａ、Ｋ
以外のアルカリ金属は含有量が非常に低いため無視する
こともできる。すなわち、Ｒ及びＣは以下の式に従って
求めることができる。
【００１２】
【数１】
【００１３】〔式中、カッコ付きの化学式はその物質の
含有率（重量％）を示し、Ｍは分子量又は原子量（ｇ／
mol）を示す。〕
含有率（重量％）を示し、Ｍは分子量又は原子量（ｇ／
mol）を示す。〕
【００１４】上記条件Ａ又はＢにおいて、調合原料中の
アルカリ金属量が塩素含有量に対して少なすぎる場合に
は焼成しても塩素が十分に揮散せず、この場合、Ｒ／Ｃ
又はＲ−Ｃの調整はアルカリ金属化合物を添加すること
により行うことができる。アルカリ金属化合物としては
特に限定されないが、例えばガラスカレット、ソーダ
灰、アルカリ長石、アルカリ廃液などが挙げられる。こ
れらの物質は、ナトリウム及び／又はカリウムを、合計
で１０重量％以上含有することが好ましく、このナトリ
ウム及び／又はカリウムにその他のアルカリ金属を加え
た合計で２０重量％以上含有することが特に好ましい。
アルカリ金属量が塩素含有量に対して少なすぎる場合に
は焼成しても塩素が十分に揮散せず、この場合、Ｒ／Ｃ
又はＲ−Ｃの調整はアルカリ金属化合物を添加すること
により行うことができる。アルカリ金属化合物としては
特に限定されないが、例えばガラスカレット、ソーダ
灰、アルカリ長石、アルカリ廃液などが挙げられる。こ
れらの物質は、ナトリウム及び／又はカリウムを、合計
で１０重量％以上含有することが好ましく、このナトリ
ウム及び／又はカリウムにその他のアルカリ金属を加え
た合計で２０重量％以上含有することが特に好ましい。
【００１５】一方、上記条件Ａ又はＢにおいて、調合原
料中のアルカリ金属量が塩素含有量に対して多すぎる場
合も考えられ、焼成後にアルカリ金属が焼成物中に残留
し、アルカリ骨材反応の原因となり得る。このような場
合には、Ｒ／Ｃ又はＲ−Ｃの調整は塩素化合物を添加す
ることにより行うことができる。塩素化合物としては特
に限定されないが、例えば塩化カルシウム、ポリ塩化ビ
ニル、塩素を含むフロン、ハロン類、塩酸等が挙げら
れ、廃棄物を利用することができる。
料中のアルカリ金属量が塩素含有量に対して多すぎる場
合も考えられ、焼成後にアルカリ金属が焼成物中に残留
し、アルカリ骨材反応の原因となり得る。このような場
合には、Ｒ／Ｃ又はＲ−Ｃの調整は塩素化合物を添加す
ることにより行うことができる。塩素化合物としては特
に限定されないが、例えば塩化カルシウム、ポリ塩化ビ
ニル、塩素を含むフロン、ハロン類、塩酸等が挙げら
れ、廃棄物を利用することができる。
【００１６】なお、原料中の塩素量が３重量％以上であ
る場合、条件Ａを適用するとＲ／Ｃの上限近くではアル
カリ金属が焼成物中に多量に残留し、アルカリ骨材反応
の原因となる可能性がある。従って、このような場合に
は、条件Ｂを適用してＲ−Ｃを調整することが好まし
い。
る場合、条件Ａを適用するとＲ／Ｃの上限近くではアル
カリ金属が焼成物中に多量に残留し、アルカリ骨材反応
の原因となる可能性がある。従って、このような場合に
は、条件Ｂを適用してＲ−Ｃを調整することが好まし
い。
【００１７】本発明により製造される焼成物は、水硬性
材料用焼成物、具体的にはセメント、セメントクリンカ
ー、セメント用添加材、セメント・コンクリート混和
材、モルタル・コンクリート用骨材等として利用するこ
とができる。本発明で使用する塩素を含有する原料は、
これら用途に応じて組成を調整するのが好ましい。組成
の調整には、石灰質原料、アルミナないしシリカ含有原
料、鉄原料、石膏原料等の成分補正用原料を単独で又は
２種以上を組合せて用いる。
材料用焼成物、具体的にはセメント、セメントクリンカ
ー、セメント用添加材、セメント・コンクリート混和
材、モルタル・コンクリート用骨材等として利用するこ
とができる。本発明で使用する塩素を含有する原料は、
これら用途に応じて組成を調整するのが好ましい。組成
の調整には、石灰質原料、アルミナないしシリカ含有原
料、鉄原料、石膏原料等の成分補正用原料を単独で又は
２種以上を組合せて用いる。
【００１８】補正用原料のうち石灰質原料としては、貝
殻、下水汚泥乾粉（下水汚泥に生石灰を添加し、搬送を
容易にしたもの）等が挙げられるが十分な量が調達でき
ない場合は石灰石を用いても一向にさしつかえない。ア
ルミナないしシリカ含有原料としては、アルミノ珪酸塩
質原料、例えばアルミ灰、アルミドロス、鉄鋼スラグ、
廃鋳物砂等を用いることができるが、十分な量が調達で
きない場合には、通常用いられる粘土、石灰石表土、ア
ルミナ、シリカ等を用いてもよい。鉄原料としては、銅
がらみ、鉄滓等が挙げられる。石膏原料としては、リン
酸無水石膏、排煙脱硫石膏、天然無水石膏等が挙げられ
る。これらの原料は、資源の有効活用の点からはなるべ
く生活・産業廃棄物を利用するのが好ましい。
殻、下水汚泥乾粉（下水汚泥に生石灰を添加し、搬送を
容易にしたもの）等が挙げられるが十分な量が調達でき
ない場合は石灰石を用いても一向にさしつかえない。ア
ルミナないしシリカ含有原料としては、アルミノ珪酸塩
質原料、例えばアルミ灰、アルミドロス、鉄鋼スラグ、
廃鋳物砂等を用いることができるが、十分な量が調達で
きない場合には、通常用いられる粘土、石灰石表土、ア
ルミナ、シリカ等を用いてもよい。鉄原料としては、銅
がらみ、鉄滓等が挙げられる。石膏原料としては、リン
酸無水石膏、排煙脱硫石膏、天然無水石膏等が挙げられ
る。これらの原料は、資源の有効活用の点からはなるべ
く生活・産業廃棄物を利用するのが好ましい。
【００１９】また、焼成物に急硬性を付与する場合に
は、上記成分補正用原料のほか、フッ素化合物を添加す
るのが好ましい。Ａｌ2Ｏ3を多く含有する調合原料にフ
ッ素化合物を添加せずにアルカリ含有物質だけを添加し
た場合、Ｃ3Ａが多量に生成する。多量のＣ3Ａが生成し
た場合、凝結の制御が難しくなる、耐久性が悪化するな
どの問題が起こる。これを避けるために、フッ素化合物
を添加し、Ｃ3Ａの生成を防ぎつつ、Ｃ11Ａ7ＣａＦ 2を
生成させる。なお、フッ素化合物としては、蛍石、珪フ
ッ化物等を用いることができる。フッ素化合物は、調合
原料中のＡｌ2Ｏ3全量がＣ11Ａ7ＣａＦ 2の生成に消費さ
れるように、調合原料中のＡｌ2Ｏ3量に見合う量だけ、
すなわち添加後の調合原料中のフッ化カルシウム量が
０．８〜１．７重量％となるように添加することが好ま
しい。
は、上記成分補正用原料のほか、フッ素化合物を添加す
るのが好ましい。Ａｌ2Ｏ3を多く含有する調合原料にフ
ッ素化合物を添加せずにアルカリ含有物質だけを添加し
た場合、Ｃ3Ａが多量に生成する。多量のＣ3Ａが生成し
た場合、凝結の制御が難しくなる、耐久性が悪化するな
どの問題が起こる。これを避けるために、フッ素化合物
を添加し、Ｃ3Ａの生成を防ぎつつ、Ｃ11Ａ7ＣａＦ 2を
生成させる。なお、フッ素化合物としては、蛍石、珪フ
ッ化物等を用いることができる。フッ素化合物は、調合
原料中のＡｌ2Ｏ3全量がＣ11Ａ7ＣａＦ 2の生成に消費さ
れるように、調合原料中のＡｌ2Ｏ3量に見合う量だけ、
すなわち添加後の調合原料中のフッ化カルシウム量が
０．８〜１．７重量％となるように添加することが好ま
しい。
【００２０】焼成物をアウイン系セメントとする場合に
は、上記成分補正用原料のほか、ＳＯ3化合物を添加す
る。ＳＯ3化合物は、ＳＯ3の量を制御し適切な量のＣ4
Ａ 3Ｓを生成させるために用いられる。
は、上記成分補正用原料のほか、ＳＯ3化合物を添加す
る。ＳＯ3化合物は、ＳＯ3の量を制御し適切な量のＣ4
Ａ 3Ｓを生成させるために用いられる。
【００２１】上記原料組成の調整の例を以下にタイプ別
に示す。
に示す。
【００２２】（１）通常のタイプのセメント：焼成物の
化学組成が、 ＣａＯ ：６４．０〜７０．０重量％ ＳｉＯ2 ：１９．５〜２８．５重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：１．４〜８．０重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：１．５〜５．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ｓ ：４０〜７０重量％ Ｃ2Ｓ ：５〜４０重量％ Ｃ4ＡＦ ：５〜１５重量％ Ｃ3Ａ ：１〜２０重量％ となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて石灰
質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料から
選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料を添加し、
組成を調整する。
化学組成が、 ＣａＯ ：６４．０〜７０．０重量％ ＳｉＯ2 ：１９．５〜２８．５重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：１．４〜８．０重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：１．５〜５．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ｓ ：４０〜７０重量％ Ｃ2Ｓ ：５〜４０重量％ Ｃ4ＡＦ ：５〜１５重量％ Ｃ3Ａ ：１〜２０重量％ となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて石灰
質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料から
選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料を添加し、
組成を調整する。
【００２３】（２）急硬性セメント：焼成物の化学組成
が、 ＣａＯ ：６０．０〜６８．０重量％ ＳｉＯ2 ：１４．０〜２４．０重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：８．５〜１８．５重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：１．５〜５．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ｓ ：４０〜７０重量％ Ｃ2Ｓ ：５〜３０重量％ Ｃ4ＡＦ ：５〜１５重量％ Ｃ11Ａ7ＣａＦ 2：１５〜３０重量％ となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて石灰
質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料から
選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料並びにフッ
素化合物を添加し、組成を調整する。
が、 ＣａＯ ：６０．０〜６８．０重量％ ＳｉＯ2 ：１４．０〜２４．０重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：８．５〜１８．５重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：１．５〜５．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ｓ ：４０〜７０重量％ Ｃ2Ｓ ：５〜３０重量％ Ｃ4ＡＦ ：５〜１５重量％ Ｃ11Ａ7ＣａＦ 2：１５〜３０重量％ となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて石灰
質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料から
選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料並びにフッ
素化合物を添加し、組成を調整する。
【００２４】（３）アウイン系セメント：焼成物の化学
組成が、 ＣａＯ ：３０．０〜６０．０重量％ ＳｉＯ2 ：５．０〜２０．０重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：１０．０〜４０．０重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：２．０〜１０．０重量％ ＳＯ3 ：２．０〜３０．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ4Ａ 3Ｓ ：１５〜６０重量％ Ｃ2Ｓ ：２０〜５０重量％ Ｃ4ＡＦ ：３〜３０重量％ Ｃ3Ａ ：１０重量％以下 ＣＳ ：３０重量％以下 となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて、石
灰質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料か
ら選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料並びにＳ
Ｏ3化合物を添加して組成を調整する。ＳＯ3化合物は、
ＳＯ3の量を制御し適切な量のＣ4Ａ 3Ｓを生成させるた
めに用いる。上記組成において、Ｃ4Ａ 3Ｓは、セメント
の凝結特性、強度発現性を適切なものにするために上記
の範囲に保つことが好ましい。Ｃ2Ｓが５０重量％を超
えると強度発現性が低下し、２０重量％未満では単位セ
メント量の生産に有効利用できる廃棄物の比率が低くな
る。Ｃ4ＡＦは、易焼成性及びＣ2Ｓの粒子成長への寄与
の点から上記範囲が好ましい。Ｃ3Ａが１０重量％を超
えると凝結速度及び硬化速度が大きくなりすぎ、好まし
くは５重量％以下である。ＳＯ3が３０重量％を超える
と異常膨張の危険がある。ＣＳが３０重量％を超える
と、ＳＯxが大量に揮散してしまい、特に０〜１０重量
％の範囲がＳＯxの揮散抑制の点から好ましい。
組成が、 ＣａＯ ：３０．０〜６０．０重量％ ＳｉＯ2 ：５．０〜２０．０重量％ Ａｌ2Ｏ3 ：１０．０〜４０．０重量％ Ｆｅ2Ｏ3 ：２．０〜１０．０重量％ ＳＯ3 ：２．０〜３０．０重量％ となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ4Ａ 3Ｓ ：１５〜６０重量％ Ｃ2Ｓ ：２０〜５０重量％ Ｃ4ＡＦ ：３〜３０重量％ Ｃ3Ａ ：１０重量％以下 ＣＳ ：３０重量％以下 となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて、石
灰質原料、アルミナないしシリカ含有原料及び鉄原料か
ら選ばれる１種又は２種以上の成分補正用原料並びにＳ
Ｏ3化合物を添加して組成を調整する。ＳＯ3化合物は、
ＳＯ3の量を制御し適切な量のＣ4Ａ 3Ｓを生成させるた
めに用いる。上記組成において、Ｃ4Ａ 3Ｓは、セメント
の凝結特性、強度発現性を適切なものにするために上記
の範囲に保つことが好ましい。Ｃ2Ｓが５０重量％を超
えると強度発現性が低下し、２０重量％未満では単位セ
メント量の生産に有効利用できる廃棄物の比率が低くな
る。Ｃ4ＡＦは、易焼成性及びＣ2Ｓの粒子成長への寄与
の点から上記範囲が好ましい。Ｃ3Ａが１０重量％を超
えると凝結速度及び硬化速度が大きくなりすぎ、好まし
くは５重量％以下である。ＳＯ3が３０重量％を超える
と異常膨張の危険がある。ＣＳが３０重量％を超える
と、ＳＯxが大量に揮散してしまい、特に０〜１０重量
％の範囲がＳＯxの揮散抑制の点から好ましい。
【００２５】（４）セメントクリンカー原料、セメント
用添加剤、セメント・コンクリート混和剤、モルタル・
コンクリート用骨材：焼成物の化学組成が、 ＣａＯ ：１０〜７０重量％ ＳｉＯ2 ：４５重量％以下 Ａｌ2Ｏ3 ：４０重量％以下 Ｆｅ2Ｏ3 ：１５重量％以下 となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ａ ：１０〜５０重量％ Ｃ3Ｓ ：７０重量％以下 Ｃ2Ｓ ：７０重量％以下 となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて、石
灰質原料、アルミノ珪酸塩原料及び鉄原料から選ばれる
１種又は２種以上の成分補正用原料を添加し、組成を調
整する。上記組成において、ＣａＯが１０重量％未満、
ＳｉＯ2が４５重量％超、Ａｌ2Ｏ3が４０重量％超、又
はＦｅ2Ｏ3が１５重量％超では、系の融点が低下してア
ルカリ金属塩化物が揮散する温度範囲で焼成できなくな
り、キルンでの操業が困難となる。なお、系の融点を上
昇させるには、石灰質原料を添加すればよい。
用添加剤、セメント・コンクリート混和剤、モルタル・
コンクリート用骨材：焼成物の化学組成が、 ＣａＯ ：１０〜７０重量％ ＳｉＯ2 ：４５重量％以下 Ａｌ2Ｏ3 ：４０重量％以下 Ｆｅ2Ｏ3 ：１５重量％以下 となるように、又は焼成物の鉱物組成が、 Ｃ3Ａ ：１０〜５０重量％ Ｃ3Ｓ ：７０重量％以下 Ｃ2Ｓ ：７０重量％以下 となるように、塩素を含有する原料に必要に応じて、石
灰質原料、アルミノ珪酸塩原料及び鉄原料から選ばれる
１種又は２種以上の成分補正用原料を添加し、組成を調
整する。上記組成において、ＣａＯが１０重量％未満、
ＳｉＯ2が４５重量％超、Ａｌ2Ｏ3が４０重量％超、又
はＦｅ2Ｏ3が１５重量％超では、系の融点が低下してア
ルカリ金属塩化物が揮散する温度範囲で焼成できなくな
り、キルンでの操業が困難となる。なお、系の融点を上
昇させるには、石灰質原料を添加すればよい。
【００２６】本発明の焼成物の製造方法において、焼成
温度は１１００℃以上、特に１２５０℃以上とするのが
好ましい。焼成温度が１１００℃に満たないと、アルカ
リ金属塩化物の揮散が不十分になる。また、焼成物の強
度、凝結特性を十分発揮させるため、焼成温度を、前記
（１）の通常のタイプのセメントでは、１４００〜１６
００℃、前記（２）の急硬性セメントでは、１２５０〜
１４００℃、前記（３）のアウイン系セメント及び前記
（４）のセメント原料又は骨材では、１１００〜１４０
０℃、特に１２５０〜１４００℃とするのが好ましい。
焼成温度がこれらの下限より低いと、反応が進まないた
め必要な鉱物が生成されず、また結晶が十分成長しない
ため水和活性の低い鉱物が生成され、強度が低下する。
更にクリンカー塊が形成されにくくなり、粉状化し、強
度の低下、キルン操業の困難化をひき起こすという問題
が生じることがあり、好ましくない。一方、焼成温度が
上記範囲を超えると、クリンカーが融けたり、コーチン
グ（キルン内付着物）が増加してキルンの操業が困難に
なることがあり、また、アウイン系セメントではＳＯx
の揮散によりアウインの生成量が少なくなり、好ましく
ない。
温度は１１００℃以上、特に１２５０℃以上とするのが
好ましい。焼成温度が１１００℃に満たないと、アルカ
リ金属塩化物の揮散が不十分になる。また、焼成物の強
度、凝結特性を十分発揮させるため、焼成温度を、前記
（１）の通常のタイプのセメントでは、１４００〜１６
００℃、前記（２）の急硬性セメントでは、１２５０〜
１４００℃、前記（３）のアウイン系セメント及び前記
（４）のセメント原料又は骨材では、１１００〜１４０
０℃、特に１２５０〜１４００℃とするのが好ましい。
焼成温度がこれらの下限より低いと、反応が進まないた
め必要な鉱物が生成されず、また結晶が十分成長しない
ため水和活性の低い鉱物が生成され、強度が低下する。
更にクリンカー塊が形成されにくくなり、粉状化し、強
度の低下、キルン操業の困難化をひき起こすという問題
が生じることがあり、好ましくない。一方、焼成温度が
上記範囲を超えると、クリンカーが融けたり、コーチン
グ（キルン内付着物）が増加してキルンの操業が困難に
なることがあり、また、アウイン系セメントではＳＯx
の揮散によりアウインの生成量が少なくなり、好ましく
ない。
【００２７】焼成は、従来のキルンを使用して行えば簡
便であるが、その他の加熱炉を用いることもできる。
便であるが、その他の加熱炉を用いることもできる。
【００２８】焼成後、常法により粉砕し、セメント原
料、又はセメント・モルタル・コンクリート用混和材に
することができる。
料、又はセメント・モルタル・コンクリート用混和材に
することができる。
【００２９】セメントにする場合には、強度を確保する
ために、焼成物を、縦型ミル、ボールミル等で粉砕し、
ブレーン比表面積が３０００cm2／ｇ以上にすることが
好ましく、特に３５００〜４５００cm2／ｇにすること
が好ましい。このとき、粉砕時又は粉砕後、凝結時間、
強度発現性、寸法安定性等の制御のために、無水石膏、
半水石膏又は二水石膏を添加することが好ましいばかり
でなく、更に、石膏のほか、クエン酸等の有機酸、硫酸
アルカリ、硝酸アルカリ、塩化アルカリ等を添加するこ
とにより、セメントペースト、モルタル、コンクリート
の流動性を高めたり硬化時間を制御することもできる。
ために、焼成物を、縦型ミル、ボールミル等で粉砕し、
ブレーン比表面積が３０００cm2／ｇ以上にすることが
好ましく、特に３５００〜４５００cm2／ｇにすること
が好ましい。このとき、粉砕時又は粉砕後、凝結時間、
強度発現性、寸法安定性等の制御のために、無水石膏、
半水石膏又は二水石膏を添加することが好ましいばかり
でなく、更に、石膏のほか、クエン酸等の有機酸、硫酸
アルカリ、硝酸アルカリ、塩化アルカリ等を添加するこ
とにより、セメントペースト、モルタル、コンクリート
の流動性を高めたり硬化時間を制御することもできる。
【００３０】混和材にする場合には、焼成物を単独で粉
砕することもできるばかりでなく、他のセメントクリン
カーの粉砕時に添加し、他のクリンカーと同時に粉砕す
ることもできる。
砕することもできるばかりでなく、他のセメントクリン
カーの粉砕時に添加し、他のクリンカーと同時に粉砕す
ることもできる。
【００３１】骨材にする場合には、大きさを調整するた
めに、粉砕又は分級を行うことができる。
めに、粉砕又は分級を行うことができる。
【００３２】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】各実施例において用いた原料の化学組成を
表１に示す。
表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】実施例１〜７及び比較例１〜２ 表１に示した各原料を表２に示す割合で２kg秤取し、こ
れをボールミルにて３０分間粉砕混合し、混合後造粒し
て調合原料とした。この調合原料の組成を表３に示す。
れをボールミルにて３０分間粉砕混合し、混合後造粒し
て調合原料とした。この調合原料の組成を表３に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】この調合原料を白金ルツボに入れ、表４に
示す温度で１時間電気炉にて焼成した。得られたクリン
カーの化学組成を表４に示す。
示す温度で１時間電気炉にて焼成した。得られたクリン
カーの化学組成を表４に示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】実施例８〜１５及び比較例３〜４ 表１に示した各原料を表５に示す割合で配合し、これを
フラッシュブレンダーにて１時間混合し、調合原料とし
た。この調合原料の化学組成を表６に示す。
フラッシュブレンダーにて１時間混合し、調合原料とし
た。この調合原料の化学組成を表６に示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】この調合原料を直径２ｍ、長さ６０ｍのロ
ータリーキルンを用いて焼成した。得られたクリンカー
の化学組成を表７に、鉱物組成を表８に示す。
ータリーキルンを用いて焼成した。得られたクリンカー
の化学組成を表７に、鉱物組成を表８に示す。
【００４４】
【表７】
【００４５】
【表８】
【００４６】実施例８のクリンカーは速硬セメントとし
て、実施例９のクリンカーは普通セメントとして、実施
例１０のクリンカーはアウインセメントとして、実施例
１１〜１５のクリンカーは普通セメント又は混合材とし
て有用である。なお、比較例３のクリンカーは従来のエ
コセメント、比較例４のクリンカーはアウインセメント
（塩素入り）である。
て、実施例９のクリンカーは普通セメントとして、実施
例１０のクリンカーはアウインセメントとして、実施例
１１〜１５のクリンカーは普通セメント又は混合材とし
て有用である。なお、比較例３のクリンカーは従来のエ
コセメント、比較例４のクリンカーはアウインセメント
（塩素入り）である。
【００４７】試験例１ 表７又は表８に示したクリンカーを縦型ミルで粉砕し、
ブレーン比表面積約３５００cm2／ｇに調整したセメン
トを用いて表９に示すモルタルを調製し、旧ＪＩＳモル
タル強度試験（〜２０日）を行った。この結果を表１０
に示す。
ブレーン比表面積約３５００cm2／ｇに調整したセメン
トを用いて表９に示すモルタルを調製し、旧ＪＩＳモル
タル強度試験（〜２０日）を行った。この結果を表１０
に示す。
【００４８】
【表９】
【００４９】
【表１０】
【００５０】実施例１６及び１７、並びに比較例５ 表１に示す各原料を表１１に示す割合で配合し、これを
フラッシュブレンダーにて１時間混合した後、調合原料
とした。この調合原料の組成を表１２に示す。
フラッシュブレンダーにて１時間混合した後、調合原料
とした。この調合原料の組成を表１２に示す。
【００５１】
【表１１】
【００５２】
【表１２】
【００５３】この調合原料を直径２ｍ、長さ６０ｍのロ
ータリーキルンを用いて表１３に示す温度で焼成した。
得られた焼成物の化学組成を表１８に示す。実施例１６
で得られた焼成物は、塊状であるが、適当な粉砕を行う
ことにより、セメント・モルタル・コンクリート用混和
材として利用することができる。実施例１７で得られた
焼成物は、粒状であり、そのまま骨材として利用するの
に適している。
ータリーキルンを用いて表１３に示す温度で焼成した。
得られた焼成物の化学組成を表１８に示す。実施例１６
で得られた焼成物は、塊状であるが、適当な粉砕を行う
ことにより、セメント・モルタル・コンクリート用混和
材として利用することができる。実施例１７で得られた
焼成物は、粒状であり、そのまま骨材として利用するの
に適している。
【００５４】
【表１３】
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、都市ゴミ焼却灰等の塩
素含有廃棄物を原料として有効利用して、塩素含有量を
低減せしめた、鉄筋等の腐食を引き起こさないセメン
ト、セメント原料等の有用な焼成物を製造することがで
きる。
素含有廃棄物を原料として有効利用して、塩素含有量を
低減せしめた、鉄筋等の腐食を引き起こさないセメン
ト、セメント原料等の有用な焼成物を製造することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 7/38 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 7/60 ３０３Ｌ
Claims (11)
- 【請求項１】 無機物質を主成分とする原料を、下記条
件Ａ及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒは、Ｎａ2Ｏに換算した場合のアルカリ金属原子の
含有率（重量％）を示し、Ｃは、Ｎａ2Ｏに換算した場
合の塩素原子の含有率（重量％）を示す。〕の少なくと
も一方を満たすように調整した後、当該原料を焼成する
ことを特徴とする焼成物の製造法。 - 【請求項２】 Ｒ／Ｃ又はＲ−Ｃの調整を、原料にアル
カリ金属化合物又は塩素化合物を添加することにより行
うものである請求項１記載の焼成物の製造法。 - 【請求項３】 原料が、生活・産業廃棄物である請求項
１又は２記載の焼成物の製造法。 - 【請求項４】 原料が、生活・産業廃棄物に石灰質原
料、アルミナないしシリカ含有原料、鉄原料及び石膏原
料から選ばれる１種又は２種以上を配合してなるもので
ある請求項１〜３のいずれかに記載の焼成物の製造法。 - 【請求項５】 焼成前の原料中の塩素含有率が０．１〜
１２重量％であり、焼成物中の塩素含有率が０．１重量
％未満である請求項１〜４のいずれかに記載の焼成物の
製造法。 - 【請求項６】 原料のＲ／Ｃ又はＲ−Ｃを調整すると共
に、これにフッ素化合物又はＳＯ3化合物を添加して焼
成する請求項１〜５のいずれかに記載の焼成物の製造
法。 - 【請求項７】 焼成温度が１１００℃以上である請求項
１〜６のいずれかに記載の焼成物の製造法。 - 【請求項８】 焼成物が、水硬性材料用焼成物である請
求項１〜７のいずれかに記載の焼成物の製造法。 - 【請求項９】 水硬性材料用焼成物が、セメント、モル
タル又はコンクリート用材料である請求項８記載の焼成
物の製造法。 - 【請求項１０】 生活・産業廃棄物又はこれを主体とす
る原料を、下記条件Ａ及びＢ Ａ． ０．９５≦Ｒ／Ｃ≦２．０ Ｂ． ０．０≦Ｒ−Ｃ≦１．２ 〔Ｒは、Ｎａ2Ｏに換算した場合のアルカリ金属原子の
含有率（重量％）を示し、Ｃは、Ｎａ2Ｏに換算した場
合の塩素原子の含有率（重量％）を示す。〕の少なくと
も一方を満たすように調整してこれを焼成することによ
り得られる、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を１０〜５０重量％含
有することを特徴とする水硬性材料用焼成物。 - 【請求項１１】 生活・産業廃棄物が、都市ゴミ焼却灰
である請求項１０記載の水硬性材料用焼成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33308497A JP3993675B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 焼成物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33308497A JP3993675B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 焼成物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11157890A true JPH11157890A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3993675B2 JP3993675B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=18262101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33308497A Expired - Lifetime JP3993675B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 焼成物の製造法 |
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| Country | Link |
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| JP2004189546A (ja) * | 2002-12-11 | 2004-07-08 | Taiheiyo Cement Corp | 水硬性組成物 |
| JP2006282455A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | セメント及びその製造方法 |
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- 1997-12-03 JP JP33308497A patent/JP3993675B2/ja not_active Expired - Lifetime
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