JPH11216447A - 土木資材 - Google Patents
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- JPH11216447A JPH11216447A JP28813598A JP28813598A JPH11216447A JP H11216447 A JPH11216447 A JP H11216447A JP 28813598 A JP28813598 A JP 28813598A JP 28813598 A JP28813598 A JP 28813598A JP H11216447 A JPH11216447 A JP H11216447A
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- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
- A62D3/33—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by chemical fixing the harmful substance, e.g. by chelation or complexation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
- B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
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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
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】都市ゴミ焼却灰より回収され、路盤材として安
全に使用することができる土木資材を提供する。 【解決手段】都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得
られる最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減
量１０重量％以下の粒分に、重金属固定剤、好ましくは
リン酸を添加し、次いで硫酸第一鉄から成る第２の重金
属固定剤を添加してなることを特徴とする土木資材。重
金属固定剤を添加する前に乾燥し添加後に混練する。
全に使用することができる土木資材を提供する。 【解決手段】都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得
られる最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減
量１０重量％以下の粒分に、重金属固定剤、好ましくは
リン酸を添加し、次いで硫酸第一鉄から成る第２の重金
属固定剤を添加してなることを特徴とする土木資材。重
金属固定剤を添加する前に乾燥し添加後に混練する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木資材に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、従来は埋め立て処分さ
れていた都市ゴミ焼却灰より回収され、路盤材として安
全に使用することができる土木資材に関する。
る。さらに詳しくは、本発明は、従来は埋め立て処分さ
れていた都市ゴミ焼却灰より回収され、路盤材として安
全に使用することができる土木資材に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市活動により発生する廃棄物のうち、
可燃物を主体とする廃棄物は、焼却処分したのち、焼却
灰として埋め立て処分されている。しかし、近年、焼却
灰を埋め立てるための用地が減少し、その処理が困難と
なりつつある。そのため、都市ゴミ焼却灰に含まれる有
用成分の再利用を図り、埋め立て処分する焼却灰を減量
するとともに、焼却灰を資源として活用する試みがなさ
れている。例えば、特開昭５６−１２４４８１号公報に
は、都市ゴミ焼却灰から、金属を回収したのち、粉砕機
で粉砕し、焼結助剤を加えて混合造粒し、造粒物を焼結
炉で焼結固化する都市ゴミ焼却灰の処理方法が提案され
ている。しかし、造粒物を焼結炉で焼結固化するには大
量のエネルギーを必要とし、省エネルギーの方向に反す
るばかりでなく、得られる固化物も価格的に天然骨材に
対抗し得ないものとなってしまう。また、特公平１−１
６５５５号公報には、焼却灰に適量の山土を混合し、さ
らに適量の生石灰を混入させて再生土とする方法が提案
されている。しかし、焼却灰の中には微量の鉛、クロム
などの有害重金属が含まれている場合が多く、単に山土
と生石灰を混合した状態で、盛土材や宅地造成などに利
用するには危険が伴う。さらに、特開平７−９６２６３
号公報には、焼却灰を粉砕して粒径１０mm以下に粒度分
布を有する整粒物とし、その水分含有量を１０〜１５重
量％に調節したのち、整粒物に対してセメント結合剤を
１０〜１５重量％の割合で加えて混練し、型内で加圧成
形してコンクリートブロックとする廃棄物焼却灰の処理
方法が提案されている。しかし、この方法によれば、セ
メント結合剤と加圧成形工程が必要である。また、焼却
灰の中に含まれる重金属は、セメントの強アルカリ性に
よる不溶出化、セメント鉱物の水和物の表面での吸着、
水和物中の原子又は基と金属イオンの置換、セメントゲ
ルによる物理的な封じ込めなどにより安定化されても、
長い年月を経過したのちには、コンクリートに亀裂を生
じて重金属が溶出したり、コンクリートそのものが劣化
して重金属を放出するおそれがないとはいえない。この
ため、都市ゴミ焼却灰より、有用成分を経済的かつ安全
に再利用することができる材料の開発が求められてい
る。
可燃物を主体とする廃棄物は、焼却処分したのち、焼却
灰として埋め立て処分されている。しかし、近年、焼却
灰を埋め立てるための用地が減少し、その処理が困難と
なりつつある。そのため、都市ゴミ焼却灰に含まれる有
用成分の再利用を図り、埋め立て処分する焼却灰を減量
するとともに、焼却灰を資源として活用する試みがなさ
れている。例えば、特開昭５６−１２４４８１号公報に
は、都市ゴミ焼却灰から、金属を回収したのち、粉砕機
で粉砕し、焼結助剤を加えて混合造粒し、造粒物を焼結
炉で焼結固化する都市ゴミ焼却灰の処理方法が提案され
ている。しかし、造粒物を焼結炉で焼結固化するには大
量のエネルギーを必要とし、省エネルギーの方向に反す
るばかりでなく、得られる固化物も価格的に天然骨材に
対抗し得ないものとなってしまう。また、特公平１−１
６５５５号公報には、焼却灰に適量の山土を混合し、さ
らに適量の生石灰を混入させて再生土とする方法が提案
されている。しかし、焼却灰の中には微量の鉛、クロム
などの有害重金属が含まれている場合が多く、単に山土
と生石灰を混合した状態で、盛土材や宅地造成などに利
用するには危険が伴う。さらに、特開平７−９６２６３
号公報には、焼却灰を粉砕して粒径１０mm以下に粒度分
布を有する整粒物とし、その水分含有量を１０〜１５重
量％に調節したのち、整粒物に対してセメント結合剤を
１０〜１５重量％の割合で加えて混練し、型内で加圧成
形してコンクリートブロックとする廃棄物焼却灰の処理
方法が提案されている。しかし、この方法によれば、セ
メント結合剤と加圧成形工程が必要である。また、焼却
灰の中に含まれる重金属は、セメントの強アルカリ性に
よる不溶出化、セメント鉱物の水和物の表面での吸着、
水和物中の原子又は基と金属イオンの置換、セメントゲ
ルによる物理的な封じ込めなどにより安定化されても、
長い年月を経過したのちには、コンクリートに亀裂を生
じて重金属が溶出したり、コンクリートそのものが劣化
して重金属を放出するおそれがないとはいえない。この
ため、都市ゴミ焼却灰より、有用成分を経済的かつ安全
に再利用することができる材料の開発が求められてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、都市ゴミ焼
却灰より回収され、路盤材として安全に使用することが
できる土木資材を提供することを目的としてなされたも
のである。
却灰より回収され、路盤材として安全に使用することが
できる土木資材を提供することを目的としてなされたも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、都市ゴミ焼却灰
を分級、分離、乾燥して得られる最大粒径が５〜４０mm
で粒度分布が広く、水分及び未燃物の含有量が少ない粒
分に、重金属固定化剤を添加して混練してなる土木資材
が、修正ＣＢＲが２０％となって各種路盤材として有用
であり、かつ安全に使用し得ることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、［１］都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して
得られる最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱
減量１０重量％以下の粒分に、重金属固定剤を添加し、
混練してなることを特徴とする土木資材、［２］重金属
固定剤が、リン酸である第[１]項記載の土木資材、
［３］焼却灰に更に硫酸第一鉄から成る第２の重金属固
定剤を添加してなる第[２]項記載の土木資材、［４］焼
却灰にリン酸及び硫酸第一鉄から成る２つの重金属固定
剤を添加してなる第[１]項記載の土木資材、［５］焼却
灰を更に乾燥してなる第[１]項記載の土木資材、［６］
重金属固定剤を添加する前に乾燥してなる第[５]項記載
の土木資材、［７］重金属固定剤の添加後に更に混練し
てなる第[１]項記載の土木資材、［８］重金属固定剤を
添加する前に乾燥を行い、重金属固定剤の添加後に混練
してなる第[１]項記載の土木資材、［９］順次（１）粒
径による分級、（２）粒径４０mm以上の粒分の粉砕、
（３）分級された粒径の異なる粒分を調合して均等係数
を１０以上にする、（４）乾燥、（５）該少なくとも一
つの重金属固定剤の添加、及び（６）混練、の各工程を
へてなる第[１]項記載の土木資材、［１０］第２の重金
属固定剤を添加してなる第[９]項記載の土木資材、［１
１］重金属固定剤がリン酸である第[９]項記載の土木資
材、［１２］該少なくとも一つの重金属固定剤が硫酸第
一鉄である第[９]項記載の土木資材、及び、［１３］粒
分が非鉄金属を含有してなる第[９]項記載の土木資材、
を提供するものである。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、都市ゴミ焼却灰
を分級、分離、乾燥して得られる最大粒径が５〜４０mm
で粒度分布が広く、水分及び未燃物の含有量が少ない粒
分に、重金属固定化剤を添加して混練してなる土木資材
が、修正ＣＢＲが２０％となって各種路盤材として有用
であり、かつ安全に使用し得ることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、［１］都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して
得られる最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱
減量１０重量％以下の粒分に、重金属固定剤を添加し、
混練してなることを特徴とする土木資材、［２］重金属
固定剤が、リン酸である第[１]項記載の土木資材、
［３］焼却灰に更に硫酸第一鉄から成る第２の重金属固
定剤を添加してなる第[２]項記載の土木資材、［４］焼
却灰にリン酸及び硫酸第一鉄から成る２つの重金属固定
剤を添加してなる第[１]項記載の土木資材、［５］焼却
灰を更に乾燥してなる第[１]項記載の土木資材、［６］
重金属固定剤を添加する前に乾燥してなる第[５]項記載
の土木資材、［７］重金属固定剤の添加後に更に混練し
てなる第[１]項記載の土木資材、［８］重金属固定剤を
添加する前に乾燥を行い、重金属固定剤の添加後に混練
してなる第[１]項記載の土木資材、［９］順次（１）粒
径による分級、（２）粒径４０mm以上の粒分の粉砕、
（３）分級された粒径の異なる粒分を調合して均等係数
を１０以上にする、（４）乾燥、（５）該少なくとも一
つの重金属固定剤の添加、及び（６）混練、の各工程を
へてなる第[１]項記載の土木資材、［１０］第２の重金
属固定剤を添加してなる第[９]項記載の土木資材、［１
１］重金属固定剤がリン酸である第[９]項記載の土木資
材、［１２］該少なくとも一つの重金属固定剤が硫酸第
一鉄である第[９]項記載の土木資材、及び、［１３］粒
分が非鉄金属を含有してなる第[９]項記載の土木資材、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の一つの実施態様は、都市
ゴミ焼却灰を分級し、回収金属を分離して得られる造粒
物から成る土木資材を提供する。造粒物には最大粒径５
〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減量１０重量％以下
の粒分が含有されており、少なくとも一つの重金属固定
剤が添加される。重金属固定剤がリン酸であるもの、ま
た硫酸第一鉄から成る第２の重金属固定剤を添加する態
様もある。更に、本発明の他の態様としては、リン酸及
び硫酸第一鉄から成る２つの重金属固定剤を共に添加す
る。更に、焼却灰を乾燥するが、その乾燥は少なくとも
一つの重金属固定剤を添加する前に行う。焼却灰は更に
少なくとも一つの重金属固定剤の添加後に混練する。本
発明工程の他の態様としては、少なくとも一つの重金属
固定剤を添加する前に乾燥し、添加後に混練する組合せ
がある。最後に本発明の別の態様として、焼却灰を順
次、（１）粒径による分級、（２）粒径４０mm以上の粒
分の粉砕、（３）分級された粒径の異なる粒分を調合し
て均等係数を１０以上にする、（４）乾燥、（５）少な
くとも一つの重金属固定剤の添加、（６）混練、の各工
程を行う。焼却灰には更に第２の重金属固定剤を添加す
る。その場合少なくとも一つの重金属固定剤がリン酸で
あり、別の固定剤が硫酸第一鉄である。造粒物には非鉄
金族が含まれている。本発明を特徴付ける新規な要件は
特に本クレームに示されている。しかしながら本発明の
構成及び操作方法、更にはその目的及び利点を、添付図
面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一態様の
土木資材を得る工程１０を示す系統図である。本工程１
０は、スクリーン１２により分級される焼却灰１１を投
入することから始まる。粗大物１３が除去され、粗大物
１３より小さい粒分１４は磁選機１５に送られ、鉄１７
及び鉛のような重金属を含有する他の粒分１６に分けら
れる。粒分１６は振動ふるい機に送られ、３つに分級さ
れる。すなわち、（１）粒径４０mm以上の粒分１９、
（２）粒径１０〜４０mmの粒分２０、（３）粒径１０mm
以下の粒分２１である。粒分１９及び２０はそれぞれ粉
砕機２４及び２３にかけられ更に粒径を細かくする。粒
分２１はサイクロン分離技術である風力選別機２２に送
られ、未燃物２５が除去される。風力選別機２２からの
微粒２６、細粒２７及び中粒２８は調合２９に送られ、
そこから乾燥３０に送られる。重金属固定剤３１が必要
に応じて使用される。次いで混練工程３２で圧搾し、土
木資材３３を得る。均等係数の調節は主としてブロック
３４で示された工程で行われる。本発明の土木資材は、
都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得られる最大粒
径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減量１０重量％
以下の粒分に、重金属固定剤を添加し、混練してなるも
のである。
ゴミ焼却灰を分級し、回収金属を分離して得られる造粒
物から成る土木資材を提供する。造粒物には最大粒径５
〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減量１０重量％以下
の粒分が含有されており、少なくとも一つの重金属固定
剤が添加される。重金属固定剤がリン酸であるもの、ま
た硫酸第一鉄から成る第２の重金属固定剤を添加する態
様もある。更に、本発明の他の態様としては、リン酸及
び硫酸第一鉄から成る２つの重金属固定剤を共に添加す
る。更に、焼却灰を乾燥するが、その乾燥は少なくとも
一つの重金属固定剤を添加する前に行う。焼却灰は更に
少なくとも一つの重金属固定剤の添加後に混練する。本
発明工程の他の態様としては、少なくとも一つの重金属
固定剤を添加する前に乾燥し、添加後に混練する組合せ
がある。最後に本発明の別の態様として、焼却灰を順
次、（１）粒径による分級、（２）粒径４０mm以上の粒
分の粉砕、（３）分級された粒径の異なる粒分を調合し
て均等係数を１０以上にする、（４）乾燥、（５）少な
くとも一つの重金属固定剤の添加、（６）混練、の各工
程を行う。焼却灰には更に第２の重金属固定剤を添加す
る。その場合少なくとも一つの重金属固定剤がリン酸で
あり、別の固定剤が硫酸第一鉄である。造粒物には非鉄
金族が含まれている。本発明を特徴付ける新規な要件は
特に本クレームに示されている。しかしながら本発明の
構成及び操作方法、更にはその目的及び利点を、添付図
面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一態様の
土木資材を得る工程１０を示す系統図である。本工程１
０は、スクリーン１２により分級される焼却灰１１を投
入することから始まる。粗大物１３が除去され、粗大物
１３より小さい粒分１４は磁選機１５に送られ、鉄１７
及び鉛のような重金属を含有する他の粒分１６に分けら
れる。粒分１６は振動ふるい機に送られ、３つに分級さ
れる。すなわち、（１）粒径４０mm以上の粒分１９、
（２）粒径１０〜４０mmの粒分２０、（３）粒径１０mm
以下の粒分２１である。粒分１９及び２０はそれぞれ粉
砕機２４及び２３にかけられ更に粒径を細かくする。粒
分２１はサイクロン分離技術である風力選別機２２に送
られ、未燃物２５が除去される。風力選別機２２からの
微粒２６、細粒２７及び中粒２８は調合２９に送られ、
そこから乾燥３０に送られる。重金属固定剤３１が必要
に応じて使用される。次いで混練工程３２で圧搾し、土
木資材３３を得る。均等係数の調節は主としてブロック
３４で示された工程で行われる。本発明の土木資材は、
都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得られる最大粒
径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減量１０重量％
以下の粒分に、重金属固定剤を添加し、混練してなるも
のである。
【０００６】本発明においては、都市ゴミ焼却灰を分
離、分級、乾燥して得られる最大粒径５〜４０mmの粒分
を使用する。粒分の最大粒径は、粒分の投影面積が最大
となるよう水平面に投影したとき、その形状の重心を通
る最大径と最小径の平均値である。本発明において使用
する最大粒径５〜４０mmの粒分は、その均等係数が１０
以上となるよう、粒度分布を調整する。均等係数（Ｕ
ｃ）は、粒径積算曲線からＤ６０（粒子の通過割合が６
０％の時の粒径）をＤ１０（１０％時の粒径）で割って
計算される。したがって均等係数の値が大きいほど、粒
度分布の幅が広いことを意味する。粒分の均等係数は、
いったん分級、分離した粒分を、適宜調合することによ
り調整することができる。本発明において使用する都市
ゴミ焼却灰の粒分は、強熱減量が１０重量％以下であ
る。強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて、粒分を
９５０℃で恒量になるまで強熱したときの減量の、試料
の重量に対する比として求めることができる。本発明に
おいて、都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得られ
る粒分が、最大粒径が５〜４０mmであり、均等係数が１
０以上であり、強熱減量が１０重量％以下であると、土
質工学会基準により下層路盤材に要求される修正ＣＢＲ
２０％以上を満足するので、路盤材料、路床材料、コン
クリート用骨材などの土木資材として好適に使用するこ
とができる。修正ＣＢＲ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｂｅ
ａｒｉｎｇ Ｒａｔｉｏ）は、ＪＩＳ Ａ １２１１に従
って、突き固めた供試体に貫入ピストンを貫入させ、貫
入量２.５mmのときの荷重強さの標準荷重強さに対する
比として求めることができる。
離、分級、乾燥して得られる最大粒径５〜４０mmの粒分
を使用する。粒分の最大粒径は、粒分の投影面積が最大
となるよう水平面に投影したとき、その形状の重心を通
る最大径と最小径の平均値である。本発明において使用
する最大粒径５〜４０mmの粒分は、その均等係数が１０
以上となるよう、粒度分布を調整する。均等係数（Ｕ
ｃ）は、粒径積算曲線からＤ６０（粒子の通過割合が６
０％の時の粒径）をＤ１０（１０％時の粒径）で割って
計算される。したがって均等係数の値が大きいほど、粒
度分布の幅が広いことを意味する。粒分の均等係数は、
いったん分級、分離した粒分を、適宜調合することによ
り調整することができる。本発明において使用する都市
ゴミ焼却灰の粒分は、強熱減量が１０重量％以下であ
る。強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて、粒分を
９５０℃で恒量になるまで強熱したときの減量の、試料
の重量に対する比として求めることができる。本発明に
おいて、都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得られ
る粒分が、最大粒径が５〜４０mmであり、均等係数が１
０以上であり、強熱減量が１０重量％以下であると、土
質工学会基準により下層路盤材に要求される修正ＣＢＲ
２０％以上を満足するので、路盤材料、路床材料、コン
クリート用骨材などの土木資材として好適に使用するこ
とができる。修正ＣＢＲ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｂｅ
ａｒｉｎｇ Ｒａｔｉｏ）は、ＪＩＳ Ａ １２１１に従
って、突き固めた供試体に貫入ピストンを貫入させ、貫
入量２.５mmのときの荷重強さの標準荷重強さに対する
比として求めることができる。
【０００７】粒分の最大粒径が５mm未満であっても、４
０mmを超えても、修正ＣＢＲの値が２０％未満となり、
土木資材としての適性に欠けるものとなるおそれがあ
る。粒分の均等係数が１０未満であると、粒度分布が狭
くなりすぎて、修正ＣＢＲの値が２０％未満となり、土
木資材としての適性に欠けるものとなるおそれがある。
粒分の強熱減量が１０重量％以上であると、水分又は未
燃物の含有量が多すぎて、土木資材としての適性に欠け
るものとなるおそれがある。本発明においては、都市ゴ
ミ焼却灰の最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強
熱減量１０重量％以下である粒分に、重金属固定剤を添
加して混練する。重金属固定剤を添加して混練すること
により、粒分中に重金属が含まれている場合であって
も、重金属が安定に不溶化し、土木資材から溶出して環
境の二次汚染を引き起こすおそれがない。使用する重金
属固定剤には特に制限はないが、多くの重金属と難溶性
の塩を形成するリン酸を好適に使用することができる。
また、粒分中に６価のクロムが含まれている場合は、リ
ン酸の添加のみによっては６価のクロムの溶出を完全に
抑えることは困難であるので、例えば、硫酸第一鉄のよ
うな還元剤を添加し、６価のクロムを還元して３価のク
ロムとすることにより、難溶性のリン酸塩を形成させ、
クロムの溶出を防止することができる。
０mmを超えても、修正ＣＢＲの値が２０％未満となり、
土木資材としての適性に欠けるものとなるおそれがあ
る。粒分の均等係数が１０未満であると、粒度分布が狭
くなりすぎて、修正ＣＢＲの値が２０％未満となり、土
木資材としての適性に欠けるものとなるおそれがある。
粒分の強熱減量が１０重量％以上であると、水分又は未
燃物の含有量が多すぎて、土木資材としての適性に欠け
るものとなるおそれがある。本発明においては、都市ゴ
ミ焼却灰の最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強
熱減量１０重量％以下である粒分に、重金属固定剤を添
加して混練する。重金属固定剤を添加して混練すること
により、粒分中に重金属が含まれている場合であって
も、重金属が安定に不溶化し、土木資材から溶出して環
境の二次汚染を引き起こすおそれがない。使用する重金
属固定剤には特に制限はないが、多くの重金属と難溶性
の塩を形成するリン酸を好適に使用することができる。
また、粒分中に６価のクロムが含まれている場合は、リ
ン酸の添加のみによっては６価のクロムの溶出を完全に
抑えることは困難であるので、例えば、硫酸第一鉄のよ
うな還元剤を添加し、６価のクロムを還元して３価のク
ロムとすることにより、難溶性のリン酸塩を形成させ、
クロムの溶出を防止することができる。
【０００８】図１は、本発明の土木資材の製造方法の一
態様の工程系統図である。焼却場から受け入れる都市ゴ
ミ焼却灰は、通常３５〜４０重量％程度の水分を含有し
ている。この都市ゴミ焼却灰を水切り乾燥したのち、ス
クリーンにかけて粗大物を除去する。粗大物を除去した
粒分は、次いで、磁選機にかけて鉄分を除去し、さらに
振動ふるい機を用いて分級する。分級は、例えば、粒径
１０mm以下、１０〜４０mm、４０mm以上の粒分のように
行うことができる。粒径１０mm以下の粒分は、風力選別
機にかけて、未燃物を除去するとともに、さらに、微
粒、細粒、中粒に分級する。必要に応じて、粒径１０〜
４０mmの粒分も、さらに分級することができる。分級さ
れた微粒、細粒、中粒及び粒径１０〜４０mmの粒分を調
合することにより、所定の均等係数を有する調合物を調
製する。この調合物を、必要に応じて所定の強熱減量に
なるまで乾燥したのち、重金属固定剤を添加し、混練し
て本発明の土木資材を得る。本発明の土木資材は、都市
ゴミ焼却灰を、分級、分離、調合、乾燥するという簡単
な工程により製造することができ、重金属固定剤の添
加、混練により有害な重金属の溶出を完全に防止してい
るので、土木工事用の路盤材として有利に使用すること
ができる。本発明において、都市ゴミ焼却灰の分級、分
離及び乾燥の順序及び方法には特に制限はなく、公知の
方法を任意に組み合わせて行うことができる。例えば、
焼却灰には通常は粗大物から微粉にいたるまで、さまざ
まな大きさ又は粒径の構成分が含まれるので、スクリー
ンによる粗大物の除去、振動ふるいによる分級、風力選
別機による微粉の除去などを、適宜組み合わせて行うこ
とができる。都市ゴミ焼却灰の分離は、上記の大きさ又
は粒径による分離のほか、磁選機などによる鉄などの強
磁性体の分離、風力選別機などによる未燃物の分離、浮
遊選別機などによる低比重物の分離などを挙げることが
でき、これらの方法を適宜組み合わせて行うことができ
る。ゴミ焼却場において発生する都市ゴミ焼却灰は、通
常３５〜４０重量％の水分を含んでいるので、受け入れ
後に水切り乾燥し、分級、分離工程において自然に風乾
させ、さらに必要に応じて、適宜乾燥機による乾燥を行
うことが好ましい。使用する乾燥機に特に制限はなく、
例えば、ロータリー乾燥機、箱型乾燥機、トンネル乾燥
機などを挙げることができる。
態様の工程系統図である。焼却場から受け入れる都市ゴ
ミ焼却灰は、通常３５〜４０重量％程度の水分を含有し
ている。この都市ゴミ焼却灰を水切り乾燥したのち、ス
クリーンにかけて粗大物を除去する。粗大物を除去した
粒分は、次いで、磁選機にかけて鉄分を除去し、さらに
振動ふるい機を用いて分級する。分級は、例えば、粒径
１０mm以下、１０〜４０mm、４０mm以上の粒分のように
行うことができる。粒径１０mm以下の粒分は、風力選別
機にかけて、未燃物を除去するとともに、さらに、微
粒、細粒、中粒に分級する。必要に応じて、粒径１０〜
４０mmの粒分も、さらに分級することができる。分級さ
れた微粒、細粒、中粒及び粒径１０〜４０mmの粒分を調
合することにより、所定の均等係数を有する調合物を調
製する。この調合物を、必要に応じて所定の強熱減量に
なるまで乾燥したのち、重金属固定剤を添加し、混練し
て本発明の土木資材を得る。本発明の土木資材は、都市
ゴミ焼却灰を、分級、分離、調合、乾燥するという簡単
な工程により製造することができ、重金属固定剤の添
加、混練により有害な重金属の溶出を完全に防止してい
るので、土木工事用の路盤材として有利に使用すること
ができる。本発明において、都市ゴミ焼却灰の分級、分
離及び乾燥の順序及び方法には特に制限はなく、公知の
方法を任意に組み合わせて行うことができる。例えば、
焼却灰には通常は粗大物から微粉にいたるまで、さまざ
まな大きさ又は粒径の構成分が含まれるので、スクリー
ンによる粗大物の除去、振動ふるいによる分級、風力選
別機による微粉の除去などを、適宜組み合わせて行うこ
とができる。都市ゴミ焼却灰の分離は、上記の大きさ又
は粒径による分離のほか、磁選機などによる鉄などの強
磁性体の分離、風力選別機などによる未燃物の分離、浮
遊選別機などによる低比重物の分離などを挙げることが
でき、これらの方法を適宜組み合わせて行うことができ
る。ゴミ焼却場において発生する都市ゴミ焼却灰は、通
常３５〜４０重量％の水分を含んでいるので、受け入れ
後に水切り乾燥し、分級、分離工程において自然に風乾
させ、さらに必要に応じて、適宜乾燥機による乾燥を行
うことが好ましい。使用する乾燥機に特に制限はなく、
例えば、ロータリー乾燥機、箱型乾燥機、トンネル乾燥
機などを挙げることができる。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 処理能力６００トン／日のストーカー式プラントを有す
る都市ゴミ焼却場から、都市ゴミ焼却灰をトラックで受
け入れた。この都市ゴミ焼却灰の含水率は３７％であっ
たので、２週間屋外に放置し、水切り乾燥して含水率を
２０重量％とした。水切り乾燥した都市ゴミ焼却灰を、
６０mmスクリーンにかけて粗大物を除去したのち、磁選
機にかけて鉄分を除去した。粗大物と鉄分を除去した都
市ゴミ焼却灰の粒分は、次いで振動ふるい機により、粒
径１０mm以下の粒分、粒径１０〜４０mmの粒分及び粒径
４０mm以上の粒分に分級した。粒径１０mm以下の粒分
は、さらに、風力選別機により、未燃物を除去するとと
もに、微粒、細粒及び中粒に分級した。また、粒径１０
〜４０mmの粒分は、振動ふるい機により、粒径１０〜１
５mmの粒分、粒径１５〜２５mmの粒分及び粒径２５〜４
０mmの粒分に分級した。微粒、細粒及び中粒を調合し
て、最大粒径が１０mmで、均等係数が６０である調合物
を得た。この調合物を、強熱減量が６.８重量％になる
まで乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、５０％であり、下層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ２０％を上回っていた。ま
た、脱イオン水５００mlに路盤材１００ｇを入れて、７
日間撹拌を続けたところ、水のpHは１０.２であり、水
中の重金属の濃度は、カドミウム０.０１mg／リットル
以下、鉛０.０２mg／リットル以下、セレン０.０１mg／
リットル以下、６価クロム０.０２mg／リットル以下、
ヒ素０.０１mg／リットル以下、水銀０.０００５mg／リ
ットル以下であった。 比較例１ 実施例１で得た乾燥した調合物に、正リン酸及び硫酸第
一鉄を添加することなく、脱イオン水５００mlに調合物
１００ｇを入れて、７日間撹拌を続けたところ、水のpH
は１２.６であり、水中の重金属の濃度は、カドミウム
０.０１mg／リットル以下、鉛１.４mg／リットル、セレ
ン０.０１mg／リットル以下、６価クロム０.１９mg／リ
ットル、ヒ素０.０１mg／リットル以下、水銀０.０００
５mg／リットル以下であった。実施例１及び比較例１の
結果を、第１表に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 処理能力６００トン／日のストーカー式プラントを有す
る都市ゴミ焼却場から、都市ゴミ焼却灰をトラックで受
け入れた。この都市ゴミ焼却灰の含水率は３７％であっ
たので、２週間屋外に放置し、水切り乾燥して含水率を
２０重量％とした。水切り乾燥した都市ゴミ焼却灰を、
６０mmスクリーンにかけて粗大物を除去したのち、磁選
機にかけて鉄分を除去した。粗大物と鉄分を除去した都
市ゴミ焼却灰の粒分は、次いで振動ふるい機により、粒
径１０mm以下の粒分、粒径１０〜４０mmの粒分及び粒径
４０mm以上の粒分に分級した。粒径１０mm以下の粒分
は、さらに、風力選別機により、未燃物を除去するとと
もに、微粒、細粒及び中粒に分級した。また、粒径１０
〜４０mmの粒分は、振動ふるい機により、粒径１０〜１
５mmの粒分、粒径１５〜２５mmの粒分及び粒径２５〜４
０mmの粒分に分級した。微粒、細粒及び中粒を調合し
て、最大粒径が１０mmで、均等係数が６０である調合物
を得た。この調合物を、強熱減量が６.８重量％になる
まで乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、５０％であり、下層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ２０％を上回っていた。ま
た、脱イオン水５００mlに路盤材１００ｇを入れて、７
日間撹拌を続けたところ、水のpHは１０.２であり、水
中の重金属の濃度は、カドミウム０.０１mg／リットル
以下、鉛０.０２mg／リットル以下、セレン０.０１mg／
リットル以下、６価クロム０.０２mg／リットル以下、
ヒ素０.０１mg／リットル以下、水銀０.０００５mg／リ
ットル以下であった。 比較例１ 実施例１で得た乾燥した調合物に、正リン酸及び硫酸第
一鉄を添加することなく、脱イオン水５００mlに調合物
１００ｇを入れて、７日間撹拌を続けたところ、水のpH
は１２.６であり、水中の重金属の濃度は、カドミウム
０.０１mg／リットル以下、鉛１.４mg／リットル、セレ
ン０.０１mg／リットル以下、６価クロム０.１９mg／リ
ットル、ヒ素０.０１mg／リットル以下、水銀０.０００
５mg／リットル以下であった。実施例１及び比較例１の
結果を、第１表に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】第１表の結果から、正リン酸及び硫酸第一
鉄を重金属固定剤として添加、混練した実施例１の路盤
材からは、重金属が全く溶出していないのに対して、重
金属固定剤を添加しない比較例１の調合物からは、鉛及
び６価のクロムが溶出していることが分かる。 実施例２ 実施例１で得られた微粒、細粒及び中粒を調合して、最
大粒径が１０mmで、均等係数が８００である調合物を得
た。この調合物を、強熱減量が６.１重量％になるまで
乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及び硫
酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材を得
た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修正Ｃ
ＢＲを測定したところ、７８％であり、下層路盤材とし
て要求される修正ＣＢＲ２０％を上回っていた。 実施例３ 実施例１で得られた微粒、細粒、中粒、粒径１０〜１５
mmの粒分及び粒径１５〜２５mmの粒分を調合して、最大
粒径が２５mmで、均等係数が３００である調合物を得
た。この調合物を、強熱減量が６.７９重量％になるま
で乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及び
硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材を
得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修正
ＣＢＲを測定したところ、１０８％であり、上層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ８０％をも上回っていた。
鉄を重金属固定剤として添加、混練した実施例１の路盤
材からは、重金属が全く溶出していないのに対して、重
金属固定剤を添加しない比較例１の調合物からは、鉛及
び６価のクロムが溶出していることが分かる。 実施例２ 実施例１で得られた微粒、細粒及び中粒を調合して、最
大粒径が１０mmで、均等係数が８００である調合物を得
た。この調合物を、強熱減量が６.１重量％になるまで
乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及び硫
酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材を得
た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修正Ｃ
ＢＲを測定したところ、７８％であり、下層路盤材とし
て要求される修正ＣＢＲ２０％を上回っていた。 実施例３ 実施例１で得られた微粒、細粒、中粒、粒径１０〜１５
mmの粒分及び粒径１５〜２５mmの粒分を調合して、最大
粒径が２５mmで、均等係数が３００である調合物を得
た。この調合物を、強熱減量が６.７９重量％になるま
で乾燥した。乾燥した調合物に、正リン酸１重量％及び
硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材を
得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修正
ＣＢＲを測定したところ、１０８％であり、上層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ８０％をも上回っていた。
【００１２】比較例２ 実施例１で得られた微粒は、最大粒径１mm、均等係数２
０であった。この微粒を、強熱減量が６.５重量％にな
るまで乾燥した。乾燥した微粒に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、８％であり、下層路盤材と
して要求される修正ＣＢＲ２０％を下回っていた。 比較例３ 実施例１で得られた粒径４０mm以上の粒分から、粒径４
０〜５０mmの粒分を分級した。実施例１で得られた微
粒、細粒、中粒、粒径１０〜１５mmの粒分、粒径１５〜
２５mmの粒分、粒径２５〜４０mmの粒分及び上記の粒径
４０〜５０mmの粒分を調合して、最大粒径が５０mmで、
均等係数が３００である調合物を得た。この調合物を、
強熱減量が６.５重量％になるまで乾燥した。乾燥した
調合物に、正リン酸１重量％及び硫酸第一鉄０.０１重
量％を添加して混練し、路盤材を得た。ＪＩＳ Ａ １２
１１に従って、この路盤材の修正ＣＢＲを測定したとこ
ろ、１８％であり、下層路盤材として要求される修正Ｃ
ＢＲ２０％を下回っていた。 比較例４ 実施例１で得られた中粒は、最大粒径１０mm、均等係数
５であった。この中粒を、強熱減量が６.４重量％にな
るまで乾燥した。乾燥した中粒に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、１５％であり、下層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ２０％を下回っていた。 比較例５ 実施例１で得られた粒径１０mm以下の粒分は、最大粒径
が１０mmで、均等係数が８００であり、強熱減量が１
２.５重量％であった。この未燃物を含む粒分に、正リ
ン酸１重量％及び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して
混練し、路盤材を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、
この路盤材の修正ＣＢＲを測定したところ、１８％であ
り、下層路盤材として要求される修正ＣＢＲ２０％を下
回っていた。実施例１〜３及び比較例２〜５の結果を、
第２表に示す。
０であった。この微粒を、強熱減量が６.５重量％にな
るまで乾燥した。乾燥した微粒に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、８％であり、下層路盤材と
して要求される修正ＣＢＲ２０％を下回っていた。 比較例３ 実施例１で得られた粒径４０mm以上の粒分から、粒径４
０〜５０mmの粒分を分級した。実施例１で得られた微
粒、細粒、中粒、粒径１０〜１５mmの粒分、粒径１５〜
２５mmの粒分、粒径２５〜４０mmの粒分及び上記の粒径
４０〜５０mmの粒分を調合して、最大粒径が５０mmで、
均等係数が３００である調合物を得た。この調合物を、
強熱減量が６.５重量％になるまで乾燥した。乾燥した
調合物に、正リン酸１重量％及び硫酸第一鉄０.０１重
量％を添加して混練し、路盤材を得た。ＪＩＳ Ａ １２
１１に従って、この路盤材の修正ＣＢＲを測定したとこ
ろ、１８％であり、下層路盤材として要求される修正Ｃ
ＢＲ２０％を下回っていた。 比較例４ 実施例１で得られた中粒は、最大粒径１０mm、均等係数
５であった。この中粒を、強熱減量が６.４重量％にな
るまで乾燥した。乾燥した中粒に、正リン酸１重量％及
び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して混練し、路盤材
を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、この路盤材の修
正ＣＢＲを測定したところ、１５％であり、下層路盤材
として要求される修正ＣＢＲ２０％を下回っていた。 比較例５ 実施例１で得られた粒径１０mm以下の粒分は、最大粒径
が１０mmで、均等係数が８００であり、強熱減量が１
２.５重量％であった。この未燃物を含む粒分に、正リ
ン酸１重量％及び硫酸第一鉄０.０１重量％を添加して
混練し、路盤材を得た。ＪＩＳ Ａ １２１１に従って、
この路盤材の修正ＣＢＲを測定したところ、１８％であ
り、下層路盤材として要求される修正ＣＢＲ２０％を下
回っていた。実施例１〜３及び比較例２〜５の結果を、
第２表に示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】第２表に見られるように、実施例１〜３の
本発明の土木資材は、修正ＣＢＲの値が、下層路盤材に
要求される２０％を大きく上回っており、特に、実施例
３の土木資材は、上層路盤材に要求される８０％をも上
回っている。これに対して、最大粒径が小さい比較例
２、最大粒径が大きすぎる比較例３、均等係数が小さい
比較例４及び未燃物を含み強熱減量が大きい比較例５の
土木資材は、いずれも修正ＣＢＲの値が、下層路盤材に
要求される２０％に達せず、路盤材として十分な性能を
有していない。
本発明の土木資材は、修正ＣＢＲの値が、下層路盤材に
要求される２０％を大きく上回っており、特に、実施例
３の土木資材は、上層路盤材に要求される８０％をも上
回っている。これに対して、最大粒径が小さい比較例
２、最大粒径が大きすぎる比較例３、均等係数が小さい
比較例４及び未燃物を含み強熱減量が大きい比較例５の
土木資材は、いずれも修正ＣＢＲの値が、下層路盤材に
要求される２０％に達せず、路盤材として十分な性能を
有していない。
【００１５】
【発明の効果】本発明の土木資材は、都市ゴミ焼却灰よ
り簡単な工程で製造することができ、重金属固定剤の添
加、混練により有害な重金属の溶出を完全に防止してい
るので、土木工事用の路盤材として有利に使用すること
ができる。
り簡単な工程で製造することができ、重金属固定剤の添
加、混練により有害な重金属の溶出を完全に防止してい
るので、土木工事用の路盤材として有利に使用すること
ができる。
【図１】図１は本発明の実施態様の工程を示す系統図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｇ 5/00 Ｎ (72)発明者 ゲイリー エム キャロー 米国 フロリダ州 ポント ベドラ ビー チ サイプレス ブリッジ サークル 7032 (72)発明者 ウイリアム アール ギブス 米国 フロリダ州 ネプチューン ビーチ インディアン ウッド ドライブ 1428 (72)発明者 矢代 武基 千葉県松戸市八ケ崎156−３ (72)発明者 平尾 孝典 千葉県千葉市中央区松波21−16 (72)発明者 石塚 馨 神奈川県横浜市戸塚区上矢部町2815
Claims (13)
- 【請求項１】都市ゴミ焼却灰を分級、分離、乾燥して得
られる最大粒径５〜４０mm、均等係数１０以上、強熱減
量１０重量％以下の粒分に、重金属固定剤を添加し、混
練してなることを特徴とする土木資材。 - 【請求項２】重金属固定剤が、リン酸である請求項１記
載の土木資材。 - 【請求項３】焼却灰に更に硫酸第一鉄から成る第２の重
金属固定剤を添加してなる請求項２記載の土木資材。 - 【請求項４】焼却灰にリン酸及び硫酸第一鉄から成る２
つの重金属固定剤を添加してなる請求項１記載の土木資
材。 - 【請求項５】焼却灰を更に乾燥してなる請求項１記載の
土木資材。 - 【請求項６】重金属固定剤を添加する前に乾燥してなる
請求項５記載の土木資材。 - 【請求項７】重金属固定剤の添加後に更に混練してなる
請求項１記載の土木資材。 - 【請求項８】重金属固定剤を添加する前に乾燥を行い、
重金属固定剤の添加後に混練してなる請求項１記載の土
木資材。 - 【請求項９】順次（１）粒径による分級、（２）粒径４
０mm以上の粒分の粉砕、（３）分級された粒径の異なる
粒分を調合して均等係数を１０以上にする、（４）乾
燥、（５）該少なくとも一つの重金属固定剤の添加、及
び（６）混練、の各工程をへてなる請求項１記載の土木
資材。 - 【請求項１０】第２の重金属固定剤を添加してなる請求
項９記載の土木資材。 - 【請求項１１】重金属固定剤がリン酸である請求項９記
載の土木資材。 - 【請求項１２】該少なくとも一つの重金属固定剤が硫酸
第一鉄である請求項９記載の土木資材。 - 【請求項１３】粒分が非鉄金属を含有してなる請求項９
記載の土木資材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/948985 | 1997-10-10 | ||
| US08/948,985 US6589654B1 (en) | 1997-10-10 | 1997-10-10 | Construction material and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216447A true JPH11216447A (ja) | 1999-08-10 |
Family
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