JPS6035307B2 - スラツジから固形物を製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工場排水、下水など排水処理時に発生するス
ラツジを処理して、建築材料などに使用できる固形物を
製造する方法に関する。

たとえば鉄鋼製品の表面仕上げのために酸洗処理を行な
うと、第１鉄イオンをはじめとする重金属イオンを含む
廃酸および水洗廃水が発生する。

これらは、消石灰などのアルカリを加えて中和し、沈降
分離、浮上分離、濃縮などの操作をへて脱水機にかけ、
なるべく水分をへらしたスラッジとして投棄したり、コ
ンクリート固化により処分する。しかし、このような処
分は、もちろん好ましいものでなく、改善が求められて
いた。スラッジの処分には、これを完全に脱水し固形化
することが望ましいが、上記の中和により生成する沈で
ん物は、コロイド状の水酸化鉄を主成分とするため多量
の水分を含んでおり、物理的方法による水分の分離が困
難であって、水分残存量は通常７０〜８の重量％にのぼ
る。

本発明者は、このスラッジの処分法の確立を企て、まず
焼成による水分除去を実施したところ、少なくとも１，
０００００×３０分間の条件が必要であり、焼成品は埋
立て用土くらいしか用途がなく、費用倒れに終ることが
確認された。

上言己の焼成による処分を工業的実施において採算のと
れるものとするためには、焼成により得られるものが、
より高い価値をもたねばならない。

そこで研究を続けた結果、今回、火山礎石との組み合わ
せにより、建材として使用できる特性をもった焼成品が
得られることを見出して本発明に至つた。本発明のスラ
ッジから固形物を製造する方法は、コロイド状水酸化鉄
を含有するスラッジに火山磯石の粉末を混線してプレス
形成し、得られた成形品を１，１００００以上の温度で
焼成することからなる。

鉄鋼製品を塩酸、硝酸、フツ酸またはこれらの２種また
は３種の混合物を用いた酸洗処理により生じる廃酸中に
は、鉄換算で８０〜】３０タノどの鉄塩（主として第１
鉄塩）を溶解しており、また水洗廃水にも、鉄換算で１
〜３ｇ／その鉄塩が含まれている。

これらをアルカリで中和して鉄塩を沈でんさせ、水分を
低減させたスラッジは、酸化物換算でに示すような組成
をもっている。Ｆｅ２０３ ４８．
０％Ｓｉ０２ ２．０ＡＩ２
０３ ０．９Ｃａ０
６．０Ｍｇ０ ０
．４ Ｎａ２０ ０．１ Ｋ２０ ０．５強熱減量
１３．０ 水分 ７５．０ 一方、火山礎石は、火山たとえば浅間山の周辺に産出す
る火成岩であって、その分析例を示せば下記のとおりで
ある。

脚 ｛Ｂ’ Ｓｉ０２ ５４．３％ ５４．３
％山２０３ １６．６ １６．６
Ｆｅ２０３ ７０ ７．０
Ｃａ０ ７．７％ ７．９％Ｍｇ０
２．４ １．９Ｎａ２０
３．０ ２．６Ｋ２０
０８ ０．６Ｓ
Ｏ．０１ ０．０２強熱減量 １．５
２．１両者の配合割合は、重量（乾燥重量）で
、スラッジ４０〜６戊郡部、火山礎石６０〜４碇部が適
当である。

配合にあたっては、粘土、シャモット質の廃しンガの粉
末、廃砂などのシリカまたはシリカーアルミナ質の充填
材を添加してもよい。

その配合割合は、スラッジ４５〜５５部、火山礎石３０
〜４戊部、充填材２０〜３礎部が適当である。廃しンガ
や廃砂を用いれば、やはり産業廃棄物であるそれらの処
理を兼ねることもできるし、適切な充填材を用いると製
品固形物の焼成による収縮が少なく強度も高まるので、
一挙両得である。

混練および成形は、常法に従って実施できる。通常は、
流動性のあるスラッジ中に他の乾燥粉末成分を加えて行
くやり方が好都合であろう。混練が長時間にわたると、
水分が表面に流出してきて混練物が餅状を呈し成形上好
ましくないし、それを乾溢したときヒビ割れを生じるこ
とがあるから、なるべく短時間で、好ましくは１輪ご以
内に実施する。成形は、数十トン／汝の圧縮力をもった
プレスを用いるとよい。

前記したように、スラツジには１０〜８の重量％の水分
が含まれているが、プレス成形により１５〜２０％が除
去される。成形品は、焼成に先立って１００００または
それを少し越える程度の温度で、ある時間子熱乾燥する
とよい。

それにより、急速な焼成によるヒビ割れの発生などが防
止できる。ただし、過度に乾燥させると焼成前の強度が
低くなり、取扱いに不便になるから、それを避けるよう
、たとえば、 １００→×１〜５時間の条件をえらぶ。
焼成の条件は、前述のように、１，１００ｑｏ以上の温
度をえらぶ、所要時間は３び分ないし数時間である。

最適の温度は、成形品の組成、寸法、所望の強度などに
応じて若干の差異はあるが、１，１５０ｑｏ以上、１，
２００ｑｏまでの間に得ることができる。１，２０００
０を越える温度は焼成に伴う収縮や角部の溶解をひきお
こすから、注意を要する。

なお、焼成に当って、たとえばサャを使用することによ
り成形品全体を均一に焼成するといった、この分野でよ
く知られている技術を利用することができる。そのほか
本発明には多くの変更態様が可能であり、たとえば火山
礎石を無機質の着色剤で着色したものを、前記の成形に
際して混練物表面にふりかけて同時に成形し、焼成する
ことにより、表面が着色された、ガラス状光沢をもった
固形物を得ることができる。

スラッジと火山磯石との混線物が焼成により強固な固形
物をを与える機構については、本発明者も十分明らかに
していないが、前者の主成分である（水）酸化鉄と後者
のシリカーアルミナ成分とが反応して、比較的低融点の
ガラス質物を形成し、これがバインダーとしての役割を
果すのではないかと考えられる。

いずれにせよ本発明によれば、処分に困っていたスラッ
ジに、天然に多量に産出する安価な火山操石（および粘
士や、同じく産業廃棄物である廃しンガ、廃砂）を組み
合わせて、付加価値の高い建材を製造することができる
。本発明の方法により製造した固形物は、多量の鉄を含
有するため褐色系統の色をもつが、焼成により、くすん
だ重厚な感じを与える色であって、建材として好ましい
ものである。

所望であれば、前記のようにして、またその他の既知の
手段により、着色することができる。実施例 １ 前掲の組成を有し、水分含有量７５％のスラッジ４の重
量部（乾燥量基準）、１００メッシュ以下に粉枠した火
山礎石３５重量部およびシャモット質廃しンガ粉末２５
重量部をセメントミキサーで混練し、約１び分間で均一
な混練物を得た。

これを２５トンプレスを用いて成形し、直径１００肋ｘ
厚さ１０肌の円板状成形品を得た。

１００００に保った乾燥炉中に４時間ほどおいて大部分
の水分を蒸発させ、ついでェレマ炉に装入し、４〜５時
間を費して昇温し、１，２００ｏｏに至ったところで３
０分間保存し、電源を切って炉冷した。

このように焼成して得た固形物は直径９８側×厚さ９肋
の円板であって、くすんだ赤褐色の半光沢表面を有し、
陶器つりせつ器に近い感じのものであった。

ＪＩＳＡ５２０９に定める方法で試験した結果、吸水率
は１２〜１５％、でせつ器質タイルに近い値を示し、１
０ｋ９ｆ／の×１時間のオートクレープ試験でもワレ、
ヒピはみとめられず、また幅１弧あたりの曲げ破壊荷重
は、１２．５〜１３．５ｋ９／ｃ濯を記録した。

この値は、床タイルに求められる。１２．０ｋ９ｆ／の
以上の要求をみたすものであって、、本発明の製品が、
床タイルはもちろん、内装タイルおよび外装タイルにも
使用できることを示している。

実施例 ２ 火山礎石に着色粉を加え、スチーム加熱することにより
火山礎石を着色し、これを粉枠した。

実施例１の成形工程に際して、まず渥練物を軽くプレス
したのちその上表面に、上記のようにしてつくった着色
剤をふりか‘′ナ、完全にプレスすることにより一体化
した。これを同じ条件で焼成して、表面が着色されたガ
ラス状光沢をもつ固形物が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排水処理時に発生するコロイド状水酸化鉄を含有す
   るスラツジに火山礫石の粉末を混練してプレス形成し、
   得られた成形品を１，１００℃以上の温度で焼成するこ
   とからなるスラツジから固形物を製造する方法。 ２ スラツジと火山礫石の混練に際して、粘土、シヤモ
   ツト質レンガの粉末または廃砂からえらんだ充填材をも
   添加し、配合割合を乾燥重量基準で、スラツジ４５〜５
   ５部、火山礫石３０〜４０部、充填材２０〜３０部とす
   る特許請求の範囲第１項の固形物を製造する方法。 ３ 成形品を焼成に先立つて予熱乾燥する工程を含む特
   許請求の範囲第１項の固形物を製造する方法。 ４ 着色した火山礫石粉末を成形品表面に存在させて焼
   成することにより、着色された光沢表面を有する特許請
   求の範囲第１項の固形物を製造する方法。