JPS6150895B2 - - Google Patents
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- JPS6150895B2 JPS6150895B2 JP2082881A JP2082881A JPS6150895B2 JP S6150895 B2 JPS6150895 B2 JP S6150895B2 JP 2082881 A JP2082881 A JP 2082881A JP 2082881 A JP2082881 A JP 2082881A JP S6150895 B2 JPS6150895 B2 JP S6150895B2
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Classifications
-
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- 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
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/108—Burned or pyrolised refuse involving a melting step
-
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-
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- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は各地の都市ごみ焼却場から発生する都
市ごみ焼却灰と下水処理場から発生する下水汚泥
焼却灰とを原料とする結晶化骨材の製造法に関す
るものである。 従来各地の都市ごみ焼却場から発生する都市ご
み焼却灰および下水処理場から発生する下水汚泥
焼却灰の多くは、一般的には埋立投棄されてい
る。 しかしながら埋立用地の確保が次第に難かしく
なつてきたとともに焼却灰からの有害な重金属類
の溶出にともなう二次公害が問題となり、各都市
においてはこれらの焼却灰の処置が大きな問題と
なつている。 そこで最近になり省資源、省エネルギーの観点
から都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の処理
が再検討され、一部には、これらの焼却灰を用い
た溶融骨材の製造法も発表されている。 しかしながら、一般的には都市ごみ焼却灰は
SiO2を主体とする酸性成分を多く含むため熔融
骨材を製造するには熔融温度を下げるとともに骨
材強度を強くするためにCaO等の塩基性成分を加
えて組成調整をしなければならないものであり、
反対に下水汚泥焼却灰は塩基性成分を比較的多く
含むため熔融骨材の製造に際しては、骨材強度を
強くするためSiO2等の酸性成分を加えて組成調
整をしなければならないのであつて、いずれにし
ても骨材製造に際して添加物を加えて組成調整し
なければならない欠点のあるものであつた。 本発明は従来のこのような都市ごみ焼却灰およ
び下水汚泥焼却灰単味による熔融骨材の製造法の
欠点を解決するためになされたものであり、特に
機械的強度の強い結晶化骨材を安価に工業的に製
造する方法であつて下水汚泥焼却灰１に対して都
市ごみ焼却灰を１〜５の割合で混合して、その組
成を重量比にてSiO225〜50％、Al2O31〜15％、
Fe2O35〜35％、CaO13〜40％の範囲でかつ
CaO／SiO2の比を0.4〜1.1に調整し、しかる後、
混合物を1300〜1600℃の温度で熔融した後、引続
いて冷却過程で960〜1200℃の温度範囲内に15分
間以上保持して熔融物を結晶化する焼却灰を原料
とする骨材の製造法である。 すなわち本発明は酸性成分を多く含む都市ごみ
焼却灰と塩基性成分を多く含む下水汚泥焼却灰と
を特定比率で混合して限定された組成範囲および
CaO／SiO2比内に調整するとともに特定の結晶
化処理条件で結晶化することの相乗効果により、
特に機械的強度に優れた骨材を製造する方法であ
る。 本発明の構成を更に詳しく説明すれば、都市ご
み焼却灰中および下水汚泥焼却灰中には、季節お
よび場所によつて多少異なるが、一般的には
SiO2，Al2O3，TiO2，P2O5，Fe2O3，CaO，
MgO，K2O，Na2O等が含まれている。そして前
述のとおり都市ごみ焼却灰中にはSiO2，Fe2O3等
の酸性成分が比較的多く含まれており、一方下水
汚泥焼却灰中には、CaO等の塩基性成分が比較的
多く含まれている。 それらのうち、熔融物を結晶化して機械的強度
の強い骨材を得るには、組成範囲がSiO225〜50
％好ましくは35〜42％、Al2O31〜15％好ましく
は５〜10％、Fe2O35〜35％好ましくは10〜20
％、CaO13〜40％好ましくは18〜30％の範囲内
で、かつCaO／SiO2の比が0.4〜1.1好ましくは0.6
〜0.9の範囲内であることが大切である。すなわ
ち、この組成範囲に混合物が入るようにCaO等の
塩基性成分の多い下水汚泥焼却灰１に対して
SiO2，Fe2O3等の酸性成分の多い都市ごみ焼却灰
を１〜５の割合で混合する。そしてこの都市ごみ
焼却灰と下水汚泥焼却灰との混合焼却灰を熔融炉
中にて1300〜1600℃の温度範囲に加熱熔融する。
さらに引続いて熔融物を冷却速度を制御した保温
容器中に入れ、該熔融物を960℃〜1200℃好まし
くは1050〜1100℃の温度範囲内の所定温度に15分
間以上好ましくは１時間程度保持するか、あるい
は該温度範囲をゆつくりとした降温速度で降温さ
せてその温度範囲内に15分間以上、好ましくは１
時間程度保持して熔融物中に結晶核を形成すると
ともにその結晶核を中心として結晶成長を起こさ
せ、熔融物全体を結晶化する骨材の製造法であ
る。 なお、結晶化の熱処理に際してはそれぞれの特
定温度範囲内の一定温度に所定時間保持するのが
均一な結晶核の形成および結晶成長をさせるうえ
でより好ましいものであるが、前述のとおりそれ
ぞれの特定温度範囲を所定時間かけてゆつくりと
降温してもほぼ同等の結果が得られるものであ
る。 そして所望する粒度の骨材を得るには結晶化物
を破砕し篩分すればよいものである。 次に数値限定の理由を説明すれば、下水汚泥焼
却灰１に対して都市ごみ焼却灰を１〜５の割合で
混合するのは、この混合範囲内でなければ組成を
結晶化に適した組成範囲内に調整することがむづ
かしいためであり、さらにCaO／SiO2の比が0.4
〜1.1の範囲にすることが熔融物の結晶化に大切
であつて、この比が0.4未満では結晶化のための
熱処理条件を満足しても熔融物を結晶化すること
が難かしく、反対にこの比が1.1を越えると、熔
融温度が高くなりすぎ、また骨材の化学的安定性
を著しく低下させ好ましくない。 またSiO2が25〜50％、Al2O3が１〜15％とする
のはSiO2が25％未満あるいはAl2O3が１％未満で
は強度の強い骨材が得られず、またSiO2が50％
以上あるいはAl2O3が15％以上となる場合には熔
融温度が高くなりすぎて好ましくないためであ
る。 またCaOが13〜40％とするのはCaOが13％未満
では結晶化および強度に悪影響があり40％を越え
ると骨材の化学的安定性を著しく低下させるため
である。 さらにFe2O3は融剤および核形成剤として最も
重要であり、その量が５％未満では結晶核が形成
されず35％を越えると骨材の強度を著しく低下さ
せかつ溶融温度を高め好ましくないからである。 熔融温度を1300℃〜1600℃とするのは1300℃未
満では混合物が充分熔融せず満足な骨材が得られ
ないためであり、1600℃を越えると重金属類が沈
降分離し均一な骨材が得られないためである。 また結晶化の熱処理条件として960〜1200℃の
温度範囲としたのは960℃未満では、結晶成長が
起らず、又1200℃以上では結晶核の形成および安
定した結晶成長が得られないからである。 又結晶化のための熱処理における保持時間を15
分間以上としたのは15分間未満の保持時間では、
結晶化を完全に行なうことができず強度の強い骨
材が得られないためである。 次に本発明を実施例にもとずいて更に詳しく説
明する。Ａ都市のごみ焼却場より発生した都市ご
み焼却灰と、同じくＡ都市の下水処理場より発生
した下水汚泥焼却灰とを第１表に記載する混合割
合に混合して表中に記載する組成に調整した。 そしてその混合物を電気炉中で表中に示す熔融
温度で熔融し、引続いてその熔融物を第１表記載
の結晶化条件として放熱速度を制御した保温容器
中に入れ、結晶化の熱処理を行ないインゴツトを
得た。そして得られたインゴツトを破砕篩分し、
本発明による結晶化骨材No.１〜No.15を得た。 なお、本発明の数値限定範囲外の組成および結
晶化条件以外のものについても同様に実施し、参
考例No.16〜No.20として表中に記載し、また従来の
下水汚泥焼却灰および都市ごみ焼却灰単味のもの
についても、従来品として表中に記載した。 これらの各種結晶化骨材についてJIS規格にも
とずいて比重、吸水率、圧縮強度、ロサンゼルス
試験機によるすりへり減量率、硫酸ナトリウムに
よる安定性試験等について比較測定した。 結果は第１表に示すとおりである。
市ごみ焼却灰と下水処理場から発生する下水汚泥
焼却灰とを原料とする結晶化骨材の製造法に関す
るものである。 従来各地の都市ごみ焼却場から発生する都市ご
み焼却灰および下水処理場から発生する下水汚泥
焼却灰の多くは、一般的には埋立投棄されてい
る。 しかしながら埋立用地の確保が次第に難かしく
なつてきたとともに焼却灰からの有害な重金属類
の溶出にともなう二次公害が問題となり、各都市
においてはこれらの焼却灰の処置が大きな問題と
なつている。 そこで最近になり省資源、省エネルギーの観点
から都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の処理
が再検討され、一部には、これらの焼却灰を用い
た溶融骨材の製造法も発表されている。 しかしながら、一般的には都市ごみ焼却灰は
SiO2を主体とする酸性成分を多く含むため熔融
骨材を製造するには熔融温度を下げるとともに骨
材強度を強くするためにCaO等の塩基性成分を加
えて組成調整をしなければならないものであり、
反対に下水汚泥焼却灰は塩基性成分を比較的多く
含むため熔融骨材の製造に際しては、骨材強度を
強くするためSiO2等の酸性成分を加えて組成調
整をしなければならないのであつて、いずれにし
ても骨材製造に際して添加物を加えて組成調整し
なければならない欠点のあるものであつた。 本発明は従来のこのような都市ごみ焼却灰およ
び下水汚泥焼却灰単味による熔融骨材の製造法の
欠点を解決するためになされたものであり、特に
機械的強度の強い結晶化骨材を安価に工業的に製
造する方法であつて下水汚泥焼却灰１に対して都
市ごみ焼却灰を１〜５の割合で混合して、その組
成を重量比にてSiO225〜50％、Al2O31〜15％、
Fe2O35〜35％、CaO13〜40％の範囲でかつ
CaO／SiO2の比を0.4〜1.1に調整し、しかる後、
混合物を1300〜1600℃の温度で熔融した後、引続
いて冷却過程で960〜1200℃の温度範囲内に15分
間以上保持して熔融物を結晶化する焼却灰を原料
とする骨材の製造法である。 すなわち本発明は酸性成分を多く含む都市ごみ
焼却灰と塩基性成分を多く含む下水汚泥焼却灰と
を特定比率で混合して限定された組成範囲および
CaO／SiO2比内に調整するとともに特定の結晶
化処理条件で結晶化することの相乗効果により、
特に機械的強度に優れた骨材を製造する方法であ
る。 本発明の構成を更に詳しく説明すれば、都市ご
み焼却灰中および下水汚泥焼却灰中には、季節お
よび場所によつて多少異なるが、一般的には
SiO2，Al2O3，TiO2，P2O5，Fe2O3，CaO，
MgO，K2O，Na2O等が含まれている。そして前
述のとおり都市ごみ焼却灰中にはSiO2，Fe2O3等
の酸性成分が比較的多く含まれており、一方下水
汚泥焼却灰中には、CaO等の塩基性成分が比較的
多く含まれている。 それらのうち、熔融物を結晶化して機械的強度
の強い骨材を得るには、組成範囲がSiO225〜50
％好ましくは35〜42％、Al2O31〜15％好ましく
は５〜10％、Fe2O35〜35％好ましくは10〜20
％、CaO13〜40％好ましくは18〜30％の範囲内
で、かつCaO／SiO2の比が0.4〜1.1好ましくは0.6
〜0.9の範囲内であることが大切である。すなわ
ち、この組成範囲に混合物が入るようにCaO等の
塩基性成分の多い下水汚泥焼却灰１に対して
SiO2，Fe2O3等の酸性成分の多い都市ごみ焼却灰
を１〜５の割合で混合する。そしてこの都市ごみ
焼却灰と下水汚泥焼却灰との混合焼却灰を熔融炉
中にて1300〜1600℃の温度範囲に加熱熔融する。
さらに引続いて熔融物を冷却速度を制御した保温
容器中に入れ、該熔融物を960℃〜1200℃好まし
くは1050〜1100℃の温度範囲内の所定温度に15分
間以上好ましくは１時間程度保持するか、あるい
は該温度範囲をゆつくりとした降温速度で降温さ
せてその温度範囲内に15分間以上、好ましくは１
時間程度保持して熔融物中に結晶核を形成すると
ともにその結晶核を中心として結晶成長を起こさ
せ、熔融物全体を結晶化する骨材の製造法であ
る。 なお、結晶化の熱処理に際してはそれぞれの特
定温度範囲内の一定温度に所定時間保持するのが
均一な結晶核の形成および結晶成長をさせるうえ
でより好ましいものであるが、前述のとおりそれ
ぞれの特定温度範囲を所定時間かけてゆつくりと
降温してもほぼ同等の結果が得られるものであ
る。 そして所望する粒度の骨材を得るには結晶化物
を破砕し篩分すればよいものである。 次に数値限定の理由を説明すれば、下水汚泥焼
却灰１に対して都市ごみ焼却灰を１〜５の割合で
混合するのは、この混合範囲内でなければ組成を
結晶化に適した組成範囲内に調整することがむづ
かしいためであり、さらにCaO／SiO2の比が0.4
〜1.1の範囲にすることが熔融物の結晶化に大切
であつて、この比が0.4未満では結晶化のための
熱処理条件を満足しても熔融物を結晶化すること
が難かしく、反対にこの比が1.1を越えると、熔
融温度が高くなりすぎ、また骨材の化学的安定性
を著しく低下させ好ましくない。 またSiO2が25〜50％、Al2O3が１〜15％とする
のはSiO2が25％未満あるいはAl2O3が１％未満で
は強度の強い骨材が得られず、またSiO2が50％
以上あるいはAl2O3が15％以上となる場合には熔
融温度が高くなりすぎて好ましくないためであ
る。 またCaOが13〜40％とするのはCaOが13％未満
では結晶化および強度に悪影響があり40％を越え
ると骨材の化学的安定性を著しく低下させるため
である。 さらにFe2O3は融剤および核形成剤として最も
重要であり、その量が５％未満では結晶核が形成
されず35％を越えると骨材の強度を著しく低下さ
せかつ溶融温度を高め好ましくないからである。 熔融温度を1300℃〜1600℃とするのは1300℃未
満では混合物が充分熔融せず満足な骨材が得られ
ないためであり、1600℃を越えると重金属類が沈
降分離し均一な骨材が得られないためである。 また結晶化の熱処理条件として960〜1200℃の
温度範囲としたのは960℃未満では、結晶成長が
起らず、又1200℃以上では結晶核の形成および安
定した結晶成長が得られないからである。 又結晶化のための熱処理における保持時間を15
分間以上としたのは15分間未満の保持時間では、
結晶化を完全に行なうことができず強度の強い骨
材が得られないためである。 次に本発明を実施例にもとずいて更に詳しく説
明する。Ａ都市のごみ焼却場より発生した都市ご
み焼却灰と、同じくＡ都市の下水処理場より発生
した下水汚泥焼却灰とを第１表に記載する混合割
合に混合して表中に記載する組成に調整した。 そしてその混合物を電気炉中で表中に示す熔融
温度で熔融し、引続いてその熔融物を第１表記載
の結晶化条件として放熱速度を制御した保温容器
中に入れ、結晶化の熱処理を行ないインゴツトを
得た。そして得られたインゴツトを破砕篩分し、
本発明による結晶化骨材No.１〜No.15を得た。 なお、本発明の数値限定範囲外の組成および結
晶化条件以外のものについても同様に実施し、参
考例No.16〜No.20として表中に記載し、また従来の
下水汚泥焼却灰および都市ごみ焼却灰単味のもの
についても、従来品として表中に記載した。 これらの各種結晶化骨材についてJIS規格にも
とずいて比重、吸水率、圧縮強度、ロサンゼルス
試験機によるすりへり減量率、硫酸ナトリウムに
よる安定性試験等について比較測定した。 結果は第１表に示すとおりである。
【表】
第１表の結果より明らかなとおり本発明法によ
る結晶化骨材は、本発明の数値限定範囲外の参考
例の骨材および従来例の単味の骨材に比べて機械
的強度および化学的安定性にすぐれていることが
確認された。 本発明は以上述べたとおり酸性成分を多く含む
都市ごみ焼却灰と塩基性成分を多く含む下水汚泥
焼却灰とを所定比率に混合し、その混合物の組成
を結晶化に最適な特定組成範囲内に混合調整する
ことおよびその熔融物の冷却過程で結晶化に最適
な特定温度範囲内に冷却温度および速度を制御す
ることにより、特に機械的強度および化学的安定
性に優れた結晶化骨材を安価に工業的に製造でき
る骨材の製造法であり、各地都市ごみ処理場およ
び下水処理場等から発生する焼却灰を有効に利用
して、最近資源不足が問題とされているコンクリ
ート用骨材等の各種有益な骨材を製造する方法で
あつて、公害防止および産業上極めて有用な骨材
の製造法である。
る結晶化骨材は、本発明の数値限定範囲外の参考
例の骨材および従来例の単味の骨材に比べて機械
的強度および化学的安定性にすぐれていることが
確認された。 本発明は以上述べたとおり酸性成分を多く含む
都市ごみ焼却灰と塩基性成分を多く含む下水汚泥
焼却灰とを所定比率に混合し、その混合物の組成
を結晶化に最適な特定組成範囲内に混合調整する
ことおよびその熔融物の冷却過程で結晶化に最適
な特定温度範囲内に冷却温度および速度を制御す
ることにより、特に機械的強度および化学的安定
性に優れた結晶化骨材を安価に工業的に製造でき
る骨材の製造法であり、各地都市ごみ処理場およ
び下水処理場等から発生する焼却灰を有効に利用
して、最近資源不足が問題とされているコンクリ
ート用骨材等の各種有益な骨材を製造する方法で
あつて、公害防止および産業上極めて有用な骨材
の製造法である。
Claims (1)
- １ 下水汚泥焼却灰１に対して都市ごみ焼却灰を
１〜５の割合で混合して、その組成をSiO225〜
50重量％、Fe2O35〜35重量％、CaO13〜40重量
％の範囲でかつCaO／SiO2の比を0.4〜1.1に調整
し、しかる後、混合物を1300〜1600℃の温度で熔
融した後、引続いて冷却過程で960〜1200℃の温
度範囲内に15分間以上保持して熔融物を結晶化す
ることを特徴とする焼却灰を原料とする骨材の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2082881A JPS57140366A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Manufacture of aggregate from incineration ash |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2082881A JPS57140366A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Manufacture of aggregate from incineration ash |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57140366A JPS57140366A (en) | 1982-08-30 |
| JPS6150895B2 true JPS6150895B2 (ja) | 1986-11-06 |
Family
ID=12037895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2082881A Granted JPS57140366A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Manufacture of aggregate from incineration ash |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57140366A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57200259A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-08 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of hard aggregate from wastes |
| JPS59164668A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-17 | 日本碍子株式会社 | 骨材の製造法 |
| JPS59164667A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-17 | 日本碍子株式会社 | 結晶化骨材の製造法 |
| JPS59164669A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-17 | 日本碍子株式会社 | 結晶化物の製造法 |
| JPS6345156A (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | 清水建設株式会社 | 廃棄物焼却灰溶融スラグを含有したコンクリ−ト製平板 |
| DK0556409T3 (da) * | 1991-09-06 | 1996-11-25 | Kobe Steel Ltd | Beholder til smeltet slagge, og fremgangsmåde og indretning til fremstilling af hårde aggregater ud fra affald ved anvendelse af beholderen |
| FR2686682B1 (fr) * | 1992-01-24 | 1999-04-16 | Inst Francais Du Petrole | Generateur de chaleur destine a bruler des combustibles solides forte teneur en cendres fusibles et metaux lourds et procede associe. |
| JP4571818B2 (ja) * | 2004-04-21 | 2010-10-27 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼スラグの改質方法 |
-
1981
- 1981-02-17 JP JP2082881A patent/JPS57140366A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57140366A (en) | 1982-08-30 |
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