JPS6219797B2

JPS6219797B2 -

Info

Publication number: JPS6219797B2
Application number: JP4288481A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tanaka; Yasushi Iijima; Kyoshi Koibuchi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1987-05-01
Also published as: JPS57158285A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、廃白土を有効に利用した土質改良材
用固化剤、その製造方法及びその使用方法に関す
る。廃白土は、活性白土を潤滑油、パラフインワツ
クスの脱色脱酸剤又は動植物油の脱色精製剤とし
て使用した後の白土をいう。この廃白土は、油分
を多く含み、フイルタプレスで過してもその含
有量は20〜40重量％と高い。この廃白土は、従来特に有効な利用法がなく、
埋立廃棄処理されていた。しかるに近時公害上の
問題から、廃白土に含まれる油分をロータリキル
ン、流動床中炉等の焼却炉で燃焼してから廃棄処
理している。このため処理経費がかかつていた。廃白土中の油分を利用する方法として、廃白土
を水分の多い汚泥類と混焼させて、廃白土中の油
分を燃焼し、助燃油を低減することも考えられて
いる。しかしこの方法も廃白土を十分有効に利用
したといえるものではない。しかも廃白土中に灰
分が60〜80重量％も含まれるため、多量の焼却灰
が排出され、処分に問題となつている。また廃白
土は、粒子が細かく、しかも多孔質のため完全焼
却が難しく、未燃分が生成する。更に焼却灰は飛
散しやすく、後処理として加湿機が必要となるな
どの問題がある。更にまた廃白土の持つ油分の熱量を回収する方
法として、燃焼排ガスの熱エネルギを廃熱ボイラ
で蒸気として回収することが考えられ又得られた
焼却灰を利用する用途としてセメント副資材、建
材等が考えられる。しかし、この場合も品質及び
未燃分等の問題で再利用する可能性は少ない。こ
のようなことから現状では埋立処分しかおこなわ
れていない。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、廃白土を有効に利用し
た土質改良材用固化剤、その製造方法及びその使
用方法を得んとするものである。すなわち本発明は、廃白土100重量部と結晶水
を含む石膏20〜60重量部との造粒混合物を自燃焼
成し、その組成がAl₂O₃6〜10重量％、Fe₂O₃1〜
３重量％、MgO1〜２重量％、CaO10〜17重量
％、SO₃15〜25重量％、SiO₂50〜60重量％であ
り、セメントに添加して土質改良剤とする土質改
良材用固化剤である。また本発明は、廃白土100重量部と結晶水を含
む石膏20〜60重量部とを混合した後造粒剤を加え
て造粒し、次いでこれを炉出口温度400〜600℃に
保持したロータリキルンで自燃焼成して白土系複
合焼成物とする土質改良材用固化剤の製造方法で
ある。更に本発明は、廃白土100重量部と結晶水を含
む石膏20〜60重量部との造粒混合物を自燃焼成し
てなる土質改良材用固化剤を、普通セメント又は
該セメントの一部をスラグ粉末で置き換えたセメ
ント100重量部に対し５〜60重量部添加して、高
含水比有機質粘土質土壌用土質改良材として用い
る土質改良材用固化剤の使用方法である。また本発明の実施態様は、結晶水を含む石膏と
して、石灰−石膏法脱硫設備で副生される二水石
膏を用いたものである。以下本発明を図面を参照して説明する。本発明に係る土質改良材用固化剤を製造するに
は、まず廃白土100重量部と結晶水を含む石膏20
〜60重量部とを混合する。廃白土とは、上述した
ように活性白土を潤滑油、パラフインワツクスの
脱色脱酸剤あるいは動植物の脱色精製剤などに使
用した後の白土をいう。また結晶水を含む石膏と
は、半水石膏、二水石膏などをいい、とくに石灰
−石膏法の脱硫設備で副生される二水石膏はコス
ト的に有利である。結晶水を含む石膏に廃白土を
加える理由は、石膏自体に固化剤の作用がある
が、これを脱水するための熱エネルギ源として廃
白土に含まれる油分を利用し、しかも廃白土の灰
分が石膏との複合作用により固化剤の作用も高め
るためである。ここで結晶水を含む石膏を20〜60
重量部に限定した理由は、60重量部を越えると、
相対的に油分が少なくなり焼成上問題があるとと
もに、20重量部未満では固化剤として十分作用し
ないためである。次いで本発明では、廃白土と石膏との混合物に
対して廃油又は水などの造粒剤を添加して十分混
練する。造粒するのは、焼成中排ガスに飛散しな
いようにするためである。造粒剤の添加量は、造
粒性及び焼成効率を考慮して混合物100重量部に
対して５〜20重量％が好ましい。又造粒物は２〜
５mm程度とするのが好ましい。そしてこの造粒混合物を炉出口温度400〜600℃
に保持したロータリキルンで自燃焼成する。この
焼成により、廃白土中の油分が燃焼して石膏中の
結晶水がとれて無水石膏となり、白土系複合焼成
物である土質改良材用固化剤が得られる。ここで
炉出口温度を400〜600℃としたのは、400℃未満
では、無水石膏とすることが難かしく、又600℃
を越えると炉温保持のために燃料が多くかかるた
めである。ロータリキルンでの焼成時間は、焼成
を十分おこなうために30分〜２時間程度が好まし
い。次にこの方法に用いる固化剤製造装置の一例を
第１図に示す。この製造装置では、廃白土１を廃
白土ホツパ２に、石膏３を石膏ホツパ４に、造粒
剤５を造粒剤タンク６にそれぞれ貯留する。この
廃白土１と石膏３とを混練機７で混練する。この
際切り出し量は、それぞれホツパ下部に設けた多
軸スクリユーコンベアで調整する。次いでこの混
練物にポンプ８で所定量送られた造粒剤５を添加
してスクリユープレスタイプの造粒機９で造粒
し、この造粒物を並流式ロータリキルン１０で自
燃焼成する。ロータリキルン１０で生じたガスに
ついては、ホツトサイクロン１１でダストを５〜
10ｇ／Ｎm³程度除塵した後水管式廃熱ボイラ１２
に通して熱回収を行ない、更に電気集塵機１３で
除塵し、排風機１４を経て煙突１５から排出され
る。一方ロータリキルン１０で生じた白土系複合
焼成物は、サイクロン灰、ボイラ灰、電気集塵機
灰とともに灰コンベア１６で集められ、バンカ１
７に貯留される。しかして本発明方法で得られた土質改良材用固
化剤は、下記の範囲の化学成分である。

【表】そしてこの固化剤は、普通セメント又は該セメ
ントの一部をスラグ粉末で置き換えたセメント
100重量部に対し５〜60重量部添加することによ
り高含水比の有機質粘土質土壌用土質改良材とし
てきわめて有効である。このことは以下の実験例
で明らかとなつた。実験例 (i) 固化剤の製造食用油廃白土（組成：油分30重量％、水分５
重量％、灰分65重量％、成分：SiO₂82％、
Al₂O₃13％、Fe₂O₃2％、MgO2％、CaO1％）
100重量部に対し石灰−石膏法脱硫設備で副生
する二水石膏（CaSO₄・2H₂O）30重量部を混
合し、この混合物100重量部に対し廃油（残査
油）を10重量部添加してパン型造粒機で２〜５
mmに造粒した。これをテストキルン（並流式ロ
ータリキルン；内径700φ、長さ3000mm、勾配
３／100）で炉出口温度が400℃になるように投
入量を制御し、キルン滞留時間を約１時間とし
て自燃焼成させ、白土系複合焼成物を得た。こ
こで焼成物の発生比率はキルン出口80％、サイ
クロンでの捕集灰20％である。また化学組成
は、下記の如くである。

【表】また灼熱減量は２％、さらにＸ線回析の結果
二水石膏はすべて型無水石膏に脱水してい
た。 (ii) 得られた固化剤の性能試験得られた固化剤をボールミルでブレーン比表
面積5100cm²／ｇになるまで粉砕し、これを、普
通セメント60重量％、水砕スラグ粉末40重量％
からなるセメント100重量部に対し、10、20、
30重量％の割合で添加調合して、これを土質改
良材とした。また高含水比有機質粘土質の土壌
（試料土No.１、No.２）の物性を第４表に示す。これら土質改良材を、第４表に示す試料土No.
1100重量部に対して15重量部配合し、又試料土
No.2100重量部に対して30重量部配合し、それぞ
れミキサーで３分間混練し、供試体寸法５mmφ
×100mmの円柱金型に入れる。次いでこれを20
℃恒温湿養生し、養生期間を３日、７日、28日
とした。このようにして得られた供試体について、−
軸圧縮強度試験を行ない、その試験結果を供試
体の組成とともに第３表に示す。また比較のために、固化剤として市販の無水
石膏、活性白土、又は廃白土単味で焼却した白
土灰を用いたもの、及び固化剤を添加しないも
のについても同様にして−軸圧縮強度試験を行
ない、その結果を第３表に併記する。また第３表の試験結果にもとづいて、−軸圧
縮強度と土質改良剤中の固化剤の添加量との関
係を第２図及び第３図に示す。ここで第２図
は、試料土No.１のもので、曲線a₁は養生３日、
b₁は養生７日、c₁は養生28日のものを示す。第
３図は、試料土No.２のもので曲線a₂は養生３
日、b₂は養生７日、c₂は養生28日のものを示
す。また試料土No.２の−軸圧縮強度と土質改良
材中の無水石膏重量比との関係を第４図に示
す。ここで曲線a₃は養生３日、b₃は養生７日、
c₃は養生28日のものを示し、点a₄は市販の無水
石膏を用いた養生３日、b₄は同養生７日、c₄は
同養生28日を示す。

【表】

【表】第３表、第２図〜第４図の試験結果から明らか
なように本発明の固化剤は、石膏単味のものより
も強度促進効果があり、高含水比の有機質粘土質
土壌に用いられる土質改良材の固化剤としてきわ
めて有効であることがわかる。このような効果のある理由は、次のようなこと
であると推定される。石膏によるエトリンガイドが生成し、また焼成
により白土が活性化され、ポゾラン反応によるカ
ルシウム−シリケート水和物及び加水ゲーレナイ
トが生成されやすくなる。更に白土の焼成により
粘土鉱物（モンモリロナイト）の結合水が脱水
し、高含水比泥土を固型化する際に含水比低下剤
として働くためと考えられる。以上の如く本発明によれば、廃白土が土質改良
材用固化剤を製造するうえで、有効に働き、又得
られた固化剤の強度促進効果を高めることがで
き、その有効利用を図ることができる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固化剤の製造工程を示す
説明図、第２図及び第３図はそれぞれ−軸圧縮強
度と固化剤の添加量との関係を示す説明図、第４
図は−軸圧縮強度と土質改良材中の石膏量との関
係を示す説明図である。１……廃白土、２……廃白土ホツパ、３……石
膏、４……石膏ホツパ、５……造粒剤、６……造
粒剤ホツパ、７……混練機、８……ポンプ、９…
…造粒機、１０……ロータリキルン、１１……ホ
ツトサイクロン、１２……廃熱ボイラ、１３……
電気集塵機、１４……排風機、１５……煙突、１
６……灰コンベヤ、１７……バンカ。

Claims

【特許請求の範囲】１廃白土100重量部と結晶水を含む石膏20〜60
重量部と焼成時に燃焼又は蒸発する造粒剤との造
粒混合物を自燃焼成して石膏中の結晶水を除去
し、その組成がAl₂O₃6〜10重量％、Fe₂O₃1〜３
重量％、MgO1〜２重量％、CaO10〜17重量％、
SO₃15〜25重量％、SiO₂50〜60重量％であり、セ
メントに添加して土質改良材とする土質改良材用
固化剤。２結晶水を含む石膏は、石灰−石膏法脱硫設備
で副生される二水石膏である特許請求の範囲第１
項記載の土質改良材用固化剤。３廃白土100重量部と結晶水を含む石膏20〜60
重量部とを混合した後焼成時に燃焼又は蒸発する
造粒剤を加えて造粒し、次いでこれを炉出口温度
400〜600℃に保持したロータリキルンで自燃焼成
して、その組成がAl₂O₃6〜10重量％、Fe₂O₃1〜
３重量％、MgO1〜２重量％、CaO10〜17重量
％、SO₃15〜25重量％、SiO₂50〜60重量％の白土
系複合焼成物とすることを特徴とする土質改良材
用固化剤の製造方法。４結晶水を含む石膏は、石灰−石膏法脱硫設備
で副生される二水石膏である特許請求の範囲第３
項記載の土質改良材用固化剤の製造方法。５廃白土100重量部と結晶水を含む石膏20〜60
重量部と焼成時に燃焼又は蒸発する造粒剤との造
粒混合物を自燃焼成してなり、その組成が
Al₂O₃6〜10重量％、Fe₂O₃1〜３重量％、MgO1
〜２重量％、CaO10〜17重量％、SO₃15〜25重量
％、SiO₂50〜60重量％の土質改良材用固化剤を
用意し、この固化剤を普通セメント又は該セメン
トの一部をスラグ粉末で置き換えたセメント100
重量部に対し５〜60重量部添加して、高含水比有
機質粘土質土壌用土質改良材として用いることを
特徴とする土質改良材用固化剤の使用方法。６結晶水を含む石膏は、石灰−石膏法脱硫設備
で副生される二水石膏である特許請求の範囲第５
項記載の土質改良材用固化剤の使用方法。