(57)【要約】【課題】  有害金属の溶出がなく、十分な強度を有する粒状体の製造方法及びその装置の提供。【解決手段】  電気集塵機１に於いて製紙スラッジ焼却灰を採取し、サイロ切換機３を経由して、灰中のＳＯX含有量が０．７重量％以上のもののみを原料灰サイロ４へ送り、その化学組成に於ける未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下であれば、これを原料灰として使用する。原料灰は原料灰サイロ４から粉砕装置６へ送られて粉砕され、中間サイロ７へ送られる。次に、原料灰は混練装置１４に投入され、石灰ホッパ１１から石灰、石膏ホッパ１２から石膏が投入された後、所定量の混練水が水タンク１３より投入される。混練によりファニキュラー状態とした後、成形機２１に供給して型枠に入れ、振動成形の後、即時脱型し、養生機３１に搬入して固化反応により固化させる。その後、これを破砕機４１で破砕することにより粒状体が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１０００μｍ未満の製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏の粉体を加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段にて固化させた後、破砕することにより得られる最大粒径５０ｍｍ未満の粒状体。
【請求項２】
未燃炭素含有量５〜１５％、金属アルミニウム含有量０．５％以下、ＳＯ3含有量０．７〜５％である前記製紙スラッジ焼却灰を使用する請求項１記載の粒状体。
【請求項３】
未燃炭素含有量が１５％を超え、且つ、灰中の金属アルミニウム含有量が０．５％以上である前記製紙スラッジ焼却灰に、石炭灰を加えることにより、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成が調整されたものが前記製紙スラッジ焼却灰として使用される請求項１記載の粒状体。
【請求項４】
製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより最大粒径５０ｍｍ未満の粒状体を得る粒状体の製造方法であって、
（ａ）前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する工程と、
（ｂ）粉砕した製紙スラッジ焼却灰に石灰及び／又は石膏を加えて組成調整を行う工程と、
（ｃ）組成調整した前記製紙スラッジ焼却灰に塑性限界の水を投入し、ファニキュラー状態の混練物を得る工程と、
（ｄ）前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う工程と、
（ｅ）前記所定の固化手段により固化体を得る工程と、
（ｆ）前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う工程と
を包含する粒状体の製造方法。
【請求項５】
製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより最大粒径５０ｍｍ未満の粒状体を得る粒状体の製造方法であって、
未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ／又は、金属アルミニウム含有量が０．５％を超える製紙スラッジ焼却灰に石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整した後、
（ａ）前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する工程と、
（ｂ）粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に石灰及び／又は石膏を加えて組成調整を行う工程と、
（ｃ）組成調整した前記製紙スラッジ焼却灰の塑性限界の水溶液を投入し、ファニキュラー状態の混練物を得る工程と、
（ｄ）前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う工程と、
（ｅ）前記所定の固化手段により固化体を得る工程と、
（ｆ）前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う工程と
を行う粒状体の製造方法。
【請求項６】
前記（ｂ）工程の後に前記（ａ）工程を行う請求項４又は５に記載の粒状体の製造方法。
【請求項７】
前記（ｂ）工程に於いて、更に粉砕を行う請求項４乃至６の何れかに記載の粒状体の製造方法。
【請求項８】
前記（ａ）工程に於いては、前記製紙スラッジ焼却灰は平均粒径２０〜３０μｍに調整される請求項４又は５に記載の粒状体の製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）工程に於いて、ＣａＯ量が１０〜４０％、ＣａＳＯ4量が５〜３０％となるように組成調整が行われる請求項４乃至８の何れかに記載の粒状体の製造方法。
【請求項１０】
前記（ｅ）工程に於いて、成形後の前記混練物を温度４０〜８０℃にて２４〜４８時間、蒸気処理にて固化を行う請求項４乃至９の何れかに記載の粒状体の製造方法。
【請求項１１】
製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、成形を行い、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより粒状体を得る粒状体の製造装置であって、
ＳＯ3含有量が０．７％以上、未燃炭素の含有量が１５％以下で、金属アルミニウム含有量が０．５％以下である製紙スラッジ焼却灰を使用し、且つ、
前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する粉砕装置と、
粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に組成調整のための石灰及び／又は石膏を加えるとともに、塑性限界の水を投入して混練することによりファニキュラー状態の混練物を得る混練装置と、
前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う成形機と、
前記成形機から脱型した前記混練物を前記所定の固化手段により固化体を得る養生機と、
前記固化体を破砕し及び最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う粒度調整手段と
を備えた粒状体の製造装置。
【請求項１２】
前記製造装置に於いて前記石灰及び／又は石膏を加えた後に更に粉砕を行うための粉砕装置を備えた請求項１１記載の粒状体の製造装置。
【請求項１３】
未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ、金属アルミニウム含有量が０．５％を超える製紙スラッジ焼却灰に石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整する組成調整手段を更に備えた請求項１１又は１２記載の粒状体の製造装置。
【請求項１４】
製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、水で混練し、成形を行い、蒸気処理にて養生を行って固化させた後、破砕することにより粒状体を得る粒状体の製造装置であって、
未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ、金属アルミニウム含有量が０．５％を超えるものに石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整する組成調整手段と、
前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する粉砕装置と、
粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に組成調整のための石灰及び／又は石膏を加えるとともに、塑性限界の水を投入して混練することによりファニキュラー状態の混練物を得る混練装置と、
前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う成形機と、
前記成形機から脱型した前記混練物を蒸気処理にて養生を行って固化体を得る養生機と、
前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う粒度調整手段と
を備えた粒状体の製造装置。
【請求項１５】
前記製造装置に於いて前記石灰及び／又は石膏を加えた後に更に粉砕を行うための粉砕装置を備えた請求項１４記載の粒状体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙スラッジ焼却灰を原料とする粒状体、その製造方法及びその製造装置に関し、より詳細には、製紙スラッジ焼却灰をその化学組成に応じて選別し、所定の粒度に粉砕した後に、石灰、石膏などの添加材を加え、水で混練し、成形を行い、養生を行って固化させた後、固化体を破砕して得た粒状体、これを製造する方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製紙スラッジ焼却灰は、そのままでは有効利用が難しく、現状では大部分が埋立処理されている。しかし、循環型社会構築のために、有効利用技術の開発が要望されている。
【０００３】
焼却灰一般には、石灰（消石灰、生石灰）、セメント、スラグ、石膏などの添加材を加え、水和反応で固化させる公知の方法（例えば、特許文献１）が適用されるが、製紙スラッジ焼却灰については、その特性等により公知の方法をそのまま適用することは難しい。
【特許文献１】特開２００４−１５４７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製紙スラッジ焼却灰には以下のような問題があり、公知の方法で固化させることは難しい。即ち、（１）製紙スラッジ焼却灰は、燃焼時の助燃材に含まれる硫黄分により異なる水和反応性を有するので、全ての製紙スラッジ焼却灰を粒状体の製造に使用すると、所定の品質と安全性を満足しない粒状体が製造されてしまうことがある。また、（２）製紙スラッジの燃焼時の助燃材に含まれる金属アルミニウム分により、焼却灰を用いた粒状体の製造に際し、混練・成形工程で水素ガスが発生し、この水素ガスにより成形体が膨張して固化が阻害される。更に、（３）製紙スラッジ焼却灰は１０〜２０％の未燃炭素を含み、この未燃炭素は反応に寄与せず、固化反応に悪影響を及ぼす。加えて、（４）製紙スラッジ焼却灰は未燃炭素の含有量が多いこととも相俟って塑性限界が６０％以上となる。このような条件では混練時に必要な水分量が多くなり過ぎ、固化体の強度低下をもたらす。
【０００５】
本発明の目的は、このような問題点を解決して、有害金属の溶出がなく、十分な強度を有する粒状体の製造方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の粒状体は、平均粒径が１０００μｍ未満の製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏の粉体を加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段にて固化させた後、破砕することにより得られ、その最大粒径は５０ｍｍ未満である。
【０００７】
製紙スラッジ焼却灰の平均粒径が１０００μｍ未満であれば、固化反応により製紙スラッジ焼却灰が固化されやすくなる。また、製紙スラッジ焼却灰を粉砕する場合にも、粉砕前の平均粒径が１０００μｍ未満であれば、より固化反応に適した粒径の製紙スラッジ焼却灰が得られることとなる。また、得られる粒状体の最大粒径が５０ｍｍ未満であれば、一般に流通している砕石と同様のハンドリングが可能となり、また、施工時に於いても砕石と同様の取り扱いが可能であるという利点がある。
【０００８】
ここで、上記粒状体は、未燃炭素含有量５〜１５％、金属アルミニウム含有量０．５％以下、ＳＯ3含有量０．７〜５％である前記製紙スラッジ焼却灰を使用することにより得られる。
【０００９】
本発明に於いては、助燃材に含まれる硫黄分の変動により製紙スラッジ焼却灰の水和反応性が原料ごとに異なることを考慮して、製紙スラッジ焼却灰の硫黄分の含有量に基づいて製紙スラッジ焼却灰を選別することにより、所定の品質と安全性を満足する粒状体のみが得られる。具体的には、製紙スラッジ焼却灰の化学組成に於けるＳＯ3含有量が０．７〜５％である製紙スラッジ焼却灰が原料灰として使用される。
【００１０】
また、本発明に於いては、製紙スラッジ焼却灰に含まれる金属アルミニウムが原因となって発生する水素ガスにより成形体が膨張し固化が阻害されることを避けるために、金属アルミニウム含有量が０．５％以下の製紙スラッジ焼却灰が原料灰として使用される。製紙スラッジ焼却灰中の金属アルミニウム含有量を０．５％以下とするためには、燃焼時の助燃材の種類及び量が調整される。
【００１１】
更に、本発明に於いては、固化反応に寄与しないばかりか悪影響をも及ぼす未燃炭素の含有量を低減するために、未燃炭素含有量が５〜１５％の製紙スラッジ焼却灰が原料灰として使用される。通常、製紙スラッジ焼却灰は１０〜２０％の未燃炭素を含むが、本発明ではこれを上記の範囲に制限することにより、固化反応を確実に行わせるものである。特に、製紙スラッジの焼却設備の起動時、停止時、低負荷運転時などに生じる焼却灰は未燃炭素含有量が１５％を超えるので、これらの焼却灰は原料灰として使用しないようにする。
【００１２】
また、上記の粒状体は、未燃炭素含有量が１５％を超え、且つ、灰中の金属アルミニウム含有量が０．５％以上である前記製紙スラッジ焼却灰に、石炭灰を加えることにより、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成が調整されたものが前記製紙スラッジ焼却灰として使用されることにより得ることもできる。
【００１３】
ここで、石炭灰は未燃炭素含有量が少なく、金属アルミニウムを殆ど含まず、また、ＳＯ3含有量が上記原料灰と同等レベルなので、本発明ではこれを加えて組成調整を行うことにより、上記化学組成の原料灰を得るものである。
【００１４】
本発明の粒状体の製造方法は、製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより最大粒径５０ｍｍ未満の粒状体を得る粒状体の製造方法であって、
（ａ）前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する工程と、
（ｂ）粉砕した製紙スラッジ焼却灰に石灰及び／又は石膏を加えて組成調整を行う工程と、
（ｃ）組成調整した前記製紙スラッジ焼却灰に塑性限界の水を投入し、ファニキュラー状態の混練物を得る工程と、
（ｄ）前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う工程と、
（ｅ）前記所定の固化手段により固化体を得る工程と、
（ｆ）前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う工程と
を包含することを特徴としている。
【００１５】
このように、製紙スラッジ焼却灰を粉砕することにより、石灰及び／又は石膏からなる添加剤及び添加水の量を低減させて固化反応を行うことが可能となり、粉砕しない場合と比較してより少ない添加剤及び添加水の量でより強度の高い粒状体を製造することができる。
【００１６】
また、本発明の粒状体の製造方法は、製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより最大粒径５０ｍｍ未満の粒状体を得る粒状体の製造方法であって、
未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ／又は、金属アルミニウム含有量が０．５％を超える製紙スラッジ焼却灰に石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整した後、
（ａ）前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する工程と、
（ｂ）粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に石灰及び／又は石膏を加えて組成調整を行う工程と、
（ｃ）組成調整した前記製紙スラッジ焼却灰の塑性限界の水溶液を投入し、ファニキュラー状態の混練物を得る工程と、
（ｄ）前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う工程と、
（ｅ）前記所定の固化手段により固化体を得る工程と、
（ｆ）前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う工程と
を行うことを特徴としている。
【００１７】
また、前記（ｂ）工程と前記（ａ）工程は、順序が逆であってもよい。
【００１８】
また、前記（ｂ）工程に於いて、更に粉砕を行ってもよい。
【００１９】
更に、前記（ａ）工程に於いては、前記原料灰は平均粒径２０〜３０μｍに調整されることが好ましい。平均粒径が上記の範囲を外れると、塑性限界が５０％以上となり、塑性限界水分量が増加して得られる粒状体の強度が低下する傾向が現れる。
【００２０】
加えて、前記（ｃ）工程に於いては、ＣａＯ量が１０〜４０％、ＣａＳＯ4量が５〜３０％となるように組成調整が行われることが好ましい。これらの数値が上記範囲を外れると、強度低下や有害金属の溶出が起こるので好ましくない。
【００２１】
また、前記（ｅ）工程に於いて、成形後の前記混練物を温度４０〜８０℃にて２４〜４８時間、蒸気処理にて固化を行うことが好ましい。これにより、固化反応を十分に行うことができる。
【００２２】
本発明の粒状体の製造装置は、上記の製造方法を実施し得る装置である。即ち、本発明の粒状体の製造装置は、製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、更に水を加えて混練し、成形を行い、所定の固化手段により固化させた後、破砕することにより粒状体を得る粒状体の製造装置であって、
ＳＯ3含有量が０．７％以上、未燃炭素の含有量が１５％以下で、金属アルミニウム含有量が０．５％以下である製紙スラッジ焼却灰を使用し、且つ、
前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する粉砕装置と、
粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に組成調整のための石灰及び／又は石膏を加えるとともに、塑性限界の水を投入して混練することによりファニキュラー状態の混練物を得る混練装置と、
前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う成形機と、
前記成形機から脱型した前記混練物を前記所定の固化手段により固化体を得る養生機と、
前記固化体を破砕し及び最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う粒度調整手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
上記に於いて、前記製造装置に於いて前記石灰及び／又は石膏を加えた後に更に粉砕を行うための粉砕装置を備えていてもよい。
【００２４】
また、未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ、金属アルミニウム含有量が０．５％を超える製紙スラッジ焼却灰に石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整する組成調整手段を更に備えていてもよい。
【００２５】
更に、本発明の粒状体の製造装置は、製紙スラッジ焼却灰に、石灰及び／又は石膏を添加剤として加え、水で混練し、成形を行い、蒸気処理にて養生を行って固化させた後、破砕することにより粒状体を得る粒状体の製造装置であって、
未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ、金属アルミニウム含有量が０．５％を超えるものに石炭灰を加えて、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整する組成調整手段と、
前記製紙スラッジ焼却灰を粉砕する粉砕装置と、
粉砕した前記製紙スラッジ焼却灰に組成調整のための石灰及び／又は石膏を加えるとともに、塑性限界の水を投入して混練することによりファニキュラー状態の混練物を得る混練装置と、
前記ファニキュラー状態の混練物を型枠に入れて成形を行う成形機と、
前記成形機から脱型した前記混練物を蒸気処理にて養生を行って固化体を得る養生機と、
前記固化体を破砕し最大粒径５０ｍｍ未満となるように粒度調整を行う粒度調整手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２６】
上記に於いて、前記製造装置に於いて前記石灰及び／又は石膏を加えた後に更に粉砕を行うための粉砕装置を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の製紙スラッジ焼却灰を原料とする粒状体の製造方法は、所定の未燃炭素含有量、所定の金属アルミニウム含有量及び所定のＳＯ3含有量の製紙スラッジ焼却灰を原料灰として使用しているので、固化反応に寄与しない未燃炭素による粒状体の強度低下を防止するとともに、製紙スラッジ焼却灰の水和反応性を一定にして所定の品質と安全性を満足させる粒状体を得ることができる。
【００２８】
従って、本発明は製紙スラッジ焼却灰を大量に利用することが可能な土木資材に応用することにより、循環型社会構築に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書に於いて、「％」は、特に断らない限り「重量％」を表す。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る粒状体製造装置の概念模式図である。図１を参照しながら、本実施形態の粒状体製造装置について工程順に説明する。まず、電気集塵機１に於いて集められた製紙スラッジ焼却灰が中間ホッパ８へ送られ、中間ホッパ８から製紙スラッジ焼却灰のサンプルが採取される。次に、そのサンプルについてのＳＯX含有量が測定され、そのデータが品質管理装置２においてデータ処理される。採取された製紙スラッジ焼却灰は、ＳＯX含有量に応じてサイロ切換機３によって、原料灰サイロ４又は捨て灰サイロ５へ輸送される。即ち、サイロ切換機３は、ＳＯX含有量が０．７重量％以上であれば製紙スラッジ焼却灰を原料灰サイロ４へ送り、０．７重量％より低い値であれば捨て灰として捨て灰サイロ５へ送るように制御されている。また、原料灰サイロ４内の製紙スラッジ焼却灰については、更にそれぞれ金属アルミニウム含有量及び未燃炭素含有量についての分析が図示しない分析装置によって行われる。その結果、未燃炭素含有量が５〜１５％であり、金属アルミニウム含有量が０．５％以下であれば、原料灰サイロ４内の焼却灰は原料として使用されることになる。
【００３１】
原料灰サイロ４内の原料灰は、次に粉砕装置６へ送られ、平均粒径２０〜３０μｍとなるように粉砕され、粉砕灰は中間サイロ７へ送られる。
【００３２】
次に、中間サイロ７から切り出された所定量の原料灰は混練装置１４に投入され、その後、石灰ホッパ１１から石灰が、石膏ホッパ１２から石膏が、それぞれ所定量だけ投入された後、所定量の混練水が水タンク１３から投入され、混練されてファニキュラー状態となる。
【００３３】
次に、ファニキュラー状態となった混練物は、成形機２１に供給して型枠に入れられ、成形の後、即時脱型されて、養生機３１に搬入される。養生機３１内では、ファニキュラー状態の混練物は約６０℃の蒸気雰囲気に置かれ、２４〜３６時間水蒸気処理による養生が行われる。これにより、混練物は固化反応により固化体となる。
【００３４】
次に、養生機３１より固化体を搬出し、破砕機４１を用いて破砕を行うことにより、粒状体を得る。
【００３５】
図２は、本発明の他の実施形態に係る粒状体製造装置の概念模式図である。同図に於いては、図１に於ける原料灰サイロ４以降、成形機２１までの部分のみが記載され、品質管理装置、サイロ切換機、捨て灰サイロ、養生機、粒度調整手段等の記載は省略されているが、これらには図１と同様の構成を採用することができる。
【００３６】
本実施形態の粒状体製造装置では、原料灰サイロ４に貯留されている製紙スラッジ焼却灰はブレンディングサイロ６１に投入され、同時に石灰ホッパ１１からは所定量の石灰が、石膏ホッパ１２からは所定量の石膏が切り出され、それぞれブレンディングサイロ６１に投入される。ブレンディングサイロ６１に於いて原料灰、石灰及び石膏が混合された後、粉砕装置６にて所定粒度に粉砕される。次に、粉砕物は混練装置１４に投入され、所定量の混練水が水タンク１３から投入される。混練装置１４内でファニキュラー状態となった混練物は、次に成形機２１に送られ、以下、図１で説明したのと同様の手順で操作が行われる。
【００３７】
なお、図１の捨て灰サイロ５内に貯留されている捨て灰のうち、未燃炭素の含有量が１５％を超え、且つ、灰中の金属アルミニウム含有量が０．５％を超えるものについては、例えばブレンディングサイロ（図示せず）などに移送して石炭灰を加え、未燃炭素含有量が５〜１５％、金属アルミニウム含有量が０．５％以下及びＳＯ3含有量が０．７〜５％となるように化学組成を調整する構成を採用すれば、原料灰サイロ４に送ることにより原料灰として使用することができる。
【実施例】
【００３８】
焼却炉の定格運転中に採取した製紙スラッジ焼却灰Ａと、低負荷運転中に採取した製紙スラッジ焼却灰Ｂと、製紙スラッジ焼却灰との混合に用いるための石炭灰とを用い、以下の各実施例及び各比較例の粒状体の製造を行った。製紙スラッジ焼却灰Ａは、助燃材として石炭を使用したものであり、未燃炭素１０％、金属アルミニウム含有量０．４％である。また、製紙スラッジ焼却灰Ｂは、未燃炭素が２０％であり、助燃材として金属アルミニウムを多く含むＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）を使用したため、金属アルミニウム含有量が０．７％となっている。なお、各実施例及び各比較例は、路盤材用としての粒状体の製造を行ったものである。製紙スラッジ焼却灰Ａ及びＢ、石炭灰、並びに焼却灰Ｂ及び石炭灰の混合物（実施例２）の性状は、表１に示すとおりである。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
各実施例及び各比較例に於ける路盤材用の粒状体の製造条件は、表２にまとめて示した。また、各実施例及び各比較例の粒状体について、一軸圧縮強度、粒度調整砕石、すりへり減量、修正ＣＢＲ（Carifornia Bearing Ratio）及び有害重金属溶出試験（環境庁告示４６号）について評価を行い、その結果を表２に併せて示した。
【００４１】
（実施例１）
図１の粒状体の製造装置を使用して粒状体の製造を行った。原料灰としては、製紙スラッジ焼却灰Ａを使用した。ＳＯX含有量に基づいて選別された定格運転中の製紙スラッジ焼却灰Ａを粉砕装置にて粉砕し、これを平均粒径が２５μｍとなるように粒度調整した。この製紙スラッジ焼却灰Ａの粉砕物３００ｋｇに対し、生石灰６０ｋｇ及び石膏３０ｋｇを計量機で計量して混練装置に投入した。５分間の混合の後、混練装置に１８０ｋｇの水を１分間で投入し、５分間混練を行った。混練後、混練装置から排出したファニキュラー状態となった混練物を成形機の型枠に入れ、３００×３００×２００ｍｍのブロック状に成形し、即時脱型を行った。次に、６０℃の蒸気雰囲気下で２４時間養生を行うことにより、固化体を得た。
【００４２】
ここで、この固化体の一軸圧縮強度を測定（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１、以下同様）したところ、１５Ｎ／ｍｍ2であった（許容値１２Ｎ／ｍｍ2以上）。この固化体を衝撃式の破砕機で破砕して粒状体を得た。
【００４３】
本実施例の粒状体の粒度は粒度調整砕石Ｍ−４０を満足し、舗装試験法便覧に基づき測定した（以下、同様）すりへり減量３３％（許容値５０％以下）、修正ＣＢＲ１０２％（許容値８０％以上）であり、上層路盤材規格を満足した。また、有害重金属溶出試験（環境庁告示４６号）による有害重金属等の溶出量は土壌環境基準を満足した。
【００４４】
（実施例２）
ＳＯX含有量に基づいて選別された製紙スラッジ焼却灰Ｂ（捨て灰）を粉砕装置にて粉砕し、平均粒径が２５μｍとなるように調整した。この製紙スラッジ焼却灰Ｂの粉砕物は未燃炭素及び金属アルミニウムを規定以上含むため、希釈剤として石炭灰の添加を行った。製紙スラッジ焼却灰Ｂ粉砕物２００ｋｇ、石炭灰１００ｋｇ、生石灰６０ｋｇ及び石膏３０ｋｇを計量機で計量して混練装置に投入した。この時の製紙スラッジ焼却灰と石炭灰の混合粉体中の未燃炭素は１４％、金属アルミニウム含有量は０．４５％であった。５分間の混合の後、混練装置に１８０ｋｇの水を１分間で投入し、５分間混練を行った。混練後、混練装置から排出したファニキュラー状態となった混練物を成形機の型枠に入れ、３００×３００×２００ｍｍのブロック状に成形し、即時脱型を行った。次に、６０℃の蒸気雰囲気下で３６時間養生を行うことにより、固化体を得た。
【００４５】
ここで、この固化体の圧縮強度を測定したところ、１７Ｎ／ｍｍ2であった（許容値１２Ｎ／ｍｍ2以上）。この固化体を衝撃式の破砕機で破砕して粒状体を得た。
【００４６】
本実施例の粒状体の粒度は粒度調整砕石Ｍ−４０を満足し、すりへり減量２９％（許容値５０％以下）、修正ＣＢＲ１２４％（許容値８０％以上）であり、上層路盤材規格を満足した。また、有害重金属溶出試験（環境庁告示４６号）による有害重金属等の溶出量は土壌環境基準を満足した。
【００４７】
（比較例１）
ＳＯX含有量に基づいて選別された定格運転中に採取した製紙スラッジ焼却灰Ａを粉砕装置にて粉砕し、平均粒径が２５μｍとなるように調整した。この製紙スラッジ焼却灰Ａ粉砕物３００ｋｇ、生石灰１０ｋｇ及び石膏５ｋｇを計量機で計量して混練装置に投入した。５分間の混合の後、混練装置に１８０ｋｇの水を１分間で投入し、５分間混練を行った。混練後、混練装置から排出したファニキュラー状態となった混練物を成形機の型枠に入れ、３００×３００×２００ｍｍのブロック状に成形し、即時脱型を行った。次に、６０℃の蒸気雰囲気下で２４時間養生を行うことにより、固化体を得た。
【００４８】
ここで、この固化体の圧縮強度を測定したところ、９Ｎ／ｍｍ2であった（許容値１２Ｎ／ｍｍ2以上）。この固化体を衝撃式の破砕機で破砕して粒状体を得た。
【００４９】
本比較例於いては、生石灰及び石膏の添加量が少なく、得られた粒状体の粒度はクラッシャランＣ−４０を満足したが、すりへり減量５６％（許容値５０％以下）、修正ＣＢＲ７５％（許容値８０％以上）であり、上層路盤材規格を満足しなかった。また、有害重金属溶出試験（環境庁告示４６号）による有害重金属等の溶出量は土壌環境基準を満足しなかった。
【００５０】
（比較例２）
ＳＯX含有量に基づいて選別された製紙スラッジ焼却灰Ｂ（捨て灰）を粉砕装置にて粉砕し、平均粒径が２５μｍとなるように調整した。この製紙スラッジ焼却灰Ｂの粉砕物３００ｋｇ、石灰６０ｋｇ及び石膏３０ｋｇを計量機で計量して混練装置に投入した。５分間の混合の後、混練装置に２２０ｋｇの水を１分間で投入し、５分間混練を行った。混練後、混練装置から排出したファニキュラー状態となった混練物を成形機の型枠に入れ、３００×３００×２００ｍｍのブロック状に成形し、即時脱型を行った。次に、６０℃の蒸気雰囲気下で２４時間養生を行い、固化体を得た。
【００５１】
ここで、この固化体の圧縮強度を測定したところ、固化体の膨張が見られ、圧縮強度は８Ｎ／ｍｍ2と低い値であった（許容値１２Ｎ／ｍｍ2以上）。この固化体を衝撃式の破砕機で破砕して粒状体を得た。
【００５２】
本比較例の粒状体の粒度はクラッシャランＣ−４０を満足したが、すりへり減量７０％（許容値５０％以下）、修正ＣＢＲ７５％（許容値８０％以上）であり、上層路盤材規格を満足しなかった。また、有害重金属溶出試験（環境庁告示４６号）による有害重金属等の溶出量も土壌環境基準を満足しなかった。
【００５３】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の製紙スラッジ焼却灰を原料とする粒状体の製造方法及び装置によれば、有害金属の溶出がなく、十分な強度を有する粒状体が得られるので、路盤材、盛り土材、地盤改良材等の土木用資材や、家畜糞尿処理などの農業資材、吸着材、吸水材等の分野で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る粒状体製造装置の概念模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る粒状体製造装置の概念模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  電気集塵機
２  品質管理装置
３  サイロ切換機
４  原料灰サイロ
５  捨て灰サイロ
６  粉砕装置
７  中間サイロ
８  中間ホッパ
１１  石灰ホッパ
１２  石膏ホッパ
１３  水タンク
１４  混練装置
２１  成形機
３１  養生機
４１  破砕機
６１  ブレンディングサイロ
【図１】
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【図２】
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