(57)【要約】【課題】廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理して高純度の石膏を効率的に製造するための有効適切な処理方法を提供する。【解決手段】廃コンクリート微粉末2.5gに対して、略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合して攪拌して中和した後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する第１工程と、第１工程により分離した硫酸溶解液を略一昼夜養生して石膏を沈殿させる第２工程とを有する。第１工程において分離した不溶残分に対して第１工程と同様の第３工程を繰り返し、第３工程により分離した硫酸溶解液を養生して石膏を沈殿させるとともに上澄液を第１工程において用いる廃硫酸に混合する第４工程を行うと良く、必要に応じてさらに第３工程と第４工程とを繰り返せば良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート廃材から再生骨材を取り出す過程において排出される廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理して石膏を製造する方法であって、
廃コンクリート微粉末2.5gに対して略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合して攪拌することにより廃硫酸を中和した後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する第１工程と、
前記第１工程により分離した硫酸溶解液を略一昼夜養生して石膏を沈殿させる第２工程とを有することを特徴とする廃コンクリート微粉末の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の廃コンクリート微粉末の処理方法であって、
前記第１工程において、廃コンクリート微粉末2.5gに対して略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50ml混合した際に発生して分離した不溶残分に対して、略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合して攪拌した後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する第３工程と、
前記第３工程により分離した硫酸溶解液を養生して石膏を沈殿させるとともに上澄液を前記第１工程において用いる廃硫酸に混合する第４工程とを有することを特徴とする廃コンクリート微粉末の処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の廃コンクリート微粉末の処理方法であって、
前記第３工程において分離した不溶残分に対して該第３工程と同様の工程を繰り返し、かつ該工程により分離した硫酸溶解液に対して前記第４工程と同様の工程を繰り返すことを特徴とする廃コンクリート微粉末の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃コンクリート微粉末を処理して石膏を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国では高度経済成長期を中心に建設された鉄筋コンクリート構造物が更新の時期を迎えつつあり、その解体に伴って大量に発生するコンクリート廃材を再利用することが求められている。特に、当時のコンクリートは骨材として良質な川砂や川砂利が使用されているため、そのような良質の骨材をコンクリート廃材から取り出して再生骨材として再利用することが提案され、一部で実用化されている。
【０００３】
ところで、コンクリート廃材から骨材を取り出すためにコンクリート廃材を破砕処理する際には、骨材の表面に付着しているセメント硬化物（セメント水和物）が分離されて多量の廃コンクリート微粉末が二次副産物として発生するが、そのような廃コンクリート微粉末は一部が地盤改良材や建設製造原料として再利用されるもののほとんどが産業廃棄物として処分されており、したがって骨材のみならず廃コンクリート微粉末も有効利用することを可能とするための技術開発が急務とされている。
【０００４】
廃コンクリート微粉末はセメント硬化物が主体であってカルシウム、ケイ素（素材）の含有量が高いことから、工業的な利用価値が極めて高い炭酸カルシウムやケイ酸として分離回収して再利用することが検討され、そのような事情から本発明の出願人らは廃コンクリート微粉末を塩酸により処理して炭酸カルシウムを製造する方法を既に出願している（特許文献１）。
これによれば、廃コンクリート微粉末から炭酸カルシウムを効率的に製造でき、またその処理に用いる塩酸として廃棄物としての廃塩酸を有効利用することも可能であるので、廃棄物の有効利用および資源リサイクルの観点から極めて有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように廃コンクリート微粉末から塩酸により炭酸カルシウムを製造する技術は確立されているといえるが、廃コンクリート微粉末のさらなる有効利用を図るべく、また各種業界において廃塩酸よりも多量に排出されている廃硫酸の有効利用をも図るべく、廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理して石膏を製造することが検討されている。
【０００７】
すなわち、周知のようにカルシウム塩の水溶液に希硫酸を加えると石膏が製造され、その際には同時に硫酸が中和されることから、カルシウムを含む廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理すれば、いずれも廃棄物である廃コンクリート微粉末と廃硫酸とから資源としての石膏を製造でき、かつ同時に廃硫酸を中和処理することができると考えられ、これは極めて有効な資源再生技術となり得ることが期待される。
【０００８】
しかし、単に廃コンクリート微粉末に廃硫酸を加えることでは瞬時に反応が生じて石膏が沈殿してしまい、したがって廃コンクリート微粉末中に多量に含まれている各種の不溶成分、特に骨材の微粉末や微細な破砕屑等が不純物として石膏中に多量に混入してしまうことが不可避であるので、現時点では資源として有効利用できる程度の高純度の石膏を工業的規模で製造することは困難であるとされ、それを可能とする有効適切な手法の開発が望まれている。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理して石膏を製造するに際して、不純物の混入を防止し得て高純度の石膏を容易にかつ効率的に製造し得る有効適切な処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、コンクリート廃材から再生骨材を取り出す過程において排出される廃コンクリート微粉末を廃硫酸により処理して石膏を製造する方法であって、廃コンクリート微粉末2.5gに対して略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合して攪拌することにより廃硫酸を中和した後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する第１工程と、前記第１工程により分離した硫酸溶解液を略一昼夜養生して石膏を沈殿させる第２工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の廃コンクリート微粉末の処理方法であって、前記第１工程において、廃コンクリート微粉末2.5gに対して略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50ml混合した際に発生して分離した不溶残分に対して、略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合して攪拌した後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する第３工程と、前記第３工程により分離した硫酸溶解液を養生して石膏を沈殿させるとともに上澄液を前記第１工程において用いる廃硫酸に混合する第４工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の廃コンクリート微粉末の処理方法であって、前記第３工程において分離した不溶残分に対して該第３工程と同様の工程を繰り返し、かつ該工程により分離した硫酸溶解液に対して前記第４工程と同様の工程を繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、廃コンクリート微粉末と廃硫酸とを所定の条件下で混合し攪拌することにより石膏と不溶成分とを分離し得て不純物を含まない高純度の石膏を工業的規模で効率的に製造することが可能であり、かつ同時に廃硫酸を中和処理することができる。したがって本発明によれば、いずれも廃棄物である廃コンクリート微粉末と廃硫酸の有効利用を図ることができ、資源リサイクルの観点から極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明方法により製造した焼石膏の純度を示すＸ線回折図である。
【図３】同、蛍光Ｘ線分析結果を示す図である。
【図４】同、電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、廃コンクリート微粉末を廃硫酸で処理して石膏を製造するに際し、廃コンクリート微粉末を溶解させるための廃硫酸の濃度、廃硫酸と廃コンクリート微粉末との混合割合、混合物の攪拌時間、硫酸溶解液に対する養生温度や養生時間等の諸条件を適切に設定することにより、廃コンクリート微粉末中のカルシウム成分と廃硫酸との反応時間を適切に制御し、以て石膏への不純物の混入を可及的に防止して高純度の石膏を効率的に製造することを可能としたものである。
【００１６】
図１に本発明方法の手順をフローチャートとして示す。
コンクリート廃材から再生骨材を取り出す過程において排出される廃コンクリート微粉末を原料として、その廃コンクリート微粉末2.5gに対して、略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合し、その混合物を5分間程度攪拌してカルシウム成分を溶解させた後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する（第１工程）。
この第１工程においては、廃コンクリート微粉末から溶出したカルシウム成分は、すぐに廃硫酸と反応せず、したがってこの段階では石膏の沈殿は生じないので、廃コンクリート微粉末中に混入している骨材の微粉末や微細な破砕屑等の不純物のみが不溶残分として除去される。また、この第１工程において廃硫酸は廃コンクリート微粉末により中和される。
【００１７】
次いで、上記の第１工程によりカルシウム成分が溶解し不溶残分を分離した硫酸溶解液を、略40℃の温度で略一昼夜養生する。温度が低いと反応速度は遅くなるため、この程度まで温度を上げる方が良いが、より低い温度でも不可能ではない。これによりその硫酸溶解液から石膏が徐々に沈殿していく（第２工程）。
【００１８】
上記の第２工程により分離した石膏を乾燥させて粉末とすると焼石膏となる。
また、石膏を分離した後の最終溶液は既に中和されてほぼ中性になっているので、可能であればそのまま、あるいは必要に応じて排水基準に応じた適宜の処理を行ってから処分すれば良く、いずれにしても従来においては廃硫酸を処理する際に格別に行う必要のあった中和処理を必要としない。
【００１９】
以上が本発明の基本工程であり、これにより不純物を含まない高純度の石膏（焼石膏）を効率的に製造できる。
なお、廃硫酸の濃度を上記のように略0.05mol/Lとした場合の焼石膏の収率は約10%であるが、廃硫酸の濃度をより低くして0.025mol/Lとした場合には収率はゼロであり、逆に濃度を高くして0.1mol/Lとした場合の収率は約4%、濃度0.3%mol/Lとした場合の収率は約0.4%、濃度0.5mol/Lとした場合の収率はほぼゼロであり、以上のことから濃度を略0.05mol/Lとする場合が最も効率的である。
【００２０】
なお、さらに収率を向上させるためには、図１に示しているように上記の第１工程と第２工程と同様の工程をさらに複数回繰り返すと良い。
すなわち、第１工程において硫酸溶解液から分離した不溶残分は適宜処分することでも良いが、それには未だ若干のカルシウム成分が残存しているから、これに対して第１工程と同様の工程を繰り返すこととして、その不溶残分（第１工程において、廃コンクリート微粉末2.5gに対して略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50ml混合した際に発生して分離した不溶残分）に対して、さらに略0.05mol/Lの濃度の廃硫酸を略50mlの割合で混合し、その混合物を5分間程度攪拌してカルシウム成分をさらに溶解させた後、混合物をろ過して不溶残分と硫酸溶解液とに分離する（第３工程）。
【００２１】
上記の第３工程により不溶残分を分離した硫酸溶解液を、第２工程と同様に略40℃の温度で略一昼夜養生すると、その硫酸溶解液からさらに石膏が沈殿する。ここで石膏を分離した最終溶液は充分に中和されておらず強い酸性が残っているから、これは回収して上記の第１工程において用いる廃硫酸と混合して再使用する（第４工程）。
【００２２】
さらに、上記の第３工程により分離した不溶残分に対して同様の工程を繰り返して、図１に示すように少なくとも３回の溶解工程と分離工程とを繰り返し、必要であれば同様の工程をさらに繰り返すことにより、不溶残分の収率を約６０％、焼石膏の収率を約２０％とすることができる。
【００２３】
上記方法により得られる石膏の品質を図２〜図４に示す。図２に示す焼石膏のＸ線回折図、図３に示す蛍光Ｘ線分析結果、図４に示す電子顕微鏡写真から、石膏成分が約90%と充分に高純度であることが確認できる。
【００２４】
以上のように、本発明によれば廃コンクリート微粉末と廃硫酸を上記の条件下で単に混合し攪拌し分離することのみで、充分に高純度の石膏を工業的規模で効率的に製造することが可能であり、いずれも廃棄物である廃コンクリート微粉末と廃硫酸とから資源として有用な石膏を製造できるばかりでなく同時に廃硫酸を中和処理することができ、廃棄物の有効利用および資源リサイクルの観点から極めて有効である。
【００２５】
なお、本発明における工程上の各条件は必ずしも上記実施形態での例示に厳密に合致させることはなく、実質的に同様の効果が得られる限りにおいて若干の許容範囲を見込むことができることは当然である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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