(57)【要約】【課題】製鋼工程で生成するフッ素含有製鋼スラグから、コストと時間を余りかけずに、有効活用可能な陸域用途の土木用資材を製造する方法を提供する。【解決手段】フッ素含有製鋼スラグにおけるＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分の成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、（Ａ）転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水（原料Ｘ）を所定の割合で混合し、又は、（Ｂ）転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水（原料Ｙ）を所定の割合で混合し、また、この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、（Ｃ）転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水（原料Ｘ）を所定の割合で混合し、又は、（Ｄ）高炉セメント、混和剤、及び水を所定の割合で混合する水和固化体生成工程を有する陸域用途の土木用資材の製造方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグに、このフッ素含有製鋼スラグ以外の他の原料を混合して製造する陸域用途の土木用資材の製造方法であって、
前記フッ素含有製鋼スラグが、ＣａＯ成分２９質量％以上３９質量％以下、ＳｉＯ2成分１２質量％以上１８質量％以下、Ａｌ2Ｏ3成分１１質量％以上３２質量％以下、ＭｇＯ成分５質量％以上１０質量％以下、ｔ−Ｆｅ成分５質量％以上１７質量％以下、及びＦ成分０．１質量％以上０．５質量％以下の成分組成を有するものであり、
（イ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、
（Ａ）前記他の原料がフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水を含む原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上５質量％以下、フッ素不含転炉スラグが６６質量％以上８２質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｂ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水を含む原料Ｙであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｙを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上１７質量％以下、フッ素不含転炉スラグが７０質量％以上８６質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合し、また、
（ロ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、
（Ｃ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水を含む原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが６質量％以上２３質量％以下、フッ素不含転炉スラグが５６質量％以上７３質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｄ）前記他の原料が高炉セメント、混和剤、及び水を含む原料Ｚであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｚを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１８質量％以上７０質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合することにより、
水和固化体を生成させる水和固化体生成工程を有することを特徴とする陸域用途の土木用資材の製造方法。
【請求項２】
（イ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、
（Ａ）前記他の原料がフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水からなる原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上５質量％以下、フッ素不含転炉スラグが６６質量％以上８２質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｂ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水からなる原料Ｙであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｙを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上１７質量％以下、フッ素不含転炉スラグが７０質量％以上８６質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合し、また、
（ロ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、
（Ｃ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水からなる原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが６質量％以上２３質量％以下、フッ素不含転炉スラグが５６質量％以上７３質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｄ）前記他の原料が高炉セメント、混和剤、及び水からなる原料Ｚであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｚを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１８質量％以上７０質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合することにより、
水和固化体を生成させる水和固化体生成工程を有することを特徴とする請求項１に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
【請求項３】
前記他の原料が、前記原料Ｘ、Ｙ、又はＺに加えて、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ及び／又はフッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグからなるフッ素不含スラグを更に含むものであり、
前記フッ素不含スラグの混合割合が、混合後の総重量に対して、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｘが添加される場合に１７質量％以下であり、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｙが添加される場合に１７質量％以下であり、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｘが添加される場合に１８質量％以下であり、また、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｚが添加される場合に６６質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
【請求項４】
前記水和固化体生成工程で生成した水和固化体を破砕し、得られた破砕物に、フッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素不含転炉スラグ、フッ素不含二次精錬スラグ、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、廃コンクリート、砂、礫、及び石から選ばれた１種を又は２種以上を混合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
【請求項５】
前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分及びＡｌ2Ｏ3成分を測定する方法が、蛍光Ｘ線分析であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼スラグを含む陸域用途の土木用資材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工程で生成する製鋼スラグには、溶銑予備処理スラグ、転炉スラグ、二次精錬スラグ、電気炉スラグがある。製鋼工程では、蛍石（ＣａＦ2）を含む脱硫剤などが用いられるため、製鋼スラグの一部にはフッ素が含まれており、製鋼スラグからフッ素が溶出する場合がある。蛍石を使用しない又は使用量を低減する精錬方法も検討されているが、一部の鋼種では蛍石を使用せずに、又は使用量を低減して精錬することが困難な場合がある。
【０００３】
ところで、陸域において、製鋼スラグを土壌と接触する環境（例えば、地盤改良材としての使用等）で使用する場合、製鋼スラグからのフッ素溶出量は、土壌汚染対策法に従って、環境庁告示４６号と土壌環境基準のフッ素溶出量基準（０．８ｍｇ／Ｌ以下）の下で管理される必要があるが、製鋼スラグの一部はこの溶出量基準を超える場合がある。
【０００４】
そこで、フッ素溶出量が土壌環境基準を超えるような製鋼スラグに対しては、これまでに様々な対策が提案されており、例えば、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｈ2Ｏ系水和物へのフッ素固定化処理（特許文献１）、カルシウムイオンの共通イオン効果を利用したフッ素溶出抑制方法（特許文献２）、フルオロアパタイトとしてのフッ素固定化処理（特許文献３）、トバモライトへのフッ素固定化処理（特許文献４）、スラグの溶融改質処理（特許文献５、特許文献６）、フッ素溶出抑制物質の混合（特許文献７）などの様々なフッ素溶出抑制技術が検討されてきた。
【０００５】
しかしながら、これらの従来法のうち、特許文献１や特許文献３〜６に記載された方法には、添加剤や改質処理のコストがかかるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載された方法は、フッ素が溶出する電気炉スラグに、フッ素が溶出せずかつカルシウム溶出量が多い溶銑予備処理スラグを混合して、カルシウムイオンの共通イオン効果を利用して電気炉スラグからのフッ素溶出を抑制する技術であり、具体的には、破砕処理後の電気炉スラグに対して、粒径１５ｍｍ以下に破砕処理した溶銑予備処理スラグを混合することによって、電気炉スラグからのフッ素溶出を抑制する方法であって、電気炉スラグの質量（ＷEF）に対する溶銑予備処理スラグの質量（ＷDP）の混合比（ＷDP／ＷEF）を１以上にするというものである。しかしながら、この混合比（ＷDP／ＷEF）が１以上という条件は、フッ素溶出量が３ｍｇ／Ｌの電気炉スラグに対して溶銑予備処理スラグを混合した場合の実施例から導き出された値であり、フッ素溶出量が３ｍｇ／Ｌを大きく超える場合（例えば、フッ素溶出量が１０ｍｇ／Ｌや２０ｍｇ／Ｌの場合）には、ＷDP／ＷEFが１以上という条件では、混合スラグからのフッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下を満足し得ない虞があり、しかも、電気炉スラグ以外の製鋼スラグに対して適用できるか否かが不明である。
【０００７】
しかも、この特許文献２に記載された方法には、添加剤や改質処理のコストに関する問題はないが、実施の際にフッ素が溶出するスラグ（電気炉スラグ）とフッ素が溶出しないスラグ（溶銑予備処理スラグ）との混合比を一定にすることが難しく、また、この混合比を一定にするためには、フッ素が溶出するスラグ（電気炉スラグ）からのフッ素溶出量に基づいて決める必要があることから、混合する毎にフッ素溶出量を測定する必要がある。
【０００８】
更に、特許文献７に記載された方法は、フッ素を含有するフッ素含有鉄鋼製錬スラグに、フッ素溶出抑制物質として、高炉スラグ微粉末の水和固化体、クロム鉱石溶融還元炉スラグ、含フッ素物質を使用しない二次精錬より排出される二次精錬スラグ及び多孔質の炭化物から選ばれる１種又は２種以上を混合する技術である。しかしながら、フッ素含有鉄鋼精錬スラグに対するこれらフッ素溶出抑制物質の混合割合については、フッ素含有鉄鋼精錬スラグのフッ素溶出量に応じて決める必要があり、混合前に、フッ素含有鉄鋼精錬スラグのフッ素溶出量を環境庁告示４６号に従って測定しなければならない。
【０００９】
しかるに、この環境庁告示４６号による製鋼スラグのフッ素溶出量の測定は、２ｍｍ以下の粒度調整した製鋼スラグを用意し、粒度調整後の製鋼スラグと純水とを重量体積比１０％の割合で混合してポリ容器に入れ、このポリ容器を振とう溶出装置にセットして振とう回数を毎分２００回、振とう幅を４cm以上５cm以下、室温を概ね２５℃、及び常圧を概ね１気圧の条件で６時間の振とう溶出操作を実施し、溶出操作後の溶出液を１０分から３０分程度静置した後、先ず、溶出液の上澄み液を採取して毎分約３０００回転で２０分間の遠心分離を行い、次いで遠心分離後の上澄み液を孔径０．４５マイクロメートルのメンブランフィルターでろ過してろ液を採取し、ろ液中のフッ素濃度をランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法によって定量し、フッ素溶出量を求めるものであり、この環境庁告示４６号でフッ素溶出量の測定には多大なコストと時間を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2000-225,383号公報
【特許文献２】特開2010-222,227号公報
【特許文献３】特開2009-189,927号公報
【特許文献４】特開2004-041,890号公報
【特許文献５】特開2005-008,935号公報
【特許文献６】特開2007-022,818号公報
【特許文献７】特開2003-183,718号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上の通り、特許文献１や特許文献３〜６に記載の方法には添加剤や改質処理にコストがかかるという問題があり、また、特許文献２や特許文献７に記載の方法には、混合前に、環境庁告示４６号でフッ素溶出量を測定する必要があり、多大なコストと時間を要するという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明者等は、製鋼スラグの生成現場では、蛍光Ｘ線分析を用いて、製鋼スラグの成分組成を短時間にかつ容易に測定することができるので、この成分組成からフッ素溶出量を予測することができれば、予測されたフッ素溶出量に基づいて多大なコストや時間を費やすことなく、フッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグを陸域用途の土木用資材として有効活用可能な資材に変えることができると考え、成分組成とフッ素溶出量との関係について鋭意検討を行った。
【００１３】
そして、本発明者等は、このフッ素含有製鋼スラグにおける成分組成とフッ素溶出量との関係の検討において、フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が、カルシウム溶出量や溶出液のｐＨとの間に正の強い相関関係を有すると共に、フッ素溶出量との間に負の強い相関関係を有することを見出し、また、この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合にフッ素溶出量が３．５ｍｇ／Ｌ以上２０ｍｇ／Ｌ以下であって、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合にフッ素溶出量が１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ未満となり、フッ素溶出量に応じてフッ素含有製鋼スラグを分別できることを見出し、更に、この分別されたフッ素含有製鋼スラグについて、それぞれどのような原料を混合して水和固化体を製造すれば、その水和固化体からのフッ素溶出量を土壌環境基準値０．８ｍｇ／Ｌ以下に抑制できるかについて突き止め、本発明を完成した。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、製鋼工程で生成するフッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグから、コストと時間を余りかけずに、有効活用可能な陸域用途の土木用資材を製造するための陸域用途の土木用資材の製造方法を提供することにある。
より具体的には、コストと時間を要するフッ素溶出量の測定をすることなく、フッ素含有製鋼スラグの生成現場において短時間で容易に測定可能な成分組成からこのフッ素含有製鋼スラグのフッ素溶出量を予測し、予測した結果に基づいて、フッ素含有製鋼スラグ中に、他の原料として鉄鋼製造プロセスで入手が比較的容易な副生成物を混合し、これによってフッ素溶出量が土壌環境基準値の０．８ｍｇ／Ｌ以下である陸域用途の土木用資材を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明の要旨は、次の（１）〜（５）である。
（１）フッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグに、このフッ素含有製鋼スラグ以外の他の原料を混合して製造する陸域用途の土木用資材の製造方法であって、
前記フッ素含有製鋼スラグが、ＣａＯ成分２９質量％以上３９質量％以下、ＳｉＯ2成分１２質量％以上１８質量％以下、Ａｌ2Ｏ3成分１１質量％以上３２質量％以下、ＭｇＯ成分５質量％以上１０質量％以下、ｔ−Ｆｅ成分５質量％以上１７質量％以下、及びＦ成分０．１質量％以上０．５質量％以下の成分組成を有するものであり、
（イ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、
（Ａ）前記他の原料がフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水を含む原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上５質量％以下、フッ素不含転炉スラグが６６質量％以上８２質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｂ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水を含む原料Ｙであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｙを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上１７質量％以下、フッ素不含転炉スラグが７０質量％以上８６質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合し、また、
（ロ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、
（Ｃ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水を含む原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが６質量％以上２３質量％以下、フッ素不含転炉スラグが５６質量％以上７３質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｄ）前記他の原料が高炉セメント、混和剤、及び水を含む原料Ｚであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｚを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１８質量％以上７０質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合することにより、
水和固化体を生成させる水和固化体生成工程を有することを特徴とする陸域用途の土木用資材の製造方法。
（２）（イ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、
（Ａ）前記他の原料がフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水からなる原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上５質量％以下、フッ素不含転炉スラグが６６質量％以上８２質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｂ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水からなる原料Ｙであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｙを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１質量％以上１７質量％以下、フッ素不含転炉スラグが７０質量％以上８６質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が４質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合し、また、
（ロ）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、
（Ｃ）前記他の原料がフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水からなる原料Ｘであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｘを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが６質量％以上２３質量％以下、フッ素不含転炉スラグが５６質量％以上７３質量％以下、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合するか、又は、
（Ｄ）前記他の原料が高炉セメント、混和剤、及び水からなる原料Ｚであると共に、前記フッ素含有製鋼スラグ中に前記原料Ｚを、混合後の総質量に対して、フッ素含有製鋼スラグが１８質量％以上７０質量％以下、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下、混和剤が０．５質量％以下、及び水が８質量％以上１４質量％以下の質量割合となるように混合することにより、
水和固化体を生成させる水和固化体生成工程を有することを特徴とする前記（１）に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
（３）前記他の原料が、前記原料Ｘ、Ｙ、又はＺに加えて、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ及び／又はフッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグからなるフッ素不含スラグを更に含むものであり、
前記フッ素不含スラグの混合割合が、混合後の総重量に対して、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｘが添加される場合に１７質量％以下であり、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｙが添加される場合に１７質量％以下であり、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｘが添加される場合に１８質量％以下であり、また、
前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｚが添加される場合に６６質量％以下であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
（４）前記水和固化体生成工程で生成した水和固化体を破砕し、得られた破砕物に、フッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素不含転炉スラグ、フッ素不含二次精錬スラグ、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、廃コンクリート、砂、礫、及び石から選ばれた１種を又は２種以上を混合することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
（５）前記フッ素含有製鋼スラグ中のＣａＯ成分及びＡｌ2Ｏ3成分を測定する方法が、蛍光Ｘ線分析であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の陸域用途の土木用資材の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグの溶出試験を行うことなく、このフッ素含有製鋼スラグのフッ素溶出量の大小を予測することができ、予測したフッ素溶出量の大小別に製鋼スラグを２種類に分別し、分別したフッ素含有の製鋼スラグに、鉄鋼製造プロセスの副生性物等からなる他の原料を混合して水和固化体化することにより、フッ素含有製鋼スラグを陸域用途の土木用資材として有効に利用できる。
【００１７】
また、得られた水和固化体は、その破砕物に、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、フッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグ、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、廃コンクリート、砂、礫、及び石から選ばれる１種又は２種以上を混合し、得られた混合物を陸域用途の土木用資材として利用することもできる。
本発明によれば、このようにして、陸域利用が困難であったフッ素含有製鋼スラグを陸域用途の土木用資材として有効に利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、フッ素を含有するフッ素含有二次精錬スラグにおける成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とカルシウム溶出量との関係を示すグラフ図である。
【図２】図２は、フッ素含有二次精錬スラグにおける成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）と溶出液のｐＨとの関係を示すグラフ図である。
【図３】図３は、フッ素含二次精錬スラグにおける成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とフッ素溶出量との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
先ず、本発明の対象となるフッ素を含有するフッ素含有製鋼スラグとは、蛍石を使う精錬工程で生成するスラグであり、環境庁告示４６号で測定したフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌを超えるスラグであって、スラグを冷却した後に破砕し、更にスラグに含まれている地金を磁選して取り除いた後に精錬工程から排出されるスラグのことである。具体的には、例えば、溶銑予備処理スラグ、転炉スラグ、及び二次精錬スラグ等の製鋼スラグの一部が挙げられる。本発明においては、これらの製鋼スラグについて、フッ素を含有するものをそれぞれフッ素含有溶銑予備処理スラグ、フッ素含有転炉スラグ、及びフッ素含有二次精錬スラグと称し、また、フッ素を含有しないものをフッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素不含転炉スラグ、及びフッ素不含二次精錬スラグと称する。
【００２０】
次に、本発明の対象となるフッ素含有製鋼スラグの成分組成についてみると、上記のフッ素含有二次精錬スラグ、フッ素含有溶銑予備処理スラグ、及びフッ素含有転炉スラグを含めてそのほとんどが、ＣａＯ成分２９質量％以上３９質量％以下、ＳｉＯ2成分１２質量％以上１８質量％以下、Ａｌ2Ｏ3成分１１質量％以上３２質量％以下、ＭｇＯ成分５質量％以上１０質量％以下、ｔ−Ｆｅ成分５質量％以上１７質量％以下、及びＦ成分０．１質量％以上０．５質量％以下の成分組成の範囲内であり、本発明はこれらのフッ素含有製鋼スラグに対して好適に適用することができる。なお、今日においては、製鋼工程のフッ素レス化が進み、ほとんどのフッ素含有製鋼スラグのＦ成分の含有量は上記の範囲内にあるが、Ｆ含有量は精錬工程の種類によって異なる可能性があるので、本発明の適用に際しては、一度測定して確認することが好ましい。
【００２１】
各成分がこれらの範囲内にあるフッ素含有製鋼スラグに含まれる主なスラグ鉱物相は、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2、ＭｇＯ、及びＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3であり、主なフッ素含有スラグ鉱物相は、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2である。従って、何れかの成分がこれらの範囲を大きく外れると、前述のスラグ鉱物相が含まれなくなったり、前述のスラグ鉱物相とは異なるスラグ鉱物相が含まれることになるので、後述するＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）の値によってフッ素含有製鋼スラグのフッ素溶出量を予測することができなくなる。
【００２２】
ここで、各成分の組成が上述の範囲内であるフッ素含有の製鋼スラグの一つであるフッ素含有二次精錬スラグについて調べてみると、通常、その粒度が４０ｍｍ以下であって、スラグヤードに山積みにされて保管されている。そこで、複数のスラグヤードの山の様々な場所からフッ素含有二次精錬スラグを採取し、環境庁告示４６号でフッ素溶出量を測定したところ、フッ素溶出量は１〜２０ｍｇ／Ｌの範囲内でバラツキがあることが分かった。また、この４０ｍｍ以下のフッ素含有二次精錬スラグについて、篩目１０ｍｍの篩により１０ｍｍ以下の篩下と４０〜１０ｍｍの篩上とに篩い分けてそれぞれの成分組成を確認したところ、１０ｍｍ以下の篩下と４０〜１０ｍｍの篩上との重量比率は、採取場所毎に２０〜８０質量％の範囲でバラツキがあり、また、１０ｍｍ以下の篩下と４０〜１０ｍｍの篩上の間の成分組成については、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、及びｔ−Ｆｅにおいて違いがあることが分かった。更に、環境庁告示４６号によって溶出成分を調べたところ、フッ素溶出量、カルシウム溶出量、溶出液のｐＨにも違いがあることが分かった。
【００２３】
そして、特に、フッ素溶出量においてこのような違いが生じる原因について更に検討した結果、次に述べる通り、カルシウム溶出量の大小や溶出液のｐＨの影響によるものと考えられた。
すなわち、環境庁告示４６号によるフッ素含有二次精錬スラグの溶出液はｐＨが１１．５〜１２．５程度のアルカリ性であり、このようなアルカリ性の溶液中において、フッ素含有スラグ鉱物相の１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2は次式（Ｉ）のように溶解する。
１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2＋３２Ｈ2Ｏ
⇒  １２Ｃａ2+＋１４Ａｌ(ＯＨ)4-＋８ＯＨ-＋２Ｆ- …（Ｉ）
従って、この式（Ｉ）から明らかなように、フッ素含有スラグ鉱物相の１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2からは、カルシウムイオンが溶出するので、カルシウムイオンの共通イオン効果によって、カルシウム溶出量が多いとフッ素溶出量が少なくなり、反対に、カルシウム溶出量が少ないとフッ素溶出量が多くなる。また、水酸化物イオンも溶出するので、水酸化物イオンの共通イオン効果によって、水酸化物イオン濃度が低いと（溶出液のｐＨが低いと）フッ素溶出量が多くなり、反対に、水酸化物イオン濃度が高いと（溶出液のｐＨが高いと）フッ素溶出量が少なくなる。具体的には、１０ｍｍ以下の篩下には、４０〜１０ｍｍの篩上に比べて、ＣａＯやＣａ(ＯＨ)2といったカルシウム溶出量が多く、また、溶出液のｐＨが高いスラグ鉱物相がより多く含まれており、その結果としてフッ素溶出量が少なくなり、これとは反対に、４０〜１０ｍｍの篩上はそのフッ素溶出量が多くなる傾向がある。従って、全体のフッ素溶出量は、１０ｍｍ以下の篩下と４０〜１０ｍｍの篩上との重量比率に依存してカルシウム溶出量や溶出液のｐＨが変化し、これらカルシウム溶出量や溶出液のｐＨの変化に基づいて様々に変化する。
【００２４】
以上の検討結果から、フッ素含有二次精錬スラグのカルシウム溶出量や溶出液のｐＨが予測できればフッ素溶出量を予測できると考え、更に検討を進めた結果、フッ素含有二次精錬スラグ中のＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）を用いることにより、上記の粒度の影響も含めた上で、フッ素溶出量の大小を予測できることを突き止めた。更にまた、前記成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合にはフッ素溶出量が３．５ｍｇ／Ｌ以上２０ｍｇ／Ｌ以下であり、前記成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合にはフッ素溶出量が１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ未満であることも突き止めた。
【００２５】
ここで、前記フッ素含有二次精錬スラグ中のスラグ鉱物相のうち、カルシウムを溶出する主なスラグ鉱物相はＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3であり、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2の方が、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3と比べて、カルシウム溶出量が多く、溶出液のｐＨが高い。従って、前記成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が大きいと、すなわち、ＣａＯ成分が多く、Ａｌ2Ｏ3成分が少ないと、フッ素含有二次精錬スラグ中のＣａＯやＣａ(ＯＨ)2の含有量が多くなるので、カルシウム溶出量が多くなり、溶出液のｐＨが高くなる。一方、前記成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が小さいと、すなわち、ＣａＯ成分が少なく、Ａｌ2Ｏ3成分が多いと、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3の含有量が多くなり、ＣａＯやＣａ(ＯＨ)2の含有量が少なくなるので、カルシウム溶出量が少なくなり、溶出液のｐＨが低くなる。
【００２６】
こうして、ＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）からフッ素含有二次精錬スラグのフッ素溶出量の大小を予測できることが判明した。そして、このことは、単にフッ素含有二次精錬スラグだけに限られることではなく、フッ素含有製鋼スラグが上述した成分組成を満たす限り、そこに含まれる主なスラグ鉱物相（フッ素含有スラグ鉱物相も含めて）前述の規定を満たすものであり、上記のフッ素含有溶銑予備処理スラグやフッ素含有転炉スラグについても同様に適用することができる。
【００２７】
本発明は、上述したフッ素含有製鋼スラグについて、そのフッ素溶出量を土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下に低減させ、フッ素含有製鋼スラグを陸域用途の土木用資材として適用可能な状態にするものであり、フッ素含有製鋼スラグを含む水和固化体を生成させるものである。
ここで、このような水和固化体を生成させる方法としては、主として、以下の（１）〜（３）の方法がある。
（１）フッ素含有製鋼スラグに、他の原料としてフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤及び水（原料Ｘ）を混合する方法。
（２）フッ素含有製鋼スラグに、他の原料としてフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤及び水（原料Ｙ）を混合する方法。
（３）フッ素含有製鋼スラグに、他の原料として高炉セメント、混和剤及び水（原料Ｚ）を混合する方法。
【００２８】
ここで、前記フッ素不含転炉スラグ、前記フッ素不含溶銑予備処理スラグ、前記フッ素不含二次精錬スラグにおけるフッ素不含有とは、Ｆ成分０．１質量％未満のスラグのことを言う。なお、このようなフッ素不含転炉スラグとして、カルシウム溶出量が少ない、炭酸化されたフッ素不含転炉スラグが存在するが、このようなフッ素不含転炉スラグは、フッ素溶出抑制効果が小さいことから、使わない方が好ましい。また、製造した水和固化体の破砕物に混合するものとして、フッ素溶出量が環境基準を超えない高炉徐冷スラグや高炉水砕スラグを用いるが、高炉では蛍石を使用しないため、通常、高炉徐冷スラグや高炉水砕スラグのフッ素溶出量は環境基準を超えない。また、混和剤としては、例えば、ポリカルボン酸系の分散剤が挙げられる。更に、高炉スラグ微粉末と高炉セメントを併用したい場合には、高炉セメント中の高炉スラグ微粉末含有割合が異なる高炉セメントＡ種（高炉スラグ含有割合が５％を超え３０％以下）と、Ｂ種（高炉スラグ含有割合が３０％を超え６０％以下）とを適宜使い分けるのが好ましい。高炉セメントには高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントが含まれており、また、フッ素溶出抑制効果については高炉スラグ微粉末よりもポルトランドセメントの方が大きいので、高炉セメントとしてはポルトランドセメントの混合割合が高炉セメントＢ種以上（高炉スラグの混合割合が高炉セメントＢ種以下）のものが好ましい。
【００２９】
また、上記フッ素含有製鋼スラグを含む水和固化体化において、他の原料として用いられるフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、及び高炉スラグ微粉末は次のような役割を果たす。フッ素不含転炉スラグにはＣａＯやＣａ(ＯＨ)2といったカルシウム溶出量が多く、溶出液のｐＨが高いスラグ鉱物相が多く含まれているので（大抵の場合、フッ素不含転炉スラグからのカルシウム溶出量は６４０ｍｇ／Ｌ以上である）、カルシウムイオンや水酸化物イオンを多く溶出させる役割がある。高炉セメントには３ＣａＯ・ＳｉＯ2といったカルシウム溶出量が多く、溶出液のｐＨが高いセメント鉱物相が多く含まれ、さらに、高炉セメントの水和が進むとＣａ(ＯＨ)2が生成するので、カルシウムイオンや水酸化物イオンを多く溶出させる役割がある。また、高炉セメントの水和に伴い生成するカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物は、各原料を結合させるための結合剤として働く。高炉スラグ微粉末は、高炉セメントと同様に結合剤として働く。また、高炉セメント又は高炉スラグ微粉末の一部をフライアッシュで代替することができ、高炉セメント又は高炉スラグ微粉末の重量に対して３０質量％以下をフライアッシュで置き換えることができる。
【００３０】
更に、本発明の方法により調製されたフッ素含有製鋼スラグを含む水和固化体は、大気中で養生した後の粗破砕により容易に０．５〜１ｍ3程度の大きさに破砕されるので、必要に応じて破砕し粒度調整を行うことにより、そのままでも、陸域用途の土木用資材として使用できる。
【００３１】
次に、フッ素含有製鋼スラグを上述の他の原料と混合して水和固化体化することによって、フッ素溶出量が低減する理由を説明する。
１つ目の理由は、カルシウムイオンや水酸化物イオンの共通イオン効果による。前述の通り、フッ素不含転炉スラグや高炉セメントにはカルシウム溶出量が多く、溶出液のｐＨが高い物質が多く含まれているので、カルシウムイオンや水酸化物イオンの共通イオン効果が働き、フッ素溶出量が低減する。
２つ目の理由は、カルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込みによる。フッ素含有製鋼スラグ、フッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、高炉スラグ微粉末からカルシウムイオンが溶出し（特に、フッ素不含転炉スラグ、高炉セメントからはカルシウムイオンが多く溶出し）、フッ素含有製鋼スラグ、高炉セメント、高炉スラグ微粉末からアルミニウムイオンが溶出し、カルシウムイオンとアルミニウムイオンが反応してカルシウムアルミネート系の水和物が生成するが、この水和物にフッ素イオンが取り込まれることによって、フッ素溶出量が低減する。
３つ目の理由は、水和固化体化によって生成したカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物による、フッ素含有製鋼スラグ表面の被覆効果による。フッ素含有製鋼スラグを水和固化体にすると、カルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物によって、フッ素含有製鋼スラグの表面が覆われ、フッ素が溶出し難くなり、フッ素溶出量が低減する。
【００３２】
そして、フッ素含有製鋼スラグにおける成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合には、このフッ素含有製鋼スラグからのフッ素溶出量が多くなるため、フッ素不含転炉スラグの混合が必須であり、上述の原料Ｘを混合する方法（１）又は原料Ｙを混合する方法（２）で水和固化体を製造し、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合には、フッ素含有製鋼スラグからのフッ素溶出量が少なくなるため、フッ素不含転炉スラグの混合は必ずしも必要ではなく、上述の原料Ｘを混合する方法（１）又は原料Ｚを混合する方法（３）で水和固化体を製造することによって、水和固化体のフッ素溶出量を土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下にすることができる。
【００３３】
フッ素含有製鋼スラグとしては、フッ素含有溶銑予備処理スラグ、フッ素含有転炉スラグ、フッ素含有二次精錬スラグが挙げられるが、これらの中から２種類以上のフッ素含有製鋼スラグを選び、それらの混合物に対して本発明を適用する場合には、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下のもの同士は混合して使うことができ、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超のもの同士は混合して使うことができるが、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下のものと成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超のものとを混合して使うことはできない。
【００３４】
また、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合に、原料Ｘを混合する方法（１）で水和固化体を製造する際、水和固化体が固化不良にならない製造条件は、フッ素含有製鋼スラグ、フッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水の総質量に対して、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下であって、水が４質量％以上１４質量％以下であればよく、各原料を効率良く混練できるようにするために、混和剤を０．５質量％以下の割合で混合するのがよい。また、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの混合割合については、高炉スラグ微粉末はカルシウム溶出量が少ないので、製造された水和固化体のカルシウム溶出量を多くし、カルシウムイオンの共通イオン効果を働かせるために、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの合計量に対して、フッ素不含転炉スラグの混合割合をなるべく多くする必要がある。フッ素含有製鋼スラグのフッ素溶出量は３．５ｍｇ／Ｌ以上２０ｍｇ／Ｌ以下であり、上限の２０ｍｇ／Ｌに合せると、最大で５質量％以下の混合割合でなければならない。５質量％以下であれば、２０ｍｇ／Ｌが単純に２０倍希釈（１００質量％／５質量％＝２０）されると１ｍｇ／Ｌになり、更にカルシウムイオンの共通イオン効果が働くことによって、土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下にすることが可能になる。従って、フッ素含有製鋼スラグの混合割合が１質量％以上５質量％以下、フッ素不含転炉スラグの混合割合が６６質量％以上８２質量％以下となる。また、原料Ｘとして、高炉スラグ微粉末の代替としてフライアッシュを８質量％以下の割合で混合することができる。
【００３５】
更に、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合に、原料Ｙを混合する方法（２）で水和固化体を製造する際、水和固化体が固化不良にならない製造条件は、フッ素含有製鋼スラグ、フッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水の総質量に対して、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下であって、水が４質量％以上１４質量％以下であればよく、各原料を効率良く混練できるようにするために、混和剤を０．５質量％以下の割合で混合するのがよい。また、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの混合割合については、高炉スラグ微粉末に比べて、高炉セメントはカルシウム溶出量が多いので、前述した原料Ｘを混合する方法（１）の場合よりも、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの合計量に対するフッ素含有製鋼スラグの混合割合を多くすることができ、フッ素含有製鋼スラグの混合割合が１質量％以上１７質量％以下、フッ素不含転炉スラグの混合割合が７０質量％以上８６質量％以下となる。また、原料Ｘとして、高炉セメントの代替としてフライアッシュを６質量％以下の割合で混合することができる。
【００３６】
更にまた、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合に、原料Ｘを混合する方法（１）で水和固化体を製造する際、水和固化体が固化不良にならない製造条件は、フッ素含有製鋼スラグ、フッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、混和剤、及び水の総質量に対して、高炉スラグ微粉末が１２質量％以上２８質量％以下であって、水が８質量％以上１４質量％以下であればよく、各原料を効率良く混練できるようにするために、混和剤を０．５質量％以下の割合で混合するのがよい。また、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの混合割合については、高炉スラグ微粉末はカルシウム溶出量が少ないので、製造された水和固化体のカルシウム溶出量を多くし、カルシウムイオンの共通イオン効果を働かせるために、フッ素含有製鋼スラグとフッ素不含転炉スラグの合計量に対して、フッ素不含転炉スラグの混合割合をなるべく多くする必要がある。フッ素含有製鋼スラグのフッ素溶出量は１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ以下であり、上限の３．５ｍｇ／Ｌに合せると、最大で２３質量％以下の混合割合でなければならない。２３質量％以下であれば、３．５ｍｇ／Ｌが単純に４．３５倍希釈（１００質量％／２３質量％＝４．３５）されると０．８ｍｇ／Ｌになり、更にカルシウムイオンの共通イオン効果が働くことによって、土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下にすることが可能になる。また、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3の計算値が１．９以下の場合の、原料Ｘを混合する方法（１）で水和固化体を製造する際におけるフッ素含有製鋼スラグの質量割合と範囲が重複しないように、６質量％以上でなければならない。従って、フッ素含有製鋼スラグの混合割合が６質量％以上２３質量％以下であって、フッ素不含転炉スラグの混合割合が５６質量％以上７３質量％以下となる。また、原料Ｘとして、高炉スラグ微粉末の代替としてフライアッシュを８質量％以下の割合で混合することができる。
【００３７】
そして、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合に、原料Ｚを混合する方法（３）で水和固化体を製造する際、水和固化体が固化不良にならない製造条件は、フッ素含有製鋼スラグ、高炉セメント、混和剤、及び水の総質量に対して、高炉セメントが８質量％以上２３質量％以下であって、水が８質量％以上１４質量％以下であればよく、各原料を効率良く混練できるようにするために、混和剤を０．５質量％以下の割合で混合するのがよい。また、フッ素含有製鋼スラグの混合割合については、高炉スラグ微粉末に比べて、高炉セメントはカルシウム溶出量が多いので、前述した原料Ｘを混合する方法（１）の場合よりも、フッ素含有製鋼スラグの混合割合を多くすることができる。しかし、フッ素含有製鋼スラグの合割合を多くし過ぎると、高炉セメントの混合割合が少なくなり過ぎて、カルシウム溶出量が少なくなってしまうので、フッ素含有製鋼スラグの混合割合は最大で７０質量％にする必要がある。フッ素含有製鋼スラグの混合割合が７０質量％の場合は、最大で高炉セメントの混合割合を２２質量％（水の混合割合が８質量％）にできるが、これだけ高炉セメントが含まれていれば、十分にカルシウムイオンの共通イオン効果を働かせることができる。また、値成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合の、原料Ｘを混合する方法（１）で水和固化体を製造する際におけるフッ素含有製鋼スラグの混合割合と範囲が重複しないように、１８質量％以上でなければならない。従って、フッ素含有製鋼スラグの混合割合が１８質量％以上７０質量％以下となる。また、原料Ｘとして、高炉セメントの代替としてフライアッシュを６質量％以下の割合で混合することができる。
【００３８】
更に、本発明においては、前記他の原料として、上述した原料Ｘ、原料Ｙ、又は原料Ｚに加えて、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ及び／又はフッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグからなるフッ素不含スラグを更に混合してもよい。この際の前記フッ素不含スラグの混合割合については、混合後の総重量に対して、前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｘが添加される場合には１７質量％以下であり、また、前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下であって原料Ｙが添加される場合に１７質量％以下であり、更に、前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｘが添加される場合に１８質量％以下であり、更にまた、前記フッ素含有製鋼スラグの成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超であって原料Ｚが添加される場合に６６質量％以下である。これらフッ素不含スラグの混合割合が上記の場合を超えて高くなると、製造された水和固化体に含まれるフッ素含有製鋼スラグの混合割合が少なくなるので、陸域用途の土木用資材としてフッ素含有製鋼スラグをなるべく多く利用することができず、フッ素含有製鋼スラグの陸域用途促進を妨げるという問題が生じる虞がある。
【００３９】
また、いずれの水和固化体においても、水和固化体の原料として、フッ素含有製鋼スラグ、フッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、高炉セメント、混和剤、及び水以外に、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ及びフッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグのいずれか一方又は両方を用いることができる。
【００４０】
次に、本発明の方法で得られた水和固化体については、陸域用途の土木用資材として使用するため、必要により破砕し、用途に合わせて適切な粒度に調整する。そして、この粒度調整後の水和固化体については、フッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、フッ素を含有しないフッ素不含二次精錬スラグ、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、廃コンクリート、砂、礫、及び石から選ばれる１種以上と混合し、混合物として陸域用途の土木用資材に用いる。これらフッ素不含溶銑予備処理スラグ、フッ素不含転炉スラグ、フッ素不含二次精錬スラグ、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ、廃コンクリート、砂、礫、及び石は、そのフッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下であるので、混合物として陸域用途の土木用資材としても、そのフッ素溶出量が土壌環境基準を超えることはない。
なお、本発明の方法で得られた水和固化体は、そのフッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌ以下であるので、単に陸域用途の土木用資材としての利用に止まらず、例えば、セメントクリンカー原料等の他の用途にも適用可能である。
【実施例】
【００４１】
〔実施例１〕
製鉄所内のスラグヤードにあるフッ素含有二次精錬スラグの山から、フッ素含有製鋼スラグとして、粒度が４０ｍｍ以下のフッ素含有二次精錬スラグを複数水準採取した。この採取されたフッ素含有二次精錬スラグについて、環境庁告示４６号に従って、フッ素溶出量、カルシウム溶出量、及び溶出液のｐＨをそれぞれ測定し、また、組成成分の内のＣａＯ成分、ＳｉＯ2成分、Ａｌ2Ｏ3成分、ＭｇＯ成分、及びｔ−Ｆｅ成分については蛍光Ｘ線分析で、また、Ｆ成分については化学分析で測定し、更に、スラグ鉱物相については広角Ｘ線回折及びＥＰＭＡ分析で分析した。
【００４２】
各フッ素含有二次精錬スラグの成分組成は、いずれも、ＣａＯ成分２９質量％以上３９質量％以下、ＳｉＯ2成分１２質量％以上１８質量％以下、Ａｌ2Ｏ3成分１１質量％以上３２質量％以下、ＭｇＯ成分５質量％以上１０質量％以下、ｔ−Ｆｅ成分５質量％以上１７質量％以下、及びＦ成分０．１質量％以上０．５質量％以下の範囲内であった。また、各フッ素含有二次精錬スラグに含まれるスラグ鉱物相は、いずれも、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2、ＭｇＯ、及びＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3であり、また、主なフッ素含有スラグ鉱物相は１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2であった。
【００４３】
図１に成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とカルシウム溶出量との関係を、また、図２に成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）と溶出液のｐＨとの関係を、更に、図３に成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とフッ素溶出量との関係をそれぞれ示す。
【００４４】
図１から成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とカルシウム溶出量との間には正の相関があり、この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９付近以上でＣａ溶出量が約８００ｍｇ／Ｌで飽和していることが分かる。また、図２から成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）と溶出液のｐＨとの間には正の相関があり、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９付近以上で溶出液のｐＨが１２．５で飽和していることが分かる。これは、ＣａＯやＣａ(ＯＨ)2の溶解平衡時のカルシウム溶出量が約８００ｍｇ／Ｌであり、また、溶出液のｐＨが１２．５であることに起因している。
【００４５】
ここで、前述の通り、フッ素溶出量はカルシウムイオンと水酸化物イオンの共通イオン効果を受けることによって、図３に示す通り、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とフッ素溶出量とが負の相関関係を示すことになる。また、フッ素含有二次精錬スラグからはアルミニウムイオンが溶出するので、フッ素溶出量は、カルシウムイオンと水酸化物イオンの共通イオン効果を受けると同時に、カルシウムイオンとアルミニウムイオンが反応し生成したカルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果も受けることになる。すなわち、フッ素溶出量は、（ａ）カルシウムイオンや水酸化物イオンの共通イオン効果、（ｂ）カルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果、の両方を受けるが、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９付近以下の場合には、この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９に近づくほど（ａ）と（ｂ）の効果が発揮され易くなる。一方で、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９付近以上の場合には、この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９付近以上になると、（ａ）の効果が飽和し、（ｂ）の効果がより強く発揮されるようなると推測される。
【００４６】
この成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）とフッ素溶出量との間にある負の相関関係を利用することによって、フッ素溶出量別にフッ素含有二次精錬スラグを２種類に分別できる。すなわち、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下の場合にはフッ素溶出量が３．５ｍｇ／Ｌ以上２０ｍｇ／Ｌ以下であって、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超の場合はフッ素溶出量が１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ未満になる。
【００４７】
次に、コンクリート混練機を用いてフッ素含有二次精錬スラグに他の原料を混合して混練し、水和固化体を製造した。得られた各水和固化体について、環境庁告示４６号に従ってフッ素溶出量を測定した。
ここで、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下のフッ素含有二次精錬スラグのうち、フッ素溶出量が最小のものは３．５ｍｇ／Ｌであって、フッ素溶出量が最大のものは１９．１ｍｇ／Ｌであり、それぞれスラグＡ、スラグＢと名付けた。これらスラグＡとスラグＢを用いて水和固化体を製造し、環境庁告示４６号によってフッ素溶出量を測定した。
【００４８】
フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有二次精錬スラグ、他の原料としてのフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｘ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素不含溶銑予備処理スラグを用い、水和固化体を製造した場合の結果を表１に示す。
【００４９】
また、フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有二次精錬スラグ、他の原料としてのフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｙ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素不含溶銑予備処理スラグを用いて水和固化体を製造した場合の結果を表２に示す。
【００５０】
そして、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超のフッ素含有二次精錬スラグのうち、フッ素溶出量が最小のものは１．１ｍｇ／Ｌであって、フッ素溶出量が最大のものは３．２ｍｇ／Ｌであり、それぞれスラグＣ、スラグＤと名付けた。これらスラグＣとスラグＤを用いて水和固化体を製造し、環境庁告示４６号によってフッ素溶出量を測定した。
【００５１】
フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有二次精錬スラグ、他の原料としてのフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｘ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素不含溶銑予備処理スラグを用いて水和固化体を製造した場合の結果を表３に示す。
【００５２】
また、フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有二次精錬スラグ、高炉セメント、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｚ；なお、総質量が１００質量％に満たない場合は、フッ素不含スラグとしてフッ素不含溶銑予備処理スラグを添加し、総質量が１００質量％になるように調整した。）を用いて水和固化体を製造した場合の結果を表４に示す。なお、高炉セメントの一部を、フッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグで置き換えて、水和固化体を製造した場合の結果を併せてこの表４に示す。
【００５３】
【表１】
2015231935.tif 000003
【００５４】
【表２】
2015231935.tif 000004
【００５５】
【表３】
2015231935.tif 000005
【００５６】
【表４】
2015231935.tif 000006
【００５７】
表１〜表４において、発明例はフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下となって課題が解決できた場合であり、また、比較例はフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ超となって課題が解決できなかった場合である。
表１において、発明例３は、各原料の混合割合が規定範囲内の中間付近になるように配合されたものである。発明例１と発明例２は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の１質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合をそれぞれ下限の６６質量％、上限の８２質量％として配合されたものである。発明例４と発明例５は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の５質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合をそれぞれ下限の６６質量％、上限の７９質量％（８２質量％では全体の混合割合が１０３質量％となるため、最大で７９質量％）として配合されたものである。比較例１と比較例２は、フッ素含有二次精錬スラグの質量割合が上限の５質量％の場合で、フッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグの混合割合がそれぞれ規定範囲の下限以下、水の混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例３は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が規定範囲の上限以上の８質量％で配合されたものである。比較例１は、フッ素不含転炉スラグが少ないので、カルシウム溶出量が少なくなり、カルシウムイオンの共通イオン効果やカルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果が働き難くなったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたものと考えられる。比較例２は、水が少ないので、生成したカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物が少なく、フッ素含有二次精錬スラグ表面の被覆効果が働き難かったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例３は、フッ素含有二次精錬スラグが多いので、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。更に、発明例２２、発明例２３、及び発明例２４は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合を下限の１質量％、中間の３質量％、上限の５質量％とし、フッ素不含転炉スラグの一部をフッ素不含溶銑予備処理スラグで置き換えて配合されたものである。発明例６９、発明例７０、及び発明例７１は、それぞれ発明例１、発明例３、及び発明例４において、使用された高炉スラグ微粉末の一部をフライアッシュで置き換えて配合されたものである。
【００５８】
表２において、発明例８と発明例９は、各原料の混合割合が規定範囲内の中間付近になるように配合されたものである。発明例６と発明例７は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の１質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合をそれぞれ下限の７０質量％、上限の８６質量％として配合されたものである。発明例１０は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の１７質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合を下限の７０質量％として配合されたものである。比較例４と比較例５は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の１７質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合がそれぞれ規定範囲の下限以下、水の混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例６は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が規定範囲の上限以上の１８質量％で配合されたものである。比較例４は、フッ素不含転炉スラグが少ないので、カルシウム溶出量が少なくなり、カルシウムイオンの共通イオン効果やカルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果が働き難くなったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例５は、水が少ないので、生成したカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物が少なく、フッ素含有二次精錬スラグ表面の被覆効果が働きにくかったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例６は、フッ素含有二次精錬スラグが多いので、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。更に、発明例２５、発明例２６、及び発明例２７は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合を下限の１質量％、中間の９質量％又は１３質量％とし、フッ素不含転炉スラグの一部をフッ素不含溶銑予備処理スラグで置き換えて配合されたものである。発明例７２、発明例７３、発明例７４、及び発明例７５は、それぞれ発明例６、発明例８、発明例９、及び発明例１０において、使用された高炉セメントの一部をフライアッシュで置き換えて配合されたものである。
【００５９】
表３において、発明例１３と発明例１４は、各原料の混合割合が規定範囲内の中間付近になるように配合されたものである。発明例１１と発明例１２は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の６質量％の場合であり、フッ素不含炉スラグの混合割合をそれぞれ下限の５６質量％、上限の７３質量％として配合されたものである。発明例１５は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の２３質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合を下限の５６質量％として配合されたものである。比較例７は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の６質量％であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例８と比較例９は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の２３質量％の場合であり、フッ素不含転炉スラグの混合割合がそれぞれ規定範囲の下限以下、水の混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例１０は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が規定範囲の上限以上の２４質量％で配合されたものである。比較例７と比較例８は、フッ素不含転炉スラグが少ないので、カルシウム溶出量が少なくなり、カルシウムイオンの共通イオン効果やカルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果が働き難くなったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例９は、水が少ないので、生成したカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物が少なく、フッ素含有二次精錬スラグ表面の被覆効果が働きにくかったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例１０は、フッ素含有二次精錬スラグが多いので、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。更に、発明例２８、発明例２９、及び発明例３０は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合を下限の６質量％、中間の１４質量％、上限の１８質量％とし、フッ素不含転炉スラグの一部をフッ素不含溶銑予備処理スラグで置き換えて配合されたものである。発明例７６、発明例７７、発明例７８、及び発明例７９は、それぞれ発明例１１、発明例１３、発明例１４、及び発明例１５において、使用された高炉スラグ微粉末の一部をフライアッシュで置き換えて配合されたものである。
【００６０】
表４において、発明例１８と発明例１９は、各原料の混合割合が規定範囲内の中間付近になるように配合されたものである。発明例１６と発明例１７は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の１８質量％の場合であり、高炉セメントの混合割合をそれぞれ下限の８質量％、上限の２３質量％として配合されたものである。発明例２０は、フッ素不含溶銑予備処理スラグを含まないように配合されたものである。発明例２１は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の７０質量％の場合であり、高炉セメントの混合割合を下限の８質量％として配合されたものである。比較例１３は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が下限の１８質量％であり、高炉セメントの混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例１４と比較例１５は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が上限の７０質量％の場合であり、それぞれ高炉セメントの混合割合が規定範囲の下限以下、水の混合割合が規定範囲の下限以下で配合されたものである。比較例１６は、フッ素含有二次精錬スラグの混合割合が規定範囲の上限以上の８０質量％で配合されたものである。比較例１３は、高炉セメントが少ないので、固化不良を起こし、水和固化体を製造することができなかったものである。比較例１４は、高炉セメントが少ないので、カルシウム溶出量が少なくなり、カルシウムイオンの共通イオン効果やカルシウムアルミネート系の水和物へのフッ素イオンの取り込み効果が働き難くなったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例１５は、水が少ないので、生成したカルシウムシリケート水和物やカルシウムアルミネート水和物が少なく、フッ素含有二次精錬スラグ表面の被覆効果が働きにくかったため、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。比較例１６は、フッ素含有二次精錬スラグが多いので、フッ素溶出量が土壌環境基準の０．８ｍｇ／Ｌを超えたと考えられる。更に、発明例３１〜３４は、それぞれ発明例１８〜２１における高炉セメントの混合割合のうち、３割程度をフッ素不含転炉スラグに置き換えて水和固化体を製造した発明例である。発明例８０、発明例８１、発明例８２、及び発明例８３は、それぞれ発明例１７、発明例１８、発明例１９、及び発明例２１において、使用された高炉セメントの一部をフライアッシュで置き換えて配合されたものである。
【００６１】
このようにして製造された実施例１の発明例にかかる水和固化体は、破砕して土木用資材として利用することができる。土木用資材については、特に規格はなく、土木用資材として要求される粒度や単位重量等の物性条件を満足すればよい。
【００６２】
〔実施例２〕
製鉄所内のスラグヤードにあるフッ素含有溶銑予備処理スラグの山から、フッ素含有製鋼スラグとして、粒度が４０ｍｍ以下のフッ素含有溶銑予備処理スラグを複数水準採取した。この採取されたフッ素含有溶銑予備処理スラグについて、上記実施例１の場合と同様にして、ＣａＯ成分、ＳｉＯ2成分、Ａｌ2Ｏ3成分、ＭｇＯ成分、ｔ−Ｆｅ成分、及びＦ成分を測定すると共に、スラグ鉱物相を分析した。採取された各フッ素含有溶銑予備処理スラグの成分組成は、いずれも、ＣａＯ成分２９質量％以上３９質量％以下、ＳｉＯ2成分１２質量％以上１８質量％以下、Ａｌ2Ｏ3成分１１質量％以上３２質量％以下、ＭｇＯ成分５質量％以上１０質量％以下、ｔ−Ｆｅ成分５質量％以上１７質量％以下、及びＦ成分０．１質量％以上０．５質量％以下の範囲内であった。
【００６３】
また、各フッ素含有溶銑予備処理スラグに含まれるスラグ鉱物相は、いずれも、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・ＳｉＯ2、ＭｇＯ、及びＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3であり、また、主なフッ素含有スラグ鉱物相は１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2であった。
【００６４】
次に、コンクリート混練機を用いて各フッ素含有溶銑予備処理スラグ中に、表５〜８に示すように、他の原料を混合し混練して水和固化体を製造し、得られた水和固化体について、環境庁告示４６号に従ってフッ素溶出量を測定した。
ここで、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９以下のフッ素含有溶銑予備処理スラグのうち、フッ素溶出量が最小のものは３．６ｍｇ／Ｌであって、フッ素溶出量が最大のものは１９．８ｍｇ／Ｌであり、それぞれスラグＥ、スラグＦと名付けた。これらスラグＥとスラグＦを用いて水和固化体を製造し、環境庁告示４６号によってフッ素溶出量を測定した。
【００６５】
フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有溶銑予備処理スラグ、他の原料としてのフッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｘ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素を含有しないフッ素不含溶銑予備処理スラグを用い、水和固化体を製造した場合の結果を表５に示す。
【００６６】
フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有溶銑予備処理スラグ、他の原料としてのフッ素不含転炉スラグ、高炉セメント、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｙ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素不含溶銑予備処理スラグを用い、水和固化体を製造した場合の結果を表６に示す。
【００６７】
また、成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が１．９超のフッ素含有溶銑予備処理スラグのうち、フッ素溶出量が最小のものは１．３ｍｇ／Ｌであって、フッ素溶出量が最大のものは３．３ｍｇ／Ｌであり、それぞれスラグＧ、スラグＨと名付けた。これらスラグＧとスラグＨを用いて水和固化体を製造し、環境庁告示４６号によってフッ素溶出量を測定した。
【００６８】
更に、フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有溶銑予備処理スラグ、他の原料としてのフッ素不含転炉スラグ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｘ）、並びに、フッ素不含スラグとしてのフッ素不含溶銑予備処理スラグを用い、水和固化体を製造した場合の結果を表７に示す。
【００６９】
更にまた、フッ素含有製鋼スラグとしてのフッ素含有溶銑予備処理スラグ、他の原料としての高炉セメント、フライアッシュ、混和剤、及び水（原料Ｚ；なお、総質量が１００質量％に満たない場合は、フッ素不含スラグとしてフッ素不含溶銑予備処理スラグを添加し、総質量が１００質量％になるように調整した。）を用いて水和固化体を製造した場合の結果を表８に示す。なお、高炉セメントの一部を、フッ素を含有しないフッ素不含転炉スラグで置き換えて、水和固化体を製造した場合の結果を併せてこの表８に示す。
なお、上記の表５〜表８において、発明例はフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下となって課題が解決できた場合であり、また、比較例はフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ超となって課題が解決できなかった場合である。
【００７０】
【表５】
2015231935.tif 000007
【００７１】
【表６】
2015231935.tif 000008
【００７２】
【表７】
2015231935.tif 000009
【００７３】
【表８】
2015231935.tif 000010
【００７４】
〔比較実施例１〕
本発明の対象となるフッ素含有製鋼スラグの成分組成の範囲から外れた成分組成を有するフッ素含有二次精錬スラグについて、環境庁告示４６号に従ってフッ素溶出量を測定した。
ここで、フッ素含有二次精錬スラグの成分組成は、ＣａＯ成分４１質量％、ＳｉＯ2成分１４質量％、Ａｌ2Ｏ3成分１３質量％、ＭｇＯ成分５質量％、ｔ−Ｆｅ成分１７質量％、及びＦ成分０．５４質量％であって、ＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が３．２であり、フッ素溶出量が３．８ｍｇ／Ｌであった。
成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が３．２であって１．９超なので、フッ素溶出量が１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ未満と予想されたが、実際のフッ素溶出量は３．８ｍｇ／Ｌであった。
【００７５】
〔比較実施例２〕
また、成分組成が本発明の範囲から外れたフッ素含有転炉スラグについて、比較実施例１の場合と同様に、環境庁告示４６号に従ってフッ素溶出量を測定した。
ここで、フッ素含有転炉スラグの成分組成は、ＣａＯ成分４５質量％、ＳｉＯ2成分１４質量％、Ａｌ2Ｏ3成分５質量％、ＭｇＯ成分７質量％、ｔ−Ｆｅ成分１５質量％、及びＦ成分１．０質量％であって、ＣａＯ成分とＡｌ2Ｏ3成分との成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が９．０であり、フッ素溶出量が４．３ｍｇ／Ｌであった。
成分組成比（ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3）が９．０であって１．９超なので、フッ素溶出量が１ｍｇ／Ｌ以上３．５ｍｇ／Ｌ未満と予想されたが、実際のフッ素溶出量は４．３ｍｇ／Ｌであった。
このように、フッ素を含有する製鋼スラグの成分組成が本発明の範囲から外れる場合には、当該製鋼スラグに対して本発明を適用することができない。
【図１】
2015231935.tif 000011
【図２】
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【図３】
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