(57)【要約】  本発明は建築材料の製造方法に関わるものであり、具体的には石油精製で生じた石油残渣の燃焼脱硫を経て生じる工業廃棄物残渣の処理方法である。石油残渣の燃焼脱硫後形成される工業廃棄物残渣に対する根本的な処理・応用が今までずっと得られなかった問題を解決し、石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣処理方法を提示した。本発明の主原料は、石油残渣の脱硫後の廃棄物残渣（飛灰や炉底残渣を含む）であり、主原料の中に添加物すなわち希硫酸溶液を加え、加える添加物の量は主原料中の酸化カルシウムの具体的な含有量と希硫酸溶液の濃度により確定する。この方法は、石油精製で生じる工業廃棄物残渣を根本から応用・処理することができ、また廃棄物の総合利用率を高め、天然資源の使用量を減少させ、循環経済を実現し、省エネルギーと排出削減になり、環境保護に積極的な意義を持ち、同時にレンガやブロックの生産コストを低下させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法、この方法は主原料をドライミックスして均一に攪拌し、その後ゆっくりと添加物を加えてさらに攪拌することにより、主原料と添加物を充分に反応させる。その特徴は：この処理方法の原料および配合は以下の通りである。
（1）主原料：石油残渣の脱硫後の廃棄物残渣、炉底残渣を含む。
（2）添加物：希硫酸溶液、希硫酸溶液の濃度は1％〜20％。
（3）質量配合比：添加物すなわち希硫酸溶液と主原料の質量比は0.06〜0.6。
【請求項２】
請求項１に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：主原料が100％炉底残渣である。
【請求項３】
請求項１に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：主原料は飛灰と炉底残渣により構成され、このうち飛灰と炉底残渣の質量比は0〜2である。
【請求項４】
請求項１に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：主原料中に石膏を加え、石膏と主原料の質量比は0〜1である。
【請求項５】
請求項１または４に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：反応後の材料を金型に流し込み、振とうして圧縮成型し、型から抜いた後自然乾燥させるとレンガまたはブロックが得られる。
【請求項６】
請求項５に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：添加物を主原料の中に加えた後、さらに2〜10分間攪拌する必要がある。
【請求項７】
請求項５に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：型から抜いた後の自然乾燥させる時間は7〜15日である。
【請求項８】
請求項１に述べる石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣の処理方法に基づき、その特徴は：主原料中にパーライト粒子または砂を加え、パーライト粒子または砂と主原料の質量比は0〜4である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築材料の製造方法に関わるものであり、具体的には石油精製で生じた石油残渣の燃焼脱硫を経て生じる工業廃棄物残渣で、レンガまたはブロックを製造する方法である。
【背景技術】
【０００２】
石油工業の迅速な発展に伴い、我が中国は相次いで多くの大型精油所を建設した。精油所において、石油は何通りもの加工プロセスを経た中から製品として精製され、最終的にアスファルトが得られた後石油残渣が形成され、石油残渣は燃焼脱硫後、工業廃棄物残渣を形成する。燃焼脱硫後の工業廃棄物残渣は二種類に分かれる。一つは煙道ガスがサイクロンで分離されることにより、一般に「飛灰」となり、その粒子は比較的細かく、密度は相対的に大きめである。もう一つは焙焼炉に沈殿してできたもので、「炉底残渣」といわれ、炉底残渣の粒子は比較的大きい。毎年我が国の製油所は、上述の工業廃棄物残渣を大量に生み出している。このうち飛灰は一般に海や溝の埋立てに用いられ、炉底残渣はセメント生産の際の添加物とすることができるが、使用量は大変小さく、一般にセメント1トンを生産する材料のうち、燃焼脱硫後の廃棄物残渣中の炉底残渣が占める重量は約5％しかない。しかも実際の攪拌の過程で配合を修正しなければならないため、上述の二種類の工業廃棄物残渣の処理と応用問題は、ずっと根本的な解決がなされておらず、これが大きな空間を占め、環境汚染を引き起こし、また資源の浪費をも引き起こしていた。
【０００３】
［発明の内容］
本発明の目的は、今までずっと石油残渣の燃焼脱硫後形成される工業廃棄物残渣が根本的に処理・応用できなかったのを解決することにあり、この工業廃棄物残渣を利用してレンガまたはブロックを製造する方法を提示した。この方法により、石油精製で生じる工業廃棄物残渣を実際に処理・応用することができ、同時に環境保護と省エネルギーに積極的な効果をもたらす。
【０００４】
本発明は、以下の技術案を用いて実現される。石油残渣の脱硫後の廃棄物残渣の処理方法、この方法は主原料をドライミックスして均一に攪拌し、その後ゆっくりと添加物を加えて再び攪拌することにより、主原料と添加物を充分に反応させる。ここでこの処理方法の原料および配合は以下の通りである。
（1）原料：石油残渣の脱硫後の廃棄物残渣、炉底残渣を含む。
（2）添加物：希硫酸溶液、希硫酸溶液の濃度は1％〜20％。
（3）質量配合比：主原料100％、添加物すなわち希硫酸溶液と主原料の質量比は0.06〜0.6。
ここでの主原料はすべて炉底残渣であっても、飛灰と炉底残渣で構成されていてもよく、飛灰と炉底残渣の質量比は0〜2である。
【０００５】
本発明中、添加物を主原料の中に加えた後、さらに2〜10分間攪拌して、主原料と添加物を充分に反応させる必要がある。反応した後の材料を金型に流し込み、振とうして圧縮成型し、型から抜き出した後、自然乾燥させればレンガまたはブロックが得られる。型から抜き出した後の自然乾燥日数は7〜15日で、夏季の自然乾燥の日数は冬季より短くなる。
【０００６】
このほか、主原料中に石膏を加えることもでき、その場合石膏と主原料の質量比は0〜1で、主原料と添加物を充分反応させた後に得られた材料を金型に流し込み、振とうして圧縮成型し、型から抜き出せば石膏ブロックが形成される。
【０００７】
また、主原料中に砂またはパーライト粒子を加えることもでき、その場合砂と主原料の質量比は0〜4で、加える砂またはパーライト粒子の質量が比較的小さい場合、すなわち主原料質量の0％〜10％を占める場合、ブロックの中空率を高めることができる。加える砂またはパーライト粒子の質量が比較的大きい場合、すなわち主原料質量の2〜4倍である場合、主原料、砂またはパーライト粒子と添加物を充分反応させた後の材料は、壁のプラスター・モルタルとすることができる。
【０００８】
本発明の有益な効果は以下の通りである。飛灰と炉底残渣の主要成分は無水硫酸カルシウムCaSO4であり、その次が酸化カルシウムCaOであることにより、飛灰と廃棄物残渣に添加物すなわち希硫酸溶液を加えた後、酸化カルシウムCaOがまず希硫酸溶液中の水と反応を起こし、一定のアルカリ性を持つようになり、かつこの物質の性質が非常に不安定であるため、希硫酸溶液中の硫酸H2SO4と中和反応を起こす。すなわち、
CaO＋H2O＝Ca(OH)2
Ca(OH)2＋H2SO4＝CaSO4・2H2O
上述の化学反応により、材料中のCaSO4・2H2Oすなわち石膏の含有量は75％以上に達することができる。加える希硫酸溶液の質量および希硫酸溶液の濃度をコントロールすることにより、工業廃棄物残渣の酸化カルシウムCaOを完全に中和せず、10％〜20％のCaOがまだ廃棄物残渣に残っている状態にする、あるいは酸化カルシウムCaOを完全に中和させることができる。希硫酸溶液の具体的な添加量は硫酸溶液の濃度と工業廃棄物残渣中のCaOの具体的な含有量に基づき確定する必要がある。材料中に10％〜20％のCaOが残っている場合、製造するレンガまたはブロックの圧縮強度と水に対する耐浸食性を高めることができる。工業廃棄物残渣中の酸化カルシウムCaOを完全に中和させた場合、最終的に形成されるブロックの圧縮強度は比較的低く、各方面の性能がいずれも一定の影響を受けることになる。
【０００９】
廃棄物残渣中のMgOも、添加物中の硫酸H2SO4と反応してMgSO4を生成するが、MgOは廃棄物残渣中の含有量が非常に少ないため、材料の安定性に対してそれほど大きな影響はない。また廃棄物残渣中のその他の成分はすべて800℃の高温を経て製造され、安定性が比較的高く、しかも含有量は比較的少なく、硫酸H2SO4と反応を起こすことはないため、石膏建材の強度と安定性にそれほど大きな影響はない。
【００１０】
実験により、石油残渣の燃焼脱硫後の廃棄物残渣を本発明の方法で処理した後に製造される中空ブロックは、比較的高い耐折・圧縮強度を持ち、同時に石膏建材の通気性・耐水性を持つ。しかもこのブロックは吸水後の強度損失が小さく、かつ質量が軽く、密度が700kg/m3を超えず、特に主原料にパーライト粒子を加えると、ブロックの中空率を45％にできることが証明されている。従って、この方法を利用して製造したレンガまたはブロックは軽質の建築材料となる。実際の検査により、廃棄物残渣で本発明の方法を用いて製造したレンガまたはブロックは、圧縮強度の平均値が10.2MPaにまで上り、内部被曝指数IRaは0.2、外部被曝指数Iγは0.5、相対水分量は33％であることが証明されており、いずれも規定の技術要求に達している。
【００１１】
これ以外に、主原料中に石膏を加えて製造した石膏ブロックは、凝結始発時間が短く、強度が高い。主原料中に砂またはパーライト粒子を加えて製造したプラスター・モルタルは強度が比較的高く、クラックが生じにくく、しかも付着力が比較的強い。さらに重要なのは、本発明の提供する方法により、精製企業に生じる工業廃棄物残渣の処理・応用問題を根本から解決し、同時に廃棄物の総合利用率を高め、天然資源の使用量を減少させ、循環経済を実現し、省エネルギーと排出削減になり、環境保護に積極的な意義を持つことであり、投資を節約し、建築用レンガまたはブロックの生産コストを下げることである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
［具体的な実施方式］
石油残渣の燃焼の際は、石油残渣のみを燃焼させることも、その中に炭素を加えて燃焼させることもでき、しかも石油中に含まれる硫黄分の違いにより、脱硫の際にその中に加える酸化カルシウムCaOの量を変えるため、毎回形成される飛灰および炉底残渣中の各成分の含有量は異なる。仮に石油残渣の燃焼の際に炭素を加えない場合、計算により得られる燃焼後の飛灰中の各成分含有量の理論値は：
2011502754.tif 000002
炉底残渣中の主要成分および各成分の含有量の理論値は、下表に示す通りである。
2011502754.tif 000003
【００１３】
乾燥粉末状態にある飛灰および炉底残渣を、重量比7：10の割合に従って混ぜ合わせた後、飛灰および炉底残渣が主原料を構成し、さらに主原料質量の1.5％を占める砂を加え、飛灰・炉底残渣と砂をドライミックスして機器により均一に攪拌し、攪拌し続ける過程において主原料に添加物、すなわち濃度8％の希硫酸溶液を加え、かつ加える希硫酸溶液の質量はおおむね主原料総重量の40％とし、希硫酸溶液を加える過程と同時に攪拌速度を上げる。添加物を加えた後5分間程度攪拌を続け、添加物と主原料を充分反応させる。反応後の主原料中には15％程度のCaOが、反応後形成される材料の中に残る。
【００１４】
攪拌が終了したら、形成された湿性材料をブロック製造機の金型に流し込む。この材料の凝結始発時間は2時間であるため、材料の凝結始発の前に、湿性材料を振とうし圧縮成型することにより、各種形状のブロックを製造する。ブロックの凝結始発後、型から抜き出して7〜15日程度自然乾燥させ、中の水分を揮発させることにより、軽質で環境にやさしい優れた建材が製造できる。夏季には自然乾燥に要する時間はより短くなる。
【００１５】
廃棄物残渣と硫酸の反応においても、以下のプロセスにより完了できる。すなわちまず廃棄物残渣中に水を加え、均一に攪拌し、水と廃棄物残渣中のCaOを充分に反応させた後、硫酸H2SO4を加える。この方法でもレンガまたはブロックを製造できるが、硫酸が廃棄物残渣と均一に反応できないため、製造されるレンガまたはブロックの性能が不安定であるという欠陥が存在し、しかもこの方法はプロセスが複雑で、工業化生産には適さない。
【００１６】
本実施例においては、飛灰と炉底残渣中の各成分含有量の理論値のみを出したが、実際の生産においては燃焼時に加える炭素の重量および石油中に含まれる硫黄分が異なるため、飛灰と炉底残渣中の各成分含有量（特に飛灰）はつねに変化する。従って、本発明の技術案を実施する際には、まず飛灰と炉底残渣の各成分含有量、特に酸化カルシウムCaOの含有量を確定しなければならず、それから酸化カルシウムCaOの含有量に基づき、使用する希硫酸溶液の質量を確定する。一般的な状況において、主原料中の飛灰と炉底残渣の質量比が0〜0.7の間である場合、製造されるレンガまたはブロックの各方面の性能が最もよく、このとき、加える希硫酸溶液の濃度は5％〜10％が最良で、その質量は主原料の総重量のおおむね35％〜40％である。もちろん希硫酸溶液の濃度を高めて、硫酸H2SO4と工業廃棄物残渣中のCaOを充分に反応させることもできるが、製造されるレンガまたはブロックの強度および硬度はやや悪くなる。
【００１７】
上に述べた通り、石油残渣は燃焼時に一定量の炭素を加えるため、飛灰と炉底残渣中の未燃焼炭素の含有量はそれに伴い増加するが、加える炭素の質量は、一般に石油残渣の総重量の50％を超えることはない。実験により、未燃焼炭素の含有量が増えるに伴い、製造されるレンガまたはブロックの圧縮強度には、確かに一定の影響が及ぼされるが、加える炭素が石油残渣の総重量の50％である時、圧縮強度はやはり5MPa以上を保証できることが証明されている。
【実施例２】
【００１８】
主原料中に、主原料質量の20％を占める石膏を加え、主原料と石膏を攪拌し続け、均一に混ぜ合わせた後、一定量の添加物すなわち希硫酸溶液を加え、引き続き2〜10分間攪拌し、主原料と添加物を充分に反応させ、攪拌が終わったら、形成された湿性材料をブロック製造機に流し込む。加えた石膏が凝固促進効果を持つため、この材料の凝固始発時間は15分間であり、材料が凝固始発する前に、湿性材料に対する振とうと圧縮成型により、各種形状のブロックを製造し、ブロックの凝固始発後、型から抜いて自然乾燥させれば、石膏ブロックが製造される。
【００１９】
この石膏ブロックの特徴は、凝固始発時間が比較的短く、しかも強度が比較的高いことである。主原料中に加えた石膏の量が多いほど、凝固始発時間は短くなるため、加える石膏の量は凝固始発時間に基づき確定することができる。その他は実施例1と同じである。
【実施例３】
【００２０】
主原料中に砂を加え、砂の質量は主原料の質量の2倍とし、主原料と砂を攪拌し続け、均一に混ぜ合わせた後、一定量の添加物すなわち希硫酸溶液を加え、引き続き攪拌し、主原料と添加物を充分に反応させる。攪拌が終わった後に形成される湿性材料は、壁のプラスター・モルタルとすることができ、このプラスター・モルタルの強度は比較的高く、セメントに相似しており、しかもクラックが生じにくく、付着力がセメントより強い。その他は実施例1と同じである。
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月12日(2010.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油コークスの焼成および脱硫から発生する残渣を処理するために使用される方法で、この方法は次から成る：
主要材料を混合および攪拌すること、
混合および攪拌の後、主要材料への添加剤を添加すること、および
添加の後、混合物を少なくとももう一度攪拌し、それによって主要材料と添加剤の間で完全に反応できるようにするが、ここで（i）主要材料は、少なくともボトムスラグを含む残渣である脱硫した油糟から発生する残渣を有し、（ii）添加剤は1%〜20%の濃度の希硫酸溶液であり、（iii）主要材料に対する添加剤の比率は0.06〜0.6である。
【請求項２】
主要材料が、100%、ボトムスラグを有する、請求項１の方法。
【請求項３】
主要材料が飛灰およびボトムスラグで0〜2の比率を有する、請求項１の方法。
【請求項４】
主要材料に石膏を添加し、ここにおいて主要材料に対する石膏の比率が0〜1であることをさらに有する、請求項１の方法。
【請求項５】
（i）反応後の物質を型に流し込み、（ii）型を振動させて、（iii）乾燥後に形成されたレンガを型から取り除くことによって、反応後の物質からレンガを形成することをさらに有する、請求項１の方法。
【請求項６】
（i）反応後の物質を型に流し込み、（ii）型を振動させて、（iii）乾燥後に形成されたレンガを型から取り除くことによって、反応後の物質からレンガを形成することをさらに有する、請求項４の方法。
【請求項７】
主要材料に添加剤を添加した後、混合物を2〜10分間攪拌する、請求項５の方法。
【請求項８】
主要材料に添加剤を添加した後、混合物を2〜10分間攪拌する、請求項６の方法。
【請求項９】
乾燥時間が7〜15日間である、請求項５の方法。
【請求項１０】
乾燥時間が7〜15日間である、請求項６の方法。
【請求項１１】
主要材料にパーライト粒子または砂の粒子の1つを添加し、主要材料に対する粒子の比率が0〜1である、請求項１の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一種の建設資材を生産する方法に関し、またさらに特定すれば、石油精製による石油コークスの焼成および脱硫から生成される産業廃棄物を処理するために使用される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
中華人民共和国では、石油産業の急速な発展に伴い、多くの大型石油精製所が順調に建設されてきた。石油精製所では、商業用石油は、多くの処理サイクル中に原油から精製され、最終的には石油コークスができる。産業廃棄物は、石油コークスの焼成および脱硫から発生する。産業廃棄物は2つの種類に分けられる。1つは一般に飛灰と呼ばれ、遠心分離機による噴煙で分離されるが、小粒子大の大きさで、比較的密度が高い。もう1つはボトムスラグ（鉱滓）と呼ばれ、仮焼炉で沈殿し、粒子の大きさはより大きい。毎年、大量の産業廃棄物が石油精製所で発生する。飛灰は、埋立地または海に廃棄することができる。ボトムスラグは、セメントを製造するための添加剤として使用することができるが、ボトムスラグの使用量は非常に少ない。一般に、セメントを製造するために必要な1トンの材料のうち、ボトムスラグはわずか5%を構成するにすぎず、また、実際の攪拌プロセスにおいて処方を修正する必要がある。従って、上記の2種類の産業廃棄物の処理および活用に関する問題は解決されておらず、これが大規模な空間占拠（陸または海の埋立て）、環境汚染、および資源の浪費につながっている。
【発明の概要】
【０００３】
発明の要約
本発明は、一種の建設資材を生産する方法に関し、またさらに特定すれば、石油精製による石油コークスの焼成および脱硫から発生する産業廃棄物を処理するために使用される方法に関する。本発明は、石油コークスの焼成および脱硫から発生する産業廃棄物が、長期間、完全に処理および活用され得ないという問題を解決し、石油コークスの焼成および脱硫から発生する残渣を処理する方法を規定する。本発明の主要材料は、石油コークスの焼成および脱硫から発生する残渣であり、これには飛灰およびボトムスラグを含む。希硫酸溶液の添加剤を主要材料に加えるが、添加剤の量は主要材料に含まれる酸化カルシウムの含有量および希硫酸溶液の質量パーセント組成に左右される。本方法は、石油精製により発生する産業廃棄物の完全な活用および処理を可能にし、同時に残渣の包括的な活用を向上させ、天然資源の使用を低減し、景気循環、省エネおよび出力抑制を実行し、環境保護に積極的な意義を持ち、その一方でレンガまたはレンガ積みの生産費用を削減するようになる。
【０００４】
発明の詳細な説明
本発明は、石油コークスの焼成および脱硫後に、長期間、処理および活用ができない産業廃棄物の問題を解決することを目的としており、この種の産業廃棄物を使ったレンガまたはレンガ積みの製造方法を規定する。本方法によって石油精製から発生する産業廃棄物の実際の処理および活用が可能になり、同時に環境保護および資源保全に好ましい影響を与える。
【０００５】
本発明は、次の技術的解決策、すなわち、脱硫した石油コークスから発生する残渣を処理するために使用される方法によって実行される。1つの方法に基づき、主要材料を混ぜ、添加剤を加える前に攪拌し、そしてもう一度攪拌して、主要材料と添加剤の間で完全に反応できるようにする。原料および方法の処方は次のとおりである：
【０００６】
A：原料：ボトムスラグを含む、脱硫した油糟から発生する残渣、
【０００７】
B：添加剤：質量パーセント組成が1%〜20%の希硫酸溶液、
【０００８】
C：分量：主要材料の分量は100重量パーセントで、主要材料に対する添加剤の分量は0.06〜0.6である。
【０００９】
主要材料はすべてボトムスラグであってもよく、または飛灰とボトムスラグから構成されていてもよい。後者に対する前者の比率は0〜2である。
【００１０】
本発明に基づき、主要材料に添加剤を加えた後は、攪拌時間は2〜10分で、これによって主要材料と添加剤を完全に反応させることができる。その後、反応後の材料を型に流し、振動させ、成形することができる。その後、レンガまたはレンガ積みは、型を抜いた後で自然乾燥させてもよい。型を抜いた後で自然乾燥にかかる時間は、7〜15日間である。夏の自然乾燥の時間は冬よりも短い。
【００１１】
さらに、主要材料に石膏を加えることもでき、主要材料に対する石膏の比率は0〜1である。主要材料と添加剤の完全反応から発生する物質を、その後型に流し込み、振動させ、成形する。型を抜いた後で石膏のレンガ積みが形成される。
【００１２】
主要材料に砂またはパーライトの粒子を加えることもでき、主要材料に対する砂の比率は0〜4である。添加された砂またはパーライトの粒子の分量が0〜0.1のように少量の場合は、レンガ積みの中空比が改善される場合がある。分量の比率が2〜4など比較的分量が多い場合は、主要材料、砂またはパーライトの粒子および添加剤の完全反応から発生する物質は、レンガの間に使用する漆喰として使用することができる。
【００１３】
本発明の効果は次のとおりである：飛灰およびボトムスラグの主成分は硫酸カルシウムであり、少なくとももう1つの別の成分は酸化カルシウムである。希硫酸溶液の添加剤を飛灰および残渣に加えると、まず酸化カルシウムが希硫酸溶液に含まれる水分と反応して、アルカリ物質、すなわち水酸化カルシウムを生成する。アルカリ物質は特性が不安定であり、そのため希硫酸溶液の硫酸と中和反応を起こす。すなわち：
CaO ＋ H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 ＋ H2SO4 → CaSO4・2H2O
【００１４】
上記の化学反応後、材料に含まれる石膏、すなわち硫酸カルシウムの含有量は約75%に達する。添加した希硫酸溶液の量および濃度を制御することにより、産業廃棄物の酸化カルシウムは完全に中和されない。つまり約10%〜20%の酸化カルシウムは、依然として残渣に含まれたままとなる。しかしながら、制御しない場合は、酸化カルシウムは完全に中和される。添加する希硫酸溶液の量は硫酸溶液の濃度と産業廃棄物に含有される酸化カルシウムの含有量に左右される。10%〜20%の酸化カルシウムが材料に保たれると、レンガまたはレンガ積みの圧縮強度および耐水性が向上する可能性がある。しかしながら、産業廃棄物に含有される酸化カルシウムが完全に中和されると、最終的に形成されるレンガまたはレンガ積みの圧縮強度は比較的低く、これは様々な性能基準にマイナスの影響を与えることになる。
【００１５】
硫酸マグネシウムは、残渣中の酸化マグネシウムと添加物としての硫酸の反応によって発生する。しかしながら、残渣中に含まれる非常に少量の酸化マグネシウムは物質の安定性にほとんど影響を及ぼさない。同時に、残渣中に含有されるその他の成分が、約800℃の高温での焼き付けによって発生するが、これは安定性が高く、また含有量は低く、硫酸と反応することはない。従って、石膏、すなわち水酸化カルシウムの強度および安定性にほとんど影響を及ぼさない。
【００１６】
試験により、本発明の方法を用いて石油コークスの焼成および脱硫から発生する残渣を処理することにより造られた中空のレンガ積みは、非常に高い破断強度および圧縮強度を備え、同時に石膏の通気性および耐水性を備えていることが実証された。レンガ積みは、吸水後でさえも強度損失は非常に低く、軽量であり、その密度は立法メートルあたり700キログラムを超過しない。特に、パーライト粒子を主要材料に添加した後は、レンガ積みの中空比は45%に達する。従って、本方法を用いて製造されたレンガまたはレンガ積みは軽量建材と呼ばれている。実際の試験では、本発明の実施態様に従う方法を用いて残渣から造られたレンガまたはレンガ積みは、10.2MPaの平均圧縮強度を備えていることを実証した。それらの内部被爆係数は0.2で、外部被爆は0.5であり、相対水量比は33%で、これら全てが特定の技術的要件に達した。
【００１７】
さらに、主要材料に石膏を添加することで造られた石膏のレンガ積みは、初期凝結時間が短く、強度が高い。主要材料に砂またはパーライトの粒子を添加することで造られた漆喰は、非常に強度が高いためひび割れしにくく、比較的強度の粘着性を備えている。本方法による利点は次のとおりである：石油精製で生成された廃棄物残渣の処理および本質的な活用、活用率の向上、天然資源の使用量の低減、レンガおよびブロックの生産コストの削減、エネルギー資源の節約、さもなければ埋立地または海に廃棄される廃棄物の減少、および環境保護。
【実施例１】
【００１８】
具体的な実施方法
石油コークスを焼成する際に、石油コークスのみ焼成するか、または石油コークスに炭素を添加してから焼成する。油に含まれる硫酸の含有量が変化するため、脱硫時に添加される酸化カルシウムの含有量も変化する。従って、飛灰およびボトムスラグに含有される成分の含有量は毎回異なる。石油コークスを焼成する際に炭素が添加されない場合、飛灰に含有される各成分の含有量の理論値は計算によれば次のとおりである：
2011502754.tif 000004
ボトムスラグに含有される各成分の含有量の理論値は次のとおりである：
2011502754.tif 000005
【００１９】
1つの方法に基づき、飛灰およびボトムスラグ（乾燥粉末の形態で）を7対10の比率に従って混ぜると、これは混合されると主要材料を形成する。その後、1.5質量パーセントの砂を主要材料に添加し、飛灰、ボトムスラグおよび砂を混ぜ機械で攪拌する。攪拌の過程で、8%の希硫酸溶液の添加剤を主要材料に加えるが、主要材料に対する溶液の分量は40%である。攪拌速度は希硫酸溶液を添加する過程で増加されるべきである。添加剤と主要材料を完全に反応させるためには、添加剤を加えた後、約5分間の攪拌が必要である。反応後、15質量パーセントの酸化カルシウムが形成物質中に保たれる。
【００２０】
攪拌が終了した後、形成された湿潤材料をレンガプレスの型の中に流し込む。湿潤物質には2時間の初期凝結時間がかかるため、物質の初期凝結の前に、湿潤物質を振動させ成形することによって、様々なレンガ積みが造られるべきである。いったんレンガ積みが初期凝結し始めると、型の中で凝結することができ、自然乾燥には7〜15日の期間が必要である。結果として、軽量で環境にやさしく高品質の建材が形成される。夏の自然乾燥の時間は比較的短い。
【００２１】
残渣と硫酸の反応もまた次の先行技術による手順で完了することができる。まず、残渣に水を加え、水と残渣に含有される酸化カルシウムを完全に反応させるよう均一に攪拌する。その後、硫酸を加える。硫酸と残渣の不均一な反応のため、本方法に従って造られたレンガまたはレンガ積みには、性能が不安定だという欠陥がある。本方法の手順は非常に複雑なため、工業生産には不適切である。
【００２２】
本実施例においては、飛灰およびボトムスラグに含有される各成分の含有量の理論値のみが提示されている。しかしながら、実際の生産の過程では、焼成時に添加する炭素の重量が異なり、油中に含まれる硫酸の含有量が異なるため、飛灰およびボトムスラグの各成分の含有量は、特に飛灰について、変化する。従って、本発明の技術プロトコルを実施するに際して、飛灰およびボトムスラグの各成分の含有量、特に酸化カルシウムの含有量をまず特定するべきである。次に、希硫酸溶液の量は酸化カルシウムの含有量に左右される。一般に、主要材料中のボトムスラグに対する飛灰の分量が 0〜0.7の場合、造られたレンガまたはレンガ積みは最高の性能を備えるようになる。その時点で、添加する希硫酸溶液の濃度は5%〜10%が最適であり、主要材料に対する硫酸の量は約35%〜40%である。産業廃棄物中の硫酸と酸化カルシウムを完全に反応させるよう希硫酸溶液の濃度を増すと、造られたレンガまたはレンガ積みの強度および硬度は低下することになる。
【００２３】
上記のとおり、石油コークスを焼成する際にある分量の炭素が添加されるため、飛灰およびボトムスラグ中の未燃炭素の含有量も増加する。しかしながら、添加される炭素の量は50質量パーセントを超過することはない。試験は、未燃炭素の含有量の増加は造られたレンガまたはレンガ積みの圧縮強度に影響を及ぼすことを実証した。しかし、石油コークスに添加される炭素の量が50%であっても、圧縮強度は5MPaを超過することが保証される。
【実施例２】
【００２４】
20質量パーセントの量の石膏を主要材料に添加する。主要材料および石灰を均一に混合するように攪拌する。ある分量の希硫酸溶液の添加剤を流し込んだ後、主要材料と添加剤を完全に反応させるために、2〜10分間、攪拌を継続する。攪拌が終了した後、形成された湿潤材料をレンガプレスの型の中に流し込む。添加された石膏の凝縮状態のため、物質の初期凝結時間は15分間である。物質の初期凝結の前に、湿潤物質を振動させ成形することによって、様々なレンガを造ることができる。レンガ積みの初期凝結の後、型を抜き、自然乾燥させることにより、石膏レンガ積みが造られる場合がある。
【００２５】
石膏のレンガ積みの特性は、初期凝結時間が短いことと高強度であることである。主要材料に添加された石膏の量が多いほど、初期凝結時間は短い。従って、添加する石膏の量は、初期凝結時間に左右される。その他の特徴は、実施例１と同じである。
【実施例３】
【００２６】
主要材料に砂を添加するが、ここで砂の分量は主要材料の分量の2倍である。主要材料および砂を均一に混合するように攪拌する。ある分量の希硫酸溶液の添加剤を流し込んだ後、主要材料と添加剤を完全に反応させるために、攪拌を継続する。攪拌終了後に形成した湿潤物質をレンガの間に使用する漆喰として使用することができ、これはセメント同様に高強度を備えて、すなわち、ひび割れしにくく、またセメントよりもより強度の粘着性を備えている。その他の特徴は、実施例１と同じである。
【国際調査報告】
2011502754.tif 000006
2011502754.tif 000007
2011502754.tif 000008
2011502754.tif 000009