(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン化合物を２０〜９０質量％及び石膏を１０〜８０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成り、
前記リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物である鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。
【請求項２】
リン化合物を２０〜９０質量％及び石膏を１０〜８０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成り、
前記リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物と水酸化アパタイトである鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。
【請求項３】
前記リン化合物が、前記リン酸水素カルシウム二水和物／前記水酸化アパタイト＝６０／４０〜９５／５（質量比）の割合で含有するものである請求項２記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。
【請求項４】
前記リン化合物を３０〜５０質量％及び前記石膏を５０〜７０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。
【請求項５】
前記石膏が半水石膏及び／又は二水石膏である請求項１〜４のいずれか一項に記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤に関する。環境保全の観点から、フッ素不溶化剤を用いて、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することが行なわれる。本発明は、かかる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤として、カルシウムシリケート系を主体とするＡＯＤ還元期スラグを用いる例（特許文献１参照）、非酸化物系カルシウム化合物とフライアッシュを用いる例（特許文献２参照）、固体状リン酸アルカリ（土類）金属塩を酸性溶液に溶解させたものを用いる例（特許文献３参照）、製鋼スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を２．０以下とする例（特許文献４参照）、酸化マグネシウム組成物を用いる例（特許文献５参照）等、各種が知られている。しかし、これら従来の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤には、もともと鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することが不充分であったり、また鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することに時間がかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２６９０８号公報
【特許文献２】特開２００９−６７６４６号公報
【特許文献３】特開２００９−１８９９２７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３８０５３号公報
【特許文献５】特開２０１３−１６３６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、リン化合物を２０〜９０質量％及び石膏を１０〜８０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成ることを特徴とする鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤に係る。
【０００６】
本発明に係る鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤（以下、本発明のフッ素不溶化剤という）は、路盤材、コンクリート用骨材、土壌改良材等として利用される高炉スラグや製鋼スラグのような鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減するために用いるものである。なかでも、本発明に係るフッ素不溶化剤は、製鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減する場合に効果の発現が高い。
【０００７】
本発明のフッ素不溶化剤はリン化合物と石膏を含有して成るものであるが、リン化合物を２０〜９０質量％、石膏を１０〜８０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものであり、好ましくはリン化合物を３０〜７０質量％、石膏を３０〜７０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものであり、より好ましくはリン化合物を３０〜５０質量％、石膏を５０〜７０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成るものである。
【０００８】
本発明のフッ素不溶化剤は、リン化合物と石膏を含有して成るものである。リン化合物としては、リン酸塩、リン酸二水素塩、リン酸一水素塩、メタリン酸塩等が挙げられ、この場合の塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられるが、リン酸水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ、以下ＤＣＰＤという）が好ましく、ＤＣＰＤと水酸化アパタイト（以下、ＨＡＰという）との混合物がより好ましい。リン化合物としてＤＣＰＤとＨＡＰとの混合物を用いる場合、双方の割合は、ＤＣＰＤ／ＨＡＰ＝６０／４０〜９５／５（質量比）とすることが好ましく、ＤＣＰＤ／ＨＡＰ＝８０／２０〜９０／１０（質量比）とすることがより好ましい。
【０００９】
本発明のフッ素不溶化剤において、ＤＣＰＤとしては、工業用の他に、化粧品用、食品添加物用、医薬品用等、各種のグレードのものが市販されているので、それらを使用することができるが、別に製造したものを使用することもできる。ＤＣＰＤは、工業的には一般に、消石灰の水分散液とリン酸とを、ｐＨ４〜５に調整した水系媒体中で反応させることにより製造され、かかる反応に際して各種の添加剤を用いる方法も知られているので（特開昭６３−２１５５０５号公報、特開平６−１９１８０８号公報、特開平６−２９８５０５号公報、特開平７−２５０４号公報、特開平７−１０５１１号公報、特開平８−１６５１０８号公報等）、これらの従来法により製造したものを使用することもできる。
【００１０】
また本発明のフッ素不溶化剤において、ＨＡＰとしては、これも天然由来のものや化学的に合成したもの等、各種のグレードのものが市販されているので、それらを使用することができるが、別に製造したものを使用することもできる。ＨＡＰは、工業的には一般に、カルシウム塩の水溶液、例えば硝酸カルシウムの水溶液とリン酸の水溶液とを混合し、ｐＨを８〜９程度に調整することにより製造されているので、かかる従来法により製造したものを使用することもできる。
【００１１】
本発明のフッ素不溶化剤において、ＤＣＰＤは結晶質のものであるが、ＨＡＰには結晶質のものと非晶質のものとがある。かかる結晶性については、Ｘ線回析（ＸＲＤ）、走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ観察）等により確認することができる。本発明のフッ素不溶化剤において、ＨＡＰとしては、非晶質のものが好ましい。結晶質のＨＡＰを使用する場合よりも高性能のフッ素不溶化剤となるからである。
【００１２】
更に本発明のフッ素不溶化剤において、石膏としては、半水石膏、二水石膏、無水石膏、これらの混合物等を使用することができるが、使用上の便宜及び経済性の点で半水石膏及び／又は二水石膏が好ましく、加えて効果の発現の点で、半水石膏がより好ましい。尚、この場合の半水石膏や二水石膏には、石膏ボード等の廃材である廃石膏から製造されるものも含まれる。
【００１３】
前記の石膏に代えて、他のカルシウム化合物、例えば炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等を使用することも考えられるが、これらでは、石膏を使用する場合のような効果は得られない。
【００１４】
本発明のフッ素不溶化剤は、例えば市販のＤＣＰＤと市販のＨＡＰと市販の半水石膏及び／又は廃石膏とを前記したような特定の割合で混合することにより製造することができるが、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）とリン酸（Ｈ３ＰＯ４）とを水系媒体中にて反応させ、その反応生成物に廃石膏を混合することにより製造することもできる。
【００１５】
鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減するため、鉄鋼スラグに本発明のフッ素不溶化剤を用いる方法としては、鉄鋼スラグを得るときの水砕処理時に本発明のフッ素不溶化剤を加える方法、本発明のフッ素不溶化剤を加えておいた空冷パンに製鋼スラグを受けて空冷する方法、鉄鋼スラグの粉砕物に本発明のフッ素不溶化剤を加えて混合する方法等が挙げられる。鉄鋼スラグに対する本発明にフッ素不溶化剤の使用量は、鉄鋼スラグの性状や物性、フッ素含有量等にもよるが、通常は０．５〜５質量％となる量である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフッ素不溶化剤によると、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等で、％は質量％であり、部は質量部である。
【００１８】
試験区分１
表１に記載した金属組成の製鋼スラグＡを処理対象とした。製鋼スラグＡは電気炉系スラグであり、電気炉から排出された溶融スラグをパンに受けて散水しつつ徐冷した後、破砕し、粉砕して、１００ｍｍ目の篩を通した粉砕物である。表１に記載したかかる粉砕物の金属組成は、蛍光Ｘ線分析値から計算により求めた。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
前記の製鋼スラグＡを５０ｇに、表２に記載した組成のフッ素不溶化剤と、純水５００ｍＬとを加えて、毎分２００回で６時間振とうし、１０分間静置した後、上澄液を濾過して溶出液を得た。この溶出液中のフッ素濃度（ｍｇ／Ｌ）をイオン選択性電極で測定して求めた。結果を表２にまとめて示した。尚、フッ素不溶化剤は、予めＤＣＰＤとＨＡＰを混合しておいたもの（比較例２〜５）、半水石膏のみ（比較例６〜９）、予めＤＣＰＤと半水石膏を混合しておいたもの（実施例１〜４）、又は予めＤＣＰＤとＨＡＰと半水石膏を混合しておいたもの（実施例５〜８）を用いた。また比較例１は、フッ素不溶化剤を用いていない例（ブランク）である。
【００２１】
【表２】
0006453716.tif 000003
【００２２】
表２において、
ＤＣＰＤ＋ＨＡＰ：ＤＣＰＤ／ＨＡＰ＝９０／１０（質量比）の混合物
ＤＣＰＤ＋半水石膏：ＤＣＰＤ／半水石膏＝９０／１０（質量比）の混合物
ＤＣＰＤ＋ＨＡＰ＋半水石膏：ＤＣＰＤ／ＨＡＰ＝９０／１０（質量比）の混合物４０部と半水石膏６０部の割合の混合物
フッ素不溶化剤の添加量（％）：製鋼スラグＡに対するフッ素不溶化剤の添加割合（質量％）
以上は試験区分２の表４においても同じ
【００２３】
試験区分２
表３に記載した金属組成の製鋼スラグＢを処理対象とした。製鋼スラグＢは電気炉系スラグであり、電気炉から排出された溶融スラグをパンに受けて空冷した後、破砕し、粉砕して、１００ｍｍ目の篩を通した粉砕物である。表３に記載したかかる粉砕物の金属組成は、蛍光Ｘ線分析値から計算により求めた。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
前記の製鋼スラグＢを５０ｇに、表４に記載した組成のフッ素不溶化剤と、純水５００ｍＬとを加えて、毎分２００回で６時間振とうし、１０分間静置した後、上澄液を濾過して溶出液を得た。この溶出液中のフッ素濃度（ｍｇ／Ｌ）をイオン選択性電極で測定して求めた。結果を表４にまとめて示した。尚、フッ素不溶化剤は、試験区分１の場合と同様である。また比較例１０は、フッ素不溶化剤を用いていない例（ブランク）である。
【００２６】
【表４】
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【００２７】
表２及び表４の結果からも明らかなように、本発明によると、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる。