(57)【要約】【課題】汚泥のハンドリング性の向上のために副産微粉を有効に利用することにある。【解決手段】１００〜５００℃に加熱処理した後のコンクリート塊Ａをすりもみ処理して骨材Ｂ、Ｄを回収する際に生じる副産微粉を主たる成分とするもので汚泥固化材を構成している。また、汚泥固化材を汚泥に混入して得た固化物としての造粒品をセメント原料の一部として、ロータリーキルン６２の上流側に投入するセメントクリンカーの製造方法を用いている。【選択図】      図１
2004305909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００〜５００℃に加熱処理した後のコンクリート塊をすりもみ処理して骨材を回収する際に生じる副産微粉を主たる成分とすることを特徴とするコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材。
【請求項２】
上記副産微粉は、粒径が１５０μｍ以下に分級されたものであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材を汚泥に混入して得た固化物をセメント原料の一部として、ロータリーキルンの上流側に投入することを特徴とするセメントクリンカーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥や建設汚泥等の流動化した汚泥の固化に用いて好適なコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材およびこの汚泥固化材を使用するセメントクリンカーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源のリサイクルの観点から、解体に伴って廃棄されるコンクリートからセメントや骨材を再生することが行われている。骨材を再生するために、通常、コンクリート廃材を所定の大きさのコンクリート塊に破砕した後、このコンクリート塊を回転式のチューブミルに供給してすりもみ処理を行う。このすりもみ処理により、各コンクリート塊が破砕、摩砕されることから、セメントペーストが取り除かれた粗骨材や細骨材の骨材を得ることができる。また、同時に、セメントペーストが粉砕されたものや骨材の一部が削り取られたものが副産微粉として回収されることになる。
【０００３】
上記再生骨材は、構造用コンクリートの優良な骨材として再利用することができる。
一方、副産微粉については、その主たる用途がいまだ確立しておらず、その用途の開発が強く望まれていた。
【０００４】
そこで、本発明者等は、副産微粉の用途の開発について、鋭意研究を重ねたところ、下水汚泥等の汚泥に混入させて固化させることにより、汚泥のハンドリング性を向上させる上で極めて有効であることを見出すとともに、その固化物をセメント原料として有効に利用することができることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、汚泥のハンドリング性の向上のために副産微粉を有効に利用することのできるコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材、およびこの汚泥固化材を使用したセメントクリンカーの製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材は、１００〜５００℃に加熱処理した後のコンクリート塊をすりもみ処理して骨材を回収する際に生じる副産微粉を主たる成分とすることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材は、請求項１に記載の発明において、上記副産微粉は、粒径が１５０μｍ以下に分級されたものであることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載のセメントクリンカーの製造方法は、請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材を汚泥に混入して得た固化物をセメント原料の一部として、ロータリーキルンの上流側に投入することを特徴としている。
【０００９】
上記のように構成された請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材においては、コンクリート塊を１００〜５００℃の温度に加熱することにより、セメントペーストが均一に脱水脆弱化するので、この加熱後のすりもみ処理により、粗骨材や細骨材からセメントペーストを効率よくきれいに落とすことができるとともに、セメントペーストを主成分とする微細な副産微粉を回収することができる。
【００１０】
そして、この副産微粉は、セメント水和物の脱水物を多く含んでいることから、活性度が高いものとなっている。しかも、加熱すりもみ処理によって多孔質状の表面積が大きなものとなっていることから、吸水性と潜在水硬性とを併せ持ったものとなっている。したがって、加熱すりもみ処理によって得られた副産微粉を主たる成分とする汚泥固化材は、流動的に移動し得る汚泥に混入させることにより、充分大きな強度を有する固化物を得ることができる。これにより、汚泥は、トラック等の搬送手段で搬送するなどの取り扱いが極めて簡単になる。すなわち、汚泥のハンドリング性の向上を図ることができ、そのために副産微粉を有効に利用することができる。
【００１１】
また、副産微粉が多孔質状の表面積の大きなものとなっていることから、汚泥中に含まれるアンモニア等の臭気を吸収することができる利点がある。
【００１２】
なお、コンクリート塊の加熱温度を上記のように１００℃以上に設定したのは、１００℃未満では特にセメントペーストの脆弱化の面で効果が低くなるとともに、脱水に多くの時間がかかるようになるからである。また、５００℃以下に設定したのは、５００℃超の温度ではコンクリート塊中の粗骨材や細骨材が変質や劣化を生じるおそれがあるからである。
【００１３】
請求項２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材においては、１５０μｍ以下に分級した副産微粉を用いているので、セメント水和物の脱水物をより多く含んだ活性度の高いものを得ることができる。したがって、流動化した汚泥をより短時間で、より強度の大きなものに固化させることができる。
【００１４】
なお、例えば９０μｍ以下に分級した副産微粉を用いれば、セメント水和物の脱水物をより多く含み、また例えば３０μｍ以下に分級した副産微粉を用いればさらにセメント水和物の脱水物をさらに多く含んだものを得ることができる。
【００１５】
請求項３に記載のセメントクリンカーの製造方法においては、請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材を用いて固化させた汚泥をセメント原料の一部として、ロータリーキルンの上流側に投入するようにしているので、副産微粉および汚泥をセメント原料として有効に利用することができる。
【００１６】
すなわち、副産微粉には、石灰質原料としての生石灰（ＣａＯ）および珪酸質原料としての二酸化珪素（ＳｉＯ２  ）が多く含まれていることから、これらの反応によって珪酸二石灰（２ＣａＯ・ＳｉＯ２  ）や珪酸三石灰（３ＣａＯ・ＳｉＯ２  ）を確実に生成することができる。しかも、副産微粉をセメント原料として有効に利用することができるので、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００１７】
また、石灰質原料として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３  ）以外の生石灰や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２  ）が多く含まれていることから、脱炭酸による二酸化炭素（ＣＯ２  ）の排出を抑えることができる。しかも、脱炭酸に必要な熱量を抑えることができることから、燃料の燃焼によって生じる二酸化炭素の排出も抑えることができる。そして、燃料の消費量の低減を図ることができることから、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００１８】
一方、汚泥は、ロータリーキルンで焼成後に残る成分がセメント原料の成分に近いため、大量に供給しても、セメントの品質低下を来すことがない。したがって、汚泥の廃棄処分に要する費用の削減や、最終処分場の延命等を図ることができるとともに、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材およびこの汚泥固化材を用いたセメントクリンカーの製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、コンクリート廃材から骨材を回収するための骨材再生設備を示す図であり、図２は、骨材再生設備で発生した副産微粉を分級する微粉分級処理設備を示す図である。
【００２１】
図１において、１はコンクリート塊Ａを加熱するための充填型加熱炉である。この充填型加熱炉１は、円筒炉壁１ａの上部に連続的に供給されるコンクリート塊Ａを一定の温度で所定時間加熱した後、円筒炉壁１ａの下部からテーブルフィーダ（図示せず）を介して連続的に排出するようになっている。加熱は、灯油等を燃焼させることによって生じた熱風を円筒炉壁１ａの下方位置の周囲および中央から供給し、円筒炉壁１ａ内を上昇させることにより行うようになっている。
【００２２】
上記コンクリート塊Ａは、コンクリート建造物の解体に伴って生じたコンクリート廃材を破砕機によって２０〜４０ｍｍに破砕したものである。この破砕機としては、例えば固定歯と可動歯との間にコンクリート廃材を挟んで破砕するジョークラッシャや、高速で回転するハンマーの衝撃力を利用してコンクリート廃材を破砕するハンマークラッシャや、コンクリート廃材を遠心力によって高速で飛散させることにより、すでに周囲に存在するコンクリート塊Ａに衝突させ、その際の衝撃力で破砕する遠心破砕機等の乾式のものが用いられる。
【００２３】
また、コンクリート塊Ａは、最大寸法で５ｍｍ未満のものを篩で排除したものを充填型加熱炉１に投入することが好ましい。すなわち、このように５ｍｍ未満のコンクリート塊Ａを排除することによって、充填型加熱炉１における垂直方向の上方への熱風の通りが良くなり、コンクリート塊Ａが均一の温度に加熱されることになる。なお、必ずしも５ｍｍ未満のコンクリート塊Ｂを廃材Ｃとして排除しなくてもよい。すなわち、５ｍｍとは異なる大きさ未満のコンクリート塊Ｂを排除してもよく、全く排除しなくてもよい。また、コンクリート塊Ａの加熱温度としては、１００〜５００℃に設定することが好ましい。
【００２４】
コンクリート塊Ａの加熱温度を１００〜５００℃に設定したのは、１００℃未満では、コンクリート塊Ａ中のセメントペーストを脆弱化する上で効果が薄いとともに、セメントペースト等の脱水に多くの時間がかかるからである。また、５００℃超の温度ではコンクリート塊中の粗骨材や細骨材に変質や劣化が生じるおそれがあるからである。そして、この点を考慮すると、実際に加熱する温度は、３００〜３５０℃とすることが好ましい。ちなみに、この実施形態では３００〜３５０℃に設定している。
【００２５】
充填型加熱炉１で加熱処理を受けた後のコンクリート塊Ａは、粗骨材ミル２および細骨材ミル３に順次送られてすりもみ処理がなされるようになっている。
【００２６】
粗骨材ミル２は、二重ドラム型のもので構成されており、外ドラム２１と、この外ドラム２１の内側に同軸状に設けられた内ドラム２２と、この内ドラム２２内に投入された複数のすりもみ媒体２３とを備えている。
【００２７】
外ドラム２１および内ドラム２２は、ともに円筒状の外周壁を有し、その軸線が供給口２２ａ側から搬出口２２ｂ、２１ａ側に向かって水平に保持された状態で、その軸線回りに回転駆動されるようになっている。内ドラム２２には複数の貫通孔が形成されているとともに、その外周に網目サイズが４．５ｍｍ程度の網部２２ｃが巻き付けられている。網部２２ｃは、内ドラム２２内ですりもみ処理によって生じた４．５ｍｍ以下のモルタルＣを篩い分けて外ドラム２１側に移動させるようになっている。すりもみ媒体２３は、耐磨耗性を有する鋼球によって構成されたものであり、コンクリート塊Ａに対する破砕、摩砕によって、粗骨材ＢからモルタルＣを分離するようになっている。
【００２８】
また、上記供給口２２ａは、粗骨材ミル２の軸線方向の一端における内ドラム２２の内側に位置しており、搬出口２２ｂは、粗骨材ミル２の軸線方向の他端における内ドラム２２の内側に位置しており、もう一つの搬出口２１ａは、粗骨材ミル２の軸線方向の他端における内ドラム２２と外ドラム２１との間に位置している。このため、充填型加熱炉１から供給されたコンクリート塊Ａは、供給口２２ａから内ドラム２２内に入り、同内ドラム２２内ですりもみ処理されて粗骨材Ｂとなったものは搬出口２２ｂから搬出されて細骨材ミル３に供給され、すりもみ処理時に内ドラム２２から網部２２ｃを介して外ドラム２１側に流出したモルタルＣは搬出口２１ａから搬出されて細骨材ミル３に供給されるようになっている。
【００２９】
細骨材ミル３は、円筒状の外周壁を有し、その軸線が供給口３ａ側から搬出口３ｂ側に向けて水平に保持された状態で、その軸線回りに回転駆動されるようになっている。この細骨材ミル３は、粗骨材ミル２で分別されたモルタルＣを、粗骨材Ｂをすりもみ媒体として利用するようになっている。このすりもみ処理により、モルタルＣにおける細骨材Ｄからセメントペーストが破砕、摩砕により分離されることになる。
【００３０】
細骨材ミル３において製造された細骨材Ｄおよび粗骨材Ｂは、骨材分級設備４に送られ、細骨材Ｄと粗骨材Ｂとに分級されるようになっている。骨材分級設備４は、篩目が５ｍｍの振動篩４１を備えており、振動篩４１を通過した骨材を細骨材Ｄとして回収し、振動篩４１を通過せず篩い上となった骨材を粗骨材Ｂとして回収するようになっている。
【００３１】
一方、細骨材ミル３で細骨材Ｄが製造されることに伴って、副産微粉が生じることになる。この副産微粉は、細骨材ミル３内を供給口３ａから搬出口３ｂに流れ、微粉分級処理設備５に吸引される空気の流れによって、回収されるようになっている。また、粗骨材ミル２、骨材分級設備４において発生した副産微粉についても、微粉分級処理設備５に吸引される空気の流れによって、回収されるようになっている。また、上述した空気の流れは、粒径が１５０μｍ以下の副産微粉を移送することが可能な速さに設定されている。
【００３２】
微粉分級処理設備５は、図２に示すように、第１の分級器５１と、第２の分級器５２と、バグフィルタ５３とを備えたもので構成されている。第１の分級器５１は、空気の流れによって運ばれてきた１５０μｍ以下の副産微粉のうち、９０μｍ超の副産微粉の通過を阻止し、９０μｍ以下の副産微粉の通過を許容するものである。この第１の分級器５１で捕らえた９０μｍ超で１５０μｍ以下の副産微粉は、粗の副産微粉Ｅとしてタンク５１ａに貯蔵するようになっている。なお、粗の副産微粉Ｅは、細骨材Ｄの粒度調整に利用し、余ったものをタンク５１ａに貯蔵するようにしてもよい。
【００３３】
第２の分級器５２は、第１の分級器５１を通過した９０μｍ以下の副産微粉のうち、３０μｍ超の副産微粉の通過を阻止し、３０μｍ以下の副産微粉の通過を許容するものである。この第２の分級器５２で捕らえられた３０μｍ超で９０μｍ以下の副産微粉は、細の副産微粉Ｆとしてタンク５２ａに貯蔵するようになっている。
【００３４】
バグフィルタ５３は、第２の分級器５２を通過した３０μｍ以下の副産微粉を回収するフィルタを備えたもので構成されている。このバグフィルタ５３で捕らえられた３０μｍ以下の副産微粉は、微細の副産微粉Ｇとしてタンク５３ａに貯蔵するようになっている。また、図３は、１５０μｍ以下の全副産微粉について、粒径と累積頻度との関係について実測した結果を示している。この図から、粒径が３０μｍ以下の副産微粉は、全副産微粉の約６０重量％に達し、粒径が９０μｍ以下の副産微粉は、全副産微粉の約８０重量％に達していることがわかる。
【００３５】
また、１５０μｍ以下の副産微粉について化学分析と熱分析の結果に基づき成分組成を求めたものを表１および表２に示す。表１から、副産微粉全体では、セメント水和物の成分と骨材の成分とがそれぞれ５０重量％の割合で存在していることがわかる。さらに、表２から、３０μｍ超で１５０μｍ以下の副産微粉では、ＳｉＯ２  （酸化珪素）成分が５６．５重量％と多いことから骨材の成分が多く含まれていることがわかるとともに、ＣａＯ成分が１７．６重量％と少ないことからセメント水和物の成分が少ないことがわかる。これに対して、３０μｍ以下の副産微粉では、ＳｉＯ２  成分が４０．４重量％と少なくなっていることから骨材の成分が少なくなっていることがわかるとともに、ＣａＯ成分が３２．６重量％と多くなっていることからセメント水和物の成分が多くなっていることがわかる。
【００３６】
【表１】
2004305909.tif 000003
【００３７】
【表２】
2004305909.tif 000004
【００３８】
一方、汚泥としては、下水処理施設において発生する下水汚泥、屎尿処理施設において発生する屎尿汚泥、産業廃棄処理による汚泥、浚渫処理による汚泥、建設汚泥等の流動的に移動し得る有機質含有汚泥がある。
【００３９】
また、上記副産微粉は、上記汚泥を固化させる汚泥固化材として用いられるようになっている。この場合、１５０μｍ以下の全ての副産微粉、９０μｍ以下の全ての副産微粉、９０〜１５０μｍの粗の副産微粉Ｅ、３０〜９０μｍの細の副産微粉Ｆ、３０μｍ以下の微細の副産微粉Ｇをそれぞれ、汚泥固化材として使用することが可能である。
【００４０】
ここで、１５０μｍ以下の全ての副産微粉を汚泥固化材とした場合には、汚泥の水分を約８０％とした場合に、汚泥５０％、副産微粉５０％の割合で副産微粉を汚泥に混入させることにより、主としてセメント水和物が加熱されて生じたカルシウムシリケート脱水物の再水和反応、すなわち、
３ＣａＯ・２ＳｉＯ２  ＋３Ｈ２  Ｏ→３ＣａＯ・２ＳｉＯ２  ・３Ｈ２  Ｏ
等（すなわち、ゲルなので各分子の係数は一定ではなく、異なる係数のものも含まれる）の反応に基づいて、充分大きな強度を有する固化物を得ることができる。
【００４１】
また、９０μｍ以下の全ての副産微粉では汚泥６０％、副産微粉４０％の割合、９０〜１５０μｍの粗の副産微粉Ｅでは汚泥３０％、副産微粉７０％の割合、３０〜９０μｍの細の副産微粉Ｆでは汚泥５０％、副産微粉５０％の割合、３０μｍ以下の微細の副産微粉Ｇでは汚泥７０％、副産微粉３０％の割合で混合することにより、充分大きな強度を有する固化物を得ることができる。
【００４２】
図４は、副産微粉からなる汚泥固化材を汚泥に混合して、その汚泥を副産微粉とともに固化させた後、所定の大きさに造粒するための汚泥固化設備を示したものである。
【００４３】
この汚泥固化設備においては、図４に示すように、例えば下水処理場より搬送された下水汚泥が汚泥ホッパ１０１から図示しない計量器等を介して、混合装置１０２に投入されるようになっている。なお、下水汚泥は、約８０％の水分を含有している。また、１５０μｍ以下の副産微粉としての汚泥固化材は、固化材ホッパ１０３から図示しない計量器等を介して混合装置１０２に投入される。
【００４４】
混合装置１０２では、各計量器によって上述した割合となった下水汚泥と汚泥固化材とが混合されることになる。ここで混合された下水汚泥と汚泥固化材は、養生装置１０４において、上述した水和反応によって固化されることになる。
【００４５】
養生装置１０４において養生後の固化物は、図示しないコンベア等を介して造粒装置１０５に運ばれて、所定の粒径に造粒された後、造粒品タンク１０７に蓄えられることになる。
【００４６】
上記汚泥固化設備において製造された固化物としての造粒品は、トラック等の搬送手段によて種々の地、例えばセメント製造設備への移動が可能になる。また、造粒品は、充分強度の大きな状態に固化しているため、搬送中に粉状となって飛散することがなく、環境上の問題が発生することがない。
【００４７】
図５は、上記汚泥固化設備で製造された造粒品を、セメント原料の一部として投入するように構成したセメント製造設備の例を示している。ここで示す造粒品は、造粒品ホッパ９１から、セメント製造設備におけるプレヒータ６１の上端部にセメント原料の一部として投入され、ロータリーキルン６２でセメントクリンカーに焼成されることになる。
【００４８】
セメント製造設備は、図５に示すように、原料タンク８０から供給されるセメント原料を粉砕する粉砕機７１と、粉砕されたセメント原料を予熱するプレヒータ６１と、セメントクリンカー焼成用のロータリーキルン６２と、焼成したセメントクリンカーを冷却するクリンカークーラー６３を主要部とするもので構成れている。
【００４９】
上記プレヒータ６１は、サスペンションプレヒータと呼ばれるものであり、複数のサイクロン６１ａ〜６１ｄを上下方向にダクト６１ｈ〜６１ｋでつないだもので構成されている。そして、最上位置のダクト６１ｈには、粉砕機７１で粉砕されたセメント原料が実線矢印で示すように、シュート６４を介して投入されるようになっている。また、最上位置のダクト６１ｈには、造粒品が造粒品ホッパ９１からシュート６４を介して投入されるようにもなっている。投入されたセメント原料や造粒品は、サイクロン６１ａ〜６１ｄ及びダクト６１ｈ〜６１ｋを経由しながら順次降下する。一方、ロータリーキルン６２からの排ガスは、誘引ファン６６により吸引され、破線矢印に示すようにセメント原料等と反対に順次上昇してプレヒータ６１から流出することになる。
【００５０】
これにより、投入されたセメント原料および造粒品は、排ガスの熱で徐々に加熱された後、最下位置のサイクロン６１ｄに供給され、次いでシュート６７及びロータリーキルン６２の窯尻側に位置する接続ハウジング６８を経て、ロータリーキルン６２に導入される。ロータリーキルン６２には、クリンカークーラー６３から供給されてくる高温空気と、バーナ６５から噴出する焼成用の燃料８１の着火火焔が導入される。このため、セメント原料および造粒品は、ロータリーキルン６２内を回転しながらクリンカークーラー６３側に移動する間に焼成されることになる。焼成されたセメントクリンカーは、クリンカークーラー６３で冷却されて系外に排出される。
【００５１】
さらに、誘引ファン６６より排出された排ガスは、乾燥機７０及び粉砕機７１に送り込まれる。乾燥機７０及び粉砕機７１では、それぞれプレヒータ６１の排ガスの熱を利用して効率よくセメント原料を乾燥してから粉砕する。乾燥機７０及び粉砕機７１で利用された排ガスは、誘引ファン６６より排出されたときに含んでいたダストの他に、乾燥、粉砕中に生じた微粉をも含む。これらのダストや微粉を含む排ガスは、集塵機７３でダスト等が除去された後、誘引ファン７２により誘引され、煙突７４より大気に放出される。
【００５２】
次に、上述した骨材再生設備の作用効果について説明する。この骨材再生設備においては、５ｍｍ以上のコンクリート塊Ａを充填型加熱炉１で加熱処理するようにしているので、熱風が各コンクリート塊Ａの間の隙間を流れやすくなる。このため、コンクリート塊Ａの加熱時間の短縮を図ることができるとともに、加熱炉１に投入されたコンクリート塊Ａを一定の温度で均一に加熱することができる。したがって、セメントペーストを均一に脱水脆弱化させることができるので、加熱後のすりもみ処理において、粗骨材や細骨材からセメントペーストを効率よく確実に分離することができる。
【００５３】
また、粗骨材ミル２においては、モルタルＣが網部２２ｃから外ドラム２１側に移動するので、モルタルＣにおける細骨材が鋼球のすりもみ媒体２３によって過度に粉砕されることがない。すなわち、細骨材がすりもみ媒体２３によってさらに小さなものに粉砕されるのを防止することができる。
【００５４】
一方、細骨材ミル３においては、粗骨材Ｂをすりもみ媒体として使用し、鋼球等のすりもみ媒体を使用していないので、すりもみ処理に要するコストの低減を図ることができるとともに、細骨材Ｄが鋼球等の比重の大きなすりもみ媒体によってさらに細かく粉砕されてしまうのを防止することができる。また、粗骨材Ｂについても細骨材ＤやモルタルＣ等によって仕上げ処理をすることができる利点がある。
【００５５】
さらに、粗骨材ミル２、細骨材ミル３および骨材分級設備４において発生した副産微粉を微粉分級処理設備５で回収することができるので、作業環境の悪化を防止することができる。そして、微粉分級処理設備５においては、各分級器５１、５２と、バグフィルタ５３によって、副産微粉を上述した所定の粒度範囲ごとに、粗の副産微粉Ｅ、細の副産微粉Ｆおよび微細の副産微粉Ｇに分級することができる。
【００５６】
また、上記副産微粉を用いた汚泥固化材においては、セメント水和物の脱水物を多く含んでいることから、活性度が高いものとなっている。しかも、加熱すりもみ処理によって多孔質状の表面積が大きなものとなっていることから、吸水性と潜在水硬性とを併せ持ったものとなっている。したがって、副産微粉からなる汚泥固化材は、流動的に移動し得る汚泥を充分大きな強度のものに固化させることができる。このため、汚泥および副産微粉の固化物としての造粒品は、トラック等の搬送手段で搬送するなどの取り扱いが極めて簡単になる。すなわち、汚泥のハンドリング性の向上を図ることができ、そのために副産微粉を有効に利用することができる。
【００５７】
また、副産微粉が多孔質状で表面積の大きなものとなっていることから、汚泥中のアンモニア等の臭気を発する物質を吸収することができる利点がある。
【００５８】
なお、９０μｍ以下に分級した副産微粉を用いれば、セメント水和物の脱水物をより多く含み、３０μｍ以下に分級した微細の副産微粉Ｇを用いればさらにセメント水和物の脱水物を多く含んだものを得ることができる。すなわち、これらの場合には、より少量の副産微粉を汚泥固化材として用いるだけで、汚泥を充分に固化させることができる。
【００５９】
さらに、上記セメント製造設備を使用して行うセメントクリンカーの製造方法においては、上述した造粒品をセメント原料の一部として、ロータリーキルン６２の上流側に投入するようにしているので、この造粒品の成分である副産微粉および汚泥をセメント原料として有効に利用することができる。
【００６０】
すなわち、汚泥固化材として用いられた副産微粉には、石灰質原料としてのＣａＯおよび珪酸質原料としてのＳｉＯ２  が多く含まれていることから、これらの反応によって２ＣａＯ・ＳｉＯ２  や３ＣａＯ・ＳｉＯ２  を確実に生成することができる。
したがって、コンクリート廃材から骨材を回収する際に生じた副産微粉をセメント原料として有効に利用することができるので、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００６１】
また、副産微粉には石灰質原料としての炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３  ）以外の生石灰や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２  ）が多く含まれていることから、脱炭酸による二酸化炭素（ＣＯ２  ）の排出を抑えることができる。しかも、脱炭酸に必要な熱量を抑えることができることから、燃料の燃焼によって生じる二酸化炭素の排出も抑えることができる。そして、燃料の消費量の低減を図ることができることから、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００６２】
一方、下水汚泥は、ロータリーキルン６２で焼成後に残る成分がセメント原料の成分に近いため、大量に供給しても、セメントの品質低下を来すことがない。したがって、汚泥の廃棄処分に要する費用の削減や、最終処分場の延命を図る等の利点があるとともに、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【００６３】
なお、上記実施形態においては、造粒品をダクト６１ｈに投入する例を示したが、この造粒品は、セメント原料とともに乾燥機７０に投入してもよく、また図６に示すように、粉砕機７１や、ロータリーキルン６２の窯尻に位置する接続ハウジング６８に投入してもよい。そして、乾燥機７０や粉砕機７１に投入した場合には、造粒品を充分細かく粉砕してからロータリーキルン６２に供給することができる。また、接続ハウジング６８に投入した場合には、造粒品をより直接的かつ短時間でセメントクリンカーに焼成することができる。
【００６４】
また、汚泥固化材としては、上述した副産微粉の他に、例えばセメント、ベントナイト、水硝子、廃糖蜜、パルプ廃液等の固化材を含むものであってもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材によれば、１００〜５００℃に加熱処理後のコンクリート塊から骨材を回収する際に生じた副産微粉を汚泥固化材としているので、流動化した汚泥に混入させることにより、充分大きな強度を有する固化物を得ることができる。これにより、汚泥は、トラック等の搬送手段で搬送するなどの取り扱いが極めて簡単になる。すなわち、汚泥のハンドリング性の向上を図ることができ、そのために副産微粉を有効に利用することができる。
【００６６】
また、上記副産微粉は多孔質状になっていて表面積が大きなものとなっていることから、汚泥固化材として使用した際に、汚泥中に含まれるアンモニア等を臭気を吸収することができる利点がある。
【００６７】
請求項２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材によれば、１５０μｍ以下に分級した副産微粉を用いているので、セメント水和物の脱水物をより多く含んだ活性度が高いものとなる。したがって、汚泥をより短時間でより強度の大きなものに固化させることができる。
【００６８】
請求項３に記載のセメントクリンカーの製造方法によれば、請求項１または２に記載のコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材を用いて固化させた汚泥をセメント原料の一部として、ロータリーキルンの上流側に投入するようにしているので、副産微粉および汚泥をセメント原料として有効に利用することができる。
したがって、二酸化炭素排出量の低減、副産微粉および汚泥の廃棄処分に要する費用の削減、最終処分場の延命等を図ることができるとともに、セメント製造原価の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態として示したコンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材に用いる副産微粉を製造するための骨材再生設備を示す概略構成図である。
【図２】上記骨材再生設備における微粉分級処理設備を示す概略構成図である。
【図３】上記骨材再生設備において産出した副産微粉の粒径と累積頻度との関係を測定した結果を示す図である。
【図４】上記コンクリート塊からの副産微粉を主成分とした汚泥固化材を用いて汚泥を固化させた後、所定の大きさに造粒するための汚泥固化設備を示すブロック図である。
【図５】上記汚泥固化設備で製造した造粒品を原料の一部として使用するセメント製造設備を示す概略構成図である。
【図６】同セメント製造設備の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
６２  ロータリーキルン
６８  接続ハウジング（窯尻側の部分）
Ａ  コンクリート塊
Ｂ  粗骨材（骨材）
Ｄ  細骨材（骨材）
Ｅ  粗の副産微粉（副産微粉）
Ｆ  細の副産微粉（副産微粉）
Ｇ  微細の副産微粉（副産微粉）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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