(57)【要約】【課題】生産工場にて大量に発生する研磨汚泥を廃棄処分することなく、原材料の一部として粘土に混合して成形・焼成される焼成砂利及び該焼成砂利の製造方法の提供。【解決手段】瓦粘土に研磨汚泥を混合して成形した板材を６００℃〜１２００℃で焼いて作られる焼成板を細かく粉砕したものであり、上記研磨汚泥を重量比で１％〜５０％としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓦粘土に研磨汚泥を混合して押出し、これを焼成して細かく破砕して作られる焼成砂利において、上記研磨汚泥を重量比で１％〜５０％としたことを特徴とする研磨汚泥を混合した焼成砂利。
【請求項２】
上記焼成砂利の平均直径を１２ｍｍ以下に破砕した請求項１記載の研磨汚泥を混合した焼成砂利。
【請求項３】
内部に無数の微細空間を形成して、約１１％以下の吸水率とした請求項１、又は請求項２記載の研磨汚泥を混合した焼成砂利。
【請求項４】
上記研磨汚泥には研磨金属粉の他に、山砂、消石灰、珪砂、アルミナの少なくとも１つを含んでいる請求項１、請求項２、又は請求項３記載の研磨汚泥を混合した焼成砂利。
【請求項５】
瓦粘土に研磨汚泥を混合して成形して押出し、これを焼成して細かく破砕して焼成砂利を製造する方法において、一方の瓦粘土は３種類以上の粘土を混合して２段階破砕したものを混合貯蔵し、そして内部の異物を除去する為にスクリーンフィーダーを通し、他方の研磨汚泥はフイルタープレスして水分をある程度除去した後で乾燥し、これを細かく粉砕したものを約１％〜５０％の重量比で上記瓦粘土に混合して土練成形し、そして所定の長さに切断したものを乾燥し、その後６００℃〜１２００℃で焼成し、これを細かく破砕することを特徴とする研磨汚泥を混合した焼成砂利の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属材を研磨する際に発生する研磨材粉や研磨された金属粉から成る汚泥を主な原材料とした焼成砂利及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保全の為に大量に発生する汚泥やその他の産業廃棄物の利用に関して色々な工夫が成されて来ている。例えば、火力発電所からは大量の石炭灰が発生し、この石炭灰の処理が大きな問題となる。そこで、該石炭灰をコンクリートに混入して固めたコンクリートブロックが知られている。又下水道汚泥も大量に発生するが、この下水道汚泥は乾燥して所定形状のタイルやブロックに成形し、その後、焼成したものが数多く知られている。
【０００３】
汚泥と称されるものは、河川底に溜まる沈殿物汚泥や下水道汚泥のみならず、その他にも色々存在している。例えば、生産工場では研磨する際に副産物として発生する研磨材粉及び金属粉が大量に発生し、その処分が問題となっている。金属板をプレス打ち抜きする際には、金型のクリアランスの影響で打ち抜き部品にはバリが必ず発生する。又ピンなどを切断する際にもバリが発生する。これらバリはバレル研磨によって除去されるが、該バレル研磨によって多くの研磨汚泥が発生する。
【０００４】
又、金型の製作に伴う研磨工程、一般機械の突合せ面や摺動面などを研削する作業工程からも多くの研磨金属粉が研磨汚泥として発生する。金属部品を溶接する場合に溶接部分は表面から盛り上がり、溶接後にはこの盛り上がり部分を研磨除去しなくてはならない場合が多い。溶接方法にはアーク溶接、フラッシュバット溶接、摩擦溶接など色々存在するが、あらゆる溶接が溶接部の盛り上がりを形成する。
【０００５】
これら、溶接に伴う盛り上がり部分を除去する研磨工程から発生する金属粉は汚泥ではないが、これら各種研削及び研磨工程に伴う研磨汚泥や研磨金属粉の処理は、産業廃棄物として埋め立てされている。この事は、他の汚泥と同じく企業にとって大きな負担であると同時に環境問題を引き起こし、将来において埋め立て処分すべき場所の確保が出来ない可能性もある。
【０００６】
従来において、石炭灰や下水道汚泥を材料の一部として混合した焼成板やブロックが数多く知られている。例えば、２０００−３０２５６３号に係る「金属細片チップを用いた焼成体」、２００１−１０６５６５号にかかる「ダイオキシン含有焼却灰高温熱処理リサイクル焼成体」、特開２００２−２９８２１号に係る「建築・建設用ブロックの製造方法」などが知られている。しかし、これら焼成体はタイルがブロックを対象としたもので、本発明が対象とする砂利ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、生産工場にて大量に発生する研磨汚泥の処理に大きな問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、該研磨汚泥を廃棄処分することなく、原材料の一部として粘土に混合して成形・焼成される焼成砂利を提供する。又、該焼成砂利の製造方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
本発明は金属部品を研削又は研磨する工程において、副産物として発生する研磨汚泥を産業廃棄物として埋め立て処分することなく、原材料の一部として粘土と混合することで焼成砂利を製造することが出来る。該焼成砂利を造る主な製造工程は、（１）研磨汚泥の乾燥→（２）粉砕→（３）粘土と混練→（４）成形→（５）乾燥→（６）焼成→（７）破砕→（８）粒度分類→（９）完成から構成している。
【０００９】
そして、本発明の焼成砂利は次の特徴がある。
（１）従来の一般的な下水道汚泥焼成体では、該汚泥の混合重量比は約３％程度であるが、本発明では一般に約１０％の研磨汚泥を混合することが出来る。しかし時には１％〜５０％の混合重量比とすることもある。混合比率が高いことで、研磨汚泥を効率よく焼成砂利にリサイクル処理することが可能となる。
（２）研磨汚泥には酸化鉄が多量に含まれており、又約１１８０℃の高温焼成される為に、硬くて崩れ難い丈夫な焼成砂利となる。ただし、本発明では研磨汚泥の配合比や粘土の性質などにより、焼成温度は６００℃〜１２００℃の範囲で使用される。
（３）３種類の瓦粘土が主原料として用いられる為に、粒子が粗くて焼成砂利の内部は無数の微細空間を多く保有している。その為に、吸水率及び透水性が高くなる。
（４）吸水率及び透水率が高いことで保水能力に優れ、その為に蒸散作用があって吸熱効果がある。この為に、庭や遊歩道に敷くことで真夏の照り返しを抑制できる。
以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】
本発明に係る研磨汚泥を混合した焼成砂利は瓦粘土と研磨汚泥を原材料としたものであり、その主な製造工程は図１に示している。
（１）３種類の粘土混合
瓦粘土には含有されている化学成分の違いと粒度の違いがあり、これらは性質の違いとなって現れる。粘土の産地によって熱処理性が異なり、季節によっても含水率が変化する。従って、粘土を製造する場合には、最低３種類の粘土を混合している。例えば、ａ粘性の高い物で含水率が高い粘土、ｂ粘性は低いが砂分が多く、熱処理時点で割れが発生しない性質の粘土、ｃ粘性は中位だが粒度が小さく、他の粘土との結合性がある粘土。
そして、これら粘土の混合比率は、季節や晴天、雨天などで常に変化する。
【００１１】
（２）２段階破砕
原料粘土を製造する場合、３種類の粘土を混合する方法の１つとしてクラッシャーを使用し、２つのドラムを上下に重ね、そのドラムの隙間に粘土を通して各々のドラムを反転させ、塊になっている粘土破砕と同時に混合も行なわれる。該ドラム隙間が異なる装置が連続して２台備わっていることで、２段階破砕と称され、塊は細かく砕かれて混合される。
（３）混合貯蔵
２段階破砕された原料粘土は、一旦大型のホッパーに貯蔵されるが、そのままでは水分が無くなって乾燥し固くなってしまう。そこで、ゆっくりと混合できるように回転翼で切り出しながら、固まらないようにして貯蔵される。
【００１２】
（４）スクリーンフィーダー
混合貯蔵された粘土の中には、異物が多く含まれており、特に木の根や石などは板材等を成形する場合に異物として変形やヒビ割れ、成形不良の原因になる。この為に、あらかじめ原料粘土から異物を取除く為に、直径２０ｍｍ程度のスクリーンに通す。同時に土練機へ一定量供給する必要があり、定量供給機能を持たす為に装置全体を回転しながらスクリーンによって異物選別を行なうことが出来る。
（５）ベルトコンベヤ搬送
３種類の粘土が混合され、異物が取除かれた原料粘土はベルトコンベヤにて搬送され、研磨汚泥と混合される。
【００１３】
（６）濃縮研磨汚泥水
ここで、研磨汚泥とは金属面を研磨及び研削することで発生する金属粉が混入した汚泥であり、例えば、金属製部品をプレス打ち抜きしたり、プレス切断することで切断面にはバリが発生する。このバリは一般にバレル研磨（タンブラー研磨）されて取除かれるが、この際に研磨された金属粉を含む研磨汚泥が大量に発生する。該バレル研磨はバレル内に所定の研磨剤に水を加えて打ち抜き部品や切断部品を入れて回転しながら研磨する方法であり、その他にも研削盤にて金属面を研磨する場合に発生する研磨汚泥など色々ある。例えば、プレス打ち抜き部品に発生したバリを除去する為にバレル研磨されるが、この際に使用される研磨材として、山砂、消石灰、珪砂、アルミナを混合したものを使用することが出来る。しかし、該研磨材の構成を限定するものではなく、研磨金属粉の他に上記山砂、消石灰、珪砂、アルミナの少なくとも１つを含む研磨汚泥と成る場合もある。
【００１４】
（７）フイルタープレス
濃縮研磨汚泥水は布袋に詰めてプレスし、水分が除去される。
（８）乾燥
フイルタープレスによって水分が約５０％程度除去された研磨汚泥は乾燥される。乾燥方法は限定しないが一般に自然乾燥される。
（９）粉砕
乾燥されて固くなった研磨汚泥は細かく粉砕される。
（１０）袋詰め・搬送
粉砕されて細かくなった研磨汚泥は袋に詰められて搬送される。
【００１５】
（１１）定量供給
上記原料粘土と混合されることになるが、粘土に対して重量比で約１０％の割合としている。しかし、時には約５０％まで高めることも可能であり、逆に１％とする場合もある。
（１２）土練成型
所定の割合で混合された粘土と研磨汚泥は、均一に混練されると共に所定形状を成して押出される。
（１３）切断
押出された成型粘土は一定寸法に切断される。
【００１６】
（１４）乾燥
一定長さに切断された押出し成型材は乾燥されて内部の水分が除去され、硬化する。
（１５）焼成
乾燥された押出し成型材は釜に入れられて約６００℃〜１２００℃の高温で焼成される。焼成された焼成体は、内部に含まれている研磨汚泥が焼成されることで金属は酸化鉄となって硬くなる。
（１６）破砕
細かく砕かれて砂利となる。
（１７）分別
破砕された砂利はその大きさや形状はバラバラである為に、大きさによって分別される。一般に、８〜１２ｍｍ、３〜８ｍｍ、３ｍｍ以下の３種類に分けられ、上記大きさの砂利は用途に応じて使われる。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る焼成砂利を示す実施例である。（ａ）は８〜１２ｍｍ大きさの砂利、（ｂ）は３〜８ｍｍ大きさの砂利、（ｃ）は３ｍｍ以下の大きさの砂利を示している。ここで、焼成砂利は乾燥して焼成した押出し材を細かく破砕して作られるために、その形状は均一でなく、又大きさも一定しない。そして表面は滑らかな曲面ではなく、凹凸面を有している。勿論、細かく破砕された砂利をそのままバレル研磨機で研磨することで、表面の凹凸を除去してある程度滑らかな曲面とすることも出来るが、破砕したままの鋭く尖った砂利であっても用途によっては何ら問題はない。
【００１８】
そして、本発明では焼成された板状態を破砕した上記砂利を分別し、平均直径が（ａ）８〜１２ｍｍ、（ｂ）３〜８ｍｍ、（ｃ）３ｍｍ以下に分け、用途に応じて使い分けることが出来る。上記平均直径が８〜１２ｍｍ及び３〜８ｍｍの砂利はガーデニング用に庭の整地に敷くことが出来、又公園等の遊歩道に敷くことも可能である。該砂利は焼成されることで酸化鉄が多量に含まれて、その硬度は高く、人が歩いても崩れることはない。
【００１９】
該砂利には瓦粘土が用いられ、粒子が粗くて無数の微細空間が形成されている。その為に、吸水率及び透水率が高く、又保水能力に優れている為に、蒸散作用がある。遊歩道に該砂利を敷くことで、太陽熱を吸収して照り返りを抑制する効果がある。
【００２０】
一方、３ｍｍ以下の細かい砂利は、勿論、住宅地に敷くことも可能であり、遊歩道に敷くことも出来るが、バレル研磨の研磨材として利用することが可能である。プレス打ち抜き又は切断した部品に発生するバリを研磨除去する為にバレル研磨されるが、該研磨材として従来から使用されている山砂や珪砂の代用として本発明の細かい砂利が用いられる。すなわち、硬度が高い細かい砂利はバレル研磨機の研磨材として利用することが可能であると共に、その効果は大きい。
【００２１】
以上述べたように、本発明に係る焼成砂利は瓦粘土に研磨汚泥を混合して製造される砂利であり、次のような効果を得ることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の焼成砂利は製造工場で研磨工程の副産物として発生する研磨汚泥を瓦粘土に混合して製造される。従って研磨汚泥がリサイクルされる為に、従来のように埋め立て地に廃棄処分する必要が無くなり、環境保全のためにも有効である。そして、該焼成砂利は研磨汚泥を含んで焼成される為に内部には酸化鉄が含まれ、しかも高温で焼かれる為に、その硬度は高くて崩れることはない。
【００２３】
一方、焼成砂利は粒子が粗い粘土を含有している為に、内部には無数の微細空間を形成し、この為に住宅の庭や公園の遊歩道等に敷いた場合には、約１１％と高い吸水率及び透水率を有していることで水溜りを作らない。又、保水能力に優れている為に、熱の吸収が良くて照り返しを抑制する効果がある。そして、凍結融解試験として−２０℃で５回繰り返したが異常はなく、冬季に気温が低下しても、凍ってヒビが生じたり割れたりすることはない。さらに、原料である研磨汚泥中には有害物質を含むこともあるが、本発明では高温で焼成される為に基準を超えるような有害な物質は溶出しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼成板の製造工程。
【図２】本発明に係る焼成砂利の具体例。
【図１】
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【図２】
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