(57)【要約】  無機結合剤組成物は、第２構成物質と混合した、ポリ（シアレート）又はポリ（シアレート−シロキソ）である第１構成物質を含む。第２構成物質は、フライアッシュＦ、フライアッシュＣ、煙霧状シリカ、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、粉砕したスラグ、ネフェリン閃長岩、無水ケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム水和物、水酸化ナトリウム水和物、ケイ酸、カリウム塩、及びナトリウム塩の１つ以上を有する。この結合剤は、金属製錬炉からの回収材料をリサイクル及び再利用するために用いられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）酸化ケイ素、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、及び三酸化硫黄を含む第１構成物質と、
（ｉｉ）フライアッシュＦと、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、ネフェリン閃長岩、ケイ酸アルミニウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸、カリウム塩、ナトリウム塩、及びその混合物からなる群より選択される、フライアッシュＦ以外の少なくとも１つの物質とを含む第２構成物質と
の混合物を含み、
上記混合物におけるＡｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約１４．３までの範囲内である、無機結合剤組成物。
【請求項２】
上記組成物は、４０質量％から９０質量％の上記第１構成物質を含む、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項３】
Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２の上記モル比が、約５．２から約７．６までの範囲内である、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項４】
上記第１構成物質は、６２質量％から９０質量％の量で存在し、上記第２構成物質は、５質量％〜２０質量％のフライアッシュＦと、４質量％〜１０質量％の煙霧状シリカと、１質量％〜８質量％のＡｌ２Ｏ３とを含んでいる、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項５】
上記混合物は、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約８．９までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０７から約０．１１までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約１０．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．３０から約０．４５までの範囲内であり、
Ｍ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２ＯとＫ２Ｏとの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項６】
上記混合物は、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約７．４から約１４．３までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０５から約０．１０までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約９．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．２５から約０．４５までの範囲内であり、
Ｍ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２ＯとＫ２Ｏとの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項７】
上記混合物は、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約９．０までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．５０から約２．００までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約９．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約１．７５から約３．５０までの範囲内であり、
Ｍ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２ＯとＫ２Ｏとの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項８】
上記ポゾランは、フライアッシュＣを含む、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項９】
上記ポゾランは、煙霧状シリカを含む、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項１０】
上記ポゾランは、スラグを含む、請求項１に記載の無機結合剤組成物。
【請求項１１】
約２０質量％の酸化ケイ素と、約６０質量％のケイ酸三カルシウムと、約１０質量％のケイ酸二カルシウムと、約６質量％のアルミン酸三カルシウムと、約１質量％の酸化アルミニウムと、約１質量％の酸化鉄と、約１質量％の酸化マグネシウムと、約１質量％の三酸化硫黄とを含む、無機結合剤組成物の構成物質。
【請求項１２】
金属製錬炉からの廃棄物を再利用する方法であって、
金属製錬炉の回収材料を無機結合剤組成物と混合する工程と、
上記混合により得られた混合物をブリケット状に圧縮する工程とを包含し、
上記無機結合剤組成物は、
（ｉ）酸化ケイ素、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、及び三酸化硫黄を含む第１構成物質と、
（ｉｉ）フライアッシュＦと、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、ネフェリン閃長岩、ケイ酸アルミニウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸、カリウム塩、ナトリウム塩、及びその混合物からなる群より選択される、フライアッシュＦ以外の少なくとも１つの物質とを含む第２構成物質と
を含む、方法。
【請求項１３】
上記混合物におけるＡｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約１４．３までの範囲内である、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
上記Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約７．６までの範囲内である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
上記混合物は、１３  １／２質量％から１７  １／２質量％までの上記無機結合剤組成物を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
冷たい結合剤のストックを供給する工程をさらに包含する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
無機結合剤組成物を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
上記混合物を、ブリケット状に圧縮する前に乾燥する工程を包含する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
上記回収材料は、粉コークス、圧延皮膜、煙塵、又は炉内汚泥を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
溶鉱炉を操作する方法であって、
溶鉱炉中において、金属の鉱石を溶解する工程と、
上記溶解により得られた回収材料と無機結合剤組成物とを混合する工程と、
上記混合により得られた混合物をブリケット状に圧縮する工程と、
上記ブリケット状の混合物を上記溶鉱炉に再導入する工程と
を包含し、
上記無機結合剤組成物は、
（ｉ）酸化ケイ素、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、及び三酸化硫黄を含む第１構成物質と、
（ｉｉ）フライアッシュＦと、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、ネフェリン閃長岩、ケイ酸アルミニウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸、カリウム塩、ナトリウム塩、及びその混合物からなる群より選択される、フライアッシュＦ以外の少なくとも１つの物質とを含む第２構成物質と
を含む、方法。
【請求項２１】
上記金属の鉱石は、鉄、鉛、ニッケル、又は亜鉛を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上記金属の鉱石は、鉄を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
上記混合物は、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約１４．３までの範囲内である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
上記Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約７．６までの範囲内である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
上記混合物は、１３  １／２質量％から１７  １／２質量％までの上記無機結合剤組成物を含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機結合剤組成物、並びにこのような結合剤組成物の製造及び利用に関する。特に本発明は、リサイクルするため、及び安全かつ確実に処分するための、廃棄材料の処理に特に有用な無機結合剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
この欄の記載は、本発明の記載に関連する単なる背景情報を提供するものであり、先行技術を構成するものではない。
【０００３】
無機結合剤組成物は、有害な廃棄物を凝結させで処分するために、提案されている。Ｄａｖｉｄｏｖｉｔらの米国特許番号５，３５２，４２７、５，３４９，１１８、５，３４２，５９５、４，８５９，３６７、４，３４９，３８６、４，４７２，１９９、及び４，５０９，９８５に、Ｎｅｕｓｃｈａｅｆｆｅｒらの米国特許番号４，５２２，６５２、４，５３３，３９３、及び４，６０８，７９５に、並びにＨｅｉｔｚｍａｎｎらの米国特許番号４，６４０，７１５、及び４，６４２，１３７に、アルミノケイ酸酸化物を含むジオポリマーが記載されている。これらのジオポリマーは、石工タイルの包含物として開発されたが、長期処分する廃棄物を凝結させるのに有用であることが知られている。
【０００４】
アルミノケイ酸結合剤は、細かい乾燥粉末及びシロップ状の高アルカリ溶液の、２つの構成物質を含む。この粉末は、アルカリ溶液によって活性化され、ＳｉＯ４及びＡｌＯ４の四面体を形成し得る、可溶性アルカリポリシリカである。四面体は、共有酸素原子によってクロスリンクされ、無機重合体ネットワークを形成する。アルカリ活性化混合液中におけるゆるやかな発熱反応は、硬化及び重縮合を伴う。
【０００５】
無機結合剤は、熱安定性、高い表面平滑性、正確な流動性、及び堅固な表面を含む、いくつかの明確な特性によって特徴付けられる。結果として、無機結合剤は、含塩又は含水環境のような、特殊な工法の用途に、特に有用である。
【０００６】
さらに、先行技術の無機結合剤組成物は、危険かつ有毒な廃棄物の長期的な解決を提供することが知られている。様々な有機及び無機廃棄物に無機組成物を混合することによって、通常の量の集合体を一体構造の固体に置き換えることができる。結晶構造が成長し、溶液が凝固すると、廃棄組成物は格子状に共結合し、埋め立て、作業媒体へのリサイクル、又は生産工程に再導入するのに適するように、廃棄物が化学的に不活性化される。無機結合剤により処理された廃棄物の最も顕著な特性は、酸条件下における化学的作用に対して耐性を有し、かつ軟化した、解離した、若しくはスラグ様の廃棄物を、比較的短時間で硬化させて粘着性固体にすることである。
【０００７】
残念ながら、原料のコストが、廃棄物を長期処分若しくはリサイクルする他に存在する技術、又は一般的なポルトランドセメントにさえ対抗する、先行技術の無機結合剤組成物の商業的競争を妨げていた。
【発明の概要】
【０００８】
ある局面において、無機結合剤組成物の第１構成物質を提供する。限定されない実施形態において、第１構成物質は、約２０％の酸化ケイ素と、約６０％のケイ酸三カルシウムと、約１０％のケイ酸二カルシウムと、約６％のアルミン酸三カルシウムと、約１％の酸化アルミニウムと、約１％の酸化鉄と、約１％の酸化マグネシウムと、約１％の三酸化硫黄とを含む。
【０００９】
他の局面において、約５〜２０％の煙霧状シリカと、４０〜６０％の無水ケイ酸アルミニウムと、１〜１０％のケイ酸と、１〜１０％のカリウム塩又はナトリウム塩のいずれかとを含む無機結合剤組成物を提供する。
【００１０】
他の局面において、フライアッシュＦ、フライアッシュＣ、煙霧状シリカ、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、粉砕したスラグ、ネフェリン閃長岩、無水ケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム水和物、水酸化ナトリウム水和物、ケイ酸、カリウム塩、及びナトリウム塩の１つ以上と混合した、第１構成物質としてのポリ（シアレート）又はポリ（シアレート−シロキソ）を有する無機結合剤組成物を提供する。この混合物のＡｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約１４．３の間である。
【００１１】
他の局面において、フライアッシュＦ、フライアッシュＣ、煙霧状シリカ、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、粉砕したスラグ、ネフェリン閃長岩、無水ケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム水和物、水酸化ナトリウム水和物、ケイ酸、カリウム塩、及びナトリウム塩の１つ以上から選択された第２構成物質とを混合した、酸化ケイ素、ケイ酸三カルシウム、ケイ酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、及び三酸化硫黄を含む第１構成物質を含む無機結合剤組成物を提供する。様々な実施形態において、第２構成物質は、フライアッシュＦと、Ａｌ２Ｏ３、ポゾラン、ネフェリン閃長岩、ケイ酸アルミニウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸、カリウム塩及びナトリウム塩の少なくとも１つとを含む。
【００１２】
他の局面において、製錬炉からの廃棄材料を再利用する方法であって、金属製錬炉の回収材料を無機結合剤組成物と混合する工程と、上記混合により得られた混合物をブリケット状に圧縮し、上述した製錬炉内において再利用する工程とを包含する方法を提供する。
【００１３】
他の局面において、粉コークス、炉内汚泥、圧延皮膜、及び煙塵を含む製錬炉からの廃棄材料の再利用方法を提供する。この方法は、１３  １／２質量％から約１７  １／２質量％までの範囲内の無機結合剤組成物を、金属製錬炉からの回収材料と混合する工程と、上記混合により得られた混合物をブリケット状に圧縮し、上述した製錬炉内において再利用する工程とを包含する。
【００１４】
さらなる適用範囲は、本明細書中に記載した実施形態から理解される。実施形態及び特定の実施例は、単なる説明の目的であることが意図され、ここに記載した本発明の範囲を限定することを意図していないことは理解されるだろう。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の実施形態は、実質的には単なる例示であり、本発明の開示、用途、又は利用を限定することを意図しない。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明は、セメントの代替又は添加剤としての結合剤組成物に関する。本発明の第１実施形態に係る無機結合剤組成物は、
酸化ケイ素  ２０質量％；
ケイ酸三カルシウム  ６０質量％；
ケイ酸二カルシウム  １０質量％；
アルミン酸三カルシウム  ６質量％；
酸化アルミニウム  １質量％；
酸化鉄  １質量％；
酸化マグネシウム  １質量％；
三酸化硫黄  １質量％；
を含む、第１構成物質を含む。
【００１７】
第１構成物質は、ポリ（シアレート）又はポリ（シアレート−シロキソ）である。しかしながら、本発明の第１構成物質の構成要素は、先行技術のポリ（シアレート）又はポリ（シアレート−シロキソ）とは異なるモル比の組成物を有する。
【００１８】
（実施例１）
６２質量％から９０質量％の間の、結合剤組成物の第１実施形態に係る第１構成物質は、
フライアッシュＦ  ５〜２０％；
煙霧状シリカ  ４〜１０％；
Ａｌ２Ｏ３  １〜８％；
と混合されることができる。
【００１９】
結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比は、約５．２から約７．６までの範囲内である。
【００２０】
本実施例の組成物は、ポルトランドセメントと一部置き換える又は組み合わせることのいずれかによって、建設資材として有用である。煙霧状シリカと組み合わせたフライアッシュＦは、Ａｌ２Ｏ３と組み合わせたときに、ポルトランドセメント型材料として機能する。
【００２１】
（実施例２）
６０質量％から８５質量％の間の、結合剤組成物の第１実施形態に係る第１構成物質は、
ポゾラン  ４〜１０％
粉砕したスラグ（酸化カルシウム）  ４〜１０％；
無水ケイ酸アルミニウム  ５〜１０％；
ケイ酸  １〜５％；
カリウム塩  １〜５％；
と混合されることができる。
【００２２】
結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約８．９までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０７から約０．１１までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約１０．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．３０から約０．４５までの範囲内であり、Ｍ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２ＯとＫ２Ｏとの混合物からなる群より選択される。
【００２３】
本実施例の組成物は、有害な廃棄物への適用に、特に有用である。無水ケイ酸アルミニウムは、ケイ酸及びカリウム塩と組み合わせたとき、ゼオライト構造のための基礎的要素を提供する。さらなる結晶構造は、ケイ酸カルシウム結合によって提供される。この結合は、有害材料の分子を効果的に閉じ込める。
【００２４】
（実施例３）
６０質量％から８５質量％の間の、結合剤組成物の第１実施形態に係る第１構成要素は、
ポゾラン  ４〜１０％；
粉砕したスラグ  ４〜１０％；
無水ケイ酸アルミニウム  ５〜１０％；
ケイ酸  １〜５％；
ナトリウム塩  １〜５％；
と混合されることができる。
【００２５】
結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約８．９までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０７から約０．１１までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約１０．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．３０から約０．４５までの範囲内である。
【００２６】
本実施例の組成物は、有害な廃棄物への適用に、特に有用である。
【００２７】
（実施例４）
６０質量％から８９質量％の間の、結合剤組成物の第１実施形態に係る第１構成要素は、
フライアッシュＣ  ５〜２０％；
ポゾラン  ４〜１０％；
ケイ酸  １〜５％；
カリウム塩又はナトリウム塩  １〜５％；
と混合されることができ、好ましくはカリウム塩である。
【００２８】
結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約７．４から約１４．３までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０５から約０．１０までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約９．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．２５から約０．４５までの範囲内である。
【００２９】
本実施例の組成物は、ポルトランドセメントと一部置き換える又は組み合わせることのいずれかによって、建設資材として有用である。
【００３０】
本実施例の組成物は、上述した実施例のものよりも比較的高額である。フライアッシュＣは、現在のところ、フライアッシュＦよりも高額であるが、フライアッシュＣは品質がより良い。
【００３１】
ポゾランは、Ａｌ２Ｏ３の供給源として無水ケイ酸アルミニウムに代わるものである。
【００３２】
（実施例５）
８８質量％から６０質量％の間の、結合剤組成物の第１実施形態は、
ポゾラン  ４〜１０％；
ネフェリン閃長岩  ４〜１０％；
ケイ酸アルミニウム水和物  １〜５％；
水酸化ナトリウム水和物  １〜５％；
ケイ酸  １〜５％；
カリウム塩又はナトリウム塩  １〜５％；
と混合されることができ、カリウム塩とナトリウム塩とは別々に又は組み合わせてのいずれかで混合される。
【００３３】
結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約５．２から約９．０までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．５０から約２．００までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約９．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約１．７５から約３．５０までの範囲内である。
【００３４】
本実施例において、ネフェリン閃長岩及びケイ酸アルミニウム水和物は、５〜１０％無水ケイ酸アルミニウムと取り替えてもよい。しかしながら、ネフェリン閃長岩及びケイ酸アルミニウム水和物は、廃棄材料であるため比較的安価であるので、好ましい。
【００３５】
本実施例の結合剤組成物は、スチール産業に特に有用である。粉コークス、圧延皮膜、煙塵及び他の回収材料のような産業廃棄物は、スチール製造工程に再利用するために、ブリケット状にすることができる。回収材料の再生利用によって、高価な鉄ユニットが再生できると共に、産業廃棄物を埋め立てる必要性が減少する。
【００３６】
従来、回収材料は、でんぷん、石灰、タール、セメント又は蔗糖のような結合剤と混合されていた。凝集した材料は、その後、再利用のためにブリケット状にされる。しかしながら、有機結合剤の焼却によって、フェノール（カルボン酸）のような毒素が生成される。米国環境保護機関は、近年、回収材用の再利用のための有機結合剤の使用を禁止している。
【００３７】
本実施例の結合剤組成物は、回収廃棄材料と混合される。様々な実施形態において、結合剤−廃棄物材料中の結合剤組成物の含有量は、例えば冷たい結合剤のストックを供給するとき、約１３  １／２質量％から約１７  １／２質量％までである。結合剤のストックが加熱されている場合、十分な結果を得るために使用される結合剤はより少ない。結合剤の含有量が増加したとき、例えば、結合剤が約１４％よりも多い場合、結合剤−廃棄物材料をブリケット状に圧縮する前に乾燥させることが好ましい。
【００３８】
様々な実施形態において、廃棄物材料は、粉コークス及び炉内スラグを約５５質量％以下、煙塵を約１０質量％以下、並びに再利用圧延皮膜を約２０質量％以下含む。
【００３９】
結合剤−廃棄物材料は、その後、従来のブリケット装置を用いてブリケット状に圧縮される。限定されない実施例において、４ＲＰＭ〜６ＲＰＭの間のホイール速度で用いた場合、ブリケットは１８００ｐｓｉから２６００ｐｓｉの間の圧力で圧縮され、好ましくは２１００ｐｓｉから２６００ｐｓｉの間の圧力で圧縮される。ブリケットは、その後、焼却のために炉内に再導入される。
【００４０】
溶鉱炉において、未使用の材料である鉄鉱ペレットを用いたとき、鉄含有量の再生率は約８５％である。先行技術の再利用技術を用いたとき、再生率は約４０％である。本発明のブリケットを用いたとき、再生率は７８％と同じぐらい高くなる。
【００４１】
本明細書中に記載した工程は、鉛、ニッケル及び亜鉛の溶解を含む、他の主金属の工程にも適用できることは容易に理解され得る。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態の結合剤組成物は、
煙霧状シリカ  ５〜２０質量％；
無水ケイ酸アルミニウム  ４０〜６０質量％；
ケイ酸  １〜１０％；
カリウム塩若しくはナトリウム塩、又はその組み合わせ  １〜１０％；
を含む。
【００４３】
カリウム塩を用いるとき、結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約０．２４から約２．２までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０４から約０．１０までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約１２．５までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．１２から約０．３０までの範囲内である。
【００４４】
ナトリウム塩を用いるとき、結果として得られた組成物の、Ａｌ２Ｏ３に対するＳｉＯ２のモル比が、約２．５から約３．４までの範囲内であり、ＳｉＯ２に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．０４から約０．１５までの範囲内であり、Ｍ２Ｏに対するＨ２Ｏのモル比が、約５．０から約９．０までの範囲内であり、及びＡｌ２Ｏ３に対するＭ２Ｏのモル比が、約０．１０から約０．４０までの範囲内である。
【００４５】
（第３実施形態）
第３実施形態の結合剤組成物は、
煙霧状シリカ  １０〜２０質量％；
無水ケイ酸アルミニウム  ４０〜５０質量％；
ケイ酸  １５〜２５％；及び
カリウム塩若しくはナトリウム塩のいずれか、又はその組み合わせ  １５〜２５％；
を含み、ケイ酸と、カリウム塩若しくはナトリウム塩のいずれか、又はその組み合わせとを同量含む。
【００４６】
本実施形態の結合剤組成物は、スチール産業に特に有用である。
【００４７】
本明細書に記載した各実施例が、リサイクル、建設、及び有害な産業廃棄物の処分に適用されることは、容易に理解される。しかしながら、費用及び／又は要求される特殊な特性の結果として、それぞれ特定の用途があることが、理解される。一般に、本発明の無機結合剤は、ポルトランドセメント及びさらに他の無機結合剤組成物と比較して、初期の強度が高く、表面硬度が高く（モース尺度が６よりも大きい）、かつ圧縮強度も高いので、周囲の環境において縮小しないことが理解される。
【００４８】
結合剤の多数の組み合わせが、本発明を用いて製造され得ることが、当業者にここで明らかとなる。しかしながら、本発明の他の多くの変形および目的は、上述した記載を精読した当業者に容易に明確となる。一部の様式、量及に構成要素の変更が、本発明の精神から離れることなく、添付の請求項の範囲内において効果的であることは理解される。
【国際調査報告】
2010516613.tif 000002
2010516613.tif 000003