(57)【要約】【課題】土木資材として好ましい砂状固化体を、エネルギー消費を抑制して低コストで製造することを可能にする。【解決手段】焼却残さから、砂代替材Ｑとしての砂状固化体を製造する方法である。▲１▼焼却主灰Ａを粒径３００μｍ未満に全粉砕２し、▲２▼それを混練４して麺状または粒状に成形５したうえ、蒸気養生６による水熱処理によって固化し安定化させ、▲３▼さらにそれを砂の粒度に破砕７することによって砂代替材Ｑとする。なお、必要に応じて脱塩処理８を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却残さから砂状固化体を製造する方法であって、
粉末状の焼却残さを、混練して麺状または粒状に成形したうえ固化し安定化させ、それを破砕することによって砂状固化体とすることを特徴とする、焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【請求項２】
混練した焼却残さを孔から押し出すことによって上記のとおり麺状に成形し、または、そうした麺状のものを分断し、もしくは混練した焼却残さを造粒することによって上記のとおり粒状に成形することを特徴とする請求項１に記載した焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【請求項３】
麺状または粒状の上記成形体を、水熱処理を行うことにより固化し安定化させることを特徴とする請求項１または２に記載した焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【請求項４】
上記の成形を、麺状または粒状の成形体の横断面における直径または１辺が、製造する砂状固化体の予定最大粒径の１〜１０倍になるように行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載した焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【請求項５】
粒径が３００μｍ未満になるよう粉砕することによって上記の粉末状の焼却残さを得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載した焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【請求項６】
上記の破砕後の砂状固化体に、水洗による脱塩処理を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載した焼却残さによる砂状固化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、廃棄物や種々の燃料の燃焼によって生じる焼却残さ（焼却灰等）を原料として、土木資材（路盤材、コンクリート骨材、アスコン骨材、埋め戻し材、軽量骨材等。建築資材と称されるものを含む）に用いられる砂状固化体を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木資材としての砂状固化体を焼却灰から製造する方法については、下記の特許文献１・２などがある。
特許文献１は、焼却灰を溶融してスラグとし、トラフ状の型に入れて冷却することにより固体（たとえば数百ｍｍ幅×数十ｍｍ厚さのもの）にしたのち、それを破砕して人工砂利を製造する方法に関するものである。また特許文献２には、焼却灰をアルカリ剤等の添加剤や水とともに混練し、型枠に入れてブロック状などに成形したうえ水熱反応により固体（固化体）にし、それを破砕して砕石状固化体にすることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０１７５０号公報
【特許文献２】特開２０００−３０８８６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート骨材等として一般に使用される土木資材には、砕石または砂利とともに砂が必要である。砂は、砕石や砂利に比べて粒が小さく、大きなものでも粒径が５ｍｍを越えない程度のものである。骨材需要における最近の傾向では、砕石や砂利よりも砂が不足気味になることが多い。
【０００５】
上記の各特許文献に記載された技術は、焼却灰等を一旦固体にしたうえ破砕することにより砂利等にするものであるから、その破砕の程度を細かくすることによって粒径の小さい砂状の固化体を製造することも不可能ではない。しかし実際には、そのような技術によっては、土木資材としての砂代替材になり得る適切な砂状固化体を製造することは難しい。その理由はつぎのとおりである。
【０００６】
イ）  型枠等に入れて相当に大きな塊とした固体を破砕するので、破砕のためにかなり大きな動力的エネルギーが必要である。とくに特許文献１の技術では、焼却灰を溶融させる際にも多量の熱エネルギーを消費する。
ロ）  破砕の程度を細かくするのにともなってシルト分（粒径の微小な粒）が増加するため、砂代替材として使いにくいものになりがちである。
ハ）  粒径を満たすとしても形のよくない薄片状の粒が多く含まれるので、土木資材（砂代替材）とするのに好ましい砂状固化体が得られ難い。
【０００７】
請求項に係る発明は、以上の点を考慮してなしたもので、土木資材として好ましい砂状固化体を、エネルギー消費を抑制して低コストで製造することを可能にする、砂状固化体の製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した砂状固化体の製造方法は、焼却残さから砂状固化体を製造する方法であって、
▲１▼  粉末状の焼却残さを、
▲２▼  混練して麺状または粒状に成形したうえ固化し安定化させ、
▲３▼  それを破砕することによって砂状固化体とする−ことを特徴とする。
【０００９】
上記の▲１▼のように使用する焼却残さとは、焼却灰およびその灰に溶融や焼成等の処理をして得られた溶融スラグや焼成物、またその際に発生した溶融飛灰や焼成飛灰等、焼却およびその後の処理によって発生する物質をいう。焼却灰としては、都市ごみ、産業廃棄物、下水汚泥、製紙スラッジ、バイオマス等の廃棄物焼却灰、または、石炭、ＲＤＦ（ごみ固形化燃料）、ＲＰＦ（プラスチックごみ固形化燃料）等の焼却灰を使用する。「粉末状」とは、たとえば粒径が５００μｍ程度以下のものをさし、粉砕工程を経たか否かは問わない。焼却残さを生じる焼却炉についてはその形式等を問わないが、一般的には、ストーカ炉や流動層炉、固定床炉等を使用する。上記▲２▼〜▲３▼で使用する混練機、成形機、造粒機および破砕機等についても原理・形式は問わない。
上記▲２▼における「麺状」とは、ほぼ一様の横断面をもち長さ方向に連続する形状をいう。「安定化」とは、ごみ由来の有害重金属が溶出しないようにする処理をさす。また、▲３▼において行う「破砕」は、▲２▼によって得た固化体を、砂代替材の用途に応じた所定粒径（たとえば７５μｍ〜２ｍｍを主体とするもの等）に砕くことをいう。
【００１０】
上記▲２▼にいう、焼却残さの成形体を固化し安定化させる方法として、たとえばつぎのものがある
・  水熱処理：  水蒸気の存在下で水和固化反応を促進させるための処理である。一般的には、焼却残さに水および添加剤を加えて混練・成形し、室温以上の温度で蒸気養生して水和固化反応を起こさせる（請求項３を参照）。
・  セメント固化：  焼却残さにセメントと水、さらに必要により他の添加剤を加えて混練し、必要に応じて成型を行うものである。常温で１日以上養生することにより固化させる。
・  焼成：  バインダー等の添加剤を加え、造粒または成型したうえ、ロータリーキルンや流動層炉を用いて１０００℃以上で焼成し焼き固める方法である。造粒は、パン型造粒機や転動造粒機等を使用して冷間または熱間で行う。
・  溶融：  焼却残さを高温にして溶融させ、それを冷却して固化する方法である。溶融炉として、燃料式（バーナー式、表面溶融式、回転式）、電気式（アーク式、プラズマ式、電気抵抗式）などがある。溶融物の冷却方法により、水砕スラグや徐冷スラグができる。これらに、必要に応じて破砕等の処理を行う。
【００１１】
この請求項に係る砂状固化体の製造方法によれば、土木資材用の砂代替材として好ましい砂状固化体を、少ないエネルギー消費によって製造することが可能である。焼却残さをブロック状の塊に成形し固化するのでなく、麺状または粒状に成形して固化し、それを破砕することにより砂状固化体とするので、イ）破砕のための動力的エネルギーが少なくてすむこと、ロ）破砕を念入りに行わなくとも粒径が一律に小さくなるのでシルト分が増えにくいこと、ハ）薄片状のものが少なく形のよいものが多くできるので、土木資材として好ましい高強度の砂状固化体が得られること、がその理由である。上記▲２▼で固化の際に焼却残さを安定化させることから、環境への影響に関しても不都合のない砂状固化体を製造できる。なお、上記▲１▼に関し必要に応じて粉砕を行うこととすれば、焼却炉の底部から排出される焼却主灰（粒度分布が広い）であっても、また排煙の経路において回収される焼却飛灰であっても、それぞれを単独で、または両者を混合して、砂状固化体の原料とすることが可能である。
【００１２】
請求項２に記載した砂状固化体の製造方法は、とくに、
・  混練した焼却残さを孔から押し出すことによって上記▲２▼のとおり麺状に成形し、
・  または、そうした麺状のものを分断し、もしくは混練した焼却残さを造粒することによって上記▲２▼のとおり粒状に成形する−ことを特徴とする。
麺状のものを分断する場合には、その成形体を切ったり折ったりすることにより、たとえば、その麺状のものの横断面における直径または１辺の数分の１〜数倍程度の長さの粒状片を多数つくる。
【００１３】
この方法によれば、前記▲２▼にいう成形を低コストで円滑に行うことができる。混練した焼却残さに圧力をかけて孔から押し出すなら、その焼却残さを容易に麺状に成形することができ、また、麺状に成形した焼却残さを分断したり、混練した焼却残さを造粒したりすることによって、焼却残さを粒状に成形することも容易に行えるからである。なお、焼却残さを孔から押し出すことによって麺状にする場合には、穴の直径を変えることにより極めて簡単に成形体の寸法（横断面における直径または１辺の寸法）を変更することができる。
【００１４】
請求項３に記載した砂状固化体の製造方法はとくに、麺状または粒状の上記成形体を、水熱処理を行うことにより上記▲２▼のとおり固化し安定化させることを特徴とする。
水熱処理としては、焼却残さに水および添加剤を加えて混練・成形し、蒸気養生をして水和固化反応を起こさせる。添加剤として、焼却残さの有する水硬性を発揮させるためのアルカリ剤（消石灰、生石灰、セメント等）などを加え、蒸気養生は、水蒸気雰囲気下で室温〜２５０℃程度の温度に０．５時間〜３６時間保持することにより行う。養生中にその温度を変化させてもよい。
【００１５】
この方法によれば、混練・成形された焼却残さが水和固化反応を起こして難溶性の水和物を生成し、それにより固化するとともに重金属の溶出を抑制する。したがって、のちにその固化物を破砕することにより、土木資材として好ましい砂状固化体を製造することができる。
このように水熱処理を行って固化・安定化させる場合、先に例示したように焼却残さを溶融させたり焼成したりする場合に比べ、必要な熱エネルギーの消費が極めて少なくてすむ。そのため、この請求項の方法は、少ないエネルギー消費によって土木資材の需要に適切に応えられる好ましい技術だといえる。
【００１６】
請求項４に記載した製造方法はとくに、上記▲２▼の成形を、麺状または粒状の成形体の横断面（長手方向と直角な断面。長手方向が特定できない場合には任意の断面）における直径または１辺が、製造する砂状固化体の予定最大粒径（結果として例外的に存在する大きな粒径のものを除く）の１〜１０倍になるように行うことを特徴とする。
土木資材として使用される砂の一般的な粒度分布は７５μｍ〜２ｍｍまたは７５μｍ〜５ｍｍであって、予定最大粒径は２または５ｍｍであるため、上にいう直径または１辺をたとえば２０ｍｍ以下または５０ｍｍ以下にするのが、この請求項の発明の趣旨である。
【００１７】
この製造方法のように、混練した焼却残さを、製造予定である砂状固化体の最大粒径の１０倍を超えない程度の小さめの横断面サイズに成形したうえで固化させれば、その後にその固化体を破砕することにより、とくに好ましい態様で、好ましい砂代替材が得られる。なぜなら、横断面が小さくて最終製品（砂状固化体）に近い寸法であることに基づき、固化体を破砕する際、イ）破砕のための動力的エネルギーが少なくて足りるうえ、ロ）シルト分を増やさない簡単な破砕によって粒径の揃った砂状固化体ができ、ハ）しかも、薄片状の粒が少なくて強度にすぐれたものが製造されるからである。
上記で、砂状固化体の予定最大粒径の「１０倍以下」とした成形体の横断面サイズ（横断面における直径または１辺）は、望ましくは、５ｍｍ以下であって７５μｍ以上にするのがよい。５ｍｍ以下という寸法は、土木資材として通常使用される砂の最大粒径（またはそれよりやや大きめの値）に相当するので、この程度にまで小さく成形して固化させると、上記イ）・ロ）・ハ）の効果がとくに顕著になる。また、７５μｍ以上のサイズに成形するなら、固化・破砕後にできるシルト分の量を極めて効果的に制限できる。
【００１８】
請求項５に記載の製造方法はとくに、粒径が３００μｍ未満になるよう粉砕することによって上記▲１▼の粉末状の焼却残さを得ることを特徴とする。
【００１９】
粒径３００μｍ未満の微粉になるまで焼却残さを粉砕すると、その焼却残さが水や添加物等と均一に混ざるうえ、それらとの合計接触面積を広くもつことができるので、均一で活発な化学反応が進行しやすく、したがって上記▲２▼の混練・成形・固化・安定化を円滑かつ好適に実施できる。そのため、この請求項の製造方法によれば、必要な工程をスムーズに実施できるとともに、土木資材用の砂状固化体として、強度や有害重金属成分の安定度において好ましい良質の製品が得られることになる。
なお、上記で「３００μｍ未満」とした焼却残さの粉砕粒径については、７５μｍ程度未満にするのが、上の利点を顕著にする意味で一層有利である。
【００２０】
また、この請求項の製造方法にしたがって焼却残さを３００μｍ未満（望ましくは７５μｍ未満）に粉砕するとともに、前述のように成形体のサイズ（横断面のサイズ）を砂状固化体の予定最大粒径の１０倍以下（たとえば２０ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以下で７５μｍ以上）にすると、製造の円滑さとコスト、製品品質の高さなど各測面においてとくに有利である。３００μｍ未満等の微粉にした焼却残さを使用するなら、砂状固化体の予定最大粒径の１０倍以下等という小サイズの成形体であっても、それを成形して固化・安定化させることが適切かつ容易に行えること、また同時に、そのような小サイズにした成形体を破砕して砂状固化体とするなら、前記のとおり小さな動力エネルギーにより粒径分布や粒の形において好ましい砂状固化体が得られること、がその理由である。
【００２１】
請求項６に記載の製造方法はさらに、上記の破砕後の砂状固化体に、水洗による脱塩処理を行うことを特徴とする。
【００２２】
ごみ等の焼却残さには、Ｃｌ（塩素）がＮａＣｌやＫＣｌ、ＣａＣｌ２等の無機塩として含まれていることがあるため、この方法にしたがって脱塩処理を行うのがとくに好ましい。砂状固化体に水をかけ、または砂状固化体を水に漬けると、塩化物は初期において溶出するもののその溶出量は次第にゼロに近くなる。こうして塩化物溶出量の少ない砂状固化体を製造できると、稲作等への影響のない土木資材とするのに有利である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての一形態を図１に示す。図１は、都市ごみの焼却炉（図示省略）より採取する焼却灰から、土木資材である砂代替材（砂状固化体）を製造するプロセスを示す工程図である。図示のように、このプロセスでは、焼却灰である主灰Ａや飛灰Ｂを原料とし、それらに対して適宜に選別１、全粉砕２、混練４、成形５を行い、蒸気養生６によって固化・安定化させたうえで破砕７を実施するなどする。
【００２４】
順次に行う処理の詳細はつぎのとおりである。
焼却炉の底部から排出される主灰Ａには、空き缶や乾電池など土木資材とするのに不適当なものが含まれていることから、選別１において、まずそのような不適物を除外する。そのためには、主灰Ａを粗粉砕したうえ、磁力を用いる磁選等によって鉄くず等を除外し、さらにアルミ選別をする。アルミ選別は、その後の工程で混練物が膨張するのを抑制する効果をももたらす。なお、主灰Ａ中に不適物がほとんど含まれない場合などは、選別１を省略して全粉砕２（粉砕２ａ）に移行してもよい。
【００２５】
全粉砕２は、主灰Ａの全量について粒径をたとえば３００μｍ未満（望ましくは７５μｍ未満）に細かくする工程である。これについて粉砕機の形式や粉砕手法等は問わないが、たとえば、粉砕機による粉砕２ａと分級機（篩い）による分級２ｂとを繰り返すことによって全量が上記粒径未満になるようにするとよい。
【００２６】
全粉砕２をした主灰Ａの微粉に対しては、焼却炉の排煙とともに飛散してサイクロンやバグフィルター等で回収される飛灰Ｂをも図のように投入し、水Ｆを加えたうえ、膨張抑制のための前処理３を行う。この前処理３は、水Ｆを加えた上記の微粉を常温〜１００℃（望ましくは８５〜９８℃）に５〜１２０分間保持する熱処理であり、灰中に含まれる金属アルミ（Ａｌ）の酸化を促進させるものである。ただし、灰の成分によっては前処理３が不要な場合もある。
【００２７】
そうしたのち、水Ｇと添加剤Ｈを加えて混練４を行う。添加剤Ｈとしては、灰中の成分に水硬性を発揮させる目的で消石灰や生石灰、セメント等のアルカリ剤を加えるほか、重金属の安定化を促進するためにシリカヒュームや酸性白土、粘土、フライアッシュ、浚渫汚泥等のシリカ源を加え、さらには、強度を増す作用をなす石こう、および膨張抑制剤を適宜に加える。灰の量に対する添加剤Ｈの量（重量）は、一般的には０．２倍程度で足り、多くても１．０倍（同量）を超えない。なお、これらの添加剤Ｈは、前処理３の際に水Ｆとともに加えてもよい。そうした後、コンクリートミキサ（図示省略）等で混練４を実施するのである。
【００２８】
混練４を終えた灰等には、押出し成形５Ａまたは造粒５Ｂによる成形５を実施する。
押出し成形５Ａによる成形５は、たとえば、内部に可動ピストンを有していて一端部に１個または複数個の穴があいたシリンダー状の容器（図示省略）に混練物を入れ、可動式ピストンを動かして混練物を加圧し上記一端部の穴から押し出す、などの方法で実施する。混練物である灰等は、これにより、その穴の形状・寸法に応じた円形または多角形の横断面形状を麺状に連続させた成形体になる。その成形体の横断面（穴の開口形状に等しい）については、直径または１辺の寸法を１〜２０ｍｍ（望ましくは２〜５ｍｍ）にする。押し出される成形体は、麺状に連続したまま扱ってもよいが、それを数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の長さに分断して円柱または角柱の粒状にするのもよい。
造粒５Ｂによる成形５は、たとえば転動式の造粒機等を用い、上記の混練物を粒状にする工程である。造粒の粒径は２０ｍｍ以下（望ましくは７５μｍ〜５ｍｍ）がよく、この範囲内で粒度に分布があっても差し支えない。
成形５によって麺状または粒状に成形した混練物は、たとえば移動容器（図示省略）やベルトコンベヤ等（同）の上に、表面同士の接触が少ないように浅く載せたうえ、次工程である蒸気養生６の実施箇所に運ぶ。
【００２９】
蒸気養生６は、オートクレーブ（図示省略）等の内部で、室温〜２５０℃の飽和水蒸気雰囲気下に１〜４８時間だけ灰等を保持することにより行う。望ましくは、保持する温度を室温〜９８℃とし、他の条件を上記と同等にして行う（ただしそのような温度範囲ではオートクレーブは使用しない）。室温〜５０℃に０．５〜２４時間保持（前養生）したのち、６０〜９８℃に０．５〜２４時間保持（本養生）するという、２段階養生を行うのもよい。上記のように添加剤Ｈを加えたうえこのような養生６を行うことにより、焼却灰（に含まれる水硬性物質）に水和固化反応を起こさせ、ケイ酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）など難溶性の水和物を作って灰を固化するとともに、有害重金属等を固定・安定化させることになる。
【００３０】
蒸気養生６を施してできた固化体に対して破砕７を行うことにより、土木資材としての用途に適した、たとえば、主とする粒径が７５μｍ〜２ｍｍ（または７５μｍ〜５ｍｍ）の砂代替材（砂状固化体）Ｑとする。横断面サイズの小さい麺状または粒状のものとして灰を成形・固化し、それを破砕することから、破砕７の工程を小さな動力で行えるうえ、シルト分を増やさずに粒径を一律に小さくでき、しかも薄片状のものが少ない良質の砂代替材Ｑが得られる。
【００３１】
ただし、この固化体にはＮａＣｌやＫＣｌ、ＣａＣｌ２等の無機塩としてＣｌが含まれていることがあるので、必要に応じて脱塩８の処理を行う。脱塩８は、破砕された固化体に水をかけること等により行う。こうして、砂代替材Ｑとして、粒の形状・強度や粒径、重金属成分の安定度、塩化物の不溶出性について申し分のない土木資材を製造することができる。
【００３２】
以上に紹介したプロセスについては、たとえばつぎのような追加または変更をすることも可能である。
ａ）  図１にしたがって混練４までを行った灰の一部を、図示の工程から分岐する別の工程を経由させて砕石代替材にするのもよい。つまり、図にしたがって砂代替材Ｑを製造するとともに、並行して砕石代替材をも製造するのである。この場合、当該灰の一部については、押出し成形５Ａや造粒５Ｂを行うのではなく、大きめ（たとえば数百ｍｍサイズ）のブロック状に成形し、それを、上記の工程と同様に蒸気養生等することにより固化・安定化させ、さらに破砕をして（その粒径は、たとえば、クラッシャランや粒度調整砕石等に準ずるものとする）砕石代替材とする（必要に応じて脱塩処理を行う）。このようにすれば、砂代替材Ｑと砕石代替材とを同時に製造できるうえ、上記のように別工程に分ける混練物の量を変更することによって両者（砂・砕石）の製造量比率を任意に調整できるので、需要動向等に合った、過不足のない実用的な資材提供が可能になる。ブロック状にした上記成形体の固化・安定化は、蒸気養生等を通して行う水熱処理によるのでなく、セメント固化や焼成、溶融等の方法で実施しても差し支えない。
【００３３】
ｂ）  図１における全粉砕２のように灰の全量を３００μｍ（または７５μｍ）未満の微粉にするのではなく、粒径が３００μｍ（または７５μｍ）以上・２ｍｍ（または５ｍｍ）以下の粒体も同時にできるような粉砕を行い、分級等によってその粒体を取り出したうえ、それをもとに別の砂代替材を製造するのもよい。上記粒径の粒体から砂代替材を製造するには、灰を中和するとともに重金属の溶出を効果的に抑制すべく、硫酸第一鉄等の酸性物質を水とともに粒体に加え、それを混練したうえで、２０〜９０℃の飽和水蒸気雰囲気下に１〜２４時間保持することにより蒸気養生を行う。このようにすれば、成形・固化および破砕という工程を含まないだけに粒径が整っていて薄片上のものがほとんどない高品質の砂代替材が同時に得られる。つまり、用途に応じた使い分けの可能な二種類の砂代替材を並行して製造できることになる。なおこのような工程は、上記ａ）に代えて、または上記ａ）とともに実施することができる。
【００３４】
ｃ）  焼却灰のうちの飛灰Ｂは、図１に示す分級２ｂのあと以外の時期にも、主灰Ａ中に加えることができる。たとえば、全粉砕２を行う前や、混練４のために水Ｇを加える前などにも、飛灰Ｂを投入することが可能である。上記ａ）のように砕石代替材を製造する工程に飛灰Ｂを投入するのもよい。
【００３５】
ｄ）  原料とする焼却灰は、単一の焼却炉より集めてもよいが、複数の焼却炉から生じるものを混ぜて使用するのもよい。またたとえば、飛灰のみは複数の焼却炉から集め、まとめて砂代替材Ｑの製造工程に投入するようにすることも可能である。主灰のみ、または飛灰のみを原料とするのもよい。飛灰の粒径は一般的に３０〜７００μｍ程度であるから、飛灰のみを原料とする場合にはそれを粉砕する工程（図１の２ａ）を省略することもできる。なお、焼却灰そのものを原料とするのでなく、それを処理して得られる溶融スラグや焼成物等を含む焼却残さを原料とすることも可能である。
【００３６】
【実施例】
ストーカ式ごみ焼却炉（図示省略）より主灰Ａを採取し、それに対し図１のとおりに上述の処理を行って砂代替材Ｑ（砂状固化体）を製造した。一方、比較例として、同じ主灰Ａを図１に（途中まで）したがって全粉砕２・前処理３・混練４したのち、型枠に入れて１辺が１５０ｍｍの立方体状に成形したうえ水熱反応により固化体にし、それを破砕することによっても砂状固化体を製造した。
得られたこれらの各砂状固化体について、外観写真を図２に示す。図２（ａ）は後者による比較例で、立方体状にした固化体を破砕して得たもの。同（ｂ）・同（ｃ）は前者、すなわち図１の工程をそのまま行って得た砂状固化体であり、同（ｂ）は麺状の押出し成形５Ａを経たもの、同（ｃ）は造粒５Ｂを経たものである。
【００３７】
図２によれば、大きめの立方体状に成形・固化したうえ破砕することによって得た砂状固化体（図２（ａ））には薄片状の粒子が多く含まれ、麺状または粒状にする成形工程を経て製造した砂状固化体（同（ｂ）・（ｃ））には、薄片が少なくて丸い粒が多く含まれることが観察される。これらの粒子について平均的な形状係数（粒子の表面積に対する同等体積の球の表面積の割合）を調査すると、図２（ａ）のものでは形状係数が０．７未満のものが全粒子の８０％以上を占めるのに対し、同（ｂ）・（ｃ）のものでは、形状係数が０．７以上のものが８０％以上であることが分かった。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載した砂状固化体の製造方法によれば、薄片上の粒子やシルト分が少ないうえ環境影響の面でも不都合がないという、土木資材（砂代替材）として好適な砂状固化体を、焼却残さを原料とし、少ないエネルギー消費によって低コストで製造することができる。
【００３９】
請求項２に記載した砂状固化体の製造方法によれば、混練した焼却残さの成形をとくに低コストで円滑に行うことができて有利である。
請求項３に記載の製造方法によれば、成形体を固化・安定化させるに必要な熱エネルギーの消費が極めて少なくてすむため、同様にコスト上の利点がある。
【００４０】
請求項４に記載の製造方法によれば、混練した焼却残さを小さめの横断面サイズに成形したうえ固化させるので、一層に好ましい態様で好ましい砂代替材（砂状固化体）が得られる。
請求項５に記載の方法なら、焼却残さを微粉にすることによってその灰の混練・成形・固化・安定化を円滑かつ好適に実施でき、しかも、強度や有害重金属成分の安定度において好ましい良質の砂代替材が得られる。
【００４１】
請求項６に記載の製造方法によれば、つねに、稲作等への影響のない好ましい砂代替材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施についての一形態を示す図で、焼却灰を原料として、土木資材である砂代替材（砂状固化体）を製造するプロセスを示す工程図である。
【図２】製造した砂状固化体についての外観写真である。図２（ａ）は比較例としての砂状固化体を示し、同（ｂ）・（ｃ）は、発明の方法により製造したものを示している。
【符号の説明】
Ａ  焼却主灰
Ｂ  焼却飛灰
Ｑ  砂代替材（砂状固化体）
２  全粉砕（粉砕）
４  混練
５  成形
５Ａ  押出し成形
５Ｂ  造粒
６  蒸気養生
７  破砕
８  脱塩処理
【図１】
2005040659.tif 000003
【図２】
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