(57)【要約】【課題】  含クロム鉄鋼スラグを工業的に簡易で経済性に優れた方法で改質し、６価Ｃｒ溶出量を抑制して安定化させる方法を提供する【解決手段】  スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在するようにして、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑える。さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満となるようにして、６価Ｃｒ溶出量を０．０５ｍｇ／ｌ以下に抑える。また、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であるようにし、さらにはＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成となるようにする。    ｘ−３ｙ≦３α  かつ  ２ｘ−３ｙ≧６α  かつ  ２ｘ＋３ｙ≧２−２α  かつ      ５ｙ≦２−８α  かつ  α≦０．２５                                    （Ａ）【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在することを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
【請求項２】
クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
【請求項３】
クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．０５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
【請求項４】
クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．０５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
ｘ−３ｙ≦３α  かつ  ２ｘ−３ｙ≧６α  かつ  ２ｘ＋３ｙ≧２−２α  かつ  
５ｙ≦２−８α  かつ  α≦０．２５                                    （Ａ）
【請求項５】
ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、酸化鉄を主成分とする物質および／または酸化マンガンを主成分とする物質を添加することにより、請求項１〜４のいずれかで規定するスラグとなるようにすることを特徴とする無害化スラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含クロム鉄鋼スラグの無害化方法、特に、含クロム鉄鋼スラグからの６価Ｃｒの溶出を抑制して無害化し、路盤材、セメント材、海洋用途等の資源として利用を図ることのできるスラグ組成とするステンレス鋼の精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
含クロム鉄鋼スラグは、原料を溶解する工程あるいは脱炭、生成酸化物の還元、脱硫等の精錬工程において不可避的に発生し、数％のクロム酸化物を含有している。そのため、クロム酸化物の存在状態によっては、スラグを路盤材や海洋用途等へ再利用した際に、水や土壌等へ有害な６価Ｃｒが溶出する場合があり、有効利用を困難にしている。水質汚濁防止法の排水基準では６価Ｃｒ溶出量≦０．５ｍｇ／ｌ、また土壌環境基準については６価Ｃｒ溶出量≦０．０５ｍｇ／ｌ（土壌が地下水から離れている場合には０．１５ｍｇ／ｌ）と定められている。
【０００３】
含クロム鉄鋼スラグからの６価クロムの溶出防止方法として、特許文献１において、アルミ灰およびマグネシア系物質を受滓鍋に敷き詰めておき、溶融状態にあるスラグを受滓鍋に排滓する方法が提案されている。この方法においては、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3という組成のスピネルを形成させ、その中へ酸化クロムを固溶させることにより安定化させることでクロムの再酸化すなわち６価クロム生成を防止している。しかしながら、この方法では、アルミ灰やマグネシア物質を添加した後にスピネルを形成させ、そこに酸化クロムを固溶させるため、クロムが安定化されるのに時間がかかり、溶融状態での混合が不十分な場合には６価クロムが溶出してしまうという問題点があった。
【０００４】
また、ステンレス鋼の脱炭精錬後、スラグ中のＣｒを溶鋼中へ回収する還元処理を経た溶融状態のスラグに対し、ＦｅＳなどの−２価のＳ化合物を添加し、不活性ガスの吹き込み攪拌によりスラグ中Ｓ濃度を０．２０質量％以上として６価Ｃｒの溶出を防止する方法が開示されている（特許文献２）。この方法は、溶融スラグに添加剤を均質に混合するために不活性ガスの吹き込みを行いクロム酸化物の安定化を図るもので、６価Ｃｒの溶出を防止する方法としては有効であるが、還元処理終了後に不活性ガスの吹き込みやスラグの粘度を低下させるための添加剤を使用するといった操作が必要となり、経済性の面で問題があった。
【０００５】
また、クロム酸化物含有物質からの６価Ｃｒ溶出防止方法として、高炉徐冷スラグ冷却水を散水する方法、高炉徐冷スラグ冷却水に浸漬する方法、高炉徐冷スラグと混合し水蒸気を吹き込む方法も提案されている（特許文献３）。さらに、この方法の改善方法として、クロム酸化物含有物質の上に高炉スラグ等の硫黄含有スラグを載せて散水する方法（特許文献４）やクロム酸化物含有物質に水蒸気を吹き込んだ後に、高炉スラグ溶出水を散水したり、高炉スラグ溶出水に浸漬する方法（特許文献５）が提案されている。
【０００６】
上記の特許文献２〜５に示されている方法は、基本的に硫黄により６価Ｃｒを無害な３価Ｃｒに還元して無害化する方法であり、一時的には６価Ｃｒの溶出が防止されるものの、Ｃｒが完全に安定化されたわけではなく、長期に使用されていると、外部環境によっては再び６価Ｃｒの溶出量が増大する場合があるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１７１９９３号公報
【特許文献２】特開平８−１０４５５３号公報
【特許文献３】特開平１０−３２４５４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１０４６９９号公報
【特許文献５】特開平１１−１００２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、含クロム鉄鋼スラグを工業的に簡易で経済性に優れた方法で改質し、スラグ中のＣｒを、長期に亘り最大でも６価Ｃｒ溶出量≦０．５ｍｇ／ｌ、望ましくは６価Ｃｒ溶出量≦０．０５ｍｇ／ｌとなるように安定化させる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
（１）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在することを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（２）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（３）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．０５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
（４）クロムを含有する鉄鋼精錬スラグであって、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成であることを特徴とする、６価Ｃｒ溶出量を０．０５ｍｇ／ｌ以下に抑えたスラグ。
ｘ−３ｙ≦３α  かつ  ２ｘ−３ｙ≧６α  かつ  ２ｘ＋３ｙ≧２−２α  かつ  
５ｙ≦２−８α  かつ  α≦０．２５                                    （Ａ）
（５）ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、酸化鉄を主成分とする物質および／または酸化マンガンを主成分とする物質を添加することにより、請求項１〜４で規定するスラグとなるようにすることを特徴とする無害化スラグの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、含クロム鉄鋼スラグからの６価Ｃｒの溶出を抑制して長期的に無害化し、路盤材、セメント材、海洋用途等の資源化ができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明者らは、酸化クロムを含む種々の化合物からの６価Ｃｒ溶出量を調査した。その結果、ＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3やＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3の形をとる化合物からは、図１に示すように３０日間の長期に亘り化合物を水に浸漬しても、６価Ｃｒの溶出が殆どないことを知見した。
【００１２】
したがって、発明の最良の実施形態としては、スラグ中のクロムの全量がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3もしくはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在することであり、これにより６価Ｃｒの溶出量は長期にわたり殆ど皆無となる。しかしながら、工業的にこのような条件を作り出すことは困難であるため、発明者らは種々の含クロム鉄鋼スラグからの６価Ｃｒ溶出量を調査し、溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下となる条件を見出した。すなわち、「スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在する」、という条件である。数値限定の根拠は以下の通りである。
【００１３】
発明者らは種々の含クロム鉄鋼スラグをＥＰＭＡで分析し、スラグ中のＣｒの存在形態を調査した。スラグ中の全クロム質量に対するＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中のＣｒ質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中Ｃｒ質量の和の比と、環境庁告示４６号に則って測定した６価Ｃｒの溶出量との関係を図２に示す。ＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中のＣｒ質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中Ｃｒ質量の和がスラグ中全Ｃｒの８０質量％以上であれば、すべて６価Ｃｒ溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下となっている。
【００１４】
また、発明者らは、ＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中のＣｒ質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中Ｃｒ質量の和がスラグ中全Ｃｒの８０質量％以上である含クロム鉄鋼スラグについて、スラグ中の２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量と６価Ｃｒの溶出量との関係を調査した。その結果を図３に示すが、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満で６価Ｃｒ溶出量が全て０．０５ｍｇ／ｌ以下となった。すなわち、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在し、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満である、という２つの条件を同時に満たせば、６価Ｃｒ溶出量０．０５ｍｇ／ｌ以下の土壌環境基準も達成できることが判明した。
【００１５】
スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在するための実施の形態としては、「スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上」とすることである。発明者らは種々の組成のスラグを分析し、クロムの存在形態を調査した結果、図４に示すように、全クロム質量に対するスラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和の比が２．５以上で、ＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中のＣｒ質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中Ｃｒ質量の和がスラグ中全Ｃｒの８０質量％以上となることを知見した。
【００１６】
また、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量をスラグ質量に対して３質量％未満とするための実施の形態としては、「ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率をそれぞれｘ、ｙ、ｚ、αとしたときに、下記（Ａ）式で規定される範囲にない組成である」ようにすることである。ここで、
ｘ−３ｙ≦３α  かつ  ２ｘ−３ｙ≧６α  かつ  ２ｘ＋３ｙ≧２−２α  かつ  
５ｙ≦２−８α  かつ  α≦０．２５                                    （Ａ）
である。ここで規定される組成範囲の意味合いは以下の通りである。
【００１７】
図５に、ＣａＯ−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3の４元状態図を示す。図中Ｃ3Ａは３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3の化合物を生成する組成点を示し、同様にＣ3Ｓは３ＣａＯ・ＳｉＯ2、Ｃ2Ｓは２ＣａＯ・ＳｉＯ2、Ｃ3Ｓ2は３ＣａＯ・２ＳｉＯ2、Ｃ3ＭＳ2は３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2、Ｃ2ＭＳ2は２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2の化合物を生成する組成点を示す。このとき、スラグの組成がＣ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ3Ｓ、ＭｇＯの各点を頂点とする４面体、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ3ＭＳ2、ＭｇＯの各点を頂点とする４面体、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ3ＭＳ2、Ｃ2ＭＳ2の各点を頂点とする４面体、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ3Ｓ2、Ｃ2ＭＳ2の各点を頂点とする４面体、のいずれかの内部にある場合は、スラグが冷却して凝固する際にスラグ中に２ＣａＯ・ＳｉＯ2を析出する。スラグ組成が前記４つの４面体のいずれかの内部であることを示す条件が（Ａ）式であり、（Ａ）式で規定される範囲にない組成であればスラグが冷却凝固後に２ＣａＯ・ＳｉＯ2を含まないことになる。発明者らは、種々の組成のスラグを分析し、（Ａ）式で規定される範囲にない組成の場合、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であること、および、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在する場合には、６価Ｃｒの溶出量が全て０．０５ｍｇ／ｌ以下であることを確認した。
【００１８】
上記のような６価Ｃｒ溶出量を抑えたスラグを製造するための具体的な実施の形態は、「ステンレス鋼の精錬中または精錬終了後に、酸化鉄を主成分とする物質および／または酸化マンガンを主成分とする物質を添加すること」である。電気炉やＦｅ−Ｃｒの溶融還元炉、転炉、ＡＯＤといった脱炭炉、二次精錬炉等のステンレス鋼の精錬炉において、精錬初期のフラックスの添加量と精錬前の溶銑や溶鋼の組成から、精錬後のスラグ組成は予測される。予測されたスラグ組成が本発明で規定したスラグ組成となる場合にはそのままで良いが、精錬目的により規定スラグ組成から外れる場合には、精錬末期もしくは精錬終了後に、炉内もしくは排滓鍋において不足成分である酸化鉄もしくは酸化マンガンを補う物質を添加する。酸化鉄分を補う場合には、鉄鉱石、焼結鉱、製鋼ダスト、ミルスケール等の酸化鉄を主成分とする物質が、酸化マンガン分を補う場合には、Ｍｎ鉱石、Ｆｅ−Ｍｎ合金、Ｆｅ−Ｍｎ製造時のダスト等の酸化マンガンを主成分とする物質が使用できる。本発明で規定したスラグ組成とするために、これらの物質を適宜選択して単独もしくは複数を併用して使用すれば良い。なお、物質添加後のスラグとの混合、溶解効率を向上するために、これらの物質を粉砕して細かくしておくとより望ましい。また、排滓鍋において添加する場合には、溶解効率を向上するために、適宜バーナーや電気エネルギーを使用して熱を付与しても良い。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を具体例に基づき具体的に説明する。なお、本実施例における６価Ｃｒ溶出量は、環境庁告示４６号法による溶出試験方法に基づいて測定した。
【００２０】
（実施例１）
１トン規模の試験用溶解炉を用いて、Ｃｒ系ステンレスを溶製、脱炭精錬を行った。脱炭精錬終了時点のスラグ組成は、溶銑成分および精錬終了時の溶鋼成分、造滓材である生石灰とドロマイト、鉄鉱石および珪石の添加量、還元材であるＦｅ−Ｓｉ合金添加量によりマスバランスから計算して調整した。
【００２１】
主な結果を表１に示す。発明例１では、脱炭精錬中の上底吹き条件や鉄鉱石の投入量の調整によりスラグ中酸化鉄濃度が高くなるよう調整し、脱炭後のＦｅ−Ｓｉによる還元を行わなかった。最終のスラグ組成が、本発明で規定するスラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、かつＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、ＥＰＭＡを用いて分析したスラグ中クロムの存在形態は、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在しており、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であった。このスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、６価Ｃｒの溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下であった。
【００２２】
また、発明例２〜７は、脱炭後にＦｅ−Ｓｉ還元を行い、還元後に転炉ダストやＭｎ鉱石を用いてスラグを改質した。発明例２と５では、転炉ダストのみをマスバランスから計算されたスラグ量の７質量％に相当する量を排滓鍋に敷き込み、その上にスラグを排出した。発明例３と６では、Ｍｎ鉱石のみをマスバランスから計算されたスラグ量の７質量％に相当する量を排滓鍋に敷き込み、その上にスラグを排出した。発明例４と７では、転炉ダストとＭｎ鉱石をそれぞれ計算スラグ量の３質量％に相当する量ずつ混合して排滓鍋に敷き込み、その上にスラグを排出した。
【００２３】
発明例２〜４は、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和はスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在していたが、ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲内であり、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％以上であった。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下であった。発明例５〜７については、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、かつＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在しており、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であった。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下であった。
【００２４】
比較例では、脱炭後にＦｅ−Ｓｉ還元を行ったが、スラグ改質は実施しなかった。比較例１、２とも、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍未満であり、スラグ中の全クロム質量に対するＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中クロム質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中クロム質量の和の比が８０質量％未満であった。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超であった。
【００２５】
【表１】
2005298834.tif 000003
【００２６】
（実施例２）
１トン規模の試験用溶解炉を用いて、Ｃｒ系ステンレスを溶製、脱炭精錬を行った後、真空精錬炉で［Ｃ］＜０．１質量％まで脱炭し、その後、鍋底に取り付けたポーラスプラグからＡｒバブリングをしながら脱酸した。脱酸は、金属Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｃａ−Ｓｉ合金の単独または併用で行い、脱酸材の添加量により脱酸後のスラグ組成を調整した。
【００２７】
主な結果を表２に示す。発明例８〜１０では、脱酸後のスラグを排出する際、排滓鍋に鉄鉱石やＭｎ鉱石を敷き込み、その上に排滓してスラグを改質した。発明例８では、マスバランスから計算されたスラグ量の１質量％に相当する量の鉄鉱石のみを、発明例９では計算スラグ量の１質量％に相当する量のＭｎ鉱石のみを、発明例１０ではそれぞれ計算スラグ量の１質量％に相当する量の鉄鉱石とＭｎ鉱石を混合したものを改質材として使用した。
【００２８】
発明例８、９では、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和はスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在していたが、ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲内であり、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％以上であった。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ以下であった。また、発明例１０では、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍以上であり、かつＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3以外のスラグ成分を除いたＣａＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3各成分のモル分率が（Ａ）式で規定される範囲にない組成となっており、スラグ中の全クロムの８０質量％以上がＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3として存在しており、２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量がスラグ質量に対して３質量％未満であった。このスラグからの６価Ｃｒの溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下であった。
【００２９】
比較例では、脱酸後のスラグ改質は実施しなかった。比較例３、４とも、スラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和がスラグ中全クロム質量の１．５倍未満であり、スラグ中の全クロム質量に対するＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3中クロム質量とＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3中クロム質量の和の比が８０質量％未満であった。これらのスラグからの６価Ｃｒの溶出試験を実施したところ、６価Ｃｒの溶出量が０．５ｍｇ／ｌ超であった。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
また、発明例１〜１０のスラグを、環境庁告示４６号法による溶出試験と同じ要領で、５００ｍｌの水にスラグ５０ｇを浸漬し、１年間溶出させた後に６価Ｃｒの溶出量を測定した。結果を表３に示す。１年間の溶出試験後も、いずれも６価Ｃｒの溶出量は０．０５ｍｇ／ｌであり、長期的に安定であることも確認された。
【００３２】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】化合物からの６価Ｃｒ溶出試験結果を示す図である。
【図２】スラグ中クロムのＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3としての存在割合と６価Ｃｒの溶出量との関係を示す図である。
【図３】２ＣａＯ・ＳｉＯ2含有量と６価Ｃｒの溶出量との関係を示す図である。
【図４】全クロム質量に対するスラグ中の酸化鉄質量と酸化マンガン質量の和の比とスラグ中クロムのＦｅＯ・Ｃｒ2Ｏ3および／またはＭｎＯ・Ｃｒ2Ｏ3としての存在割合との関係を示す図である。
【図５】ＣａＯ−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3の４元状態図上に２ＣａＯ・ＳｉＯ2の析出領域を示した図である。
【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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