(57)【要約】【課題】  従来、鋳物廃砂を漆喰、セメント等の建築用材料組成物として利用する構成はある。しかし、鋳物廃砂、廃鋳造砂等の一般的な廃砂であって、その純度及び／又は粒径等に関する説明がなく、この種の組成物、混合物等の品質の保証が明らかでない。また鋳物廃砂の処理工程に関する記述もないので、鋳物スラグと鋳物廃砂との分離又は選別により、必要とする純度及び／又は粒径等を如何にして確保するのか問題である。【構成】  本発明は、鋳物製造において最終廃棄物となった鋳造白砂剥離廃土を主原料とし、鋳造白砂剥離廃土に、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏を所定量混合し、混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。この鋳造白砂剥離廃土の有効利用と、廃棄物処理に纏わる問題解消を図る。【選択図】    図１
2005335961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物製造において最終廃棄物となった鋳造白砂剥離廃土を主原料とし、この鋳造白砂剥離廃土に、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏を所定量混合し、この混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料。
【請求項２】
請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部とを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料。
【請求項３】
請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部に、第四次副原料として硬化剤を少量添加し、これらを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料。
【請求項４】
請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土は、最終廃棄物となった状態で、酸化鉄粒子と粘土粒子とに変換され、この変換された酸化鉄粒子と粘土粒子を、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏に所定量混合し、この混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造において排出される産業廃棄物の一種である鋳造白砂剥離廃土(鋳造白砂に付着した酸化鉄粒子及び／又は粘土粒子等の廃土)を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料等に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、各種の製造工程で発生する産業廃棄物には、例えば、高炉・製鋼スラグ、石炭灰、汚泥、スラッジ、非鉄鉱滓、廃砂、廃タイヤ、廃油、廃プラスチック等の各種の物品がある。そして、これらの多くは、地中に埋設することで今日まで処理することが風潮であった。しかし、廃棄場所の減少化に対する対応、又は資源の有効利用、廃棄物の減量化(ゼロ・エミッション化)等への対応等を考慮し、この種の廃棄物を資源として有効利用することが必須の状況となりつつある。またこの廃棄物の有効利用と、その廃棄処分に要する各種の経費・雑務等の解消を図ることで、例えば、会社全体のコストの削減・競争力の確保等の製造業として必要とされる経営指針が達成できる。このコストの削減・競争力の確保等は、当該製造業者の生き残りのために役立つことは明らかであり、極めて有益である。
【０００３】
以上のことを踏まえて、今日の廃棄物と製造業との係り合いのある大手の製造業者の指針を説明すると、この会社では、廃棄物削減、再資源化に関する活動を１９００年代後半より開始し、例えば、「鋳物砂の再生」「鋳物ダスト・廃砂の道路用材への再利用」のスローガンを基に、全社を挙げて廃棄物(排出物)全般に亘って削減化を推進し、今後は廃棄物ゼロを目指している。所謂、前記ゼロ・エミッションプログラムを作成し、この計画に則って生産工程の見直しによる廃棄物の減量化、抑制及び／又は廃棄物の分別の徹底による再資源化を推進している。そして、廃棄物の再資源化率向上は、スラグ、鋳物砂の分別による利用拡大と汚泥等の金属源としての利用等により達成できる。さらに焼却炉廃止に伴う可燃廃棄物等の再資源化についても活動中である。また焼却炉より排出される資源の大部分は、スラグの路盤材への利用、鋳物砂の自社内リサイクルを図り、かつセメント等の建築用材料の原料としての有効利用を図ること、又はコバルト、クロム、タングステン等を含むダストは、再度社内で特殊鋼原料として再利用している。またニッケル等を含むダストは他社において特殊鋼原料として利用している。
【０００４】
また他社においては、エンジン鋳物生産ラインより発生する中子廃砂をライン内で回収し、再生してコールドボックス中子用砂として新砂と混合後に再利用し、産業廃棄物の発生利用の減量化と、コストの削減等を意図する。このように、工場内での再利用システムを確立して、搬送及び／又は廃棄に伴うコストの上昇と、搬送による排気ガスの発生等の問題を解消し、競争力の回復と、地球環境の改善を図ることをキャッチフレーズとする取り組みが増加する傾向にある。
【０００５】
また鋳物業界では、近年、産業廃棄物の中で、鋳物廃砂に関する廃棄物処理の問題がクローズアップされている現況を踏まえて、この廃砂を固めて利用しようとする試みがなされている。しかし、鋳物廃砂は粒子が微小なため、従来の凝固剤では凝固しにくいことが分かっている。従って、できあがった組成物は、圧縮強度が充分でないという問題点があった。そして、この鋳物廃砂を直接混入した組成物(商品)としては、例えば、ブロック、レンガ、又はタイル、瓦等が挙げられる。この商品については、強度面で幾分の改良の余地が残っている。
【０００６】
そして、これらの再利用化が確保されることで、前述の問題点となっていた下記の点を解消できる。即ち、廃棄場所の減少化に対応できること、又は資源の有効利用、廃棄物の減量化(ゼロ・エミッション化)等に役立つこと、またこの種の廃棄物を資源として有効利用し、コストの削減、競争力の確保と、日本の製造業の維持及び／又は育成に役立つこと、工場スペースの有効利用が図れること等の利点がある。
【０００７】
尚、本発明と関連がある先行技術としては、文献(１)〜(３)が挙げられる。以下、文献(１)〜(３)を概述する。
【０００８】
この文献(１)は、特開平８−１０９０５８号の「粉体凝固剤、セメント混和剤、セメント組成物、セメント建材およびペット用墓石ならびにセメント組成物製造方法」の発明である。この発明は、請求項１・６・９に下記のように記述する。即ち、「セメント組成物は、セメント１００重量部と、塩化カルシウム５重量部と、ケイ酸ナトリウム４重量部と、カルボキシルメチルセルロース１重量部と、鋳物廃砂１１０〜１３０重量部と、水１００〜１３０重量部とを混合し、混合後、成形し、この成形後、養生することにより製造される」とある。そして、この発明は、従来困難であった「鋳物廃砂などの粒子の微小な粉体であっても、充分な圧縮強度に凝固させることを可能にした」ことが特徴である。
【０００９】
また文献(２)は、特開平８−８１２４４号の「セメント組成物の製造方法」の発明である。この発明は、請求項６に下記のように記述する。即ち、「セメントクリンカーの原料として、非炭酸質石灰含有廃棄物が、高炉二次ダスト、銅カラミ、鋳物廃砂、含油圧延スラッジ、フライアッシュやボトムアッシュを含む石炭灰、赤泥を主体としたものであって、この非炭酸質石灰含有廃棄物に、廃棄物と他の原料成分とを混合して焼成することにより、セメントクリンカー鉱物として所定の組成からなるセメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法である」とある。そして、この発明は、「原料焼成時の炭酸ガス発生を大幅に抑制し、従来よりもアルミ分と石膏分の多いクリンカー鉱物成分を有するセメント組成物の製造を可能にした」ことが特徴である。
【００１０】
次に文献(３)は、特開２００１−２７８６４５の「セメント組成物用改質材及びセメント組成物」の発明である。この発明は、請求項４に下記のように記述する。即ち、「球状化加工された焼却灰が、例えば、ゴミ焼却灰溶融スラグ、高炉スラグ、製鋼スラグ、非鉄金属スラグ、廃鋳造砂及びこれらの混合物からなる群より選択されるスラグであるセメント組成物」とある。そして、この発明は、「ゴミ焼却灰溶融スラグ等のスラグを細骨材としてセメント組成物中に多く配合した場合に、コンシステンシーの低下防止と、また下水汚泥焼却灰等の焼却灰を資源として再利用して有効活用等が図れるセメント組成物を提供できる」ことが特徴である。
【００１１】
前述の如く、廃砂は、少なくともセメントの原料及び／又はその組成物への再利用に留まらず、詳述しないが、この他には、ブロック、レンガ、又はタイル、瓦等の各種の原料として採用されていることが各種の文献、資料又はインターネット等から知られている。しかし、残念なことに、この再利用の量が少なく、例えば、鋳造工場より排出される全てのものを消費するまでには至っていないのが現況である。その経済的なメリット、産業の活性化等の面においても、多くの問題を残していることは明らかである。
【００１２】
【特許文献１】特開平８−１０９０５８号
【特許文献２】特開平８−８１２４４号
【特許文献３】特開２００１−２７８６４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記文献(１)〜(３)の発明では、鋳物廃砂、廃鋳造砂等の一般的な廃砂であって、その純度及び／又は粒径等に関する説明がない。従って、構成された組成物、混合物等の品質の保証が明らかでないと思われる。また鋳物廃砂の処理工程に関する記述もないので、鋳物スラグと鋳物廃砂との分離又は選別により、必要とする純度及び／又は粒径等を如何に確保するか明らかでなく、問題があるものと考えられる。
【００１４】
そこで、本発明は、白砂という品質及び／又は粒径の一定な鋳造白砂剥離廃土を、漆喰、セメント等の建築用材料の原料として利用し、品質及び／又は取扱いが容易で、かつ鋳造白砂剥離廃土を量的(大量)に再利用できる鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、鋳造工程で使用される白砂の廃砂(鋳造白砂剥離廃土)の備えた品質及び／又は粒径の一定な特性を利用し、漆喰、セメント等の建築用材料の原料として再利用し、品質及び／又は取扱いが容易で、かつ鋳造白砂剥離廃土を量的に再利用すること、またこの再利用の際に、スクリューサイクロン混合機を介して迅速かつ確実に製造すること等を意図する。殊に鋳物鋳造では揮発性、水溶性の離型剤を多く使用することから、廃砂の汚れが少ないことを利用し、この廃砂を略そのままの状態で(場合により粉砕を省略して)漆喰、セメント等の建築用材料の原料に混合できる状態を確保することを意図する。
【００１６】
請求項１は、鋳物製造において最終廃棄物となった鋳造白砂剥離廃土を主原料とし、この鋳造白砂剥離廃土に、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏を所定量混合し、この混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、またこの目的を達成するのに最適な配合比を提供すること等を意図する。
【００１８】
請求項２は、請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部とを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１の目的を達成すること、またこの目的を達成し、かつ混合物のミキシングの容易性、結合性の強化等を図ること等を意図する。
【００２０】
請求項３は、請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部に、第四次副原料として硬化剤を少量添加し、これらを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１の目的を達成すること、また鋳造白砂剥離廃土を最適な状態で、混合物にミキシングし、この混合物の結合性の強化等を図ること等を意図する。
【００２２】
請求項４は、請求項１に記載した鋳造白砂剥離廃土は、最終廃棄物となった状態で、酸化鉄粒子と粘土粒子とに変換され、この変換された酸化鉄粒子と粘土粒子を、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏に所定量混合し、この混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明は、鋳物製造において最終廃棄物となった鋳造白砂剥離廃土を主原料とし、鋳造白砂剥離廃土に、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏を所定量混合し、混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００２４】
従って、請求項１は、鋳造工程で使用される鋳造白砂剥離廃土が備える品質と、品質の一定性等の特性を利用し、漆喰、セメント等の建築用材料の原料として再利用し、品質及び／又は取扱いが容易で、かつ鋳造白砂剥離廃土を量的に再利用できること、またこの再利用の際に、スクリューサイクロン混合機を介して迅速かつ確実に製造できること等の特徴がある。殊に鋳物鋳造では揮発性、水溶性の離型剤を多く使用することから、廃砂の汚れが少ないことを利用し、この廃砂を略そのままの状態で(場合により粉砕を省略して)漆喰、セメント等の建築用材料の原料に混合できる状態を確保できる実益がある。
【００２５】
請求項２の発明は、鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部とを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００２６】
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、またこの目的を達成するのに最適な配合比を提供できること等の特徴がある。
【００２７】
請求項３の発明は、鋳造白砂剥離廃土を６０〜１２０重量部、消石灰を６０〜２００重量部と、石膏を２０〜５０重量部に、第四次副原料として硬化剤を少量添加し、これらを混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００２８】
従って、請求項３は、請求項１の目的を達成できること、またこの目的を達成し、かつ混合物のミキシングの容易性、結合性の強化等が図れること等の特徴がある。
【００２９】
請求項４の発明は、鋳造白砂剥離廃土が、最終廃棄物となった状態で、酸化鉄粒子と粘土粒子とに変換され、変換された酸化鉄粒子と粘土粒子を、第二次副原料となる消石灰と、第三次副原料となる石膏に所定量混合し、混合物を常温下で撹拌混合して生成される鋳造白砂剥離廃土を有効利用した漆喰、セメント等の建築用材料である。
【００３０】
従って、請求項４は、請求項１の目的を達成できること、また鋳造白砂剥離廃土を最適な状態で、混合物にミキシングし、この混合物の結合性の強化等が図れること等の特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の態様（形態）を説明する。
【００３２】
鋳物工場、製造工場等の鋳造機械、造型機械等の機械より、この工場のヤードに蓄積された鋳造白砂剥離廃土Ａ(黒い廃土)は、第二次副原料となる消石灰Ｂと、第三次副原料となる石膏Ｃとともにホッパー１内に所定量供給される。このホッパー１内において、第一次の撹拌が行われる。この第一次の撹拌が終了した混合物は、コンベヤ２を介してスクリューコンベヤを備えた撹拌機４に供給され、この撹拌機４内で十分撹拌されることで漆喰、セメント等の建築用材料Ｅが製造される。この撹拌機４から排出された漆喰、セメント等の建築用材料Ｅは、コンベヤ５を介して所定の場所に搬送される。この漆喰、セメント等の建築用材料Ｅは袋詰めＥ１されるか、又はタンク６に貯留される。尚、本発明では、鋳造白砂剥離廃土Ａは、原則として破砕及び／又は選別の必要がなく、簡便かつ迅速な対応ができることと、全ての工場の隅において、従来の装置を略利用して容易及び／又は低コストで処理できる特徴がある。これにより、従来、問題となっている搬送、処理コストの高騰回避、搬送・取扱い等で発生するコストの削減、又は公害(廃棄物より溢出する薬液、また廃棄自体による公害等)の発生回避、或いは廃棄物投棄場所の削減等が図れることから、鋳造白砂剥離廃土Ａの廃棄処理に纏わる全ての弊害を解消できる。またこの鋳造白砂剥離廃土Ａを、漆喰、セメント等の建築用材料Ｅの原料とすることで、各地で発生する鋳造白砂剥離廃土Ａの略全部を消費することも可能となり、廃棄物の問題点の解消と、資源の有効利用が図れる特徴がある。
【００３３】
尚、前記鋳造白砂剥離廃土Ａは、第二次副原料となる消石灰Ｂと、第三次副原料となる石膏Ｃとともにホッパー１内に所定量供給し、生成された混合物をコンベヤ２で搬送する過程で、ホッパー３に充填した硬化剤Ｄを添加混合することも可能であり、この硬化剤Ｄの添加混合によって、例えば、本発明の目的の達成と、混合物のミキシングの容易性、結合性の強化等が図れる。またこの硬化剤Ｄの添加過程は一例であり、この例に限定されない。
【００３４】
また鋳造白砂剥離廃土Ａは、鋳造済み白砂に付着する廃棄物であり、高温で焼結形成された最終廃棄物である。この最終廃棄物となった状態で、酸化鉄粒子と粘土粒子とに変換され、変換された酸化鉄粒子と粘土粒子を、第二次副原料となる消石灰Ｂと、第三次副原料となる石膏Ｃ等に所定量混合する構成も可能であり、より品質の優れた漆喰、セメント等の建築用材料Ｅを生成できる。このように従来、廃棄用の経費を支払っていた高価な廃材の鋳造白砂剥離廃土Ａを、再利用して漆喰、セメント等の建築用材料Ｅを製品として出荷できるので、有用な原料としての位置付けができて重宝すること、会社の経営に好影響を与えること、また地球・生活・職場等の環境破壊の防止と、資源の有効利用が図れること等の効果も達成できる。
【００３５】
そして、本発明では、原則的には、品質が略均一であること、汚染が少なくかつ破砕の必要性がないこと等から、鋳物鋳造の鋳造白砂剥離廃土Ａを対象とするが、必要によりアルミ鋳造の鋳造白砂剥離廃土Ａを対象とする。このアルミ鋳造の鋳造白砂剥離廃土Ａを対象とする際には、図示しないが、破砕及び／又は洗浄・選別等の過程を行うこともあり得る。
【００３６】
尚、配合比は、望ましい一例を示すと、鋳造白砂剥離廃土Ａを６０〜１２０重量部で、望ましくは１００重量部とし、消石灰Ｂを６０〜２００重量部で望ましくは１５０重量部とし、石膏Ｃを２０〜５０重量部で望ましくは５０重量部とした構成がよい。しかし、一例であること、また品質及び／又は白色を望む場合は、消石灰Ｂと石膏Ｃの割合を多くする。そして、これらの混合物に、第四次副原料として硬化剤Ｄを少量添加する構成もあり得る。前述の如く、この混合比は、一例であり、漆喰、セメント等の建築用材料Ｅの品質、また色彩、艶、色柄等の色、使用場所、季節、又は各原料である鋳造白砂剥離廃土Ａ、消石灰Ｂ、石膏Ｃ等の状態及び／又は硬化剤Ｄの状況、添加の有無等により適宜変更される。また本発明は、前記品質、また色彩、艶、色柄等の色、使用場所、季節等に対応できること、また無臭であって、難燃性、無公害等の数々の特徴を備えた有機的な組成物であり、環境・人・植物に優しい漆喰、セメント等の建築用材料Ｅとして重宝される。
【００３７】
また前記の配合比において、消石灰Ｂの配合量を少なくすることで、強度の向上が図れることから、その利用の分野が広くなり、例えば、道路の表面舗装用材料、又は建物、構造物等の従来のセメントと遜色がない強度・色彩・管理等が図れる建築用材料Ｅ等として利用できる。そして、この消石灰Ｂの配合量としては、１０〜５０重量部で望ましくは２０重量部とする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一例を示したフローチャート図
【符号の説明】
【００３９】
１              ホッパー
２              コンベヤ
３              ホッパー
４              撹拌機
５              コンベヤ
６              タンク
Ａ              鋳造白砂剥離廃土
Ｂ              消石灰
Ｃ              石膏
Ｄ              硬化剤
Ｅ              漆喰、セメント等の建築用材料
Ｅ１            袋詰め
【図１】
2005335961.tif 000003