(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグ製造工程におけるドラム回転式脱水機によって高炉水砕スラグの脱水処理を行っている際に、高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項２】
高炉水砕スラグの搬送にともなうベルトコンベアへのまたはベルトコンベアからの落下時に、高炉水砕スラグに、炭酸ガスを含むガスを吹き付ける、または炭酸水溶液をガスにより噴霧する、または炭酸水溶液を含む物質を散布することにより、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項３】
高炉水砕スラグの篩い分けの際に、篩上にある高炉水砕スラグまたは篩下へ落下している高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項４】
前記炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が接触された高炉水砕スラグの温度を２０℃以上とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項５】
前記高炉水砕スラグは、製銑工程で発生した高炉水砕スラグをそのままおよび／またはその粒度を調製した粒度調製品として用いられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉水砕スラグは、製銑工程において副産する高炉スラグに、加圧水を噴射して急冷、粒状化したもので、年間２０００万ｔ以上生産されている。
高炉水砕スラグは、水硬性を持つため、微粉砕し、セメント用原料に使われてきた。また、近年、天然砂が枯渇しつつあるなかで、資源保護の観点から、天然砂の代替として、土木工事用材料や、コンクリート用細骨材として、高炉水砕スラグそのもの、あるいは粉砕して粒度調整した粒度調製物として使用する機会が増えてきている。
【０００３】
ところで、高炉水砕スラグは、そのまま用いられる場合も粒度調製物として用いられる場合も、出荷待ち、あるいは使用待ちのため野積み状態または貯槽内で長時間貯蔵されることが多く、さらに船舶等により長期間をかけて輸送される場合もある。高炉水砕スラグの水硬性は、セメント原料として使用する際には必要不可欠な性質であるが、使用前の長期間の貯蔵中あるいは輸送中に既に水和反応を起こすと、セメント用原料としての性能が劣化し、十分な強度を持つコンクリートにならない。さらに、スラグ粒子同士が水和生成物を媒体に強固に固結し塊状になると、もはや細骨材として使えなくなり、その結合強度も高いことから、もとの粒子状に破砕、整粒するのに極めて労力を要する。
【０００４】
また、高炉水砕スラグを土木工事用材料として使用する場合、強固な地盤を形成させるという目的には水硬性が有利に働くが、軟弱地盤の表層処理工法のサンドマット材等に使用するには、経過日数によっては施工中に固結するため、次に、このサンドマット材にペーパードレインあるいはプラスチックドレイン等の垂直ドレイン材を打設、貫通させようとしても極めて困難になる。土木用途としては、盛土材、埋め戻し材、裏込め材などとして使用されることもあるが、この場合も、施工をした後に、数日から数年後に、その部分を掘り起こし新たに埋設物を埋める工事をしたり、植裁を施したり、さらに数十年が経過した後に再度掘り起こしたりするケースもある。これらの場合、水砕スラグの固結は、掘り起こし作業に大きな力を必要とし、さらに、配管工事などでは、既埋設物の破損を引き起こす危険性もある。したがって、従来は、この種の用途への高炉水砕スラグの使用が制約されてきた。
【０００５】
かかる水和反応および固結現象は、気温の高い夏季に特に顕著であり、以下のような機構で進行すると考えられる。まず、高炉水砕スラグの水和反応は、ガラス質からのカルシウムの溶出とｐＨ上昇から始まり、このアルカリ刺激によりシリコンやアルミニウム等の成分が溶出する。溶出した成分によって、高炉水砕スラグ粒子近傍の液相中のカルシウム、シリコン、アルミニウム等の成分濃度が、各種水和生成物の析出条件まで上昇すると水和物の生成が始まり、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）や、珪酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）等の水和物を生成し、次第に層厚を増し、粒子同士の固結へ至る。また、この水和物生成反応は、液相においてのみならず、高炉水砕スラグの表面近傍の粒子内部でも生じる。
【０００６】
高炉水砕スラグまたはその粒度調製物の水和反応および固結を防止するために、従来からいくつかの方法が提案されている。例えば、特公昭５８−３５９４４号公報には脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸塩またはこれらの２種以上の混合物を重要成分とする固結防止剤が示されている。また、特開昭５４−７１７９３号公報には、高炉水砕スラグに酸水溶液を散布し、活性なカルシウムを一度中和する固結防止方法が示されている。
【０００７】
さらに、高炉水砕スラグ中のＣａＯに炭酸ガスを接触させ、あるいは、高炉水砕スラグ中のＣａＯに炭酸ガスをバブリングした水に含まれる炭酸（Ｈ２ＣＯ３）等を接触させ、スラグ粒子表面に難溶性のＣａＣＯ３の皮膜を形成し、この皮膜によって高炉水砕スラグからのカルシウム等の溶出反応を抑制し、水和反応ひいては固結を抑制する方法が示されている。
【０００８】
具体的には、特開昭５４−１１２３０４号公報、特開昭５４−１２７８９５号公報、特開昭５４−１３１５０４号公報、特開昭５５−１６２４５４号公報には、高炉水砕スラグあるいは高炉水砕スラグを軽破砕したものに、気相状態の炭酸ガスを接触させる方法が示されている。
【０００９】
また、特開平１０−９５６４４号公報には、炭酸ガスを溶解させた炭酸水溶液に高炉水砕スラグを浸漬させる固結防止方法が開示されている。
【００１０】
ところが、これら従来技術のうち、特公昭５８−３５９４４号公報の固結防止剤による方法では、野積み状態の間に雨が降れば、高炉水砕スラグの表面から固結防止剤が溶離するため十分な固結防止機能を発揮しない。また、水や海水に浸る条件での土木工事用材料として使用する場合も、また同様に、水中や海水中に固結防止剤が流出するため十分に固結防止することができない。
【００１１】
また、特開昭５４−７１７９３号公報の酸水溶液を散布する方法では、セメント原料またはコンクリート骨材として用いる場合に、残留酸イオンがコンクリートの性状に悪影響を及ぼすため、添加量を十分に管理しなければならない。
【００１２】
さらに、特開昭５４−１１２３０４号公報等の高炉水砕スラグに気相状態の炭酸ガスを接触させる方法の場合、ホッパーまたは野積み状態に充填された粒状の水砕スラグに炭酸ガスを均一に行き渡らせることが困難であり、ガスが行き渡らない箇所においては、十分な水和反応抑制効果および固結抑制効果を得ることができない場合がある。
【００１３】
一方、特開平１０−９５６４４号公報の冷却された高炉水砕スラグを炭酸水溶液に浸漬させる方法の場合には、巨視的には炭酸を高炉水砕スラグに均一に供給することができるものの、高炉水砕スラグが凝集している場合等、微視的に見れば充填された高炉水砕スラグ粒子の全てに炭酸水溶液が供給されないおそれがある。この場合にも炭酸水溶液が行き渡らない箇所において、十分な水和反応抑制効果および固結抑制効果を得ることができない場合がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、十分な水和反応防止効果および固結防止効果を発揮することができる高炉水砕スラグの処理方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、高炉水砕スラグ製造工程におけるドラム回転式脱水機によって高炉水砕スラグの脱水処理を行っている際に、高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法を提供する。
【００１７】
本発明の第２の観点では、高炉水砕スラグの搬送にともなうベルトコンベアへのまたはベルトコンベアからの落下時に、高炉水砕スラグに、炭酸ガスを含むガスを吹き付ける、または炭酸水溶液をガスにより噴霧する、または炭酸水溶液を含む物質を散布することにより、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【００１８】
本発明の第３の観点では、高炉水砕スラグの篩い分けの際に、篩上にある高炉水砕スラグまたは篩下へ落下している高炉水砕スラグに、炭酸ガスを含むガスを吹き付ける、または炭酸水溶液をガスにより噴霧する、または炭酸水溶液を含む物質を散布することにより、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法を提供する。
【００１９】
高炉水砕スラグが容器に充填された状態や山積みされた状態では、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を供給しても、凝集部分の存在等により内部の高炉水砕スラグ粒子まで炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が十分に到達しないおそれがあるが、本発明のように、高炉水砕スラグを分散させた状態では、炭酸ガス、炭酸水溶液が高炉水砕スラグ全体に均一に行き渡りやすく、個々の高炉水砕スラグ粒子へ炭酸イオンが供給され、個々の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができる。したがって、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。
【００２０】
第１の観点のドラム回転脱水機では、ドラムの回転によりその中の高炉水砕スラグが分散状態となり、また、第２の観点の高炉水砕スラグの搬送にともなうベルトコンベアへのまたはベルトコンベアからの落下時は、高炉水砕スラグ粒子がばらされた分散状態となり、第３の観点の篩上にある高炉水砕スラグまたは篩下へ落下している高炉水砕スラグもやはり分散した状態になっているから、その状態で炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が供給されることにより、高炉水砕スラグの全体へ均一に炭酸イオンが供給され、全体の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができ、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。
【００２１】
上記いずれの観点においても、前記炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が接触された高炉水砕スラグの温度を２０℃以上とすることが好ましい。また、高炉水砕スラグは、製銑工程で発生する高炉水砕スラグをそのまま用いるか、さらに粒度を調製した粒度調製品として用いるか、またはこれらを混合して用いることができる。
【００２２】
なお、本発明において、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質は、炭酸ガスのみ、または炭酸水溶液のみであってもよく、これらに他の物質が含まれていてもよく、さらにこれら両方が混合したものであってもよい。したがって、炭酸水溶液に空気等のガスを供給して形成された微粒炭酸水溶液の液滴（噴霧液滴）や、炭酸水溶液に炭酸ガスを供給して形成された微粒炭酸水溶液の液滴（噴霧液滴）も当然に上記物質に含まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明においては、高炉水砕スラグを分散させる工程と、分散された状態の高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させる工程とを有する。
【００２４】
高炉水砕スラグを分散させる工程は、その手法は限定されず、好ましくは高炉水砕スラグをほぼ粒子状に分散させる。高炉水砕スラグを分散させるための特別の設備を設けてもよいが、高炉水砕スラグ製造設備等の既存の設備における高炉水砕スラグを分散可能な工程を利用することが好ましい。例えば、高炉水砕スラグを混合、攪拌、篩い分け、および搬送する際に、高炉水砕スラグを分散状態にすることができるので、これらの工程のいずれかを分散工程として実施することができる。この中で高炉水砕スラグを搬送する際に分散させるには、例えば、コンベア乗り継ぎ時に高炉水砕スラグを落下させる際を利用することを挙げることができる。
【００２５】
分散状態の高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させる手法としては、図１の（ａ）に示すように、適宜の手段で粒子状に分散された状態の高炉水砕スラグ１に、ノズル２から炭酸ガスまたは炭酸ガスを含むガスを吹き付ける、あるいは炭酸水溶液を炭酸ガスまたは空気等の他のガスにより噴霧して、これらを高炉水砕スラグ１に接触させるか、図１の（ｂ）に示すように、分散された状態の高炉水砕スラグ１の上方に設けられたノズル３から炭酸水溶液を散布する方法が採用される。
【００２６】
このように高炉水砕スラグを分散させた状態では、上述のような形態で炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることにより、炭酸ガス、炭酸水溶液が全体に均一に行き渡りやすく、個々の高炉水砕スラグ粒子へ炭酸イオンが供給され、個々の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができ、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。
【００２７】
なお、高炉水砕スラグはそのまま処理してもよいが、粉砕して粒度調整した高炉水砕スラグを処理するようにしてもよい。
【００２８】
本発明ではこのように炭酸ガスおよび炭酸水溶液のいずれかを用いるが、炭酸水溶液は、以下のようにして水に炭酸ガスを溶解させることにより容易に製造することができる。
【００２９】
炭酸ガスは水に溶けやすく、その溶解度はＣＯ２濃度とガス圧力に比例する。２５℃大気圧でのＣＯ２１００％ガスの飽和溶解度は０．０３７規定（０．１６ｇ／１００ｇ水）になる。炭酸ガスの溶解は下記式（１）のように示され、溶解後の形態は、炭酸（Ｈ２ＣＯ３）、炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）、炭酸イオン（ＣＯ３２−）であり、酸性領域で炭酸、中性領域で炭酸水素イオン、アルカリ性領域では炭酸イオンが安定であり、ｐＨによってそれぞれの存在比が変化する。
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３→Ｈ＋＋ＨＣＯ３−→２Ｈ＋＋ＣＯ３２−……（１）
【００３０】
図２は、炭酸水溶液の製造設備の一例を示す概略断面図である。
この製造設備は、内部に水を貯留可能な塔１１と、塔１１の下部から水を供給する水供給機構１２と、塔１１内の水に炭酸ガスを吹き込むガス分散器１３と、ガス分散器１３に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給機構１４と、塔１１の上部から炭酸水溶液を取り出すための取水管１５と、塔１１の上部を覆うように設けられたダクト１６と、ダクト１６から排気するための排気部１７と、排気部１７からの排気をガス分散器１３のガス入側に導く導入管１８とを有している。
【００３１】
この製造設備で炭酸水溶液を製造する際には、水供給機構１２から塔１１内に連続的に水を供給しながら、または、水供給機構１２から塔１１内に所定量の水を供給した後に水供給機構１２を停止してから、炭酸ガス供給機構１４から供給される炭酸ガスまたは炭酸ガスを含有するガスを、ガス分散器１３から塔１１内の水に連続的に吹き込み、気泡群として分散させ、塔１１内の水に炭酸ガスを吸収させて炭酸水溶液とする。この場合に、炭酸ガス供給機構１４から加圧ガスを供給するようにすれば、塔１１内の水に加圧ガスを溶解することができる。得られた炭酸水溶液は、取水管１５から取り出され高炉水砕スラグへ供給される。また、ガス分散器１３から吹き込まれた過剰分の炭酸ガス等は、ダクト１６から排気部１７を介して排気される。この際、排気されたガスはそのまま系外に排出することができるが、導入管１８を介してガス分散器１３で循環再使用することも可能である。また、ガス分散器１３から吹き込む炭酸ガスを含有するガスには排ガスを用いることも可能であり、これに塔１１上部からの排気を再使用することを組み合わせることにより、極めて安価に炭酸水溶液を製造することができる。
【００３２】
このように水中に炭酸ガスまたは炭酸ガスを含有するガスを吹き込む代わりに、容器内に炭酸ガスまたは炭酸ガスを含有するガスを供給し、その容器内に水を噴霧するようにしても炭酸水を製造することができる。この場合にも炭酸ガスまたは炭酸ガスを含有するガスを加圧した状態で水に溶解させることができる。
【００３３】
次に、本発明を高炉水砕スラグ製造設備または高炉水砕スラグの粒度調整物の製造設備において実施する具体例について説明する。
高炉水砕スラグの製造においては、高炉から排出されたスラグに水を供給して水砕すると高炉水砕スラグがスラリー状となり、この水砕スラグスラリーをドラム回転脱水機であるインバフィルタで脱水するが、この際には高炉水砕スラグは分散状態となっているので、インバフィルタ内で高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させることにより、本発明を実施することができる。
【００３４】
以下、具体的に説明する。図３はインバフィルタの構造を示す図であり、（ａ）が側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面図である。このインバフィルタ２０は、図示しないモータにより回転可能な回転ドラム２１を有しており、この回転ドラム２１の外周部は濾過用と補強用の２重の金網２２で構成されている。金網２２の内側には、円周に沿って多数のベーン（掻き上げ用金網）２３が取り付けられている。回転ドラム２１の内部への導入部２４から回転ドラム２１の長手方向に沿ってディストリビュータ２５が挿入されている。ディストリビュータ２５の下方にはクッションボックス２６が設けられており、ディストリビュータ２５で分配されたスラリーがクッションボックス２６を経て、回転している回転ドラム２１のベーン２３に均一に供給される。ディストリビュータ２５の上方には排出コンベア２７が回転ドラム２１の長手方向に沿って水平に設けられており、排出コンベア２７の上方には、掻き上げられて脱水された高炉水砕スラグを排出コンベアに案内するデフレクタ（案内板）２８が設けられている。デフレクタ２８は支持梁２９により支持されている。また、排出コンベア２７の上方に水平に環状の炭酸ガス供給配管３１が設けられており、この炭酸ガス供給配管３１の上部には複数のノズル３２が設けられている。そして、上方にあるベーン２３から排出コンベア２７に落下する途中の高炉水砕スラグ３３にノズル３２から炭酸ガスが供給されるようになっている。
【００３５】
このように構成されたインバフィルタ２０においては、回転ドラム２１を回転させつつ、高炉水砕スラグスラリーが、ディストリビュータ２５およびクッションボックス２６を経て、回転している回転ドラム２１のベーン２３に均一に供給される。供給されたスラリーは、ベーン２３によって掻き上げられつつ、その中の水分は金網２２を通過して排出され、脱水される。脱水されて生成された高炉水砕スラグ３３は頂上付近で落下し、落下途中の高炉水砕スラグ３３がデフレクタ２８により案内されて排出コンベア２７に載せられ、インバフィルタ２０から排出される。
【００３６】
この際の落下途中の高炉水砕スラグは分散状態にあるから、この分散状態の高炉水砕スラグに排出コンベア２７の上方に設けられた複数のノズル３２から炭酸ガスを供給することにより、炭酸ガスが高炉水砕スラグ全体に行き渡り、個々の高炉水砕スラグ粒子の周囲の水へ溶解して炭酸イオンが供給され、個々の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができ、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。
【００３７】
また、上記排出コンベア２７によりインバフィルタから排出された高炉水砕スラグはいくつかのコンベアを経て成品槽へ供給されるが、コンベアの乗り継ぎの際の高炉水砕スラグの落下時、またはコンベアから成品槽への高炉水砕スラグの落下時には高炉水砕スラグは分散状態であるから、この高炉水砕スラグに炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させるようにしてもよい。例えば、図４に示すようにコンベア４１かからコンベア４２へ高炉水砕スラグ４３を落下させる際には、高炉水砕スラグ４３は分散状態にあるから、この状態の高炉水砕スラグにノズル４４から例えば炭酸水溶液を噴霧することにより炭酸水溶液を高炉水砕スラグに接触させれば、炭酸水溶液が高炉水砕スラグ全体に行き渡り、個々の高炉水砕スラグ粒子へ炭酸イオンが供給され、個々の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができ、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。
【００３８】
高炉水砕スラグから高炉スラグ細骨材等の粒度調整物を製造する設備には、高炉水砕スラグの破砕物を篩い分けする振動篩が設けられており、この振動篩ではその篩の上の高炉水砕スラグ破砕物も振動篩を通過して落下しつつある高炉水砕スラグ破砕物もいずれも分散状態であるから、この高炉水砕スラグ破砕物に炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、コンベア５１の下方に振動篩５２を設け、その振動篩５２の上方に複数のノズル５５を有する炭酸ガス供給配管５４を設けて、コンベア５１からその篩目５３に落下された高炉水砕スラグ破砕物５８に対して、ノズル５５から炭酸ガスを吹き付けることきる。また、篩目５３を通過した高炉水砕スラグ破砕物５９がコンベア５６に落下する途中でノズル５７から例えば炭酸ガスを吹き付けることができる。なお、篩目５３を通過しなかった高炉水砕スラグ破砕物は振動篩５２の側壁に設けられた排出口５２ａから排出され破砕装置へリターンされる。また、篩目５３を通過した高炉水砕スラグ破砕物５９は成品としてコンベア５６により成品槽へ搬送される。
【００３９】
この場合に、篩目５３の上の高炉水砕スラグ破砕物５８も篩目５３を通過した後に落下しつつある高炉水砕スラグ破砕物５９もいずれも分散状態にあるから、これらに上述のようにして炭酸ガスを接触させることにより、炭酸ガスが高炉水砕スラグ全体に行き渡り、個々の高炉水砕スラグ粒子へ炭酸ガスが供給され、個々の高炉水砕スラグ粒子の表面に均一に炭酸カルシウム皮膜を形成することができ、十分な水和反応抑制効果および固結防止効果を得ることができる。ノズル５５およびノズル５７からの炭酸ガスの吹き付けは両方を行ってもよいし、いずれか一方であってもよい。
【００４０】
なお、以上の具体例においては、炭酸ガスの吹き付けの例を示したが、当然のことながら、炭酸水溶液の散布、炭酸水溶液の炭酸ガス等のガスによる噴霧、炭酸水溶液への浸漬等、上述の炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質を接触させる態様のいずれを採用してもよい。
【００４１】
本発明においては、反応性の観点から、炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が接触された高炉水砕スラグの温度は２０℃以上とすることが好ましい。夏期は炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が接触された高炉水砕スラグを放置しておいても２０℃以上を確保することができるが、冬季は２０℃以上の確保が困難であるため、適宜の加熱手段により炭酸ガスおよび炭酸水溶液の少なくとも一方を含む物質が接触された高炉水砕スラグを加熱することが好ましい。製造直後の高炉水砕スラグは６０℃以上であり、反応性の観点から好ましい。炭酸化反応は高温ほど進行し、炭酸イオンの溶解度は高温ほど低下するため、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物の温度が高いほど炭酸ガス供給効果が大きい。ただし、９０℃になると炭酸イオンの溶解度が著しく低下してしまうため、事実上８０℃程度が上限となる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図３に示すインバフィルタへドライ換算で１５０ｔ／ｈの供給速度で高炉水砕スラグスラリーを供給して脱水処理する工程において、濃度２０％の炭酸ガスを５００Ｎｍ３／ｈの供給速度でインバフィルタ内に供給して炭酸ガスを高炉水砕スラグに接触させた。その際の高炉水砕スラグの温度は６０℃であった。
【００４３】
（実施例２）
図５に示す高炉スラグの破砕物を篩い分けする振動篩に１５０ｔ／ｈの供給速度で高炉水砕スラグ破砕物を供給する工程において、その篩上のノズル（図５のノズル５５）と篩下のノズル（図５のノズル５７）から濃度２０％の炭酸ガスを併せて５００Ｎｍ３／ｈの供給速度で供給して、篩上で分散状態にある高炉水砕スラグ破砕物と篩下を分散状態で落下しつつある高炉水砕スラグ破砕物に炭酸ガスを接触させた。その際の高炉水砕スラグ破砕物の温度は６０℃であった。
【００４４】
（比較例１，２，３）
全く未処理の高炉水砕スラグを比較例１とし、炭酸水溶液１００ｍ３と高炉水砕スラグ１００ｔとを装入して高炉水砕スラグを炭酸水溶液に浸漬させ、温度を１８℃としたものを比較例２とし、高炉水砕スラグ貯槽へ１５０ｔ／ｈの供給速度で１００ｔの高炉水砕スラグを装入する際に、炭酸ガスを５００Ｎｍ３／ｈの供給速度で高炉水砕スラグ貯槽へ供給し、高炉水砕スラグの温度を６０℃としたものを比較例３とした。
【００４５】
以上のように処理した実施例１，２、比較例２，３と、未処理の比較例１とを、内径１００ｍｍ、高さ１２７ｍｍ（内容積１リットル）の容器に充填し、容器ごと８０℃の恒温水槽中に浸漬し、所定期間養生後の固結状態を観察した（室内規模評価）。また、深さ１．５ｍ、幅４ｍ、１区画の長さ１０ｍの溝に、各処理スラグを約１００ｔ装入し、水を張り固結状態を観察した（実施規模評価）。これらの結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１に示すように、比較例１の未処理のスラグでは８０℃の室内規模評価で１ヶ月以内に、常温の実施規模評価でも３ヶ月以内に固結が始まった。１８℃の条件で炭酸水溶液に浸漬した比較例２では、室内規模で２〜３ヶ月の間に固結が始まり、実施規模では６ヶ月から１年で固結が始まった。６０℃の条件で炭酸ガスを吹き込んだ比較例３では、室内規模で２ヶ月から３ヶ月の間に固結が始まり、実施規模では６ヶ月から１年で固結が始まった。これに対して、６０℃の条件で、インバフィルタへ炭酸ガスを吹き込んだ実施例１および篩上および篩下に炭酸ガスを供給した実施例２は、室内規模で６ヶ月、実施規模では２年間固結しなかった。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、十分な水和反応防止効果および固結防止効果を発揮することができる高炉水砕スラグの処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施状態を説明するための図。
【図２】炭酸水溶液の製造設備の一例を示す概略断面図。
【図３】本発明が実施されるインバフィルタ（ドラム回転脱水機）を示す断面図。
【図４】高炉水砕スラグを搬送するコンベアの乗り継ぎ部で本発明を実施する状態を説明するための図。
【図５】高炉水砕スラグを篩分けする振動篩において本発明を実施する状態を説明するための図。
【符号の説明】
１；高炉水砕スラグ
２，３；ノズル
４；槽
２０；インバフィルタ（ドラム回転脱水機）
２１；回転ドラム
２２；金網
２３；ベーン
２５；ディストリビュータ
２６；クッションボックス
２７；排出コンベア
２８；デフレクタ
３１；炭酸ガス供給配管
３２；ノズル
４１，４２；コンベア
４３；高炉水砕スラグ
４４；ノズル
５２；振動篩
５３；篩目
５５，５７；ノズル
５８，５９；高炉水砕スラグ破砕物
【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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