(57)【要約】【課題】本発明は、流動床灰が固化するまでの時間を短縮し、さらに得られる固化物の強度を短時間で増進せしめ、なおかつ経時強度をも増進させることができ、しかも、固化処理時に発生する有害物質の発生を抑制することもできる流動床灰の固化方法を提供することを目的とする。【解決手段】流動床灰に、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする流動床灰の固化方法、前記固化方法により得られる固化物、及び、硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を含み前記固化方法に用いられる固化剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床灰に、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする流動床灰の固化方法。
【請求項２】
金属イオンが、銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である請求項１記載の固化方法。
【請求項３】
硫酸アルミニウムと金属イオンと水とを予め混合し、金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液として流動床灰に加え、固化処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の流動床灰の固化方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の固化方法により得られる固化物。
【請求項５】
硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を含み、請求項１〜３のいずれか一項に記載の固化方法に用いられる固化剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床石炭灰（以下、流動床灰という。）の固化方法に関し、詳しくは、石炭火力発電所などより生じる石炭灰、特に流動床灰の固化方法、該方法により得られる固化物、および該方法に用いられる固化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、石炭火力発電所より発生する石炭灰を有効活用するため各種の処理を行い、骨材や路盤材への有効利用を図る検討がされており、中には商業化されているケースもある。
【０００３】
石炭灰には、微粉炭燃焼式ボイラーから発生する石炭灰（以下、フライアッシュ）と流動床式燃焼ボイラーから発生する石炭灰（以下、流動床灰）がある。フライアッシュは主成分がシリカ（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）であり、それ自体に自硬性はない。そのためフライアッシュを造粒し成型体としての利用を図る場合、セメントや石膏などの自硬性材料の添加が必要になる（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００４】
一方、流動床灰は、石炭燃焼時に炉内脱硫を目的として石灰石（ＣａＣＯ3）が加えられるため、主成分のシリカのほか、生石灰（ＣａＯ）や脱硫により生成した石膏（ＣａＳＯ4）を含んでいる。それゆえ、流動床灰は自硬性があり、硬化にあたってはセメントや石膏の添加を必要としない。そのため流動床灰を造粒する場合、経済的観点からバインダーとして水が使用されるケースが多い。
【０００５】
ところが、水をバインダーとした流動床灰の造粒においては、造粒直後の段階では造粒物の強度が発現しないため、工程中での移動時の衝撃、例えばコンベア間の段差に伴う落下等により造粒物が崩壊・粉化し、製品歩留りが著しく低下していた。また造粒物強度が弱く、造粒物表面が湿潤状態であることから、積み付け養生する場合にも、堆積時の加重により造粒物が崩壊・粉化したり造粒物同士が固着団塊となり製品の歩留りが著しく低かった。また、ブリケットマシンによる圧縮造粒の場合、造粒直後は強度が発現しないため、圧縮力が解かれた際、造粒物内部の弾性ひずみによる応力集中に耐えられずに、造粒物がラミネーティングを起こし崩壊・粉化することがあった。
【０００６】
流動床灰は、造粒して骨材として利用されたり、粉体のまま土木工事、土壌改良材、炭坑充填材などとして利用されている。流動床灰を有効利用する方法については、これまで種々の検討がされている。例えば、特許文献３には、流動床灰を人工骨材として利用する方法が開示されている。しかし、上述のような強度の欠点があるため、セメントを加えた後、高圧をかけて圧縮造粒している。しかし、セメントの物理的強度発現には通常数時間かかることや、セメントを加えることによる造粒物の固着や、コスト上昇といった問題が生じる。また、特許文献４には、ごみ焼却灰や飛灰に加圧流動床石炭灰と水とを加えて固化する方法が開示されている。
【０００７】
さらに、セメントを添加せずに石炭灰を固化する方法も開発されている（例えば、特許文献５）。しかし、この場合も使用できる石炭灰が限られ、さらに高温、高圧下での処理を必要とするため、工程が煩雑でコストがかかるという欠点があった。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１７２４７号公報
【特許文献２】特開平４−３０５０４４号公報
【特許文献３】特開２０００−１６９２０４号公報
【特許文献４】特開２００３−２４９１４号公報
【特許文献５】特開平８−１９８６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術では、流動床灰を固化した直後の造粒物の強度が弱いため、移動処理などの際に造粒物が崩壊し造粒物の収率が悪いという問題点があった。また、固化処理時に添加する物質が多いため、固化処理コストが高い等の問題があった。
本発明は、このような問題点に対処するため、流動床灰が固化するまでの時間を短縮し、さらに得られる固化物の強度を短時間で増進せしめ、なおかつ経時強度をも増進させることができ、しかも、固化処理時に発生する有害物質の発生を抑制することもできる流動床灰の固化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は上述の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、硫酸アルミニウムと水とを流動床灰に添加することにより、高温、高圧をかけずに、流動床灰固化物の固化時間を短縮し、強度を短時間に増進させることにより、固化物の崩壊・粉化を抑制でき、しかも強度は長時間経過後も維持されることを見出した。
また、流動床灰中に残留する微量の硫黄分が、硫酸アルミニウムを加え流動床灰を固化する際に硫化水素として発生することがあるが、更に金属イオンを添加することにより、硫化水素の放出量を抑制することができることをも見出した。
更に、流動床灰に硫酸アルミニウムと金属と水を加えて固化して得られる固化物は、道路の下層路盤材や埋め戻し材として有用であることをも見出すと共に、硫酸アルミニウム、水および金属イオンの組み合わせは、固化剤として有用であることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、具現化した態様として下記発明を提供するものである。
【００１１】
〔１〕  流動床灰に、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする流動床灰の固化方法。
〔２〕  金属イオンが、銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である上記〔１〕記載の固化方法。
〔３〕  硫酸アルミニウムと金属イオンと水とを予め混合し、金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液として流動床灰に加え、固化処理を行うことを特徴とする上記〔１〕または〔２〕に記載の流動床灰の固化方法。
〔４〕  上記〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の固化方法により得られる固化物。
〔５〕  硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を含み、上記〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の固化方法に用いられる固化剤。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を加え、固化処理を行うことにより、高温、高圧をかけることなく、固化時間を短縮して処理を進めることができる。しかも、得られる固化物の強度を短時間に増進させかつ長時間保持することができるので、固化物の崩壊・粉化を抑制して輸送中等の作業性を向上させることができ、結果として、流動床灰の固化物の収率を向上させることができる。更に、固化処理に際し、発生する有害物質を効果的に捕捉し、発生量を抑制することができる。
そして、本発明により得られる流動床灰の固化物は、必要に応じて造粒処理を施しても、或いは造粒せずに成型しても良く、いずれにしても流動床灰の固化を促進することができ、道路の下層路盤材や埋め戻し材として利用することができる。
また、本発明の固化方法は、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を含む固化剤を利用してより効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を詳しく説明する。
石炭火力発電所における石炭の燃焼方式には、微粉炭燃焼方式と流動床燃焼方式とがあるが、本明細書において、流動床灰（流動床石炭灰）とは、これらの方式のうち特に流動床燃焼方式による石炭灰をいう。流動床燃焼方式には、加圧と常圧の方式があるが、本明細書の流動床灰は、自硬性を持つものであれば、これらのいずれの方式により得られるものであっても良い。常圧流動床灰は、少量の石灰、石膏を加えないと硬化強度が低いので、本発明においては、加圧式流動床灰が好ましい。
流動床灰は石灰分を含み自硬性を有するという特徴を持つ。その化学成分組成は、一般には、石灰石の成分であるＣａＯが３０％前後、ＳｉＯ2が４５％前後、Ａｌ2Ｏ3が１５％前後、Ｆｅ2Ｏ3が２％前後、ＳＯ3が５％前後であり、微粉炭燃焼方式で得られるフライアッシュと比較してＣａＯ、ＳＯ3が多く、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3が少ないことを特徴とする。
【００１４】
本発明の固化方法においては、流動床灰に、硫酸アルミニウムと金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする。このうち、硫酸アルミニウムと水は、流動床灰の固化に寄与する。
本発明においては硫酸アルミニウムを添加することが必須である。ここで、硫酸アルミニウムに代えて、硫酸アルミニウム以外の硫酸塩を添加したとしても、本発明の効果は発揮されない。例えば、硫酸アルミニウムの代わりに硫酸第一鉄や硫酸第二鉄を添加した場合には、固化処理後の固化物内部に酸化鉄が生じ強度低下や膨張破壊に至る。また、硫酸マグネシウムを添加した場合には、固化処理初期の硬度（強度）（初期強度）は発現するが、経時強度が劣る。
さらに、硫酸アルミニウムを硫酸塩以外の物質に置き換えても、本発明の効果は発揮されない。例えば、硫酸アルミニウムの代わりにポリビニルアルコール、澱粉、合成系分散剤などの有機系の物質を添加した場合には、流動床灰の固化が阻害される。また、塩化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アルミン酸ナトリウム、水ガラスなどのアルカリ性の液体とした場合には、吸湿により膨張破壊を生じる。
【００１５】
硫酸アルミニウムの添加量は、固化した流動床灰の硬度に関係しており、添加量を多くすれば硬度は高くなる。固化した流動床灰の用途に要求される硬度に応じて添加量は適宜選択することができるが、一般には、流動床灰１００重量部に対し硫酸アルミニウム（無水換算）を０．５重量部〜７．０重量部とすることができ、好ましくは１．０重量部〜５．０重量部、さらに好ましくは２．０重量部〜４．０重量部とすることができる。添加量が０．５重量部未満であると、硫酸アルミニウムを添加することによる効果が得られ難くなり、一方、添加量が７．０重量部を超えると、添加割合に比べて硬化効果が低いため、経済上望ましくない。
【００１６】
一方、流動床灰への水の添加量は、流動床灰１００重量部に対し、一般に１３重量部〜１８重量部とすることができ、好ましくは１４重量部〜１７重量部、さらに好ましくは１５重量部〜１６重量部とすることができる。添加量が１３重量部未満であると、水を添加することによる効果が得られ難くなり、一方、添加量が１８重量部を超えると、固化物の強度が低下したり、成型しにくくなるといった問題点が生じ易くなるため好ましくない。
【００１７】
本発明の固化方法においては、流動床灰に対し、硫酸アルミニウムおよび水のほかに、金属イオンを添加する。金属イオンを添加することにより、固化反応により発生する硫化水素を効果的に捕捉することができる。
硫化水素は、火山性ガスや温泉の臭気として知られており、０．０３ｐｐｍ程度から感知できるが、高濃度の場合は人を死に至らしめることもある有毒な気体である。さらに硫化水素は金属類を腐食させる。そのため、硫化水素は大気中に放出されないことが望ましい。
【００１８】
添加される金属イオンとしては、銅、鉄、亜鉛、銀などを挙げることができるが、本発明では、これらのうち１種類または２種類以上を用いることができる。硫化水素は、銅、鉄、亜鉛、銀といった金属イオンと瞬時に反応し、硫化物を生成することで固化物中に固定化されるので、これらの金属イオンを添加することにより、硫化水素の大気中への放出が有効に防止される。硫化水素との反応性が高い点で、金属イオンとしては銅、銀が好ましい。
【００１９】
本発明の固化方法において、流動床灰に金属イオンを添加する際には、金属イオンを硫酸塩として添加することが、取扱い上好適である。また、上述のように、流動床灰に硫酸アルミニウムと水を硫酸アルミニウム水溶液として添加する場合は、予めこれらの金属イオンを、硫酸アルミニウム水溶液に加えておいても良い。
【００２０】
金属イオンの流動床灰への添加量は、流動床灰の固化反応により発生する硫化水素の抑制と相関関係があり、添加量が多くなれば硫化水素の捕捉・分解効果は高まるが、過剰に添加すると未反応の金属イオンが流動床灰の固化物中に残留することになるため、好ましくない。また、添加する金属イオンの種類によって抑制力は異なる。金属イオンの添加量は、前述の性質を考慮して決めることができるが、一般には流動床灰１００重量部に対し、０．００１重量部〜５．０重量部、好ましくは、０．０１重量部〜２．０重量部とすることができる。また、硫化水素抑制効果の高い金属イオン、例えば、銅イオンや銀イオンであれば、０．００１重量部〜０．１重量部、好ましくは、０．０１〜０．０５重量部とすることができる。
【００２１】
添加される金属イオンのうち、硫化水素と反応しなかった余剰の金属イオンは、硫酸アルミニウムの効果により流動床灰が強固に固化するため、固化物中に物理的に固定され容易には溶出しにくくなる。また、これらの金属イオンは流動床灰中のアルミニウムやケイ素、カルシウム等と不溶性の水和反応生成物を生成することにより化学的にも固定化されるので、固化物外への溶出の可能性はさらに低くなる。しかしながら、金属イオンの添加は、万が一の安全性や環境に与える影響に配慮して未反応の金属イオンが残存しないよう、必要最小限に留めることが望ましい。
【００２２】
硫酸アルミニウムと水と金属イオンを流動床灰に添加するにあたり、それぞれを別個に添加することもできるが、事前に予め混合し、金属イオンを添加した硫酸アルミニウム水溶液とした上で流動床灰に添加することもできる。水溶液として添加する方が、固化反応が均一に起こりやすく、また取扱いが容易であるので好ましい。金属イオン含有の硫酸アルミニウム水溶液として添加する場合も、硫酸アルミニウムの添加量、金属イオンの添加量および水の添加量が上記の数値範囲となるようにして添加することができる。
【００２３】
本発明の固化方法は、流動床灰に、金属イオンと水と硫酸アルミニウムを、個々に添加するか、或いは金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液の形態で添加し、流動床灰を固化するものである。
流動床灰への混合は、添加する成分が均一に混ざるような公知の方法に準じて行えば良く、例えば、高速撹拌型の混合機（例えば、アイリッヒミキサー（日本アイリッヒ（株））等）、万能混合攪拌機などを用いて混合することが望ましい。
【００２４】
本発明の固化方法により固化された流動床灰の固化物は、各種用途に応じて各種処理を施してから利用することができ、造粒して造粒物として用いても良いし、一方、造粒せずにプレス成形等で特定の形に成形して用いても良い。
造粒する場合に用いられる造粒機としては、用途に応じて適切なものを選択することができる。造粒の様式も特に限定されず、例えば、粉体を、押し出し、ロール間圧縮、打錠などの圧縮力により円柱状ペレット（顆粒）、錠、ブリケットなどをつくる圧密様式の造粒（強制造粒）が挙げられる。一方、混合処理と造粒処理を一体にして行う機器を用いても良い。
造粒のために加える圧力は、用途、固化物の組成等により定められ、一般には９．８Ｎ／ｍｍ2〜１４７Ｎ／ｍｍ2、好ましくは、７０Ｎ／ｍｍ2〜９８Ｎ／ｍｍ2の範囲で適宜設定することができる。
【００２５】
また、本発明により得られる固化物には、その他の成分として、バインダー、減水剤、保水剤、防水剤などの混和剤を添加しても良い。
このような本発明の固化物は、道路の下層路盤材や埋め戻し材として用いることができる。
【００２６】
更に、本発明において固化に用いられる硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水は、上記本発明の固化方法を実施するために好適に用いられる固化剤として提供することが可能である。本発明の固化剤は、硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を含めばよく、これらを使用時に混合できるようにそれぞれ単独で含ませることもできるし、或いは混合した状態、すなわち、金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液の状態で含ませることもできる。尚、固化剤の硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水の配合量は、上記本発明の固化方法にてそれぞれの流動床灰に対する好ましい添加量として説明したものと同様とすることができる。
本発明の固化剤には、硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水のほか、得られる固化物に添加されるバインダー、減水剤、保水剤、防水剤などの混和剤を更に含ませることができる。また、本発明の固化剤は、適当な袋、容器等に充填して販売等に供することもでき、更に、固化剤を流動床灰に添加する際に用いられる容器を添付することもできる。
【００２７】
〔作用〕
本発明においては、流動床灰に硫酸アルミニウムと金属イオンと水を添加することにより、以下の反応が起きていると推測される。
すなわち、（１）硫酸アルミニウムに由来するアルミニウムイオンが、流動床灰中のアルカリ成分と瞬時に反応し、ゲル状の水酸化アルミニウムを生じる。この水酸化アルミニウムは流動床灰粒子同士を強固に結合させる粘結剤としての役割を果たす。
そして、（２）この水酸化アルミニウムは流動床灰中の水酸化カルシウムと反応し、カルシウムアルミネート水和物（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・６Ｈ2Ｏ）を生成し短時間で固化する。
【００２８】
さらに、（３）カルシウムアルミネート水和物は石膏と反応することにより、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ）を生成する。エトリンガイトは針状結晶であり、固化物組織の空隙を充填することにより固化物の強度は増大する。
また、その一方で、（４）硫酸アルミニウムに由来する硫酸イオンは、流動床灰中の石灰と反応することで硫酸カルシウム水和物（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）を生成し、これもエトリンガイトと同様に固化物組織の空隙を充填することにより固化物の強度は増大する。
【００２９】
以上の通り、（１）〜（４）の反応が複合的に進行する結果、製造直後から固化物（造粒物）強度が向上し、さらに強度が経時的に維持されるので固化物の崩壊・粉化を抑制しうると考えられる。
また、本発明における硫酸アルミニウムと流動床灰との反応は、一種の中和反応であり発熱を伴うため、固化物の表面が半乾燥状態となり固化物同士の固着は生じない上に、蓄熱された状態で養生される結果、上述の（１）〜（４）の反応が速やかに進行し、造粒直後の強度が向上すると共に、経時強度の早期発現をも促進する。
このため、本発明の固化方法によれば、崩壊・粉化の抑制による歩留りの向上のみならず、養生期間を短縮させることが可能になるため、生産性を大きく向上できる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００３１】
〔測定方法〕
・圧壊強度試験：得られた流動床灰混合物を一定量（４０ｇ）とり、ステンレス製円柱型枠に入れ、圧縮試験機（（株）東京試験機製作所  引張強さ試験機）を用いて９．８Ｎ／ｍｍ2の圧力でプレス成型し、円柱形ブリケットを得た。これを２０℃にて封緘養生した後、圧縮試験機（（株）東京試験機製作所  引張強さ試験機）を用いて、荷重速度２．５ｍｍ／分で圧壊強度を測定した。
【００３２】
・硫化水素濃度：各処方に示す流動床灰、水、硫酸アルミニウム、金属イオンをそれぞれ活栓付き２５０ｍｌ容ガラス瓶に入れ、１分間ガラス瓶を振とうする。１分後、ガラス瓶内の空気１００ｍｌを、ガス検知管（（株）ガステック  ４ＬＴまたは４ＬＬ）で測定した。
【００３３】
＜実施例１〜７および比較例１〜５＞
表１の配合処方に示す流動床灰（中国電力（株）大崎発電所、加圧式流動床灰）、水、その他の成分を、実施例または比較例ごとにそれぞれ万能混合撹拌機（５ＤＭ  （株）ダルトン）で２分間撹拌混合した。なお、各金属イオンは、銅イオンは硫酸銅、鉄（ＩＩＩ）イオンは硫酸第二鉄、亜鉛イオンは硫酸亜鉛、銀イオンは硫酸銀の形で添加した。以下の実施例においても、流動床灰として上述と同じものを用い、また、金属イオンの添加は上述のようにして行った。
得られた流動床灰固化物の圧壊強度試験を行うと共に、硫化水素濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００３４】
【表１】
2007098249.tif 000002
【００３５】
【表２】
2007098249.tif 000003
【００３６】
表２の圧壊強度試験結果から以下のことが明らかである。
流動床灰に水のみを添加した比較例１と、水とセメントのみを添加した比較例５とを比較すると、初期強度（固化処理直後の圧壊強度）はほぼ同等であることから、セメントを加えても初期強度の増進に寄与しないことがわかった。
一方、流動床灰に、硫酸アルミニウムを添加した実施例１〜実施例７および比較例２の初期強度は、無添加の比較例１に比べ大きく増進し、さらに７日目および２８日目の強度（経時強度）も、比較例１を上回るレベルで推移していた。このことから、硫酸アルミニウムが流動床灰に及ぼす強度増進効果が確認できた。また、流動床灰に、硫酸アルミニウムの代わりに硫酸第一鉄や硫酸第二鉄を添加した比較例３と比較例４においては、初期強度、経時強度共に硫酸アルミニウムを添加した実施例の結果と比べて劣っていた。特に、経時強度ではブランクである水のみを添加した比較例１よりも下回る結果となった。
【００３７】
【表３】
2007098249.tif 000004
【００３８】
表２の硫化水素濃度測定結果から、以下のことが明らかである。
流動床灰に硫酸アルミニウムと水のみを添加し、金属イオンを添加しなかった比較例２では、硫化水素が２０ｐｐｍ検出された。一方、硫酸アルミニウムと水と金属イオンを加えた実施例１〜実施例７では、検出量は大幅に減少した。
これらのことから、流動床灰に硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を添加することにより、流動床灰の固化時間を短縮し、経時強度も増進させることができると共に、固化処理時に発生する硫化水素の発生を抑制しながら、固化処理を効率よく達成できることが確認できた。
【００３９】
＜実施例８〜２３及び比較例６＞
実施例７と同様の配合割合で、流動床灰、水及び硫酸アルミニウムを配合し、金属イオンを表３に示す割合で添加した。実施例７と同様にして、撹拌し硫化水素濃度を測定した。測定結果を表４に示す。
【００４０】
【表４】
2007098249.tif 000005
【００４１】
表４から、いずれの金属イオンの場合も、少量部の添加で、無添加の比較例６と比較して高い硫化水素発生抑制効果が見られることが分かった。特に、銀イオンと銅イオンは、極めて高い硫化水素抑制効果を示した。
【００４２】
＜実施例２４〜２７、および比較例７〜８＞
流動床灰に添加される金属イオンおよび硫酸アルミニウムを、予め水溶液として作成し、この水溶液を用いて流動床灰の固化処理を行った。
２５重量％の硫酸アルミニウム水溶液１００重量部に対し、表５に示す割合で各種金属イオンを添加し、６種類の金属イオン含有硫酸アルミニウム水溶液を作成した。各金属イオンの流動床灰１００重量部に対する添加量が０．０８重量部となるよう、表６に示す配合処方で流動床灰に添加し、万能混合撹拌機（５ＤＭ  （株）ダルトン）を用いて２分間撹拌混合した。
得られた流動床灰固化物の圧壊強度試験および硫化水素濃度測定を実施した。測定結果を表７に示す。
【００４３】
【表５】
2007098249.tif 000006
【００４４】
【表６】
2007098249.tif 000007
【００４５】
【表７】
2007098249.tif 000008
【００４６】
表７の圧壊強度試験結果から以下のことが明らかである。
硫酸アルミニウム水溶液のみを添加した比較例７は、前述の硫酸アルミニウムを固形混合した比較例２（表２参照）よりも高い初期強度を示した。これは水溶液添加により流動床灰との混合が均一に行われ、流動床灰との固化反応が効果的に進行したためである。
また、硫酸アルミニウム水溶液に金属イオンを加えた実施例２４〜実施例２７についても、高い初期強度を発現した。更に、硫酸アルミニウム水溶液の代わりに硫酸第一鉄水溶液を添加した比較例８は、初期強度および経時強度が共に硫酸アルミニウム水溶液を添加した実施例よりも劣り、特に経時強度ではブランクである水のみを添加した比較例１よりも下回る結果となった。
【００４７】
表７の硫化水素濃度測定結果より以下のことが明らかである。
硫酸アルミニウム水溶液を添加した比較例７では、硫化水素が２０ｐｐｍ検出されたが、硫酸アルミニウム水溶液に金属イオンを加えた実施例２４〜実施例２７は検出量が大幅に減少した。
これらのことから、流動床灰に硫酸アルミニウム、金属イオンおよび水を添加することにより、流動床灰の固化時間を短縮し、経時強度も増進させることができると共に、固化処理時に発生する硫化水素の発生を抑制しながら、固化処理を効率よく達成できることが確認できた。
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月19日(2006.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床石炭灰に、硫酸アルミニウムと銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする流動床石炭灰の固化方法。
【請求項２】
硫酸アルミニウムと銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンと水とを予め混合し、前記金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液として流動床石炭灰に加え、固化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の流動床石炭灰の固化方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固化方法により得られる固化物。
【請求項４】
硫酸アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンおよび水を含み、請求項１または２に記載の固化方法に用いられる固化剤。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
〔１〕  流動床石炭灰に、硫酸アルミニウムと銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンと水を加え、固化処理を行うことを特徴とする流動床石炭灰の固化方法。
〔２〕  硫酸アルミニウムと銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンと水とを予め混合し、前記金属イオンを含む硫酸アルミニウム水溶液として流動床石炭灰に加え、固化処理を行うことを特徴とする上記〔１〕に記載の流動床石炭灰の固化方法。
〔３〕  上記〔１〕または〔２〕に記載の固化方法により得られる固化物。
〔４〕  硫酸アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、および銀のうちいずれか一種類以上である金属イオンおよび水を含み、上記〔１〕または〔２〕のいずれか一項に記載の固化方法に用いられる固化剤。