(57)【要約】【課題】天然産コレマナイト鉱原石から普通ポルトランドセメントで固めることが可能なコレマナイト鉱骨材を選鉱する方法を提供する。【解決手段】B2O3品位が45%程度、最大寸法200mm程度の天然コレマナイト鉱原石を用いる（ステップ１）。天然コレマナイト鉱原石を乾燥させる（ステップ２）。例えば、ロータリーキルン型乾燥機により、温度100℃で1時間程度、乾燥させる。このとき、乾燥により破砕された粒度5mm以下の集塊を取り除いても良い（ステップ２−２）。乾燥状態のコレマナイト鉱を水に浸漬させるか散水して湿潤状態にする（ステップ３）。次いで、表乾させ、コレマナイト鉱を粗破砕する（ステップ４）。撹拌または圧縮により軽く破砕することで粒度調整する。コレマナイト骨材を篩分けする（ステップ５）。0.15mm以下の微粉を取り除き、粗骨材、細骨材を得る。不要物を取り除いたコレマナイト骨材を用いて、コンクリートを形成する。【選択図】図４
2016108200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然コレマナイト鉱を乾燥させ、
該乾燥させたコレマナイト鉱を湿潤状態にし、
該湿潤状態にさせた後のコレマナイト鉱を粗破砕し、骨材とし、
該骨材を篩わけして、微粉を取り除き、粗骨材および細骨材を得る
ことを特徴とするコレマナイト鉱骨材の選鉱方法。
【請求項２】
前記天然コレマナイト鉱は、モンモリロナイトを含む
ことを特徴とする請求項１のコレマナイト鉱骨材の選鉱方法。
【請求項３】
前記乾燥させたコレマナイト鉱を２４時間以下、浸漬させて、湿潤状態にする
ことを特徴とする請求項１または請求項２のコレマナイト鉱骨材の選鉱方法。
【請求項４】
前記乾燥させたコレマナイト鉱から、５mm以下の塊を取り除く
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のコレマナイト鉱骨材の選鉱方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の選鉱方法により選鉱される
ことを特徴とするコンクリートの骨材。
【請求項６】
請求項１〜４いずれか記載の選鉱方法により選鉱された骨材が、細骨材または／および粗骨材として用いられて形成される
ことを特徴とするコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然産コレマナイト鉱を選鉱し、コンクリート用コレマナイト鉱骨材を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線の影響に対する関心が高くなっている。放射線の中でも、中性子線は特に透過性が高く、中性子遮蔽コンクリートが提案されている。
【０００３】
中性子遮蔽コンクリートは、原子力発電の原子炉建物や医療施設の壁、放射性廃棄物収集容器などに用いられる。
【０００４】
中性子を遮蔽する物質として硼素が有効であり、コレマナイトは硼素を多く含む。そして、天然のコレマナイトを骨材としたコンクリートが特許文献１〜２に開示されている。
【０００５】
しかしながら、コレマナイト骨材を用いると、セメントで固めることは大変困難であった。すなわち、コンクリートの強度が発生せず、また耐久性が低いために実用化は難しかった。
【０００６】
従って、現在は、コレマナイト骨材量を減らして、コンクリートの総量を増やす（壁を厚くする）ことにより、遮蔽効果を確保している。
【０００７】
また、コレマナイト骨材を合成樹脂で被覆して、コレマナイト骨材を用いることの弊害を抑制することが提案されている。
【０００８】
なお、非特許文献１〜２には、コレマナイト鉱石中から検出される、硼素を含む種々の鉱物が開示されている（後述）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０６‐００１６４５号公報
【特許文献２】特開２００７−３０３９５３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Dana, J.D. and Dana, E.S.;The System of Mineralogy vol.II, Seventh Edition, Entirely rewritten and greatly enlarged by Palache, C., Berman, H., and Prondel, C., John Wiley and Sons, Inc. & Chapman and Hall, LTD., 1951
【非特許文献２】Winchell, A.N. andWinchell, H.; Element of Optical Mineralogy, PartII, Description of Minerals, John Wiley & Sons. Inc. 1951
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コレマナイト骨材量を減らす方法では、コンクリートの総量が多くなる。遮蔽効果を確保するため、クリート構造物の壁が厚くなり、結果的に建設コストが高くなる。
【００１２】
コレマナイト骨材を合成樹脂で被覆する方法では、被覆工程に手間がかかり、結果的に建設コストが高くなる。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、天然産コレマナイト鉱原石から普通ポルトランドセメントで固めることが可能なコレマナイト鉱骨材を選鉱する方法および、この骨材を用いて普通ポルトランドセメントで固めたコンクリート構造物を提供することを目的とする。すなわち、簡易かつ低コストな方法により、中性子遮蔽効果を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、従来技術では本質的考察に欠けていると考えた。すなわち、従来技術では、「コレマナイト骨材を用いると、セメントで固めることは大変困難である」と言う前提に対するいわば対処療法であり、「何故、コレマナイト骨材を用いると、セメントでは固まらないのか？」という本質的な原因究明が足りなかった。
【００１５】
本発明者等は、鋭意研究を進めた結果、天然産コレマナイト鉱原石に含まれる他の鉱物および溶解性に着目して、「何故、コレマナイト骨材を用いると、セメントでは固まらないのか？」の阻害要因を明らかにした。
【００１６】
そして、阻害要因を取り除くことにより、コレマナイト骨材を用いても、セメントで固めることができることを確認し、本発明を完成させた。
【００１７】
上記課題を解決する本発明は、コレマナイト鉱骨材の選鉱方法であって、
天然コレマナイト鉱を乾燥させ、
該乾燥させたコレマナイト鉱を湿潤状態にし、
該湿潤状態にさせた後のコレマナイト鉱を粗破砕し、骨材とし、
該骨材を篩わけして、微粉を取り除き、粗骨材および細骨材を得る。
【００１８】
湿潤状態とすることで溶解性の高い細粒結晶等の不要物を分離しやすくする。
【００１９】
好ましくは、前記天然コレマナイト鉱は、モンモリロナイトを含む。
【００２０】
モンモリロナイトの吸水膨張性を利用して不要物を分離しやすくする。
【００２１】
好ましくは、前記乾燥させたコレマナイト鉱を２４時間以下、水に浸漬させて、湿潤状態にする。
【００２２】
長時間の浸漬により、骨材となるコレマナイトおよびヒルガダイトも溶解することを防止する。
【００２３】
好ましくは、前記乾燥させたコレマナイト鉱から、５mm以下の塊を取り除く。
【００２４】
これにより確実に不要物の大半を取り除くことができる。
【００２５】
上記課題を解決する本発明は、上記記載の選鉱方法により選鉱されるコンクリートの骨材である。
【００２６】
上記課題を解決する本発明は、上記選考方法により、選鉱方法により選鉱された骨材が、細骨材または／および粗骨材として用いられて形成されるコンクリート構造物である。
【００２７】
本発明で得られた骨材を用いれば、安価な普通ポルトランドセメントで固めることができる。その結果、簡易かつ低コストな方法により、充分な中性子遮蔽効果を持つコンクリート構造物を製造できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡易かつ低コストに適切なコレマナイト骨材を得ることができる。本発明で得られた骨材を用いれば、安価な普通ポルトランドセメントで固めることができる。
【００２９】
その結果、簡易かつ低コストな方法により、充分な中性子遮蔽効果を持つコンクリート構造物を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】粒度別コレマナイト鉱（不純物含まず）の溶解量の変化
【図２】比較例１における粒度別成品のＸ線回折図
【図３】本実施形態における粒度別成品のＸ線回折図
【図４】比較例１と本実施形態の比較
【図５】天然コレマナイト鉱原石に含まれる集塊の３タイプ
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〜概要〜
従来技術では、「何故、コレマナイト骨材を用いると、セメントでは固まらないのか？」という本質的な原因究明が足りなかった。本発明者等は、鋭意研究を進めた結果、天然産コレマナイト鉱原石に含まれる他の鉱物および溶解性に着目して、「何故、コレマナイト骨材を用いると、セメントでは固まらないのか？」の阻害要因を明らかにした。
【００３２】
そして、本願選鉱方法により、阻害要因を取り除いたコレマナイト骨材を得た。更に、コレマナイト骨材を普通ポルトランドセメントで固めることができ、実用可能であることを確認した。
【００３３】
〜天然産コレマナイト鉱原石に含まれる鉱物の検出〜
天然コレマナイト鉱の産状、共生する鉱物及びその物理化学的特徴について説明する。
【００３４】
天然コレマナイト鉱は、内陸湖や封鎖された湾や鹹湖が急激な乾燥によって干上がり、水に溶解していた化学成分が折出して形成される層状堆積鉱床の一種であるエバポレイト型鉱床として産する。
【００３５】
鉱石は産地や同一鉱床内において、場所や層の上下によっても共生する鉱物の組合せが異なる。非特許文献１〜２では、コレマナイト鉱石中に含まれる種々の硼素鉱物が開示されている。
【００３６】
現在、日本国内で入手できる天然コレマナイト鉱は、トルコ産のみである。トルコ産コレマナイト鉱は、現地で選鉱した成品が輸入されており、用途にもよるが、B2O3品位が38%以上、通常は44〜45%程度の品位のものが多い。
【００３７】
なお、B2O3品位は、鉱石中のB2O3量（分子）／鉱石量（分母）で定義される。コレマナイト(2CaO・3B2O3・5H2O)の理論上のB2O3品位は５１％であり、ヒルガダイト(6CaO・9B2O3・Cl8・8H2O)の理論上のB2O3品位は５０％である。原石には脈石が含まれるため、B2O3品位が下がる。
【００３８】
本願発明者は、トルコ国から日本に輸入された採掘地の異なる天然コレマナイト鉱３種類を対象に粉末Ｘ線回折試験をおこない、構成鉱物を調べた。試験結果を表１に示す。
【表１】
2016108200.tif 000003
【００３９】
表中、三重丸は多量に含まれることを示す。二重丸は相当量（中量）に含まれることを示す。一重丸は少量に含まれることを示す。バーは含まれていない、または、検出できないことを示す。脈石鉱物とは目的とする成分を含まない鉱物をいう。本実施形態では、硼素を含まない鉱物をいう。
【００４０】
３つの試験用コレマナイト鉱原石中には、硼素を含む鉱物としてコレマナイト(2CaO・3B2O3・5H2O)が多量に含まれていた。また、ヒルガダイト(6CaO・9B2O3・Cl8・8H2O)が相当量含まれ、ユレキサイト(NaCaB2O9・8H2O)が少量含まれていた。産地によっては、コルジンスカイト(CaO・B2O3・H2O)，サッソライト(B2O3・3H2O)が少量検出された。
【００４１】
硼素鉱石の主体をなすコレマナイト鉱は、若干のヒルガダイトを伴い、いずれの鉱物も数mm（例えば2mm〜10mm）の粗粒結晶あるいは数mm（例えば2mm）以下の細粒結晶の集合体（集塊）として出現する。
【００４２】
一方、３つの原石中、脈石鉱物として、方解石、雲母、石英、長石、モンモリロナイトが少量検出された。産地によっては、ドロマイト、重晶石、無水石膏が少量検出された。
【００４３】
なお、方解石、雲母、石英、長石、モンモリロナイト等の脈石鉱物は１mm以下の細粒鉱物あり、これらが固まった土状物質として原石中に存在する。
【００４４】
本願では、特にモンモリロナイトに着目している（後述）。
【００４５】
〜溶解性〜
エバポレイト型鉱床中に産する硼素鉱物は、鉱物が水中に溶解していた成分が結晶化して生成したものであり、水に対する溶解性を特徴とする。
【００４６】
特に、ユレキサイト、サッソライト、ボラックス(Na2B4O7・10H2O)，カーナイト(Na2B4O7・4H2O), チンカルコナイト(Na2B4O7・5H2O)などは、水に溶解しやすい。ユレキサイトは細かい針状結晶であり、サッソライト、ボラックスなどは微細な粉状である。
【００４７】
これに対し、コレマナイト鉱の主体をなすコレマナイトとヒルガダイトは、同じく硼素鉱物であるユレキサイト、サッソライト、ボラックスなどよりも水に対する溶解度は低い。
【００４８】
そこで、コレマナイト（ヒルガダイトを伴っても良いが不純物鉱物は伴わない）の粒度ごとの溶解性について確認した。20mm〜200mm程度のトルコ産コレマナイト集塊を粗破砕した。集塊は、数mm〜10mmの粗粒結晶から構成されている。破砕後、20〜5mm，5〜1.2mm，1.2〜0.15mm，0.15mm以下に篩分け、夫々の粒度成品の水に対する溶解量を測定した。図１に温度20℃の水に対する粒度別コレマナイト鉱の溶解量の変化を示す。
【００４９】
試験結果によれば、粒度20〜5mm，5〜1.2mm，1.2〜0.15mmであれば、溶解度は低いが、粗粒結晶で産するコレマナイトであっても、破砕されて細かくなると水に溶解しやすくなり、例えば、粒度0.15mm以下では溶解度は極めて高くなる。
【００５０】
また、粒度0.15mm以下のコレマナイト（ヒルガダイトを伴う）を水に浸漬すると、時間と共に溶解量が急激に増大する。
【００５１】
〜阻害要因究明〜
本発明者等は、天然産コレマナイト鉱原石に含まれる鉱物および溶解性に着目して、「何故、コレマナイト骨材を用いると、セメントでは固まらないのか？」の阻害要因について究明した。
【００５２】
阻害要因１：コレマナイト鉱は脈石を伴う。これらの脈石はB2O3品位を下げる。
阻害要因２：コレマナイトおよびヒルガダイト以外の硼素鉱物は溶解度が高い。
阻害要因３：粒度0.15mm以下のコレマナイト（ヒルガダイトを伴う）は溶解度が高い。
【００５３】
阻害要因となる硼素鉱物が混練水に溶解して、セメントの水和反応を妨げるため、セメントが固まらず、所定のコンクリート強度が得られない。
【００５４】
また、コンクリート形成後、脈石鉱物の一つであるモンモリロナイト等の微細な粘土鉱物はセメントと反応して、カルシウム・アルミネート・ハイドレードを生成するため、コンクリート組織は緻密にならず、コンクリート中に水や空気が入りやすくなり、劣化を早め、耐久性を低下させる。
【００５５】
〜基本原理〜
したがって、上記阻害要因となる鉱物（不要物）を取り除き、0.15mm超のコレマナイトおよびヒルガダイトの結晶および結晶集塊を選べば良い。0.15mm超のコレマナイトおよびヒルガダイトからなる骨材は、溶解性が低く、セメントの水和反応を妨げるおそれがない。
【００５６】
ただし、上記阻害要因となる鉱物は、コレマナイトおよびヒルガダイトの結晶に付着していたり、結晶集塊の間隙に存在するため、単に破砕しただけでは、除去できない。
【００５７】
本願発明者は、脈石の一つであるモンモリロナイトに着目した。モンモリロナイトは天然コレマナイト鉱に共生する可能性が高い（表1参照）ので、本発明に適用できる。
【００５８】
乾燥したモンモリロナイトが吸水するとその膨張力は大きく、モンモリロナイトを含む集塊は崩れたり、粉化する。
【００５９】
トンネルの握削時に起こる盤ぶくれはその一つの例である。
【００６０】
なお、再度乾燥させると、モンモリロナイトは固結する。日本家屋の土壁はこの性質を利用したものである。土壁はモンモリロナイトを多く含む田圃の土であり、水を加えると泥漿になり、それを乾燥させると固結する。壁土に稲藁を切って加えるのは、複合材料の原理に沿うものである。すなわち、モンモリロナイトの乾燥脱水によるひび割れ発生と、吸水膨張による崩壊を防止する。
【００６１】
本願では、モンモリロナイトの吸水膨張特性（および崩れて粉化する崩壊特性）を利用する。モンモリロナイトの吸水膨張に伴い、天然産コレマナイト鉱原石は崩れやすくなる。この状態で、軽く破砕すると、上記阻害要因となる鉱物が分離する。
【００６２】
さらに、上記阻害要因となる鉱物は、溶解性が高いことにも着目した。
【００６３】
〜選鉱〜
B2O3品位が45%、最大寸法200mm程度の天然コレマナイト鉱原石を用いる（ステップ１）。
【００６４】
天然コレマナイト鉱原石を乾燥させる（ステップ２）。例えば、ロータリーキルン型乾燥機により、温度100℃で1時間程度、乾燥させる。なお、一度乾燥させないと、モンモリロナイトの吸水膨張効果が期待できない。
【００６５】
このとき、乾燥により破砕された粒度5mm以下の集塊を取り除いても良い（ステップ２−２）。この塊には、上記阻害要因となる鉱物が含まれていることが多い。仮に、この集塊に0.15mm超のコレマナイトおよびヒルガダイトの結晶および結晶集塊が含まれていた場合でも、これを取り除くことによるデメリットは限定的である。
【００６６】
乾燥状態のコレマナイト鉱を湿潤状態にする（ステップ３）。水に浸漬させるか散水して湿潤状態とする。なお、浸漬させる場合は、24時間以下、より好ましくは、12時間以下とする。長時間浸漬させると、0.15mm超のコレマナイトおよびヒルガダイトも溶解するおそれがあるためである。下記実施例では2時間程度浸漬させた。少なくとも３０分以上は浸漬させるのことが好ましい。
【００６７】
上記基本原理により、不要物が分離する。取り除かれずに鉱石に残っている不要物も分離しやすい状態になる。
【００６８】
次いで、湿潤状態にさせた後、表乾させ、コレマナイト鉱を粗破砕する（ステップ４）。ドラム型撹拌機で鉱石を撹拌するか圧縮型破砕機（ジョー・クラッシャーやシングル・トッグル・クラッシャー等）で軽く破砕する。なお、本願にいう粗破砕とは、粒度調整および不要物除去を目的として、軽く解す程度をいい、粉砕とは異なる。
【００６９】
粗骨材の最大寸法（設計に応じて適宜決定、例えば、50mm、40mmまたは20mm）程度を目途に粗破砕する。必然的に、最大値よりも細かく破砕される鉱石もある。
【００７０】
粗破砕後、粒度調整したコレマナイト骨材を篩分けする（ステップ５）。粒度0.15mm以下の微粉を取り除き、粒度50〜5mm（または20〜5mm）を粗骨材とし、粒度5〜0.15mmを細骨材とする。なお、一般的に、5mmを境に粗骨材と細骨材に分けるが、これに限定されるものではない。
【００７１】
〜比較例１との比較〜
本実施形態により得られたコレマナイト骨材を比較例１と比較することで、本実施形態の効果について説明する。
【００７２】
下記参考例、比較例１、本実施形態において、粒度別に、B2O3品位およびT.Feを分析した。なお、T.Feはモンモリロナイトに含まれる。T.Fe値が高いことは、モンモリロナイトを多く含むことを意味する。
【００７３】
参考例：B2O3品位45%仕様、鉱石最大寸法200mm、ヒルガダイトを伴うコレマナイトを主体とする天然コレマナイト鉱の原鉱。
比較例１：上記原鉱を乾燥後、粗破砕（湿潤状態にせず）。
本実施形態：上記原鉱をロータリーキルン型乾燥機で、温度100℃で1時間乾燥した後、水中に2時間浸漬してから表乾し、圧縮破砕機により20mm以下に粗破砕し、篩分けて微粉を除去。0.15mm以下の微粉は、篩分けまたは空気分級方法により取り除く。
【００７４】
比較結果を、表２に示す。
【表２】
2016108200.tif 000004
【００７５】
参考例において、粒度40〜20mmのB2O3品位が著しく低いのは、土状物質を含む細粒結晶集塊（比較例２参照）が多かったためである。粒度20mm以下のB2O3品位は、仕様品位よりも低くなっている。
【００７６】
比較例１では、破砕による粒度調整により、B2O3品位は均一に近くなっている。一方で、T.Fe値が高いことから、破砕だけではモンモリロナイト等の不要物を取り除くことができないことを示唆する。
【００７７】
本実施形態でも、B2O3品位は均一に近くなっている。さらに、粒度20〜0.15mmでは、T.Fe値が一桁低くなっている。粒度0.15mm以下でのT.Fe値は比較的高いまま残るが、上記ステップ５にて粒度0.15mm以下の微粉を取り除くため、成品としてのコレマナイト骨材には含まれない。すなわち、モンモリロナイト等の不要物を取り除くことができたことを示唆する。
【００７８】
別の視点から、上記不要物除去効果を確認する。
【００７９】
図２は、原鉱を乾燥してからほぼ50mm以下に粗破砕し、篩分けした粒度別成品のＸ線回折図である（比較例１相当）。
【００８０】
図２において、全ての粒度においてモンモリロナイトが存在する。また、雲母や緑泥石や方解石等の他の脈石も存在する。一方で、粒度40〜20mm、10〜5mmでは、溶解性の高い硼素鉱物であるユレキサイトが存在する。すなわち、破砕だけでは、不要物が付着したままであり、不要物を取り除くことができない。
【００８１】
図３は、乾燥した原鉱中から5mm以下を除き、水に浸漬してからジョー・クラッシャーで20mm以下に破砕、篩分けた粒度別成品のＸ線回折図である（本実施形態相当）。
【００８２】
粒度5〜0.15mm、0.15mm以下では、モンモリロナイトおよび雲母等の脈石が存在するが、粒度20〜10mm、10〜5mmでは、ほぼ脈石は検出されない。方解石が僅かに検出されるのみである。一方で、粒度0.15mm以下では、ユレキサイトが存在する。ただし、粒度0.15mm以下については篩分けにより取り除かれるため、コレマナイト骨材中に残るのは、僅かな脈石のみである。
【００８３】
図４は、図２と図３を比較し、不要物除去効果の理解を補助するものである。本実施形態により、脈石、溶解性の高い硼素鉱物およびコレマナイト微粉等の不要物がほぼ取り除かれたことがわかる。
【００８４】
〜比較例２との比較〜
本実施形態により得られたコレマナイト骨材を比較例２と比較することで、本実施形態の効果について説明する。
【００８５】
天然コレマナイト鉱原石について、もう少し詳しく説明する。
【００８６】
天然コレマナイト鉱原石には、大まかに、粗粒結晶集塊（図５Ａ）と結晶間隙に土状物質を伴う粗粒結晶集塊（図５Ｂ）と土状細粒結晶集塊（図５Ｃ）との３つの集塊タイプが含まれている。
【００８７】
粗粒結晶集塊（図５Ａ）は、2〜10mm程度のコレマナイトおよびヒルガダイトの結晶の集塊である。ほぼ全体的に白色をしている。
【００８８】
結晶間隙に土状物質を伴う粗粒結晶集塊（図５Ｂ）は、粗粒結晶の間に土状物質を含む。土状物質は、細粒結晶の硼素鉱物と脈石であるモンモリロナイト、方解石、雲母、長石等からなる。土状物質は全体に黒ずんでいる。
【００８９】
土状細粒結晶集塊（図５Ｃ）における土状物質は、コレマナイトおよびヒルガダイトおよび他種の硼素鉱物の細粒結晶と脈石鉱物との集塊である。ほぼ全体的に黒ずんでいる。
【００９０】
表３に、天然コレマナイト鉱原石に含まれる上記３つの集塊の構成割合を示す。
【表３】
2016108200.tif 000005
上記構成比率に基づいて比較例２について説明する。
【００９１】
粗粒結晶集塊（図５Ａ）は白色のため、肉眼で識別可能である。粗粒結晶集塊のみを選別し、破砕し、粒度を調整すれば、本実施形態と同品質のコレマナイト骨材を得ることができる（比較例２）。
【００９２】
しかしながら、肉眼での作業では労力がかかる。その結果、高コストとなる。
【００９３】
さらに、天然コレマナイト鉱原石における粗粒結晶集塊の構成割合は３６％であり、このうちコレマナイト骨材として成品となる割合は、８〜９割程度であり、歩留まり３割程度である。その結果、高コストとなる。
【００９４】
これに対し、本実施形態では、上記３つの集塊を選別する必要がなく、比較的労力がかからない。
【００９５】
また、本実施形態では、結晶間隙に土状物質を伴う粗粒結晶集塊（図５Ｂ）および土状細粒結晶集塊（図５Ｃ）からも適切なコレマナイト骨材を得ることができ、歩留まり６割弱程度になる。
【００９６】
これにより、簡易かつ低コストで選鉱ができる。
【００９７】
〜コンクリート実証試験〜
本実施形態のコレマナイト骨材（粗骨材・細骨材）と普通ポルトランドセメントを用いてコンクリート試験供試体を作製した。骨材をJIS A 5005「粗骨材用砕石の粒度分布」及びJIS A 5004「細骨材用砕砂の粒度分布」に調整した。
【００９８】
コンクリートの成形型枠は、直径100mm、高さ200mmの円筒状の型枠を用いた。コンクリートの打ち込み方は、JIS A 1132 「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に従った。
【００９９】
表４にコンクリートの配合を示す。
【表４】
2016108200.tif 000006
【０１００】
コンクリート打設後、温度20℃で7日間養生して型枠を外し、室内で曝露した。コンクリート試験供試体の様子は、材令1ヶ月で全く変化がなく、固結状態は極めて緻密堅硬で良好である。ちなみに、材令１カ月の供試体の圧縮強度は、40N/mm2であった。
【０１０１】
本実施形態のコンクリートは、通常のコンクリートと同様の強度を有し、原子炉建物や医療施設の壁、放射性廃棄物収集容器に適用可能である。
【０１０２】
従来技術では、コレマナイト骨材を用いると、セメントが固まらず（固まり難く）、固決しても、充分な強度が得られなかった。そのため、コレマナイト骨材の含有量を減らし、コンクリートの総量を増やし、例えば、壁の厚さを一般的な構造物の２倍として、中性子遮蔽効果を確保した。
【０１０３】
本実施形態では、コレマナイト骨材を用いても、所定の強度を得ることができる。その結果、一般的な構造物と同様の構造物のまま、充分な中性子遮蔽効果を得ることができる。言い換えると、たとえば、上記従来例に比べて、壁の厚さが半分となる。場合によっては、１割程度に薄くできる可能性もある。
【０１０４】
〜その他〜
本実施形態では、天然コレマナイト鉱原石は、大まかに、３つの集塊（図５Ａ〜Ｃ）に分類できることを前提とし、これら集塊を肉眼で選別する必要がないことを特徴としている。
【０１０５】
しかし、原鉱に泥岩や頁岩あるいは石灰岩の砂利が伴われる場合がある。泥岩は水を掛けると崩れるため、本実施形態の選鉱方法の適用が可能である。頁岩と石灰岩は水を掛けても崩れない。
【０１０６】
幸いにして、粗粒結晶硼素鉱物集塊は白く、土状細粒結晶集塊は黒く、頁岩と石灰岩は灰色である。したがって、頁岩と石灰岩を肉眼で選別し取り除けば、本実施形態の選鉱方法の適用が可能となる。
【図１】
2016108200.tif 000007
【図２】
2016108200.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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