(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得る工程と、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に炭酸ガスを補給する工程とを有す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】
前記炭酸ガスを補給する工程は、山状に積み付けられた炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に対して行われることを特徴とする請求項１に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項３】
前記炭酸ガスを補給する工程は、貯槽内に貯蔵された炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に対して行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項４】
高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得る工程と、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におく工程とを有することを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項５】
前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におく工程は、密閉空間に前記混合物を装入し、その密閉空間内を炭酸ガス雰囲気にすることを特徴とする請求項４に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項６】
吸気管および排気管が設けられた密閉容器に前記混合物を装入し、排気管を介して密閉容器内の密閉空間を排気するとともに、吸気管を介して所定の炭酸ガスを容器内に導入し、前記密閉容器内が所定の雰囲気になった際に前記排気管が閉じられることを特徴とする請求項５に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項７】
前記密閉空間内を加圧雰囲気にすることを特徴とする請求項５に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項８】
前記炭酸ガス雰囲気中の炭酸ガス濃度は、１０％以上であることを特徴とする請求項４から請求項６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９】
前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物の温度を２０℃以上とすることを特徴とする請求項１から請求項７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１０】
前記炭酸ガスとして、高温排ガスを用いることを特徴とする請求項１から請求項８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１１】
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９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高炉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。
【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、炭酸を高炉水砕スラグに均一に供給することができるのでその点からは望ましい方法であるが、高炉水砕スラグの炭酸化反応により炭酸水溶液中の炭酸イオン濃度が低下し、水和反応防止効果や固結防止効果が減少してしまうおそれがある。
【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。
【００１５】
【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、高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得る工程と、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に炭酸ガスを補給する工程とを有す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。
【００１６】
このように炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得た後に、この混合物に炭酸ガスを補給することにより、炭酸水溶液中へ炭酸イオンが供給されるので、高炉水砕スラグの炭酸化反応が生じても炭酸水溶液の炭酸イオン濃度が低下するおそれが少なく、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。
【００１７】
前記炭酸ガスを補給する工程は、山状に積み付けられた状態または貯槽内に貯蔵された状態の炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に対して行うことができる。
【００１８】
本発明の第２の観点では、高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得る工程と、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におく工程とを有す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】
このように炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得た後に、この混合物を炭酸ガス雰囲気におくことにより、炭酸ガス雰囲気から炭酸水溶液中へ炭酸イオンが供給されるので、高炉水砕スラグの炭酸化反応が生じても炭酸水溶液の炭素イオン濃度が低下するおそれが少なく、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】
前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におく工程は、密閉空間に前記混合物を装入し、その密閉空間内を炭酸ガス雰囲気にするものであることが好ましい。これにより、容易に炭酸ガス雰囲気を形成することができる。具体的には、吸気管および排気管が設けられた密閉容器に前記混合物を装入し、排気管を介して密閉容器内の密閉空間を排気するとともに、吸気管を介して所定の炭酸ガスを容器内に導入し、前記密閉容器内が所定の雰囲気になった際に前記排気管が閉じられるように構成することが好ましい。この場合に、前記密閉空間内を加圧雰囲気にすることが好ましい。これにより、炭酸水溶液中への炭酸ガスの供給が促進される。また、前記炭酸ガス雰囲気中の炭酸ガス濃度は、１０％以上であることが好ましい。
【００２１】
上記第１および第２の観点において、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物の温度を２０℃以上とすることが好ましい。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。炭酸ガスとして、高温排ガスを用いることが好ましい。高温排ガスは炭酸ガスを１０％以上含んでおり、反応性も高く、しかも低コストであるから炭酸ガス源として極めて有効である。
【００２２】
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。
【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。
本発明に係る高炉水砕スラグの処理方法は、高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得る工程（第１工程）と、前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に炭酸ガスを補給する工程（第２Ａ工程）、または前記炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におく工程（第２Ｂ工程）とを有する。
【００２４】
まず、第１工程について説明する。
第１工程では、高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させて、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を得るが、このような処理により、高炉水砕スラグに含まれるＣａＯと、炭酸水溶液中の炭酸（Ｈ２ＣＯ３）とを反応させ、高炉水砕スラグの粒子表面に難溶性の炭酸カルシウム皮膜を形成し、この皮膜により水和および固結を防止する。この処理では、炭酸カルシウムを生成せずに、スラグ粒子表面に吸着する炭酸イオンも存在するが、この表面に吸着した炭酸イオンもその効果は小さいが固結を防止する。
【００２５】
炭酸水溶液と高炉水砕スラグとを接触させる手法は特に限定されるものではなく、炭酸水溶液を高炉水砕スラグに散布してもよいし、炭酸水溶液に高炉水砕スラグを浸漬させてもよい。ただし、浸漬させる場合には高炉水砕スラグを浸漬させるのに足りるだけの大量の炭酸水溶液を調整する必要があるが、散布する場合には浸漬の場合よりもより少ない水溶液で高い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ので、散布することがより好ましい。
【００２６】
高炉水砕スラグへ炭酸水溶液を散布する具体的な方法としては、高炉水砕スラグの貯槽の出口に搬送用のコンベアーを設け、そのコンベアーの上方に炭酸水溶液散布用のシャワーを設け、搬送中している高炉水砕スラグにシャワーから炭酸水溶液を散布する方法を採用することができる。これにより高炉水砕スラグに炭酸水溶液を均一にむらなく散布することができる。また、山状に積み付けられた高炉水砕スラグや、貯槽に貯蔵された高炉水砕スラグ等の上方から炭酸水溶液を散布するようにしてもよい。さらに、散布後の高炉水砕スラグを混合すると、炭酸水溶液の分布がより均一になり、一層の固結防止効果を得ることができる。
【００２７】
炭酸水溶液に高炉水砕スラグを浸漬する具体的な方法としては、高炉水砕スラグの貯槽に炭酸水溶液を溜めておき、そこで高炉水砕スラグを炭酸水溶液に浸漬する方法や、高炉水砕スラグの貯槽の出口からコンベアーにより炭酸水溶液が貯留された浸漬槽へ高炉水砕スラグを順次搬送し、スクリューコンベアー等で浸漬槽から外部に順次搬送する方法等を採用することができる。
【００２８】
次に、炭酸ガスの製造方法について説明する。
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）
【００２９】
図１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１と、塔１の下部から水を供給する水供給機構２と、塔１内の水に炭酸ガスを吹き込むガス分散器４と、ガス分散器４に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給機構３と、塔１の上部から炭酸水溶液を取り出すための取水管６と、塔１の上部を覆うように設けられたダクト５と、ダクト５から排気するための排気部７と、排気部７からの排気をガス分散器４のガス入側に導く導入管８とを有している。
【００３０】
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２から塔１内に連続的に水を供給しながら、または、水供給機構２から塔１内に所定量の水を供給した後に水供給機構２を停止してから、炭酸ガス供給機構３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４から塔１内の水に連続的に吹き込み、気泡群として分散させ、塔１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３から加圧ガスを供給するようにすれば、塔１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６から取り込まれ、高炉水砕スラグへの散布に用いられる。また、ガス分散器４から吹き込まれた過剰分の炭酸ガス等は、ダクト５から排気部７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８を介してガス分散器４で循環再使用することも可能である。また、ガス分散器４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、これと塔１上部からの排気を再使用すること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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、第２Ａ工程について説明する。
第２Ａ工程では、第１工程で得られた炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に炭酸ガスを補給する。
【００３３】
上述したように、第１工程において高炉水砕スラグに炭酸水溶液を接触させることにより得られた混合物は、高炉水砕スラグの炭酸化反応により、炭酸水溶液中の炭酸イオン濃度が低下し、水和反応防止効果や固結防止効果が減少してしまうおそれがあるが、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物に炭酸ガスを補給することにより、炭酸水溶液中へ炭酸イオンが供給されるので、炭酸水溶液の炭酸イオン濃度が低下するおそれが少なく、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。
【００３４】
炭酸ガスを補給する方法としては、図２に示すように、山状に積み付けられた炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物１１に補給してもよいし、図３に示すように、混合物１１を貯槽１７に装入した状態で補給しても良い。前者の場合には、具体的には図２の（ａ）に示すように山状に積み付けられた炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物１１の上方から配管１２およびノズル１３を介して炭酸ガスを供給してもよいし、（ｂ）に示すように混合物１１を積み付ける床板１４に多数のガス吐出孔１５を設け、配管１６ａから床板１４内を水平に延びるガス流路１６を介して供給された炭酸ガスをこのガス吐出孔１５を介して混合物１１内部に供給するようにしてもよい。後者の場合には、具体的には図３の（ａ）に示すように混合物１１を貯槽１７に装入した状態で、その上方から配管１２およびノズル１３を介して炭酸ガスを供給してもよいし、（ｂ）に示すように貯槽１７の底板１７ａに多数のガス吐出孔１８を設け、配管１９ａから底板１７ａ内を水平に延びるガス流路１９を介して供給された炭酸ガスをこのガス吐出孔１８を介して混合物１１内部に供給するようにしてもよい。高炉水砕スラグ全体に均一に補給するためには、上方からの補給に加えて、例えば図２の（ｂ）、図３の（ｂ）に示したような手法で、混合物１１の内部へ小流量で供給することが望ましい。本実施形態では、炭酸ガスが不足している部分に炭酸ガスが供給されればよいのであって、バブリング等の攪拌をともなったような供給態様は不必要である。このような供給態様は、むしろ炭酸ガスが大量に必要であり、かつ不所望な反応が生じるおそれがあることから好ましくない。
【００３５】
次に、第２Ｂ工程について説明する。
第２Ｂ工程では、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物を炭酸ガス雰囲気におくことにより、炭酸ガス雰囲気から炭酸水溶液中へ炭酸イオンが供給されるので、炭酸水溶液の炭酸イオン濃度が低下するおそれが少なく、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。
【００３６】
高炉水砕スラグを炭酸ガス雰囲気におく方法としては、図４に示すように、密閉容器２１内に炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物１１を装入し、密閉容器２１の上方に吸気管２２と排気管２３とを接続し、排気管２３から排気しつつ吸気管２２から所定濃度の炭酸ガスを供給し、密閉容器２１内の密閉空間を所定の炭酸ガス雰囲気に保つ方法を挙げることができる。炭酸ガス雰囲気の形成は、不足した炭酸イオンを供給することが目的であるから、所定の雰囲気が形成された後は、排気管２３を閉にしておき、消費された炭酸ガスを雰囲気から補給するようにすることが好ましい。これにより、炭酸ガス供給量を少なくすることができ、高効率となる。この場合に、密閉容器２１内の密閉空間を加圧雰囲気にすることが好ましい。これにより反応をより促進することができる。また、雰囲気中に炭酸ガスが含まれていれば炭酸水溶液に炭酸ガスを供給することができるが、炭酸ガス供給効率の観点から、炭酸ガス濃度は１０％以上であることが好ましい。各種排ガスは炭酸ガスを１０％以上含んでいるから、好適に用いることができる。
【００３７】
上記第２Ａ工程および第２Ｂ工程のいずれにおいても、反応性の観点から、炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物の温度を２０℃以上とすることが好ましい。夏期は炭酸水溶液と高炉水砕スラグとの混合物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混合物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。
上記温度を満たす炭酸ガス源としては、高温排ガスを用いることが好ましい。高温排ガスは炭酸ガスを１０％以上含んでおり、反応性も高く、しかも低コストであるから炭酸ガス源として極めて有効である。
【００３８】
なお、上記実施形態では高炉水砕スラグをそのまま処理する場合について説明したが、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。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
濃度２０％の炭酸ガスをガス圧力４ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧）で水に吹き込んで製造された炭酸水溶液１００ｍ３に高炉水砕スラグ１００ｔを浸漬した状態の混合物を容器に装入した後、容器を密閉状態とし、次いで排気管から排気しつつ吸気管から同様の炭酸ガスを容器内に導入し、所定の炭酸ガス雰囲気となった時点で排気管を閉にし、炭酸水溶液に対する炭酸イオンの供給を行った。この際に炭酸水溶液の温度を５０℃に制御した。この状態で３時間保持後、容器から高炉水砕スラグをスクリューコンベアで搬送した。
【００４０】
（実施例２）
高炉水砕スラグの貯槽の出口に設けられた搬送用のコンベアーの上方に炭酸水溶液散布用のシャワーを設け、シャワーから実施例１と同様の条件で炭酸ガスを吹き込んで製造した炭酸水溶液を散布しながら高炉水砕スラグ１００ｔを容器内に搬送した。炭酸水溶液の散布量は高炉水砕スラグの１０％とした。その後、容器内を密閉状態とし、次いで排気管から排気しつつ吸気管から同様の炭酸ガスを容器内に導入し、所定の炭酸ガス雰囲気となった時点で排気管を閉にし、炭酸水溶液に対する炭酸イオンの供給を行った。この際に炭酸水溶液の温度を５０℃に制御した。この状態で３時間保持後、容器から高炉水砕スラグをスクリューコンベアで搬送した。
【００４１】
（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、容器内に実施例１と同様の条件で炭酸ガスを水に吹き込んで製造された炭酸水溶液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、容器内に同様にして製造された炭酸水溶液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５０℃としたものを比較例３とした。
【００４２】
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。
【００４３】
【表１】
0004149190.tif 000002
【００４４】
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。５０℃の条件で炭酸水溶液に浸漬した比較例３では、室内規模で１〜２ヶ月の間に固結が始まり、実施規模では３ヶ月から６ヶ月で固結が始まった。これに対して、５０℃の炭酸水溶液に浸漬した後、５０℃で３時間密閉加熱雰囲気に維持して炭酸ガスの供給を行った実施例１は室内規模で３ヶ月、実施規模で１年間固結しなかった。また、５０℃の炭酸水を散布した後、５０℃で３時間密閉加熱雰囲気に維持して炭酸ガスの供給を行った実施例２では、室内規模で６ヶ月、実施規模では２年間固結しなかった。
【００４５】
【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】炭酸水溶液の製造設備の一例を示す概略断面図。
【図２】炭酸ガス補給工程の一例を示す模式図。
【図３】炭酸ガス補給工程の他の例を示す模式図。
【図４】高炉水砕スラグを炭酸ガス雰囲気におく工程の一例を示す模式図。
【符号の説明】
１；塔
２；水供給機構
３；炭酸ガス供給機構
４；ガス分散器
５；ダクト
６；取水管
７；排気部
８；導入管
１１；混合物
１２，１６，１９；配管
１３；ノズル
１４；床板
１５，１８；ガス供給孔
１７；貯槽
２１；密閉容器
２２；吸気管
２３；排気管
【図１】
0004149190.tif 000003
【図２】
0004149190.tif 000004
【図３】
0004149190.tif 000005
【図４】
0004149190.tif 000006