(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントクリンカ焼成で発生する排ガスが吹き込まれて塩素分が溶出した水を濾過してなる乾燥ケーキの粉末を含む固化材。
【請求項２】
セメントクリンカ焼成で発生する排ガスが吹き込まれて塩素分が溶出した水を濾過してなる乾燥ケーキと水硬性無機物を主成分とする請求項１記載の固化材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、セメントキルン排ガスなどのセメント製造工程で発生するダストを原料とする固化材に関する。
【０００２】
【従来技術】
セメント原料やセメント製造時の焼成燃料に含まれるアルカリや塩素等の揮発成分を、セメントキルンの系外へ分離排出する技術として特公平５−５０４５８号で開示されている塩素バイパスによりセメントキルンから発生する排ガスを抽気処理する方法が知られている。更に、この処理によって排出された排ガスダストは、特開平１１−１００２４３号で開示された方法によって、塩素を水洗除去することでこれをセメント原料として再利用することが可能となり、廃棄物の再資源化とセメント原料コストの低減化への寄与が図られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、該排ガスダストはセメント原料としての活用以外には、特に利用策が見出されておらず、依然廃棄処分される場合も多い。本発明は該排ガスダストの新たな活用先を創出することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、該排ガスダストを水洗処理した乾燥ケーキの鉱物成分を改めて仔細に調べたところ、大部分が消石灰であって、一般に市販されている無機系固化材の構成成分と類似点があることに着目し、この乾燥ケーキを固化材に活用すべく検討を進めた結果、従来品と同等若しくはそれ以上の性状の固化材が比較的安価に得られたことから本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、セメントクリンカ焼成で発生する排ガスが吹き込まれて塩素分が溶出した水を濾過してなる乾燥ケーキの粉末を含む固化材である。
【０００６】
また、本発明は、セメントクリンカ焼成で発生する排ガスが吹き込まれて塩素分が溶出した水を濾過してなる乾燥ケーキと水硬性無機物を主成分とする前記の固化材である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の固化材は、セメントクリンカ焼成で発生する排ガスを水に吹き込み、排ガス中の塩素分を溶出させた水を濾過してなる脱塩されたケーキの乾燥物を主構成原料としたものである。このようなケーキを得るための具体的手段は、好適には特開平１１−１００２４３号で開示された塩素バイパスダストの水洗方法と同様の手段で得ることができる。より具体的には、セメントクリンカ焼成でキルンから発生する排ガスにはセメント原料が高温で反応・分解してなる塩素やアルカリ等の揮発物質や燃焼ガスなどの気化成分の他、飛灰等の微粉状固形分が含まれる。この排ガスを特公平５−５０４５８号で開示されているような塩素バイパス設備を用い、抽気し、望ましくはこの装置の分級部で分級した粗粒固形分（粗粒ダスト）を再度クリンカ焼成中のキルンにセメント原料として戻し、残りの排ガス、即ち高温気化成分と微粒固形分（微粒ダスト）は前記設備で水洗する。水に吹き込まれたキルン排ガスは、主に塩素を始めとし、水溶性成分は水に溶解する。不溶性成分が混在するこの水を濾過し、液分と不溶性固形分を分離し、不溶性固形分を乾燥して乾燥ケーキを得る。濾液は必要により排水処理設備へと送られ無害化処理される。濾過や乾燥の方法、そのための使用装置等は特に限定されず、公知何れの方法でも良い。固化材原料に用いる乾燥ケーキは、塩素濃度０．５％以下、含水率約０．５％未満となることを目安とする。
【０００８】
得られた乾燥ケーキは、セメント形成原料である生石灰ダストが水と反応して成る消石灰を大量に含有するものであり、その他硫酸カルシウム、シリカ、アルカリ金属酸化物、アルミナなどの通常のセメント原料中にも含まれるような成分を一般に含有するものであるが、ダスト中に存在した塩素分は水に溶出したのでかなり減少された含有量となっている。
【０００９】
本発明の固化材は、このような乾燥ケーキを含む固化材である。即ち、本発明の固化材は、前記乾燥ケーキのみからなる場合と、これに加えて他の成分を含有するものの場合がある。何れの場合も、好ましくは比表面積２５００ｃｍ2／ｇ以上に粉砕した粉末状の固化材とするのが、固化材自体の活性度が高まるので良い。
【００１０】
本発明の固化材の乾燥ケーキ以外の他の含有成分としては、好ましくは水硬性無機物である。水硬性無機物は単一の化合物であっても組成物や混合物であっても良い。より具体的には例えばセメント、高炉スラグなどを挙げることができる。セメントは一般に普通ポルトランドセメントが安価であり水硬性無機物として最も推奨されるが、公知のセメントであれば特に限定されない。更に、本固化材は、乾燥ケーキやセメント等の水硬性無機物以外の無機成分も適宜含むことができ、例えば粘土鉱物、シリカヒューム、炭酸カルシウムなどを含むものであっても良い。
【００１１】
本固化材を作製する上での乾燥ケーキと水硬性無機物の配合割合は特に限定されるものではないが、好ましくは配合する水硬性無機物によって、更に好ましくは本固化材を用いる対象物に応じても、より最適な固化作用を発現させるために配合割合を変えると良い。例えば、乾燥ケーキとセメントを含む固化材では、セメント１００重量部、乾燥ケーキ５〜２００重量部を配合したものとするのが好ましい。これは乾燥ケーキ５重量部未満での配合量では乾燥ケーキ配合効果が現れず、また２００重量部を超える配合量では十分な固化強度が得難くなるので好ましくない。
【００１２】
また、複数の水硬性無機成分を含む固化材、例えばセメントと高炉スラグと乾燥ケーキを含む固化材などでは、乾燥ケーキ１００重量部に対し、複数の水硬性無機成分の合計を５０〜２０００重量部配合したものとするのが好ましい。しかるに、２０００重量部を超える水硬性無機成分配合量では固化体によっては乾燥ケーキ配合効果が現れず、固化性状の安定性を欠き易くなることがあるので好ましくなく、５０重量部未満の水硬性無機成分配合量では脆弱な固化状態しか得られなくなるので好ましくない。
【００１３】
更に、固化材が水硬性無機物質以外の無機成分を含む場合は、十分な固化作用を確保する上で、乾燥ケーキと水硬性無機物質よりも少ない含有量になることが好ましい。
【００１４】
尚、本発明の固化材の使用法は、特に限定されるものでは無いが、例えば土壌の改良、軟弱地盤の固化等への使用については、粉末のまま対象地に散布し、スタビライザー等で混合する方法、或いは粉末に水を加え、スラリー状にして対象地に注入し攪拌混合する方法を挙げることができる。
【００１５】
【実施例】
特公平５−５０４５８号で開示されているような塩素バイパス設備を用い、普通ポルトランド製造時のクリンカ焼成キルンから発生した排ガスダストを回収し、該ダスト１重量部に対し、約５０℃の温水５重量部相当分を添加して約１時間攪拌しながら水洗処理を行った。処理後の水をベルトフィルターで濾過した。濾過分離後、５重量部の温水で固形渣物であるケーキの洗浄を行った。洗浄後のケーキは、１０５℃に保った乾燥機で乾燥し、表１で表わす鉱物組成の乾燥ケーキを得た。
【００１６】
【表１】
0004275268.tif 000002
【００１７】
該乾燥ケーキは、ボールミルで比表面積が２５００ｃｍ2／ｇ以上になるまで粉砕した。この乾燥ケーキ粉砕物、市販の普通ポルトランドセメント、天然無水石膏、高炉スラグを用い、表２に記す配合量に混合し、粉末状の固化材を作製した。この固化材を表３に記した性状の粘性土、ヘドロを対象土とし、各１ｍ3の対象土に対し、粘性土には８０Ｋｇ、ヘドロには２００Ｋｇの割合で固化材を添加した。これを、ホバートミキサーで約５分間混練し、ＪＩＳ  Ａ  １２１６に準拠した方法に準じ、材齢７日の一軸圧縮強さを測定した。その結果を併せて表２に記す。また参考のため消石灰からなる市販固化材を用いて同様の測定を行った。その結果も表２に記す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
【表３】
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【００２０】
【発明の効果】
本発明の固化材は、従来ダスト廃棄物として処分されていたような塩素バイバスダストの有望な再資源活用先を創出したものであり、一般に使用されている消石灰系の固化材と比較してもその固化性状は遜色ない。その原料コストもかなり低く、その製造も既存のセメント排ガス脱塩処理設備に極めて簡単な装置・工程を組むだけで容易に行うことができる。