JP4963553B2 - 焼成物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、産業廃棄物や建設発生土等の廃棄物を主原料として使用することができ、特に、副産物の発生をなくすか又は極端に少なくすることができる焼成物の製造方法に関する。

建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、あるいは産業廃棄物や一般廃棄物の発生量は、年間数百万トンにも達し、その大部分は有効利用されることなく、埋立て処分されているのが現状である。近年、その受け入れ側である埋立て処分場については、その枯渇化が深刻化しており、発生する廃棄物を全て受け入れられない状況である。
また、これらを廃棄するために必要な費用についても、年々高騰の一途を辿っており、このような状況から、廃棄物を不法投棄するなどの社会的問題も発生している。

このような処分場の枯渇化の背景や、さらには、産業廃棄物は無機質な鉱物が主成分であることから、産業廃棄物にセメントと水を添加し、養生固化したものを裏打材、埋め戻し材等として再利用する方法が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、特許文献１に記載されている再利用の方法は、処理費用が高い割には、利用価値が低く、その実用化が進んでいないのが現状である。

また、セメント産業においても、産業廃棄物等をセメントの原料代替として利用しつつあるが、所定品質のセメントクリンカーを得るためには、使用し得る産業廃棄物等の種類及び使用量にも限界があり、また、近年のセメント需要の低迷に伴う減産の影響を受け、産業廃棄物等の発生量に対し、その処理量が追いついていない。

一方、廃棄物の大量有効利用方法として、石炭灰を種類や性状に応じて、焼成温度１１００〜１４００℃、滞留時間２０〜１２０分、キルンフルネス２〜１０％の運転条件に制御されたロータリーキルンに投入し、転動造粒させながら焼成する人工骨材の製造方法が提案されている（特許文献２）。
しかしながら、特許文献２に記載の方法においては、人工骨材の製造時に、砒素等の重金属や、硫黄分が含まれるキルン排ガスダスト等の副産物、すなわち新たな廃棄物が発生するという問題がある。
特開２００１−１９５２４号公報 特開昭６２−２４３７０号公報

従って、本発明の目的は、産業廃棄物等の大量使用を可能にするとともに、新たな廃棄物を発生させることがないか、極端に少なくすることができる焼成物の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、斯かる実情に鑑み、鋭意検討した結果、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満である焼成物Ｂでは、砒素や硫黄を固定する能力に優れること、水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃでは、鉛及びCr⁶⁺を固定する能力に優れること、さらには、焼成物Ｂを製造する際に発生する副産物には鉛及びCr⁶⁺が多く含まれ、焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物には砒素や硫黄が多く含まれることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、水硬率（H.M.）が１．８〜２．５である焼成物Ａ、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満である焼成物Ｂ及び水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃの製造において、焼成物Ａ〜Ｃのいずれかを製造する際に発生する副産物を、他の焼成物の原料として使用することを特徴とする焼成物の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、水硬率（H.M.）が１．８〜２．５である焼成物Ａ、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満である焼成物Ｂ及び水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃを、新たな廃棄物（副産物）を発生させることがないか又は極端に少なくして、製造することができる。
また、産業廃棄物等を原料として大量に使用することができるので、廃棄物の有効利用の促進にも貢献することができる。

本発明で製造する焼成物Ａは、水硬率（H.M.）が１．８〜２．５、好ましくは１．８〜２．４、特に好ましくは１．８〜２．３のものである。このような水硬率の焼成物は、石膏等と粉砕・混合することにより、水硬性セメントとして使用することができる。このような焼成物としては、各種（低熱、中庸熱、普通、早強等）ポルトランドセメントクリンカーや、エコセメントクリンカーなどが挙げられる。

焼成物Ａの原料としては、後記焼成物Ｂ及び／又は焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物のほか、通常のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料；珪石、粘土等のＳｉＯ₂原料；粘土等のＡｌ₂Ｏ₃原料；鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ₂Ｏ₃原料を使用することができる。

また、本発明においては、焼成物Ａの原料として、更に、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を用いることができる。これらを用いれば、廃棄物の有効利用を促進することができ、好ましい。ここで、産業廃棄物としては、例えば、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等）、建設廃材、コンクリート廃材、ボーリング廃土、各種焼却灰（例えば、石炭灰、焼却飛灰、溶融飛灰等）、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰等が挙げられる。一般廃棄物としては、例えば、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。建設発生土としては、例えば、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、更に廃土壌などが挙げられる。
なお、本発明においては、廃棄物の有効利用促進の観点から、焼成物Ａの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を、６０質量％以下用いるのが好ましい。

焼成物Ａは、通常のポルトランドセメントクリンカーや、エコセメントクリンカーの製造設備等を使用して、これらに用いられる通常の方法により製造することができる。
本発明で製造される焼成物Ａは、砒素や硫黄を固定する能力に優れるので、砒素や硫黄を含む廃棄物等や、後記焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を原料として有効に活用することができる。

なお、焼成物Ａの製造においては、排ガスダストや微粉（ロータリーキルンから排出されるもので粒径が１mm以下のもの）等の副産物、より具体的には、キルン排ガスダスト、集塵装置で回収されたダスト（ＥＰダスト等）、廃熱ボイラダスト、スタビライザダスト、ドライヤダスト、クーラー排気ダスト、クーラーダスト、塩素バイパスダスト、排ガス浄化処理で発生するダスト、製品篩下等が発生する。これら副産物は、後記焼成物Ｂ、Ｃの原料として使用することができるので、新たな廃棄物が発生することはないか、又は極端に少なくすることができる。

焼成物Ａは、石膏やその他混和材（高炉スラグ粉末、フライアッシュ等）と粉砕・混合し、水硬セメント（ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメント等）として使用することができる。

本発明で製造する焼成物Ｂは、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満、好ましくは０．６５〜１．５、特に好ましくは０．７〜１．１のものである。水硬率が０．４未満では、砒素や硫黄を固定する能力が低下し、後記焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を原料として使用することが困難になる。また、前記範囲外では、原料として使用できる廃棄物等の量が少なくなり、廃棄物等の有効利用の観点からも好ましくない。

焼成物Ｂの化学組成としては、ＣａＯが２８〜６５質量％、特に３８〜６０質量％、更に４０〜５４質量％であるのが好ましく；ＳｉＯ₂が１８〜５０質量％、特に２２〜４７質量％、更に２８〜４４質量％であるのが好ましく；Ａｌ₂Ｏ₃が５〜３０質量％、特に７〜２５質量％、更に１０〜２０質量％であるのが好ましく；Ｆｅ₂Ｏ₃が１〜１０質量％、特に１〜８質量％、更に１〜７質量％であるのが好ましい。これらの範囲内であれば、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満の焼成物Ｂを得るのに好適である。

焼成物Ｂの原料としては、前記焼成物Ａ及び／又は後記焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物のほか、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち、石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料；珪石、粘土等のＳｉＯ₂原料；粘土等のＡｌ₂Ｏ₃原料；鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ₂Ｏ₃原料などを使用することができる。

また、本発明においては、焼成物Ｂの原料として、更に、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を用いることができる。これらを用いれば、廃棄物の有効利用を促進することができるので好ましい。ここで、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土としては、前記と同様のものを用いることができる。
なお、本発明においては、廃棄物の有効利用促進の観点から、焼成物Ｂの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を、４０質量％以上用いるのが好ましい。

焼成物Ｂの製造においては、まず、前記原料を、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満となるように混合する。原料の混合は、ナウターミキサー、エアーブレンデングサイロ等の公知の混合機を用いて行うことができ、連続式、バッチ式のいずれでも良い。
なお、粒度の粗い原料を用いる場合や、混合度を高めたい場合は、チューブミル等の粉砕を伴うものを使用することもでき、公知の粉砕機であれば、連続式、バッチ式のいずれを用いることもできる。粉砕混合時間は、経済性や混合性から、概ね３０分〜１時間程度が好ましく、使用する設備に応じて、適宜設定すれば良い。

混合された原料は、２０mm以下、好ましくは１０mm以下の粉状及び／又は粒状の状態で、好ましくはロータリーキルンに投入し、造粒しながら焼成することにより、焼成物Ｂを得ることができる。

原料は、粉状のままロータリーキルンに投入することができるが、野外ホッパーからベルトフィーダーを介してキルンに送入する場合など、発塵や周辺環境に配慮が必要な場合、あるいはハンドリング面において問題を生じさせる可能性がある場合は、原料粉末を２０mm以下の粒状に整粒して、ロータリーキルンに投入しても良い。

この際、整粒にパンペレタイザーや押し出し成形機を用いることもできるが、これらは習熟された技能を必要とすることや、設備コストの観点から好ましくなく、例えば、パグミルやスクリューフィーダーを使用し、原料輸送経路、あるいは整粒中の原料に直接散水するのが、設備を簡素にでき、特別な技能も必要としないことから好ましい。また、整粒物の粒子径のコントロールは、散水量で調整することができ、最適な散水量は、原料粉末の粉末度や含水量によって異なるため、整粒物の状態を見ながら、適宜調節するのが好ましい。

原料粉末の整粒物は、粒径が２０mm以下であれば、どのような形状でも良く、整粒ののち、解砕や分級にて２０mm以下に調整したものを用いても良い。整粒物の粒径が２０mm以下であれば、内部まで均質に焼成することができるので好ましい。

このように混合された粉状又は２０mm以下に整粒された粒状の原料は、好ましくはロータリーキルンで焼成される。
ロータリーキルンを使用すると、安定した品質の焼成物が連続して得られ易く、工業生産に向いていることに加え、前記の原料の配合調整による相乗効果も合わさって、極めて安定的に焼成物を製造することが可能となる。また、セメント産業における、遊休設備の有効活用の観点からも好ましい。

ロータリーキルンを用いた焼成物Ｂの焼成は、８００〜１５００℃、特に１１５０〜１３５０℃で行うのが好ましく、所望の焼成物の品質（絶乾密度、吸水率等）を勘案して、適宜調整すれば良い。
なお、焼成温度が８００℃未満では、十分な焼成が行われず、原料が造粒されないまま排出される憂いがあり好ましくなく、１５００℃を超えると、原料が溶融してしまい、運転に支障をきたすため好ましくない。

ロータリーキルンは、排気系にサイクロン等の原料循環予熱設備、プレヒーター、廃熱ボイラー、粉砕設備、乾燥設備、排ガス浄化処理設備、集塵設備等を付設していても良い。また、窯尻にリフターを備えているものや、ロータリーキルンの内径を途中で窄めたり、広げるなどの加工を加えたものであっても良い。
なお、ロータリーキルンに原料循環予熱設備、プレヒーターが付いているものは、それらのどこからでも、及びキルンに直接原料を投入しても良い。

燃料としては、重油、微粉炭、再生油、ＬＰＧ、ＮＰＧ等の一般に用いられているものであれば、単独又は混合して使用することができ、所定の焼成温度になるよう、焚き込み量を調整する。近年、セメントキルンにおいては、廃プラスチック、廃タイヤ、廃木材や肉骨粉などが、燃料代替として用いられているが、これらを燃料の一部に用いても良い。

ロータリーキルンでの焼成時間は、経済性の観点から概ね１５〜１２０分とするのが好ましく、所定品質の焼成物が得られるよう、適宜調整すれば良い。また、焼成時のロータリーキルン内のＯ₂分圧は、特に制限されず、一般的な焼成範囲である１〜１２％に調整すれば良い。また、サイクロン等の原料循環系を備えていないロータリーキルンにて焼成を行う場合は、原料が系外に飛散するのを防ぐため、ロータリーキルン窯尻の風速が概ね５m/s以下となるよう、ドラフトを調整するのが好ましい。

焼成中は、焼成物Ｂの品質をより高める目的、またより安定した運転を目的として、融着防止材をロータリーキルンの窯前から吹き込むこともできる。
融着防止材としては、珪石、アルサイト、アルミナ、セメントの粉末や、セメントの主要鉱物であるエーライト、ビーライト粉末などを用いることができる。

融着防止材は、平均粒子径が１０〜１０００μmのものを用いるのが、融着防止効果が得られ易いので好ましく、その純度は高いものほど好ましい。融着防止材の平均粒子径が１０μm未満では、焼成中に原料化して焼成物中に取り込まれる可能性が高く、融着防止材としての効果が減少してしまい、焼成物の品質低下を生じるために好ましくない。また、融着防止材の平均粒子径が１０００μmを超えると、送入部位等の磨耗が著しく、これら消耗部位や部品の交換が頻繁になるために好ましくない。さらに融着防止材の平均粒子径が数ミリを超えると、融着防止材としての効果が減少し、また焼成物に融着したものとの分離が困難になるために好ましくない。

融着防止材の吹き込み方法としては、焼点に融着防止材が所定量吹き付けられるものであれば、特に限定されないが、例えば、水冷管、空冷管などの送入管をロータリーキルンの窯前に挿入し、エジェクタ等の空気圧送や、モノーポンプ等の輸送ポンプによって、融着防止材を吹き付けるのが、装置を簡便にできるので好ましい。
また、融着防止材の吹き込み量は、ロータリーキルンに送入する混合原料に対し、３〜１０質量％であるのが、融着防止材としての効果が十分に得られるので好ましい。

上記のように、ロータリーキルンで原料を焼成することにより、絶乾密度が１．５〜３．０ｇ／cm³、２４時間吸水率、減圧吸水率が０．１〜１５％、直径５〜１０mmの焼成物の圧壊荷重が０．２kN以上、又は直径１０〜１５mmの焼成物の圧壊荷重が０．５kN以上の焼成物Ｂを得ることができる。

本発明で製造される焼成物Ｂは、砒素や硫黄を固定する能力に優れ、かつ、排ガスとして砒素や硫黄を排出することもないので、砒素や硫黄を含む廃棄物等や、後記焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を原料として有効に活用することができる。
なお、焼成物Ｂの製造においては、排ガスダストや微粉（ロータリーキルンから排出されるもので粒径が１mm以下のもの）等の副産物、より具体的には、キルン排ガスダスト、集塵装置で回収されたダスト（ＥＰダスト等）、廃熱ボイラダスト、スタビライザダスト、ドライヤダスト、クーラー排気ダスト、クーラーダスト、塩素バイパスダスト、排ガス浄化処理で発生するダスト、製品篩下等が発生する。これら副産物には鉛やCr⁶⁺が含まれているが、該副産物は、前記焼成物Ａや、後記焼成物Ｃの原料として使用することができるので、新たな廃棄物が発生することはないか、又は極端に少なくすることができる。なお、本発明においては、該副産物を、焼成物Ｃの原料として使用するのが好ましい。

本発明で製造する焼成物Ｃは、水硬率(H.M.)が０．４未満、好ましくは０．２５以下、特に好ましくは０．２以下のものである。水硬率が０．４を超えると、鉛やCr⁶⁺を固定する能力が低下し、前記焼成物Ｂを製造する際に発生する副生物を原料として使用することが困難となる。

焼成物Ｃの化学組成は、ＣａＯが１〜３０質量％、特に１〜２２質量％、更に１〜１７質量％であるのが好ましく；Ｓｉ０₂が３０〜８０質量％、特に３５〜７５質量％、更に４０〜７０質量％であるのが好ましく；Ａ１₂０₃が５〜４０質量％、特に１０〜３５質量％、更に１５〜３０質量％であるのが好ましく；Ｆｅ₂０₃が１〜１２質量％、特に１〜８質量％、更に１〜５質量％であるのが好ましい。これらの範囲内であれば、水硬率０．４未満の焼成物Ｃを得るのに好適である。

焼成物Ｃの原料としては、前記焼成物Ａ及び／又は焼成物Ｂを製造する際に発生する副産物のほか、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料、珪石、粘土等のＳｉＯ₂原料、粘土等のＡ１₂Ｏ₃原料、鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ₂Ｏ₃原料を使用することができる。

また、本発明においては、焼成物Ｃの原料として、更に、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を用いることができる。これらを焼成物の原料として、使用することは、廃棄物の有効利用を促進させることができるので好ましい。ここで、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土としては、前記と同様のものを用いることができる。
なお、本発明においては、廃棄物の有効利用促進の観点から、焼成物Ｃの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を、７０質量％以上使用するのが好ましい。

焼成物Ｃの製造においては、まず、前記原料を、水硬率（H.M.）が０．４未満となるように混合する。原料の混合は、前記焼成物Ｂの製造の際に使用する装置と同様のものを用いて行うことができる。

混合された原料は、２０mm以下、好ましくは１０mm以下の粉状及び／又は粒状の状態で、好ましくはロータリーキルンに投入し、造粒しながら焼成することにより、焼成物Ｃを得ることができる。
ロータリーキルンでの焼成条件等は、前記焼成物Ｂの焼成と同様の条件で行うことができる。
なお、焼成物Ｃの焼成においては、酸性ガスが発生するおそれがあるので、排ガス浄化処理設備を付設することが望ましい。

また、焼成物Ｃの焼成においては、焼結助剤を使用することができる。焼結助剤とは、焼結反応を促すために添加するものであり、主原料である廃棄物等にすでに焼結性が備わっていれば、特に添加する必要はないが、原料成分では十分な焼結性が確保できない場合には、焼結助剤を添加するのが好ましい。

焼結助剤としては、例えば、粘土やカオリン、ベントナイト、各種のＡｌ₂Ｏ₃源、セメント等が挙げられる。また、ＭｇＯも焼結を促す効果を有しており、ＭｇＯは勿論のこと、この成分を含有するＭｇ（ＯＨ）₂やＭｇＣＯ₃、或いはＣａＣＯ₃・ＭｇＣＯ₃（ドロマイト）、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃（スピネル）、２ＭｇＯ・Ｓｉ０₂（フオルステライト）なども好適である。また、鉄鋼副産物であるフェロニッケルスラグなども、ＭｇＯの含有量が高いばかりでなく、その有効利用といった観点からもより好適な材料である。

Ｋ、Ｎａ等のアルカリ金属の酸化物や複合酸化物、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等も焼結反応を促進する効果を示すことが知られており、その複合酸化物である正長石、曹長石等の長石族、硝石、雲母族、霞石も好適である。また、廃ガラスや赤泥なども、その有効利用の観点から好適な材料である。

焼結助剤の粒度は、廃棄物等との反応性から、平均粒子径１〜３００μmであるのが好ましく、特に平均粒子径１〜５０μmが好ましい。３００μmを超える場合は、粉砕等によって粒度を調整したものを用いることができる。
焼結助剤の粒度が１μm未満では、粉砕等の費用が高騰するため好ましくなく、３００μmを超えると、廃棄物等との反応性が悪くなり、焼結肋剤としての効果が得られないために好ましくない。

また、焼結助剤の添加量は、焼成物中の焼結助剤成分元素の酸化物換算値として、ＭｇＯが０．１〜１０質量％、Ｒ₂Ｏが０．１〜１０質量％とするのが好ましい。なお、Ｒ₂Ｏは、アルカリ金属酸化物の総称で、Ｒ₂Ｏ（質量％）＝Ｎａ₂Ｏ（質量％）＋０．６８５Ｋ₂Ｏ（質量％）で表すことができる。

ＭｇＯが０．１〜１０質量％であれば、焼結助剤としての効果が十分に得られるので好ましい。Ｒ₂Ｏが０．１〜１０質量％であれば、焼結助剤としての効果が十分得られるとともに、焼成時の液相の発生が急激にならず、安定した運転が行えるので好ましい。

上記のように、ロータリーキルンで原料を焼成することにより、絶乾密度が１．０〜２．５ｇ／cm³、２４時間吸水率、減圧吸水率が０．１〜１５％、直径５〜１０mmの焼成物の圧壊荷重が０．２kN以上、又は直径１０〜１５mmの焼成物の圧壊荷重が０．５kN以上の焼成物Ｃを得ることができる。

本発明で製造される焼成物Ｃは、鉛やCr⁶⁺を固定する能力に優れ、かつ、排ガスとして、鉛やクロムを排出することもないので、鉛やCr⁶⁺を含む廃棄物等や、前記焼成物Ｂを製造する際に発生する副産物を原料として有効に活用することができる。
なお、焼成物Ｃの製造においては、排ガスダストや微粉（ロータリーキルンから排出されるもので粒径が１mm以下のもの）等の副産物、より具体的には、キルン排ガスダスト、集塵装置で回収されたダスト（ＥＰダスト等）、廃熱ボイラダスト、スタビライザダスト、ドライヤダスト、クーラー排気ダスト、クーラーダスト、塩素バイパスダスト、排ガス浄化処理で発生するダスト、製品篩下等が発生する。これら副産物には砒素や硫黄が含まれるが、該副産物は、前記焼成物Ａ、Ｂの原料として使用することができるので、新たな廃棄物が発生することはないか、又は極端に少なくすることができる。

なお、本発明の焼成物の製造方法においては、（１）２本以上のロータリーキルンを使用して、焼成物Ａ〜Ｃを並行して製造しても良いし（この場合、ロータリーキルンは同一工場内のものでも良いし、別の工場のものでも良い）、（２）１本のロータリーキルンを使用して、焼成物Ａ〜Ｃを交互に製造しても良い。

本発明で製造される焼成物Ｂ及び焼成物Ｃは、２４時間吸水率が低いばかりでなく、減圧吸水率も低いのが特徴であり、前記のように２４時間吸水率、減圧吸水率が０．１〜１５％である焼成物が得られるのはもちろん、２４時間吸水率、減圧吸水率が共に０．１〜６％で、直径５〜１０mmの焼成物の圧壊荷重が０．５kN以上、又は直径１０〜１５mmの焼成物の圧壊荷重が１．０kN以上の焼成物も容易に得ることができる。

ここで、減圧吸水率とは、一定の減圧下にて強制的に吸水を行う方法であり、具体的には、密閉容器中に焼成物を水没させ、真空ポンプで−４００mmHgまで容器内を減圧し、１５分間静置した後に徐々に大気に開放し、焼成物に含水した水量から減圧時の吸水率を測定した値である。
この減圧吸水率は、コンクリートのポンプ圧送時の配管内における骨材の吸水性を推察する指標となるものであり、焼成物をコンクリート用の骨材として使用する場合には、コンクリートとした際の良好なワーカビリティーを確保するために、焼成物は、２４時間吸水率のみならず、減圧吸水率を低くすることが重要になる。

本発明で製造する焼成物Ｂ及び焼成物Ｃは、高強度で且つ低吸水率の焼成物であるため、コンクリート用の骨材、路盤材、埋め戻し材、アスファルト用の骨材、盛土材、充填材、セメント原料の粘土の代替等として好適に使用することができる。

本発明においては、焼成物Ａ〜Ｃのいずれかを製造する際に発生する副産物を、他の焼成物の原料として使用することができるが、特に、(1)焼成物Ｂを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｃの原料として使用し、かつ、焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｂの原料として使用すること；(2)焼成物Ａを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｃの原料として使用し、かつ、焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を焼成物Ａの原料として使用することが好ましい。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら制限されるものではない。

実施例１
（１−１）焼成物Ａ１の製造：
普通ポルトランドセメントクリンカーの製造において、実施例２の焼成物Ｂ２の製造の際に発生したＥＰダスト（以下、副産物Ａと称す）を原料として使用し、焼成物Ａ１（普通ポルトランドセメントクリンカー）を製造した。焼成物Ａ１の水硬率は２．１０である。
なお、焼成物Ａ１の製造は、通常のポルトランドセメントクリンカーの製造と同様に行った。

得られたポルトランドセメントクリンカーに、二水石膏をＳＯ₃換算で２．０質量％添加し、ブレーン比表面積３２００cm²／ｇに粉砕して、普通ポルトランドセメントを調製した。
この普通ポルトランドセメントを使用し、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１」に準じて圧縮強度試験を行った。その結果、材齢７日の圧縮強度は４５Ｎ／mm²、材齢２８日の圧縮強度は６３Ｎ／mm²であった。
この結果より、焼成物Ａの製造において、焼成物Ｂの製造の際に発生したＥＰダストを原料として使用できることが確認された。

（１−２）焼成物Ａ２の製造：
普通ポルトランドセメントクリンカーの製造において、実施例３の焼成物Ｃ２の製造の際に発生したＥＰダスト（以下、副産物Ｂと称す）を原料として使用し、焼成物Ａ２（普通ポルトランドセメントクリンカー）を製造した。焼成物Ａ２の水硬率は２．１５である。また、焼成物Ａ２の砒素含有量は１１mg／kg、ＳＯ₃含有量は０．８５質量％であった。
なお、焼成物Ａ２の製造は、通常のポルトランドセメントクリンカーの製造と同様に行った。

得られたポルトランドセメントクリンカーに、二水石膏をＳＯ₃換算で２．０質量％添加し、ブレーン比表面積３２００cm²／ｇに粉砕して、普通ポルトランドセメントを調製した。
この普通ポルトランドセメントを使用し、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１」に準じて圧縮強度試験を行った。その結果、材齢７日の圧縮強度は４３Ｎ／mm²、材齢２８日の圧縮強度は６２Ｎ／mm²であった。また、材齢２８日の試験体からの砒素の溶出量を、環境省告示４６号法に準じて測定した。その結果、砒素の溶出量は、０．００１mg／Ｌ未満であった。
以上の結果より、焼成物Ａの製造において、焼成物Ｃの製造の際に発生したＥＰダストを原料として使用できることが確認された。

実施例２
（２−１）焼成物Ｂ１の製造：
原料として、建設発生土、石炭灰、石灰石及び普通ポルトランドセメント製造の際に発生したＥＰダスト（以下、副産物Ｃと称す）を使用し、水硬率が０．８５の焼成物Ｂ１を製造した。焼成物Ｂ１の製造は、各原料を、水硬率が０．８５になるよう配合し、該原料を、１３０m³のエアーブレンディングサイロに投入し、エアーによる曝流混合を６時間行った。

続いて、得られた原料を、内径１．５ｍ、長さ２０ｍのロータリーキルンに、１ton／hで投入し、滞留時間が６０分となる条件で、緻密質な焼成物が得られるよう、燃料であるＡ重油の焚き量を調整しながら、約１３００℃で焼成した。
なお、本実施例において、焼成物Ｂ１の原料中の廃棄物等（石灰石以外の原料）の割合は、５６質量％である。

（２−２）焼成物Ｂ１の評価：
５〜１５mmの焼成物Ｂ１について、絶乾密度、吸水率を、ＪＩＳ Ａ １１１０に準拠して測定した。これに併せて、−４００mmHgの減圧下で、１５分間吸水させた減圧吸水率を測定した。また、土木学会基準の高強度フライアッシュ人工骨材の圧壊荷重試験方法に準拠して、５〜１０mmの焼成物Ｂ１、１０〜１５mmの焼成物Ｂ１の圧壊荷重を測定した。結果を表１に示す。

表１の結果より、焼成物Ｂ１は、高強度で且つ低吸水率の焼成物であることが分かる。従って、焼成物Ｂ１は、コンクリート用の骨材、路盤材、埋め戻し材等として好適に使用することができる。
以上の結果より、焼成物Ｂの製造において、焼成物Ａの製造の際に発生したＥＰダストを原料として使用できることが確認された。

（２−３）焼成物Ｂ２、Ｂ３の製造：
原料として、建設発生土、石炭灰、石灰石及び実施例３の焼成物Ｃ２の製造の際に発生したＥＰダスト（以下、副産物Ｄと称す）を使用し、表２に示す焼成物Ｂ２、Ｂ３を製造した。焼成物Ｂ２、Ｂ３の製造は、表３に示した原料を、表２示す水硬率になるよう配合し、該原料を、１３０m³のエアーブレンディングサイロに投入し、エアーによる曝流混合を各々６時間行った。

続いて、得られた原料を、内径１．５ｍ、長さ２０ｍのロータリーキルンに、１ton／hで投入し、滞留時間が６０分となる条件で、緻密質な焼成物が得られるよう、燃料であるＡ重油の焚き量を調整しながら、約１３００℃で焼成した。
使用した建設発生土、石炭灰、石灰石及び副産物Ｄの化学組成（質量％）は、表３に示すとおりである。
なお、本実施例において、焼成物Ｂ２、Ｂ３の原料中の廃棄物等（石灰石以外の原料）の割合は、４０〜５５質量％である。また、排ガス中のＳＯ_x（ＪＩＳ Ｋ ０１０３）と砒素（ＪＩＳ Ｋ ００８３）の濃度を測定したところ、ＳＯ_x濃度は１ppm以下であり、砒素は検出されなかった。

（２−４）焼成物Ｂ２、Ｂ３の評価：
得られた焼成物Ｂ２、Ｂ３を、目開き５、１０、１５mmで篩い分けし、５〜１５mmの焼成物について、砒素及びSO₃含有量を測定し、表２に併記した。
なお、砒素含有量は、ＪＣＡＳ Ｉ−５１により前処理後、水素化物発生原子吸光法により測定し、SO₃含有量は、蛍光Ｘ線分析により測定した。
また、５〜１５mmの焼成物について、絶乾密度、吸水率を、ＪＩＳ Ａ １１１０に準拠して測定した。これに併せて、−４００mmHgの減圧下で、１５分間吸水させた減圧吸水率を測定した。また、土木学会基準の高強度フライアッシュ人工骨材の圧壊荷重試験方法に準拠して、５〜１０mmの焼成物、１０〜１５mmの焼成物の圧壊荷重を測定した。さらに、環境省告示４６号法に準拠した焼成物からの砒素の溶出量を測定した。その結果を表４に示す。

表４の結果より、焼成物Ｂ２、Ｂ３は、高強度で且つ低吸水率の焼成物であることが分かる。従って、焼成物Ｂ２、Ｂ３は、コンクリート用の骨材、路盤材、埋め戻し材等として好適に使用することができる。
また、焼成物Ｂは、砒素及び硫黄の固定能力に優れており、実施例３の焼成物Ｃ２の製造の際に発生したＥＰダストを原料として使用できることが確認された。

実施例３
（３−１）焼成物Ｃ１の製造：
原料として、建設発生土、石炭灰及び普通ポルトランドセメント製造の際に発生したＥＰダスト（以下、副産物Ｅと称す）を使用し、水硬率が０．２の焼成物Ｃ１を製造した。焼成物Ｃ１の製造は、各原料を、水硬率が０．２になるよう配合し、該原料を、１３０m³のエアーブレンディングサイロに投入し、エアーによる曝流混合を６時間行った。

続いて、得られた原料を、内径１．５ｍ、長さ２０ｍのロータリーキルンに、１ton／hで投入し、滞留時間が６０分となる条件で、緻密質な焼成物が得られるよう、燃料であるＡ重油の焚き量を調整しながら、約１２５０℃で焼成した。
なお、本実施例において、焼成物Ｃ１の原料中の廃棄物等の割合は、１００質量％である。

（３−２）焼成物Ｃ１の評価：
５〜１５mmの焼成物Ｃ１について、絶乾密度、吸水率を、ＪＩＳ Ａ １１１０に準拠して測定した。これに併せて、−４００mmHgの減圧下で、１５分間吸水させた減圧吸水率を測定した。また、土木学会基準の高強度フライアッシュ人工骨材の圧壊荷重試験方法に準拠して、５〜１０mmの焼成物Ｃ１、１０〜１５mmの焼成物Ｃ１の圧壊荷重を測定した。結果を表５に示す。

表５の結果より、焼成物Ｃ１は、高強度で且つ低吸水率の焼成物であることが分かる。従って、焼成物Ｃ１は、コンクリート用の骨材、路盤材、埋め戻し材等として好適に使用することができる。
以上の結果より、焼成物Ｃの製造において、焼成物Ａの製造の際に発生したＥＰダストを原料として使用できることが確認された。

（３−３）焼成物Ｃ２、Ｃ３の製造：
原料として、建設発生土、石炭灰及び実施例２の焼成物Ｂ２の製造の際に発生した微粉（以下、副産物Ｆと称す）を使用し、表６に示す焼成物Ｃ２、Ｃ３を製造した。焼成物Ｃ２、Ｃ３の製造は、表７に示した原料を、表６に示す水硬率になるよう配合し、該原料を、１３０m³のエアーブレンディングサイロに投入し、エアーによる曝流混合を各々６時間行った。

続いて、得られた原料を、内径１．５ｍ、長さ２０ｍのロータリーキルンに、１ton／hで投入し、滞留時間が６０分となる条件で、緻密質な焼成物が得られるよう、燃料であるＡ重油の焚き量を調整しながら、約１２２０℃で焼成した。
使用した建設発生土、石炭灰及び副産物Ｆの化学組成（質量％）は、表７に示すとおりである。
なお、本実施例において、焼成物Ｃ２，Ｃ３の原料中の廃棄物等の割合は１００質量％である。また、排ガス中の鉛と全クロム（ＪＩＳ Ｋ ００８３）の濃度を測定したところ、いずれも検出されなかった。

（３-４）焼成物Ｃ２、Ｃ３の評価：
得られた焼成物を、目開き５、１０、１５mmの篩い分けし、５〜１５mmの焼成物について鉛およびクロム含有量を測定し、表６に併記した。
なお、鉛およびクロム含有量は、ＪＣＡＳ Ｉ−５１により前処理後、ＩＣＰ発光分析法により測定した。
また、５〜１５mmの焼成物について、絶乾密度、吸水率を、ＪＩＳ Ａ １１１０に準拠して測定した。これに併せて、−４００mmHgの減圧下で、１５分間吸水させた減圧吸水率を測定した。また、土木学会基準の高強度フライアッシュ人工骨材の圧壊荷重試験方法に準拠して、５〜１０mmの焼成物、１０〜１５mmの焼成物の圧壊荷重を測定した。さらに、環境省告示１９号に準拠した焼成物中の鉛とCr⁶⁺の含有量、および環境省告示４６号法に準拠した焼成物からのそれらの溶出量をそれぞれ測定した。
その結果を表８に示す。

表８の結果より、焼成物Ｃは、高強度で且つ低吸水率の焼成物であることが分かる。従って、焼成物Ｃは、コンクリート用の骨材、路盤材、埋め戻し材等として好適に使用することができる。
また、焼成物Ｃは、鉛及びCr⁶⁺の固定能力に優れており、実施例２の焼成物Ｂ２の製造の際に発生した微粉を原料として使用できることが確認された。

Claims (7)

1. 水硬率（H.M.）が１．８〜２．５である焼成物Ａ、水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満である焼成物Ｂ及び水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃの製造において、焼成物Ａ〜Ｃのいずれかを製造する際に発生する副産物を、他の焼成物の原料として使用することを特徴とする焼成物の製造方法。
2. 焼成物Ａ〜Ｃの焼成を、ロータリーキルンを用いて行う請求項１記載の製造方法。
3. 焼成物Ａ〜Ｃの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を用いる請求項１又は２記載の製造方法。
4. 焼成物Ａが、ポルトランドセメントクリンカー及び／又はエコセメントクリンカーである請求項１〜３のいずれか１項記載の製造方法。
5. 焼成物Ａ〜Ｃを製造する際に発生する副産物が、キルン排ガスダスト、集塵装置で回収されたダスト、廃熱ボイラダスト、スタビライザダスト、ドライヤダスト、クーラー排気ダスト、クーラーダスト、塩素バイパスダスト、排ガス浄化処理で発生するダスト及び製品篩下から選ばれる１種以上である請求項２〜４のいずれか１項記載の製造方法。
6. 水硬率（H.M.）が０．４以上１．８未満である焼成物Ｂ及び水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃの製造において、焼成物Ｂを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｃの原料として使用し、かつ、焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｂの原料として使用することを特徴とする焼成物の製造方法。
7. 水硬率（H.M.）が１．８〜２．５である焼成物Ａ及び水硬率（H.M.）が０．４未満である焼成物Ｃの製造において、焼成物Ａを製造する際に発生する副産物を焼成物Ｃの原料として使用し、かつ、焼成物Ｃを製造する際に発生する副産物を焼成物Ａの原料として使用することを特徴とする焼成物の製造方法。