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課題

鉄鋼スラグからのフッ素溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤を提供する。

解決手段

リン化合物を20〜90質量%及び石膏を10〜80質量%(合計100質量%)の割合で含有して成る製鋼用フッ素不溶化剤。リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物水酸化アパタイトであり、石膏が半水石膏及び/又は二水石膏である鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

効果

前記フッ素不溶化剤は、路盤材コンクリート用骨材土壌改良材等として利用される高炉スラグ製鋼スラグのような鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減し、特に製鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減する場合に効果の発現が高い。

概要

背景

従来、前記のような鉄鋼スラグフッ素不溶化剤として、カルシウムシリケート系を主体とするAOD還元期スラグを用いる例(特許文献1参照)、非酸化物系カルシウム化合物フライアッシュを用いる例(特許文献2参照)、固体状リン酸アルカリ土類金属塩酸性溶液に溶解させたものを用いる例(特許文献3参照)、製鋼スラグ塩基度(CaO/SiO2)を2.0以下とする例(特許文献4参照)、酸化マグネシウム組成物を用いる例(特許文献5参照)等、各種が知られている。しかし、これら従来の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤には、もともと鉄鋼スラグからのフッ素溶出量を低減することが不充分であったり、また鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することに時間がかかるという問題がある。

概要

鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤を提供する。リン化合物を20〜90質量%及び石膏を10〜80質量%(合計100質量%)の割合で含有して成る製鋼用フッ素不溶化剤。リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物水酸化アパタイトであり、石膏が半水石膏及び/又は二水石膏である鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。前記フッ素不溶化剤は、路盤材コンクリート用骨材土壌改良材等として利用される高炉スラグや製鋼スラグのような鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減し、特に製鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減する場合に効果の発現が高い。なし

目的

本発明が解決しようとする課題は、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

リン化合物を20〜90質量%及び石膏を10〜80質量%(合計100質量%)の割合で含有して成ることを特徴とする鉄鋼スラグフッ素不溶化剤

請求項2

リン化合物を30〜50質量%及び石膏を50〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有する請求項1記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

請求項3

リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物である請求項1又は2記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

請求項4

リン化合物がリン酸水素カルシウム二水和物と水酸化アパタイトである請求項1又は2記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

請求項5

リン化合物が、リン酸水素カルシウム二水和物/水酸化アパタイト=60/40〜95/5(質量比)の割合で含有するものである請求項4記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

請求項6

石膏が半水石膏及び/又は二水石膏である請求項1〜5のいずれか一つの項記載の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤。

技術分野

0001

本発明は鉄鋼スラグフッ素不溶化剤に関する。環境保全の観点から、フッ素不溶化剤を用いて、鉄鋼スラグからのフッ素溶出量を低減することが行なわれる。本発明は、かかる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤の改良に関する。

背景技術

0002

従来、前記のような鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤として、カルシウムシリケート系を主体とするAOD還元期スラグを用いる例(特許文献1参照)、非酸化物系カルシウム化合物フライアッシュを用いる例(特許文献2参照)、固体状リン酸アルカリ土類金属塩酸性溶液に溶解させたものを用いる例(特許文献3参照)、製鋼スラグ塩基度(CaO/SiO2)を2.0以下とする例(特許文献4参照)、酸化マグネシウム組成物を用いる例(特許文献5参照)等、各種が知られている。しかし、これら従来の鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤には、もともと鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することが不充分であったり、また鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減することに時間がかかるという問題がある。

先行技術

0003

特開2003−226908号公報
特開2009−67646号公報
特開2009−189927号公報
特開2010−138053号公報
特開2013−163605号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明が解決しようとする課題は、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤を提供する処にある。

課題を解決するための手段

0005

前記の課題を解決する本発明は、リン化合物を20〜90質量%及び石膏を10〜80質量%(合計100質量%)の割合で含有して成ることを特徴とする鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤に係る。

0006

本発明に係る鉄鋼スラグ用フッ素不溶化剤(以下、本発明のフッ素不溶化剤という)は、路盤材コンクリート用骨材土壌改良材等として利用される高炉スラグや製鋼スラグのような鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減するために用いるものである。なかでも、本発明に係るフッ素不溶化剤は、製鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減する場合に効果の発現が高い。

0007

本発明のフッ素不溶化剤はリン化合物と石膏を含有して成るものであるが、リン化合物を20〜90質量%、石膏を10〜80質量%(合計100質量%)の割合で含有して成るものであり、好ましくはリン化合物を30〜70質量%、石膏を30〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有して成るものであり、より好ましくはリン化合物を30〜50質量%、石膏を50〜70質量%(合計100質量%)の割合で含有して成るものである。

0008

本発明のフッ素不溶化剤は、リン化合物と石膏を含有して成るものである。リン化合物としては、リン酸塩リン酸二水素塩リン酸水素塩、メタリン酸塩等が挙げられ、この場合の塩としては、アルカリ金属塩アルカリ土類金属塩アンモニウム塩等が挙げられるが、リン酸水素カルシウム二水和物(CaHPO4・2H2O、以下DCPDという)が好ましく、DCPDと水酸化アパタイト(以下、HAPという)との混合物がより好ましい。リン化合物としてDCPDとHAPとの混合物を用いる場合、双方の割合は、DCPD/HAP=60/40〜95/5(質量比)とすることが好ましく、DCPD/HAP=80/20〜90/10(質量比)とすることがより好ましい。

0009

本発明のフッ素不溶化剤において、DCPDとしては、工業用の他に、化粧品用食品添加物用医薬品用等、各種のグレードのものが市販されているので、それらを使用することができるが、別に製造したものを使用することもできる。DCPDは、工業的には一般に、消石灰水分散液とリン酸とを、pH4〜5に調整した水系媒体中で反応させることにより製造され、かかる反応に際して各種の添加剤を用いる方法も知られているので(特開昭63−215505号公報、特開平6−191808号公報、特開平6−298505号公報、特開平7−2504号公報、特開平7−10511号公報、特開平8−165108号公報等)、これらの従来法により製造したものを使用することもできる。

0010

また本発明のフッ素不溶化剤において、HAPとしては、これも天然由来のものや化学的に合成したもの等、各種のグレードのものが市販されているので、それらを使用することができるが、別に製造したものを使用することもできる。HAPは、工業的には一般に、カルシウム塩水溶液、例えば硝酸カルシウムの水溶液とリン酸の水溶液とを混合し、pHを8〜9程度に調整することにより製造されているので、かかる従来法により製造したものを使用することもできる。

0011

本発明のフッ素不溶化剤において、DCPDは結晶質のものであるが、HAPには結晶質のものと非晶質のものとがある。かかる結晶性については、X線回析(XRD)、走査型電子顕微鏡観察(SEM観察)等により確認することができる。本発明のフッ素不溶化剤において、HAPとしては、非晶質のものが好ましい。結晶質のHAPを使用する場合よりも高性能のフッ素不溶化剤となるからである。

0012

更に本発明のフッ素不溶化剤において、石膏としては、半水石膏二水石膏無水石膏、これらの混合物等を使用することができるが、使用上の便宜及び経済性の点で半水石膏及び/又は二水石膏が好ましく、加えて効果の発現の点で、半水石膏がより好ましい。尚、この場合の半水石膏や二水石膏には、石膏ボード等の廃材である廃石膏から製造されるものも含まれる。

0013

前記の石膏に代えて、他のカルシウム化合物、例えば炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等を使用することも考えられるが、これらでは、石膏を使用する場合のような効果は得られない。

0014

本発明のフッ素不溶化剤は、例えば市販のDCPDと市販のHAPと市販の半水石膏及び/又は廃石膏とを前記したような特定の割合で混合することにより製造することができるが、消石灰(Ca(OH)2)とリン酸(H3PO4)とを水系媒体中にて反応させ、その反応生成物に廃石膏を混合することにより製造することもできる。

0015

鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を低減するため、鉄鋼スラグに本発明のフッ素不溶化剤を用いる方法としては、鉄鋼スラグを得るときの水砕処理時に本発明のフッ素不溶化剤を加える方法、本発明のフッ素不溶化剤を加えておいた空冷パンに製鋼スラグを受けて空冷する方法、鉄鋼スラグの粉砕物に本発明のフッ素不溶化剤を加えて混合する方法等が挙げられる。鉄鋼スラグに対する本発明にフッ素不溶化剤の使用量は、鉄鋼スラグの性状や物性、フッ素含有量等にもよるが、通常は0.5〜5質量%となる量である。

発明の効果

0016

本発明のフッ素不溶化剤によると、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる。

0017

以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等で、%は質量%であり、部は質量部である。

0018

試験区分
表1に記載した金属組成の製鋼スラグAを処理対象とした。製鋼スラグAは電気炉スラグであり、電気炉から排出された溶融スラグをパンに受けて散水しつつ徐冷した後、破砕し、粉砕して、100mm目を通した粉砕物である。表1に記載したかかる粉砕物の金属組成は、蛍光X線分析値から計算により求めた。

0019

0020

前記の製鋼スラグAを50gに、表2に記載した組成のフッ素不溶化剤と、純水500mLとを加えて、毎分200回で6時間振とうし、10分間静置した後、上澄液濾過して溶出液を得た。この溶出液中のフッ素濃度(mg/L)をイオン選択性電極で測定して求めた。結果を表2にまとめて示した。尚、フッ素不溶化剤は、予めDCPDとHAPを混合しておいたもの(比較例2〜5)、半水石膏のみ(比較例6〜9)、予めDCPDと半水石膏を混合しておいたもの(実施例1〜4)、又は予めDCPDとHAPと半水石膏を混合しておいたもの(実施例5〜8)を用いた。また比較例1は、フッ素不溶化剤を用いていない例(ブランク)である。

0021

0022

表2において、
DCPD+HAP:DCPD/HAP=90/10(質量比)の混合物
DCPD+半水石膏:DCPD/半水石膏=90/10(質量比)の混合物
DCPD+HAP+半水石膏:DCPD/HAP=90/10(質量比)の混合物40部と半水石膏60部の割合の混合物
フッ素不溶化剤の添加量(%):製鋼スラグAに対するフッ素不溶化剤の添加割合(質量%)
以上は試験区分2の表4においても同じ

0023

試験区分2
表3に記載した金属組成の製鋼スラグBを処理対象とした。製鋼スラグBは電気炉系スラグであり、電気炉から排出された溶融スラグをパンに受けて空冷した後、破砕し、粉砕して、100mm目の篩を通した粉砕物である。表3に記載したかかる粉砕物の金属組成は、蛍光X線分析値から計算により求めた。

0024

0025

前記の製鋼スラグBを50gに、表4に記載した組成のフッ素不溶化剤と、純水500mLとを加えて、毎分200回で6時間振とうし、10分間静置した後、上澄液を濾過して溶出液を得た。この溶出液中のフッ素濃度(mg/L)をイオン選択性電極で測定して求めた。結果を表4にまとめて示した。尚、フッ素不溶化剤は、試験区分1の場合と同様である。また比較例10は、フッ素不溶化剤を用いていない例(ブランク)である。

0026

0027

表2及び表4の結果からも明らかなように、本発明によると、鉄鋼スラグからのフッ素の溶出量を短時間で且つ充分に低減することができる。

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