【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント原料の製造方法に係り、特に、ビール等の醸造工程から排出される廃珪藻土、下水処理場で発生する下水汚泥、油の脱色工程で発生する廃活性白土（廃酸性白土）、植物油滓や果汁滓、或いは、パルプスラッジを改質してセメント原料を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省資源及び廃棄物の減量化を目的として、各種産業廃棄物について、その有効再利用を図ることが望まれている。

【０００３】ところで、セメントは石灰石、粘土、珪石及び酸化鉄原料を混合、焼成して得られた原料に、石膏を加えて粉砕することにより製造されており、従来において、燃焼炉廃棄物であるボイラ灰のうち、微粉炭ボイラ灰については、セメント原料として利用されている。

【０００４】一方、ビール等の醸造工程からは、廃珪藻土が大量に排出されるが、この廃珪藻土はその悪臭及び付着水による取り扱い性の悪さのために、その処理方法が問題となっており、悪臭防止対策としては生石灰（Ｃ
ａＯ）を添加する方法等が提案されている。

【０００５】また、下水処理場からは下水汚泥が、油の脱色工程からは廃活性白土（廃酸性白土）が、食料油やジュース類等の各種食品工場からは植物油滓や果汁滓が、更にパルプ工場からはパルプスラッジがそれぞれ大量に排出され、いずれも、腐敗臭や取り扱い性の面から、その処理方法が問題となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、微粉炭ボイラ灰はセメント原料として利用されているが、流動床ボイラ灰は、ＳＯ ₃含有量が多く、セメントキルン及び／又はプレヒータ内で低融点化合物を生成して運転を阻害するため、多量に使用することはできず、多くは廃棄されているのが現状である。

【０００７】一方、ビール等の醸造工程で排出される廃珪藻土、下水処理場から排出される下水汚泥、油の脱色工程から排出される廃活性白土、食品工場等から排出される植物油滓、果汁滓、パルプ工場から排出されるパルプスラッジについて、有効利用を図ることができるならば、省資源、廃棄物の減量化の面で好ましいが、上述の如く、これらはその悪臭と取り扱い性の悪さのために、
有効な再利用法が提案されていないのが現状である。

【０００８】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、従来廃棄されている流動床ボイラ灰を用いることにより、廃珪藻土、下水汚泥、廃活性白土、植物油滓、果汁滓、パルプスラッジの悪臭を防止すると共に、取り扱い性を改善してセメント原料として有効利用することを可能とするセメント原料の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のセメント原料の製造方法は、廃珪藻土に流動床ボイラ灰を添加して改質することを特徴とする。

【００１０】請求項２のセメント原料の製造方法は、下水汚泥に流動床ボイラ灰を添加して改質することを特徴とする。

【００１１】請求項３のセメント原料の製造方法は、廃活性白土に流動床ボイラ灰を添加して改質することを特徴とする。

【００１２】請求項４のセメント原料の製造方法は、植物油滓及び／又は果汁滓に流動床ボイラ灰を添加して改質することを特徴とする。

【００１３】請求項５のセメント原料の製造方法は、パルプスラッジに流動床ボイラ灰を添加して改質することを特徴とする。

【００１４】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明においては、ビール等の醸造工程等から排出される廃珪藻土、下水処理場で発生する下水汚泥、油の脱色工程で発生する廃活性白土（廃酸性白土）、植物油滓や果汁滓、或いは、パルプスラッジ（以下「被処理廃棄物」と総称する。）に、流動床ボイラ灰を添加する。 これにより被処理廃棄物は良好に固化ないし団粒化され、その取り扱い性が改善されると共に、悪臭が防止されるため、セメント原料として有効利用することが可能となる。

【００１６】なお、本発明において、処理対象とする廃珪藻土は、一般に、含水率（廃珪藻土中に含まれる水の重量割合）４０〜８０重量％程度であり、本発明においては、このような廃珪藻土に対して流動床ボイラ灰を５
０〜１５０重量％程度添加して混合する。

【００１７】また、下水汚泥は、一般に、含水率（下水汚泥中に含まれる水の重量割合）４０〜８０重量％程度であり、本発明においては、このような下水汚泥に対して流動床ボイラ灰を５０〜２００重量％程度添加して混合する。

【００１８】廃活性白土は、一般に、含水率（廃活性白土中に含まれる水の重量割合）１０〜４０重量％程度であり、本発明においては、このような廃活性白土に対して流動床ボイラ灰を５０〜１５０重量％程度添加して混合する。

【００１９】植物油滓、果汁滓は、一般に、含水率（植物油滓、果汁滓中に含まれる水の重量割合）１０〜９０
重量％程度であり、本発明においては、このような植物油滓、果汁滓に対して流動床ボイラ灰を５０〜１５０重量％程度添加して混合する。

【００２０】パルプスラッジは、一般に、含水率（パルプスラッジ中に含まれる水の重量割合）７０〜９０重量％程度であり、本発明においては、このようなパルプスラッジに対して流動床ボイラ灰を５０〜２００重量％程度添加して混合する。

【００２１】なお、流動床ボイラ灰の添加割合は、処理する被処理廃棄物の含水率によっても異なり、上記範囲に何ら限定されるものではない。

【００２２】被処理廃棄物に流動床ボイラ灰を添加して十分に混合することにより、固化ないし団粒化すると共に、悪臭を防止して得られた被処理廃棄物（以下「改質廃棄物」と称する場合がある。）は、これをそのまま、
セメントの粘土原料として用いることができる。

【００２３】この改質廃棄物を用いてセメントを製造する場合、その配合割合は、用いた被処理廃棄物組成や流動床ボイラ灰添加量、及び、製造するセメントの種類によっても異なるが、通常の場合、次のような割合とされる。

【００２４】 廃珪藻土の場合石灰石 ：１００重量部 改質珪藻土：１０〜５０重量部 珪 石 ：５〜２５重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部下水汚泥の場合石灰石 ：１００重量部 改質下水汚泥：５〜３０重量部 珪 石 ：５〜２０重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部廃活性白土の場合石灰石 ：１００重量部 改質活性白土：５〜３０重量部 珪 石 ：５〜２０重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部植物油滓の場合石灰石 ：１００重量部 改質植物油滓：５〜２０重量部 珪 石 ：５〜２５重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部果汁滓の場合石灰石 ：１００重量部 改質果汁滓：５〜２０重量部 珪 石 ：５〜２５重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部パルプスラッジの場合石灰石 ：１００重量部 改質パルプスラッジ：５〜２０重量部 珪 石 ：５〜２５重量部 酸化鉄原料：３〜１０重量部 石 膏 ：２〜４重量部 なお、本発明において、廃珪藻土としては、ビールの醸造工程から排出される廃珪藻土の他、製糖、各種醸造工程の廃珪藻土等が挙げられる。

【００２５】下水汚泥としては、下水処理場から排出される余剰汚泥が、廃活性白土としては、油の脱色工程で発生する廃酸性白土が、植物油滓としては食用油工場又は非食用の各種植物油工場から排出される植物油滓が、
果汁滓としてはジュース、果実酒等の各種工場等から排出される果汁滓が、また、パルプスラッジとしてはパルプ工場から排出されるパルプスラッジが挙げられる。

【００２６】

【作用】流動床ボイラにおいて、石炭は低温燃焼により、ポーラスな灰となり、流動層内で微粉になる。 一方、石灰石はさほど粉化することなく、表面にＣａＳＯ
₄ （無水石膏）が生成した粗粒となる。 従って、流動床ボイラ灰は、一般に、未燃カーボンと、石炭灰と、表面にＣａＳＯ ₄が付着したＣａＯを多く含む粗粒と、更に流動媒体を使用した場合には珪砂とからなるものであるが、これらのうち、ＣａＯ分及び未燃カーボンは脱臭作用を有する。 また、一般に流動床ボイラ灰は自硬性を有する事が知られている。

【００２７】一方、廃珪藻土は主にＳｉＯ ₂分を主成分とする。

【００２８】このため、廃珪藻土に流動床ボイラ灰を添加することにより、廃珪藻土中のＳｉＯ ₂分と流動床ボイラ灰中のＣａＯ分とのポゾラン反応（Ｃ−Ｈ−Ｓ生成反応）で、廃珪藻土を固化させて、その取り扱い性を改善すると共に、廃珪藻土の悪臭を流動床ボイラ灰中のＣ
ａＯ分及び未燃カーボンにより防止することができる。

【００２９】また、下水汚泥では、流動床ボイラ灰を添加することにより、流動床ボイラ灰の自硬性により下水汚泥が固化され、その取り扱い性が改善されると共に、
下水汚泥の悪臭が流動床ボイラ灰中のＣａＯ分及び未燃カーボンにより防止される。

【００３０】廃活性白土はＳｉＯ ₂が主成分であるため、廃活性白土に流動床ボイラ灰を添加することにより、ポゾラン反応により廃活性白土が固化され、その取り扱い性が改善されると共に、廃活性白土の悪臭が流動床ボイラ灰中のＣａＯ分及び未燃カーボンにより防止される。

【００３１】植物油滓、果汁滓では、流動床ボイラ灰を添加することにより、流動床ボイラ灰の自硬性により植物油滓、果汁滓が固化され、その取り扱い性が改善されると共に、植物油滓、果汁滓の悪臭が流動床ボイラ灰中のＣａＯ分及び未燃カーボンにより防止される。

【００３２】パルプスラッジでは、流動床ボイラ灰を添加することにより、流動床ボイラ灰の自硬性によりパルプスラッジが固化され、その取り扱い性が改善されると共に、パルプスラッジの悪臭が流動床ボイラ灰中のＣａ
Ｏ分及び未燃カーボンにより防止される。

【００３３】このようにして得られた改質廃棄物は、セメント原料として有用なＣａＯ，ＳｉＯ ₂を主成分とするものであるため、セメント原料として有効に使用することができる。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

【００３５】実施例１ 電力会社等で発生した、表１に示す組成の流動床ボイラ灰を、ビール工場の醸造工程から排出された含水率６
２．０重量％の廃珪藻土１．０ｋｇに対して０．５ｋｇ
添加混合した。 その結果、廃珪藻土は良好に団粒化され、取り扱い性に優れた改質珪藻土が得られた。 また、
廃珪藻土は悪臭の強いものであったが、流動床ボイラ灰を添加して得られた改質珪藻土は殆ど悪臭がなかった。

【００３６】

【表１】

【００３７】この改質珪藻土を用い、下記配合物をボールミルで粉砕し、１４５０℃で焼成してクリンカーとし、このクリンカーに石膏を４重量％添加してボールミルにて粉砕したところ、表２に示す組成のセメントを得ることができた。

【００３８】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１００ 改質珪藻土：３２ 珪 石 ：２ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：６ 実施例２ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、ビール工場の醸造工程から排出された廃珪藻土１．０ｋｇに対して０．３ｋｇ添加混合した。 その結果、実施例１と同様、廃珪藻土は良好に団粒化され、得られた改質珪藻土は悪臭もなかった。 この改質珪藻土からも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００３９】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１００ 改質珪藻土：２９ 珪 石 ：３ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００４０】実施例３ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、下水処理場から排出された含水率８３．６重量％の下水汚泥１．０ｋｇに対して１．０ｋｇ添加混合した。 その結果、下水汚泥は良好に団粒化され、得られた改質汚泥は悪臭もなかった。 この改質汚泥からも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００４１】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１０５ 改質汚泥：１５ 珪 石 ：１５ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００４２】実施例４ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、油の脱色工程から排出された含水率１６．０重量％の廃活性白土１．０ｋｇに対して１．０ｋｇ添加混合した。 その結果、廃活性白土は良好に団粒化され、得られた改質活性白土は悪臭もなかった。 この改質活性白土からも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００４３】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１０５ 改質活性白土：１０ 珪 石 ：２０ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００４４】実施例５ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、植物油製造工場から排出された含水率１５．５重量％の植物油滓１．０ｋｇに対して１．０ｋｇ添加混合した。 その結果、植物油滓は良好に団粒化され、得られた改質植物油滓は悪臭もなかった。 この改質植物油滓からも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００４５】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１０５ 改質植物油滓：１０ 珪 石 ：２０ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００４６】実施例６ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、果汁製造工場から排出された含水率８０．５重量％の果汁滓１．０ｋｇに対して１．０ｋｇ添加混合した。 その結果、果汁滓は良好に団粒化され、得られた改質果汁滓は悪臭もなかった。 この改質果汁滓からも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００４７】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１０５ 改質果汁滓：１０ 珪 石 ：２０ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００４８】実施例７ 実施例１で用いたものと同じ流動床ボイラ灰を、パルプ工場から排出された含水率６９．５重量％のパルプスラッジ１．０ｋｇに対して１．０ｋｇ添加混合した。 その結果、パルプスラッジは良好に団粒化され、得られた改質パルプスラッジは悪臭もなかった。 この改質パルプスラッジからも同様にしてセメントを製造することができた。 このときのクリンカー配合は次の通りである。

【００４９】クリンカー原料配合（重量部） 石灰石 ：１０５ 改質パルプスラッジ：２０ 珪 石 ：１５ 酸化鉄原料（鉄精鉱）：５ なお、このクリンカーに対する石膏添加量は３．５重量％とし、焼成温度は実施例１と同様とした。 得られたセメント組成は表２に示す通りであった。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のセメント原料の製造方法によれば、従来廃棄されていた流動床ボイラ灰を用いて、従来、その悪臭と取り扱い性の悪さから利用が図られていない廃珪藻土、下水汚泥、廃活性白土、植物油滓、果汁滓、パルプスラッジを容易かつ安価に改質し、取り扱い性を改善すると共に悪臭を防止して、セメント原料として利用することが可能とされる。

【００５２】本発明の方法によれば、資源の有効利用、
廃棄物の減量化が図れ、工業的に極めて有利である。

フロントページの続き (72)発明者 南部 美樹 北海道札幌市中央区北５条西６−２−２ 北菱産業株式会社内