特開 2022-119082 建設材料の製造方法及び焼却主灰の処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022119082

(43)【公開日】2022-08-16

(54)【発明の名称】建設材料の製造方法及び焼却主灰の処理方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/02 20060101AFI20220808BHJP

   C04B 18/10 20060101ALI20220808BHJP

   C04B 22/08 20060101ALI20220808BHJP

   B09B 3/70 20220101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

C04B28/02 ZAB

C04B18/10 Z

C04B22/08 Z

B09B3/00 304G

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021016073

(22)【出願日】2021-02-03

(71)【出願人】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤沼 智洋

(72)【発明者】

【氏名】久保田 洋

(72)【発明者】

【氏名】繁泉 恒河

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼地 春菜

(72)【発明者】

【氏名】藤倉 裕介

【テーマコード（参考）】

4D004

4G112

【Ｆターム（参考）】

4D004AA36

4D004AB03

4D004AC05

4D004BA02

4D004CA34

4D004CB13

4D004CB21

4D004CC01

4D004CC11

4G112MB00

4G112PA26

4G112PB05

4G112PC01

4G112PE01

(57)【要約】

【課題】鉛及び六価クロムの溶出を抑制すること。
【解決手段】建設材料の製造方法は、二価鉄を粉末化する粉末化工程Ｓ１１と、焼却主灰に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程Ｓ１２と、粉末化工程Ｓ１１及び炭酸化工程Ｓ１２の後に炭酸化された焼却主灰、粉末状の二価鉄、及びセメントを混練する混練工程Ｓ１３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二価鉄を粉末化する粉末化工程と、
焼却主灰に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、
前記粉末化工程及び前記炭酸化工程の後に炭酸化された前記焼却主灰、粉末状の前記二価鉄、及びセメントを混練する混練工程と、
を備える、建設材料の製造方法。

【請求項2】

二価鉄を粉末化する粉末化工程と、
前記粉末化工程の後に粉末状の前記二価鉄と焼却主灰とを混練して混合物を作成する第１混練工程と、
前記混合物に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、
前記炭酸化工程の後に炭酸化された前記混合物、及びセメントを混練する第２混練工程と、
を備える、建設材料の製造方法。

【請求項3】

二価鉄を粉末化する粉末化工程と、
焼却主灰に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、
前記粉末化工程の後に前記二価鉄と前記焼却主灰とを混練する混練工程と、
を備える、焼却主灰の処理方法。

【請求項4】

前記混練工程は、前記炭酸化工程の後に実施され、前記炭酸化処理を施された前記焼却主灰と前記二価鉄とを混練する、
請求項３に記載の焼却主灰の処理方法。

【請求項5】

前記炭酸化工程は、前記混練工程の後に実施され、前記焼却主灰と前記二価鉄との混合物に対して前記炭酸化処理を施す、
請求項３に記載の焼却主灰の処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、建設材料の製造方法及び焼却主灰の処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

焼却施設で発生する焼却灰のうち粒径の大きな焼却主灰のリサイクル方法として、セメントを含む建設材料の原料として利用することが知られている。この際、焼却主灰に含有される六価クロム等の有害物質の建設材料からの溶出を抑制させる必要がある。例えば、特許文献１、２及び３には、還元剤の添加により六価クロムを三価クロムに還元することによって、焼却灰から六価クロムの溶出を抑制する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１９５７９１号公報

【特許文献2】特開２００２－０８６０９７号公報

【特許文献3】特許第３１７６１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、焼却主灰には、六価クロムのみならず、有害物質である鉛も含有されている。したがって、セメントを含む建設材料の原料として焼却主灰を利用するためには、鉛及び六価クロムの両有害物質の溶出を抑制させる必要がある。

【0005】

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる建設材料の製造方法及び焼却主灰の処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するため、本開示の一態様の建設材料の製造方法は、二価鉄を粉末化する粉末化工程と、焼却主灰に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、前記粉末化工程及び前記炭酸化工程の後に炭酸化された前記焼却主灰、粉末状の前記二価鉄、及びセメントを混練する混練工程と、を備える。

【0007】

上記の目的を達成するため、本開示の別の一態様の建設材料の製造方法は、二価鉄を粉末化する粉末化工程と、前記粉末化工程の後に粉末状の前記二価鉄と焼却主灰とを混練して混合物を作成する第１混練工程と、前記混合物に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、前記炭酸化工程の後に炭酸化された前記混合物、及びセメントを混練する第２混練工程と、を備える。

【0008】

上記の目的を達成するため、本開示の一態様の焼却主灰の処理方法は、二価鉄を粉末化する粉末化工程と、焼却主灰に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程と、前記粉末化工程の後に前記二価鉄と前記焼却主灰とを混練する混練工程と、を備える。

【0009】

焼却主灰の処理方法の望ましい態様として、前記混練工程は、前記炭酸化工程の後に実施され、前記炭酸化処理を施された前記焼却主灰と前記二価鉄とを混練する。

【0010】

焼却主灰の処理方法の望ましい態様として、前記炭酸化工程は、前記混練工程の後に実施され、前記焼却主灰と前記二価鉄との混合物に対して前記炭酸化処理を施す。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態の建設材料の製造方法を示すフローチャートである。

【図2】図２は、第１実施形態に係る建設材料の製造システムの一例を示す模式図である。

【図3】図３は、第２実施形態の建設材料の製造方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第２実施形態に係る建設材料の製造システムの一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態の記載に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態における構成要素は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。以下の実施形態では、本開示の実施形態を例示する上で、必要となる構成要素を説明し、その他の構成要素を省略する。

【0014】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の建設材料１００の製造方法を示すフローチャートである。図２は、第１実施形態に係る建設材料１００の製造システム１の一例を示す模式図である。第１実施形態の建設材料１００の製造方法は、焼却主灰１２０を混入させたセメントを含む建設材料１００の製造方法である。図１に示すように、第１実施形態の建設材料１００の製造方法は、粉末化工程Ｓ１１と、炭酸化工程Ｓ１２と、混練工程Ｓ１３と、を備える。また、図２に示すように、第１実施形態の建設材料１００の製造システム１は、粉砕機１０と、炭酸化処理装置２０と、混練機３０と、を含む。

【0015】

粉末化工程Ｓ１１は、二価鉄（Ｆｅ^２＋）を粉末化する工程である。具体的には、粉末化工程Ｓ１１では、硫酸鉄（II）又は塩化鉄（II）等の二価鉄化合物１１０の塊を微粉砕して、粒径が１０μｍ以上１５０μｍ以下の粉末状にする。

【0016】

粉末化工程Ｓ１１は、製造システム１の粉砕機１０において実施される。図２に示すように、二価鉄化合物１１０は、粉砕機１０によって粉末化されて、粉末状の二価鉄化合物１１１として、混練機３０へ搬送される。

【0017】

炭酸化工程Ｓ１２は、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施す工程である。焼却主灰１２０は、焼却灰のうち焼却炉等の底部から回収される焼却残留物を示し、燃焼ガスと共に巻き上がり集塵装置で回収される焼却飛灰とは区別される。焼却主灰１２０の成分は、主に、酸化カルシウム（ＣａＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等を含む。なお、実施形態では、粒径が６００μｍ以上５ｍｍ以下の焼却主灰１２０を用いる。炭酸化工程Ｓ１２における炭酸化処理は、焼却主灰１２０に炭酸ガス（二酸化炭素（ＣＯ_２））を触れさせる処理である。炭酸化工程Ｓ１２で用いる炭酸ガスは、例えば、石炭、石油、天然ガス等を燃料とする火力発電所から排出される炭酸ガスである。

【0018】

炭酸化工程Ｓ１２は、製造システム１の炭酸化処理装置２０において実施される。図２に示すように、焼却施設から排出された焼却主灰１２０が、炭酸化処理装置２０に搬入される。炭酸化処理装置２０には、炭酸ガスが導入される。

【0019】

炭酸化工程Ｓ１２では、炭酸化処理装置２０の容器（炭酸化処理槽）に焼却主灰１２０が配置される。容器は、例えば略直方体状の可搬式コンテナである。可搬式コンテナは、例えば車両の荷台に載せることができる。容器は、内部空間を鉛直方向に分割する隔壁を備える。隔壁は、容器の底面と平行な板状部材であって、複数の通気口を備える。焼却主灰１２０は、隔壁の上に置かれる。

【0020】

隔壁の上に焼却主灰１２０が載った状態で、隔壁の下側の空間に炭酸ガスが導入される。炭酸ガスは、隔壁の通気口を通って焼却主灰１２０に接触する。焼却主灰１２０は、炭酸ガスを吸収することで炭酸化する。具体的には、焼却主灰１２０に含有される酸化カルシウム等のカルシウム成分が炭酸化し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）が生成される。炭酸化工程Ｓ１２によって、二酸化炭素が焼却主灰１２０に吸収される。すなわち、二酸化炭素が、炭酸塩として焼却主灰１２０に固定化される。また、炭酸化工程Ｓ１２によって、焼却主灰１２０に含有される鉛（Ｐｂ）等の重金属が難溶化する。炭酸化処理を施された焼却主灰１２１は、混練機３０へ搬送される。

【0021】

混練工程Ｓ１３は、炭酸化処理を施された焼却主灰１２１と粉末状の二価鉄化合物１１１とセメントとを混練する工程である。より具体的には、混練工程Ｓ１３では、炭酸化工程Ｓ１２で炭酸化処理を施された焼却主灰１２１と、粉末化工程Ｓ１１で粉末化された二価鉄化合物１１１と、セメントと、を含む混合物を混練して、セメントを含む建設材料１００を作成する。セメントを含む建設材料１００は、例えばコンクリート、モルタル、ペースト、及び煉瓦等である。以下の説明では、セメントを含む建設材料１００がコンクリートである場合について説明する。

【0022】

混練工程Ｓ１３は、製造システム１の混練機３０において実施される。図２に示すように、炭酸化処理装置２０から搬出された焼却主灰１２１と、粉砕機１０から搬出された粉末状の二価鉄化合物１１１と、セメントとが、混練機３０に搬入される。混練工程Ｓ１３では、例えば、まず、炭酸化処理を施された焼却主灰１２１と、セメントと、細骨材及び粗骨材と、を含む混合物を混練し、次いで、混練した混合物と、粉末状の二価鉄化合物１１１と、水と、混和剤と、を混練してもよい。

【0023】

混練工程Ｓ１３では、セメント又は細骨材の一部が焼却主灰１２１に置換される。焼却主灰１２１を使用した分だけ、セメント又は細骨材の量が減少する。混練工程Ｓ１３において、焼却主灰１２１、セメント、細骨材及び粗骨材は、それぞれ計量された後、混練機３０に投入される。混練機３０に投入された混合物は、例えば３０秒以上混練される。混練工程Ｓ１３において、粉末状の二価鉄化合物１１１、水及び混和剤は、それぞれ計量された後、混合物の入った混練機３０に投入される。混和剤は、コンクリート等の空気量及び流動性を調整するための薬剤である。混合物、粉末状の二価鉄化合物１１１、水、及び混和剤は、例えば９０秒以上混練される。これにより、セメントを含む建設材料１００が作成される。

【0024】

六価クロム（Ｃｒ^６＋）は、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくい。第１実施形態では、炭酸化工程Ｓ１２において焼却主灰１２０に炭酸ガスを供給して炭酸化処理を施すことで、焼却主灰１２０に含有される六価クロムが焼却主灰１２１から溶出しやすくなる。また、混練工程Ｓ１３において、粉末状の二価鉄化合物１１１を混練させることによって、焼却主灰１２１から溶出された六価クロムは、三価クロム（Ｃｒ^３＋）に還元される。すなわち、第１実施形態の建設材料１００の製造方法は、焼却主灰１２０に含まれる六価クロムが、炭酸化工程Ｓ１２の焼却主灰１２０に含有される鉛等の重金属を難溶化させるための炭酸化処理で焼却主灰１２１から溶出し、混練工程Ｓ１３で三価クロムに還元される。以上の結果、建設材料１００から六価クロムが溶出することを抑制できる。

【0025】

以上で説明したように、第１実施形態の建設材料１００の製造方法は、二価鉄（二価鉄化合物１１０）を粉末化する粉末化工程Ｓ１１と、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程Ｓ１２と、粉末化工程Ｓ１１及び炭酸化工程Ｓ１２の後に炭酸化された焼却主灰１２１、粉末状の二価鉄（二価鉄化合物１１１）、及びセメントを混練する混練工程Ｓ１３と、を備える。

【0026】

焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施すことによって、二酸化炭素が焼却主灰１２０に吸収されて炭酸塩として焼却主灰１２０に固定化されるとともに、焼却主灰１２０に含有される鉛（Ｐｂ）等の重金属が難溶化する。ここで、六価クロムは、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくいが、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施すことによって、焼却主灰１２１から溶出しやすくなる。また、第１実施形態では、炭酸化処理を施した焼却主灰１２１に粉末状の二価鉄化合物１１１を混練させることによって、焼却主灰１２１から溶出された六価クロムを、三価クロムに還元させることができる。以上により、鉛及び六価クロムのいずれの溶出も抑制することができる。

【0027】

このように、炭酸化工程Ｓ１２で焼却主灰１２０に鉛等の重金属を難溶化させるための炭酸化処理を施したことによって溶出した六価クロムは、混練工程Ｓ１３において三価クロムに還元させることができる。また、塊状の二価鉄化合物１１０に比べて粉末状の二価鉄化合物１１１は、比表面積が大きい。したがって、二価鉄化合物１１０を炭酸化された焼却主灰１２１に混練させる前に予め粉末化して、粉末状の二価鉄化合物１１１を混練させることによって、焼却主灰１２１に含有される六価クロムと二価鉄との反応性をより向上させることができる。このように、焼却主灰１２０に含有される鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができるので、焼却主灰１２０を混入させたセメントを含む建設材料１００の製造工程において、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる。

【0028】

また、第１実施形態の焼却主灰１２０の処理方法は、二価鉄（二価鉄化合物１１０）を粉末化する粉末化工程Ｓ１１と、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程Ｓ１２と、粉末化工程Ｓ１１の後に二価鉄（二価鉄化合物１１１）と焼却主灰１２１とを混練する混練工程Ｓ１３と、を備える。炭酸化処理によって鉛等の重金属が難溶化するとともに、六価クロムの溶出が促進される。また、二価鉄が混錬されることにより、六価クロムから三価クロムへの還元反応が起こる。六価クロムは、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくいが、焼却主灰１２１から溶出した状態では容易に三価クロムに還元される。また、二価鉄を粉末状にして比表面積を増加させてから混練することによって、反応性を向上させることができるので、溶出した六価クロムから三価クロムへの還元反応を促進させることができる。これにより、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる。

【0029】

また、第１実施形態の焼却主灰１２０の処理方法において、混練工程Ｓ１３は、炭酸化工程Ｓ１２の後に実施され、炭酸化処理を施された焼却主灰１２１と二価鉄（二価鉄化合物１１１）とを混練する。ここで、六価クロムは、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくいが、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施すことによって、焼却主灰１２１から溶出しやすくなる。また、焼却主灰１２１から溶出された六価クロムは、二価鉄による還元反応によって三価クロムへ還元させることができる。以上により、鉛及び六価クロムのいずれの溶出も抑制することができる。

【0030】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の建設材料１００の製造方法を示すフローチャートである。図４は、第２実施形態に係る建設材料１００の製造システム２の一例を示す模式図である。第２実施形態の建設材料１００の製造方法は、焼却主灰１２０を混入させたセメントを含む建設材料１００の製造方法である。図３に示すように、第２実施形態の建設材料１００の製造方法は、粉末化工程Ｓ２１と、第１混練工程Ｓ２２と、炭酸化工程Ｓ２３と、第２混練工程Ｓ２４と、を備える。また、図４に示すように、第２実施形態の建設材料１００の製造システム２は、粉砕機１０と、第１混練機４０と、炭酸化処理装置５０と、第２混練機６０と、を含む。

【0031】

粉末化工程Ｓ２１は、第１実施形態の粉末化工程Ｓ１１と同様であるため、説明を省略する。粉末化工程Ｓ２１は、製造システム２の粉砕機１０において実施される。図４に示すように、二価鉄化合物１１０は、粉砕機１０によって粉末化されて、粉末状の二価鉄化合物１１１として、第１混練機４０へ搬送される。

【0032】

第１混練工程Ｓ２２は、粉末状の二価鉄化合物１１１と焼却主灰１２０とを混練して混合物１３０を作成する工程である。第１混練工程Ｓ２２は、製造システム２の第１混練機４０において実施される。図４に示すように、粉砕機１０から搬出された粉末状の二価鉄化合物１１１と、焼却施設から排出された焼却主灰１２０とが、第１混練機４０によって混練された混合物１３０は、炭酸化処理装置５０へ搬送される。

【0033】

炭酸化工程Ｓ２３は、混合物１３０に対して炭酸化処理を施す工程である。炭酸化工程Ｓ２３における炭酸化処理は、混合物１３０に炭酸ガス（二酸化炭素（ＣＯ_２））を触れさせる処理である。炭酸化工程Ｓ２３で用いる炭酸ガスは、例えば、石炭、石油、天然ガス等を燃料とする火力発電所から排出される炭酸ガスである。

【0034】

炭酸化工程Ｓ２３は、製造システム２の炭酸化処理装置５０において実施される。図４に示すように、第１混練機４０から搬出された混合物１３０が、炭酸化処理装置５０に搬入される。炭酸化処理装置５０には、炭酸ガスが導入される。

【0035】

炭酸化工程Ｓ２３における混合物１３０に対する炭酸化処理の方法、及び製造システム２の炭酸化処理装置５０は、第１実施形態の炭酸化工程Ｓ１２における焼却主灰１２０に対する炭酸化処理の方法、及び製造システム１の炭酸化処理装置２０と同様であるため、説明を省略する。炭酸化工程Ｓ２３によって、混合物１３０に含有される鉛（Ｐｂ）等の重金属が難溶化する。

【0036】

炭酸化工程Ｓ２３において焼却主灰１２０を含む混合物１３０に炭酸ガスを供給して炭酸化処理を施すことで、焼却主灰１２０に含有される六価クロム（Ｃｒ^６＋）が、混合物１３１から溶出しやすくなる。ここで、第１混練工程Ｓ２２において予め粉末状の二価鉄化合物１１１を焼却主灰１２０に混錬しているため、混合物１３１に含有される二価鉄（二価鉄化合物１１１）によって六価クロムから三価クロム（Ｃｒ^３＋）への還元反応が起こる。すなわち、第２実施形態の建設材料１００の製造方法は、焼却主灰１２０を含む混合物１３０に含まれる六価クロムが、炭酸化工程Ｓ２３の混合物１３０に含有される鉛等の重金属を難溶化させるための炭酸化処理で混合物１３２から溶出するとともに、三価クロムに還元される。炭酸化処理を施された混合物１３１は、第２混練機６０へ搬送される。

【0037】

第２混練工程Ｓ２４は、炭酸処理を施された混合物１３１とセメントとを混練する工程である。より具体的には、第２混練工程Ｓ２４では、炭酸化工程Ｓ２３で炭酸化処理を施された焼却主灰１２０及び二価鉄化合物１１１の混合物１３１と、セメントと、を含む混合物を混練して、セメントを含む建設材料１００を作成する。以下の説明では、セメントを含む建設材料１００がコンクリートである場合について説明する。

【0038】

第２混練工程Ｓ２４は、製造システム２の第２混練機６０において実施される。図４に示すように、炭酸化処理装置５０から搬出された混合物１３１と、セメントとが、第２混練機６０に搬入される。第２混練工程Ｓ２４では、例えば、まず、炭酸化処理を施された混合物１３１と、セメントと、細骨材及び粗骨材と、を含む混合物を混練し、次いで、混練した混合物と、水と、混和剤と、を混練してもよい。

【0039】

第２混練工程Ｓ２４では、セメント又は細骨材の一部が混合物１３１に置換される。混合物１３１を使用した分だけ、セメント又は細骨材の量が減少する。第２混練工程Ｓ２４において、混合物１３１、セメント、細骨材及び粗骨材は、それぞれ計量された後、第２混練機６０に投入される。第２混練機６０に投入された混合物１３１は、例えば３０秒以上混練される。

【0040】

第２混練工程Ｓ２４において、水及び混和剤は、それぞれ計量された後、混合物１３１の入った第２混練機６０に投入される。混合物１３１、水、及び混和剤は、例えば９０秒以上混練される。これにより、セメントを含む建設材料１００が作成される。

【0041】

以上で説明したように、第２実施形態の建設材料１００の製造方法は、二価鉄（二価鉄化合物１１０）を粉末化する粉末化工程Ｓ２１と、粉末化工程Ｓ２１の後に粉末状の二価鉄（二価鉄化合物１１１）と焼却主灰１２０とを混練して混合物１３０を作成する第１混練工程Ｓ２２と、混合物１３０に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程Ｓ２３と、炭酸化工程Ｓ２３の後に炭酸化された混合物１３１、及びセメントを混練する第２混練工程Ｓ２４と、を備える。

【0042】

焼却主灰１２０を含有する混合物１３０に対して炭酸化処理を施すことによって、二酸化炭素が焼却主灰１２０に吸収されて炭酸塩として焼却主灰１２０に固定化されるとともに、焼却主灰１２０に含有される鉛（Ｐｂ）等の重金属が難溶化する。ここで、六価クロムは、混合物１３０から溶出していない状態では還元されにくいが、焼却主灰１２０を含む混合物１３０に対して炭酸化処理を施すことによって、焼却主灰１２０に含有される六価クロム（Ｃｒ^６＋）が、混合物１３１から溶出しやすくなる。また、第１混練工程Ｓ２２において予め粉末状の二価鉄化合物１１１を焼却主灰１２０に混錬しているため、混合物１３０から溶出された六価クロムは、混合物１３１に含有される二価鉄化合物１１１によって三価クロムに還元される。以上により、鉛及び六価クロムのいずれの溶出も抑制することができる。

【0043】

このように、炭酸化工程Ｓ２３で混合物１３０に含有される鉛等の重金属を難溶化させるための炭酸化処理を施したことによって混合物１３１から溶出した六価クロムは、第１混練工程Ｓ２２において予め混錬した二価鉄（二価鉄化合物１１１）によって三価クロムに還元させることができる。また、塊状の二価鉄化合物１１０に比べて粉末状の二価鉄化合物１１１は、比表面積が大きい。したがって、二価鉄化合物１１０を焼却主灰１２０に混練させる前に予め粉末化して、粉末状の二価鉄化合物１１１を混練させることによって、焼却主灰１２０に含有される六価クロムと二価鉄との反応性を向上させることができる。このように、焼却主灰１２０に含有される鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができるので、焼却主灰１２０を混入させたセメントを含む建設材料１００の製造工程において、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる。

【0044】

また、第２実施形態の焼却主灰１２０の処理方法は、二価鉄（二価鉄化合物１１０）を粉末化する粉末化工程Ｓ２１と、焼却主灰１２０に対して炭酸化処理を施す炭酸化工程Ｓ２３と、粉末化工程Ｓ２１の後に二価鉄（二価鉄化合物１１１）と焼却主灰１２０とを混練する混練工程（第１混練工程Ｓ２２）と、を備える。炭酸化処理によって鉛等の重金属が難溶化するとともに、六価クロムの溶出が促進される。また、二価鉄が混錬されることにより、六価クロムから三価クロムへの還元反応が起こる。六価クロムは、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくいが、焼却主灰１２０を含む混合物１３１から溶出した状態では容易に三価クロムに還元される。また、二価鉄を粉末状にして比表面積を増加させてから混練することによって、反応性を向上させることができるので、溶出した六価クロムから三価クロムへの還元反応を促進させることができる。これにより、鉛及び六価クロムの溶出を抑制することができる。

【0045】

また、第２実施形態の焼却主灰１２０の処理方法において、炭酸化工程Ｓ２３は、混練工程（第１混練工程Ｓ２２）の後に実施され、焼却主灰１２０と二価鉄（二価鉄化合物１１１）との混合物１３０に対して炭酸化処理を施す。ここで、六価クロムは、焼却主灰１２０から溶出していない状態では還元されにくいが、混合物１３０に対して炭酸化処理を施すことによって、混合物１３１から溶出しやすくなる。また、混合物１３１から溶出された六価クロムは、第１混練工程Ｓ２２において予め混練した二価鉄（二価鉄化合物１１１）による還元反応によって三価クロムへ還元させることができる。以上により、鉛及び六価クロムのいずれの溶出も抑制することができる。

【0046】

なお、各実施形態において説明した各構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施形態内の他の構成と組み合わせてもよい。また、これらの各構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施形態とは異なる他の実施形態内の構成と組み合わせてもよい。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の改変を行ってもよい。

【0047】

例えば、炭酸化工程Ｓ１２、Ｓ２３で用いる炭酸ガスは、必ずしも石炭、石油、天然ガス等を燃料とする火力発電所から排出される炭酸ガスでなくてもよい。炭酸ガスは、例えば、セメントの製造工場等の工場、化学プラント、焼却施設等から排出される炭酸ガスであってもよい。炭酸ガスは、炭酸化工程Ｓ１２、Ｓ２３に用いるために生成されたガスであってもよい。

【0048】

混練工程Ｓ１３又は第２混練工程Ｓ２４において、混練する混合物は、必ずしも細骨材及び粗骨材を含んでいなくてもよい。例えば、建設材料１００がモルタルである場合、混練工程Ｓ１３又は第２混練工程Ｓ２４において混練する混合物は、粗骨材を含まない。また、建設材料１００がペーストである場合、混練工程Ｓ１３又は第２混練工程Ｓ２４において混練する混合物は、粗骨材及び細骨材を含まない。

【符号の説明】

【0049】

１、２ 製造システム
１０ 粉砕機
２０、５０ 炭酸化処理装置
３０ 混練機
４０ 第１混練機
６０ 第２混練機
１００ 建設材料
１１０、１１１ 二価鉄化合物
１２０、１２１ 焼却主灰
１３０、１３１ 混合物
Ｓ１１、Ｓ２１ 粉末化工程
Ｓ１２、Ｓ２３ 炭酸化工程
Ｓ１３ 混練工程
Ｓ２２ 第１混練工程
Ｓ２４ 第２混練工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】