非鉄製錬スラグの有効利用に関する研究

現在、非鉄製錬スラグの大部分は、有効利用されていないのが現状である。そこで酸化鉄主体のこれらスラグを大量に有効利用するには、路盤材等への応用が考えられるが、必要な機械的特性や化学的安定性に対するデーターは、一部を除きほとんど測定されておらず、測定法についても確立されていない状況である。そこで本研究では、銅、鉛・亜鉛スラグの水砕及び徐冷スラグを用いて、1.各スラグの鉱物組成と、その熱処理による変化についてEPMAやX線回折を用いて調べ、この結果を元に、TTT図やCCT図の作製を行なった。これから任意の鉱物組成のスラグが得られるようになった。銅スラグはSiO_2-FeO系で、鉛・亜鉛スラグはSiO_2-FeO-CaO系である。部分的に結晶相が生じていることはあるが、基本的にはガラス質であった。2.スラグの機械的特性の評価法の開発では、水砕及び徐冷スラグと1.で得られた熱処理スラグを樹脂に埋め込み、顕微鏡で組織の観察を行ないながら本研究で購入したマイクル硬度計でそれぞれの鉱物組成の硬度を荷重100gf、保持時間15secで測定した。熱処理でガラス化させると硬度が上がるが、徐冷試料の場合には硬度の低下が見られた。別に各スラグノ粉砕性の検討のためには、一定粉砕時間毎の粒度分布とSEM観察を行なった。さらに水砕スラグのそのまま、徐冷スラグは1cm各に切出し、圧縮強度を測定した。いずれのスラグもほとんど差が見られなかった。相対的な評価になるが、鉱物組成に対応する硬度の測定が可能となった。粉砕性や圧縮強度については、まだ確立できなかった。3.スラグの化学的安定性の評価の検討では、環境庁の指定した方法で、pHを5.89及び7.93の条件下で浸出試験を行った。一部のスラグでは、Asについてのみ許容値を超えたが、他の元素については、許容値内であった。また、これらのスラグの比重が3.40〜3.94と重く、硬度も高いことからブラスト剤や海洋構造物等への利用も考えられる。

現在、非鉄製錬スラグの大部分は、有効利用されていないのが現状である。そこで酸化鉄主体のこれらスラグを大量に有効利用するには、路盤材等への応用が考えられるが、必要な機械的特性や化学的安定性に対するデーターは、一部を除きほとんど測定されておらず、測定法についても確立されていない状況である。そこで本研究では、銅、鉛・亜鉛スラグの水砕及び徐冷スラグを用いて、1.各スラグの鉱物組成と、その熱処理による変化についてEPMAやX線回折を用いて調べ、この結果を元に、TTT図やCCT図の作製を行なった。これから任意の鉱物組成のスラグが得られるようになった。銅スラグはSiO_2-FeO系で、鉛・亜鉛スラグはSiO_2-FeO-CaO系である。部分的に結晶相が生じていることはあるが、基本的にはガラス質であった。2.スラグの機械的特性の評価法の開発では、水砕及び徐冷スラグと1.で得られた熱処理スラグを樹脂に埋め込み、顕微鏡で組織の観察を行ないながら本研究で購入したマイクル硬度計でそれぞれの鉱物組成の硬度を荷重100gf、保持時間15secで測定した。熱処理でガラス化させると硬度が上がるが、徐冷試料の場合には硬度の低下が見られた。別に各スラグノ粉砕性の検討のためには、一定粉砕時間毎の粒度分布とSEM観察を行なった。さらに水砕スラグのそのまま、徐冷スラグは1cm各に切出し、圧縮強度を測定した。いずれのスラグもほとんど差が見られなかった。相対的な評価になるが、鉱物組成に対応する硬度の測定が可能となった。粉砕性や圧縮強度については、まだ確立できなかった。3.スラグの化学的安定性の評価の検討では、環境庁の指定した方法で、pHを5.89及び7.93の条件下で浸出試験を行った。一部のスラグでは、Asについてのみ許容値を超えたが、他の元素については、許容値内であった。また、これらのスラグの比重が3.40〜3.94と重く、硬度も高いことからブラスト剤や海洋構造物等への利用も考えられる。