目次
　
緒　　言…………………………………………………………………………………………… 1
　
第１章　石炭灰の利用に関する研究（1）
　　1.1　はじめに ……………………………………………………………………………… 2
　　1.2　石炭灰の有効利用に対する社会的必要性 ………………………………………… 2
　　1.3　石炭灰の利用状況と有効利用法の研究状況 ……………………………………… 3
　　1.4　本研究の目的 ………………………………………………………………………… 3
　　1.5　石炭灰の基礎性状に関する実験 …………………………………………………… 3
　　1.6　実　験（試験方法） ………………………………………………………………… 5
　　　　1.6.1　成　型 ………………………………………………………………………… 5
　　　　1.6.2　塩基置換容量の測定 ………………………………………………………… 6
　　　　1.6.3　農薬吸着試験 ………………………………………………………………… 6
　　　　1.6.4　重金属イオンの吸着試験…………………………………………………… 12
　　　　1.6.5　油分吸着実験………………………………………………………………… 13
　　1.7　結果と考察…………………………………………………………………………… 13
　　　　1.7.1　造粒法および成型法の検討結果…………………………………………… 13
　　　　1.7.2　塩基置換容量………………………………………………………………… 14
　　　　1.7.3　農薬保持能力………………………………………………………………… 14
　　　　1.7.4　重金属イオンに対する吸着能力…………………………………………… 14
　　　　1.7.5　油分吸着能力………………………………………………………………… 15
　　　　1.7.6　石炭灰の吸着機構…………………………………………………………… 15
　　1.8　結　論………………………………………………………………………………… 15
　　参考文献 …………………………………………………………………………………… 17
　
第２章　石炭灰の利用に関する研究（2）
　　2.1　はじめに……………………………………………………………………………… 19
　　2.2　石炭灰の基礎性状…………………………………………………………………… 19
　　2.3　実　験（試験方法）………………………………………………………………… 19
　　　　2.3.1　実験試料の調製および試薬………………………………………………… 19
　　　　2.3.2　分析方法および装置………………………………………………………… 20
　　　　2.3.3　Ｐ型ゼオライトの合成……………………………………………………… 20
　　　　2.3.4　ヒドロキシソーダライトの合成…………………………………………… 20
　　　　2.3.5　石炭灰の水熱合成処理……………………………………………………… 20
　　　　2.3.6　水熱反応解析………………………………………………………………… 21
　　　　2.3.7　Ｐ型ゼオライトの耐酸・耐熱性試験……………………………………… 21
　　　　2.3.8　塩基置換容量の測定………………………………………………………… 21
　　　　2.3.9　アンモニウムイオンの飽和吸着量………………………………………… 21
　　　　2.3.10 重金属イオン吸着量の測定………………………………………………… 21
　　　　2.3.11 鉛、カドミウムおよびストロンチウムイオンに対する
　　　　　　　 分別吸着処理………………………………………………………………… 22
　　　　2.3.12 石炭灰の水熱反応漉液の再利用によるゼオライトの生成……………… 22
　　2.4　結果と考察…………………………………………………………………………… 22
　　　　2.4.1　石炭灰の水熱処理生成物…………………………………………………… 22
　　　　2.4.2　水酸化ナトリウム濃度の影響……………………………………………… 22
　　　　2.4.3　水熱反応時間の影響………………………………………………………… 24
　　　　2.4.4　水熱反応解析………………………………………………………………… 24
　　　　2.4.5　Ｐ型ゼオライトの基本特性………………………………………………… 26
　　　　2.4.6　ゼオライト化石炭灰の重金属イオンに対する吸着性…………………… 26
　　　　2.4.7　鉛、カドミウムおよびストロンチウムイオンに対する分別吸着性…… 27
　　　　2.4.8　アンモニウムイオンに対する吸着性……………………………………… 29
　　　　2.4.9　Ｐ型生成漉液の再利用による高価値ゼオライトの生成条件…………… 32
　　2.5　結　論………………………………………………………………………………… 34
　　参考文献 …………………………………………………………………………………… 35
　
第３章　シラス、頁岩より重金属・アンモニウム吸着材の製造に関する研究
　　3.1　はじめに……………………………………………………………………………… 36
　　3.2　シラスおよび頁岩の基礎性状……………………………………………………… 36
　　3.3　実　験………………………………………………………………………………… 37
　　　　3.3.1　実験試料の調製および試薬………………………………………………… 37
　　　　3.3.2　分析方法および装置………………………………………………………… 37
　　　　3.3.3　標準ゼオライトおよびヒドロキシソーダライトの合成と
　　　　　　　 供試試料の水熱反応………………………………………………………… 37
　　　　3.3.4　塩基置換容量の測定………………………………………………………… 37
　　　　3.3.5　重金属イオン吸着量の測定………………………………………………… 37
　　　　3.3.6　アンモニウムイオン吸着量の測定………………………………………… 37
　　3.4　結果と考察…………………………………………………………………………… 38
　　　　3.4.1　シラス・軽石および頁岩の水熱反応生成物……………………………… 38
　　　　3.4.2　水熱反応生成物におよぼすナトリウムイオン濃度の影響……………… 41
　　　　3.4.3　シラス・軽石および頁岩の水熱生成物の塩基置換容量………………… 43
　　　　3.4.4　重金属イオンに対する吸着性……………………………………………… 44
　　　　3.4.5　アンモニウムイオンの吸着量……………………………………………… 46
　　　　3.4.6　ストロンチウムおよびセシウムの吸着…………………………………… 47
　　3.5　結　論………………………………………………………………………………… 48
　　参考文献 …………………………………………………………………………………… 49
　
第４章　人工軽量骨材の製造に関する研究
　　4.1　はじめに……………………………………………………………………………… 50
　　4.2　人工軽量骨材の製造と研究状況…………………………………………………… 50
　　4.3　本研究の目的………………………………………………………………………… 51
　　4.4　頁岩、砂岩、硬山硬およびマサ土の基礎性状…………………………………… 51
　　4.5　実　験（試験方法）………………………………………………………………… 63
　　　　4.5.1　実験試料の調製……………………………………………………………… 63
　　　　4.5.2　試料および配合原料の示差熱分析………………………………………… 63
　　　　4.5.3　試料および配合原料のＸ線回折…………………………………………… 63
　　　　4.5.4　試料および配合原料の電気炉試験………………………………………… 63
　　4.6　工業化試験…………………………………………………………………………… 66
　　　　4.6.1　主原料の頁岩およびマサ土の乾燥および焼成条件……………………… 66
　　　　4.6.2　マサ土主体の軽量骨材……………………………………………………… 67
　　　　4.6.3　頁岩主体の軽量骨材………………………………………………………… 67
　　　　4.6.4　コンクリート試験…………………………………………………………… 67
　　4.7　結果と考察…………………………………………………………………………… 70
　　　　4.7.1　筑豊、福岡、佐世保および宇部炭田の頁岩、砂岩および
　　　　　　　 硬山硬の膨張性……………………………………………………………… 70
　　　　4.7.2　筑豊、福岡、佐世保および宇部炭田の膨張性頁岩の鉱物学的検討…… 70
　　　　4.7.3　マサ土を主原料とした軽量骨材の製造…………………………………… 70
　　4.8　結　論………………………………………………………………………………… 70
　　参考文献 …………………………………………………………………………………… 71
　
第５章　鉄鋼スラグの利用に関する研究
　　5.1　はじめに……………………………………………………………………………… 72
　　5.2　スラグの性状………………………………………………………………………… 72
　　　　5.2.1　供試スラグの化学成分分析値および主含有鉱物種……………………… 72
　　　　5.2.2　供試スラグの粘度およびゼーゲル錐溶倒温度…………………………… 73
　　　　5.2.3　スラグの膨張崩壊の原因…………………………………………………… 76
　　5.3　鉄鋼スラグの有効利用に関する考え方…………………………………………… 76
　　　　5.3.1　膨張・崩壊防止対策………………………………………………………… 76
　　　　5.3.2　金属イオンの溶出防止対策………………………………………………… 76
　　　　5.3.3　黄水（硫黄酸化物系）の溶出防止対策…………………………………… 76
　　　　5.3.4　超速硬性セメントの製造…………………………………………………… 77
　　5.4　実　験（試験方法）………………………………………………………………… 77
　　5.5　工業試験……………………………………………………………………………… 80
　　　　5.5.1　製鋼スラグの崩壊防止およびクロムイオンの溶出防止操作…………… 80
　　　　5.5.2　電気炉還元期スラグの崩壊防止操作……………………………………… 80
　　　　5.5.3　アルミン酸カルシウム主体の超速硬性セメントの製造法……………… 83
　　5.6　結果と考察…………………………………………………………………………… 83
　　　　5.6.1　製鋼、溶銑予備処理スラグの性状………………………………………… 83
　　　　5.6.2　製鋼、溶銑予備処理スラグの崩壊防止…………………………………… 83
　　　　5.6.3　製鋼、溶銑予備処理スラグの黄水溶出防止……………………………… 83
　　　　5.6.4　製鋼、溶銑スラグのクロムイオン溶出防止……………………………… 84
　　　　5.6.5　製鋼、溶銑予備処理スラグから超速硬性セメントの製造……………… 84
　　5.7　結　論………………………………………………………………………………… 84
　　参考文献 …………………………………………………………………………………… 85
　
第６章　電気炉ダストの無公害化処理に関する研究
　　6.1　はじめに……………………………………………………………………………… 86
　　6.2　電気炉ダスト処理の現状…………………………………………………………… 86
　　　　6.2.1　ロータリーキルン焼成法…………………………………………………… 86
　　　　6.2.2　溶融処理法…………………………………………………………………… 87
　　　　6.2.3　スラグ固定化法……………………………………………………………… 87
　　　　6.2.4　セメント固定化法…………………………………………………………… 87
　　6.3　電気炉ダストの処理と利用状況…………………………………………………… 87
　　6.4　本研究の目的………………………………………………………………………… 88
　　6.5　電気炉ダスト、製鋼スラグ（酸化期、還元期）の基礎性状…………………… 88
　　6.6　実　験（試験方法）………………………………………………………………… 89
　　　　6.6.1　実験試料の調製……………………………………………………………… 89
　　　　6.6.2　溶融処理……………………………………………………………………… 90
　　　　6.6.3　溶倒温度の測定……………………………………………………………… 90
　　　　6.6.4　粘度測定……………………………………………………………………… 91
　　　　6.6.5　溶出試験および崩壊率の測定……………………………………………… 92
　　　　6.6.6　回収粗亜鉛の分析…………………………………………………………… 92
　　　　6.6.7　Ｘ線マイクロアナライザーによる分析…………………………………… 93
　　　　6.6.8　基礎試験結果………………………………………………………………… 93
　　6.7　工業試験……………………………………………………………………………… 96
　　　　6.7.1　ダストペレット投入によるスラグ改質処理……………………………… 96
　　　　6.7.2　ダストペレット、砂岩および銅カラミ投入によるスラグ改質処理…… 97
　　6.8　結果と考察…………………………………………………………………………… 98
　　　　6.8.1　珪酸塩質の添加による製鋼スラグの溶融点・粘性低下効果…………… 98
　　　　6.8.2　製鋼スラグおよび電気炉ダストの同時合併処理………………………… 98
　　　　6.8.3　電気炉ダスト中の亜鉛の挙動と回収について…………………………… 98
　　6.9　結　論………………………………………………………………………………… 99
　　参考文献…………………………………………………………………………………… 100
　
結　　言………………………………………………………………………………………… 101
　
謝　　辞………………………………………………………………………………………… 107
　
発表論文………………………………………………………………………………………… 108
　　１．主論文………………………………………………………………………………… 108
　　２．参考論文……………………………………………………………………………… 109
　
補　　遺………………………………………………………………………………………… 110
　　１．半公表論文…………………………………………………………………………… 110
　　２．未公表論文…………………………………………………………………………… 114
　　３．取得特許……………………………………………………………………………… 122
　　４．特許申請……………………………………………………………………………… 123