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公開番号2025104398
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222143
出願日2023-12-28
発明の名称炭酸カルシウムの製造方法、生モルタルまたは生コンクリートの製造方法、地盤を改良する方法、地下空洞の充填方法および二酸化炭素の固定化方法
出願人白石工業株式会社,株式会社鴻池組
代理人弁理士法人グローバル・アイピー東京
主分類C04B 18/04 20060101AFI20250703BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】生コンクリートに混和された時に、生コンクリートの流動性を低下させず、かつ硬化物の強度を低下させることのない炭酸カルシウムを、従来は大半が廃棄されていたカーバイド滓から製造する新規の方法を提供すること。
【解決手段】以下の工程:水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去する、分級工程;分級工程で疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整する、調整工程;および分級工程で疎水性不純物を除去し、調整工程で固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入する、二酸化炭素導入工程を含む、炭酸カルシウムの製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
以下の工程：
水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去する、分級工程；
分級工程で疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整する、調整工程；および
分級工程で疎水性不純物を除去し、調整工程で固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入する、二酸化炭素導入工程
を含む、炭酸カルシウムの製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
分級工程において除去される疎水性不純物の粒子径が４５μｍ以上である、請求項１に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項３】
調整工程において、疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を１－３０質量％に調整する、請求項１または２に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項４】
二酸化炭素導入工程において、カルシウムイオンの炭酸化速度が１～４０カチオン％／時間となるように、疎水性不純物を除去し、固形分濃度を調整したカーバイド滓に対して二酸化炭素を導入する、請求項１または２に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項５】
二酸化炭素導入工程において、カルシウムイオンの炭酸化速度が１～４０カチオン％／時間となるように、疎水性不純物を除去し、固形分濃度を調整したカーバイド滓に二酸化炭素を導入する、請求項３に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項６】
紡錘形状を有するカルサイト型炭酸カルシウムが製造される、請求項４に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項７】
紡錘形状を有するカルサイト型炭酸カルシウムが製造される、請求項５に記載の炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項８】
水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去し；
疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整し；
疎水性不純物を除去し、固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入して、炭酸カルシウムを得て、
得られた炭酸カルシウムを、生モルタルまたは生コンクリートに混合して、炭酸カルシウム配合生モルタルまたは炭酸カルシウム配合生コンクリートを製造する方法。
【請求項９】
水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去し；
疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整し；
疎水性不純物を除去し、固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入して、炭酸カルシウムを得て、
得られた炭酸カルシウムを、地盤改良材に混合し、得られた炭酸カルシウム配合地盤改良材を地盤に混合または圧入して、地盤を改良する方法。
【請求項１０】
水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去し；
疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整し；
疎水性不純物を除去し、固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入して、炭酸カルシウムを得て、
得られた炭酸カルシウムを、充填材に混合し、得られた炭酸カルシウム配合充填材を地下空洞に充填する、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウムの製造方法に関する。さらに本発明は、炭酸カルシウムを利用して生モルタルまたは生コンクリートを製造する方法に関する。本発明は、炭酸カルシウムを利用して地盤を改良する方法および地下空洞を充填する方法に関する。さらに本発明は二酸化炭素を固定化する方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
アセチレンの工業的製造に用いられるカルシウムカーバイド（炭化カルシウム、ＣａＣ
２
）は、酸化カルシウムとコークスの混合物を約２０００℃に加熱することで得られる。カルシウムカーバイドには原料由来の不純物であるリン化カルシウムや硫黄等が含まれていることが知られている。カルシウムカーバイドと水を反応させて、アセチレンを生成することができる。この反応において副生するカーバイド滓（カーバイド石灰、カーバイドスラッジ、カーバイドスラリー等とも称され、主成分は水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）
２
である。）は、多種の不純物が含まれた水性スラリーである。カーバイド滓は、産業廃棄物の汚泥の一種であると規定されており（産業廃棄物法第２条第４項、政令第２条）、適切に処理された上で廃棄されなければならない。カーバイド滓は、消石灰（水酸化カルシウム）の代替品として酸性土の中和剤等に用いられることもあるが、その大部分は有効活用が成されていない。
【０００３】
特許文献１は、カーバイド滓を造粒し、ロータリーキルンに装入するとともに、ロータリーキルン内部に一酸化炭素と酸素を吹き込み、５００－９００℃の温度で炭酸化して軽質炭酸カルシウムを製造する方法を開示している。また特許文献２には、カーバイド石灰等の石灰から炭酸カルシウムを生成する方法であって、１０重量％～３５重量％の溶解したポリヒドロキシ化合物と１重量％～５重量％の溶解した水酸化カルシウムとを含み、ｐＨが少なくとも１１．５である水溶液を提供するステップ（ｉ）と；懸濁物質を含む固形物を除去するために、ステップ（ｉ）において調製された溶液を処理するステップ（ｉｉ）と；結果として起こる反応混合物のｐＨの低下により炭酸カルシウムを形成するように二酸化炭素を溶液に分散させるステップ（ｉｉｉ）と；ｐＨの短い急上昇の開始時に始まり、ｐＨのその後の低下中であるがｐＨが９．５に達する前に終わる期間中に、二酸化炭素の分散を終了させ、生成物混合物のｐＨを少なくとも９．５に維持するためにアルカリ性試薬を添加するステップ（ｉｖ）と；析出した炭酸カルシウムを回収するステップ（ｖ）と；を備える方法が開示されている。特許文献２において、ステップ（ｉ）におけるポリヒドロキシ化合物はグリセロール、糖アルコール、糖等であること、ステップ（ｉｉ）はカチオン性ポリマー等の凝集剤を用いて懸濁物質を除去することであることが開示されている。
【０００４】
ところで、生コンクリートや生モルタル等に、炭酸カルシウムを添加することにより、コンクリートの強度を高める試みが行われている。特許文献３には、平均粒子径０．１９μｍ以上０．３３μｍ以下であってｐＨ８．５以上１１未満の軽質炭酸カルシウム粉末を含む高強度コンクリート用の混和材が開示されている。また特許文献４には、水と、減水剤（ポリカルボン酸系）と、平均粒子径０．１μｍ以上０．４μｍ以下であってｐＨ８．５以上１１未満の軽質炭酸カルシウム粉末とを含み、軽質炭酸カルシウム粉末が６０質量％以上７５質量％以下含む高強度コンクリート用の混和材スラリーが開示されている。
【０００５】
生コンクリートに混和材を分散させる場合、生コンクリートの流動性と、硬化物の強度とを両立させるのは難しいことが知られているが、炭酸カルシウム粉末を含む混和材あるいはそのスラリーは、生コンクリート中に比較的高い濃度で分散させることができ、かつ生コンクリートの流動性の低下もやや抑制できることが特許文献３および４に記載されている。しかしながら、ワーカビリティ（練り混ぜ、運搬、打ち込み、締固めおよび仕上げ等のコンクリートの全般的な施工特性）がさらに向上した生コンクリートの開発は、常に要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開昭５４－４３８９７号公報
特表２０１３－５０６６１３号公報
特許第６０１１９２６号公報
特許第６０１１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は、生コンクリートに混和された時に、生コンクリートの流動性を低下させず、かつ硬化物の強度を低下させることのない炭酸カルシウムを、従来は大半が廃棄されていたカーバイド滓から製造する新規の方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、製造された炭酸カルシウムを用いて炭酸カルシウム配合生モルタルまたは炭酸カルシウム配合生コンクリートを製造する方法、製造された炭酸カルシウムを配合した地盤改良材を地盤に圧入して地盤を改良する方法、ならびに製造された炭酸カルシウムを配合した充填材を地下空洞に充填する方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、従来は廃棄されていたカーバイド滓を用いて、工業的に利用可能な炭酸カルシウムを製造する一方、排ガス等に含まれている二酸化炭素を炭酸カルシウムとして固定化する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】
【０００８】
本発明の一の態様は、以下の工程：
水酸化カルシウムと、疎水性不純物とを含むカーバイド滓を分級し、疎水性不純物を除去する、分級工程；
分級工程で疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を調整する、調整工程；および
分級工程で疎水性不純物を除去し、調整工程で固形分濃度を調整したカーバイド滓に、二酸化炭素を導入する、二酸化炭素導入工程
を含む、炭酸カルシウムの製造方法である。
【０００９】
ここで、分級工程において除去される疎水性不純物の粒子径が、４５μｍ以上であることが好ましい。
【００１０】
調整工程において、疎水性不純物を除去したカーバイド滓の固形分濃度を１－３０質量％に調整することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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