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WO2010084958A1 - 鉄鋼スラグを原料とするハイドロ複合体及びその製造方法 - Google Patents

鉄鋼スラグを原料とするハイドロ複合体及びその製造方法 Download PDF

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WO2010084958A1
WO2010084958A1 PCT/JP2010/050817 JP2010050817W WO2010084958A1 WO 2010084958 A1 WO2010084958 A1 WO 2010084958A1 JP 2010050817 W JP2010050817 W JP 2010050817W WO 2010084958 A1 WO2010084958 A1 WO 2010084958A1
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WO
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crystal plane
ray diffraction
hydrocomposite
steel slag
slag
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PCT/JP2010/050817
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆昌 和嶋
勝康 菅原
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Akita University NUC
Original Assignee
Akita University NUC
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Publication date
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Priority to EP20100733565 priority patent/EP2390228A1/en
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a valuable hydrocomposite from steel slag.
  • Steel production is increasing year by year to meet the increasing demand worldwide.
  • steel slag such as blast furnace slag and steelmaking slag is generated as a by-product.
  • Steel slag is recycled and widely used for roadbed materials, concrete additives, soil conditioners, etc., but it is necessary to pioneer new applications in order to completely process steel slag whose production increases year by year. There is.
  • Steel slag contains many components such as Ca, Si, Al, Fe, and Mg in the form of oxides, and various functional substances are considered to be produced by controlling these components. It is done.
  • the functional substance obtained from the above components include composite oxides such as zeolite, hydrogarnet and hydrocalumite, hydroxides, carbonates, etc., and these include ion exchange materials, difficult-to-treat substance immobilization materials. It can be suitably used as an adsorbent or the like.
  • These functional substances can be produced by various production methods (for example, Patent Documents 1 to 4), and are expected to be synthesized and produced using steel slag as a raw material.
  • Patent Documents 5 and 6 methods of producing A-type zeolite using steel slag as a raw material. These methods adjust the components in steel slag to a predetermined composition and then into an alkaline solution. Hydrolysis is performed after dissolution.
  • Patent Documents 1 to 4 do not specifically examine the use of steel slag as a raw material.
  • the composition is adjusted by performing acid treatment to steel slag beforehand and removing Ca and Mg.
  • acid-treated steel slag is dissolved in an alkaline solution, and only the dissolved components are subjected to hydrothermal treatment. Therefore, it is necessary to remove Ca and Mg components separately before the synthesis reaction, which complicates the process, and additional components are necessary to supplement the hardly soluble components in the solution.
  • Patent Document 6 after adjusting the composition of steel slag in advance, only the components dissolved in the alkaline solution are subjected to hydrothermal treatment, and the addition of insufficient components before the synthesis reaction, Or the removal of an excess component is needed and a process becomes complicated. That is, in the conventional technique for synthesizing a functional substance from steel slag, there was no idea itself to effectively use all components in the steel slag.
  • the present invention in producing a functional substance (especially, a hydrocomposite) from steel slag, includes not only the part that is easily soluble in the solution but also the whole slag including the part that is hardly soluble. Providing a new production method with simplified processes and a characteristic hydrocomposite obtained by the production method while establishing a new reuse route for steel slag by adopting an effective form. Is an issue.
  • the inventors of the present invention by subjecting the steel slag to an alkali melting treatment, the entire steel slag is easily dissolved and pulverized.
  • the present invention was completed by discovering that a characteristic hydrocomposite can be obtained.
  • the first present invention is manufactured from steel slag, contains hydrogarnet and calcite, and is obtained by X-ray diffraction measurement, and the X-ray diffraction intensity ( ⁇ 1 ) at the (420) crystal plane of the hydrogarnet.
  • a hydrocomposite having a ratio ( ⁇ 1 / ⁇ 1 ) of X-ray diffraction intensity ( ⁇ 1 ) in the (104) crystal plane of the calcite of 0.05 or more and 200 or less. Is a solution.
  • X-ray diffraction measurement refers to powder X-ray diffraction measurement using CuK ⁇ (wavelength 0.154 nm) as a radiation source.
  • the “(420) crystal plane of hydrogarnet” refers to a crystal plane related to a diffraction peak appearing in the vicinity of 32 to 33 ° in the powder X-ray diffraction measurement, and is referred to as “(104) crystal plane of calcite”. Means a crystal plane related to a diffraction peak appearing in the vicinity of 29 to 30 ° in the powder X-ray diffraction measurement.
  • the ratio ( ⁇ 1 / ⁇ 1 ) is preferably 0.05 or more and 10 or less. In particular, it is preferably 0.1 or more and 9.5 or less, and more preferably 0.3 or more and 4 or less. In such a range, a hydro garnet can be easily obtained from steel slag.
  • the second aspect of the present invention is an X-ray diffraction intensity ( ⁇ 2 ) in the (102) crystal plane of the hydrocalumite produced from steel slag and containing hydrocalumite and calcite and obtained by X-ray diffraction measurement. And a hydrocomposite having a ratio ( ⁇ 2 / ⁇ 2 ) of X-ray diffraction intensity ( ⁇ 2 ) in the (104) crystal plane of the calcite of 0.05 or more and 200 or less. Is a solution.
  • hydrocalumite is a concept including calcium-based hydrocalumite itself and hydrotalcite which is magnesium-based and has a crystal structure equivalent to that of hydrocalumite.
  • the “(102) crystal plane of hydrocalumite” refers to a crystal plane related to a diffraction peak appearing in the vicinity of 11 to 12 ° in the powder X-ray diffraction measurement.
  • the ratio ( ⁇ 2 / ⁇ 2 ) is preferably 0.05 or more and 10 or less. In particular, it is preferably 0.1 or more and 6 or less, and more preferably 0.2 or more and 3 or less. In such a range, hydrocalumite can be easily obtained from steel slag.
  • the third aspect of the present invention provides a hydrocomposite produced from steel slag and containing at least zeolite X, zeolite A, calcite, and hydroxysodalite to solve the above-mentioned problems.
  • the “(111) crystal plane of zeolite X” refers to a crystal plane related to a diffraction peak appearing in the vicinity of 6 to 7 ° in the powder X-ray diffraction measurement. ") Crystal plane” means a crystal plane related to a diffraction peak appearing in the vicinity of 7 to 8 ° in the above powder X-ray diffraction measurement, and "(211) crystal plane of hydroxysodalite” means the above powder X-ray diffraction. In measurement, it refers to a crystal plane related to a diffraction peak that appears in the vicinity of 24 to 25 °.
  • the ratio ( ⁇ 3 / ⁇ 3 , ⁇ 4 / ⁇ 3 , or ⁇ 5 / ⁇ 3 ) is more preferably 0.5 or more and 1 or less.
  • the first to third aspects of the present invention are preferably manufactured from all components contained in steel slag.
  • this invention adds the solid base to the raw material containing steel slag, and produces a mixture, the mixture obtained by a mixture preparation process and a mixture preparation process is 100 degreeC or more and 1000 degrees C or less
  • a molten composite that is melted at a temperature to produce molten scrap, and the molten scrap obtained in the molten scrap manufacturing process is added to a solvent to form a solution, and a hydrocomposite is generated from the solution.
  • a production method of a hydrocomposite having a generation step is provided to solve the above-mentioned problem.
  • the raw material mixed with the solid base may contain a calcium component in an amount of 20% by mass to 80% by mass in terms of CaO.
  • a calcium component in an amount of 20% by mass to 80% by mass in terms of CaO.
  • the components can be easily solubilized. Accordingly, various hydrocomposites can be produced by forming the calcium component in an effective form.
  • steel slag usually contains a large amount of calcium component, and it is possible to use only steel slag itself as a raw material without removing or adding the component.
  • the mixture preparation step according to the fourth aspect of the present invention it is preferable to add and mix 40 to 200 parts by mass of a solid base with respect to 100 parts by mass of the raw material. This is because, by making the ratio of the raw material and the solid base in this way, it is possible to effectively solubilize and pulverize effectively in the molten scrap making process.
  • the solid base is preferably either sodium hydroxide or lithium hydroxide. This is because the manufacturing cost can be reduced, the melting process can be performed easily and appropriately, and molten scraps in an appropriate form can be obtained.
  • the solution in which the molten waste is dissolved may be aged for 3 hours or more to obtain hydrocalumite.
  • the reaction can be caused in the solution only by aging the solution. Hydrocalumite can be obtained.
  • the solution in which the molten waste is dissolved may be heated to 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower to obtain hydrogarnet.
  • the hardly soluble component of the steel slag-containing component is easily solubilized and dissolved in the solution. Therefore, it is possible to easily hydrolyze the solution only by heating the solution without adding a separate component. You can get garnet.
  • a zeolite may be obtained by adding a chelating agent to a solution in which molten debris is dissolved and then heating to 20 ° C. or more and 200 ° C. or less. Because it dissolves and ionizes components that were previously difficult to dissolve by using molten scrap, the chelating agent functions properly and collects specific components more easily than when removing components from solids and gases. Therefore, zeolite can be easily obtained. Moreover, the component collected by the chelating agent can be easily recovered by adjusting the pH.
  • the chelating agent is preferably ethylenediaminetetraacetate (EDTA). This is because the zeolite is more easily produced by collecting the calcium component.
  • the steel slag is easily melted and pulverized by alkali-melting the steel slag to produce molten waste. It can be used, and hydrocomposites such as zeolite and hydrogarnet can be produced by a simple process. Further, since a solid base is used, the solution can be made alkaline without adding a separate component, and the hydrocomplex can be produced by simplifying the process. Furthermore, by reusing the entire slag, zero emissions can be achieved, which can greatly contribute to a recycling society. On the other hand, by the production method according to the present invention, a characteristic hydrocomposite having ion exchange capacity and the like is obtained, and the steel slag can be made a useful form.
  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
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  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
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  • the result of having analyzed by the X ray diffraction about the product obtained from steel slag is shown.
  • the result etc. which analyzed by X-ray diffraction about the product etc. which are obtained from steel slag, and the SEM image of the same sample are shown.
  • the result etc. which analyzed by X-ray diffraction about the product etc. which are obtained from steel slag, and the SEM image of the same sample are shown.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing each step of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method according to the present embodiment includes a mixture production step S ⁇ b> 1 in which a solid base is added to steel slag and mixed, and a molten waste production by melting the mixture to obtain molten waste.
  • Step S2 and hydrocomposite production step S3 to obtain a hydrocomposite after dissolving the obtained molten waste in a solvent (solution).
  • Step S13 for aging the solution to obtain hydrocalumite Step S23 for obtaining hydrogarnet by heating the solution in which the molten waste is dissolved, or adding a chelating agent to the solution in which the molten waste is dissolved and heating the zeolite
  • Step S33 to obtain One of the steps S33 to obtain is provided.
  • materials used in the embodiment and each manufacturing process will be described in detail.
  • a material containing steel slag is used as a raw material for molten scrap. It is preferable that steel slag is contained as a main component in the raw material.
  • the main component refers to those contained in an amount of 80% by mass or more based on the whole raw material.
  • the raw material may consist only of steel slag. Moreover, components other than steel slag may be contained in the raw material.
  • Iron and steel slag is produced in the steelmaking process in which the components of iron ore melted in the blast furnace that produces pig iron are separated and recovered together with the lime in the auxiliary material and ash in the coke, and the molten iron from the blast furnace is processed into steel.
  • Steel slag produced in the steel production process such as steelmaking slag to be used, can be used without particular limitation.
  • steel slag Although composition changes depending on the type of slag, in addition to lime (CaO), silica (SiO 2 ), and alumina (Al 2 O 3 ), sulfur (S and the like), phosphorus (P 2 O 5, etc.), manganese content (MnO), magnesia (MgO), and T-Fe (total Fe: contains FeO and Fe) components such.
  • CaO lime
  • SiO 2 silica
  • Al 2 O 3 alumina
  • sulfur and the like
  • P 2 O 5, etc. sulfur
  • MnO manganese content
  • MgO magnesia
  • T-Fe total Fe
  • the proportion of CaO is large.
  • steel slag is mixed with a solid base described below and melt-treated to make it easily soluble and powdered.
  • the specific surface area of the steel slag may be increased by grinding or the like.
  • pulverization those conventionally used for pulverization, such as a pulverizer and a ball mill, can be used without particular limitation.
  • components may be separately supplied or components may be removed, but in this embodiment, the entire component contained in steel slag can be used effectively, It is considered that a hydrocomposite can be produced without adding additional components. That is, in this embodiment, steel slag from which a specific component has been removed or added as in the past may be mixed with a solid base to produce the following molten scrap, but only steel slag itself is mixed with a solid base. Thus, molten waste can be produced.
  • the solid base can be used without limitation as long as it is a substance that can be easily melted by appropriately subjecting steel slag to an alkali melting treatment. Specifically, it is preferable to use an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or an alkali metal carbonate such as sodium carbonate, more preferably an alkali metal hydroxide, and sodium hydroxide. Particularly preferred.
  • the solid base is sufficiently finely pulverized and mixed, and then heated at 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower to perform a melting treatment. Is preferably used. About the grinding
  • the molten scrap is a powdered solid produced by mixing and pulverizing a raw material containing the steel slag and a solid base, and then performing a melting treatment.
  • the molten scrap is preferably added in an amount of 40 to 200 parts by mass, more preferably 80 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the steel slag (raw material). Particularly preferably, 120 parts by mass or more and 160 parts by mass or less are added. If the ratio of the raw material to the solid base is set in this way, it can be made into melted waste that is sufficiently easily dissolved, and can be made into molten waste without causing undesired side reactions.
  • the hydrocomposite obtained by the production method according to the present embodiment includes hydrocalumite, hydrogarnet, or zeolite. These are composed of components derived from the steel slag and are different from conventional ones in that the entire steel slag is used. Specific conditions for synthesizing each hydrocomplex will be described later.
  • the raw material containing the steel slag and the solid base are mixed at a predetermined ratio to produce a mixture. It is preferable to use crushed steel slag.
  • the mixing method is not particularly limited as long as the solids can be mixed with each other.
  • the mixture is kneaded by a ball mill or the like, further finely pulverized, and subjected to a molten debris production process.
  • the mixture obtained in the step S1 is melt-processed to produce powdery molten waste.
  • the pressure for the melting treatment is not particularly limited.
  • the heating temperature of the melting process is not particularly limited as long as the melting process is possible, but from the viewpoint of shortening the reaction time and suppressing side reactions, the heating temperature is set to 100 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. In particular, the temperature is preferably 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, and even more preferably 600 ° C.
  • composition and production amount of the hydrocomposite obtained in the following hydrocomposite production step S3 can be changed by appropriately changing the heating time and heating temperature in the melting treatment. By cooling after the melting treatment, powdered molten waste in which the steel slag-containing component is easily dissolved is obtained.
  • generation process S3 After melt
  • the solvent (solution) for dissolving the molten waste is not particularly limited as long as it can dissolve the molten waste appropriately, but it is preferable to use water.
  • water containing a large amount of impurities such as industrial water, seawater, river water, and hot spring water may be used.
  • generation process (process S13, S23, and S33) concerning various hydrocomposites in process S3 is demonstrated.
  • hydrocalumite can be obtained by aging the solution in which the molten waste is dissolved for 3 hours or more, preferably 24 hours or more and 48 hours or less. Although it does not specifically limit about the density
  • Hydrocalumite is mainly composed of calcium and aluminum, has high anion exchange ability, and can be suitably used as an anion-collecting material for preventing corrosion.
  • hydrogarnet can also be obtained by heating and reacting the solution in which the molten waste is dissolved at 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.
  • concentration of a solution It is preferable to set it as about 1 g or more and 3 g or less of molten wastes with respect to 10 mL of solvents.
  • Garnet is a silicate that can contain calcium, aluminum, magnesium, iron, and the like, and the components contained in the steel slag can be used without waste.
  • step S23 Similar to step S13, also in step S23, the entire steel slag component is easily dissolved and dissolved in the solution, so that the steel slag component can be used without waste and a hydrogarnet can be obtained without adding additional components.
  • Hydrogarnet has a characteristic that it can absorb and immobilize high-temperature acidic gas, so it can be suitably used as an absorbent and scavenger for harmful exhaust gas in incinerators and the like.
  • Step S33 In obtaining the hydrocomposite, a chelating agent is added to the solution in which the molten waste is dissolved, and the reaction is performed at a reaction temperature of 20 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower to obtain zeolite. You can also. Although it does not specifically limit about the density
  • a chelating agent is added so that other components such as calcium do not contribute to the reaction.
  • the components of the entire steel slag are dissolved and ionized in the solution. Therefore, compared with the case where a specific component is removed from a solid component or a gas component, the specific component can be easily collected by using a chelating agent, and the process is not complicated.
  • a chelating agent if the ion concerning components other than an aluminum component and a silicon component can be collected, It is especially preferable to use ethylenediaminetetraacetate (EDTA). Thereby, especially a calcium component can be collected and contribution to reaction can be prevented.
  • the calcium component collected by the chelating agent can be easily recovered by adjusting the pH of the solution thereafter.
  • the steel slag is in the form of molten scrap, and by easily dissolving the entire components contained in the steel slag, the entire steel slag can be effectively utilized and subjected to a synthesis reaction without adding additional components. Can do.
  • the production method of the present invention and the hydrocomposite obtained by the production method will be described in more detail by way of examples.
  • Example 1 Effect of the type of solid base on the product (molten waste)
  • the granulated slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer. 10 g of the powder thus obtained was put in a nickel crucible, and 16 g of sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide as a solid base was added to each crucible, and pulverized and mixed. The obtained mixture was heated and melted at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace to produce each molten scrap.
  • XRD powder X-ray diffraction measurement using CuK ⁇ as a radiation source for each product.
  • the results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that Calcite (Portite) and Portlandite (Portlandite) are generated, and the generation degree differs depending on the type (NiO is caused by the crucible).
  • Example 2 Effect of addition of EDTA
  • the granulated slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer. 10 g of the powder thus obtained was put in a nickel crucible, 16 g of sodium hydroxide was added to the crucible, and pulverized and mixed. The obtained mixture was heated and melted at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace to produce molten debris. Add 2g of each molten scrap to 20mL of 0M, 0.1M, 0.25M, 0.5M ethylenediaminetetraacetate (EDTA) solution, stir for 24 hours (700rpm), then analyze each product by XRD It was. The results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that Calcite is generated for 0M, but as the EDTA concentration increases, it becomes an amorphous substance (NiO is due to the crucible).
  • EDTA ethylenediaminetetraacetate
  • the X-ray diffraction intensity at the (111) crystal plane of zeolite X is ⁇ 3
  • the X-ray diffraction intensity at the (200) crystal plane of zeolite A is ⁇ 4
  • the X-ray diffraction at the (211) crystal plane of hydroxysodalite is ⁇ 3
  • the ratio ( ⁇ 3 / ⁇ 3 , ⁇ 4 / ⁇ 3 , or ⁇ 5 / ⁇ 3 ) is 0. It is 5 or more and 1 or less.
  • ⁇ 3 / ⁇ 3 is 0.86
  • ⁇ 4 / ⁇ 3 is 0.88
  • ⁇ 5 / ⁇ 3 is 0.58.
  • Example 3 Influence of melting temperature
  • the granulated slag, slowly cooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the obtained mixture was put into a nickel crucible and heated and melted at 200 ° C., 400 ° C., 600 ° C., or 800 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • Melted scraps after melting were added to 80 mL of distilled water, aged by stirring (700 rpm) at room temperature for 24 hours, and the product from each slag was analyzed by XRD. The results are shown in FIGS.
  • FIG. 4A shows the result of granulated slag
  • FIG. 4B shows the slow cooling slag
  • FIG. 4C shows the converter slag. From the figure, it can be seen that the granulated slag is not significantly affected by the melting temperature.
  • the crystalline component in the slag remains at a melting temperature of 200 ° C. to 400 ° C., and the crystalline component in the slag disappears at a melting temperature of 600 ° C., so that hydrocalumite (hydrotalcite It is clear that the most generated are. It can also be seen that when the melting temperature is raised to 800 ° C., hydrocalumite is hardly generated.
  • FIGS. 5 (A) to (C) show the results of granulated slag
  • FIG. 5B shows the slow cooling slag
  • FIG. 5C shows the result of converter slag. From the figure, it can be seen that hydrograssler (hydrogarnet) is favorably generated under the same conditions as hydrocalumite for the melting temperature of the molten scrap. From the above, it is considered optimal that the melting temperature of the molten scrap before synthesis / conversion to the hydrocomposite is 600 ° C.
  • Example 4 Effect of solid base addition amount
  • the granulated slag, slowly cooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 2, 4, 5, 8, or 10 g of sodium hydroxide was added to 5 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the molten waste after melting was added to 40 mL of distilled water, stirred at room temperature for 24 hours (700 rpm), and each product was analyzed by XRD.
  • FIG. 6A shows the result of granulated slag
  • FIG. 6B shows the slow cooling slag
  • FIG. 6C shows the converter slag. From the figure, it can be seen that in all slags, hydrocalumite (including hydrotalcite) is well formed as the amount of solid base added increases. In particular, it was confirmed that the product was most produced when the mixing ratio was 1.6 (8 g of solid base added to 5 g of powder). On the other hand, it was found that when the addition amount was increased to a mixing ratio of 2.0 (10 g of solid base was added to 5 g of powder), hydrocalumite was hardly generated.
  • hydrocalumite including hydrotalcite
  • FIGS. 7 (A) to (C) show the results of granulated slag
  • FIG. 7B shows the slow cooling slag
  • FIG. 7C shows the result of converter slag. From the figure, when the mixing ratio of the powder and the solid base is 0.8 to 1.6 (4 to 8 g of solid base is added to 5 g of powder), hydrograssler (hydrogarnet) is generated well.
  • Example 5 Effect of solid-liquid ratio
  • Granulated slag, decooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the molten swarf after melting was added to 40, 80, or 160 mL of distilled water (4, 8, or 16 mL / g-mixture), stirred at room temperature for 24 hours (700 rpm), and each product was analyzed by XRD. .
  • the results are shown in FIGS.
  • FIG. 8A shows the result of granulated slag
  • FIG. 8B shows the slow cooling slag
  • FIG. 8C shows the converter slag. From the figure, when the amount of distilled water is small, such as 4 mL / g-mixture, calcite is produced from the granulated slag and decooled slag, while hydrograssler (hydrogarnet) is produced from the converter slag, 8 and It can be seen that hydrocalumite is produced with an amount of distilled water of 16 mL / g.
  • FIGS. 9 (A) to (C) show the respective results of FIGS. 9 (A) to (C).
  • FIG. 9A shows the result of granulated slag, (B) the slow cooling slag, and (C) the converter slag. From the figure, it can be seen that hydrograssler (hydrogarnet) is generated well under the same conditions as hydrocalumite from the water granulated and slowly cooled slag. On the other hand, it can be seen that hydro-grushers are generated under all conditions for converter slag.
  • ⁇ 2 / ⁇ 2 0.15 to 1.12.
  • FIG. 9 will be described in more detail.
  • Example 6 Influence of stirring speed
  • Granulated slag, decooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the molten waste after melting was added to 80 mL of distilled water and stirred at room temperature for 24 hours.
  • the stirring speed was 0, 350, 700, or 1400 rpm.
  • Each product was analyzed by XRD. The results are shown in FIGS. 10 (A) to (C).
  • FIG. 10 (A) to (C) The results are shown in FIGS. 10 (A) to (C).
  • FIG. 10C results shown in FIG. 10C will be described in more detail.
  • FIGS. 11 (A) to (C) show the respective results of FIGS. 11 (A) to (C).
  • FIG. 11A shows the result of granulated slag, (B) the slow cooling slag, and (C) the converter slag. From the figure, it can be seen that hydrograssler (hydrogarnet) is well formed regardless of the stirring speed.
  • Is ⁇ 2 / ⁇ 2 0.4 to 0.6.
  • ⁇ 2 / ⁇ 2 0.16 to 0.6.
  • there were many cases where ⁇ 2 / ⁇ 2 0.3 to 0.4.
  • FIG. 11 will be described in more detail.
  • Example 7 Effect of stirring time
  • Granulated slag, decooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the molten waste after melting was added to 80 mL of distilled water and stirred (700 rpm) at room temperature for each predetermined time.
  • the stirring time was 5 minutes (represented as 0h in the following figure), 3, 6, 12, 24, or 48 hours.
  • Each product was analyzed by XRD. The results are shown in FIGS.
  • FIG. 12A shows the result of granulated slag
  • FIG. 12B shows the slow cooling slag
  • FIG. 12C shows the converter slag. From the figure, it can be seen that Portlandite disappears with the stirring time and hydrocalumite is produced. It was also found that hydrocalumite was most produced in 24 hours with water granulation and slow cooling slag and 6 hours with converter slag.
  • FIGS. 13 (A) to (C) show the respective results of FIGS. 13 (A) to (C).
  • FIG. 13A shows the results of granulated slag
  • FIG. 13B shows the slow cooling slag
  • FIG. 13C shows the converter slag. From the figure, it was found that, unlike hydrocalumite, hydrograssler (hydrogarnet) is well formed by stirring for 3 hours or more.
  • FIG. Is ⁇ 2 / ⁇ 2 0.3 to 0.69.
  • ⁇ 2 / ⁇ 2 0.19 to 0.69.
  • ⁇ 2 / ⁇ 2 0.2 to 0.5 was often included.
  • the ratio ( ⁇ 1 / ⁇ 1 ) is For FIG.
  • Is ⁇ 1 / ⁇ 1 2.24 to 4.92.
  • ⁇ 1 / ⁇ 1 0.47 to 4.92.
  • ⁇ 1 / ⁇ 1 1.2 to 3.3 was often included.
  • Example 8 Influence of heating temperature
  • Granulated slag or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the melted molten waste is added to 80 mL of distilled water, stirred at room temperature for 24 hours (700 rpm), sealed in a pressure vessel, and heated at 80, 100, 120, 150, or 180 ° C. for 6 hours to obtain a product. It was.
  • Each product was analyzed by XRD. The results are shown in FIGS.
  • FIG. 14A shows the result of granulated slag
  • FIG. 14B shows the result of converter slag. From the figure, it can be seen that hydrograssler (hydrogarnet) is well formed at low temperatures. In converter slag, it was confirmed that Portlandite was generated when the temperature was high.
  • ⁇ 1 / ⁇ 1 0.37 to 8.1.
  • there were many cases where ⁇ 1 / ⁇ 1 0.3 to 0.5.
  • Example 9 Influence of heating temperature and heating time
  • Granulated slag, decooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the product was obtained.
  • Each product was analyzed by XRD.
  • FIGS. 15A to 15C The results for the heating temperature of 80 ° C. are shown in FIGS. 15A to 15C, and the results for the heating temperature of 180 ° C. are shown in FIGS.
  • (A) is a granulated slag
  • (B) is a slow cooling slag
  • (C) is a result concerning a converter slag. From the figure, it was found that the higher the heating temperature, the faster the hydrocalumite decreases and the formation of hydrograssler (hydrogarnet).
  • ⁇ 2 / ⁇ 2 0.11 to 5.48.
  • Example 10 Conversion to hydrocalumite under optimum conditions
  • Granulated slag, decooled slag, or converter slag was pulverized to 1 mm or less by a pulverizer.
  • 16 g of sodium hydroxide was added to 10 g of the obtained powder, and pulverized and mixed.
  • the resulting mixture was placed in a nickel crucible and melted by heating at 600 ° C. for 6 hours in an electric furnace.
  • the molten scraps after melting were added to 80 mL of distilled water and stirred (700 rpm) at room temperature for 24 hours.
  • the unprocessed slag, the molten waste, and each product were analyzed by XRD, and the surface was observed by SEM.
  • FIG. 17 shows the result of granulated slag
  • FIG. 18 shows the result of the cooling slag
  • FIG. 19 shows the result of the converter slag
  • (A) is untreated slag
  • (B) is molten waste
  • (C) is stirred for 24 hours. This is the result of the product.
  • all slag has a different mineral composition and shape, but it becomes a sodium salt that is easily dissolved by melting, and finally, water granulated, hexagonal hydrocalumite from slowly cooled slag becomes converter slag. Produced different hydrogarnets. Each produced hydrocomposite had good crystallinity.
  • steel slag can be converted into a valuable hydrocomposite.
  • an example of the performance and application of the hydrocomposite according to the present invention will be described.
  • Example 11 Comparison of anion adsorption performance of raw material and product
  • the performances of the steel slag and the hydrocomposite according to the present invention obtained from the steel slag were evaluated. Specifically, adsorption tests on specified anions are performed on various steel slag (raw material) used as a raw material and hydrocalumite (product) obtained from the steel slag, and the performance is evaluated. did.
  • the hydrocalumite what was obtained by the method similar to Example 10 was used. That is, the comparison between the hydrocalumite obtained from the granulated slag and the granulated slag and the hydrocalumite obtained from the slowly cooled slag and the slowly cooled slag were performed.
  • the evaluation test was conducted as follows. That is, 0.1 g of a sample to be subjected to the adsorption test was prepared, and 10 mL of a 1 mM anion solution was added to the prepared sample and shaken for 12 hours to evaluate each anion adsorption ability.
  • FIGS. The results relating to the anion adsorption test are shown in FIGS.
  • the anion adsorption performance when a hydrocalumite reagent is used is shown in FIG. About FIG. 20, FIG. 21, (A) is the result which concerns on the steel slag itself (raw material), and the hydrocalumite (product) from which (B) was obtained.
  • steel slag that has not been conventionally used as an anion adsorbent can be converted into a hydrocomposite that can adsorb various anions. It is considered that it can be applied to various industries as an adsorbent in a plant, or a purification agent for exhaust gas treatment equipment and wastewater treatment equipment. In particular, it can be suitably used as a water purification agent that functions particularly effectively against water pollution caused by phosphate ions.
  • Zeolite can be used, for example, as a water purification agent, soil improver, etc., and hydrogarnet, for example, as a hydrogen chloride gas fixing agent. be able to.
  • a hydrocomposite such as zeolite or hydrogarnet can be produced from steel slag without adding components or complicated processing steps. Therefore, it is useful as a new use and a new processing method for steel slag. Also, by reusing the entire slag, zero emissions can be achieved, which can greatly contribute to a recycling society.

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Abstract

　鉄鋼スラグに含まれる成分全体を有効利用することで、スラグ廃棄分を減らしつつ、ハイドロ複合体を製造可能な新規製造方法を提供する。鉄鋼スラグを含有する原料に、固体状塩基を添加・混合し、混合物を作製する、混合物作製工程と、混合物作製工程で得られた混合物を、１００℃以上１０００℃以下の温度で溶融させ溶融屑を作製する、溶融屑作製工程と、溶融屑作製工程で得られた溶融屑を、溶媒に添加して溶液とし、当該溶液からハイドロ複合体を生成させる、ハイドロ複合体生成工程と、を有する製造方法とする。

Description

鉄鋼スラグを原料とするハイドロ複合体及びその製造方法
　本発明は、鉄鋼スラグから有価なハイドロ複合体を製造する方法に関する。
　世界的に増加する需要に対応すべく、鋼鉄の生産量が年々増加している。鋼鉄の生産工程においては、副生成物として高炉スラグ、製鋼スラグ等の鉄鋼スラグが生成する。鉄鋼スラグは、資源化されて、路盤材、コンクリート添加剤、土壌改良剤等に広く利用されているものの、生成量が年々増加する鉄鋼スラグを完全に処理するにあたり、新たな用途を開拓する必要がある。
　鉄鋼スラグには、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｇ等、多数の成分が酸化物等の形態で含まれており、これら成分を制御すれば、様々な機能性物質が製造されるものと考えられる。上記成分から得られる機能性物質としては、例えば、ゼオライト、ハイドロガーネット、ハイドロカルマイト等の複合酸化物、水酸化物、炭酸塩等が挙げられ、これらはイオン交換材料、難処理物質固定化材料、吸着剤等として好適に利用され得る。これら機能性物質は様々な製造方法によって製造可能であり（例えば、特許文献１～４等）、鉄鋼スラグを原料としても合成・製造される見込みがある。しかしながら、実際に鉄鋼スラグを用いて、上記機能性物質の合成を試みた例は少なく、大量発生する鉄鋼スラグを処理することにつき対応できていないのが現状である。鉄鋼スラグに含まれる上記成分の溶解性や反応性等が成分ごとに異なり、合成原料として用いるには別途成分の除去、添加が必須となるため無駄が多いと考えられてきたためである。
　例えば、鉄鋼スラグを原料として、Ａ型ゼオライトの製造する方法（特許文献５、６）が提案されているが、これらは、鉄鋼スラグ中の成分を所定の組成に調整したのち、アルカリ溶液中へ溶解させたうえで水熱処理を行うものである。
特開２００１－２２０１２８号公報 特開２００７－１９１３８５号公報 特開２００１－５８８１４号公報 特開２００７－１３１５０２号公報 特開２００７－２２２７１３号公報 特開２００５－２３９４５９号公報
　特許文献１～４においては、鉄鋼スラグを原料とすることにつき、具体的に検討されていない。また、特許文献５においては、鉄鋼スラグからＡ型ゼオライトを得るにあたり、鉄鋼スラグにあらかじめ酸処理を施してＣａやＭｇを除去することで、組成を調整している。そして、酸処理された鉄鋼スラグをアルカリ溶液中に溶解させ、溶解した成分のみを水熱処理に供している。従って、合成反応の前に別途Ｃａ、Ｍｇ成分の除去が必要となって工程が煩雑となるうえ、溶液に難溶な成分を補充するため別途成分の添加が必要となる。さらに、特許文献６に開示された発明についても、鉄鋼スラグの組成をあらかじめ調整したうえで、アルカリ溶液に溶解した成分のみを水熱処理に供するものであり、合成反応の前に不足成分の添加、又は余剰成分の除去が必要となって工程が煩雑となる。すなわち、鉄鋼スラグから機能性物質を合成する従来の技術にあっては、鉄鋼スラグ中の成分全体を有効利用しようとする思想自体なかった。
　本発明は、上記に鑑み、鉄鋼スラグから機能性物質（特に、ハイドロ複合体）を製造するにあたり、含有成分のうち溶液に易溶な部分のみならず、難溶な部分も含めたスラグ全体を有効利用可能な形態とすることで、鉄鋼スラグの新たな再利用ルートの構築を図るとともに、工程が簡略化された新規製造方法及び当該製造方法により得られる特徴的なハイドロ複合体を提供することを課題とする。
　本発明者らは、鋭意検討した結果、鉄鋼スラグにアルカリ溶融処理を施すことで、鉄鋼スラグ全体が易溶化されるとともに粉末化され、上記ハイドロ複合体を製造するにあたって、スラグ含有成分全体が有効に利用可能な形態とされ、特徴的なハイドロ複合体が得られることを知見し、本発明を完成させた。
　すなわち、第１の本発明は、鉄鋼スラグから製造され、ハイドロガーネット及びカルサイトを含み、Ｘ線回折測定により得られた、前記ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度（α１）と、前記カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β１）との比（α１／β１）が、０．０５以上２００以下である、ハイドロ複合体を提供して前記課題を解決するものである。
　第１の本発明及び以下に示す本発明において、「Ｘ線回折測定」とは、ＣｕＫα（波長０．１５４ｎｍ）を線源とする粉末Ｘ線回折測定をいう。また、「ハイドロガーネットの（４２０）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、３２～３３°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいい、「カルサイトの（１０４）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、２９～３０°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいう。本発明においては、Ｘ線回折測定装置として、リガク社製ＲＡＤ－Ｃを用い、２θ＝５～５０度の範囲で、ステップ幅０．２度、保持時間３００秒のステップ操作法により粉末Ｘ線回折測定を行い、回折ピークに係るデータを得た。
　第１の本発明において、比（α１／β１）が、０．０５以上１０以下であることが好ましい。特に０．１以上９．５以下であることが好ましく、０．３以上４以下であることがより好ましい。このような範囲において、鉄鋼スラグからハイドロガーネットを容易に得ることができる。
　第２の本発明は、鉄鋼スラグから製造され、ハイドロカルマイト及びカルサイトを含み、Ｘ線回折測定により得られた、前記ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度（α２）と、前記カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β２）との比（α２／β２）が、０．０５以上２００以下である、ハイドロ複合体を提供して前記課題を解決するものである。
　第２の本発明において、「ハイドロカルマイト」とは、カルシウム系のハイドロカルマイトそのものの他、マグネシウム系であってハイドロカルマイトと同等の結晶構造を有するハイドロタルサイトを含む概念である。また、「ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、１１～１２°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいう。
　第２の本発明において、比（α２／β２）が、０．０５以上１０以下であることが好ましい。特に０．１以上６以下であることが好ましく、０．２以上３以下であることがより好ましい。このような範囲において、鉄鋼スラグからハイドロカルマイトを容易に得ることができる。
　第３の本発明は、鉄鋼スラグから製造され、少なくともゼオライトＸ、ゼオライトＡ、カルサイト、及びハイドロキシソーダライトを含む、ハイドロ複合体を提供して前記課題を解決するものである。
　第３の本発明において、Ｘ線回折測定により得られた、前記ゼオライトＸの（１１１）結晶面におけるＸ線回折強度（α３）、前記ゼオライトＡの（２００）結晶面におけるＸ線回折強度（α４）、又は前記ハイドロキシソーダライトの（２１１）結晶面におけるＸ線回折強度（α５）と、前記カルサイト（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β３）とのそれぞれの比（α３／β３、α４／β３、又はα５／β３）が０.５以上２００以下であることが好ましい。
　第３の本発明において、「ゼオライトＸの（１１１）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、６～７°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいい、「ゼオライトＡの（２００）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、７～８°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいい、「ハイドロキシソーダライトの（２１１）結晶面」とは、上記粉末Ｘ線回折測定において、２４～２５°付近に現れる回折ピークに係る結晶面をいう。
　第３の本発明において、比（α３／β３、α４／β３、又はα５／β３）が、０．５以上１以下であることがより好ましい。
　第１～第３の本発明は、鉄鋼スラグに含まれるすべての成分から製造されるものであることが好ましい。
　第４の本発明は、鉄鋼スラグを含有する原料に、固体状塩基を添加・混合し、混合物を作製する、混合物作製工程と、混合物作製工程で得られた混合物を、１００℃以上１０００℃以下の温度で溶融させ溶融屑を作製する、溶融屑作製工程と、溶融屑作製工程で得られた溶融屑を、溶媒に添加して溶液とし、当該溶液からハイドロ複合体を生成させる、ハイドロ複合体生成工程と、を有する、ハイドロ複合体の製造方法を提供して前記課題を解決するものである。
　第４の本発明において、固体状塩基と混合される原料には、カルシウム成分がＣａＯ換算で、２０質量％以上８０質量％以下含有されていてもよい。本発明においては、従来、除去対象であった成分や、溶液に難溶であった成分が多く含まれていても、当該成分を易溶化することができる。従って、カルシウム成分についても有効利用可能な形態することで、さまざまなハイドロ複合体を製造することができる。また、鉄鋼スラグ中には通常カルシウム成分が多量に含まれており、成分の除去、添加を行わずに鉄鋼スラグそのもののみを原料として用いることもできる。
　第４の本発明にかかる混合物作製工程において、原料１００質量部に対し、固体状塩基を、４０質量部以上２００質量部以下添加・混合することが好ましい。原料と固体状塩基との比率をこのようにすることで、溶融屑作製工程において、効果的に易溶化、粉末化できるからである。
　また、第４の本発明において、固体状塩基が水酸化ナトリウム、又は水酸化リチウムのいずれかであることが好ましい。製造コストを抑えるとともに、溶融処理を容易且つ適切に行うことができ、適切な形態の溶融屑が得られるからである。
　また、第４の本発明にかかるハイドロ複合体生成工程において、溶融屑が溶解された溶液を３時間以上熟成し、ハイドロカルマイトを得る形態としてもよい。本発明においては、鉄鋼スラグ含有成分のうち難溶成分についても、易溶化されて溶液中に溶解しているため、当該溶液を熟成させるのみで、溶液中で反応を生じさせることができ、容易にハイドロカルマイトを得ることができる。
　また、第４の本発明にかかるハイドロ複合体生成工程において、溶融屑が溶解された溶液を８０℃以上 ２００℃以下に加熱して、ハイドロガーネットを得る形態としてもよい。本発明においては、鉄鋼スラグ含有成分のうち難溶成分についても、易溶化されて溶液中に溶解しているため、別途成分の添加をすることなく、当該溶液を加熱するのみで、容易にハイドロガーネットを得ることができる。
　また、第４の本発明にかかるハイドロ複合体生成工程において、溶融屑が溶解された溶液にキレート剤を添加したのち２０℃以上２００℃以下に加熱することで、ゼオライトを得る形態としてもよい。溶融屑とすることで従来難溶であった成分も溶解してイオン化されるため、キレート剤が適切に機能し、固体や気体から成分を除去する場合よりも容易に特定成分を捕集することができるので、容易にゼオライトを得ることができる。また、キレート剤により捕集された成分を、ｐＨの調整により容易に回収することができる。
　また、ハイドロ複合体生成工程においてゼオライトを得る第４の本発明において、キレート剤がエチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）であることが好ましい。カルシウム成分を捕集することで、より容易にゼオライトが製造されるからである。
　本発明に係る製造方法によれば、鉄鋼スラグをアルカリ溶融処理して溶融屑とすることで、鉄鋼スラグが易溶化されるとともに粉末化され、ハイドロ複合体を製造するにあたって、スラグ含有成分全体を利用可能な形態とされ、簡易な工程でゼオライトやハイドロガーネット等のハイドロ複合体を製造することができる。また、固体状塩基が用いられているため別途成分を添加せずとも溶液をアルカリ性とすることができ、工程を簡略化してハイドロ複合体を製造することができる。さらに、スラグ全体の再利用により、ゼロエミッションを達成でき、循環型社会に大きく貢献し得る。一方、本発明に係る製造方法により、イオン交換能等を有する特徴的なハイドロ複合体が得られ、鉄鋼スラグを有用な形態とすることができる。
本発明にかかる製造方法の各工程を示した概念図である。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物について、Ｘ線回折により分析を行った結果を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物等について、Ｘ線回折により分析を行った結果、及び同試料のＳＥＭ画像を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物等について、Ｘ線回折により分析を行った結果、及び同試料のＳＥＭ画像を示している。 鉄鋼スラグから得られる生成物等について、Ｘ線回折により分析を行った結果、及び同試料のＳＥＭ画像を示している。 鉄鋼スラグそのものと、鉄鋼スラグから得られたハイドロカルマイトとについて、陰イオン吸着性能を比較した結果を示す図である。 鉄鋼スラグそのものと、鉄鋼スラグから得られたハイドロカルマイトとについて、陰イオン吸着性能を比較した結果を示す図である。 ハイドロカルマイトの試薬について、陰イオン吸着性能を評価した結果を示す図である。
　図１に、本発明の一実施形態にかかる製造方法の各工程を概念図として示す。図１に示すように、本実施形態にかかる製造方法は、鉄鋼スラグに固体状塩基を添加して混合する、混合物作製工程Ｓ１と、当該混合物を溶融処理して溶融屑を得る、溶融屑作製工程Ｓ２と、得られた溶融屑を溶媒（溶液）中に溶解させてからハイドロ複合体を得る、ハイドロ複合体生成工程Ｓ３とを有し、ハイドロ複合体生成工程Ｓ３は、溶融屑が溶解した溶液を熟成してハイドロカルマイトを得る工程Ｓ１３、溶融屑が溶解した溶液を加熱してハイドロガーネットを得る工程Ｓ２３、又は、溶融屑が溶解した溶液にキレート剤を添加して加熱することでゼオライトを得る工程Ｓ３３のいずれかを備えている。以下、実施形態において用いられる材料、及び各製造工程について詳述する。
　＜原料（鉄鋼スラグ）＞
　本実施形態においては、溶融屑の原料として、鉄鋼スラグを含むものを用いる。当該原料中には鉄鋼スラグが主成分として含まれていることが好ましい。この場合の主成分とは、原料全体基準で、８０質量％以上含まれているものをいう。原料が鉄鋼スラグのみからなっていてもよい。また、原料中には鉄鋼スラグ以外の成分が含まれていてもよい。
　鉄鋼スラグは、銑鉄を製造する高炉で溶融された鉄鉱石の成分が、副原料の石灰石やコークス中の灰分とともに分離回収されてなる高炉スラグや、高炉の溶鉄を鋼に加工する製鋼工程で生成する製鋼スラグ等、鉄鋼の生産工程において生成する鉄鋼スラグを特に限定されずに用いることができる。鉄鋼スラグには、スラグの種類によって組成の変化はあるものの、石灰（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、及びアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の他、硫黄分（Ｓ等）、リン分（Ｐ２Ｏ５等）、マンガン分（ＭｎＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、及びＴ－Ｆｅ（トータルＦｅ：ＦｅＯやＦｅ）等の成分が含まれている。特にＣａＯの占める割合が大きい。本実施形態においては、これら含有成分全体を利用可能とするために、鉄鋼スラグを下記に説明する固体状塩基と混合して溶融処理して、易溶化、粉末化する。尚、反応を促進するため、粉砕等によって鉄鋼スラグの比表面積を大きくしておいてもよい。粉砕には粉砕機、ボールミル等、従来粉砕の用途に用いられてきたものを特に限定せずに使用できる。また、鉄鋼スラグの組成を調整するため、別途成分を供給し、又は成分を除去してもよいが、本実施形態においては、鉄鋼スラグに含まれる成分全体を有効に用いることが可能なため、別途成分を添加せずともハイドロ複合体を製造できると考えられる。すなわち、本実施形態においては、従来のように特定成分を除去又は添加した鉄鋼スラグを固体状塩基と混合して下記溶融屑を作製してもよいが、鉄鋼スラグそのもののみを固体状塩基と混合して溶融屑を作製することもできる。尚、従来のように鉄鋼スラグから特定成分を除去する又は鉄鋼スラグに特定成分を添加する工程を有して、さらに本発明を組み合わせることで、さらに効率的にハイドロ複合体を製造することもできる。固体状塩基と混合する原料には、原料全体基準で、ＣａＯが２０質量％以上８０質量％以下含まれていても問題ない。
　＜固体状塩基＞
　固体状塩基は、鉄鋼スラグを適切にアルカリ溶融処理して易溶化可能な物質であれば限定せずに用いることができる。具体的には、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物や炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩等を用いることが好ましく、アルカリ金属水酸化物を用いることがより好ましく、水酸化ナトリウムを用いることが特に好ましい。また、鉄鋼スラグに、固体状塩基をより均一に混合する観点から、固体状塩基は十分に細かく粉砕し、混合した上で、２００℃以上６００℃以下で加熱して、溶融処理を施したものを用いることが好ましい。固体状塩基の粉砕、混合方法については、従来のものを特に限定されずに用いることができる。
　＜溶融屑＞
　溶融屑は、上記鉄鋼スラグを含む原料と固体状塩基とを混合、粉砕したのち溶融処理を施すことによって作製される、粉末状固体である。溶融屑は、上記鉄鋼スラグ（原料）１００質量部に対して、好ましくは固体状塩基が４０質量部以上２００質量部以下添加されてなり、より好ましくは８０質量部以上２００質量部以下添加されてなり、特に好ましくは１２０質量部以上１６０質量部以下添加されてなる。原料と固体状塩基との割合をこのようにすれば、十分に易溶化された溶融屑とすることができ、目的としない副反応を生じさせずに溶融屑とすることができる。
　＜ハイドロ複合体＞
　上記溶融屑を溶媒（溶液）に溶解させて、当該溶液から各種機能物質が得られる。本実施形態にかかる製造方法によって得られるハイドロ複合体には、ハイドロカルマイト、ハイドロガーネット、又はゼオライトが含まれる。これらは上記鉄鋼スラグ由来の成分からなり、鉄鋼スラグ全体が利用されてなる点で従来とは異なる。各ハイドロ複合体を合成する具体的な条件等については、後述する。
　＜ハイドロ複合体の製造方法＞
　以下、本実施形態にかかるハイドロ複合体の製造方法の各工程について詳述する。
　（混合物作製工程Ｓ１）
　混合物作製工程Ｓ１においては、上記鉄鋼スラグを含む原料と固体状塩基とが所定の割合にて混合されて、混合物が作製される。鉄鋼スラグは粉砕されたものを用いることが好ましい。混合の方法については固体同士を混合可能な形態であれば特に限定されない。混合物は、ボールミル等によって混練し、さらに細かく粉砕され、溶融屑作製工程に供される。
　（溶融屑作製工程Ｓ２）
　溶融屑作製工程Ｓ２においては、上記工程Ｓ１で得られた混合物を溶融処理して粉体状の溶融屑を作製する。溶融処理の圧力については、特に限定されない。また、溶融処理の加熱温度についても溶融処理が可能な温度であれば特に限定されないが、反応時間を短縮する観点及び副反応を抑える観点から、１００℃以上１０００℃以下とする。特に２００℃以上８００℃以下とすることが好ましく、５００℃以上７００℃以下とすることがより好ましく、６００℃とすることがさらに好ましい。尚、溶融処理における加熱時間や加熱温度を適宜変更することで、下記ハイドロ複合体生成工程Ｓ３において得られるハイドロ複合体の組成や生成量を変化させることができる。溶融処理の後、冷却することで、鉄鋼スラグ含有成分が易溶化された粉末状の溶融屑が得られる。
　（ハイドロ複合体生成工程Ｓ３）
　ハイドロ複合体生成工程Ｓ３においては、上記工程Ｓ２で得られた溶融屑を溶媒（溶液）に溶解させ、鉄鋼スラグ由来の成分全体を溶解したうえでハイドロ複合体を得る。溶融屑を溶解させる溶媒（溶液）としては、溶融屑を適切に溶解可能なものであれば特に限定されないが、水を用いることが好ましい。水は、蒸留水や脱イオン水等の他、工業用水や海水、河川水、温泉水等の不純物を多く含むものを用いてもよい。工程Ｓ３における、各種ハイドロ複合体にかかる具体的な生成工程（工程Ｓ１３、Ｓ２３、及びＳ３３）について説明する。
　（工程Ｓ１３）
　ハイドロ複合体を合成するにあたり、上記溶融屑を溶解させた溶液を３時間以上、好ましくは２４時間以上４８時間以下熟成することで、ハイドロカルマイトを得ることができる。溶液の濃度については特に限定されないが、溶媒１０ｍＬに対し、溶融屑１ｇ以上３ｇ以下程度とすることが好ましい。本実施形態においては、鉄鋼スラグ成分全体が易溶化されて溶液に溶解しており、別途成分を添加することなく、溶液を熟成するのみでハイドロカルマイトを容易に得ることができ、工程を簡略化可能である。また、溶融屑中に含まれる固体状塩基によって溶液が塩基性となるため、別途塩基性成分を添加せずとも、溶液を適切なｐＨとすることができる。ハイドロカルマイトはカルシウム及びアルミニウムを主成分とし、陰イオン交換能が高く、腐食防止等のための陰イオン捕集材料として好適に用いることができる。
　（工程Ｓ２３）
　ハイドロ複合体を得るにあたり、上記溶融屑を溶解させた溶液を８０℃以上２００℃以下、好ましくは８０℃以上１２０℃以下に加熱して反応させることで、ハイドロガーネットを得ることもできる。溶液の濃度については特に限定されないが、溶媒１０ｍＬに対し、溶融屑１ｇ以上３ｇ以下程度とすることが好ましい。ガーネットはカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、鉄等を含み得るケイ酸塩であり、鉄鋼スラグに含まれる成分を無駄なく利用することができる。工程Ｓ１３と同様、工程Ｓ２３においても、鉄鋼スラグ成分全体が易溶化されて溶液に溶解しており、鉄鋼スラグ成分を無駄なく利用できるとともに、別途成分を添加することなくハイドロガーネットを得ることができる。ハイドロガーネットは高温酸性ガスを吸収・固定化できるという特性を有することから、焼却炉等における有害排ガスの吸収剤、捕捉剤として好適に用いることができる。
　（工程Ｓ３３）
　ハイドロ複合体を得るにあたり、上記溶融屑を溶解させた溶液にキレート剤を添加し、２０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１２０℃以下の反応温度にて反応させることで、ゼオライトを得ることもできる。溶液の濃度については特に限定されないが、溶媒１０ｍＬに対し、溶融屑０．５ｇ以上２ｇ以下程度とすることが好ましい。また、キレート剤は、溶融屑１００質量部に対して、１００質量部以上２５０質量部以下程度添加することが好ましい。ゼオライトは、鉄鋼スラグの含有成分のうち主にアルミニウム成分、ケイ素成分を用いて合成されることから、キレート剤を添加してカルシウム等のその他成分が反応に寄与しないようにしている。本実施形態においては、溶融屑が易溶化されていることから、鉄鋼スラグ全体の成分が溶液中に溶解してイオン化している。従って、固体成分や気体成分から特定成分を除去する場合と比較して、キレート剤を使用することで特定成分を容易に捕集することができ、工程が煩雑化することがない。キレート剤としては、アルミニウム成分、及びケイ素成分以外の成分にかかるイオンを捕集することができるものであれば特に限定されないが、エチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）を用いることが特に好ましい。これにより、特にカルシウム成分を捕集して、反応への寄与を防ぐことができる。キレート剤により捕集されたカルシウム成分は、その後溶液のｐＨ調整することで、容易に回収することができる。
　以上の工程Ｓ１～Ｓ３によって、鉄鋼スラグから各種ハイドロ複合体が製造される。本実施形態においては、鉄鋼スラグを溶融屑の形態として、鉄鋼スラグに含まれる成分全体を易溶化することで、鉄鋼スラグ全体を有効に活用でき、別途成分を添加することなく合成反応に供することができる。以下、実施例により本発明の製造方法、及び当該製造方法により得られるハイドロ複合体について、さらに具体的に詳述する。
　（実施例１：固体状塩基の種類が生成物（溶融屑）に及ぼす影響）
　水砕スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。こうして得られた粉末１０ｇをニッケル製るつぼに入れ、それぞれのるつぼに固体状塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化リチウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物を電気炉により６００℃で６時間加熱溶融し、それぞれの溶融屑を作製した。得られた溶融屑２ｇを蒸留水２０ｍｌに添加し、２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）したのち、各生成物についてＸＲＤ（ＣｕＫαを線源とする粉末Ｘ線回折測定をいう。上記した通り、Ｘ線回折測定装置として、リガク社製ＲＡＤ－Ｃを用い、２θ＝１５～５０度の範囲で、ステップ幅０．２度、保持時間３００秒のステップ操作法により粉末Ｘ線回折測定を行い、回折ピークに係るデータを得た。以下同じ。）による分析を行った。結果を図２（Ａ）に示す。図より、Ｃａｌｃｉｔｅ（カルサイト）、Ｐｏｒｔｌａｎｄｉｔｅ（ポルトランダイト）が生成しており、種類によってその生成度合いが異なることが分かる（ＮｉＯはるつぼに起因するものである。）。
　さらに、同様の条件で得られた生成物を耐圧容器に封入し、電気炉により８０℃で６時間加熱して合成反応を行い、各生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図２（Ｂ）に示す。図より、固体状塩基としてＮａＯＨとＬｉＯＨを用いた場合は、ガーネットの一種であるカトアイトや、ハイドロカルマイトと同様の構造を持つハイドロタルサイトの生成が確認された。一方で固体状塩基としてＫＯＨを用いた場合には、生成物が確認されなかった。
　（実施例２：ＥＤＴＡ添加の効果）
　水砕スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。こうして得られた粉末１０ｇをニッケル製るつぼに入れ、るつぼに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物を電気炉により６００℃で６時間加熱溶融し、溶融屑を作製した。各溶融屑２ｇを０Ｍ、０．１Ｍ、０．２５Ｍ、０．５Ｍのエチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）溶液２０ｍＬに添加し、２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）したのち、各生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図３（Ａ）に示す。図より、０Ｍについては、Ｃａｌｃｉｔｅが生成しているが、ＥＤＴＡ濃度が上がるにつれて、非晶質物質になっていることが分かる（ＮｉＯはるつぼに起因するものである。）。
　さらに、同様の条件で得られた生成物を耐圧容器に封入し、電気炉により１００℃で６時間加熱して合成反応を行い、各生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図３（Ｂ）に示す。図より、加熱前に非晶質物質が得られた０．２５Ｍ及び０．５ＭのＥＤＴＡ溶液中では、ゼオライトＡ、ゼオライトＸ、ハイドロキシソーダライトが確認された。
　図３（Ｂ）に係る結果について詳述すると、０．２５ＭのＥＤＴＡ溶液中では、θ＝６～７°において、ゼオライトＸの（１１１）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝７～８°において、ゼオライトＡの（２００）結晶面に係る回折ピークが現れている。さらに、θ＝２４～２５°において、ハイドロキシソーダライトの（２１１）結晶面に係る回折ピークが現れている。一方、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ゼオライトＸの（１１１）結晶面におけるＸ線回折強度をα３、ゼオライトＡの（２００）結晶面におけるＸ線回折強度をα４、ハイドロキシソーダライトの（２１１）結晶面におけるＸ線回折強度をα５とし、カルサイト（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ３とすると、それぞれの比（α３／β３、α４／β３、又はα５／β３）は　０．５以上１以下となっている。具体的には、α３／β３が、０．８６、α４／β３が、０．８８、α５／β３が、０．５８　となっている。
　２４時間攪拌後の生成物（加熱前）、及び１００℃で６時間加熱した後の生成物（加熱後）につき、溶液中に抽出されたカルシウム量を、ＩＣＰ発光分光法により定量した。結果を表１に示す。カルシウムはゼオライト合成における妨害元素のひとつであるが、キレート剤であるＥＤＴＡの添加により、溶液中に抽出される量が増加し、加熱によりさらに増加していることが分かる。また、加熱を行っても、マスキング効果が維持・促進されていることも分かる。
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　（実施例３：溶融温度の影響）
　水砕スラグ、徐冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下にまで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により２００℃、４００℃、６００℃、又は８００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）して熟成し、それぞれのスラグからの生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図４（Ａ）～（Ｃ）に示す。図４（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、水砕スラグについては溶融温度の影響をあまり受けていないことが分かる。一方で、他のスラグについては、２００℃～４００℃の溶融温度ではスラグ中の結晶質成分が残り、６００℃の溶融温度ではスラグ中の結晶質成分がなくなって、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイトを含む）が最も生成していることが分かる。また、溶融温度を８００℃まで上げると、ハイドロカルマイトが生成し難くなっていることが分かる。
　図４に係る結果について詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図４（Ａ）については、α２／β２＝０．７２～１．０７、図４（Ｂ）については、α２／β２＝０．６０～１．６１　図４（Ｃ）については、α２／β２＝０．７５～１．８２となっている。総じて、α２／β２＝０．６０～１．８２の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．６０～０．７５に含まれるものが多かった。また、図４（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、α１／β１＝０．３１～１．１０となっている。
　さらに、上記と同様の条件で溶融させた溶融屑を、上記と同様の条件で溶液に添加したものについて、２４時間攪拌後、耐圧容器に封入し、８０℃で６時間加熱した。その際の生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図５（Ａ）～（Ｃ）に示す。図５（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、溶融屑の溶融温度について、ハイドロカルマイトと同様の条件でハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が良好に生成することが分かる。以上のことから、ハイドロ複合体へ合成・転換する前の溶融屑の溶融温度は６００℃とすることが最適と考えられる。
　図５に係る結果について詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝　２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、ハイドロカルマイトが生成しているものについて見てみると、図５（Ａ）については、α２／β２＝０．１１～０．３８、図５（Ｂ）については、α２／β２＝０．０７～０．３０、図５（Ｃ）については、α２／β２＝０．１～０．６５となっている。総じて、α２／β２＝０．０７～０．６５の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．１～０．３に含まれるものが多かった。また、図５の結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、図５（Ａ）については、α１／β１＝０．１１～０．３８、図５（Ｂ）については、α１／β１＝０．１～１．０９、図５（Ｃ）については、α１／β１＝１．８５～５．２となっている。総じて、α１／β１＝０．１～５．２となっている。特にα１／β１＝０．６～１．０に含まれるものが多かった。
　（実施例４：固体状塩基添加量の影響）
　水砕スラグ、徐冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下にまで粉砕した。得られた粉末５ｇに水酸化ナトリウムを２、４、５、８、又は１０ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水４０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）し、各生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図６（Ａ）～（Ｃ）に示す。図６（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図から、すべてのスラグにおいて、固体状塩基の添加量の増加とともに、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイトを含む）が良好に生成していることが分かる。また、特に混合比１．６（粉末５ｇに対し、固体状塩基８ｇ添加）の場合に、最も生成することが確認された。一方で、混合比２．０（粉末５ｇに対し、固体状塩基を１０ｇ添加）まで添加量を増加させると、ハイドロカルマイトは生成し難くなることが分かった。
　図６に係る結果について詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図６（Ａ）については、α２／β２＝０．３７～０．８７、図６（Ｂ）については、α２／β２＝０．１１～１．０２、図６（Ｃ）については、α２／β２＝０．５３～３．７８となっている。総じて、α２／β２＝０．１１～３．７８の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．７～０．８に含まれるものが多かった。また、図６（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、ハイドロガーネットが生成しているものについて見てみると、α１／β１＝０．１～７．４９となっている。
　さらに、上記と同様の条件で溶融させた各溶融屑を、上記と同様の条件で溶液に添加したものについて、２４時間攪拌後、耐圧容器に封入し、８０℃で６時間加熱した。その際の生成物についてＸＲＤによる分析を行った。それぞれの結果を図７（Ａ）～（Ｃ）に示す。図７（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、粉末と固体状塩基との混合比が０．８～１．６（粉末５ｇに対し、固体状塩基を４～８ｇ添加）の場合に、ハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が良好に生成していることが分かる。以上のことから、溶融屑におけるスラグ粉末と固体状塩基との混合比は、ハイドロカルマイトでは混合比１．６付近で溶融したもの、ハイドログラッシュラーでは混合比０．８～１．６付近で溶融したものを用いることが最適と考えられる。
　図７に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、ハイドロガーネットが生成しているものについて見てみると、図７（Ａ）についてはα１／β１＝０．１７～０．２７、図７（Ｂ）についてはα１／β１＝０．１～０．３、図７（Ｃ）についてはα１／β１＝０．０８～０．９４となっている。総じて、α１／β１＝０．０８～０．９４の範囲となっている。特に、α１／β１＝０．１５～０．１８に含まれるものが多かった。また、図７（Ａ）、（Ｂ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、ハイドロカルマイトが生成しているものについて見てみると、図７（Ａ）については、α２／β２＝０．４６～１．２３、図７（Ｂ）については、α２／β２＝０．１～１．３２となっている。総じて、α２／β２＝０．１～１．３２の範囲となっている。特に、α２／β２＝１．２～１．３に含まれるものが多かった。
　（実施例５：固液比の影響）
　水砕スラグ、除冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水４０、８０、又は１６０ｍＬ（４、８、又は１６ｍＬ／ｇ‐混合物）に添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）し、各生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図８（Ａ）～（Ｃ）に示す。図８（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図から、４ｍＬ／ｇ‐混合物のように、蒸留水が少ない場合は、水砕スラグ及び除冷スラグからカルサイトが、一方転炉スラグからはハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が生成し、８及び１６ｍＬ／ｇの蒸留水の量でハイドロカルマイトが生成することがわかる。
　図８に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、ハイドロカルマイトが生成しているものについて見てみると、図８（Ａ）については、α２／β２＝０．１１～０．６７、図８（Ｂ）については、α２／β２＝０．１～０．５４、図８（Ｃ）については、α２／β２＝０．４１～２．３３となっている。総じて、α２／β２＝０．１～２．３３の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．４～０．５に含まれるものが多かった。また、図８（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、α１／β１＝０．１４～４．８９となっている。
　さらに、上記と同様の条件で溶融させた各溶融屑を、上記と同様の条件で各溶液に添加したものについて、２４時間攪拌後、耐圧容器に封入し、８０℃で６時間加熱した。その際の生成物についてＸＲＤによる分析を行った。それぞれの結果を図９（Ａ）～（Ｃ）に示す。図９（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、水砕、徐冷スラグからはハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が、ハイドロカルマイトと同様の条件で良好に生成することがわかる。一方、転炉スラグについてはすべての条件でハイドログラッシュラーが生成することがわかる。図９に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図９（Ａ）については、α２／β２＝０．３２～０．８４、図９（Ｂ）については、α２／β２＝０．１５～１．１２、図９（Ｃ）については、α２／β２＝０．２７～０．３１となっている。総じて、α２／β２＝０．１５～１．１２の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．２～０．４に含まれるものが多かった。また、図９に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、ハイドロガーネットが生成しているものについて見てみると、図９（Ａ）については、α１／β１＝０．４７～１．５１、図９（Ｂ）については、α１／β１＝０．１～１．１３、図９（Ｃ）については、α１／β１＝２．４１～４．０となっている。総じて、α１／β１＝０．１～４．０の範囲となっている。特に、α１／β１＝０．９～１．２に含まれるものが多かった。
　（実施例６：攪拌速度の影響）
　水砕スラグ、除冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌した。攪拌速度は０、３５０、７００、又は１４００ｒｐｍとした。それぞれの生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図１０（Ａ）～（Ｃ）に示す。図１０（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、０ｒｐｍでもハイドロカルマイトが生成することが分かる。また、１４００ｒｐｍまで上がるとハイドロカルマイトは生成しにくくなっており、転炉スラグからはハイドログラッシュラーが生成していることが確認された。
　図１０に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図１０（Ａ）については、α２／β２＝１．０７～１．８１、図１０（Ｂ）については、α２／β２＝０．９４～２．１２、図１０（Ｃ）については、α２／β２＝０．９５～３．８９となっている。総じて、α２／β２＝０．９４～３．８９の範囲となっている。特に、α２／β２＝１．０～２．１に含まれるものが多かった。また、図１０（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、α１／β１＝０．８３～５．１となっている。
　さらに、上記と同様の条件で溶融させた溶融屑を、上記と同様の条件で溶液に添加したものについて、各条件にて２４時間攪拌した後、耐圧容器に封入して、８０℃で６時間加熱した。その際の生成物についてＸＲＤによる分析を行った。それぞれの結果を図１１（Ａ）～（Ｃ）に示す。図１１（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、攪拌速度に関わらず、ハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が良好に生成していることが分かる。
　図１１に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図１１（Ａ）については、α２／β２＝０．１６～０．３２、図１１（Ｂ）については、α２／β２＝０．２０～０．４０、図１１（Ｃ）については、α２／β２＝０．４～０．６となっている。総じて、α２／β２＝０．１６～０．６の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．３～０．４に含まれるものが多かった。また、図１１に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、図１１（Ａ）については、α１／β１＝０．７８～１．３６、図１１（Ｂ）については、α１／β１＝１．１９～２．０、図１１（Ｃ）については、α１／β１＝２．６３～６．６３となっている。総じて、α１／β１＝０．７８～６．６３の範囲となっている。特に、α１／β１＝１．１～１．３に含まれるものが多かった。
　（実施例７：攪拌時間の影響）
　水砕スラグ、除冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で各所定時間攪拌（７００ｒｐｍ）した。攪拌時間はそれぞれ５分（下記図中では０ｈと表記）、３、６、１２、２４、又は４８時間とした。それぞれの生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図１２（Ａ）～（Ｃ）に示す。図１２（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、攪拌時間とともにＰｏｒｔｌａｎｄｉｔｅ（ポルトランダイト）がなくなりハイドロカルマイトが生成することが分かる。また、水砕、徐冷スラグでは２４時間、転炉スラグでは６時間でハイドロカルマイトが最も生成することが分かった。
　図１２に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、ハイドロカルサイトが生成しているものについて見てみると、図１２（Ａ）については、α２／β２＝０．１～１．８１、図１２（Ｂ）については、α２／β２＝０．１～１．５５、図１２（Ｃ）については、α２／β２＝０．５８～５．９５となっている。総じて、α２／β２＝０．１～５．９５の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．６～１．５に含まれるものが多かった。また、図１２（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、α１／β１＝０．４２～１．８３となっている。
　さらに、上記と同様の条件で溶融させた溶融屑を、上記と同様の条件で溶液に添加したものについて、各時間条件にて２４時間攪拌した後、耐圧容器に封入して、８０℃で６時間加熱した。その際の生成物についてＸＲＤによる分析を行った。それぞれの結果を図１３（Ａ）～（Ｃ）に示す。図１３（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、ハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）は、ハイドロカルマイトとは異なり、３時間以上の攪拌で良好に生成することが分かった。
　図１３に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図１３（Ａ）については、α２／β２＝０．１９～０．５７、図１３（Ｂ）については、α２／β２＝０．２５～０．４９、図１３（Ｃ）については、α２／β２＝０．３～０．６９となっている。総じて、α２／β２＝０．１９～０．６９の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．２～０．５に含まれるものが多かった。また、図１３に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、図１３（Ａ）については、α１／β１＝０．４７～１．２７、図１３（Ｂ）については、α１／β１＝０．７９～１．７９、図１３（Ｃ）については、α１／β１＝２．２４～４．９２となっている。総じて、α１／β１＝０．４７～４．９２の範囲となっている。特に、α１／β１＝１．２～３．３に含まれるものが多かった。
　（実施例８：加熱温度の影響）
　水砕スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）した後、耐圧容器に封入し、８０、１００、１２０、１５０、又は１８０℃で６時間加熱し生成物を得た。それぞれの生成物についてＸＲＤによる分析を行った。結果を図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１４（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、ハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）は低い温度で良好に生成することが分かる。また、転炉スラグでは温度が高い場合にＰｏｒｔｌａｎｄｉｔｅが生成することが確認された。
　図１４（Ａ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、α２／β２＝０．１９～２．６となっている。また、図１４（Ａ）、（Ｂ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、図１４（Ａ）については、α１／β１＝０．３７～０．５３、図１４（Ｂ）については、α１／β１＝０．５０～８．１となっている。総じて、α１／β１＝０．３７～８．１の範囲となっている。特に、α１／β１＝０．３～０．５に含まれるものが多かった。
　（実施例９：加熱温度、加熱時間の影響）
　水砕スラグ、除冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）した後、耐圧容器に封入し、８０、又は１８０℃で０、０．５、１、２又は４時間加熱し生成物を得た。それぞれの生成物についてＸＲＤによる分析を行った。加熱温度８０℃にかかる結果を図１５（Ａ）～（Ｃ）に、加熱温度１８０℃にかかる結果を図１６（Ａ）～（Ｃ）に示す。（Ａ）が水砕スラグ、（Ｂ）が徐冷スラグ、（Ｃ）が転炉スラグにかかる結果である。図より、加熱温度が高温であるほど早くハイドロカルマイトが減少し、ハイドログラッシュラー（ハイドロガーネット）が生成することが分かった。
　図１５に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、図１５（Ａ）については、α２／β２＝０．１１～１．６１、図１５（Ｂ）については、α２／β２＝０．１９～２．６、図１５（Ｃ）については、α２／β２＝０．２０～５．４８となっている。総じて、α２／β２＝０．１１～５．４８の範囲となっている。特に、α２／β２＝１．３～１．９に含まれるものが多かった。また、図１５に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、ハイドロガーネットが生成しているものについて見てみると、図１５（Ａ）については、α１／β１＝０．１～０．９９、図１５（Ｂ）については、α１／β１＝０．１～１．３、図１５（Ｃ）については、α１／β１＝０．９７～５．４５となっている。総じて、α１／β１＝０．１～５．４５の範囲となっている。特に、α１／β１＝０．１～１に含まれるものが多かった。
　図１６（Ａ）、（Ｂ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイト（ハイドロタルサイト）の（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、ハイドロカルマイトが生成しているものについて見てみると、図１６（Ａ）については、α２／β２＝０．０７～０．２７、図１６（Ｂ）については、α２／β２＝０～１．１９、図１６（Ｃ）については、α２／β２＝０～０となっている。総じて、α２／β２＝０．０７～１．１９の範囲となっている。特に、α２／β２＝０．１～０．８に含まれるものが多かった。また、図１６に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、ハイドロガーネットが生成しているものについて見てみると、図１６（Ａ）については、α１／β１＝０．４～１．０７、図１６（Ｂ）については、α１／β１＝０．１～２．２９、図１６（Ｃ）については、α１／β１＝３．１～９．２となっている。総じて、α１／β１＝０．１～９．２の範囲となっている。特に、α１／β１＝０．４～１．１に含まれるものが多かった。
　（実施例１０：最適条件でのハイドロカルマイトへの転換）
　水砕スラグ、除冷スラグ、又は転炉スラグを粉砕機により１ｍｍ以下まで粉砕した。得られた粉末１０ｇに水酸化ナトリウムを１６ｇ添加し、粉砕・混合した。得られた混合物をニッケル製るつぼに入れ、電気炉により６００℃で６時間加熱溶融した。溶融後の溶融屑を蒸留水８０ｍＬに添加し、室温で２４時間攪拌（７００ｒｐｍ）した。それぞれについて、未処理のスラグ、溶融屑、及びそれぞれの生成物についてＸＲＤによる分析、ＳＥＭによる表面観察を行った。結果を図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）～図１９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。図１７が水砕スラグ、図１８が除冷スラグ、図１９が転炉スラグにかかる結果であり、（Ａ）が未処理のスラグ、（Ｂ）が溶融屑、（Ｃ）が２４時間攪拌後生成物にかかる結果である。図から分かるように、スラグはすべて異なる鉱物組成、形状を持つが、溶融により溶解しやすいナトリウム塩になり、最終的に水砕、徐冷スラグからは六角形のハイドロカルマイトが、転炉スラグからは異なるハイドロガーネットが生成した。生成した各ハイドロ複合体は、すべて結晶性が良好であった。
　図１７（Ｃ）に係る結果について詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、α２／β２＝　２．１４となっている。また、図１８（Ｃ）に係る結果について詳述すると、θ＝１１～１２°において、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度をα２、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ２とすると、その比（α２／β２）は、α２／β２＝１．８３となっている。さらに、図１９（Ｃ）に係る結果についてさらに詳述すると、θ＝３２～３３°において、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面に係る回折ピークが現れている。また、θ＝２９～３０°において、カルサイトの（１０４）結晶面に係る回折ピークが現れている。ここで、ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度をα１、カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度をβ１とすると、その比（α１／β１）は、α１／β１＝０．３１となっている。
　以上より、本発明に係る製造方法によれば、鉄鋼スラグを有価なハイドロ複合体へと転換させることができる。以下、本発明に係るハイドロ複合体の性能及び用途の一例について説明する。
　（実施例１１：原料と生成物との陰イオン吸着性能の比較）
　鉄鋼スラグと、鉄鋼スラグから得られた本発明に係るハイドロ複合体との性能を評価した。具体的には、原料として用いた種々の鉄鋼スラグ（raw material）と、当該鉄鋼スラグから得られたハイドロカルマイト（product）と、について、所定の陰イオンに対する吸着試験を行い、その性能を評価した。尚、ハイドロカルマイトについては、実施例１０と同様の方法によって、得られたものを用いた。すなわち、水砕スラグと水砕スラグから得られたハイドロカルマイトとの比較、及び、徐冷スラグと徐冷スラグから得られたハイドロカルマイトとの比較を行った。
　評価試験は、下記の通りに行った。すなわち、吸着試験に供する試料を、０．１ｇ用意し、用意した試料に対してそれぞれ１ｍＭの陰イオン溶液１０ｍＬを加え、１２時間振盪することによって、それぞれの陰イオン吸着能を評価した。
　陰イオン吸着試験に係る結果について、図２０、図２１に示す。また、参考として、ハイドロカルマイトの試薬を用いた場合の陰イオン吸着性能について図２２に示す。図２０、図２１については、（Ａ）が鉄鋼スラグそのもの（raw material）、（Ｂ）が得られたハイドロカルマイト（product）に係る結果である。
　図２０、図２１に示すように、本発明に係る製造方法を用いて、鉄鋼スラグをハイドロカルマイトへと転換することで、ハイドロカルマイトの試薬へと吸着性能が近づいていることがわかる。特に、鉄鋼スラグから得られた生成物は、リン酸イオンに対して特に選択的に吸着能の向上が確認された。すなわち、本発明によれば、従来、陰イオン吸着体として用いられていなかった鉄鋼スラグを、種々の陰イオンを吸着可能なハイドロ複合体へと転換させることができ、当該ハイドロ複合体は、化学プラント内における吸着剤や、或いは、排ガス処理設備、排水処理設備の浄化剤等として、種々の産業に適用できるものと考えられる。特に、リン酸イオンが原因となる水質汚染に対して特に効果的に機能する水質浄化剤等として好適に利用できるものと考えられる。
　鉄鋼スラグから得られたゼオライトやハイドロガーネットについても同様であり、ゼオライトについては、例えば水質浄化剤，土壌改良剤等として用いることができ、ハイドロガーネットについては、例えば塩化水素ガス固定化剤等として用いることができる。
　以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイドロ複合体の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
　本発明によれば、鉄鋼スラグから、成分の添加や複雑な処理工程を必要とせずに、ゼオライトやハイドロガーネット等のハイドロ複合体を製造することができる。従って、鉄鋼スラグの新規用途、新規処理方法として有用である。また、スラグ全体の再利用により、ゼロエミッションを達成でき、循環型社会へ大きく貢献し得る。

Claims (16)

  1. 鉄鋼スラグから製造され、
    ハイドロガーネット及びカルサイトを含み、
    Ｘ線回折測定により得られた、前記ハイドロガーネットの（４２０）結晶面におけるＸ線回折強度（α１）と、前記カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β１）との比（α１／β１）が、０．０５以上２００以下である、
    ハイドロ複合体。
  2. 前記比（α１／β１）が、０．０５以上１０以下である、請求の範囲第１項に記載のハイドロ複合体。
  3. 鉄鋼スラグから製造され、
    ハイドロカルマイト及びカルサイトを含み、
    Ｘ線回折測定により得られた、前記ハイドロカルマイトの（１０２）結晶面におけるＸ線回折強度（α２）と、前記カルサイトの（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β２）との比（α２／β２）が、０．０５以上２００以下である、
    ハイドロ複合体。
  4. 前記比（α２／β２）が、０．０５以上１０以下である、請求の範囲第３項に記載のハイドロ複合体。
  5. 鉄鋼スラグから製造され、
    少なくともゼオライトＸ、ゼオライトＡ、カルサイト、及びハイドロキシソーダライトを含む、
    ハイドロ複合体。
  6. Ｘ線回折測定により得られた、前記ゼオライトＸの（１１１）結晶面におけるＸ線回折強度（α３）、前記ゼオライトＡの（２００）結晶面におけるＸ線回折強度（α４）、又は前記ハイドロキシソーダライトの（２１１）結晶面におけるＸ線回折強度（α５）と、前記カルサイト（１０４）結晶面におけるＸ線回折強度（β３）とのそれぞれの比（α３／β３、α４／β３、又はα５／β３）が０.５以上２００以下である、請求の範囲第５項に記載のハイドロ複合体。
  7. 前記比（α３／β３、α４／β３、又はα５／β３）が、０．５以上１以下である、請求の範囲第６項に記載のハイドロ複合体。
  8. 鉄鋼スラグに含まれるすべての成分から製造される、請求の範囲第１項～第７項のいずれかに記載のハイドロ複合体。
  9. 鉄鋼スラグを含有する原料に、固体状塩基を添加・混合し、混合物を作製する、混合物作製工程と、
    　前記混合物作製工程で得られた前記混合物を、１００℃以上１０００℃以下の温度で溶融させ溶融屑を作製する、溶融屑作製工程と、
    　前記溶融屑作製工程で得られた前記溶融屑を、溶媒に添加して溶液とし、該溶液からハイドロ複合体を生成させる、ハイドロ複合体生成工程と、
    を有する、ハイドロ複合体の製造方法。
  10. 前記原料には、カルシウム成分がＣａＯ換算で、２０質量％以上８０質量％以下含有される、請求の範囲第９項に記載のハイドロ複合体の製造方法。
  11. 前記混合物作製工程において、前記原料１００質量部に対し、前記固体状塩基を、４０質量部以上２００質量部以下添加・混合する、請求の範囲第９項又は第１０項に記載のハイドロ複合体の製造方法。
  12. 前記固体状塩基がアルカリ金属水酸化物又はアルカリ金属炭酸塩のいずれかである、請求の範囲第９項～第１１項のいずれかに記載のハイドロ複合体の製造方法。
  13. 前記ハイドロ複合体生成工程において、前記溶液を３時間以上熟成し、ハイドロカルマイトを得る、請求の範囲第９項～第１２項のいずれかに記載のハイドロ複合体の製造方法。
  14. 前記ハイドロ複合体生成工程において、前記溶液を８０℃以上２００℃以下に加熱して、ハイドロガーネットを得る、請求の範囲第９項～第１２項のいずれかに記載のハイドロ複合体の製造方法。
  15. 前記ハイドロ複合体生成工程において、前記溶液にキレート剤を添加したのち２０℃以上２００℃以下に加熱することで、ゼオライトを得る、請求の範囲第９項～第１２項のいずれかに記載のハイドロ複合体の製造方法。
  16. 前記キレート剤がエチレンジアミン四酢酸塩である、請求の範囲第１５項に記載のハイドロ複合体の製造方法。
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