JP2002087816A - 石膏ボード廃材の焼成ならびに処理方法 - Google Patents
石膏ボード廃材の焼成ならびに処理方法Info
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Abstract
を分解させることなく行う方法を提供する。 【解決手段】 石膏ボード廃材を石膏部分と紙部分とに
分離し、石膏部分をセメントクリンカ焼成用のロータリ
ーキルンにおいて、600〜900℃で焼成することに
より、無水石膏として回収する焼成方法ならびに、紙部
分をセメントクリンカ焼成用のサスペンションプレヒー
タまたはロータリーキルンに給養する石膏ボード廃材の
紙部分の処理方法である。
Description
石膏部分から、リサイクル無水石膏を回収する方法およ
び同時に発生する石膏ボード廃材の紙部分の処理方法に
関するものである。
にその使用量を伸ばし、年間の使用量は、約500万t
に達している。最近では、老朽化したビルや住宅の解体
などにより、石膏ボード廃材が大量に排出され、今後排
出量は、さらに増大することが予想される。
ント原料への再利用が期待されているが、ボード表面を
おおう質量比7〜10%の紙の混入が問題となる。この
紙の混入を防ぐ手段として、石膏ボード廃材の紙と石膏
を機械的に分離し、二水石膏を回収する方法および石膏
ボード廃材を焼成して、無水石膏を回収する方法があ
る。
ト用の二水石膏として使用した場合、セメントの強度低
下および凝結時間が遅延し、単味使用は不可能である。
一方、分離した紙の処分も問題となる。後者は、通常の
手段で焼成すると、石膏ボード廃材の紙部分の燃焼によ
り、紙周辺の石膏が分解し、大量のSOx発生が問題と
なる。
水石膏を回収するために、石膏ボード廃材に含まれる紙
部分を除去する手段として、焼成による方法が考えられ
るが、紙部分の燃焼により、紙周辺の石膏が一時的に高
温にさらされるため、石膏の分解が起こり、大量のSO
xが発生する。したがって本発明の目的は、石膏ボード
廃材を石膏部分と紙部分とに分離し、それぞれ別々に処
理することにより、上記の課題を解決しつつ、無水石膏
を回収する方法を提供することである。
は、石膏ボード廃材を石膏部分と紙部分とに分離後、石
膏部分をセメントクリンカ焼成用のロータリーキルンに
おいて、600〜900℃で焼成することにより、無水
石膏として回収する焼成方法ならびに、紙部分をセメン
トクリンカ焼成用のサスペンションプレヒータまたはロ
ータリーキルンに給養する石膏ボード廃材の紙部分の処
理方法を確立したことにより達成される。
シャー等でせん断力を加えることにより、容易に石膏部
分と紙部分とに分離することができ、この石膏部分から
無水石膏を回収するためには、石膏の形態,粒度および
燃焼時間によって異なるが、350〜400℃以上での
加熱が必要となる。一方、加熱による石膏の分解は、約
950℃から起こることが知られており、無水石膏を回
収するためには、ロータリーキルンの焼成温度を600
〜900℃の範囲に維持する必要がある。
と紙部分とに分離せずに焼成した場合、紙部分の燃焼時
に周辺の石膏が、一時的に1000℃以上の雰囲気にさ
らされるため、ロータリーキルンの焼成温度を600〜
900℃の範囲に維持していても、石膏の分解およびそ
れに起因するSOxの発生を避けることはできない。
は、紙部分のみをサスペンションプレヒータまたはロー
タリーキルンで焼成する方法およびセメントクリンカ焼
成時にサスペンションプレヒータまたはロータリーキル
ンより給養する方法が挙げられる。
分をSO2換算で約2500mg/kg含有しているた
めに、燃焼に伴うSOxの発生を避けることはできず、
前者の処理方法(紙部分のみの焼成)では、SOxの規
制値以内となるように、処理量の調整,S分の少ない燃
料の使用,脱硫設備の設置等を検討する必要がある。
同時焼成)では、脱硫設備を設置する必要はない。これ
は、セメント原料の約65%がCaCO3であるため
に、サスペンションプレヒータ内が、脱硫率95%以上
の有効な脱硫設備としての作用を持つためである。
料に取り込まれたSOxは、ロータリーキルンにおい
て、セメント原料と共に約1450℃で焼成され、セメ
ントクリンカ中では、硫酸アルカリとして存在する。セ
メント製造工程において、ポルトランドセメントは、セ
メントクリンカに凝結調整剤として、二水石膏をSO3
量で1.5〜2.5%添加後、粉砕することにより、製
造されるが、SOx吸着に伴うセメントクリンカ中の硫
酸アルカリもポルトランドセメント中では二水石膏と同
様の働きをすることが知られており、ポルトランドセメ
ントの品質に悪影響を及ぼさないばかりではなく、二水
石膏の使用量削減に寄与する。
000kJ/kgの発熱量を持つために、補助燃料とし
て、充分使用可能である。紙部分を補助燃料として使用
する場合には、キルンバーナーから主燃料とともにキル
ン内に吹き込むことが好ましく、燃焼効率を上げるため
には、紙部分を20mm角程度に破砕することがより好
ましい。
材中の紙部分の処理方法は、紙が本来持つ発熱量を補助
燃料として利用し、さらにセメントクリンカ焼成時に処
理する方法では、燃焼により発生したSOxを硫酸アル
カリとして、セメントクリンカ中に取り込み、ポルトラ
ンドセメントの凝結調整剤として、再利用するものであ
る。
カ焼成時に処理する方法では、石膏ボード廃材は解砕の
際に、石膏部分と紙部分とを完全に分離する必要はな
く、紙に多少の石膏が付着していても問題はない。これ
は、紙部分に残存する石膏もロータリーキルン内でセメ
ントクリンカ中に取り込まれ、ポルトランドセメントの
凝結調整剤として再利用されるためである。また、石膏
の分解よって発生したSOxは、サスペンションプレヒ
ータ内のセメント原料によって脱硫されるので問題はな
い。
は、SOx発生量抑制のため、石膏部分と紙部分をでき
るだけ分離することが好ましく、処理の際には、残存石
膏部分の分解に起因するSOxの発生を考慮して、SO
xの規制値以内となるように、処理量の調整,S分の少
ない燃料の使用,脱硫設備の設置等を検討する必要があ
る。
石膏ボード廃材(厚さ9〜12mm、紙の割合は7wt
%)をロール型クラッシャーで解砕後、目開き100m
mの振動篩で篩い分けすることにより、石膏部分(篩
下)と紙部分(篩上)とに分離した。
部分については、15t/hの割合でサスペンションプ
レヒータ上部から給養し、ロータリーキルンにて焼成を
行い(実施例1,2および比較例1)、紙部分について
は、セメントクリンカ焼成時に2t/hの割合でサスペン
ションプレヒータ最下段から給養し、処理を行った。
(実施例3)また、比較として、ロール型クラッシャー
で解砕のみを行った石膏ボード廃材を本発明の方法を用
いて、15t/hの割合でサスペンションプレヒータ上
部から給養し、ロータリーキルンにて焼成を行った。
(比較例2,3)
気風車出口の風管部分において、排ガス中のSO2濃度
を測定するとともに、実施例1,2および比較例1〜3
においては、グレードクーラ出口にて、焼成品のサンプ
リングを行った。また、上記焼成品については、150
μmアンダーとなるまで粉砕し、粉末X線回折による石膏
形態の確認、および「CAJS 1−01(セメント協
会標準試験方法)」の規定にしたがって、遊離カルシウ
ム量の測定を行った。表1に焼成時のSO2発生量およ
び焼成品の遊離カルシウム量測定結果を示す。
とは、サスペンションプレヒータ排気風車出口の風管部
分において、実測した値であり、「燃料」とは、燃料と
して使用した、重油中のS含有量(0.5%)と焼成時
の燃料使用量および排ガス量から算出した、燃料に起因
する理論上のSO2発生量であり、「給養物」とは、
「測定値」から「燃料」を差し引いた値、すなわち、給
養物の燃焼に起因すると考えられるSO2発生量であ
る。
を粉末X線回折で確認したところ、比較例2以外は、全
て無水石膏であり、比較例2については、その殆どが無
水石膏であったが、極微量の半水石膏も含まれていた。
によって生成された酸化カルシウム量を示しており、石
膏ボード廃材焼成中の石膏の分解に起因するSOx発生
量を知る目安となる。
は、0%であり、本発明による焼成方法および焼成温度
では、石膏の分解がほとんど起こっていないことが判
る。しかし、本発明の温度範囲を外れている、比較例1
および石膏部分と紙部分との分離を行っていない、比較
例2,3では、石膏の分解が起こっており、石膏の分解
による相当量のSOxの発生が考えられる。
プレヒータ排気風車出口の風管部分において、測定した
排ガス中のSO2は、その全てが燃料に起因するもので
あり、焼成品の遊離カルシウム量測定結果と良く一致し
ている。また、本発明の温度範囲を外れている比較例1
では、石膏の分解に伴うSO2の発生が、比較例2,3
では、石膏の分解および紙の燃焼に伴うSO2の発生が
みられる。
に、セメントクリンカ焼成用のサスペンションプレヒー
タの最下段部より給養する処理方法(実施例3)では、
燃料および紙の燃焼に伴い発生するSO2の大部分が、
プレヒータ内でセメント原料中のCaCO3により、脱
硫されていることが判る。
ド廃材石膏部分の焼成方法(実施例1,2)は、石膏を
分解させることなく、無水石膏を回収できることがで
き、焼成時に発生するSOxは、燃料に起因するものだ
けであり、LNGのように、S分を含まない燃料を使用
すれば、焼成中にSOxの発生は無い。
処理する方法(実施例3)では、燃焼による処理の際、
SOxの発生が免れない石膏ボード廃材の紙部分をセメ
ントクリンカ焼成時に、セメントクリンカ焼成用のサス
ペンションプレヒータの最下段部から給養することによ
り、セメント原料が発生したSOxの95%以上を脱硫
する。
Oxの発生を抑制しつつ、リサイクル無水石膏の回収が
可能であり、脱硫設備を持たないセメント工場において
は、紙部分の処理をセメントクリンカ焼成時に行うこと
により、石膏ボード廃材の処理とリサイクル無水石膏の
回収とを環境に負荷をかけること無く行えることは、明
らかである。
ード廃材を石膏部分と紙部分とに分離し、それぞれ別々
に焼成および処理することにより、石膏ボード廃材の大
量処理とセメント原料への再利用が可能となり、廃棄物
処理に量的質的に多大に貢献をする点、および石膏の分
解によるSOx発生の抑制が出来るため、環境低負荷型
の焼成方法である点など、本発明の効果は極めて大き
い。
Claims (2)
- 【請求項1】 石膏ボード廃材を石膏部分と紙部分とに
分離後、石膏部分をセメントクリンカ焼成用のロータリ
ーキルンにおいて、600〜900℃で焼成することに
より、無水石膏として回収する焼成方法。 - 【請求項2】 請求項1で分離された石膏ボード廃材の
紙部分をセメントクリンカ焼成用のサスペンションプレ
ヒータまたはロータリーキルンに給養する石膏ボード廃
材の紙部分の処理方法。
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