JP2003181412A - アスベストの無害化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バインダーとして、膨大な量のCaOを新たに必
要とせず、電気炉等を新たに利用することなく、低コス
トで有害なアスベストを処理する方法を提供する。 【解決手段】汚泥、鉱滓、燃え殻、プリント基板、パッ
ト屑，廃触媒、金属屑、廃ショット、研削屑、ダストな
どの産業廃棄物を横型炉の片側から装入し、該片側に設
けられたバーナー（２）により溶融し、反対側に形成さ
れた湯溜り部（５）にスラグ浴（６）を形成するととも
に、反対側の天井部からアスベストをスラグ浴に投入
（８）して、スラグ浴（６）中に溶解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はアスベストの無害化処理方法に関
するものであり、さらに詳しく述べるならばスラグ化リ
サイクル溶融炉を利用したアスベストの無害化処理方法
に関するものである。

【０００２】アスベストは、クリソタイル(Mg₃Si₈O₅(O
H)₄)−融点１５２１℃―、クロシドライト(Na₂Fe₅Si₈O
₂₂(OH)₄)―融点１１９３℃―、及びアモサイト((FeMg)₆
Si₈O_{2 2}(OH)₂)の総称である。クロシドライトは毒性が強
いためにほとんど使用されていない。アスベストは発ガ
ン性があるために、そのまま土中に埋めるのではなく、
各種処理法が提案されている。

【０００３】

【従来の技術】特許第３０８５９５９号公報によると、
SiO₂ よりもCaOの含有量が多い水処理汚泥を塩基度調整
剤兼バインダーとしてアスベストに混合して成形した混
合物を、炭素系可燃物質を燃料とする高温炉床に供給し
て加熱溶融する方法が提案されている。アスベストを、
例えば１０８０〜１１４０℃（表２）で溶融してスラグ
を生成している。この提案ではCaO/SiO₂比率を約１に調
整すると、十分に融点が降下することを利用してスラグ
を生成している。

【０００４】特開平７−１７１５３６号公報は密閉型電
気炉によりシュートを介して袋中に入れられたアスベス
トを溶解する方法を提案しており、アスベストは飛散せ
ずに電気炉内に形成されたスラグ浴に潜投され一部が溶
解され、残部は被覆層としてスラグ浴を覆っている。こ
の方法では、スラグ浴の組成は特に説明されておらず、
また被覆層のアスベストはそのままでは無害化されてい
ないので、再処理が必要である。

【０００５】特許第３１２０３０８号はアスベストにCa
F₂源を加えて溶解し、ガラス質とする方法を提案してい
る。ガラス質凝固物は破砕して路盤充填材、埋立て材と
して活用される。

【０００６】アスベストを１２５０℃の温度を有する銅
製錬スラグ（ファイヤライト（Fe₂SiO ₄）スラグ）に、
スラグの顕熱のみで溶解させる研究が発表されている
（資源素材学会１９９６年秋季大会講演集第５０〜５３
頁）。この研究によると、クリソタイルは1200℃で6.5
質量% まで、1300℃では 15質量%まで溶解する；クロシ
ドライトは任意の割合で溶解するとの結果が得られてい
る。溶解後は元のアスベストのX線回折ピークが認めら
ない。

【０００７】産業廃棄物の無害化及び銅二次原料からの
有価物の回収は、例えば本願の図１に示す処理法で行わ
れる。このフローに示されたとおり、汚泥、鉱さい、燃
え殻、プリント基板（以下「汚泥等」と総称する）をリ
サイクルの対象としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特許第３０８５９５９
号の方法ではアスベストそのものを処理する方法でな
く、バインダーを利用する方法であるために、処理コス
トが嵩む。CaO/SiO₂ ≒1とするためには、膨大な量のCa
Oが必要となるために、この熱的に不利である。特開平
７−１７１５３６号公報は、電気炉を利用するために、
高価な電力を多量に必要とする。この公報はアスベスト
の融点以上の高温例えば１，５００℃の高温を作り出す
ために膨大な電力を消費する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するものであり、汚泥、鉱滓、燃え殻、プリン
ト基板、パット屑，廃触媒、金属屑、廃ショット、研削
屑、ダストなどの産業廃棄物を横型炉に装入し、該炉に
設けられたバーナーにより溶融し、湯溜り部にスラグ浴
を形成するとともに、アスベストをスラグ浴に投入し
て、スラグ浴中に溶解することを特徴とするアスベスト
の無害化処理方法に関するものである。

【００１０】以下、本発明を詳しく説明する。反射炉で
処理する産業廃棄物につき先ず説明する。「汚泥」は脱
水汚泥、めっき汚泥、研磨汚泥、下水汚泥などである。
脱水汚泥はCa,Feを主成分とする。めっき汚泥は Cu,Fe,
S, Caを主成分とする。燃え殻は焼却残渣等である。プ
リント基板はCuとプラスチックから構成される。鉱滓は
Al₂O₃粉等、パット屑はブレーキパッド等である。廃シ
ョットはショットブラスト用投射粒等の廃材である。ダ
ストは煤塵である。被処理物が有価金属を含有する場合
は硫化鉄を添加してマットを生成し、有価金属をマット
中に捕捉することができる。なお、上記汚泥等以外にも
スラグとして再利用可能な産業廃棄物を処理することが
できる。

【００１１】次に横型炉例えば、反射炉のスラグについ
説明する。スラグの基本成分はCaO-SiO₂-FeO３成分系で
あり、これに、MgO.Al₂O₃などが少量含有されている。
汚泥等の組成は発生源により大きく変動する。例えば、
汚泥等のCaOはほぼ０質量％から約７０質量％、SiO₂は
約０から８０質量％の範囲で変動する。実際の処理では
数箇所の発生源からの汚泥等を調合して処理されるため
に、スラグ組成はおよそ8〜12質量％CaO−28〜35質量％
SiO₂ −20〜35質量％Feの範囲となる。

【００１２】上記した組成は非鉄製錬上最も基本的なFe
Ox-CaO-SiO₂系であり、教科書、論文（例えば「講座・
現代の金属学製錬編２「非鉄金属製錬」昭和５７年７月
１０日発行第２刷、第６２頁、資源と素材学会２００１
年秋季大会講演D4-21,D4-22」）などで解説されてい
る。本発明者はこれら従来の知見を参照して当スラグが
次の特長を持つことを考察した。 (イ)リサイクル炉スラグの酸素分圧P _O2 は＜10^-10 atm
程度であり、CaOの含有と上記低い酸素分圧に起因してC
aO−Fe/SiO₂系状態図（前掲講演D4-21の図５、本書に図
2として引用、但し一部化合物名を付記）における液相
面が拡大している。 (ロ)前記秋季大会講演D4-22,図10−本書に図３として引
用、ただし一部化合物名付記−に示す通りFe/SiO₂ は0.
7 〜1.2,CaOは８〜１２％であり、SiO₂飽和側に近い。
従ってアスベストの主成分であるMgOが入っても液相範
囲は変わらず、MgOを多量に溶解することができる。MgO
は自溶炉スラグほど有害ではない。

【００１３】以上の考察に基いて、反射炉内の温度を高
めることなく,生成するスラグ中にアスベストをスラグ
量に対して１０〜２０質量％まで溶解させることができ
ることを見出した。アスベストとともにFe及び／又はCa
Oを含有する産業廃棄物、例えば鉄共沈を行う排水中和
滓、鉄研磨粉、廃石膏などを投入するとFe/SiO₂が高
く、CaOが高い領域に組成が移動するので、アスベスト
使用量を増大させることができる。

【００１４】 以上の考察に基き、横型炉例えば、反射炉
においてアスベストを溶解する方法を提供するものであ
る。図４は反射炉の概念的断面図を示し、図中、１はバ
ーナータイル、２は重油等を燃料として使用するバーナ
ー、3a,3b,3c,3dは汚泥等１０の投入口、４は溶融部、
５は湯溜り部、６はスラグ浴、７はマット浴、８はアス
ベスト９の投入口である。アスベスト９はスラグ浴６上
方から投入することとする。アスベストは単に投入する
だけでスラグに固定され、セメント原料として再利用で
きる。アスベスト９を汚泥１０などと一緒にバーナー２
で加熱すると飛散の惧れがあるために、バーナー２を反
射炉の片側に設置し、スラグ浴６をバーナー設置位置と
は反対側に形成することがこのましい。

【００１５】

【実施例】本出願人の工場に設置されたリサイクル用反
射炉は、例えば国内の約６０箇所の事業所からのスラッ
ジ等を毎月約５０００トン処理している。これは時間当
り７トンの処理量に相当する。スラグの平均的組成はSi
O₂ :28〜 35質量%、 CaO8〜 12質量%、 Fe:20〜35質量
%、 Al₂O₃ :9〜 13質量% である。この反射炉のスラグ
浴上方に投入管を新たに貫通させ１時間当り250ｋｇの
クリソタイルを投入する実験を6時間実施した。このク
リソタイルは建設事業者から廃棄物として処理を委託さ
れたそのものであり、切断、乾燥などの一切の予備処理
を行わなかった。この結果クリソタイルはスラグ中に全
量溶解して固定された。また生成したスラグはセメント
の原料としてリサイクルされた。

【００１６】

【発明の効果】(イ)アスベストを、バインダーや、CaF₂
などの補助剤を使用せずに無害化処理できる。 (イ)電力を使用せずにスラグの顕熱のみでアスベストを
溶解し、無害化処理することができる。 (イ)アスベストを溶解したスラグはセメントの原料とし
て有効利用することができる。 (イ)アスベスト投入管を付設するのみで、既存の設備を
利用してアスベストを無害化することができる。 (イ)スラグ量に対して１０〜２０質量％程度までアスベ
ストを処理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 リサイクル処理フローの一態様を示す図であ
る。

【図２】 CaO-Fe/SiO₂系状態図において酸素ポテンシ
ャルと液相領域の関係を示す図である。

【図３】 CaO-Fe/SiO₂系状態図においてMgO%と液相領
域の関係を示す図である。

【図４】 反射炉の一態様を示す概念的断面図である。

【符号の説明】

１―バーナータイル ２―バーナー 3a,3b,3c,3d―汚泥等の投入口 ４―溶融部 ５―湯溜り部 ６―スラグ浴 ７―マット浴 ８―アスベストの投入口 ９−アスベスト １０−汚泥等

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｋ (72)発明者 川崎 靖人 茨城県日立市宮田町3453番地 日鉱金属株 式会社日立工場内 Ｆターム(参考） 3K061 AA18 AB03 AC01 AC02 AC03 BA05 CA01 DB01 DB11 4D004 AA03 AA17 AA24 AA36 AA43 AA47 AC04 BA02 CA29 CA32 CB04 CB34 CB42 CB45 CC11 CC12 DA03 DA10 4K045 AA04 BA06 RB12 RC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥、鉱滓、燃え殻、プリント基板、パ
   ット屑，廃触媒、金属屑、廃ショット、研削屑、ダスト
   などの産業廃棄物を横型炉に装入し、該炉に設けられた
   バーナーにより溶融し、湯溜り部にスラグ浴を形成する
   とともに、アスベストをスラグ浴に投入して、スラグ浴
   中に溶解することを特徴とするアスベストの無害化処理
   方法。
2. 【請求項２】 前記スラグ量１００質量部に対して１０
   〜２０質量部のアスベストを投入することを特徴とする
   請求項１記載のアスベストの無害化処理方法。
3. 【請求項３】 前記スラグのCaO含有量が８質量%以上で
   ある請求項１又は２記載のアスベストの無害化処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記アスベストとともにFe及び／又はCa
   Oを含有する廃棄物を投入することを特徴とする請求項
   １から３までの何れか1項記載のアスベストの無害化処
   理方法。
5. 【請求項５】 前記バーナーを横型炉の片側に設置し、
   前記スラグ浴をバーナー設置位置とは反対側に形成する
   請求項１から４までの何れか1項記載のアスベストの無
   害化処理方法。