JP2004033954A

JP2004033954A - 廃白土のリサイクル方法および再生アスファルトの製造方法

Info

Publication number: JP2004033954A
Application number: JP2002196243A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kato; 加藤　仁; Takehiko Fukuda; 福田　健彦; Mitsunori Matsuhashi; 松橋　満範
Original assignee: OGA TECHNO KK; Akita Prefecture
Current assignee: OGA TECHNO KK; Akita Prefecture
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】石油精製工程から産業廃棄物として排出されている廃白土を、特別な処理を行うことなく、有効に活用する方法を提供する。
【解決手段】石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を、アスファルト廃材に配合してアスファルト針入度を改良する廃白土のリサイクル方法であり、およびアスファルト廃材に、石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を配合する工程を含む再生アスファルトの製造方法である。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油精製工程から産業廃棄物として排出されている廃白土を有効に活用する方法に関するものであり、より詳細には石油成分を含有する廃白土をアスファルト廃材に配合して再生アスファルトを製造する廃白土のリサイクル方法および該再生アスファルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト舗装更新工事の際に発生するアスファルト舗装廃材についてはその再生利用が義務付けられている。アスファルト舗装廃材を舗装用アスファルト混合物として再生利用するために、再生アスファルト混合物製造プラント等においてストレートアスファルトの針入度を改良するための添加剤が通常添加され、劣化しもろくなったアスファルトのバインダーとしての機能を回復させている。
【０００３】
針入度を改良する添加剤としては、重質油を有効成分とするアスファルト再生油や多孔性物質に再生油を浸漬、吸着させた針入度改良材などが用いられ、針入度改良材は除放性を具備することからアスファルトの劣化までの期間を引き延ばすことができる。
【０００４】
一方、石油精製工程から排出される廃白土は、専ら産業廃棄物として処分されているのが現状である。また、廃白土は、セメント原料としてリサイクルすることもできるが、この場合、含有する油分を除去することを目的とした高温加熱処理を行うために多量のエネルギー消費が生じる。
【０００５】
また、石油精製工程から発生じた硫酸ピッチや廃油を含む砂混じり廃土や廃白土等の油分含みの廃棄物を舗装用アスファルト混合物材料に利用する方法については中和処理や固化破砕処理を行って油分を無害化（固定化）し、路盤材料とする技術が提案されている（例えば、特許第２６７１１０１号公報）。
【０００６】
また、廃白土と同様に重質油を含む類似の固体である、重質油を汚染源とする汚染土壌の浄化処理には高温加熱処理（焼却処理）、洗浄処理、バイオ処理または固化処理等の方法により、含油成分を焼却、分離除去あるいは特別な処理を行って固定化するような技術が使用されている。これらの処理技術には洗浄処理、バイオ処理等の比較的環境負荷が少ない処理技術も存在するが、廃白土中の白土成分の粒度分布が粘土質、シルト質に分類される粒子の小さい土壌についてはこれらの方法を適用することは困難である。
【０００７】
また、汚染土壌やＦＣＣ廃触媒を高温加熱処理（焼却処理）した後にアスファルト骨材等としてリサイクルする技術が存在するが、この処理のために多量のエネルギーを消費し無駄であると同時に環境負荷が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、石油精製工程から産業廃棄物として排出されている廃白土を有効に活用する方法を提供することを課題とし、特には、石油精製で発生する石油成分を含有する廃白土から油分を分離除去することなく、あるいはそれに類する特別な処理を行うことなく、含有されている石油成分をも有用な資源として利用できる経済的に優れた廃白土の処理・活用技術を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、石油精製工程から排出される廃白土は再生アスファルト混合物の原料として有効に活用できる可能性を見出した。すなわち、（１）　　石油精製から排出される廃白土中の石油成分は、再生アスファルトに混合して針入度を改良する油性のアスファルト再生油と同様な機能を有していること、および（２）　　廃白土は、アスファルト骨材として使用される石粉等と類似の組成、粒度分布を持っていることを見出した。したがって、石油精製で用いられた廃白土は少なくともアスファルト骨材として利用できる可能性があり、しかも、廃白土中の石油成分は針入度を改良する機能を持っている可能性が高く、再資源としてのリサイクルできるが可能性が高い。
【００１０】
本発明はかかるアプローチに基づきなされたものであり、石油精製工程等から発生する廃白土で、組成と粒度分布がアスファルト配合成分と類似し、かつ、針入度改良材に用いられるような重質油を含有する廃白土であれば、重質油を分離したりあるいは特別な処理を行って無害化することなく、再生アスファルト混合物に適量混合することにより従来品に劣らない性能を有す再生アスファルト混合物を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなはち、本発明は、
（１）　　石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を、アスファルト廃材に配合してアスファルト針入度を改良する廃白土のリサイクル方法であり、および
（２）　　アスファルト廃材に、石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を配合する工程を含む再生アスファルトの製造方法である。
【００１２】
本発明に基づいて、石油精製から発生する廃白土を再生アスファルトの配合原料として適量使用すれば、従来、産業廃棄物としての処理が必要であったものを再生資源としてリサイクルできるとともに、再生アスファルトの製造において用いていた必須の材料（例えば、針入度改良材、石粉等）の節約が可能となるばかりでなく、廃白土中の石油成分は針入度を改良するアスファルト再生油としても機能する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる「石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土」とは、石油精製工程において、各種の石油製品、半製品、石油化学原料などに含まれる不飽和炭化水素、樹脂、酸素や硫黄化合物および水などの除去、あるいは特に潤滑油をはじめとする石油製品の精製（不純物の除去、脱色等）等の処理に用いられた使用済みの酸性白土や活性白土などのことである。この廃白土は、従来、産業廃棄物として処分されていたものである。
【００１４】
また、本発明で用いるアスファルト廃材とは、既に述べたように、アスファルト舗装更新工事の際に発生するアスファルト舗装の廃材であり、廃棄処分場などの環境問題や資源の有効活用の観点から、その再生利用が義務付けられている。アスファルトは、舗装に使用されている間に、特に夏季における太陽光による路面温度の上昇、軽質分の蒸散やアスファルトの酸化等を原因として劣化してもろくなり、しまいにはぼろぼろとなる。アスファルト舗装更新工事はこのようになる前に行われる。アスファルト舗装廃材を再利用する場合、アスファルト舗装廃材は、通常フレッシュなストレートアスファルト、砕石、砂、石粉、針入度改良材などの添加剤などと適宜な割合でブレンドされる。このブレンド比率は、用途、その過酷度、地域（気候）等によって異なるが、道路舗装の場合、一例を挙げれば、一般的に次のような割合で配合される。
【００１５】
砕石（６号、７号砕石等）　・・・・・・・　　３０〜６０重量％
砂（細砂、粗砂、石粉等）　・・・・・・・　　２５〜４５重量％
アスファルト舗装廃材　・・・・・・・・・　２０〜３０重量％
新アスファルト　・・・・・・・・・・・・　　５〜２０重量％
針入度改良材、その他の添加剤　・・・・・　０．１〜　５重量％
【００１６】
アスファルトコンクリート廃材中の劣化したアスファルトを再生アスファルトとして再利用するには、アスファルトのバインダーとしての機能を回復させる必要があり、失われた針入度を改良するために、乳剤タイプや油性のアスファルト再生用の添加剤を添加しアスファルト廃材にしみこませて、針入度その他の性状を改良する必要がある。
【００１７】
一方、廃白土に含まれる石油成分は、白土処理対象の各種の石油製品、半製品、石油化学原料など（以下、石油精製物ともいう。）であるが、アスファルトもこれらの石油精製物もともに原油の石油精製から派生するものである。したがって、廃白土に含まれる石油成分はアスファルトとの親和性を有しているので、アスファルト廃材にブレンドされたとき、石油成分はアスファルトに浸入してアスファルトの針入度等の性状を改良する。石油精製物の中でも、特に潤滑油留分が好ましい。このような好ましい潤滑油留分の性状としては、密度（１５℃）０．８５〜０．９０　ｃｍ^３／ｇ、引火点（ＣＯＣ）１５０〜２７５　℃、４０℃における動粘度５〜３００　ｍｍ^２／ｓ程度のものが挙げられる。
【００１８】
また、本発明で用いる廃白土の白土成分は、アスファルト骨材として使用される石粉等と類似の組成、粒度分布を持っているので、廃白土中に含まれる石油成分に関する上記のアスファルト再生用添加剤としての効用を無視しても、すなわち少なくとも石粉等アスファルト骨材の代替品として使用することができる。したがって、従来廃棄されていた廃白土を資源として有効に利用することができ、新規に加えていた石粉等の配合原料を節約することができる。
【００１９】
廃白土をアスファルト廃材に配合する場合、廃白土の配合量は、アスファルト舗装廃材中のストレートアスファルトの劣化した性状を回復させるに有効な量を適宜配合して再生アスファルト舗装材の品質を目的とする品質にすることができる。廃白土に含まれる石油成分の性状、アスファルト廃材の劣化状態、再生アスファルトの用途に要求される条件等によって異なるので、再生アスファルトの性状および再生アスファルト舗装材の品質等を見ながら廃白土の適切な配合量を決めることができる。
【００２０】
廃白土は、通常約２５〜４５重量％の石油成分を有している。このような廃白土、特には潤滑油の精製工程で用いられた廃白土を用いる場合、具体的には、アスファルト廃材１００重量部に対して石油成分として０．２〜５重量部、廃白土としては１〜１０重量部程度配合することが好ましい。
【００２１】
実際に廃白土とアスファルト廃材とを混合するには、砕石、砂、新アスファルト、添加剤などの再生アスファルト混合物成分とともに廃白土とアスファルト廃材とを上述のような配合割合で従来の再生アスファルト混合物製造プラントを用い、通常の方法で行うことができる。このとき、潤滑油の精製工程から排出された廃白土は、特に何の前処理もすることなくそのまま用いることできるメリットがある。現地施工型の舗装にも、再生アスファルト混合プラント同様、廃白土の使用に相当する石粉等の骨材、および針入度改良剤あるいはアスファルト再生油の配合量を調整する以外、従来から行われている方法をそのまま本発明の廃白土とアスファルト廃材との混合に適用することができる。
【００２２】
本発明は、石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土をアスファルト廃材に配合して、石油成分をアスファルト廃材にしみ込ませてその針入度を改良し、産業廃棄物（廃白土）の資源化を可能にする。しかも、廃白土中の白土は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３を主成分とする多孔性の粉末であるので、比較的多量の石油成分を保持するとともに、徐放性が望まれる針入度改良材としての機能をも備えることから、針入度を改良する効果を長期的に保持することも期待される。
【００２３】
【実施例】
以下に、具体例を挙げ、本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
【参考例】
アスファルト舗装廃材から回収した針入度２８のアスファルト廃材に、潤滑油製造工程から排出された廃白土から抽出した油分を添加し、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）を測定し、廃白土に含まれる石油留分の針入度の改善における効果を評価した。
【００２５】
廃白土から抽出した密度（１５℃）０．８８２０ｃｍ^３／ｇ、引火点（ＣＯＣ）１９６℃および動粘度（４０℃）５３．０５ｍｍ^２／ｓの性状を有する油分を、それぞれ重量比率６％、９％および１０％になるようにアスファルト廃材に添加した後、加熱攪拌、脱気を行い均一な性状にし、針入度試験方法（ＪＩＳ　Ｋ　２２０７）に準拠して、針入度を測定した。その結果、針入度は６％添加で５０、９％添加で７０、および１０％添加で７５であった。
【００２６】
比較のため、市販の針入度改良油（密度（１５℃）１．０１５２ｃｍ^３／ｇ、引火点（ＣＯＣ）２４９℃および動粘度（６０℃）２１７．９ｍｍ^２／ｓ）についても、前記の廃白土の場合と同様に針入度２８のアスファルト廃材に添加して針入度を測定した。その結果、市販の針入度改良油の場合、１０％の添加で針入度は５４、１３％の添加で７０、および１４％の添加で７５であった。
【００２７】
以上の試験により、廃白土から抽出した油分にはアスファルト廃材に対する針入度改善効果が見られ、これは市販の針入度改良材と比較して同等以上のものであることが確認できた。
【００２８】
【実施例１】
アスファルト舗装廃材から回収した針入度２８のアスファルト廃材に潤滑油製造工程から排出されたままの廃白土を重量比率で２０％添加し、２５℃における針入度（１／１０ｍｍ）を測定したところ、針入度５０を得た。
このときに使用した廃白土は焼却残査５９％、水分５％、油分３６％であり、油分の性状は密度（１５℃）０．８８２０ｃｍ^３／ｇ、引火点（ＣＯＣ）１９６℃および動粘度（４０℃）５３．０５ｍｍ^２／ｓであった。
【００２９】
この結果、廃白土に含まれる油分は劣化したアスファルトに容易に移行し、廃白土のまま投入してもアスファルト舗装廃材から回収したアスファルト廃材に対する針入度改善効果を得られることが確認できた。
【００３０】
【実施例２】
バッチ処理能力１ｔ／バッチの再生アスファルトプラントにおいて潤滑油製造工程から排出されたままの廃白土を添加した再生アスファルト混合物１を製造した。
この時の再生アスファルト混合物１は重量比率で、６号砕石２４．８％、７号砕石１２．６％、粗砂１４．０％、細砂１２．６％、石粉５．９％、アスファルト舗装廃材２４．７％、廃白土０．３％、ストレートアスファルト５．１％、針入度改良材０．０％で配合して調製した。また、ここで使用した廃白土は実施例１と同じものを使用した。
【００３１】
その後、再生アスファルト混合物１から採取したアスファルトの性状を評価したところ、６０℃粘度２８００（Ｐ）、針入度６０（１／１０ｍｍ）、軟化点５０．０（℃）、伸度１２０（ｃｍ）以上であった。
【００３２】
【比較例１】
バッチ処理能力１ｔ／バッチの再生アスファルトプラントにおいて市販の針入度改良材を添加した再生アスファルト混合物２を製造した。
製造は上記再生アスファルト混合物１と同じ日に同じプラントを用いて行い、原料は市販の針入度改良材を追加したほかは混合物１と同じものを使用した。
この時の再生アスファルト混合物２は重量比率で、６号砕石２４．８％、７号砕石１２．６％、粗砂１４．０％、細砂１２．６％、石粉６．１％、アスファルト舗装廃材２４．７％、廃白土０．０％、ストレートアスファルト５．０％、針入度改良材０．２％で配合した。
【００３３】
再生アスファルト混合物２から採取したアスファルトの性状を評価したところ、６０℃粘度５４４０（Ｐ）、針入度４２（１／１０ｍｍ）、軟化点５４．０（℃）、伸度１６（ｃｍ）であった。
【００３４】
【比較例２】
バッチ処理能力１ｔ／バッチの再生アスファルトプラントにおいてアスファルト舗装廃材を使用しないアスファルト混合物３を製造した。
製造は上記再生アスファルト混合物１と同じ日に同じプラントを用いて行い、原料は混合物１と比較例１に用いたものと同じものを使用した。
この時の再生アスファルト混合物３は６号砕石３２．７％、７号砕石１４．９％、粗砂２０．６％、細砂１６．８％、石粉８．４％、ストレートアスファルト６．６％で配合した。
【００３５】
アスファルト混合物３から採取したアスファルトの性状を評価したところ、６０℃粘度２７２０　（Ｐ）、針入度６０（１／１０ｍｍ）、軟化点５０．５（℃）、伸度１２０（ｃｍ）以上であった。
【００３６】
実施例２と比較例１との比較から、実プラントにおいて廃白土を使って製造された再生アスファルト混合物から採取したアスファルトは、市販の針入度改良材を使った場合と同等以上の物性を有することが確認できる。また、実施例２と比較例１とのバッチあたりの配合量の比較から、廃白土を添加することにより、石粉および針入度改良材を節約できることがわかる。
【００３７】
また、実施例２と比較例２の比較から、実プラントにおいて廃白土およびアスファルト舗装廃材を使って製造された再生アスファルト混合物１からのアスファルトは、新品の材料のみを用いたアスファルト混合物３からのアスファルトと同等の性状を示し、廃白土は針入度改良材として優れた効果を示すことが確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、アスファルト廃材に、石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を配合することから、従来、産業廃棄物としての処理が必要であったものを再生資源としてリサイクルできるとともに、廃白土を特別の処理をすることなく、従来の再生アスファルト製造設備をそのまま用いることができ、さらに、針入度改良材、石粉等などの配合を節約することができる。しかも、アスファルトの針入度等の性状は従来の材料を使用したものと遜色がない。したがって、産業廃棄物を容易に再資源化（リサイクル利用）できるという格別な効果を奏する。

Claims

石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を、アスファルト廃材に配合してアスファルト針入度を改良する廃白土のリサイクル方法。
アスファルト廃材に、石油精製工程で用いられ、石油成分を含む廃白土を配合する工程を含む再生アスファルトの製造方法。