JP2005336323A - Method for recovering inorganic substance from plastic - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、FRPなど、無機物としてガラス繊維及び水酸化アルミニウム、さらに炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品から、無機物を回収する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for recovering an inorganic substance from a plastic molded article containing glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate as an inorganic substance such as FRP.
FRP(ガラス繊維強化プラスチック)に代表される強化プラスチックには、無機物としてガラス繊維や水酸化アルミニウム、またガラス繊維や水酸化アルミニウムの他に炭酸カルシウムが含有されており、このようなFRPなどからなるプラスチック成形品の廃棄物からガラス繊維、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウムを回収し、回収したガラス繊維、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムをリサイクルして再使用することが従来から検討されている。 Reinforced plastics typified by FRP (glass fiber reinforced plastic) contain glass fiber and aluminum hydroxide as inorganic substances, and calcium carbonate in addition to glass fiber and aluminum hydroxide. Conventionally, it has been studied to recover glass fiber, sodium hydroxide, and calcium carbonate from plastic molding waste, and to recycle and reuse the recovered glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate.
例えば、繊維強化プラスチックを超臨界あるいは亜臨界水と接触・反応させ、ガラス繊維を分離回収する技術が従来から提案されている(例えば、特許文献1等参照)。すなわち、超臨界あるいは亜臨界水を反応溶液としてプラスチックをモノマーやオリゴマーに分解することによって、ガラス繊維をプラスチックから離脱させ、この分解したプラスチックのモノマーやオリゴマーとガラス繊維との混合物をろ過することによって、ガラス繊維をろ過残査として分離し、回収することができるものである。
しかしFRPには一般に、無機物としてガラス繊維の他に、上記のように水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムが含有されており、上記のろ過残査にガラス繊維に水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムが混合した状態で存在し、しかもFRPの種類に応じて各種の割合で混合されている。従ってガラス繊維のマテアリアルリサイクルを行なう際には、水酸化アルミニウムあるいは炭酸カルシウムの混合やその割合のバラツキに起因する強度低下などが起こり、ガラス繊維をリサイクルしたFRPの物性にばらつきを生じ易く、リサイクル使用が難しいという問題を有するものであった。 However, in general, FRP contains aluminum hydroxide and calcium carbonate as described above in addition to glass fiber as an inorganic substance, and in a state where aluminum hydroxide and calcium carbonate are mixed with glass fiber in the above filtration residue. It exists and is mixed in various proportions depending on the type of FRP. Therefore, when material recycling of glass fiber is performed, strength reduction due to mixing of aluminum hydroxide or calcium carbonate and variation in the ratio occurs, and the physical properties of FRP recycled from glass fiber are likely to vary. It had a problem that it was difficult to use.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維及び水酸化アルミニウム、さらに炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品からガラス繊維を単独で分離して回収することができるプラスチックからの無機物の回収方法を提供することを目的とするものであり、さらに水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムも単独で分離して回収することができるプラスチックからの無機物の回収方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and is made of an inorganic substance from plastic that can separate and recover glass fiber from a plastic molded article containing glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate. An object of the present invention is to provide a recovery method, and further to provide a method of recovering an inorganic substance from plastic that can separate and recover aluminum hydroxide and calcium carbonate alone. .
本発明の請求項1に係るプラスチックからの無機物の回収方法は、無機物としてガラス繊維及び水酸化アルミニウムを含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理して、プラスチックをモノマーやオリゴマーに分解すると共に無機物をプラスチックから離脱させる工程と、プラスチックのモノマーやオリゴマーから無機物を分離する工程と、分離した無機物を含む水に酸を供給して水酸化アルミニウムを水中に溶解させる工程と、水酸化アルミニウムが溶解した水をろ過してガラス繊維を分離する工程とを有することを特徴とするものである。 In the method for recovering an inorganic substance from plastic according to claim 1 of the present invention, a plastic molded article containing glass fiber and aluminum hydroxide as an inorganic substance is treated with a subcritical fluid to decompose the plastic into a monomer or an oligomer and to produce an inorganic substance. Detaching from the plastic, separating the inorganic from the plastic monomers and oligomers, supplying the acid to the water containing the separated inorganic and dissolving the aluminum hydroxide in water, and the aluminum hydroxide dissolved And a step of separating the glass fiber by filtering water.
また請求項2の発明は、請求項1において、プラスチックのモノマーやオリゴマーから無機物を分離する工程と、無機物を含む水に酸を供給して水酸化アルミニウムを水中に溶解させる工程との間に、無機物を含む水のpHを8〜10に調整する工程を有することを特徴とする
また請求項3の発明は、請求項1又は2において、ガラス繊維を分離した後の水酸化アルミニウムが溶解した水にアルカリを供給して、水酸化アルミニウムを析出させる工程を有することを特徴とするものである。
The invention of claim 2 is the method according to claim 1, wherein the step of separating the inorganic substance from the plastic monomer or oligomer and the step of supplying the acid to the water containing the inorganic substance to dissolve the aluminum hydroxide in the water, It has the process of adjusting the pH of the water containing an inorganic substance to 8-10. Moreover, invention of Claim 3 is the water which aluminum hydroxide after isolate | separating glass fiber in Claim 1 or 2 melt | dissolved It is characterized by having a step of supplying aluminum to precipitate aluminum hydroxide.
また請求項4の発明は、請求項3において、アルカリを供給した後の水のpHが6〜8になるようにアルカリを供給することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the alkali is supplied so that the pH of the water after supplying the alkali is 6-8.
また請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品を用い、プラスチックのモノマーやオリゴマーから無機物を分離する工程と、無機物を含む水に酸を供給して水酸化アルミニウムを水中に溶解させる工程との間に、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含む水に二酸化炭素ガスを供給して炭酸カルシウムを水中に溶解させる工程と、炭酸カルシウムが溶解した水をろ過してガラス繊維と水酸化アルミニウムを分離する工程を有することを特徴とするものである。 The invention of claim 5 is a process according to any one of claims 1 to 4, wherein a plastic molded article containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate is used as the inorganic substance, and the inorganic substance is separated from the plastic monomer or oligomer. , Supplying carbon dioxide gas to water containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate as an inorganic substance between the step of supplying acid to water containing inorganic substance and dissolving aluminum hydroxide in water. It comprises a step of dissolving in water and a step of filtering the water in which calcium carbonate is dissolved to separate glass fibers and aluminum hydroxide.
また請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するプラスチック成形品を用い、水酸化アルミニウムが溶解した水をろ過する工程の後に、無機物としてガラス繊維と炭酸カルシウムを含む水に二酸化炭素ガスを供給して炭酸カルシウムを水中に溶解させる工程と、炭酸カルシウムが溶解した水をろ過してガラス繊維を分離する工程を有することを特徴とするものである。 The invention of claim 6 is a process of filtering the water in which aluminum hydroxide is dissolved, using a plastic molded article containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate as an inorganic substance in any one of claims 1 to 4. Later, it has a step of supplying carbon dioxide gas to water containing glass fiber and calcium carbonate as an inorganic substance to dissolve calcium carbonate in water, and a step of separating glass fiber by filtering water in which calcium carbonate is dissolved. It is a feature.
また請求項7の発明は、請求項5又は6において、炭酸カルシウムが溶解した水をろ過する工程の後に、ろ過水を加熱して炭酸カルシウムを析出させる工程を有することを特徴とするものである。 In addition, the invention of claim 7 is characterized in that in claim 5 or 6, after the step of filtering the water in which calcium carbonate is dissolved, the step of heating the filtered water to precipitate calcium carbonate. .
また請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれかにおいて、水酸化アルミニウムを水中に溶解させる工程で供給される酸として、塩酸を用いることを特徴とするものである。 The invention of claim 8 is characterized in that, in any one of claims 1 to 7, hydrochloric acid is used as the acid supplied in the step of dissolving aluminum hydroxide in water.
また請求項9の発明は、請求項3乃至8のいずれかにおいて、水酸化アルミニウムを析出させる工程で供給されるアルカリとして、水酸化ナトリウムを用いることを特徴とするものである。 The invention of claim 9 is characterized in that, in any of claims 3 to 8, sodium hydroxide is used as the alkali supplied in the step of depositing aluminum hydroxide.
本発明によれば、無機物としてガラス繊維及び水酸化アルミニウムを含有するプラスチックを分解して、ガラス繊維及び水酸化アルミニウムをプラスチックから離脱させた後、ガラス繊維を水酸化アルミニウムから分離して回収することができるものであり、ガラス繊維を単独で分離して回収することができるものである。 According to the present invention, after the glass fiber and aluminum hydroxide-containing plastics are decomposed as inorganic substances and the glass fibers and aluminum hydroxide are separated from the plastic, the glass fibers are separated from the aluminum hydroxide and recovered. The glass fiber can be separated and recovered independently.
また請求項2の発明によれば、水のpH調整によって、酸を供給する際に、酸を無駄無く、不必要な沈殿物を生じさせることなく、水酸化アルミニウムと反応させることができ、水酸化アルミニウルを効率良く水に溶解させることができるものである。 Further, according to the invention of claim 2, when the acid is supplied by adjusting the pH of water, the acid can be reacted with aluminum hydroxide without waste and without generating unnecessary precipitates. Aluminum oxide can be efficiently dissolved in water.
また請求項3の発明によれば、水に溶解した水酸化アルミニウムを析出させて回収することができ、ガラス繊維の他に、水酸化アルミニウムも単独で分離して回収することができるものである。 According to the invention of claim 3, aluminum hydroxide dissolved in water can be deposited and recovered, and in addition to glass fiber, aluminum hydroxide can also be separated and recovered alone. .
また請求項4の発明によれば、アルカリの過剰供給によって水酸化アルミニウムが水中に再溶解してしまうことを防ぐことができ、水酸化アルミニウムの回収率を高めることができるものである。 According to the invention of claim 4, it is possible to prevent aluminum hydroxide from being redissolved in water due to excessive supply of alkali, and to improve the recovery rate of aluminum hydroxide.
また請求項5の発明によれば、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するプラスチックを分解して、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムをプラスチックから離脱させた後、ガラス繊維を水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムから分離して回収することができるものであり、ガラス繊維を単独で分離して回収することができるものである。 According to the invention of claim 5, after the glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate as an inorganic material are decomposed and the glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate are separated from the plastic, the glass fiber is The glass fiber can be separated and recovered from aluminum hydroxide or calcium carbonate, and the glass fiber can be separated and recovered independently.
また請求項6の発明によれば、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するプラスチックを分解して、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムをプラスチックから離脱させた後、ガラス繊維を水酸化アルミニウムや炭酸カルシウムから分離して回収することができるものであり、ガラス繊維を単独で分離して回収することができるものである。 According to the invention of claim 6, after the plastic containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate is decomposed as an inorganic substance, the glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate are separated from the plastic, The glass fiber can be separated and recovered from aluminum hydroxide or calcium carbonate, and the glass fiber can be separated and recovered independently.
また請求項7の発明によれば、水に溶解した炭酸カルシウムを析出させて回収することができ、ガラス繊維や水酸化アルミニウムの他に、炭酸カルシウムも単独で分離して回収することができるものである。 According to the invention of claim 7, calcium carbonate dissolved in water can be deposited and recovered, and in addition to glass fiber and aluminum hydroxide, calcium carbonate can also be separated and recovered independently. It is.
また請求項8及び請求項9の発明によれば、水酸化アルミニウムの溶解・析出によって副生成される生成物は無害な塩化ナトリウムであるので、廃液処理は特に必要でなくなり、廃液処理を省力化することができるものである。 Further, according to the inventions of claims 8 and 9, since the product by-produced by dissolution / precipitation of aluminum hydroxide is harmless sodium chloride, the waste liquid treatment is not particularly necessary, and the waste liquid treatment is labor-saving. Is something that can be done.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明において分解・回収の対象となるプラスチックとしては、熱硬化性及び熱可塑性のいずれの樹脂を用いたものであってもよい。具体的には、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂などを挙げることができ、熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アルキド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂などを挙げることができる。 In the present invention, the plastic to be decomposed / recovered may be any one of thermosetting and thermoplastic resins. Specifically, examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane resin, amino resin, and phenol resin. Examples of the thermoplastic resin include polyvinyl chloride resin and polyethylene resin. Examples thereof include resins, polystyrene resins, polypropylene resins, polybutadiene resins, alkyd resins, polycarbonate resins, and polyamide resins.
また本発明において分解・回収の対象となるプラスチックは、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムを含有するもの、あるいは無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するものである。無機物成分としてこれら以外の成分を含有するプラスチックであっても使用可能であるが、原則として、無機物として実質的に他のものを含有しないものであることが好ましく、不純物が混入しない状態でガラス繊維、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムを回収することが容易になるものである。 The plastics to be decomposed and recovered in the present invention are those containing glass fibers and aluminum hydroxide as inorganic substances, or those containing glass fibers, aluminum hydroxide and calcium carbonate as inorganic substances. Although it is possible to use plastics containing other components as inorganic components, in principle, it is preferable that the inorganic material does not substantially contain other components, and glass fibers are not contaminated with impurities. It becomes easy to recover aluminum hydroxide and calcium carbonate.
まず、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムを含有するプラスチックを用いた場合の実施の形態について説明する。 First, an embodiment in which a plastic containing glass fiber and aluminum hydroxide is used as an inorganic substance will be described.
最初の工程として、ガラス繊維及び水酸化アルミニウムを含有するプラスチック成形品を亜臨界流体で処理し、プラスチックをモノマーやオリゴマーに分解することによって、無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムをプラスチックから離脱させる。 As a first step, a plastic molded article containing glass fibers and aluminum hydroxide is treated with a subcritical fluid, and the plastics are decomposed into monomers and oligomers to release inorganic glass fibers and aluminum hydroxide from the plastics.
この亜臨界流体を用いた分解処理工程では、耐熱及び耐圧性を有する容器に、容器の大きさに合わせてカットあるいは粗粉砕したプラスチックと流体を入れて密閉し、流体が亜臨界状態となる条件に加熱・加圧することによって、亜臨界流体を反応溶媒としてプラスチックの樹脂成分をモノマーまたはオリゴマーに分解することができると共に、プラスチックの樹脂成分中に埋入されている無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムを、樹脂成分の分解によって離脱させることができるものである。 In this decomposition process using a subcritical fluid, a plastic and fluid that has been cut or coarsely pulverized according to the size of the container and sealed in a container having heat resistance and pressure resistance, and the fluid is in a subcritical state. By heating and pressurizing, the plastic resin component can be decomposed into monomers or oligomers using the subcritical fluid as a reaction solvent, and the inorganic glass fiber and aluminum hydroxide embedded in the plastic resin component Can be released by decomposition of the resin component.
本発明において使用する亜臨界状態で用いる流体としては、水、一価アルコール、多価アルコールなどやこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、水を流体として用いる場合には、予め脱塩したものを使用することが好ましい。さらに、プラスチックの分解をより促進させるため、アルカリ金属の水酸化物の水溶液を流体として用いることもできる。このアルカリ金属としては、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどを使用することができる。 Examples of the fluid used in the subcritical state used in the present invention include, but are not limited to, water, monohydric alcohols, polyhydric alcohols, and the like, and mixtures thereof. Moreover, when using water as a fluid, it is preferable to use what was desalted beforehand. Further, in order to further promote the decomposition of the plastic, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide can be used as a fluid. As the alkali metal, potassium hydroxide, sodium hydroxide, or the like can be used.
プラスチックに対する流体の配合量は、プラスチックの100質量部に対して100〜500質量部の範囲が好ましい。流体の配合量が100質量部未満であると、プラスチックを安定して分解させることが難しくなるものであり、逆に、500質量部を超えると、分解後の流体処理のコストが高くなるので好ましくない。 The blending amount of the fluid with respect to the plastic is preferably in the range of 100 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the plastic. If the blending amount of the fluid is less than 100 parts by mass, it is difficult to stably decompose the plastic. Conversely, if the amount exceeds 500 parts by mass, the cost of the fluid treatment after decomposition is increased, which is preferable. Absent.
分解温度については、180〜270℃の範囲が好ましい。分解温度が180℃未満であると分解に長時間を要し、逆に270℃を超えると、熱分解の影響が大きくなり、樹脂をモノマーまたはオリゴマーとして回収することが出来なくなるおそれがあるので好ましくない。分解時間および分解圧力については、特に限定されるものではないが、上記分解温度範囲においては、1〜4時間、2〜15MPaの範囲が好ましい。また、アルカリ金属の水酸化物の水溶液を流体として用いる場合には、アルカリ金属の水酸化物をプラスチックの100質量部に対して20〜100質量部の範囲で添加するのが好ましい。 About decomposition temperature, the range of 180-270 degreeC is preferable. If the decomposition temperature is less than 180 ° C., it takes a long time to decompose, and conversely if it exceeds 270 ° C., the effect of thermal decomposition increases, and the resin may not be recovered as a monomer or oligomer. Absent. The decomposition time and decomposition pressure are not particularly limited, but in the above decomposition temperature range, a range of 1 to 4 hours and 2 to 15 MPa is preferable. Moreover, when using the aqueous solution of an alkali metal hydroxide as a fluid, it is preferable to add the alkali metal hydroxide in a range of 20 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the plastic.
上記のように亜臨界流体の存在下において、プラスチックを樹脂のモノマーまたはオリゴマーと無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムとに分解することによって、流体に樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解し、且つ無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムが分散された液が得られる。そして次の工程でこの液をろ過することによって、樹脂のモノマーまたはオリゴマーと、無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムとを分離することができる。ろ過後のろ液は樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解した流体であり、残査は無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物である。 In the presence of the subcritical fluid as described above, the resin monomer or oligomer is dissolved in the fluid by decomposing the plastic into the resin monomer or oligomer, the inorganic glass fiber, and aluminum hydroxide, and the inorganic glass is dissolved. A liquid in which fibers and aluminum hydroxide are dispersed is obtained. Then, by filtering this liquid in the next step, the resin monomer or oligomer can be separated from the inorganic glass fiber and aluminum hydroxide. The filtrate after filtration is a fluid in which resin monomers or oligomers are dissolved, and the residue is a mixture of inorganic glass fibers and aluminum hydroxide.
上記の分離工程で無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムを残査として分離した後、このガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物を水に分散させ、この分散水に酸を供給する。この酸を供給する工程で、混合物中の水酸化アルミニウムは水に可溶のアルミニウム塩となって水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態となる。酸としては無機酸であれば特に制限されることなく使用することができるが、例えば後述のように塩酸を用いることができる。酸の供給量は特に制限されるものではないが、水に分散された水酸化アルミニウムの全量をアルミニウム塩として水中に溶解させるのに十分な量に設定するのが好ましい。 After separating the inorganic glass fiber and aluminum hydroxide as a residue in the separation step, a mixture of the glass fiber and aluminum hydroxide is dispersed in water, and an acid is supplied to the dispersed water. In the step of supplying the acid, the aluminum hydroxide in the mixture becomes an aluminum salt soluble in water and is dissolved in water, and only the glass fibers are dispersed in water. As the acid, any inorganic acid can be used without particular limitation. For example, hydrochloric acid can be used as described below. The supply amount of the acid is not particularly limited, but is preferably set to an amount sufficient to dissolve the total amount of aluminum hydroxide dispersed in water as an aluminum salt in water.
ここで、酸を供給する工程の前に、分離した無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物を、粉砕機を用いて粉砕することによって、ガラス繊維をミルドファイバーとして回収することができるものである。この粉砕工程は、無機物のガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物を乾燥した状態で粉砕する乾式粉砕法でも、水に分散させた後に粉砕する湿式粉砕法でも、いずれの方法を用いてもよい。粉砕手段としては、ボールミル、ローラーミル、ジェットミル、振動ミル、遊星ミル、撹枠ミルなど、各種の粉砕手段を用いることができる。 Here, before the step of supplying acid, the glass fiber can be recovered as milled fiber by pulverizing the mixture of separated inorganic glass fiber and aluminum hydroxide using a pulverizer. . In this pulverization step, either a dry pulverization method in which a mixture of inorganic glass fibers and aluminum hydroxide is pulverized in a dry state or a wet pulverization method in which the mixture is dispersed in water and then pulverized may be used. As the pulverizing means, various pulverizing means such as a ball mill, a roller mill, a jet mill, a vibration mill, a planetary mill, and a stirring frame mill can be used.
また、酸を供給する工程の前に、分離回収した上記のガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物を水で洗浄した後に、ガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物を水に分散させるようにすることによって、ガラス繊維及び水酸化アルミニウムを分散させた水のpHを8〜10程度に調整するようにするのが好ましい。このように洗浄してpHを調整する工程を具備してガラス繊維及び水酸化アルミニウムを分散させた水のpHを8〜10程度に調整することによって、酸を無駄無く、また不要な沈殿物を生じさせることなく、水酸化アルミニウムと反応させることができるものであり、酸の供給によって水酸化アルミニウムをアルミニウム塩として溶解させる効率を高めることができるものである。特に、亜臨界流体としてアルカリ金属の水酸化物の水溶液を用いた場合には、亜臨界流体による分解処理後に分離回収したガラス繊維及び水酸化アルミニウムの混合物に、アルカリ金属の水酸化物が付着しているので、そのままの状態で水に分散させて酸を供給すると、アルカリ金属の水酸化物と酸とが反応を起こし、必要のない物質が析出するおそれがあることから、水で洗浄する工程は特に有用な工程となるものである。 In addition, by washing the mixture of the above-described glass fiber and aluminum hydroxide separated and recovered with water before the step of supplying acid, the mixture of glass fiber and aluminum hydroxide is dispersed in water, It is preferable to adjust the pH of water in which glass fibers and aluminum hydroxide are dispersed to about 8 to 10. By adjusting the pH of water in which glass fibers and aluminum hydroxide are dispersed by adjusting the pH by washing in this way, the acid is not wasted and unnecessary precipitates are removed. It can be made to react with aluminum hydroxide without generating it, and the efficiency of dissolving aluminum hydroxide as an aluminum salt can be increased by supplying an acid. In particular, when an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is used as the subcritical fluid, the alkali metal hydroxide adheres to the mixture of glass fiber and aluminum hydroxide separated and recovered after the decomposition treatment with the subcritical fluid. Therefore, if an acid is supplied as it is dispersed in water as it is, the alkali metal hydroxide reacts with the acid, and unnecessary substances may be deposited. Is a particularly useful process.
そして上記の工程によって得られた、水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として溶解し、ガラス繊維が分散している水をろ過する工程で、ろ過の残査としてガラス繊維を回収することができるものである。水酸化アルミニウムはろ液に溶解しており、ろ過残査には含まれていないので、水酸化アルミニウムが不純物として含まれないガラス繊維を単独で回収することができるものである。ここで、上記のように粉砕工程を設けた際には、ガラス繊維をミルドファイバーとして回収することができるものである。 And the glass fiber can be collect | recovered as a residue of filtration by the process which the aluminum hydroxide obtained by said process melt | dissolves as aluminum salt, and filters the water in which the glass fiber is disperse | distributing. Since aluminum hydroxide is dissolved in the filtrate and is not contained in the filtration residue, glass fibers that do not contain aluminum hydroxide as an impurity can be recovered alone. Here, when the crushing step is provided as described above, the glass fibers can be recovered as milled fibers.
一方、ろ液には水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として溶解しているが、このろ液にアルカリを供給することによって、ろ液に溶解しているアルミニウム塩が水に不溶の水酸化アルミニウムに戻って析出し、沈殿する。従ってこの水をろ過することによって、残査として水酸化アルミニウムを回収することができるものである。 On the other hand, aluminum hydroxide is dissolved in the filtrate as an aluminum salt. By supplying alkali to the filtrate, the aluminum salt dissolved in the filtrate returns to aluminum hydroxide insoluble in water. Precipitate and precipitate. Therefore, by filtering this water, aluminum hydroxide can be recovered as a residue.
ここで、このアルカリ供給工程でのアルカリの供給が過剰になると、析出した水酸化アルミニウムが再び水に溶解してしまうので、アルカリ供給後の水のpHが6〜8になるように、アルカリの供給量を調整するのが好ましい。 Here, if the supply of alkali in this alkali supply step becomes excessive, the precipitated aluminum hydroxide will be dissolved again in water, so that the pH of the water after the alkali supply will be 6-8. It is preferable to adjust the supply amount.
また使用するアルカリとしては、無機塩基であれば特に制限されることなく使用することができるが、水酸化アルミニウムを水溶化する酸として上記のように塩酸を用いる場合には、アルカリとして水酸化ナトリウムを用いるのが好ましい。 The alkali to be used is not particularly limited as long as it is an inorganic base. However, when hydrochloric acid is used as an acid for solubilizing aluminum hydroxide as described above, sodium hydroxide is used as the alkali. Is preferably used.
すなわち、水酸化アルミニウムに塩酸を反応させると
Al(OH)3+3HCl→AlCl3(水に溶解)+3H2O
そしてこれに水酸化ナトリウムを反応させると
AlCl3+3NaOH→Al(OH)3(析出して沈殿)+3NaCl
となり、副生成物は塩化ナトリウムであるので、廃液処理は特に必要でなくなり、廃液処理を省力化することができるものである。
That is, when hydrochloric acid is reacted with aluminum hydroxide, Al (OH) 3 + 3HCl → AlCl 3 (dissolved in water) + 3H 2 O
And when this is reacted with sodium hydroxide, AlCl 3 + 3NaOH → Al (OH) 3 (deposited and precipitated) + 3NaCl
Thus, since the by-product is sodium chloride, the waste liquid treatment is not particularly necessary, and the waste liquid treatment can be saved.
次に、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するプラスチックを用いた場合の実施の形態について説明する。 Next, an embodiment in which a plastic containing glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate is used as the inorganic substance will be described.
このように無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムが含有されているプラスチックを上記の亜臨界流体を用いた分解処理工程で同様に分解すると、プラスチックの樹脂成分中に埋入されている無機物のガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを、樹脂成分から離脱させることができる。従ってこの分解処理工程で、流体に樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解し、且つ無機物のガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムが分散された液が得られる。そして次の分離工程で、この液をろ過することによって、樹脂のモノマーまたはオリゴマーと、無機物のガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムとを分離することができる。ろ過後のろ液は樹脂のモノマーまたはオリゴマーが溶解した流体であり、残査は無機物のガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物である。 In this way, when the plastic containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate as an inorganic substance is decomposed in the decomposition process using the subcritical fluid, the inorganic substance embedded in the resin component of the plastic Glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate can be separated from the resin component. Accordingly, in this decomposition treatment step, a liquid in which resin monomers or oligomers are dissolved in the fluid and inorganic glass fibers, aluminum hydroxide and calcium carbonate are dispersed is obtained. In the next separation step, the resin monomer or oligomer, inorganic glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate can be separated by filtering the liquid. The filtrate after the filtration is a fluid in which the monomer or oligomer of the resin is dissolved, and the residue is a mixture of inorganic glass fibers, aluminum hydroxide and calcium carbonate.
上記の工程でガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを残査として分離した後、これらの無機物の混合物を水に分散させ、この分散水に二酸化炭素ガスを供給する。この二酸化炭素ガスを供給する工程で、混合物中の炭酸カルシウムは次の化学反応を起こし、水に可溶の炭酸水素カルシウムとなって水中に溶解し、ガラス繊維と水酸化アルミニウムのみが水中に分散した状態となる。二酸化炭素ガスの供給量は特に制限されるものではないが、水に分散された炭酸カルシウムの全量を炭酸水素カルシウムとして水中に溶解させるのに十分な供給量に設定するのが好ましい。 After separating glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate as a residue in the above process, a mixture of these inorganic substances is dispersed in water, and carbon dioxide gas is supplied to the dispersed water. In this process of supplying carbon dioxide gas, the calcium carbonate in the mixture undergoes the following chemical reaction to become water-soluble calcium bicarbonate and dissolves in water, and only glass fiber and aluminum hydroxide are dispersed in water. It will be in the state. The supply amount of carbon dioxide gas is not particularly limited, but is preferably set to a supply amount sufficient to dissolve the total amount of calcium carbonate dispersed in water as calcium bicarbonate.
CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2(水に溶解)
ここで、二酸化炭素ガスを供給する工程の前に、分離回収した上記のガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物を水で洗浄した後に、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物を水に分散させるようにすることによって、これらの無機物を分散させた水のpHを8〜10程度に調整するようにするのが好ましい。このように洗浄してpHを調整する工程を具備して各無機物を分散させた水のpHを8〜10程度に調整することによって、供給される二酸化炭素ガスを水に無駄なく溶解させることができるものであり、二酸化炭素の供給によって炭酸カルシウムを炭酸水素カルシウムとして溶解させる効率を高めることができるものである。水のpHが8未満の場合や、pHが10を超える場合には、水への二酸化炭素ガスの溶解性が低く、水への炭酸カルシウムの溶解の効率を高める効果を期待することができない。特に、亜臨界流体としてアルカリ金属の水酸化物の水溶液を用いた場合には、亜臨界流体による分解処理を分離回収した無機物の混合物に、アルカリ金属の水酸化物が付着しているので、そのままの状態で水に分散させて、二酸化炭素ガスを供給すると、アルカリ金属の水酸化物と二酸化炭素ガスとが反応を起こし、必要のない物質が析出するおそれがあることから、水で洗浄する工程は特に有用な工程となるものである。
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca (HCO 3 ) 2 (dissolved in water)
Here, before the step of supplying carbon dioxide gas, after the separated and recovered mixture of glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate is washed with water, the mixture of glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate is washed with water. It is preferable to adjust the pH of the water in which these inorganic substances are dispersed to about 8 to 10 by dispersing them in the water. By adjusting the pH of water in which each inorganic substance is dispersed to about 8 to 10 by washing and adjusting the pH in this way, the supplied carbon dioxide gas can be dissolved in water without waste. It is possible to increase the efficiency of dissolving calcium carbonate as calcium hydrogen carbonate by supplying carbon dioxide. When the pH of water is less than 8 or when the pH exceeds 10, the solubility of carbon dioxide gas in water is low, and the effect of increasing the efficiency of dissolution of calcium carbonate in water cannot be expected. In particular, when an alkali metal hydroxide aqueous solution is used as the subcritical fluid, the alkali metal hydroxide adheres to the inorganic mixture separated and recovered by the subcritical fluid decomposition treatment. If the carbon dioxide gas is supplied after being dispersed in water in this state, the alkali metal hydroxide and the carbon dioxide gas react with each other, and unnecessary substances may be deposited. Is a particularly useful process.
また、二酸化炭素ガスを供給する工程の前に、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物を分散した水を0〜20℃に冷却するようにするのが好ましい。二酸化炭素ガス等の気体は、水への溶解度が温度と反比例することが知られており、二酸化炭素ガスを供給する工程において水温が低いと、二酸化炭素ガスを無駄なく水中に溶解させることができるものであり、このように水を冷却して0〜20℃の範囲に水温を調整する工程を備えることによって、二酸化炭素の供給によって炭酸カルシウムを炭酸水素カルシウムとして溶解させる効率を高めることができるものである。水の温度が20℃を超える場合には、水への二酸化炭素ガスの溶解性が低く、水への炭酸カルシウムの溶解の効率を高める効果を期待することができない。 Moreover, it is preferable to cool the water in which the mixture of glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate is dispersed to 0 to 20 ° C. before the step of supplying carbon dioxide gas. Gases such as carbon dioxide gas are known to have a water solubility inversely proportional to temperature. If the water temperature is low in the process of supplying carbon dioxide gas, carbon dioxide gas can be dissolved in water without waste. It is possible to increase the efficiency of dissolving calcium carbonate as calcium hydrogen carbonate by supplying carbon dioxide by providing a step of cooling the water and adjusting the water temperature in the range of 0 to 20 ° C. It is. When the temperature of water exceeds 20 ° C., the solubility of carbon dioxide gas in water is low, and the effect of increasing the efficiency of dissolution of calcium carbonate in water cannot be expected.
そして上記の工程で得られた、炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムとして溶解し、ガラス繊維と水酸化アルミニウムが分散している水をろ過することによって、ろ過の残査としてガラス繊維と水酸化アルミニウムを分離することができるものである。 And the glass fiber obtained in the above process is dissolved as calcium bicarbonate, and the glass fiber and aluminum hydroxide are separated as a residue of filtration by filtering the water in which the glass fiber and aluminum hydroxide are dispersed. Is something that can be done.
一方、ろ過分離工程で得られるろ液には、炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムとして溶解しているが、このろ液を加熱することによって二酸化炭素ガスを気化させ、ろ液中から二酸化炭素ガスを除去することによって、次の化学反応で炭酸水素カルシウムが炭酸カルシウムに戻り、水に不溶の炭酸カルシウムが沈殿する。従ってこの水をろ過することによって、残査として炭酸カルシウムを回収することができるのである。加熱温度は特に限定されるものではないが、80〜100℃程度が好ましい。 On the other hand, in the filtrate obtained in the filtration and separation step, calcium carbonate is dissolved as calcium hydrogen carbonate. By heating this filtrate, carbon dioxide gas is vaporized and carbon dioxide gas is removed from the filtrate. By doing so, calcium hydrogen carbonate returns to calcium carbonate in the next chemical reaction, and calcium carbonate insoluble in water precipitates. Therefore, by filtering this water, calcium carbonate can be recovered as a residue. Although heating temperature is not specifically limited, About 80-100 degreeC is preferable.
Ca(HCO3)2→CaCO3(沈殿)+H2O+CO2(気化)
尚、従来、プラスチック等の工業材料に用いられる炭酸カルシウムは、コスト面を考慮し、鉱山で粉砕した炭酸カルシウムをそのまま微粉砕した重質炭酸カルシウムが用いられるのが一般的であり、化学反応によって不純物を除去して高純度化した軽質炭酸カルシウムが用いられることはほとんどない。しかし、本発明では、上記のように炭酸カルシウムを炭酸水素カルシウムとして水に溶解させる際に、重質炭酸カルシウムに含まれる不純物が不溶物として除去されるものであり、上記のように回収された炭酸カルシウムは、不純物を含まない、いわゆる軽質炭酸カルシウムとして得ることができるものである。
Ca (HCO 3 ) 2 → CaCO 3 (precipitation) + H 2 O + CO 2 (vaporization)
Conventionally, calcium carbonate used for industrial materials such as plastics is generally heavy calcium carbonate obtained by pulverizing calcium carbonate pulverized in a mine as it is in consideration of the cost. Light calcium carbonate that is highly purified by removing impurities is rarely used. However, in the present invention, when calcium carbonate is dissolved in water as calcium hydrogen carbonate as described above, impurities contained in heavy calcium carbonate are removed as insoluble matter and recovered as described above. Calcium carbonate can be obtained as so-called light calcium carbonate containing no impurities.
また上記のろ過分離工程でガラス繊維と水酸化アルミニウムを残査として分離した後、既述の酸供給工程と同様にして、このガラス繊維と水酸化アルミニウムの混合物を水に分散させ、この分散水に酸を供給する。この酸供給工程で、混合物中の水酸化アルミニウムは水に可溶のアルミニウム塩となって水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態となる。 Further, after separating the glass fiber and aluminum hydroxide as a residue in the filtration separation step, the mixture of the glass fiber and aluminum hydroxide is dispersed in water in the same manner as in the acid supply step described above. To supply acid. In this acid supply step, the aluminum hydroxide in the mixture becomes an aluminum salt soluble in water and dissolves in water, and only glass fibers are dispersed in water.
次にこの工程で得られた、水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として溶解し、ガラス繊維が分散している水をろ過することによって、ろ過の残査としてガラス繊維を回収することができるものである。炭酸カルシウムは既に分離されていると共に、水酸化アルミニウムはろ液に溶解しており、ろ過残査には含まれていないので、炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムが不純物として含まれないガラス繊維を単独で回収することができるものである。ここで、上記のように酸を供給する工程あるいは二酸化炭素ガスを供給する工程の前に粉砕工程を設けた際には、ガラス繊維をミルドファイバーとして回収することができるものである。 Next, the glass fiber can be recovered as a residue of filtration by filtering the water obtained by this step in which the aluminum hydroxide is dissolved as an aluminum salt and the glass fiber is dispersed. Since calcium carbonate has already been separated, aluminum hydroxide is dissolved in the filtrate and is not included in the filtration residue, so glass fiber that does not contain calcium carbonate or aluminum hydroxide as an impurity is collected alone. Is something that can be done. Here, when the crushing step is provided before the step of supplying acid or the step of supplying carbon dioxide gas as described above, the glass fiber can be recovered as milled fiber.
一方、ろ液には水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として溶解しているが、上記のアルカリ供給工程と同様にして、このろ液にアルカリを供給することによって、ろ液に溶解しているアルミニウム塩が水に不溶の水酸化アルミニウムに戻って析出し、沈殿する。従ってこの水をろ過することによって、残査として水酸化アルミニウムを回収することができるものである。 On the other hand, aluminum hydroxide is dissolved in the filtrate as an aluminum salt. By supplying alkali to the filtrate in the same manner as the alkali supply step, the aluminum salt dissolved in the filtrate is dissolved. It returns to aluminum hydroxide which is insoluble in water, and precipitates. Therefore, by filtering this water, aluminum hydroxide can be recovered as a residue.
ここで、工程の順は上記のものに制限されるものではない。例えば、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムが分散する分散水において、上記のように炭酸カルシウムを溶解させる工程や、炭酸カルシウムを析出させて回収する工程を先にし、水酸化アルミニウムを溶解させる工程や、水酸化アルミニウムを析出させて回収する工程を後にする他、逆に水酸化アルミニウムを溶解させる工程や、水酸化アルミニウムを析出させて回収する工程を先にして、炭酸カルシウムを溶解させる工程や、炭酸カルシウムを析出させて回収する工程を後にするようにしてもよい。また上記のように、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムが分散する分散水において、水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムをそれぞれ水中に溶解させ、この状態でろ過してガラス繊維を回収するようにすることも可能である。 Here, the order of the steps is not limited to the above. For example, in the dispersion water in which glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate are dispersed, the step of dissolving calcium hydroxide as described above, the step of precipitating and collecting calcium carbonate, and the step of dissolving aluminum hydroxide In addition to the step of depositing and recovering aluminum hydroxide, the step of dissolving aluminum hydroxide, the step of dissolving aluminum hydroxide, the step of precipitating and recovering aluminum hydroxide, the step of dissolving calcium carbonate, The step of depositing and collecting calcium carbonate may be performed later. Also, as described above, in the dispersion water in which glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate are dispersed, aluminum hydroxide and calcium carbonate are dissolved in water, respectively, and filtered in this state to recover glass fiber. Is also possible.
上記のような一連の工程から、プラスチックを亜臨界分解した後にろ過することによって残査として得られる無機物を、ガラス繊維、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムの各物質ごとに分離して単独で回収することができるものである。またガラス繊維については粉砕を実施することによって付加価値の高いミルドファイバーとして、炭酸カルシウムについても付加価値の高い軽質炭酸カルシウムとして回収することが可能になるものである。そして、このように単独で回収されたガラス繊維、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムをプラスチックの充填用無機材などとして使用することによって、リサイクルプラスチックの物性にバラツキが生じにくいマテリアルリサイクルを行うことができるものである。 From the series of steps as described above, the inorganic substance obtained as a residue by filtering after subcritical decomposition of the plastic is separated separately for each material of glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate, and collected independently. Is something that can be done. Further, by grinding the glass fiber, it can be recovered as a milled fiber having a high added value, and the calcium carbonate can also be recovered as a light calcium carbonate having a high added value. And, by using the glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate collected in this way as an inorganic material for filling plastics, it is possible to perform material recycling that makes it difficult for the properties of recycled plastics to vary. It is.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(実施例1)
亜臨界水分解処理するプラスチックとして、不飽和ポリエステル樹脂30質量%、水酸化アルミニウム45質量%、ガラス繊維25質量%を混合して加熱プレスすることによって得られた、ガラス繊維と水酸化アルミニウムを含有する平板状FRPを用いた。
(Example 1)
Contains glass fiber and aluminum hydroxide obtained by mixing and pressing 30% by weight of unsaturated polyester resin, 45% by weight of aluminum hydroxide, and 25% by weight of glass fiber as plastic for subcritical water decomposition treatment. A flat plate FRP was used.
そして粗粉砕したFRPを600g、濃度1mol/Lの水酸化カリウム水溶液を2400g、それぞれ圧力容器に投入して密閉し、この圧力容器を加熱槽に入れて加熱した。加熱槽はヒーターで槽内の水を230℃の温度に加熱するようにしてあり、圧力容器内の水を亜臨界状態(臨界点(臨界温度374℃、臨界圧力22.1MPa)以下の状態)にした。この状態で2時間保持し、FRPの分解を行った後、室温まで冷却し、圧力容器から内容物を取り出し、内容物をろ過した。このようにろ過してろ液を分離することによって残査を得た。この残査はガラス繊維と水酸化アルミニウムの混合物である。 Then, 600 g of coarsely pulverized FRP and 2400 g of an aqueous potassium hydroxide solution having a concentration of 1 mol / L were put in a pressure vessel and sealed, and the pressure vessel was put in a heating tank and heated. The heating tank is designed to heat the water in the tank to a temperature of 230 ° C. with a heater, and the water in the pressure vessel is in a subcritical state (a state below a critical point (critical temperature 374 ° C., critical pressure 22.1 MPa)). I made it. It hold | maintained in this state for 2 hours, After decomposing | disassembling FRP, it cooled to room temperature, took out the content from the pressure vessel, and filtered the content. The residue was obtained by separating the filtrate by filtration in this way. This residue is a mixture of glass fiber and aluminum hydroxide.
次に、120φmmポットミルに、残査300g、水200g、5mmボール400gを入れ、4時間粉砕を行い、ろ過して残査として粉砕物を得た。 Next, 300 g of residue, 200 g of water, and 400 g of 5 mm balls were placed in a 120 φmm pot mill, pulverized for 4 hours, and filtered to obtain a pulverized product as the residue.
次に、この粉砕物1gを水10mLに分散させた後、濃度1mol/Lの塩酸を30mL混合することによって、分散水中の水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態の分散水を得た。 Next, after 1 g of this pulverized product was dispersed in 10 mL of water, 30 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L was mixed, whereby aluminum hydroxide in the dispersed water was dissolved in water as an aluminum salt, and only glass fibers were in water. Dispersed water in a dispersed state was obtained.
最後に、この分散水をろ過することによって、残査としてガラス繊維0.4gを分離して回収した。 Finally, 0.4 g of glass fiber was separated and recovered as a residue by filtering this dispersed water.
(実施例2)
実施例1と同様にして、亜臨界分解処理・ろ過分離・ろ過残査の粉砕を行なった後、粉砕物を水に分散して攪拌、洗浄、ろ過の作業を数回繰り返して行ない、ろ液である洗浄水のpHが10以下になったことを確認した後、再度ろ過して残査300gを得た。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, the subcritical decomposition treatment, the filtration separation, and the filtration residue were pulverized, and the pulverized product was dispersed in water and stirred, washed, and filtered several times. After confirming that the pH of the wash water was 10 or less, the solution was filtered again to obtain 300 g of residue.
この後、この残査1gを水10mLに分散させ、濃度1mol/Lの塩酸を10mL混合することによって、分散水中の水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態の分散水を得た。 Thereafter, 1 g of this residue was dispersed in 10 mL of water, and 10 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L was mixed, whereby aluminum hydroxide in the dispersed water was dissolved in water as an aluminum salt, and only glass fibers were dispersed in water. Dispersed water in a state was obtained.
最後に、この分散水をろ過することによって、残査としてガラス繊維0.4gを分離して回収した。 Finally, 0.4 g of glass fiber was separated and recovered as a residue by filtering this dispersed water.
(実施例3)
実施例2と同様にして、亜臨界分解処理・ろ過分離・ろ過残査の粉砕・粉砕物の洗浄によるpH調整・粉砕物の水分散・酸供給・ろ過によるガラス繊維の回収を行なった後、水酸化アルミニウムが溶解したろ液に、濃度1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を9.6mL供給することによってpHを7.3に調整し、水酸化アルミニウムの沈殿物を得た。この後に、ろ過して残査を乾燥することによって、水酸化アルミニウム0.4gを回収した。
(Example 3)
In the same manner as in Example 2, after subcritical decomposition treatment, filtration separation, filtration residue filtration, pH adjustment by washing the pulverized product, water dispersion of the pulverized product, acid supply, glass fiber recovery by filtration, The pH was adjusted to 7.3 by supplying 9.6 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution to the filtrate in which aluminum hydroxide was dissolved, thereby obtaining a precipitate of aluminum hydroxide. After that, 0.4 g of aluminum hydroxide was recovered by filtering and drying the residue.
(実施例4)
実施例3において、濃度1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に変えて、濃度1mol/Lのアンモニア水溶液を用いるようにした他は、実施例3と同様にして水酸化アルミニウム0.3gを回収した。
Example 4
In Example 3, 0.3 g of aluminum hydroxide was recovered in the same manner as in Example 3 except that an aqueous ammonia solution having a concentration of 1 mol / L was used instead of the aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 1 mol / L.
(実施例5)
実施例3において、濃度1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の供給量9.6mLを、30mLに変えて、pHを13.4に調整するようにした他は、実施例3と同様にした。この場合、水酸化アルミニウムは再溶解して回収することができなかった。
(Example 5)
In Example 3, the same procedure as in Example 3 was performed, except that the supply amount of the sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 mol / L was changed to 30 mL and the pH was adjusted to 13.4. In this case, aluminum hydroxide could not be recovered by redissolving.
(実施例6)
亜臨界水分解処理するプラスチックとしてFRP(松下電工社製「FRPバスタブ」:不飽和ポリエステル樹脂製、炭酸カルシウム43.5質量%、水酸化アルミニウム25質量%、ガラス繊維23質量%含有品)を用いた。そして粗粉砕したFRPを600g、濃度1mol/Lの水酸化カリウム水溶液を2400g、それぞれ圧力容器に投入して密閉し、この圧力容器を加熱槽に入れて加熱した。加熱槽はヒーターで槽内の水を230℃の温度に加熱するようにしてあり、圧力容器内の水を亜臨界状態(臨界点(臨界温度374℃、臨界圧力22.1MPa)以下の状態)にした。この状態で2時間保持し、FRPの分解を行った後、室温まで冷却し、圧力容器から内容物を取り出し、内容物をろ過した。このようにろ過してろ液を分離することによって残査を得た。この残査はガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物である。
(Example 6)
FRP (“FRP bathtub” manufactured by Matsushita Electric Works Co., Ltd .: made of unsaturated polyester resin, 43.5% by mass of calcium carbonate, 25% by mass of aluminum hydroxide, 23% by mass of glass fiber) is used as a plastic for subcritical water decomposition treatment. It was. Then, 600 g of coarsely pulverized FRP and 2400 g of an aqueous potassium hydroxide solution having a concentration of 1 mol / L were put in a pressure vessel and sealed, and the pressure vessel was put in a heating tank and heated. The heating tank is designed to heat the water in the tank to a temperature of 230 ° C. with a heater, and the water in the pressure vessel is in a subcritical state (a state below a critical point (critical temperature 374 ° C., critical pressure 22.1 MPa)). I made it. It hold | maintained in this state for 2 hours, After decomposing | disassembling FRP, it cooled to room temperature, taken out the content from the pressure vessel, and filtered the content. The residue was obtained by separating the filtrate by filtration in this way. This residue is a mixture of glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate.
次に、120φmmポットミルに、残査200g、水200g、5mmボール400gを入れ、4時間粉砕を行い、ろ過して残査の粉砕物を得た。さらにこの粉砕物を水に分散して攪拌、洗浄、ろ過の作業を数回繰り返して行ない、ろ液である洗浄水のpHが10以下になったことを確認した後、再度ろ過して残査200gを得た。 Next, 200 g of residue, 200 g of water, and 400 g of 5 mm balls were placed in a 120 φmm pot mill, pulverized for 4 hours, and filtered to obtain a pulverized residue. Furthermore, this pulverized product was dispersed in water, and stirring, washing, and filtration were repeated several times. After confirming that the pH of the washing water as the filtrate was 10 or less, the residue was filtered again. 200 g was obtained.
次いで、この残査1gを水1Lに分散させた後、室温下において二酸化炭素ガス(実験用標準ガス)を10L吹き込み、分散水中の炭酸カルシウムを水中に溶解し、ガラス繊維と水酸化アルミニウムが水中に分散した状態の分散水を得た。 Next, 1 g of this residue was dispersed in 1 L of water, and then 10 L of carbon dioxide gas (standard gas for experiment) was blown at room temperature to dissolve calcium carbonate in the dispersed water. The glass fiber and aluminum hydroxide were dissolved in water. Dispersed water in a dispersed state was obtained.
次に、この分散水をろ過し、炭酸カルシウムが溶解したろ液を80〜100℃に加熱して、二酸化炭素ガスを気化除去させることによって、炭酸カルシウムを沈殿させ、この沈殿物をろ過して回収することによって、炭酸カルシウム0.4gを得た。 Next, this dispersed water is filtered, and the filtrate in which calcium carbonate is dissolved is heated to 80 to 100 ° C. to vaporize and remove carbon dioxide gas, thereby precipitating calcium carbonate, and filtering this precipitate. By collecting, 0.4 g of calcium carbonate was obtained.
また分散水をろ過して得られる残査を水10mLに分散させた後、濃度1mol/Lの塩酸を10mL混合することによって、分散水中の水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態の分散水を得た。 Further, after the residue obtained by filtering the dispersed water is dispersed in 10 mL of water, 10 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L is mixed, so that the aluminum hydroxide in the dispersed water dissolves in the water as an aluminum salt, and the glass fiber. Only dispersed water was obtained in the state of being dispersed in water.
そして、この分散水をろ過することによって、残査としてガラス繊維0.4gを分離して回収した。 And by filtering this dispersed water, 0.4 g of glass fiber was separated and recovered as a residue.
最後に、水酸化アルミニウムが溶解したろ液に、濃度1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を9.2mL供給することによってpHを7.2に調整し、水酸化アルミニウムの沈殿物を得た。そしてろ過して残査を乾燥することによって、水酸化アルミニウム0.3gを回収した。 Finally, the pH was adjusted to 7.2 by supplying 9.2 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution to the filtrate in which aluminum hydroxide was dissolved to obtain a precipitate of aluminum hydroxide. And 0.3g of aluminum hydroxide was collect | recovered by filtering and drying a residue.
(実施例7)
実施例6と同様にして、亜臨界分解処理・ろ過分離・ろ過残査の粉砕・粉砕物の洗浄によるpH調整、ろ過を行ない、ろ過残査としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの混合物を得た。
(Example 7)
In the same manner as in Example 6, the pH was adjusted by subcritical decomposition treatment, filtration separation, pulverization of the filtration residue, and washing of the pulverized product, filtration, and a mixture of glass fiber, aluminum hydroxide, and calcium carbonate as the filtration residue. Obtained.
次にこのろ過残査を水10mLに分散させた後、濃度1mol/Lの塩酸を10mL混合することによって、分散水中の水酸化アルミニウムがアルミニウム塩として水中に溶解し、ガラス繊維と炭酸カルシウムが水中に分散した状態の分散水を得た。 Next, this filtration residue is dispersed in 10 mL of water, and then mixed with 10 mL of hydrochloric acid having a concentration of 1 mol / L, the aluminum hydroxide in the dispersed water is dissolved in the water as an aluminum salt, and the glass fiber and calcium carbonate are dissolved in the water. Dispersed water in a dispersed state was obtained.
次に、この分散水をろ過し、水酸化アルミニウムが溶解したろ液に、濃度1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を9.5mL供給することによってpHを7.3に調整し、水酸化アルミニウムの沈殿物を得た。そしてろ過して残査を乾燥することによって、水酸化アルミニウム0.3gを回収した。 Next, this dispersed water was filtered, and the pH was adjusted to 7.3 by supplying 9.5 mL of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution to the filtrate in which aluminum hydroxide was dissolved. A precipitate was obtained. And 0.3g of aluminum hydroxide was collect | recovered by filtering and drying a residue.
また分散水をろ過して得られる残査を水1Lに分散させた後、室温下において二酸化炭素ガス(実験用標準ガス)を10L吹き込み、分散水中の炭酸カルシウムを水中に溶解し、ガラス繊維のみが水中に分散した状態の分散水を得た。 Further, after the residue obtained by filtering the dispersion water is dispersed in 1 L of water, 10 L of carbon dioxide gas (experimental standard gas) is blown at room temperature to dissolve the calcium carbonate in the dispersion water, and only the glass fiber Dispersed water in a state of being dispersed in water was obtained.
次にこの分散水をろ過することによって、残査としてガラス繊維0.4gを分離して回収した。 Next, by filtering this dispersed water, 0.4 g of glass fiber was separated and recovered as a residue.
最後に、分散水をろ過したろ液を実施例6と同様に加熱して、二酸化炭素ガスを気化除去させることによって、炭酸カルシウムを沈殿させ、この沈殿物をろ過して回収することによって、炭酸カルシウム0.4gを得た。 Finally, the filtrate obtained by filtering the dispersed water is heated in the same manner as in Example 6 to vaporize and remove carbon dioxide gas, thereby precipitating calcium carbonate, and collecting the precipitate by filtration to recover carbonic acid. 0.4 g of calcium was obtained.
(比較例)
実施例1で用いたFRPを粗粉砕し、このFRPを600g、濃度1mol/Lの水酸化カリウム水溶液を2400g、それぞれ圧力容器に投入して密閉し、この圧力容器を加熱槽に入れて加熱した。加熱槽はヒーターで槽内の水を230℃の温度に加熱するようにしてあり、圧力容器内の水を亜臨界状態(臨界点(臨界温度374℃、臨界圧力22.1MPa)以下の状態)にした。この状態で2時間保持し、FRPの分解を行った後、室温まで冷却し、圧力容器から内容物を取り出し、内容物をろ過した。このようにろ過してろ液を分離することによって残査400gを得た。
(Comparative example)
FRP used in Example 1 was coarsely pulverized, 600 g of this FRP and 2400 g of a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 mol / L were each put in a pressure vessel and sealed, and this pressure vessel was put in a heating tank and heated. . The heating tank is designed to heat the water in the tank to a temperature of 230 ° C. with a heater, and the water in the pressure vessel is in a subcritical state (a state below a critical point (critical temperature 374 ° C., critical pressure 22.1 MPa)). I made it. It hold | maintained in this state for 2 hours, After decomposing | disassembling FRP, it cooled to room temperature, taken out the content from the pressure vessel, and filtered the content. The residue was obtained by filtering in this manner to obtain 400 g of residue.
次に、120φmmポットミルに、残査200g、水200g、5mmボール400gを入れ、4時間粉砕を行い、ろ過して粉砕物の残査を得た。 Next, 200 g of residue, 200 g of water, and 400 g of 5 mm balls were placed in a 120 φmm pot mill, pulverized for 4 hours, and filtered to obtain a residue of pulverized material.
上記のように実施例1〜7及び比較例で回収した無機物について、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムの平均粒径を、島津製作所製「SALD−2000」を用いて測定し、また回収作業終了後の廃液の主成分を測定した。分離回収した物質の確認は元素分析(IPC発光分光分析)で行なった。これらの結果を表1に示す。 About the inorganic substance collect | recovered by Examples 1-7 and a comparative example as mentioned above, the average particle diameter of glass fiber, aluminum hydroxide, and a calcium carbonate is measured using "SALD-2000" by Shimadzu Corporation, and also collection | recovery operation | work The main component of the waste liquid after completion was measured. Confirmation of the separated and recovered material was performed by elemental analysis (IPC emission spectroscopic analysis). These results are shown in Table 1.
表1にみられるように、比較例のものでは、ガラス繊維と水酸化アルミニウムを含有するFRPからガラス繊維を単独で分離して回収することができないが、実施例1のものでは、ガラス繊維を単独で分離して回収することができるものであった。 As seen in Table 1, in the comparative example, the glass fiber cannot be separated and recovered alone from the FRP containing glass fiber and aluminum hydroxide. It could be separated and recovered alone.
また実施例2ではpH調整によって、水酸化アルミニウムの溶解に使用する塩酸量が実施例1よりも少なくて済むことができるものであった。 In Example 2, the amount of hydrochloric acid used to dissolve aluminum hydroxide can be less than that in Example 1 by adjusting the pH.
また実施例3では水酸化アルミニウムについても分離して回収することができ、水酸化アルミニウム回収後の廃液には安全な塩化ナトリウムのみが混入しているものであった。一方、アルカリの種類が実施例3と異なる実施例4においては、廃液に塩化アルミニウムが混在していることから廃液処理が必要になり、アルカリの供給が過剰な実施例5のものでは、一旦析出した水酸化アルミニウムがアルミン酸塩として溶解してしまうものであった。 In Example 3, aluminum hydroxide could also be separated and recovered, and only safe sodium chloride was mixed in the waste liquid after recovering aluminum hydroxide. On the other hand, in Example 4 in which the kind of alkali is different from Example 3, waste liquid treatment is necessary because aluminum chloride is mixed in the waste liquid. The aluminum hydroxide was dissolved as an aluminate.
さらに実施例6及び実施例7のものでは、無機物としてガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有するFRPから、ガラス繊維と水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムをそれぞれ分離して単独で回収することができるものであった。 Further, in Examples 6 and 7, glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate can be separated and recovered independently from FRP containing glass fiber, aluminum hydroxide and calcium carbonate as inorganic substances. It was a thing.
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