JP2007161911A - 有機廃液からのゴムの回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムを含む有機廃液からゴムを効果的に分離回収し、有機溶媒の回収率を向上する。
【解決手段】ゴムとそのゴムを溶解させた有機溶媒を含む有機廃液からゴムとその有機溶媒を回収する方法であり、有機廃液にゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加してゴムを有機廃液中に析出させる工程と、有機廃液を固液分離させて有機廃液中に析出したゴムを回収する工程とを含む。析出したゴムを回収した後の残余の有機廃液を蒸留して溶解度低下用溶媒とゴムを溶解させた有機溶媒を回収し、回収された溶解度低下用溶媒をリサイクルする工程を更に含むことが好ましい。有機廃液から析出したゴムの回収を遠心分離器１２により行うことが好ましく、溶解度低下用溶媒は脂肪族炭化水素又はアルコール類であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主にゴムの製造、ゴム製品の加工工程で排出されるゴムを含む有機廃液からそのゴムを分離して回収する方法に関するものである。

ゴムの製造工場やゴム製品の加工工場では不可避的にゴムとそのゴムを溶解させた有機溶媒を含む有機廃液が多く発生する。近年の工場から排出される廃液の処理や環境問題は重要な社会的問題であり、工場から排出されるこれらのゴム含有有機廃液は単に焼却するだけでなく、その原料であるゴム、ゴムを溶解するベンゼン、トルエンなどの有機溶媒を回収し、再利用することが重要視されている。そして 従来、ゴムを含む有機廃液からゴムを回収する方法として、容器に貯留されたゴムを含む有機廃液を容器に貯留した状態で真空乾燥し又は加熱蒸留して、その有機廃液から溶媒を揮発させてゴムを回収する方法（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
特開２００１−２２６４１０号公報（明細書［００２１］）

しかし、ゴムを含む有機廃液を真空乾燥し又は加熱蒸留して溶媒を揮発させるとその廃液中のゴム濃度が増加し、有機廃液における粘度が急激に増加する。そして、溶媒が実際の揮発する有機廃液における気液接触面でのゴム濃度が著しく増加し、溶媒の揮発が進行すると容器に貯留された有機廃液における表面に粘度の高いゴム膜が形成される。有機廃液の表面にゴム膜が形成されると、ゴム膜の下方に存在する有機廃液中の溶媒を効果的に揮発させることができずに、結果的にゴムを固体の状態で有効に回収できない不具合があった。また、揮発して除去された有機溶媒の気相濃度が低いため、揮発した気体から有機溶媒を回収する効果が低いという別の不具合もあった。
本発明の目的は、ゴムを含む有機廃液からゴムを効果的に分離回収し得る有機廃液からのゴムの回収方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、ゴムを含む有機廃液からの有機溶媒の回収率を向上し得る有機廃液からのゴムの回収方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１に示すように、ゴムとそのゴムを溶解させた有機溶媒を含む有機廃液からゴムと有機溶媒を回収する方法の改良である。
その特徴ある点は、有機廃液にゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加してゴムを有機廃液中に析出させる工程と、有機廃液を固液分離させて有機廃液中に析出したゴムを回収する工程とを含むことを特徴とする。
この請求項１に記載された有機廃液からのゴムの回収方法では、ゴムを一旦析出させた後に固液分離してゴムを回収するので、有機溶媒の揮発を妨げるようなゴム膜が形成されることはなく、ゴムを含む有機廃液からゴムを有効に分離回収することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、析出したゴムを回収した後の残余の有機廃液を蒸留して溶解度低下用溶媒とゴムを溶解させた有機溶媒を回収し、回収された溶解度低下用溶媒をリサイクルする工程を更に含むことを特徴とする。
ゴムが除去された後の有機廃液には、ゴムを溶解させた有機溶媒と、その後添加された溶解度低下用溶媒が含まれる。この請求項２に記載された有機廃液からのゴムの回収方法では、ゴムが除去された後の有機廃液から有機溶媒と溶解度低下用溶媒を分離して回収するので、有機溶媒を揮発させる従来の方法と比較して、ゴムを含む有機廃液からの有機溶媒の回収率を向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、有機廃液から析出したゴムの回収を遠心分離器１２により行うことを特徴とする。
この請求項３に記載された有機廃液からのゴムの回収方法では、ゴムを含む有機廃液からゴムを効果的に分離回収することができる。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、溶解度低下用溶媒が脂肪族炭化水素又はアルコール類であることを特徴とする。
この請求項４に記載された有機廃液からのゴムの回収方法では、有機廃液からゴムを効果的に析出させることができる。

本発明の有機廃液からゴムを回収する方法では、有機廃液にゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加してゴムを有機廃液中に析出させる工程と、有機廃液を固液分離させて有機廃液中に析出したゴムを回収する工程とを含むので、有機溶媒の揮発を妨げるようなゴム膜が形成されることはなく、ゴムを含む有機廃液からゴムを有効に分離回収することができる。そして、ゴムが除去された後の有機廃液には、ゴムを溶解させた有機溶媒と、その後添加された溶解度低下用溶媒が含まれる。従って、析出したゴムを回収した後の残余の有機廃液を蒸留して溶解度低下用溶媒とゴムを溶解させた有機溶媒を回収する工程を更に含むことにより、ゴムが除去された後の有機廃液を有機溶媒と溶解度低下用溶媒を分離して回収することができ、ゴムを含む有機廃液からの有機溶媒の回収率を向上させることができる。この場合 有機廃液から析出したゴムの回収を遠心分離器により行えば、ゴムを含む有機廃液からゴムを効果的に分離回収することができ、溶解度低下用溶媒が脂肪族炭化水素又はアルコール類であれば、有機廃液からゴムを効果的に析出させることができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明は有機廃液からそのゴムを回収する方法であって、その対象とする有機廃液はゴムとそのゴムを溶解させた有機溶媒を含むものである。ここで、ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）及び合成ゴムが挙げられる。合成ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハイパロン（ＣＳＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、多硫化ゴム（Ｔ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）などが挙げられる。また、有機溶媒としては、これらのゴムを溶解可能なベンゼン、トルエン、キシレン、トリクレン、エーテル等が挙げられる。

本発明における有機廃液からゴムを回収する方法にあっては、有機廃液にゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加してゴムをその有機廃液中に析出させる工程と、有機廃液を固液分離させて有機廃液中に析出したゴムを回収する工程と、析出したゴムを回収した後の残余の有機廃液を蒸留して溶解度低下用溶媒を回収する工程とを含む。以下にこれらを分説する。

＜ゴムの析出工程＞
先ず、図１（ａ）に示すように有機廃液にゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加して、図１（ｂ）に示すようにゴムを有機廃液中に析出させる。この溶解度低下用溶媒としては、脂肪族炭化水素又はアルコール類が好ましく、中でも、有機廃液中のゴムを溶解させたベンゼン、トルエンなどの有機溶媒との沸点差が大きい溶媒ほど分離しやすく好ましい。例えば、脂肪族炭化水素としては、トルエンより炭素数の小さいブタン、ペンタン、ヘキサンが挙げられる。また、トルエンより炭素数の大きいＣ８〜Ｃ１５の脂肪族炭化水素であっても良い。更に、アルコール類としてはメタノール、エタノールなどが挙げられる。有機廃液に添加するこれらの溶媒は、単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。

有機廃液に添加される溶解度低下用溶媒の量は、溶解度低下用溶媒の種類にも依るけれども、ゴムを含む有機廃液を１００重量％とした場合に５０〜１０００重量％であることが好ましい。この溶解度低下用溶媒の添加量が５０重量％未満であるとゴムの溶解度の低下が不十分であるという不具合があり、この溶解度低下用溶媒の添加量が１０００重量％を越えるとこの溶解度低下用溶媒を後に分離する負担が増加する不具合がある。この溶解度低下用溶媒の添加量の更に好ましい範囲は、ゴムを含む有機廃液を１００重量％とした場合に１００〜５００重量％である。
本発明において溶解度低下用溶媒の添加量が少ない場合には、後述する蒸留工程での負荷を低減させるため、有機廃液のゴムを溶解させた有機溶媒より沸点の低い溶媒、例えば、ブタン、プロパン、ヘキサンなどを用いることが好ましい。逆に溶解度低下用溶媒の添加量が多い場合には、有機溶媒より沸点の高い溶媒、例えば、炭素数８以上の脂肪属炭化水素を用いることが好ましい。

図２に示すように、有機廃液を連続的に処理するためには、攪拌混合槽１１を用いて有機廃液に溶解度低下用溶媒を添加して攪拌することが好ましい。この攪拌混合槽１１は、容器本体１１ａと蓋体１１ｂとを有し、有機廃液を容器本体１１ａ内に投入可能な第１入口１１ｃと溶解度低下用溶媒を容器本体１１ａ内に投入可能な第２入口１１ｄが蓋体１１ｂに形成される。また、蓋体１１ｂには容器本体１１ａ内部に投入された有機廃液と溶解度低下用溶媒を攪拌する攪拌羽根１１ｆが枢支され、蓋体１１ｂの上部にはその攪拌羽根１１ｆを回転駆動する攪拌用モータ１１ｅが設けられる。このように構成された攪拌混合槽１１では、容器本体１１ａ内部に投入された有機廃液と溶解度低下用溶媒を攪拌して混合することにより、ゴムを有機廃液中に連続的に析出させるように構成される。

＜固液分離工程＞
この工程では、図１（ｂ）に示すようにゴムが析出した有機廃液を図１（ｃ）に示すように固液分離する。そして、有機廃液から分離されたゴムを回収する。この固液分離は、図１（ｃ）に示すようにゴムが析出した有機廃液を静置させてその析出したゴムを沈降させることにより分離しても良く、図２に示すように、一般的に固液を分離するために用いられる遠心分離器１２を用いても良い。図２に示す遠心分離器１２は、内部に回転筒１２ａが設けられ、この内部にゴムが析出した有機廃液を入れて回転させ、遠心力により液体を回転筒１２ａの外側に排出し、固体であるゴムをその内部に残存させることにより析出して固体となったゴムを液体から強制的に分離するように構成される。このような遠心分離器１２を用いた場合には、前段の攪拌混合槽１１に連続して設けることにより有機廃液を連続的に処理することが可能になる。
このように本発明のゴムの回収方法では、ゴムを一旦析出させた後に固液分離するので、ゴムを含む有機廃液からゴムを効果的に分離回収することができる。

＜蒸留工程＞
図１（ｄ）に示すようにゴムが除去された後の有機廃液には、ゴムを溶解させた有機溶媒と、その後添加された溶解度低下用溶媒が含まれる。この工程は、これらを再利用するために行われるものであり、有機溶媒と溶解度低下用溶媒を分離して回収する。図２に示すように、この有機溶媒と溶解度低下用溶媒の分離と回収は蒸留塔１３を用いた蒸留法により行うことが好ましい。この蒸留塔１３とその前段にある遠心分離器１２との間には濾液貯槽１４が設けられ、遠心分離器１２により分離された液体をこの濾液貯槽１４に一時的に貯留し、液体ポンプ１６により蒸留塔１３にその液体を供給するように構成される。

そして、図２に示すような蒸留塔１３を用いて有機溶媒と溶解度低下用溶媒を分離すると、ゴムを溶解させた有機溶媒より沸点の低い溶媒、例えば、ブタン、プロパン、ヘキサンなどを溶解度低下用溶媒として用いた場合には、有機溶媒が蒸留塔１３の下部から抽出され、溶解度低下用溶媒は蒸留塔１３の上部から分離して回収される。図示しないが、逆に有機溶媒より沸点の高い溶媒、例えば、炭素数８以上の脂肪属炭化水素を溶解度低下用溶媒として用いた場合には、有機溶媒が蒸留塔１３の上部から抽出され、溶解度低下用溶媒は蒸留塔１３の下部から分離して回収される。そして、この蒸留塔１３は多段からなるものである。なお、図２では、溶解度低下用溶媒が蒸留塔１３の上部から分離して回収される場合を示し、回収された溶解度低下用溶媒を溶媒貯槽１７に一時的に貯留させて再び有機廃液に添加することにより、その溶解度低下用溶媒を再利用することができる。ここで図２に示す符号１３ａは蒸留塔１３を構成するリボイラであり、符号１３ｂは蒸留塔１３を構成する凝縮器を示す。

このようにすることにより本発明のゴムの回収方法では、ゴムを溶解させた有機溶媒とその後添加された溶解度低下用溶媒を外部に放散させることなく回収することができ、有機溶媒を揮発させる従来の方法と比較して、ゴムを含む有機廃液からの有機溶媒の回収率を向上させることができる。

次に本発明の効果を確認するために行った実施例を説明する。
＜実施例１＞
有機廃液として、ゴム（ＮＢＲ）を４０ｋｇ、有機溶媒としてのトルエンを６０ｋｇ準備し、図２に示す混合攪拌機１１にその両者を入れて混合攪拌し、ゴム（ＮＢＲ）が４０重量％で、有機溶媒（トルエン）が６０重量％となる有機廃液を得た。
次にこの有機廃液に溶解度低下用溶媒としてのペンタンを投入した。ペンタンの投入量は１００ｋｇであって、ゴムを含む有機廃液を１００重量％とした場合に１００重量％にあたる量を混合槽１１に攪拌しながら供給した。その後１０分攪拌し、有機廃液中において溶解度の低下したゴムを析出させた。このゴムが析出した有機廃液を遠心分離器１２に入れ、析出して固体となったゴムを液体から分離した。析出したゴムが分離した残余の液体であって遠心分離器１２からの回収された液体を濾液貯槽１４に一時的に貯留し、その後液体ポンプ１６により多段蒸留塔１３に送りこみ、塔底の温度が１０５℃、塔頂の温度を７０℃、圧力を０．１ＭＰａとして３０段の蒸留塔１３によりゴムが分離した残余の液体を蒸留した。そして蒸留塔１３の塔底からトルエンを回収し、蒸留塔１３の塔頂からペンタンを回収した。
そして、遠心分離器１２により液体から分離された固体であるゴムの重量を測定したところ３９．９６ｋｇであった。回収して得られたゴムの重量は有機廃液に混合されたゴムの９９％以上であるため、ゴムは、定量的に回収されたことが判る。また、蒸留塔１３の塔頂からはペンタンが回収されたことから、このペンタンを溶媒貯槽１７に貯留し、その後攪拌混合槽１１に送り込むことにより、溶解度低下用溶媒としてのペンタンを再利用し得ることが判る。

＜実施例２＞
実施例１と同一の手順で実施例１と同一の有機廃液を準備した。また、炭素数１２の脂肪族飽和炭化水素ドデカンを添加溶媒として準備した。そして、この有機廃液に炭素数１２の脂肪族飽和炭化水素ドデカンを溶解度低下用溶媒として投入した。このドデカンの投入量は２００ｋｇであって、ゴムを含む有機廃液を１００重量％とした場合に２００重量％にあたる量を混合槽１１に攪拌しながら供給した。その後１０分攪拌し、有機廃液中において溶解度の低下したゴムを析出させた。このゴムが析出した有機廃液を遠心分離器１２に入れ、析出して固体となったゴムを液体から分離した。析出したゴムが分離した残余の液体であって遠心分離器１２からの回収された液体を濾液貯槽１４に一時的に貯留し、その後液体ポンプ１６により多段蒸留塔１３に送りこみ、塔底の温度が１８０℃、塔頂の温度を９０℃、圧力を０．１ＭＰａとして１０段の蒸留塔１３によりゴムが分離した残余の液体を蒸留した。そして蒸留塔１３の塔頂からゴムを溶解させたトルエンを回収し、蒸留塔１３の塔底から溶解度低下用溶媒としてのドデカンを回収した。
そして、遠心分離器１２により液体から分離された固体であるゴムの重量を測定したところ３９．９４ｋｇであった。回収して得られたゴムの重量は有機廃液に混合されたゴムの９９％以上であるため、ゴムは、定量的に回収されたことが判る。また、蒸留塔１３の塔底からはドデカンが回収されたことから、このドデカンを溶解度低下用溶媒として再利用し得ることが判る。

本発明実施形態のゴムの回収方法の各工程を示す図である。 そのゴムの回収方法に用いられる装置の構成を示す図である。

符号の説明

１２ 遠心分離器

Claims (4)

1. ゴムと前記ゴムを溶解させた有機溶媒を含む有機廃液から前記ゴムと前記有機溶媒を回収する方法において、
   前記有機廃液に前記ゴムの溶解度を低下させる溶解度低下用溶媒を添加して前記ゴムを前記有機廃液中に析出させる工程と、
   前記有機廃液を固液分離させて前記有機廃液中に析出した前記ゴムを回収する工程と
   を含む有機廃液からのゴムの回収方法。
2. 析出したゴムを回収した後の残余の有機廃液を蒸留して溶解度低下用溶媒とゴムを溶解させた有機溶媒を回収し、回収された前記溶解度低下用溶媒をリサイクルする工程を更に含む請求項１記載の有機廃液からのゴムの回収方法。
3. 有機廃液から析出したゴムの回収を遠心分離器(12)により行う請求項１又は２記載の有機廃液からのゴムの回収方法。
4. 溶解度低下用溶媒が脂肪族炭化水素又はアルコール類である請求項１ないし３いずれか１項に記載の有機廃液からのゴムの回収方法。
   
   

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