JP2008239394A - Method for producing cement - Google Patents

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Kensuke Kanai
謙介 金井
Hiroyuki Sakakibara
弘幸 榊原
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    • C04B7/52Grinding ; After-treatment of ground cement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing cement effectively reutilizing waste materials including asbestos and calcium by detoxification treatment thereof, particularly by using the detoxification-treated waste materials including asbestos and calcium as resources of gypsum by preventing asbestos dust or the like from scattering or diffusing. <P>SOLUTION: The method for producing cement comprises impregnating the waste materials including asbestos and calcium with an aqueous alkali solution to render the asbestos included in the waste material converted into non-asbestos state, then neutralizing the residual alkali in the waste material converted into non-asbestos state with sulfuric acid and at the same time reacting the included calcium with the sulfuric acid to produce gypsum, and compounding the detoxification-treated matter as gypsum resources on production of cement. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメントの製造方法に関し、特に、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材を利用したセメントの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing cement, and more particularly to a method for producing cement using waste materials containing asbestos and calcium.

従来より、アスベストは長期間にわたって強度低下が起きないことから、様々な分野で広く使用されてきており、スレート板、水道管、耐火被覆材、ブレーキパッド、ガスケット、保温板、ロープ、パッキング、アセチレンボンベの充填材として多くの部材に使用されてきたが、近年、アスベストは、綿肺、肺癌、悪性中皮腫など多くの健康阻害の要因となることが明らかとなり、使用が禁止されている。   Conventionally, asbestos has been used widely in various fields because strength does not decrease over a long period of time. Slate plates, water pipes, fireproof coatings, brake pads, gaskets, heat insulation plates, ropes, packing, acetylene Although it has been used for many members as a filling material for cylinders, in recent years, asbestos has been revealed to cause many health problems such as cotton lung, lung cancer, malignant mesothelioma, and its use is prohibited.

特に従来の石膏ボード等は、耐火性、遮音性及び保温性等に優れていることから、耐火性被覆材等として、吹き付け施工品、天井、壁材等に多く用いられており、かかる石膏ボードにはアスベストが含有されていた。
これらの多量に使用されてきたアスベスト含有部材は、上記したような環境的理由により、そのまま使用を継続することは危険であり、早急に廃棄・無害化処理をしなければならない状況となっている。
In particular, conventional gypsum boards are excellent in fire resistance, sound insulation and heat retention, and are therefore often used as fireproof coverings for sprayed construction products, ceilings, wall materials, etc. Contained asbestos.
These asbestos-containing members that have been used in large quantities are dangerous to continue to use as they are for the above environmental reasons, and must be promptly disposed of and detoxified. .

これまでのアスベスト含有廃材は、一般廃棄物として取り扱われて、現在は産業廃棄物として廃棄処分されているが、アスベストの飛散や放散が問題となっており、緊急な安全対策が求められている。
またアスベストを含有する廃材の有効利用は進んでいないのが現状である。
Conventional asbestos-containing waste has been treated as general waste and is now disposed of as industrial waste, but asbestos scatters and is a problem, and urgent safety measures are required. .
Moreover, the effective use of the waste material containing asbestos is not progressing now.

特に、耐火被覆材や崩壊した天井板などアスベストを含有する石膏ボード等の建材を用いた建造物の解体等がピークを迎えているが、アスベストの暴露とそのアスベストの飛散、放散の問題が深刻化している。   In particular, the demolition of buildings using building materials such as gypsum board containing asbestos, such as fireproof coverings and collapsed ceiling boards, has peaked, but the problems of asbestos exposure and the scattering and dissipation of asbestos are serious. It has become.

かかるアスベスト(石綿)は天然に産する鉱物繊維で、例えば、蛇紋岩系のクリソタイル(3MgO・2SiO・2HO)角閃石系のアモサイト((Mg,Fe)Si22(OH))、クロシドライト(NaFe 2+Fe 3+Si22(OH))、アンソフィライト(MgSi22(OH))、トレモライト(CaMgSi22(OH))、アクチノライト(Ca(Mg,Fe)Si22(OH))が挙げられる。
かかる蛇紋岩系のクリソタイルは、加熱すると約700℃で脱水、変態し、約900℃で無害なフォレストライト(2MgO・SiO)になることが知られているが、実際には、容易に無害化することは困難であり、従ってその有効利用も十分に図られていない。
Such asbestos is a naturally occurring mineral fiber, for example, serpentinite chrysotile (3MgO.2SiO 2 .2H 2 O) amphibole-based amosite ((Mg, Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 ), crocidolite (Na 2 Fe 3 2+ Fe 2 3+ Si 8 O 22 (OH) 2 ), anthophyllite (Mg 7 Si 8 O 22 (OH) 2 ), tremolite (Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 ( OH) 2), actinolite (Ca 2 (Mg, Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2) can be mentioned.
Such serpentine chrysotile is known to dehydrate and transform at about 700 ° C. when heated and to be harmless forestlite (2MgO · SiO 2 ) at about 900 ° C. Therefore, it is difficult to achieve effective utilization.

かかるアスベストの有害性は、その繊維質に由来するものであるので、繊維質の改質、融解により無害化する方法として、特許第3680958号(特許文献1)には、ロータリーキルンを用いたセメントの製造方法であって、前記ロータリーキルンの排出口側に設けた燃焼手段の近傍から石綿廃材を前記ロータリーキルン内に供給し、この供給された石綿廃材、及びセメント原料を前記燃焼手段によって処理することを特徴とするセメント製造方法が記載されている。   Since the harmfulness of such asbestos is derived from the fiber, Patent 3680958 (Patent Document 1) discloses a method of detoxifying the fiber by modification and melting of cement using a rotary kiln. A manufacturing method, characterized in that asbestos waste material is supplied into the rotary kiln from the vicinity of the combustion means provided on the discharge port side of the rotary kiln, and the supplied asbestos waste material and cement raw material are processed by the combustion means. A cement manufacturing method is described.

また、特開2005−279589号公報(特許文献2)には、アスベストを含むスレート廃材を粉砕せずにホウ砂、ホウ酸と炭酸ナトリウムの混合物、又はホウ砂と炭酸ナトリウムの混合物からなる融解剤の水溶液に漬け、それを減圧下に置いて融解剤をスレート廃材の表面からスレート内部の空隙内に含浸することによって前処理した後、該前処理したスレート廃材を融解剤を満たした溶融炉内に浸漬して780℃〜1000℃の範囲に加熱することによってスレート廃材中のアスベストを溶融させてガラス化させることを特徴とするスレート廃材の処理方法が記載されている。   JP-A-2005-279589 (Patent Document 2) discloses a melting agent comprising borax, a mixture of boric acid and sodium carbonate, or a mixture of borax and sodium carbonate without pulverizing slate waste containing asbestos. In a melting furnace filled with a melting agent, the pretreated slate waste is pretreated by placing it in an aqueous solution of the slate and impregnating it with a melting agent from the surface of the slate waste into the voids inside the slate. A method for treating slate waste is characterized in that asbestos in the slate waste is melted and vitrified by being immersed in 780 ° C to 1000 ° C.

更に、特開2006−52177号公報(特許文献3)には、無機質系材料の廃材を、セメント製造用原料とともにセメント製造用キルン内に投入して、加熱処理することによりセメントに変換してなる無機質系材料の廃材の処理方法において、廃材の寸法を、最小値が1mm以上で最大値がセメント製造用キルンの内径の1/10以下であり且つ廃材内部のどの個所であっても表面までの最短距離が30mm以下の範囲内となるように寸法調整し、廃材とセメント原料との合計量に占める廃材の比率が乾燥状態における質量比率で1〜20%の範囲とし、廃材をセメント製造用原料とともにセメント製造用キルン内にキルンの窯尻から投入し、1000〜1500℃で20〜60分間加熱処理して焼結体を得、得られた焼結体を粉末化することを特徴とする無機質系材料の廃材の処理方法が記載されている。   Further, JP-A-2006-52177 (Patent Document 3) converts an inorganic material waste material into a cement manufacturing kiln together with a cement manufacturing raw material, and converts it into cement by heat treatment. In the method for treating waste materials of inorganic materials, the size of the waste material is the minimum value of 1 mm or more, the maximum value is 1/10 or less of the inner diameter of the cement manufacturing kiln and the surface of the waste material is at any location inside the waste material. Adjust the dimensions so that the shortest distance is within the range of 30 mm or less, and the ratio of the waste material to the total amount of the waste material and the cement raw material is in the range of 1 to 20% in terms of mass ratio in the dry state. In addition, it is put into the kiln for cement production from the kiln bottom of the kiln, heat-treated at 1000 to 1500 ° C. for 20 to 60 minutes to obtain a sintered body, and the obtained sintered body is pulverized. Method of processing scrap mineral-based material, wherein bets are described.

上記の各々の特許文献に記載された従来の方法においては、アスベスト含有廃棄物を溶融炉やセメントキルンに投入して無害化を行っている。
しかし、アスベスト含有廃棄物を溶融炉やセメントキルンに供給する際に、アスベストの飛散や放散を防止することはできず、また、上記従来の方法では、前処理としてアスベスト含有廃材を粉砕したり、分解したり、微細クラック等を形成したりするために、重機などを用いてアスベスト含有廃材を破壊するなど、主として機械的手段を用いるので、アスベストが飛散、放散してしまい、無害化処理工程における人体への健康面での影響問題は十分に解決されていないのが現状である。
さらに、アスベスト含有廃材の無害化処理工程において、当初から溶融することが必要であるのでエネルギー消費量も多大である。
特許第3680958号 特開2005−279589号公報 特開2006−52177号公報
In the conventional methods described in each of the above patent documents, asbestos-containing waste is detoxified by introducing it into a melting furnace or cement kiln.
However, when supplying asbestos-containing waste to a melting furnace or cement kiln, it is not possible to prevent the asbestos from being scattered or released, and in the above conventional method, asbestos-containing waste material is crushed as a pretreatment, In order to decompose or form fine cracks, etc., asbestos-containing waste materials are destroyed mainly using mechanical means such as heavy machinery, etc., so that asbestos is scattered and dissipated, in the detoxification process The current situation is that the problem of health effects on the human body has not been fully resolved.
Furthermore, since it is necessary to melt from the beginning in the detoxification process of the asbestos-containing waste material, energy consumption is also great.
Patent No. 3680958 JP 2005-279589 A JP 2006-52177 A

本発明の目的は、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材を無害化処理して、有効に再利用したセメントの製造方法を提供することである。
特に、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材のアスベスト粉塵等の飛散や放散を防止して、少ないエネルギー消費量で無害化処理するとともに、該廃材に含有されるカルシウムを硫酸と反応させて石膏を生成させた無害化処理物を、石膏源として使用する、セメントの製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for producing cement in which waste materials containing asbestos and calcium are rendered harmless and effectively reused.
In particular, asbestos and calcium-containing waste material containing asbestos dust is prevented from being scattered and released, detoxifying with low energy consumption, and reacting calcium contained in the waste material with sulfuric acid to produce gypsum. Another object of the present invention is to provide a method for producing cement using the detoxified product as a gypsum source.

本発明者らは、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ水溶液に含浸させてアルカリ湿式粉砕処理してアスベストを無害化し、該廃材中に含まれるカルシウムと硫酸とを反応させて石膏を生成させて、セメント製造時の石膏源として利用することができることを見出し、本発明に到達した。   The present inventors impregnated asbestos and calcium-containing waste material in an alkaline aqueous solution, alkali wet pulverization treatment to make asbestos harmless, react calcium and sulfuric acid contained in the waste material to produce gypsum, It has been found that it can be used as a gypsum source during production, and the present invention has been achieved.

本発明の請求項1記載のセメントの製造方法は、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材をアルカリ水溶液下で湿式粉砕することにより前記廃材に含まれるアスベストを非アスベスト化し、次いで硫酸により該非アスベスト化した廃材中の残存アルカリを中和するとともに含有されるカルシウムを該硫酸と反応させて石膏を生成させた無害化処理物を、セメント製造時の石膏源として配合することを特徴とする、セメントの製造方法である。
好適には、請求項2記載のセメントの製造方法は、請求項1記載のセメントの製造方法において、前記無害化処理物は、アスベスト及びセメント含有吹き付け廃材を解体して生じる廃材であることを特徴とする。
In the method for producing cement according to claim 1 of the present invention, a waste material containing asbestos and calcium is wet-ground in an alkaline aqueous solution so as to make asbestos contained in the waste material non-asbestos, and then the non-asbestos waste material by sulfuric acid. A method for producing cement, comprising neutralizing a residual alkali in the mixture and reacting calcium contained therein with the sulfuric acid to form a detoxification treatment product that forms gypsum as a gypsum source during cement production It is.
Preferably, the cement manufacturing method according to claim 2 is characterized in that, in the cement manufacturing method according to claim 1, the detoxification-treated product is a waste material generated by disassembling asbestos and cement-containing spraying waste material. And

請求項3記載のセメントの製造方法は、請求項1又は2記載のセメントの製造方法において、前記無害化処理物を石膏源としてセメントクリンカと混合することを特徴とするセメントの製造方法である。
また、請求項4記載のセメントの製造方法は、上記請求項1〜3いずれかの項記載のセメントの製造方法において、前記アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の苛性アルカリや、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸アルカリ等の水溶液、またはこれらの混合水溶液であることを特徴とするものである。
A method for producing a cement according to claim 3 is the method for producing a cement according to claim 1 or 2, wherein the detoxified product is mixed with a cement clinker as a gypsum source.
The method for producing a cement according to claim 4 is the method for producing a cement according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkaline aqueous solution is caustic such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or calcium hydroxide. It is an aqueous solution of an alkali, an alkali carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate, or a mixed aqueous solution thereof.

本発明のセメントの製造方法は、アスベスト及びカルシウム含有廃材を、安全にかつ完全に無害化処理することができるとともに、少ないエネルギー消費量でセメント製造時の石膏源として有効利用してセメントを製造することができる。
アスベスト及びカルシウム含有廃材を微粉砕することで、有害な針状結晶を破壊して、アスペクト比の減少により、物理的な形状変化による有害性の低減が図れる。
The method for producing cement according to the present invention is capable of safely and completely detoxifying asbestos and calcium-containing waste materials, and producing cement by effectively using it as a gypsum source during cement production with a small amount of energy consumption. be able to.
By pulverizing the asbestos and calcium-containing waste material, harmful needle-like crystals are destroyed, and the aspect ratio is reduced, thereby reducing the harmfulness due to physical shape change.

特に、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ溶液下で湿式粉砕することで、粉砕によるアスペクト比の減少による物理的な形状変化による毒性の低減に加えて、更にアルカリ共存下における粉砕エネルギーによるメカノケミカル反応によって効率的にアスベストの構造破壊が促進されるため、短時間で処理物を無害化することができる。
また、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材をセメントに有効利用することができるので、当該廃材の処理に無駄がなくなる。
In particular, asbestos and calcium-containing waste materials are wet pulverized in an alkaline solution, in addition to reducing toxicity due to physical shape change due to reduction in aspect ratio due to pulverization, and by mechanochemical reaction due to pulverization energy in the presence of alkali. Since the structural destruction of asbestos is efficiently promoted, the processed material can be rendered harmless in a short time.
Moreover, since the waste material containing asbestos and calcium can be effectively used for cement, there is no waste in processing the waste material.

本発明を以下の最良の形態例について説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のセメントの製造方法は、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材をアルカリ水溶液下で湿式粉砕することにより前記廃材に含まれるアスベストを非アスベスト化し、次いで硫酸により該非アスベスト化した廃材中の残存アルカリを中和するとともに含有されるカルシウムを該硫酸と反応させて石膏を生成させた無害化処理物を、セメント製造時の石膏源として配合するものである。
The present invention will be described with reference to the following best mode examples, but is not limited thereto.
The method for producing a cement according to the present invention comprises converting asbestos contained in the waste material into non-asbestos by wet-grinding the waste material containing asbestos and calcium in an alkaline aqueous solution, and then removing residual alkali in the non-asbestos waste material that has been converted into non-asbestos with sulfuric acid. A detoxified product obtained by neutralizing and reacting calcium contained with the sulfuric acid to produce gypsum is blended as a gypsum source during cement production.

このように、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材を、アルカリ湿式粉砕処理するメカノケミカル処理とすることで、環境的に安全にかつ完全に無害化することができるとともに、硫酸と反応させて石膏を生成させ、石膏を生成させた無害化処理物を石膏源として有効利用することができる。
従って、少ないエネルギー消費量でアスベスト及びカルシウムを含有する廃材の有効利用を促進することができる。
In this way, waste materials containing asbestos and calcium can be rendered environmentally safe and completely detoxified by using a mechanochemical treatment with an alkaline wet grinding process, and also react with sulfuric acid to produce gypsum. Thus, the detoxified processed product in which gypsum is produced can be effectively used as a gypsum source.
Therefore, the effective utilization of the waste material containing asbestos and calcium can be promoted with a small energy consumption.

本発明のセメントの製造方法に用いることができるアスベスト及カルシウムを含有する廃材としては、特に種類は限定されず、例えば、アスベスト及びセメント含有石膏ボード、セメント系アスベスト含有吹付け廃材等の、建材に用いられていたアスベスト及びカルシウムを含有する廃材であれば、すべて対象とすることができ、特に、今後、多量の排出が予想され、アスベストの飛散・放散が特に問題となるアスベスト及びカルシウム含有吹き付け施工品を解体して生じる廃材も有効に利用することができる。   The waste material containing asbestos and calcium that can be used in the method for producing cement according to the present invention is not particularly limited. For example, asbestos and cement-containing gypsum board, cement-based asbestos-containing spray waste material, etc. Any waste material containing asbestos and calcium that has been used can be used as a target, and in particular, asbestos and calcium-containing spraying construction, in which a large amount of emissions will be expected in the future, and asbestos scattering / release will be a particular problem. Waste materials generated by dismantling products can also be used effectively.

また、回収されたアスベスト及びカルシウムを含む石膏ボードには、紙繊維や糊等の有機物の添加物も含まれているが、本発明の方法を適用する場合には、粉砕処理やアルカリ処理や酸処理の過程で容易に分離することができる。
廃材中に含有されるカルシウムとしては、カルシウムそのもののみならず、カルシウム源として機能する酸化カルシウム、水酸化カルシウム、エーライト、ビーライト、カルシウムアルミネート、フェライト等のセメントに含まれる鉱物、あるいはこれらの水和物等の化合物も含まれる意である。
In addition, the recovered gypsum board containing asbestos and calcium contains organic additives such as paper fiber and paste. However, when the method of the present invention is applied, pulverization treatment, alkali treatment, acid treatment, etc. It can be easily separated in the course of processing.
The calcium contained in the waste material is not only calcium itself, but also minerals contained in cements such as calcium oxide, calcium hydroxide, alite, belite, calcium aluminate, and ferrite, which function as a calcium source, or these A compound such as a hydrate is also included.

本発明のアスベスト及びカルシウムを含有する廃材の処理方法は、まず、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ水溶液に含浸し、湿式粉砕処理する。
具体的には、まず、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ水溶液に含浸すればよい。
このような工程により、アスベストが飛散・放散しないように粉砕する工程と、アスベスト及びカルシウム含有廃材を非アスベスト化して無害化処理物とするアルカリ湿式粉砕処理工程とを好適に同時に行うことができる。
すなわち、アスベスト及びカルシウム含有廃材を微粉砕することで、有害な針状結晶を破壊して、アスペクト比の減少により、物理的な形状変化による有害性の低減が図れる。
特に、粉砕によるアスペクト比の減少による物理的な形状変化による毒性の低減に加えて、更にアルカリ共存下における粉砕エネルギーによるメカノケミカル反応により、アスベストの構造破壊が促進されるため、短時間で処理物を無害化することができる。
In the method for treating a waste material containing asbestos and calcium according to the present invention, first, the asbestos and calcium-containing waste material is impregnated in an alkaline aqueous solution, and wet pulverized.
Specifically, first, asbestos and calcium-containing waste material may be impregnated in an alkaline aqueous solution.
By such a process, the process of pulverizing so that asbestos does not scatter and disperse and the alkali wet pulverization process of making asbestos and detoxifying the asbestos and calcium-containing waste material can be suitably performed simultaneously.
That is, by pulverizing the asbestos and calcium-containing waste material, harmful needle-like crystals are destroyed, and the aspect ratio is reduced, thereby reducing the harmfulness due to physical shape change.
In particular, in addition to reducing toxicity due to physical shape change due to reduction in aspect ratio due to pulverization, the mechanochemical reaction by pulverization energy in the presence of alkali further promotes the structural destruction of asbestos. Can be detoxified.

かかるアルカリ処理することで、アスベストのSi−OやFeOの骨格を形成する構造を破壊することができ、したがって、針状結晶を壊すことができる。
またアスベストの針状結晶の縦横比を小さくすることがき、針状結晶構造を立方化構造に近い構造とすることが可能となる。
By such alkali treatment, the structure forming the Si—O or FeO skeleton of asbestos can be destroyed, and therefore the acicular crystals can be broken.
Further, the aspect ratio of the asbestos needle crystal can be reduced, and the needle crystal structure can be made a structure close to a cubic structure.

アスベスト及びカルシウム含有廃材を粉砕処理しながらアルカリ水溶液に含浸して、十分に非アスベスト化させて無害化する際に使用できるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の苛性アルカリや、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸アルカリ等、またはこれらの混合水溶液等があげられる。
その濃度はアスベストの非アスベスト化への反応が生じる条件であれば特に限定されないが、濃度が高いほうが短時間でまた多量に無害化処理することができる。
アルカリ水溶液の濃度は、現場の状況等に応じて適宜設定すればよい。
Alkaline aqueous solution that can be used when impregnating asbestos and calcium-containing waste materials into an alkaline aqueous solution while being pulverized and made sufficiently non-asbestos detoxified is sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, etc. Examples thereof include alkalis, alkali carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, and mixed aqueous solutions thereof.
The concentration of the asbestos is not particularly limited as long as it causes a reaction to make asbestos non-asbestos. However, the higher the concentration, the more harmless treatment can be performed in a short time and in a large amount.
What is necessary is just to set the density | concentration of aqueous alkali solution suitably according to the condition on the spot.

アスベスト及びカルシウム含有廃材はこれらのアルカリ水溶液下での湿式粉砕によって、非アスベスト化されて無害化処理とされる。
従って、取り扱いが安全になった無害化処理物となってアスベスト及びカルシウム含有廃材を、安全にセメント原料である石膏源として使用することができる。
Asbestos and calcium-containing waste materials are made non-asbestos and detoxified by wet grinding under these alkaline aqueous solutions.
Therefore, the asbestos- and calcium-containing waste material can be safely used as a gypsum source as a cement raw material, as a detoxified processed product that has become safe to handle.

ここで、アスベストの無害化または非アスベスト化とは、アスベストが微粉砕されて、アスペクト比が3未満の粒子形状となるか、またはアスベストがアルカリ水溶液下でメカノケミカル反応して、クリソタイル、クロシドライト、アモサイト等の針状結晶がそれ以外の物質に転化した状態を表すものであり、このような状態となることで、人体に対して健康に影響を及ぼす状態ではなくなることをいう。   Here, asbestos detoxification or non-asbestos formation means that asbestos is finely pulverized to have a particle shape with an aspect ratio of less than 3, or asbestos undergoes a mechanochemical reaction in an alkaline aqueous solution to produce chrysotile, crocidolite, It represents a state in which needle-like crystals such as amosite have been converted into other substances, and such a state means that the state does not affect the health of the human body.

粉砕手段としては、公知の建材廃材を粉砕する手段を用いることができる。
例えば、媒体撹拌ミル、タワーミル、振動ミル、ボールミル、遊星ミル等が用いられる。
粉砕することで、アスベスト含有廃材とアルカリ水溶液の接触面積を増大させ、無害化を効果的に行うことができる。
また粉砕処理することで、アルカリ水溶液の温度が約70〜80℃に上昇する。したがって、かかる温度上昇により、更に効率的に無害化が図れる。
As the pulverizing means, known means for pulverizing building material waste materials can be used.
For example, a medium stirring mill, a tower mill, a vibration mill, a ball mill, a planetary mill, or the like is used.
By pulverizing, the contact area between the asbestos-containing waste material and the alkaline aqueous solution can be increased, and detoxification can be effectively performed.
Moreover, the temperature of alkaline aqueous solution rises to about 70-80 degreeC by grind | pulverizing. Therefore, the temperature rise can be made more harmless more efficiently.

粉砕機で粉砕された粉砕物は、湿式サイクロン等の分級機により分級する。
分級された粒子のうち、粗粒分は粉砕機へ戻し、細粒分は無害化処理物として系外へ排出する。
粉砕時間、粉砕ボール径、湿式粉砕の場合のスラリー濃度、分級条件等の運転条件は、使用する設備毎に事前に試験運転を行うことにより定める。
試験運転では、分級後の細粒分をサンプリングし、X線回折による測定でクリソタイル、クロシドライト、アモサイト等の含有率が0.1%未満となるか、または、位相差顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡のいずれかの顕微鏡観察による測定でアスペクト比が3未満になるよう運転条件を定める。
The pulverized product pulverized by the pulverizer is classified by a classifier such as a wet cyclone.
Of the classified particles, the coarse particles are returned to the pulverizer, and the fine particles are discharged out of the system as a detoxified product.
The operating conditions such as pulverization time, pulverized ball diameter, slurry concentration in the case of wet pulverization, and classification conditions are determined by performing a test operation in advance for each equipment to be used.
In the test operation, fine particles after classification are sampled and the content of chrysotile, crocidolite, amosite, etc. is less than 0.1% as measured by X-ray diffraction, or a phase contrast microscope, polarizing microscope, scanning type The operating conditions are determined so that the aspect ratio is less than 3 as measured by any of the electron microscopes.

また特に、アスベスト及びカルシウム含有廃材のアルカリ処理を行う上で、当該廃材を、密閉状態で破砕処理し、次いでアルカリ水溶液下で湿式粉砕処理することが好ましい。
該廃材の寸法が大きい場合には、アルカリ処理する前に、かかる破砕処理することが望ましい。
In particular, when performing the alkali treatment of asbestos and calcium-containing waste material, it is preferable to crush the waste material in a sealed state and then wet pulverize it in an aqueous alkaline solution.
When the size of the waste material is large, it is desirable to perform such crushing treatment before alkali treatment.

ここで、密閉状態とは、アスベストが作業環境中の自由な大気(密閉空間内の大気を除く)と直接接触していない状態をいい、例えば、ケースにより密閉可能な破砕機を密閉している状態、破砕機から湿式粉砕機までの移送手段をケースにより密閉している状態、またはケースにより密閉可能な湿式粉砕機を用いて実現される密閉状態、あるいは、好適には、アスベスト含有廃材をアルカリ水溶液に浸漬させた状態等が挙げられる。
具体的には、破砕機、移送手段及び湿式粉砕機等を配置し、これらの各装置を一つの密閉されたケースで覆う方法や、破砕機、移送手段及び粉砕機等の各々の装置を各々のケース等で密閉する方法等が挙げられる。
Here, the sealed state means a state in which asbestos is not in direct contact with free air in the working environment (excluding the air in the sealed space), for example, a crusher that can be sealed by a case is sealed. State, a state in which the transfer means from the crusher to the wet pulverizer is sealed by a case, a sealed state realized by using a wet pulverizer that can be sealed by the case, or preferably, an asbestos-containing waste material is alkalinized. The state etc. which were immersed in aqueous solution are mentioned.
Specifically, a crusher, a transfer means, a wet pulverizer, etc. are arranged, and each of these devices, such as a method of covering each of these devices with a single sealed case, and a crusher, a transfer means, a pulverizer, etc. The method of sealing with the case etc. of this is mentioned.

特に、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ水溶液に浸漬して破砕処理する場合には、アスベストが飛散・放散しないように破砕する工程と、アルカリ処理工程とを好適に同時に行うことができる。またこの場合、破砕処理に続けてそのまま粉砕処理を行ってもよい。
アスベスト及びカルシウム含有廃材が、少なくともアルカリ水溶液による湿潤状態となれば足りるので、上記破砕を、上記したようにアスベスト及びカルシウム含有廃材がアルカリ水溶液に浸漬された状態のままで実施しても、あるいは、アスベスト及びカルシウム含有廃材をアルカリ水溶液に浸漬して湿潤状態となれば、アルカリ水溶液から取り出して破砕を実施してもよい。
またアスベスト含有廃材をアルカリ処理するアルカリ水溶液に浸漬して破砕処理する場合には、破砕処理に続けてそのまま粉砕処理を行ってもよい。
この場合には、アスベスト及びカルシウムを含有する廃材をアルカリ水溶液に浸漬した状態で破砕・粉砕・アルカリ処理を同時に行うものである。
In particular, when the asbestos and calcium-containing waste material is immersed in an alkaline aqueous solution and crushed, the step of pulverizing the asbestos so that it is not scattered or released and the alkali treatment step can be preferably performed simultaneously. In this case, the crushing process may be performed as it is after the crushing process.
Since it is sufficient that the asbestos and calcium-containing waste material be in a wet state with at least an alkaline aqueous solution, the crushing may be performed while the asbestos and calcium-containing waste material is immersed in the alkaline aqueous solution as described above, or If the asbestos and calcium-containing waste material is immersed in an alkaline aqueous solution to be in a wet state, it may be taken out from the alkaline aqueous solution and crushed.
When the asbestos-containing waste material is immersed in an alkaline aqueous solution to be subjected to alkali treatment and crushed, the pulverization treatment may be performed as it is after the crushing treatment.
In this case, the waste material containing asbestos and calcium is simultaneously crushed, pulverized, and alkali-treated while immersed in an alkaline aqueous solution.

必要に応じて実施される破砕処理は、例えば、スレート材のような比較的緻密なアスベスト及びカルシウム含有廃材ではアルカリが浸透しにくいので、このようなアスベスト及びカルシウム含有廃材をまず、密閉状態で破砕するものである。
これに対し、例えばクラックを入れる工程や粉砕・破砕工程による前処理を密閉することなく開放状態で実施しようとすれば、そこで新たにアスベストの飛散、放散の問題が生じる。
従って、スレート板のような比較的緻密なアスベスト及びカルシウム含有廃材にも特に有効である。
このように、アスベスト及びカルシウム含有廃材を必要に応じて破砕することで、アルカリ水溶液下での粉砕処理(湿式粉砕)によりアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とすることが寸法の大きい廃材であっても容易にでき、また該無害化時間も短時間で実施することが可能となる。
The crushing process that is performed as necessary is, for example, that alkali is difficult to permeate in relatively dense asbestos and calcium-containing waste materials such as slate materials, so such asbestos and calcium-containing waste materials are first crushed in a sealed state. To do.
On the other hand, for example, if the pretreatment by the cracking process or the crushing / crushing process is performed in an open state without sealing, there arises a new problem of asbestos scattering and diffusion.
Therefore, it is particularly effective for relatively dense asbestos and calcium-containing waste materials such as slate plates.
In this way, asbestos and calcium-containing waste material is crushed as necessary, so that asbestos can be made non-asbestos and detoxified by pulverization treatment (wet pulverization) in an alkaline aqueous solution. Even if it exists, it can do easily and it becomes possible to implement this detoxification time in a short time.

上記破砕する際の手段としては、公知の建材廃材を破砕する手段を用いることができる。
例えば、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ジョークラッシャー、回転式破砕機、シュレッダー等がある。
このように、破砕することで、大きい形状の廃材も、粉砕機にポンプ圧送しやすくなるとともに、該廃材の比表面積を大きくして、アルカリ溶液による無害化を効率よく図ることができることとなる。
必要に応じてアスベスト及びカルシウム含有廃材を密閉状態で破砕した場合には、破砕された該廃材を、次いでアルカリ水溶液下で例えば湿式粉砕機にポンプ圧送して更に湿式粉砕する。
破砕機からアルカリ湿式粉砕機にポンプ圧送する場合には、ポンプ圧送時の詰まりや粉砕工程での能力低下がなされないように、粉砕物の粒子径は3mm以下とすることが好ましく、より好ましくは1mm以下とするのがよい。
As a means for crushing, a known means for crushing building material waste can be used.
For example, there are impact crushers, hammer crushers, jaw crushers, rotary crushers, shredders and the like.
Thus, by crushing, it becomes easy to pump a waste material having a large shape to a pulverizer, and the specific surface area of the waste material can be increased so that harmlessness with an alkaline solution can be efficiently achieved.
When the asbestos and calcium-containing waste material is crushed in a sealed state as necessary, the crushed waste material is then pumped to, for example, a wet pulverizer under an alkaline aqueous solution and further wet pulverized.
When pumping from a crusher to an alkaline wet crusher, the particle size of the pulverized product is preferably 3 mm or less, more preferably so that clogging at the time of pumping and capacity reduction in the crushing process are not made. It is good to set it as 1 mm or less.

上記破砕及び/又は粉砕する工程において、必要に応じて、加温、加圧することも可能であり、これにより廃材の無害化処理を、より短時間で実施することができることとなる。   In the crushing and / or crushing step, it is possible to heat and pressurize as necessary, so that the detoxification treatment of the waste material can be performed in a shorter time.

次いで、粉砕して物理的、化学的に無害化されたアスベスト及びカルシウム含有廃材無害化処理物を、硫酸に十分浸漬することで、該無害化処理物中の残存アルカリを中和するとともに、該廃材に含まれるカルシウムが硫酸と反応して石膏を生成するため、セメント原料である石膏源として使用することができる。
その濃度は特に限定されず、現場の状況等に応じて適宜設定すればよい。
中和処理は、粉砕処理後の無害化処理物をアジテータに投入して硫酸で中和し、これをデカンターにて酸をリンスするようにすればよい。
そして、その後、高速デカンターやフィルタープレス等を用いて脱水処理してケーキ状とすることもできる。
脱水処理を行うことにより、無害化処理物から余剰のアルカリやアルカリ塩及び水分を除去することができ、製造されるセメント中のアルカリ量増加による品質低下を防止することができる。
Next, the asbestos and calcium-containing waste material detoxified product that has been physically and chemically detoxified by pulverization is sufficiently immersed in sulfuric acid to neutralize residual alkali in the detoxified product, and Since calcium contained in the waste material reacts with sulfuric acid to produce gypsum, it can be used as a gypsum source that is a raw material for cement.
The concentration is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the situation at the site.
In the neutralization treatment, the detoxified product after the pulverization treatment is put into an agitator, neutralized with sulfuric acid, and the acid is rinsed with a decanter.
Then, it can be dehydrated using a high-speed decanter, a filter press, or the like to form a cake.
By performing the dehydration treatment, it is possible to remove excess alkali, alkali salt and moisture from the detoxified product, and to prevent deterioration in quality due to an increase in the amount of alkali in the cement to be produced.

上記無害化処理されたアスベスト及びカルシウム含有廃材を、セメントの製造に用いる。
セメントを製造するには、一般的に、原料工程、焼成工程、仕上げ工程に大別され、焼成工程を経ることで、セメントクリンカが調製される。
次いで、セメント粉末を製造するには、セメントクリンカにセメントの硬化速度を調整する機能を有する石膏を加え、粉砕して粉末状として、セメントを調製する。
本発明においては、上記硫酸処理で得られた廃材の無害化処理物を、仕上げ工程においてセメントクリンカと混合する石膏源として用いるものである。
The detoxified asbestos and calcium-containing waste material is used for the production of cement.
In order to manufacture cement, generally, it is divided roughly into a raw material process, a baking process, and a finishing process, and a cement clinker is prepared through a baking process.
Next, in order to produce cement powder, gypsum having a function of adjusting the hardening rate of cement is added to a cement clinker, and the mixture is pulverized to form a powder.
In the present invention, the detoxified product of waste material obtained by the sulfuric acid treatment is used as a gypsum source to be mixed with cement clinker in the finishing step.

図1に示すように、具体的に例えば、セメントクリンカが貯蔵されているセメントクリンカサイロ1から供給されるセメントクリンカはまず、予備粉砕機3で粉砕される。
上記無害化処理され石膏が生成した廃材は石膏源として石膏ヤード2に貯蔵されている。
かかる予備粉砕されたセメントクリンカと、石膏ヤード2から供給される上記無害化処理され石膏が生成された廃材をセメント粉砕機(仕上げミル)4に導入して、粉砕混合する。
得られた粉砕混合物はセパレータ5に導入され、所望の粒度範囲の粉末がポルトランドセメント7として得られる。
As shown in FIG. 1, specifically, for example, a cement clinker supplied from a cement clinker silo 1 in which cement clinker is stored is first pulverized by a preliminary pulverizer 3.
The waste material that has been detoxified and produced by gypsum is stored in the gypsum yard 2 as a gypsum source.
The pre-ground cement clinker and the detoxified waste material generated from the gypsum yard 2 and produced with gypsum are introduced into a cement crusher (finishing mill) 4 and pulverized and mixed.
The obtained pulverized mixture is introduced into the separator 5, and a powder having a desired particle size range is obtained as Portland cement 7.

また上記セパレータ5で粒度の大きいセメント粉末は、再度セメント粉砕機(仕上げミル)4に導入されて粉砕される。
必要に応じて、セパレータ5で所望の粒度範囲に調整されたセメント粉末に、フライアッシュや高炉スラグ粉末を添加して、混合機6で均一に混合して、フライアッシュセメントや高炉セメント8を調製することもできる。
Further, the cement powder having a large particle size in the separator 5 is again introduced into the cement pulverizer (finishing mill) 4 and pulverized.
If necessary, fly ash or blast furnace slag powder is added to the cement powder adjusted to the desired particle size range by the separator 5 and mixed uniformly by the mixer 6 to prepare fly ash cement or blast furnace cement 8. You can also

なお、無害化処理され石膏が生成した廃材は、有効成分として石膏を、不純物としてアスベストが転化した無害化生成物を含むものである。
一方、例えば、普通ポルトランドセメントを製造する場合の、セメント中の石膏の配合割合は、SO換算で2〜3重量%程度である。
従って、普通ポルトランドセメントへの無害化処理物の配合限度としてSO換算で2〜3重量%程度まで可能である。
In addition, the waste material which the gypsum produced | generated by the detoxification process contains gypsum as an active ingredient, and the detoxification product which asbestos converted as an impurity.
On the other hand, for example, when producing ordinary Portland cement, the blending ratio of gypsum in the cement is about 2 to 3% by weight in terms of SO 3 .
Accordingly, the blending limit of the detoxified product to ordinary Portland cement can be up to about 2-3 wt% in terms of SO 3 .

このようにして得られたセメントは、セメントとして安定した性能を有するものであり、アスベスト及びカルシウム含有廃材を完全に無害化して、セメントとして再利用を図ることができるものである。   The cement thus obtained has stable performance as a cement, and can be reused as cement by completely detoxifying asbestos and calcium-containing waste materials.

本発明のセメントの製造方法は、アスベスト及びカルシウム含有廃材、特に建材を解体して発生したアスベスト及びカルシウム含有廃材を有効利用することで、再利用品を使用した安定的なセメントを製造することに適用することが可能となる。   The method for producing cement according to the present invention is to produce a stable cement using recycled products by effectively using asbestos and calcium-containing waste materials, particularly asbestos and calcium-containing waste materials generated by dismantling building materials. It becomes possible to apply.

セメントを製造する仕上げ工程を概略的に示す工程図。Process drawing which shows roughly the finishing process which manufactures cement.

符号の説明Explanation of symbols

1 セメントクリンカサイロ
2 石膏ヤード
3 予備粉砕機
4 セメント粉砕機
5 セパレータ
6 混合機
7・8 セメントサイロ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cement clinker silo 2 Gypsum yard 3 Preliminary grinder 4 Cement grinder 5 Separator 6 Mixer 7/8 Cement silo

Claims (4)

アスベスト及びカルシウムを含有する廃材をアルカリ水溶液下で湿式粉砕することにより前記廃材に含まれるアスベストを非アスベスト化し、次いで硫酸により該非アスベスト化した廃材中の残存アルカリを中和するとともに含有されるカルシウムを該硫酸と反応させて石膏を生成させた無害化処理物を、セメント製造時の石膏源として配合することを特徴とする、セメントの製造方法。 Asbestos contained in the waste material is made non-asbestos by wet pulverization of the waste material containing asbestos and calcium in an alkaline aqueous solution, and then the residual alkali in the non-asbestos waste material is neutralized with sulfuric acid and contained calcium. A method for producing cement, characterized in that a detoxified product produced by reacting with sulfuric acid to produce gypsum is blended as a gypsum source during cement production. 請求項1記載のセメントの製造方法であって、前記無害化処理物は、アスベスト及びセメント含有吹き付け廃材を解体して生じる廃材であることを特徴とする、セメントの製造方法。 The method for producing cement according to claim 1, wherein the detoxified product is a waste material generated by disassembling asbestos and cement-containing spray waste material. 請求項1又は2記載のセメントの製造方法において、前記無害化処理物を石膏源としてセメントクリンカと混合することを特徴とする、セメントの製造方法。 3. The method for producing a cement according to claim 1, wherein the detoxified product is mixed with a cement clinker as a gypsum source. 請求項1〜3いずれかの項記載のセメントの製造方法において、前記アルカリ水溶液は、苛性アルカリ若しくは炭酸アルカリの水溶液、またはこれらの混合水溶液であることを特徴とする、セメントの製造方法。 The method for producing cement according to any one of claims 1 to 3, wherein the aqueous alkaline solution is an aqueous solution of caustic alkali or alkaline carbonate, or a mixed aqueous solution thereof.
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