JP2008272531A - フッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フッ化物汚泥と廃棄アスベストとの両方を同時に効率よく低コストで処理する方法にを提供する。
【解決手段】フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥と云う）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法であり、好ましくは、半導体工場等の廃棄フッ酸性汚泥を銅製錬の廃硫酸に添加した酸性液を用い、フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを溶解させたスラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
【選択図】図１
【解決手段】フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥と云う）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法であり、好ましくは、半導体工場等の廃棄フッ酸性汚泥を銅製錬の廃硫酸に添加した酸性液を用い、フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを溶解させたスラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、フッ化物汚泥と廃棄アスベストとの両方を同時に効率よく低コストで処理する方法に関する。本発明は、より詳しくは、半導体材料や半導体デバイスの製造工程などで排出されたフッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物汚泥を用いて廃棄アスベストを溶解無害化する処理方法であり、廃棄物処理されていた上記汚泥を有効利用した処理方法に関する。
フッ酸を主成分とする溶液はシリコン酸化物を容易に溶解できることから、半導体材料や半導体デバイスの製造工程などでは、洗浄液などにフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸などが使用されており、これら使用済みの酸廃液またはこれらの酸化合物を含む廃液（以下、これらの廃液を総称してフッ酸性廃液と云う）が多量に排出される。
フッ酸は強酸でありフッ酸性廃液については厳しい排水基準が定められており、フッ酸性廃液について廃液処理が不可欠である。フッ酸性廃液の処理方法としては、従来、この廃液に水酸化カルシウムなどのカルシウム塩を添加してフッ化カルシウム（ＣａＦ2）を沈澱させて除去し、残液にアルミニウム塩などを添加して液中に残留するフッ素を吸着させて除去する方法が実施されている。しかし、上記処理方法は設備費用や薬液費用が嵩む問題がある。
また、フッ酸性廃液の中和を多段に行い、生成した沈殿物を中和槽に返送して沈澱を促進する処理方法も知られている。例えば、特開平９−１７４０６３号公報（特許文献１）には、中和剤として炭酸カルシウムと水酸化カルシウムの二種を用い、炭酸カルシウムによって中和した後に水酸化カルシウムを添加して中和し、この中和スラリーをシックナーに導いてカルシウム含有汚泥を沈澱させ、この汚泥の一部は最初の中和工程に返送して種晶として利用する処理方法が知られている。
一方、アスベスト（石綿)は繊維状ケイ酸塩鉱物の総称であり，不燃性の性質を利用して従来から防火材や吸音材、ライニングなど広く工業材料として用いられていたが、発ガン性を有するので、近年その使用が制限されており、またアスベストを含有する廃棄物（アスベスト製品あるいはアスベスト含有材料を含めて廃棄アスベストと云う）の無害化処理が求められている。
従来、アスベストの溶解処理方法として、リン酸、硫酸、または硝酸を用い、アスベストを上記酸に溶解させ揮発性フッ化物を回収する方法が知られている（特許文献２：特開平４−８３５７４号公報）。この方法は通常の鉱酸を用いるとアスベストは溶解できてもフッ化物塩を回収できないので、リン酸などを用いている。
特開平９−１７４０６３号公報
特開平４−８３５７４号公報
従来知られている特許文献１の処理方法は、汚泥の一部を循環して再利用するが、最終的に回収した汚泥の処理が問題になる。また、特許文献２の処理方法は使用する酸の種類が限られており、また蒸留回収手段を必要とする問題がある。また、これらの処理方法は何れも最終的な処理コストが嵩む問題がある。
本発明は従来方法の上記問題を解決したものであり、半導体材料や半導体デバイスの製造工程などで排出されたフッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物汚泥を利用し、フッ化物汚泥と廃棄アスベストとの両方を同時に効率よく低コストで処理する方法を提供する。
本発明の処理方法は、以下の構成によって上記課題を解決した、フッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法である。
（１）フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥と云う）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（２）フッ化物汚泥が、半導体材料ないし半導体デバイスの製造工程で使用したフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸、またはこれらの化合物を含むフッ酸性廃液の処理工程で生成したものである上記(１)に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（３）フッ化物汚泥を添加した酸が銅製錬において生じた廃硫酸である上記(１)に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（４）フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを溶解させてスラリーにし、該スラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融することを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（５）上記(４)の処理方法において、中和した廃棄アスベスト溶解スラリーを、スラリー状で又は脱水乾燥して、回転キルンに導入し、４００℃以上に加熱して溶融するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（６）上記(４)または上記(５)の処理方法において、回転キルンとしてセメントキルンを用い、廃棄アスベスト溶解スラリーまたはその脱水乾燥物をセメント原料として利用するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（１）フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥と云う）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（２）フッ化物汚泥が、半導体材料ないし半導体デバイスの製造工程で使用したフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸、またはこれらの化合物を含むフッ酸性廃液の処理工程で生成したものである上記(１)に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（３）フッ化物汚泥を添加した酸が銅製錬において生じた廃硫酸である上記(１)に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（４）フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを溶解させてスラリーにし、該スラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融することを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（５）上記(４)の処理方法において、中和した廃棄アスベスト溶解スラリーを、スラリー状で又は脱水乾燥して、回転キルンに導入し、４００℃以上に加熱して溶融するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
（６）上記(４)または上記(５)の処理方法において、回転キルンとしてセメントキルンを用い、廃棄アスベスト溶解スラリーまたはその脱水乾燥物をセメント原料として利用するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
本発明の処理方法は、フッ化物汚泥を酸に添加した酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させる処理方法であり、フッ化物汚泥と廃棄アスベストを同時に処理することができる利点を有する。また、上記フッ化物汚泥は主にフッ化カルシウムなどであり、廃棄アスベストは珪酸化合物であるので、両者の同時処理によって得たスラリーにはカルシウム分および珪酸分が多く含まれており、これらを分離せずにセメント原料として利用することができる。従って、本発明の処理方法によれば処理コストを大幅に低減することができる。
本発明の処理方法は廃棄アスベストと共にフッ化物汚泥を同時に処理することができるので、半導体材料ないし半導体デバイスの製造工程で使用したフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸、またはこれらの化合物を含むフッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物汚泥の利用方法としての利点がある。
また本発明の処理方法はフッ化物汚泥を添加する酸として銅製錬の廃硫酸を用いることができるので、この廃硫酸の処理方法としての利点も有する。
さらに、本発明の処理方法は、フッ化物汚泥と廃棄アスベストを溶解させたスラリーを回転キルンに導入して加熱溶融すれば、フッ素の存在によってアスベストの融点（1500℃前後）よりも格段に低い温度（例えば４５０℃〜６００℃）で廃棄アスベストを溶融して無害化することができる。
また、本発明の処理方法は、上記溶融処理用の回転キルンとしてセメントキルンを利用することができ、この場合には、生成した溶融物をセメント原料として利用することができるので、セメント製造工程においてアスベストの無害化を行うことができる。
以下、本発明を具体的に説明する。図１に本発明の処理方法に係る工程図を示す。
本発明の処理方法は、フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法である。
本発明の処理方法は、フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法である。
フッ化物汚泥としては、半導体材料ないし半導体デバイスの製造工程などで使用したフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸、またはこれらの化合物を含むフッ酸性廃液の処理工程で生成した汚泥を用いることができる。この汚泥には主にフッ化カルシウムが含まれている。
フッ化物汚泥を添加する酸は硫酸およびリン酸が好ましい。硝酸は酸化性であるので装置が腐食するおそれがあり、塩酸は遊離した塩素がフッ素と競合するので好ましくない。硫酸としては銅製錬において生じた廃硫酸を利用することができる。廃硫酸を用いることによって、処理コストを低減することができる。
フッ化物汚泥を添加した酸性液に廃棄アスベストを浸漬して溶解させる。廃棄アスベストとしては、アスベスト単体、アスベストを含有する複合材料、これらによって製造されたアスベスト含有製品などを広く含む。
酸性液はｐＨ３以下が適当であり、ｐＨ１以下が好ましい。また、酸性液のフッ酸濃度は１ｇ/L以上が適当であり、１０ｇ/L以上が好ましい。さらに、両者を入れた溶解槽を攪拌し、あるいは溶解槽に石などを入れて攪拌時に廃棄アスベストを解砕すると良い、。このような攪拌および解砕によって廃棄アスベストの溶解が促進する。
フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを浸漬すると、廃棄アスベストは。例えば、珪フッ化水素酸などによって溶解され、スラリーになる。このスラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融する。スラリー中に残留する微細な繊維状のアスベストはこの回転キルンによる加熱によって溶融し繊維状が崩れて無害化される。
上記溶解スラリーを回転キルンに導入する場合、スラリー状のまま導入してもよく、または脱水乾燥して導入しても良い。溶解スラリーを脱水乾燥した後に回転キルンに導入すれば加熱エネルギーの負担を軽減することができる。
回転キルンによる加熱時には、スラリー中に含まれているフッ素の存在によって、アスベストの融点（1500℃前後）よりも格段に低い温度（例えば４５０℃〜６００℃）で廃棄アスベストが溶融して無害化する。従って、回転キルンは４００℃以上、例えば４００℃〜６００℃に加熱すれば良い。
回転キルンとしてはセメントキルンを用いることができる。また、上記溶解スラリーはフッ化物汚泥と廃棄アスベストを溶解したものであるので、スラリー中にはカルシウム分および珪酸分が多く含まれており、従って、これらを分離せずにセメント原料として利用することができる。具体的には、上記スラリーまたはその脱水乾燥物をセメント製造工程の回転キルンに導入し、セメント原料として利用すると共にセメント製造工程においてアスベストの無害化を行うことができる。
図２に本発明の処理方法を実施する装置構成の一例を示す。図示するように、処理システム１０には、１次溶解槽１１、２次溶解槽１２，３次溶解槽１３、沈澱槽１４、１５が順に直列に配置されており、各溶解槽および沈澱槽から抜き出した溶解スラリーを溜める貯槽１６と中和槽１７が設けられている。中和槽１７から抜き出した溶解スラリーは回転キルン１８に送られる。
フッ化物汚泥と廃棄アスベストは一次溶解槽１１の酸性液に投入され、溶解の程度に応じて２次溶解槽１２、３次溶解槽１３に移される。この間に溶解反応が進み、溶解後、沈澱槽１４，１５に導入され、固液分離される。液分は系外に排出され、スラリー分は貯槽１６に送られる。その後、中和槽１７に移され、水酸化カルシウムなどのアルカリを添加して中和した後に回転キルン１８に導入される。
本発明の上記処理方法によれば、フッ化物汚泥と廃棄アスベストを同時に処理することができる、また、この同時処理によって得たスラリーにはカルシウム分および珪酸分が多く含まれているので、これらを分離せずにセメント原料として利用することができる。従って、本発明の処理方法によれば処理コストを大幅に低減することができる。
１０−処理システム、１１−１次溶解槽、１２−２次溶解槽、１３−３次溶解槽、１４、１５−沈澱槽、１６−貯槽、１７−中和槽、１８−回転キルン
Claims (6)
- フッ酸性廃液の処理工程で生成したフッ化物を含有する汚泥（フッ化物汚泥と云う）を酸に添加して酸性液とし、該酸性液を廃棄アスベストの溶解液として用い、該酸性液に廃棄アスベストを溶解させることを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
- フッ化物汚泥が、半導体材料ないし半導体デバイスの製造工程で使用したフッ酸、珪フッ酸、硼フッ酸、またはこれらの化合物を含むフッ酸性廃液の処理工程で生成したものである請求項１に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
- フッ化物汚泥を添加した酸が銅製錬において生じた廃硫酸である請求項１に記載するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
- フッ化物汚泥を含む酸性液に廃棄アスベストを溶解させてスラリーにし、該スラリーを中和した後に回転キルンに導入して加熱溶融することを特徴とするフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
- 請求項４の処理方法において、中和した廃棄アスベスト溶解スラリーを、スラリー状で又は脱水乾燥して、回転キルンに導入し、４００℃以上に加熱して溶融するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
- 請求項４または５の処理方法において、回転キルンとしてセメントキルンを用い、廃棄アスベスト溶解スラリーまたはその脱水乾燥物をセメント原料として利用するフッ化物汚泥と廃棄アスベストの処理方法。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105023A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | アスベスト含有物の無害化処理方法およびセメントの製造方法 |
| JP2008105020A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | アスベスト含有物およびフッ化物汚泥の処理方法ならびにセメントの製造方法 |
| JP2008272582A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-11-13 | Tokyo Kogei Univ | アスベストの無害化処理方法及び炭酸マグネシウムの生成方法 |
| FR3063656A1 (fr) * | 2017-03-13 | 2018-09-14 | Colas | Procede de destruction hydrothermale d'un produit mineral composite contenant de l'amiante, installation correspondante |
-
2006
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