JP2008272545A - アスベスト含有廃材の無害化処理方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】アスベスト含有廃材を大量に、しかも確実に無害化処理すると共に、その無害化処理したアスベスト含有廃材を資源としてそのまま利用するアスベスト含有廃材の無害化処理方法を提供すること。
【解決手段】アスベスト含有廃材をセメント焼成用のロータリーキルン５内に窯前５ａから投入してアスベストを無害化するアスベスト含有廃材の無害化処理方法であって、アスベスト含有廃材を扁平なフレークＹに成型した後、該扁平なフレークＹに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気Ａにより破砕しながらロータリーキルン５内に空気圧送するアスベスト含有廃材の無害化処理方法とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アスベスト含有廃材の無害化処理方法に関し、特に、アスベスト含有廃材をセメント焼成用のロータリーキルン内に投入してアスベストを無害化するアスベスト含有廃材の無害化処理方法に関するものである。

アスベスト（石綿）は、天然の鉱物繊維で、種類としては蛇紋岩系のクリソタイル〔白石綿、Ｍｇ₆Ｓｉ₄Ｏ₁₀（ＯＨ）₈〕や角閃石系のアモサイト〔茶石綿、（Ｆｅ、Ｍｇ）₇Ｓｉ₈Ｏ₂₂（ＯＨ）₂〕などがある。
これらのアスベストは、耐熱性、耐薬品性、絶縁性などの諸特性に優れているため、建設資材、電気製品、自動車および家庭用品などの分野で幅広く利用されていた。

しかし、近年、周知のように人体への毒性が指摘されている。すなわち、アスベストは、太さが人間の髪の毛の１／５０００という非常に微細な繊維状物質であり、アスベストの粉塵を人が吸い込むと、いわゆる「ミクロの針」が肺細胞に刺さる。このような事態が続くことにより、石綿肺、肺癌、悪性中皮腫などの重大な疾病が引き起こされる。
そこで、現在では、アスベストの使用が完全に禁止されていることは勿論、過去において使用されたアスベストを無公害的に取り除き、無害化処理することが国を挙げての大きな懸案となっている。

これに応じて、アスベスト含有廃材の無害化方法が種々提案されている。例えば、特許文献１乃至４などに記載されているように、焼成炉などを用いてアスベスト含有廃材を溶融し、アスベストを針状繊維で無くすることが提案されている。

特開平８−１４１５３７号公報 特開平８−１８７４８２号公報 特開平９−２０６７２６号公報 特開平９−８６９８２号公報

しかし、先ず上記特許文献１乃至３などに記載された技術のように、専らアスベスト含有廃材を無害化するため、専用の焼成炉などを用いてアスベスト含有廃材を溶融させる技術にあっては、アスベスト含有廃材を溶融させるための多大な設備コストと多量のエネルギーコストを独自に必要とし、無害化のための処理費用が高騰すると言う課題があった。 また、上記特許文献１乃至３には、無害化した後の溶融固結物を、コンクリート骨材、建材用レンガ、タイルなどにリサイクル利用することも記載されているが、これらのものに利用するためには、溶融固結物の粉砕、混合、成形、焼結などの新たな過程を必要とし、更にその処理費用が高騰していた。

一方、特許文献４には、セメント焼成用のロータリーキルンを用いて、アスベスト含有廃材を無害化すると共に、無害化したものをそのままセメントの原料として使用する技術が開示されている。かかる技術においては、セメントの製造に使用する熱をアスベストの無害化に利用でき、また他に何らの処理を施すことなくその無害化したものを資源として利用できるため、上記した特許文献１乃至３などに記載された技術に比して、アスベスト含有廃材の処理費用を低減できるものではあったが、該特許文献４に記載された技術にあっては、ロータリーキルンの排出口側（窯前）に設けた燃焼手段の近傍から、或いは燃焼手段から燃料と共に、最大粒径が１０ｍｍ程度に破砕されたアスベスト含有廃材をロータリーキルン内に投入することとしているため、そのアスベスト含有廃材の供給方法から、処理できるアスベスト含有廃材の量は少なく、また、窯前から遠くまでアスベスト含有廃材を飛ばすことができないため、十分な熱処理を受けないまま窯前からセメントクリンカと共に無害化されていないアスベストが排出される憂いがあった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑みなされたものであって、その目的は、アスベスト含有廃材を大量に、しかも確実に無害化処理すると共に、その無害化処理したアスベスト含有廃材を資源としてそのまま利用するアスベスト含有廃材の無害化処理方法を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、アスベスト含有廃材をセメント焼成用のロータリーキルン内に窯前から投入してアスベストを無害化するアスベスト含有廃材の無害化処理方法であって、アスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型した後、該扁平なフレークに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気により破砕しながらロータリーキルン内に空気圧送するアスベスト含有廃材の無害化処理方法とした。

ここで、上記本発明において、アスベスト含有廃材を破砕する破砕過程と、破砕されたアスベスト含有廃材を湿潤化材と混合して湿潤化する湿潤化過程と、湿潤化されたアスベスト含有廃材を転圧ローラにより扁平なフレークに成型する成型過程を含むこと、或いはアスベスト含有廃材を破砕すると共に湿潤化材と混合して湿潤化する破砕兼湿潤化過程と、湿潤化されたアスベスト含有廃材を転圧ローラにより扁平なフレークに成型する成型過程を含むことは、好ましい実施の形態である。
また、上記転圧ローラが直列に配列された２個以上の転圧ローラからなり、複数段階の圧延によりアスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型すること、また、上記湿潤化材が、油、有機汚泥のいずれかであることは、いずれも好ましい実施の形態である。
さらに、上記扁平なフレークの厚さが、１〜２０ｍｍであることは、好ましい実施の形態である。

上記した本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法によれば、アスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型した後、該扁平なフレークに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気により破砕しながらロータリーキルン内に空気圧送することとしたため、大量のアスベスト含有廃材を、窯前からロータリーキルン内の十分に遠くまで無理なく確実に投入することができ、投入されたアスベスト含有廃材は、長時間にわたってセメント原料と共に転がりながら高温に曝されるため、確実に無害化処理され、粉状になってセメントクリンカの一部となり、資源として有効に利用されることとなる。

以下、上記した本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法の実施の形態を、詳細に説明する。

本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法は、アスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型した後、該扁平なフレークに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気により破砕しながらロータリーキルン内に空気圧送するものである。

上記本発明において言うアスベスト含有廃材としては、建築物への吹き付け用アスベスト材、アスベストを強度改善の目的で所定量添加した石綿スレート、石綿セメント板、屋根瓦、樹脂製水道管、自動車のブレーキパイプ、アセチレンボンベのマトリックス、更には、アスベストを断熱性、絶縁性の付与の目的で含有したガスケット、シーリング材などのアスベスト含有製品の廃棄物が挙げられるが、中でも、今後大量の発生が見込まれる石綿スレート、石綿セメント板などのアスベスト含有建材の廃棄物の処理に、本発明は好適に用いられる。

本発明においては、前処理段階として、上記アスベスト含有廃材は破砕される。この破砕過程には、例えば建築物に貼られた石綿スレート、石綿セメント板などの建材を解体剥離する際、金槌、手などで小割りにする場合も含まれ、また、ジョークラッシャ、コーンクラッシャ、インパクトクラッシャ、ハンマークラッシャ、ロッドミル、ボールミルなどの破砕機によって、解体剥離した石綿スレート、石綿セメント板などのアスベスト含有廃材を破砕する場合も含まれる。このアスベスト含有廃材の破砕に際しては、密閉式の破砕機を使用する、或いは飛散防止剤を噴霧しながら或いは浸透させた状態で行う等の方策を採用することにより、アスベスト含有粉塵の飛散を防止することが好ましい。なお、この破砕過程は、吹き付け用アスベスト材の如く、破砕する必要のないアスベスト含有廃材にあっては省略することができる。

次の過程で、上記破砕されたアスベスト含有廃材は、油、汚泥、或いは水等の湿潤化材と混合され、適切な粘性と可塑性を持った湿潤状態の混合物とされる。この湿潤化過程において使用される油としては、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、廃潤滑油、重油スラッジ、植物油 廃塗料、原油スラッジなど、揮発し難い成分を含む油類が好適であり、中でも、Ｂ重油、廃潤滑油などの油類は、適度な粘性と高い引火点を有するため、混合したアスベスト含有廃材の飛散防止、また混合時の安全確保の観点から好ましい。また、汚泥としては、下水汚泥、ヘドロなどの有機汚泥が、該有機汚泥中の粘性に富んだ有機質やコロイド粘土などの存在により、混合時におけるアスベスト含有粉塵の飛散を効果的に防止できると共に、混合物に適度な粘性と可塑性を付与できるために好ましい。

上記アスベスト含有廃材の破砕過程と湿潤化過程とは、同時に行ってもよく、この場合には、先ずアスベスト含有廃材と油、汚泥などの湿潤化材とを、ジョークラッシャ、コーンクラッシャ、インパクトクラッシャ、ハンマークラッシャなどの粗砕機に投入し、アスベスト含有廃材を粗砕すると共に湿潤化材と混合し、得られた混合物を更に、ロッドミル、ボールミルなどの粉砕機に投入し、アスベスト含有廃材を目標粒径まで破砕すると共に湿潤化材と十分に混合する方法を採用することができる。この場合には、油、汚泥などの湿潤化材が混合破砕時における粉塵飛散を防止する作用を果たし、別途、飛散防止剤を添加する必要がなくなり、また混合と同時に大径のアスベスト含有廃材の破砕を行うことにより、アスベスト含有廃材の分散性が向上し、より均質な粘性と可塑性を持った湿潤状態の混合物が得られる。

上記アスベスト含有廃材の破砕過程、或いはアスベスト含有廃材と湿潤化材との破砕兼湿潤化過程におけるアスベスト含有廃材の目標破砕粒径は、最大粒径が５〜２０ｍｍとなるように破砕することが好ましく、更には最大粒径が１０〜１５ｍｍとなるように破砕することが好ましい。また、アスベスト含有廃材と油、汚泥などの湿潤化材とを混合することにより得られた湿潤状態の混合物（以下、湿潤混合物という場合もある。）の性状としては、〔アスベスト含有廃材（ｇ）／湿潤化材（ｇ）〕×１００が、５〜５０（ｗｔ％）であることが好ましい。これは、いずれも上記範囲を逸脱する湿潤混合物の場合は、ハンドリング性、保形性、更には後過程における成形性の観点などから好ましくない。

上記油、汚泥などの湿潤化材と混合されて適度な粘性と可塑性を付与されたアスベストを含む湿潤混合物は、扁平なフレークに成型された後、圧搾空気により破砕されながらセメント焼成用のロータリーキルンの窯前から空気圧送により投入され、セメント原料と共に熱処理されて無害化される。

図１は、本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法を実施するための装置の一例を示した概念図である。

油、汚泥などの湿潤化材と混合されて適度な粘性と可塑性を付与されたアスベストを含む湿潤混合物Ｘは、先ず貯蔵タンク１に貯蔵される。その後、図示しないポンプやベルトコンベヤーなどの搬送手段、更には必要に応じて湿潤混合物の切断装置、或いは塊状成形機などを介して、湿潤混合物Ｘは転圧ローラ２に供給される。

転圧ローラ２に供給されたアスベストを含む湿潤混合物Ｘは、該転圧ローラ２によって扁平なフレーク（薄片）Ｙに成型される。図示した実施の形態においては、上記転圧ローラ２が、直列に配置された２段の転圧ローラ２ａ，２ｂから成る。しかし、場合によっては、１段或いは３段以上の転圧ローラから構成することも可能である。転圧ローラ２によって扁平なフレークＹに成型する際、湿潤混合物Ｘから絞り出された絞り油やスラリー滓ｘは、受け皿３で集められ、上記貯蔵タンク１に戻される。

転圧ローラ２によって成型する扁平なフレークＹの厚さは、１〜２０ｍｍが好ましく、更には２〜１０ｍｍが好ましい。フレークＹの厚さが厚過ぎる場合には、圧搾空気によって該フレークＹを破砕することが困難となり、十分に遠くまで該フレークＹの破砕物を飛ばすことができなくなる。逆に成型するフレークＹの厚さが薄過ぎる場合には、フレーム（火炎）下に到達する以前にフレークＹが崩壊してしまい、比重差で各々の流速が異なり、その結果燃焼にムラが生じるために好ましくない。

転圧ローラ２より出た扁平なフレークＹは、フレーク搬送パイプ４の中に投入される。このフレーク搬送パイプ４は、セメント焼成用のロータリーキルン５の窯前５ａに通じており、フレーク投入口４ａの上流および下流に設けられた圧搾空気導入口６からそれぞれ圧搾空気Ａが、該フレーク搬送パイプ４内に送り込まれる。フレーク搬送パイプ４の中に投入された扁平なフレークＹは、圧搾空気Ａの空気圧をその板面においてまともに受け、破砕しながら細粒のフレークＺとなってセメント焼成用のロータリーキルン５の中に吹き込まれる。この際、圧搾空気Ａの流速は、上記作用を生じさせる観点から、１０〜３０ｍ／ｓｅｃの流速であることが好ましい。

セメント焼成用のロータリーキルン５の窯前５ａには、燃料を吹き込むバーナー７が設けられており、該バーナー７から吹き込まれた燃料が燃焼し、高温（１８００℃程度）のフレーム（火炎）Ｆが形成されると共に、その燃焼エネルギーによってロータリーキルン５の焼成帯域付近は１４５０℃以上の温度に加熱される。セメント原料は、ロータリーキルン５の窯尻（図示せず）から投入され、ロータリーキルン５の回転に伴って回転しながら徐々に（３０〜４０分かけて）窯前５ａ側に送り出され、その間に熱処理されてセメントクリンカとなって窯前５ａより排出される。

ロータリーキルン５の窯前５ａから圧搾空気Ａによって吹き込まれたアスベストを含む細粒のフレークＺは、バーナー７からの燃料燃焼によるフレームＦ中で急激に熱処理されると共に、該フレークＺ中に油或いは有機物を含むときはそれ自体が燃焼する。また、フレームＦ中で無害化されなかったアスベストを含む細粒のフレークＺは、窯前から十分に遠くまで飛ばされるため、流下してくるセメント原料と共に長時間にわたって転がりながら高温に曝されるため十分な熱処理を受けることができる。その結果、フレークＺ中に含まれるアスベストは針状結晶構造から無害な構造に変化し、確実に無害化されると共に、無害化されたアスベストなどの残渣は、セメントクリンカの一部として資源化される。

本発明に係る方法の場合、上記したようにアスベスト含有廃材を扁平なフレークＹに成型した後、該扁平なフレークＹに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気Ａにより破砕しながらロータリーキルン５内に空気圧送するものであるため、大量のアスベスト含有廃材を窯前からロータリーキルン５内の十分に遠くまで無理なく投入することができるものであるが、ロータリーキルン５内に投入されるアスベスト含有廃材の総量は、該ロータリーキルン５内に投入されるセメント原料の５重量％以下であることが好ましい。アスベストには、酸化マグネシウムが約４０重量％含まれており、該アスベストを強度改善の目的で添加した石綿スレート、石綿セメント板などのアスベスト含有廃材にも、少なからず酸化マグネシウムが含有されている。一方、ＪＩＳに規定されたセメントの品質規格では、酸化マグネシウムの含有量は５重量％以下と規定されている。そのため、アスベスト含有廃材の投入量は、ＪＩＳ規格品のセメントを製造する観点から、５重量％以下であることが好ましい。

以上、本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法について説明したが、本発明は、何ら既述のアスベスト含有廃材の無害化処理方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形、変更を加えたアスベスト含有廃材の無害化処理方法とすることができることは当然である。

本発明に係るアスベスト含有廃材の無害化処理方法を実施するための装置の一例を示した概念図である。

符号の説明

１ 貯蔵タンク
２ 転圧ローラ
２ａ 第１段の転圧ローラ
２ｂ 第２段の転圧ローラ
３ 受け皿
４ フレーク搬送パイプ
４ａ フレーク投入口４ａ
５ ロータリーキルン
５ａ 窯前
６ 圧搾空気導入口
７ バーナー
Ｘ 湿潤混合物
ｘ 絞り油やスラリー滓
Ｙ 扁平なフレーク
Ｚ 細粒のフレーク
Ａ 圧搾空気
Ｆ フレーム（火炎）

Claims (6)

1. アスベスト含有廃材をセメント焼成用のロータリーキルン内に窯前から投入してアスベストを無害化するアスベスト含有廃材の無害化処理方法であって、アスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型した後、該扁平なフレークに成型されたアスベスト含有廃材を圧搾空気により破砕しながらロータリーキルン内に空気圧送することを特徴とする、アスベスト含有廃材の無害化処理方法。
2. アスベスト含有廃材を破砕する破砕過程と、破砕されたアスベスト含有廃材を湿潤化材と混合して湿潤化する湿潤化過程と、湿潤化されたアスベスト含有廃材を転圧ローラにより扁平なフレークに成型する成型過程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法。
3. アスベスト含有廃材を破砕すると共に湿潤化材と混合して湿潤化する破砕兼湿潤化過程と、湿潤化されたアスベスト含有廃材を転圧ローラにより扁平なフレークに成型する成型過程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法。
4. 上記転圧ローラが直列に配列された２個以上の転圧ローラからなり、複数段階の圧延によりアスベスト含有廃材を扁平なフレークに成型することを特徴とする、請求項２又は３に記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法。
5. 上記湿潤化材が、油、有機汚泥のいずれかであることを特徴とする、請求項２又は３に記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法。
6. 上記扁平なフレークの厚さが、１〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法。
   

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