JP2009240915A - Treatment method of asbestos-containing material using cement manufacturing process and manufacturing method of cement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント製造工程を利用して、アスベストを含む廃棄物等を無害化処理するためのアスベスト含有物の処理方法およびこの処理方法を利用したセメントの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for treating an asbestos-containing material for detoxifying a waste containing asbestos using a cement production process, and a method for producing a cement using this treatment method.
アスベスト(石綿)は、天然に生成された鉱物繊維であり、化学的安定性を有するとともに、耐熱性や強度に優れることから、その特性を利用して、これまで耐火被覆材、断熱材、吸音材等として、建築物の壁、天井、床、空調設備等に広く使用されていた。
ところが、近年このアスベストは、化学的な毒性はないものの、その結晶構造が針状であるために、人が吸い込んだ場合に、肺の組織に刺さって排出されずに蓄積し、長期間の潜伏を経て重大な疾病を招来することが指摘されている。
Asbestos (natural asbestos) is a naturally produced mineral fiber that has chemical stability and excellent heat resistance and strength. As materials, it was widely used for building walls, ceilings, floors, air-conditioning equipment, etc.
However, in recent years, this asbestos has no chemical toxicity, but its crystalline structure is acicular, so when inhaled by humans, it accumulates in the lung tissue without being excreted and accumulated for a long period of time. It has been pointed out that it causes serious illnesses.
そこで、現在では、多くの建築物等において、飛散のおそれがある壁や天井等に吹き付けられたアスベストや保温材として使用されていたアスベストを除去または撤去する対策が採られており、この結果多量のアスベストが廃棄物として発生している。
ちなみに、この種の飛散のおそれがあるアスベスト廃棄物については、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」において特別管理産業廃棄物に指定され、その排出から収集・運搬・処分までの処理基準が定められている。
Therefore, at present, measures are being taken to remove or remove asbestos sprayed on walls and ceilings that may be scattered and asbestos used as heat insulation materials in many buildings. Asbestos is generated as waste.
By the way, this kind of asbestos waste that may be scattered is designated as specially managed industrial waste in the “Waste Disposal and Cleaning Law”, and the processing standards from its discharge to collection, transportation and disposal are established. It has been.
そして、上記収集・運搬に係る処理基準においては、アスベスト等をプラスチック等の容器に収納するとともに、破損などにより飛散させないように慎重に取り扱うことや、運搬車両の荷台に覆いを掛けるなどの飛散防止対策を講じることが義務づけられている。また、上記処分に係る処理基準としては、プラスチック袋や容器等の耐水性の材料で二重に梱包するか、または十分な量のセメント等によって固形化したうえで所定の場所に直接埋め立て処分を行う方法や、溶融設備を用いて十分に溶融処理することにより無害化したうえで、普通の産業廃棄物として処理することが定められている。 In addition, in the above processing standards related to collection and transportation, asbestos is stored in a container such as plastic, and it is handled carefully so as not to be scattered due to breakage, etc., and it prevents scattering such as covering the loading platform of the transportation vehicle. It is obliged to take measures. In addition, as a treatment standard related to the above disposal, double packing with water-resistant materials such as plastic bags and containers, or solidification with a sufficient amount of cement etc. and direct landfill disposal at a predetermined place It is stipulated that it is made harmless by a sufficient melting process using a melting method using a melting facility, and then treated as ordinary industrial waste.
このようなアスベストの処分方法のうち、前者の直接埋め立て処分する方法にあっては、大量のセメントが必要になるとともに、今後想定される排出量に対して、早期の埋め立て地の枯渇が懸念されている。また、後者の溶融設備における中間処理による無害化処分の方法にあっては、溶融温度によっては、アスベストを完全に無害化することが難しいという問題点があった。 Of these asbestos disposal methods, the former direct landfill method requires a large amount of cement, and there is concern about the early depletion of the landfill site against the expected emissions. ing. Further, the latter method of detoxifying disposal by intermediate treatment in the melting facility has a problem that it is difficult to completely detoxify asbestos depending on the melting temperature.
そこで、下記特許文献1においては、最大粒径が10mm程度に粉砕されてホッパに納められたアスベスト(石綿)廃材を、空気圧を利用したエジェクタによりセメント原料焼成用のロータリーキルンのバーナ近傍に設けた石綿廃材供給管から、当該ロータリーキルン内に供給して無害化処理するセメントの製造方法が提案されている。
上記従来技術によるアスベスト廃材の処理方法によれば、ロータリーキルン内の焼成帯において1450℃以上の温度で熱処理しているために、アスベストを完全に無害化することができ、よって埋め立て処理等を行うことなく、無害化処理したアスベストをセメント原料の一部として利用することができるという利点がある。 According to the above asbestos waste material processing method according to the prior art, since the heat treatment is performed at a temperature of 1450 ° C. or higher in the firing zone in the rotary kiln, the asbestos can be completely detoxified, and therefore, a landfill treatment or the like is performed. In addition, there is an advantage that the detoxified asbestos can be used as a part of the cement raw material.
しかしながら、上記従来技術によるアスベスト廃材の処理方法にあっては、アスベスト廃材を最大粒径10mm程度に粉砕した後に、これを圧縮空気によってロータリーキルン内に供給しているために、上記粉砕工程や圧縮空気による搬送工程においてアスベストが飛散し易いという問題点がある。このため、これらの工程においても、別途上記法律において定められている保管時や収集・運搬時における飛散防止対策と同様の対策を講じる必要があり、よって所望の安全性を確保するために、当該アスベスト廃材の処理工程が全体として大掛かりなものになってしまうという問題点がある。 However, in the processing method of asbestos waste material according to the above-described prior art, since the asbestos waste material is pulverized to a maximum particle size of about 10 mm and then supplied into the rotary kiln by compressed air, the above pulverization process and compressed air There is a problem that asbestos is likely to be scattered in the transport process. For this reason, in these processes, it is necessary to take measures similar to the anti-scattering measures at the time of storage and collection / transport separately stipulated in the above law. Therefore, in order to ensure the desired safety, There exists a problem that the processing process of asbestos waste material will become a large-scale thing as a whole.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、アスベスト含有物からアスベストが飛散するおそれがなく、容易かつ確実にセメント製造に用いられるロータリーキルンにおいて無害化処理することができるセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の処理方法およびこの処理方法を利用したセメントの製造方法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and used a cement manufacturing process that can be detoxified in a rotary kiln that is easily and reliably used for cement manufacture without asbestos scattering from asbestos-containing materials. It is an object of the present invention to provide a method for treating an asbestos-containing material and a method for producing a cement using this treatment method.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、セメント原料をプレヒータにて予熱して仮焼させた後に、窯前側に設けられた加熱手段によって内部が高温雰囲気に保持されたロータリーキルンの窯尻側に供給して、上記窯前側に送りつつ焼成するセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の無害化処理方法であって、アスベスト含有物に、リン酸イオンを含む下水汚泥と、上記ロータリーキルンの窯尻部分もしくは上記ロータリーキルンの窯尻側に仮焼セメント原料を供給する上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料および/または上記ロータリーキルンの窯尻部分もしくは上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素バイパスダストとを混合し、得られた混合物を上記ロータリーキルンの窯尻部分に投入することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a rotary kiln in which the cement raw material is preheated by a pre-heater and calcined, and then the inside is maintained in a high-temperature atmosphere by heating means provided on the front side of the kiln. The asbestos-containing material detoxifying treatment method using a cement manufacturing process that is fed to the kiln bottom side and sent to the kiln front side, and the asbestos-containing material, sewage sludge containing phosphate ions, and the above A calcined cement raw material containing a chlorine compound extracted from a post-stage part of the preheater for supplying a calcined cement raw material to the kiln bottom part of the rotary kiln or the kiln bottom side of the rotary kiln and / or a kiln bottom part of the rotary kiln or the preheater Mix with chlorine bypass dust extracted from the latter part and mix the resulting mixture with the above rotary kill. It is characterized in that the turning of the kiln inlet part.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記アスベスト含有物に、上記下水汚泥と、上記塩素バイパスダストおよび/または上記塩素化合物を含有する仮焼セメント原料とを加えて、当該アスベスト含有物を湿式粉砕するとともに、これらを混合することを特徴とするものである。
The invention according to
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記混合物を、2時間以上静置した後に、上記ロータリーキルン内に投入することを特徴とするものである。
Furthermore, the invention described in
また、請求項4に記載の発明は、上記アスベスト含有物と上記下水汚泥と上記塩素バイパスダストおよび/または上記仮焼セメント原料とを混合する際に、フッ化カルシウムを含むフッ化物汚泥を加えることを特徴とするものである。
The invention according to
さらにまた、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のアスベスト含有物の処理方法を用いたセメントの製造方法であって、セメント原料を上記ロータリーキルン内にて焼成してセメントにするとともに、上記混合物を上記ロータリーキルンの窯尻部分に投入して、上記アスベスト含有物を無害化させることにより上記セメントの一部とすることを特徴とするものである。
Furthermore, the invention described in
なお、本願発明において、窯尻部分とは、ロータリーキルンの窯尻側において当該ロータリーキルンを回転自在に支持する窯尻のケーシングおよびロータリーキルンの上流側に設けられてセメント原料を予熱するプレヒータから上記ケーシングに至る移送管、ならびに上記ロータリーキルンの前段に仮焼炉を有している場合には、この仮焼炉を含む部分を総称するものである。また、プレヒータの後段部分とは、プレヒータを構成している複数のサイクロンのうち内部が800℃以上の高温雰囲気である後段のサイクロンを意味するものである。従って、上記ロータリーキルンの窯尻部分もしくは上記ロータリーキルンの窯尻側に上記仮焼セメント原料を供給する上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料とは、上述のロータリーキルンの窯尻部分またはプレヒータを構成する後段の800℃以上の高温雰囲気のサイクロン(後段部分)から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料を意味するものである。 In the present invention, the kiln bottom part is a kiln bottom casing that rotatably supports the rotary kiln on the kiln bottom side of the rotary kiln and a preheater that is provided upstream of the rotary kiln and preheats the cement raw material to the casing. When a calcining furnace is provided at the front stage of the transfer pipe and the rotary kiln, the part including the calcining furnace is generically referred to. The latter part of the preheater means a latter cyclone having a high temperature atmosphere of 800 ° C. or more among the plurality of cyclones constituting the preheater. Therefore, the calcined cement raw material containing the chlorine compound extracted from the rear part of the preheater that supplies the calcined cement raw material to the kiln bottom part of the rotary kiln or the kiln bottom side of the rotary kiln is the kiln bottom of the rotary kiln described above. This means a calcined cement raw material containing a chlorine compound extracted from a cyclone in a high-temperature atmosphere at 800 ° C. or higher (the latter part) constituting the part or the preheater.
請求項1〜4のいずれかに記載の発明においては、アスベスト含有物と、リン酸イオンを含む下水汚泥と、塩素バイパスダストおよび/またはロータリーキルンの窯尻部分から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料とを混合して、得られた混合物をロータリーキルンの窯尻部分に投入する。
ここで、この窯尻部分から抜き出した仮焼セメント原料は、セメント原料である石灰石の熱分解により生じた酸化カルシウム(CaO)を多く含んでおり、一部、塩化カルシウム(CaCl2 )、塩化カリウム(KCl)および塩化ナトリウム(NaCl)などの塩素化合物を含有している。同様に、上記塩素バイパスダストも、塩化カルシウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムとともに、セメント原料である酸化カルシウムを一部含んでいる。
In invention of any one of Claims 1-4, the calcining containing the asbestos-containing substance, the sewage sludge containing a phosphate ion, and the chlorine compound extracted from the kiln bottom part of chlorine bypass dust and / or a rotary kiln The cement raw material is mixed, and the obtained mixture is put into the kiln bottom portion of the rotary kiln.
Here, the calcined cement raw material extracted from the kiln bottom portion contains a large amount of calcium oxide (CaO) generated by the thermal decomposition of limestone, which is a cement raw material, and partly calcium chloride (CaCl 2 ), potassium chloride. Contains chlorine compounds such as (KCl) and sodium chloride (NaCl). Similarly, the chlorine bypass dust also contains a part of calcium oxide as a cement raw material together with calcium chloride, potassium chloride and sodium chloride.
このため、仮焼セメント原料や塩素バイパスダストに含まれる酸化カルシウムは、混合物が窯尻部分への投入による約900℃の高温雰囲気や加熱装置などによって800℃程度の反応温度まで加熱された場合には、アスベスト中の二酸化珪素(SiO2 )や酸化マグネシウム(MgO)と固相反応を生じる。これにより、CaMgSiO4(Monticellite)、Ca2SiO4(dicalcium silicate)、MgOなどが生成され、上記アスベスト含有物を無害化することができる。 For this reason, the calcium oxide contained in the calcined cement raw material and the chlorine bypass dust is heated when the mixture is heated to a reaction temperature of about 800 ° C. by a high temperature atmosphere of about 900 ° C. or a heating device by charging into the kiln bottom part. Causes a solid phase reaction with silicon dioxide (SiO 2 ) and magnesium oxide (MgO) in asbestos. Thus, CaMgSiO 4 (Monticellite), Ca 2 SiO 4 (dicalcium silicate), MgO or the like is generated, it is possible to detoxify the asbestos-containing material.
その際に、塩化カルシウム(CaCl2)などの塩素化合物が融点温度まで加熱されて溶融塩となると、アスベスト含有物や酸化カルシウムなどの粒子間に均一に分散される。その結果、上記固相反応が溶融塩を介して進行して、CaMgSiO4などが生成される。 At that time, when a chlorine compound such as calcium chloride (CaCl 2 ) is heated to a melting point temperature to form a molten salt, it is uniformly dispersed among particles such as an asbestos-containing material and calcium oxide. As a result, the solid phase reaction proceeds through the molten salt, and CaMgSiO 4 and the like are generated.
従って、上記混合の際に反応温度まで加熱されなかった場合にも、ロータリーキルン内の高温雰囲気下において、上記固相反応を生じさせて、より確実にアスベストを無害化することができる。
さらに、上記混合物は、セメント原料とともに当該窯尻側からロータリーキルン内を窯前側へと送られて行く過程において、下水汚泥に含まれるリン酸イオンによって針状の結晶構造の表面に亀裂を生じて脆性化されたアスベストがセメント原料の焼成温度である約1450℃以上に加熱されることによって上記無害化をより一段と確実なものとすることができる。
このため、ロータリーキルン内の高温雰囲気下におけるアスベストの無害化反応を、上記固相反応と焼成温度での加熱とによって促進させることができ、よって確実にアスベストを無害化することができる。
Accordingly, even when the mixture is not heated to the reaction temperature during the mixing, the solid phase reaction can be caused in a high temperature atmosphere in the rotary kiln to make the asbestos harmless.
Furthermore, the above mixture is brittle due to a crack in the surface of the needle-like crystal structure due to phosphate ions contained in the sewage sludge in the process of being sent together with the cement raw material from the kiln bottom side to the kiln front side in the rotary kiln. The detoxification can be further ensured by heating the converted asbestos to about 1450 ° C. or higher, which is the firing temperature of the cement raw material.
For this reason, the detoxification reaction of asbestos in the high temperature atmosphere in the rotary kiln can be promoted by the solid phase reaction and heating at the firing temperature, and asbestos can be detoxified reliably.
このようにして無害化されたアスベストを含む上記固形分は、ロータリーキルン内においてセメント原料と共に焼成されることによりセメントの一部として利用することもできる。それ故、請求項5に記載の発明のように、効率的にセメントを製造することもできる。
加えて、本発明においては、上記アスベスト含有物に下水汚泥を加えてロータリーキルン内に投入しているために、搬送過程におけるアスベストの飛散を容易に防止することもできる。
The solid content containing asbestos detoxified in this way can be used as a part of cement by being baked together with the cement raw material in a rotary kiln. Therefore, as in the invention described in
In addition, in the present invention, since sewage sludge is added to the asbestos-containing material and put into the rotary kiln, it is possible to easily prevent asbestos from being scattered during the conveyance process.
この結果、本発明によれば、アスベスト含有物からアスベストが飛散するおそれがなく、しかも上記アスベストを容易かつ確実にロータリーキルン内において無害化処理してセメント原料の一部として利用することができる。 As a result, according to the present invention, there is no possibility that asbestos is scattered from the asbestos-containing material, and the asbestos can be easily and reliably detoxified in the rotary kiln and used as a part of the cement raw material.
なお、処理すべきアスベスト含有物の量に対して、混合する上記下水汚泥中のリン酸イオン濃度が十分でない場合には、別途リン酸イオンを添加することが好ましい。このようなリン酸イオンとしては、例えば、下水処理設備において、下水汚泥とする際に分離された下水中に含まれるリン酸イオンを濃縮したものを利用することが可能である。 In addition, when the phosphate ion concentration in the said sewage sludge to mix is not enough with respect to the quantity of the asbestos containing material which should be processed, it is preferable to add a phosphate ion separately. As such a phosphate ion, it is possible to use what concentrated the phosphate ion contained in the sewage isolate | separated when making it to a sewage sludge in a sewage treatment facility, for example.
また、アスベストの加熱による分解を促進すべく上記リン酸イオンによってアスベスト表面へ亀裂を形成するためには、予め上記アスベスト含有物を細かく粉砕しておくことが好ましい。このため、上記アスベスト含有物が、アスベスト廃棄物のような塊状である場合には、請求項2に記載の発明のように、上記アスベスト廃棄物等に下水汚泥を加えて湿式ミル等によって湿式粉砕すれば、当該アスベスト廃棄物等の飛散を防止して、その粉砕を行うことができるとともに、同時に両者を混合することもできる。
Moreover, in order to form a crack on the asbestos surface by the phosphate ions so as to promote decomposition of asbestos by heating, it is preferable to finely pulverize the asbestos-containing material in advance. For this reason, when the asbestos-containing material is in a lump like asbestos waste, as in the invention according to
さらに、上記リン酸イオンによってアスベスト表面へ亀裂を生じさせて脆性化させるためには、一定の反応時間を確保する必要がある。そこで、請求項3に記載の発明にように、上記混合物を、2時間以上静置した後に、上記ロータリーキルン内に投入することが好ましい。
Furthermore, in order to cause the asbestos surface to crack by the phosphate ion and to make it brittle, it is necessary to ensure a certain reaction time. Therefore, as in the invention described in
また、例えば特開2005−168632号公報に開示されているように、アスベストに対してフロン無害化処理によって生成されるフッ化カルシウムを融解剤として利用することにより、600℃以下の加熱温度によってもアスベストを分解することができ、低エネルギーでアスベストを無害化処理することができることが知られている。一方、半導体製造工場等において、ウエハのエッチング工程から大量に排出されるフッ化水素酸と硝酸を主体とした混酸の廃水は、炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等のカルシウム塩が添加されて、排水処理の対象となる上記フッ素を凝集沈殿させたフッ化物汚泥とされた後に、
処理される。そして、このフッ化物汚泥には、上記フッ化カルシウム(CaF2)が多く含まれている。
Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-168632, by using calcium fluoride produced by detoxification of chlorofluorocarbon as a asbestos, a heating temperature of 600 ° C. or less can be used. It is known that asbestos can be decomposed and detoxified with low energy. On the other hand, wastewater of mixed acid mainly composed of hydrofluoric acid and nitric acid discharged from a wafer etching process in a semiconductor manufacturing factory etc. is treated with wastewater treatment by adding calcium salts such as calcium carbonate and calcium hydroxide. After being made into the fluoride sludge that coagulated and precipitated the above-mentioned fluorine that is the target of
It is processed. Then, the fluoride sludge, the calcium fluoride (CaF 2) is contained much.
そこで、請求項4に記載の発明のように、上記アスベスト含有物と下水汚泥と塩素バイパスダストおよび/または上記仮焼セメント原料とを混合する際に、フッ化カルシウムを含むフッ化物汚泥を加えれば、上記アスベストの分解温度を低減化させることができるために、これらの混合物を約900℃の高温雰囲気下にある窯尻部分から、1000℃以上のロータリーキルン内へ送ることにより、一層確実に上記アスベストを無害化させることができる。加えて、上記フッ化物汚泥も、同時に無害化処理することができる。
Therefore, as in the invention described in
(第1の実施形態)
以下、本発明に係るセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の処理方法の第1の実施形態について説明する。
図1は、上記処理方法に用いられる処理システムを示すもので、先ず上記セメント製造設備について説明すると、図1中符号1がセメント原料を焼成するためのセメントキルンある。
(First embodiment)
Hereinafter, 1st Embodiment of the processing method of the asbestos containing material using the cement manufacturing process which concerns on this invention is described.
FIG. 1 shows a treatment system used in the treatment method. First, the cement production facility will be described. Reference numeral 1 in FIG. 1 is a cement kiln for firing cement raw materials.
このセメントキルン1は、軸芯回りに回転自在に設けられたロータリーキルンであり、その図中左方の端部に、ロータリー部分を支持する窯尻ハウジング2aおよびその立ち上がり部2bからなる窯尻部分2が設けられている。この窯尻部分2の上流側に、セメント原料を予熱するためのプレヒータ3が設けられるとともに、図中右方の窯前4に、内部を加熱するための主バーナ5が設けられている。なお、図中符号6は、焼成後のセメントクリンカを冷却するためのクリンカクーラである。
This cement kiln 1 is a rotary kiln provided so as to be rotatable around an axis, and a
ここで、プレヒータ3は、上下方向に直列的に配置された複数段のサイクロンによって構成されており、供給管7を介して最上段のサイクロンにセメント原料が供給されるとともに、最下段のサイクロンの底部には、内部のセメント原料をセメントキルン1の窯尻部分2へと送る移送管3aが接続されている。
Here, the
他方、窯尻部分2には、セメントキルン1から排出された燃焼排ガスを最下段のサイクロンへと供給する排ガス管3bが設けられているおり、最上段のサイクロンの上部から排出された排ガスが、図示されない排気ファンによって排気ライン8を介して排気されて行くようになっている。
On the other hand, the kiln
そして、上記構成からなるセメント製造設備に、アスベスト含有物の処理設備が併設されている。
このアスベスト含有物の処理設備は、塩素バイパスと呼ばれる排ガス処理システムが備えらている。
この排ガス処理システムは、セメントキルン1から排出されてプレヒータ3へと送られるダストを含む排ガスの一部を抽気ガスとして抽気して、当該抽気ガスに含まれていた塩素化合物を除去するためのものであり、図中符号20が立ち上がり部2bの上部に接続されて上記抽気ガスを抽気する抽気ダクトである。
And the processing equipment of the asbestos containing material is attached to the cement manufacturing equipment which consists of the said structure.
This asbestos-containing material treatment facility is equipped with an exhaust gas treatment system called a chlorine bypass.
This exhaust gas treatment system is for extracting a part of exhaust gas containing dust discharged from a cement kiln 1 and sent to a
そして、この処理システムにおいては、この抽気ダクト20に沿って、順次この抽気ダクト20から抽気された抽気ガスを冷却する冷却器21と、この冷却器21から排気された排気ガスから所定粒度以上のダストを分離するサイクロン型分級機22と、このサイクロン型分級機22において所定粒度以上のダストが分離された抽気ガスから微粉ダストである塩素バイパスダストDを捕集・除去するバグフィルタ23と、このバグフィルタ23の下流側に設けられて抽気ガスを吸引する誘引ファン24とが設けられている。
In this processing system, a cooler 21 that sequentially cools the extracted gas extracted from the
ここで、冷却器21は、冷却ファンからの冷気や冷却ポンプの冷却水を冷媒として抽気ガスを熱交換させることにより、抽気ガスの温度を塩素化合物の融点(600℃〜700℃)以下に冷却するものであり、サイクロン型分級機22の底部には、分離された所定粒度以上のダストを再び窯尻部分2へと戻す戻り配管25が接続されている。
一方、図1中符号10は、プラスチック容器に格納されて上記セメント製造設備に搬入された粉砕前のアスベスト廃棄物が投入されるホッパである。そして、このホッパ10の下部排出口は、開閉手段11を介して湿式ミル12の供給側に接続されている。また、符号13は、下水汚泥の貯留タンクであり、この貯留タンク13の底部排出口には、開閉弁13aおよび移送ポンプ13bが介装された移送管13cの一端部が接続されている。
そして、この移送管13cの他端部が、湿式ミル12への供給側に接続されている。
Here, the cooler 21 cools the temperature of the extraction gas below the melting point (600 ° C. to 700 ° C.) of the chlorine compound by exchanging heat of the extraction gas using the cooling air from the cooling fan or the cooling water of the cooling pump as a refrigerant. A
On the other hand,
The other end of the
また、この湿式ミル12には、上記塩素バイパスのバグフィルタ23によって捕集した塩素バイパスダストDの供給配管27も接続されている。
他方、この湿式ミル12の吐出側には、ポンプ14が介装された排出管15が接続されており、この排出管15は、静置タンク16に導入されている。そして、この静置タンク16内の混合物が、供給ポンプ17によって抜き出管18からセメントキルン1の窯尻部分2に供給されるようになっている。
The
On the other hand, a
次に、以上の構成からなる処理システムを用いた本発明の第1の実施形態について説明する。
先ず、供給管7からプレヒータ3の1段目のサイクロンに供給されたセメント原料は、順次下方のサイクロンへと落下するにしたがって、下方から上昇するセメントキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロンから移送管3aを介してセメントキルン1の窯尻部分2に導入される。この際に、窯尻部分2は、約900℃の温度雰囲気になっている。
Next, a first embodiment of the present invention using the processing system having the above configuration will be described.
First, the cement raw material supplied from the supply pipe 7 to the first-stage cyclone of the
そして、この窯尻部分2からセメントキルン1内に送られた上記セメント原料は、セメントキルン1内おいて、窯前4側へと徐々に送られる過程において、主バーナ5からの燃焼排ガスによって約1450℃まで加熱され、焼成されてクリンカとなる。次いで、窯前4に到達したクリンカは、クリンカクーラ6内に落下して図中右方に送られる。この際に、クリンカクーラ6内に供給された空気によって所定温度まで冷却されて最終的に当該クリンカクーラ6から取り出される。
The cement raw material sent from the
これと併行して、セメントキルン1の窯尻部分2側から、あるいは窯前4側から、下水汚泥やプラスチックフィルムなどの廃棄物が内部に投入され、セメント原料の一部あるいは加熱用燃料の一部として利用される。
このため、各種の廃棄物、特に、プラスチックフィルムなどの合成樹脂からなる廃棄物によって、燃焼時に揮発性を有する塩素成分が発生し、セメントキルン1内から排出される排ガスに同伴して、窯尻部分2の立ち上がり部2bから排ガス管3bを通じてプレヒータ3へと送られていく。そして、プレヒータの上段側移送されるに連れて雰囲気温度が低下して融点以下になると、凝集してセメント原料に付着し、再びセメントキルン1内へと送られるとともに、雰囲気温度の上昇に伴って再度蒸発することになり、セメント焼成設備の系内に取り込まれた塩素成分は、セメントキルン1およびプレヒータ3内で蒸発および凝集を繰り替えして循環し、かつこれに新たに投入される廃棄物から発生する塩素成分が加わることにより、その濃度が上昇して、プレヒータなどにコーチングが生じ、または製造されたセメントクリンカーの品質低下を招きうる。
At the same time, waste such as sewage sludge and plastic film is introduced into the cement kiln 1 from the kiln
For this reason, various types of wastes, particularly wastes made of synthetic resin such as plastic film, generate volatile chlorine components during combustion and accompany the exhaust gas discharged from the cement kiln 1, It is sent from the rising
そこで、アスベスト含有物の処理設備においては、セメントキルン1から排出されてプレヒータ3へとダストを含む排ガスの一部を、連続的あるいは間欠的に誘引ファン24を作動させることにより、立ち上がり部2bに接続された抽気ダクト20を通じて、排ガス処理システムに抽気する。
これにより、この抽気ダクト20によって送られた排ガスを、冷却器21によって、塩素化合物の融点(600℃〜700℃)まで冷却した後に、サイクロン型分級機22に送る。そして、5μm〜30μmの範囲内の所定粒度以上のダストを戻り配管25を通じて窯尻部分2へと戻すとともに、この所定粒度以上のダストが分離された排ガスを、バグフィルタ23へと送って、微粉ダストDを捕集除去する。
Therefore, in the treatment facility for asbestos-containing material, a part of the exhaust gas discharged from the cement kiln 1 and containing dust to the
Thus, the exhaust gas sent by the
また、これと併行して、粉砕前のアスベスト廃棄物を、プラスチック容器ごと直接ホッパ10内に投入し、開閉手段11を開くことにより、湿式ミル12内に供給する。さらに、開閉弁13aを開いて貯留タンク13内の下水汚泥を移送ポンプ13bによって移送管13cから湿式ミル12内に供給するとともに、ダスト供給配管27から塩素バイパスダストDをミル12内に供給する。
その際、バイパスダストDは、好ましくは融点が低くなって、融点降下剤として効果的に作用することが期待される特願2007−170602において開示したKCl/NaCl(モル比)=0.5〜0.9の範囲内のものが供給される。また、要すれば、この湿式ミル12に、内部における粉砕混合や後段の混合物の搬送のための流動剤として、廃液や水等を供給する。
そして、この湿式ミル12において、アスベスト廃棄物をその容器ごと湿式で粉砕するとともに、ダストDや下水汚泥と混合する。
In parallel with this, the asbestos waste before pulverization is directly fed into the
At that time, the bypass dust D preferably has a low melting point, and KCl / NaCl (molar ratio) disclosed in Japanese Patent Application No. 2007-170602, which is expected to act effectively as a melting point depressant = 0.5 to Those in the range of 0.9 are supplied. In addition, if necessary, waste liquid, water, or the like is supplied to the
In the
次いで、この湿式ミル12において得られた混合物を、ポンプ14によって排出管15から静置タンク16に送り、ここで2時間以上静置しておく。すると、一般に上記下水処理場から搬出される下水汚泥(脱水汚泥)には、例えば、汚泥量2m3/dの下水汚泥に、総リン(T−P)1484mg/L、総リン(T−P)量2.2kg/dのリンが含まれている。そして、当該リンの多くはリン酸イオンの形で上記下水汚泥中に存在しているが、特に上記下水汚泥に空気を送り込みながらの撹拌(エアレーション)を行うと、上記リンのほとんどがリン酸イオン(PO4 3-)になる。そして、静置タンク16内において、このリン酸イオンにより、混合物に含まれるアスベストの針状の結晶構造の表面に亀裂が生じて脆性化する。
Next, the mixture obtained in the
そこで次に、静置タンク16内の混合物を、供給ポンプ17によって抜き出管18からセメントキルン1内の窯尻部分2に戻す。
これにより、セメントキルン1の窯尻部分が約900℃の高温雰囲気であるために、まず、 上記混合物に含まれる水分は、瞬時に気化して排出される。 他方、アスベスト含有物を含む固形分は、混合物中に粉砕混合された塩素バイパスダストDに含まれる酸化カルシウムがアスベスト中の二酸化珪素(SiO2)や酸化マグネシウム(MgO)と固相反応して、CaMgSiO4などを生成することにより、上記アスベスト含有物が無害化される。その際に、ダストDに含まれる塩化カルシウムなどの塩素化合物が加熱によって溶融すると、この溶融塩を介して上記固相反応が進行するため、上記固相反応の反応温度が低くなり、無害化作用が促進する。
さらに、仮焼セメント原料と混合されつつセメントキルン1内を窯尻部分2側から窯前4側へと送られて行く過程において、仮焼セメント原料の焼成温度である約1450℃以上に加熱されることによって、リン酸イオンによって脆性化されたアスベストが、より確実に無害化される。これにより、仮焼セメント原料の焼成によってセメントが製造されるとともに、無害化されたアスベスト含有物は、上記セメントの一部として利用される。
Then, next, the mixture in the
Thereby, since the kiln bottom part of the cement kiln 1 is a high temperature atmosphere of about 900 ° C., first, the water contained in the mixture is instantly vaporized and discharged. On the other hand, the solid content containing the asbestos-containing material causes solid phase reaction of calcium oxide contained in the chlorine bypass dust D pulverized and mixed in the mixture with silicon dioxide (SiO 2 ) and magnesium oxide (MgO) in asbestos, By producing CaMgSiO 4 or the like, the asbestos-containing material is rendered harmless. At that time, when a chlorine compound such as calcium chloride contained in the dust D is melted by heating, the solid-phase reaction proceeds through the molten salt, so that the reaction temperature of the solid-phase reaction is lowered and detoxifying action. Promotes.
Further, in the process of being sent to the kiln
このように、上記アスベスト廃棄物に下水汚泥を混合することにより、上記下水汚泥に含まれる上記リン酸イオンによって、アスベストの針状の結晶構造の表面に亀裂を生させて脆性化させておくことができるため、セメントキルン1内の高温雰囲気下におけるアスベストの無害化反応を効果的に促進させることができ、よって確実にアスベストを無害化することができる。 In this way, by mixing sewage sludge with the asbestos waste, the phosphate ions contained in the sewage sludge cause cracks on the surface of the needle-like crystal structure of asbestos and make it brittle. Therefore, the detoxification reaction of asbestos in the high temperature atmosphere in the cement kiln 1 can be effectively promoted, and asbestos can be detoxified reliably.
この結果、本処理方法によれば、湿式ミル12においてアスベスト廃棄物に下水汚泥を加えて、得られた混合物を排出管15、静置タンク16および抜き出管18を通じてセメントキルン1内に投入しているために、搬送過程におけるアスベストの飛散を容易に防止して、かつ上記アスベスト廃棄物を容易かつ確実にセメントキルン1内で無害化処理してセメント原料の一部として利用することができる。
As a result, according to this treatment method, sewage sludge is added to the asbestos waste in the
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に用いられる処理システムを示すもので、図1に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
この処理システムにおいては、湿式ミル12に、さらにフッ化物汚泥の供給管30が設けられている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a processing system used in the second embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIG.
In this processing system, the
ここで、上記フッ化物汚泥について詳述すると、当該フッ化物汚泥のうち、処理すべき排水として大量に発生するものは、半導体製造工場等においてウエハのエッチンク工程から排出されるフッ化水素酸と硝酸を主体とした混酸の廃水である。そして、この廃水は、特にフッ素が排水規制の対象となるために、一般に炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等のカルシウム塩を添加して、上記フッ素を凝集沈殿する処理方法が採用されている。 Here, the fluoride sludge will be described in detail. Among the fluoride sludge, a large amount of wastewater to be treated is hydrofluoric acid and nitric acid discharged from the wafer etch process in a semiconductor manufacturing factory or the like. It is a mixed acid wastewater mainly composed of In this wastewater, since fluorine is particularly subject to wastewater regulation, a treatment method is generally employed in which a calcium salt such as calcium carbonate or calcium hydroxide is added to agglomerate and precipitate the fluorine.
すなわち、上記廃水中のフッ素は、フッ化水素酸(HF)、フッ化アンモニウム(NH4F)、フッ化ナトリウム(NaF)、珪フッ化水素酸(H2SiF6)等の化合物となっており、これに上記カルシウム塩として、例えば水酸化カルシウム(Ca(OH)2)を添加することにより、溶解度の低いフッ化カルシウムCaF2を生成させるものである。
そして、本実施形態においては、上記フッ化カルシウムCaF2を含むスラリー状のフッ化物汚泥を、供給管30を通じてそのまま湿式ミル12内に導入するようになっている。
That is, the fluorine in the wastewater is a compound such as hydrofluoric acid (HF), ammonium fluoride (NH 4 F), sodium fluoride (NaF), and hydrosilicofluoric acid (H 2 SiF 6 ). In addition, for example, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) is added as the above calcium salt to produce calcium fluoride CaF 2 having low solubility.
In this embodiment, the slurry fluoride sludge containing the calcium fluoride CaF 2 is introduced into the
以上の構成からなる処理システムを用いた第2の実施形態においては、湿式ミル12内において、アスベスト廃棄物を粉砕するとともに、これらアスベスト廃棄物、下水汚泥およびフッ化物汚泥を混合し、ポンプ14によって排出管15から静置タンク16に送って2時間以上静置する。
すると、フッ化物汚泥に含まれるフッ化カルシウム(CaF2)によって、アスベストの分解に要する加熱温度が600℃程度まで低下する。
In the second embodiment using the treatment system having the above-described configuration, the asbestos waste is pulverized in the
Then, the heating temperature required for decomposition of asbestos is reduced to about 600 ° C. by calcium fluoride (CaF 2 ) contained in the fluoride sludge.
また、上記フッ化物汚泥には、一般的にリン酸イオンが含まれているために、下水汚泥に含まれるリン酸イオンとともに、アスベストの針状の結晶構造の表面に亀裂を生じさせて脆性化させる効果が促進される。
そして次に、第1の実施形態と同様に、静置タンク16内の混合物を、供給ポンプ17によって抜き出管18からセメントキルン1内の窯尻部分2に戻す。
Moreover, since the fluoride sludge generally contains phosphate ions, it becomes brittle by causing cracks on the surface of the asbestos needle-like crystal structure together with phosphate ions contained in sewage sludge. Effect to promote.
Then, as in the first embodiment, the mixture in the
したがって、上記第2の実施形態に示す処理方法においても、上述した第1の実施形態と同様に作用効果を得ることができることに加えて、さらにアスベスト廃棄物および下水汚泥の混合物に、フッ化物汚泥を加えて混合しているために、当該フッ化物汚泥に含まれるフッ化カルシウム(CaF2)によって、アスベストの分解に要する加熱温度を600℃程度まで低下させることができ、よって一層確実に上記アスベストをセメントキルン1内において無害化することができる。 Therefore, in the treatment method shown in the second embodiment, in addition to being able to obtain the same effects as in the first embodiment described above, fluoride sludge is further added to the mixture of asbestos waste and sewage sludge. Therefore, with the calcium fluoride (CaF 2 ) contained in the fluoride sludge, the heating temperature required for the decomposition of asbestos can be lowered to about 600 ° C., so that the asbestos can be more reliably obtained. Can be rendered harmless in the cement kiln 1.
なお、本発明は、上記第1および第2の実施形態に何ら限定されるものでなく、アスベスト含有物に塩素バイパスダストDに代えて、ロータリーキルンの窯尻部分などから(例えば、立ち上がり部2bの下部に開閉可能な取り出し口を設けて、この取り出し口から)抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料を加えてもよいものである。
さらに、アスベスト廃棄物が非飛散性のアスベスト建材などである場合には、プラスチック容器に格納せずにそのままホッパ10に投入してもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and instead of chlorine bypass dust D, the asbestos-containing material can be used from the kiln bottom portion of a rotary kiln (for example, the rising
Further, when the asbestos waste is non-scattering asbestos building material, it may be put into the
1 セメントキルン(ロータリーキルン)
2 窯尻部分
4 窯前
10 アスベスト廃棄物等の投入用ホッパ
12 湿式ミル
13 下水汚泥の貯留タンク
16 静置タンク加熱装置(加熱手段)
18 抜き出管
20 抽気ダクト
21 冷却器
22 サイクロン型分級機
23 バグフィルタ
24 誘引ファン
25 配管
30 フッ化物汚泥の供給管
1 Cement kiln (rotary kiln)
2 Kiln
18
22 Cyclone classifier
23
Claims (5)
アスベスト含有物に、
リン酸イオンを含む下水汚泥と、
上記ロータリーキルンの窯尻部分もしくは上記ロータリーキルンの窯尻側に仮焼セメント原料を供給する上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料および/または上記ロータリーキルンの窯尻部分もしくは上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素バイパスダストとを混合し、
得られた混合物を上記ロータリーキルンの窯尻部分に投入することを特徴とするセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の処理方法。 Cement raw material is preheated with a preheater and calcined, then supplied to the kiln bottom side of the rotary kiln whose interior is maintained in a high temperature atmosphere by heating means provided on the kiln front side, and fired while being sent to the kiln front side A method for detoxifying asbestos-containing materials using a cement manufacturing process,
Asbestos-containing material
Sewage sludge containing phosphate ions,
A calcined cement raw material containing a chlorine compound extracted from a post-stage part of the preheater for supplying a calcined cement raw material to the kiln bottom part of the rotary kiln or the kiln bottom side of the rotary kiln and / or a kiln bottom part of the rotary kiln or the preheater Mixed with chlorine bypass dust extracted from the rear part of
The processing method of the asbestos containing material using the cement manufacturing process characterized by throwing the obtained mixture into the kiln bottom part of the said rotary kiln.
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