JP2009241015A - アスベスト含有廃材の無害化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アスベスト含有廃材の処理方法は、アスベストを含有する廃材を水とともに湿式粉砕処理してスラリーとし、該湿式粉砕したアスベスト含有廃材スラリーを酸処理することで、前記廃材中のアスベストを非アスベスト化するものである。
【選択図】図1
Description
しかし、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、その使用が禁止されている。
しかし、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環境上危険であり、早急に廃棄・無害化の処理をしなければならない状況となっている。
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・SiO2)になることが知られているが、実際のスレート板等を簡便に無害化することは困難である。
その際、破砕の程度が数cm程度の粗粉砕では無害化処理剤が破砕した成形板の中心部まで含浸するまでには長時間を必要とする。
また、アスベスト含有建材中のセメント成分に起因するアルカリ分と無害化処理剤の酸との中和反応により含浸した酸のpH低下を生じることから成形板全体が無害化するまでにはさらに時間を要することとなる。
従って、繊維質の改質、融解によりアスベストを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。
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ない。
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なければならず、結局アスベストが飛散、放散してしまい、溶融炉やセメントキルンに供給する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。
また特に、アスベスト含有廃材の寸法が大きかったり、緻密なスレート板であったり吹付け廃材等である場合にも、アスベスト粉塵等の飛散や放散を有効に防止するとともに、完全にかつ安全に無害化処理できる、アスベスト含有廃材の無害化処理方法を提供することである。
また、アスベスト含有廃材を、セメントクリンカの原料として再利用することができる、アスベスト含有廃材の無害化処理方法を提供することである。
好適には、本発明のアスベスト含有廃材の無害化処理方法は、前記アスベスト含有廃材の処理方法において、前記溶融炉がセメントキルンであ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である。
更に好適には、本発明のアスベスト含有廃材の無害化処理方法は、前記アスベスト含有廃材の無害化処理方法において、前記溶融処理は、前記非アスベスト化した処理物を、セメントクリンカ焼成プラントの原料受け入れ工程乃至セメントキルン供給工程のいずれかの工程に供給して溶融処理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である。
また好適には、本発明のアスベスト含有廃材の無害化処理方法は、前記アスベスト含有廃材の無害化処理方法において、前記溶融処理は、非アスベスト化した処理物をフラックスと共に溶融炉に供給することを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法である。
特に、アスベスト含有廃材中のアスベスト粉塵の飛散・放散を完全に防止して、アスベスト含有廃材をスラリー化することで、酸処理による非アスベスト化を効率よく有効に実施することができ、無害化処理時間の短縮を図ることが可能となる。
即ち、スラリー化によりアスベスト含有廃材が微細化し無害化処理する時間が短時間になる。
該スラリー化する際に水を用いることで、酸を用いる場合と比較して、反応によるガス等の発生がなく、粉砕機等の装置の劣化を招くことが無い。
また、更に、非アスベスト化材をセメントキルンを用いて溶融することで、アスベスト含有廃材を完全に無害化することができるとともに、セメントクリンカを製造することができ、アスベスト含有廃材の有効な再利用を促進することも可能となる。
しかも、アスベスト含有廃材の寸法や堅さ等の性状を問わず、スレート板、吹付け材等のあらゆる廃材を、完全にかつ安全に処理することができる。
本発明のアスベストの処理方法は、アスベストを含有する廃材を水とともに湿式粉砕処理してスラリーとし、該湿式粉砕したアスベスト含有廃材スラリーを酸処理することで、前記廃材中のアスベストを非アスベスト化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である。図1は、本発明の工程の一例の概要をフローチャートで示すものである。
このように、環境的に安全にアスベスト含有廃材を湿式粉砕処理してスラリー化し、スラリー化したアスベスト含有廃材を酸処理することで、寸法の大きいアスベスト含有廃材等の任意の形態のアスベスト含有廃材であっても、有効にかつ安全に、完全に無害化することができることとなる。
このように、水を用いてアスベスト含有廃材を微粉砕してスラリー化することで、アスベストを含む廃材の粉塵の飛散を最低限に抑えることができるとともに、微粒子化することにより、無害化処理剤である酸との接触面積が増大し、反応性が向上して、無害化処理時間の短縮を図ることができる。
また、該スラリー化する際に水を用いることで、酸を用いる場合に比較して、反応によるガス等の発生がなく、粉砕機等の装置の劣化を招くことが無い。
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、媒体撹拌ミル等が用いられる。
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。
このように粉砕、特に微粉砕することで、アスベスト含有廃材と酸と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。
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。破砕機から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、破砕の粒子径は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。
当該方法として、破砕・粉砕機及び移送手段を配置し、これら各装置を一つの密閉されたケースで覆う方法や、破砕・粉砕機及び移送手段それぞれを密閉可能な仕様として各装置をシールを施して接続する方法等が挙げられる。
このように、アスベスト含有廃材を破砕・微粉砕してスラリー化することで、酸処理によりアスベストを非アスベスト化処理物とすることが短時間で容易にでき、また該非アスベスト化時間も短時間で実施することが可能となる。
また、酸の濃度は、現場の状況等に応じて適宜設定すればよい。
かかる酸処理によって、酸との接触面積が増大して反応性が増しているスラリー化したアスベスト含有廃材は無害化処理される。
但し、フッ化物イオン濃度は、添加したフッ化物が全て100%解離している場合の値を示し、「部」は質量部、「%」は質量%を表す。
また、アスベストの定量分析は、JIS A 1481「建材製品中のアスベスト含有率測定方法」に準じて測定した値であり、定量分析に用いたX線分析装置(スペクトリス(株)Panalitical事業部製 X’pert pro)における各アスベストの定量下限値は、クリソタイル0.026%、アモサイト0.008%、クロシドライト0.012%である。
10%塩酸(関東化学株式会社製;35%品を希釈)水溶液95部、フッ化アンモニウム(関東化学株式会社製)5部の水溶液(水素イオン濃度;2.81mol/L・pH=−0.45、フッ化物イオン濃度;27000mg/L=1.4mol/L・2、9%)に、水でスラリー化したクリソタイル、アモサイト、クロシドライトの各アスベスト標準試料((社)日本作業環境測定協会より入手できる標準試料)をそれぞれ20部含むスラリーを、40℃、3時間で接触させたところ、各アスベストの残留率は、上記定量分析法で測定して、上記定量下限以下であった。
クリソタイル3.4%、アモサイト36.2%及びクロシドライト8.1%を含有するセメント系ボード(スレート材)を、HEPAフィルター付きのグローブボックス内で粗粉砕(最大粒径1〜2cm程度)し、湿式ボールミルを用いて水を用いて密封状態で粉砕して、上記粉砕セメントボード(スレート材)20部を含むスラリーとした。
10%塩酸(関東化学株式会社製;35%品を希釈)水溶液95部、フッ化アンモニウム(関東化学株式会社製)5部の水溶液(水素イオン濃度;2.81mol/L・pH=−0.45、フッ化物イオン濃度;27000mg/L=1.4mol/L・2、9%)に、上記スラリーを接触させて、40℃、3時間で溶解させたところ、各アスベストの残留率は、上記定量分析法で測定して、上記定量下限以下であった。
10%塩酸(関東化学株式会社製;35%品を希釈)水溶液95部、46%フッ化水素
酸(関東化学株式会社製)5部の水溶液(水素イオン濃度;2.81mol/L・pH=
−0.45、フッ化物イオン濃度23000mg/L=1.4mol/L・2、4%)と水とを混合した溶液に、クリソタイル、アモサイト、クロシドライトの各アスベスト標準試料((社)日本作業環境測定協会より入手できる標準試料)をそれぞれ20部ずつ含むようにスラリーを調製し、前記溶液中に40℃、3時間で接触保持させたところ、各アスベストの残留率は、上記定量分析法で測定して、上記定量下限以下であった。
このように、セメントキルン、特にセメントクリンカ焼成プラント用のセメントキルンで高温溶融処理することにより、酸処理後のアスベスト含有廃材中に残存する場合もあるアスベストを完全に無害化処理することができることとなるとともに、セメント原料とともに処理されて、セメントクリンカとして再利用されることとなる。
該原料工程は、原料受け入れ工程、粉砕・分級工程に大別される。
原料受け入れ工程では、まず、場外から運搬されてくるセメントクリンカ焼成用の原料、即ち石灰石を主体とし、他に粘土、珪石、鉄原料等を受け入れホッパ1にて分別して受け入れる。
当該原料が大塊である場合には、受け入れホッパ1の下流に破砕機(図示せず)が設けられ、所定の粒径に破砕された後、輸送機により各原料が原料貯蔵庫2に貯蔵される。
かかる原料粉砕機は現在、乾燥、粉砕、粗粉と微粉との分級の3つの機能を合わせもつ「たて型ミル」3が多く用いられている。
そして、得られた粉体原料を、例えば、ブレンディングサイロ4で均一に混合した後、原料ストレージサイロ5に導入する。
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法では、酸処理後の非アスベスト化処理物は、他の原料と同様に、受け入れホッパ1に導入されて原料として別途貯蔵されて、上記粉砕機3に導入されても、あるいは特に貯蔵されることなく粉砕機3に直接導入されてもよく、またはこの原料工程では導入されなくてもよい。
かかる焼成工程は、粉体原料が所定の温度になるまで加熱され、セメントとしての水硬特性を呈するように、焼成される工程である。
かかる焼成工程は、セメントキルン供給工程、焼成工程、冷却工程に大別される。
セメントキルン供給工程では、先ず粉体原料は、予熱装置(プレヒーター)6に投入されて加熱され、次いでロータリーキルン8に投入される。
予熱装置6内におけるセメント原料の加熱は、予熱装置6内に熱風を送り込むことにより行われる。
なお、予熱装置6の多くは、下段に仮焼炉7が設けられている。
そして、ロータリーキルン8から取り出された焼結体は、冷却機9に送られる。
冷却工程では、ロータリーキルン8から取り出された焼結体は、冷却機9で強制空冷により急冷され、仕上げ工程へと送られる。
この際、最高温度を1450℃以上とするとともに、1450℃以上の温度で加熱される時間を5分以上とするのが好適である。
かかる加熱処理により、アスベスト含有廃材は、溶融されて焼成されて焼結体を形成する。
前記加熱処理に関する温度および時間の条件は、一般的なセメントの焼成条件であるので、通常のセメントを製造する条件で該廃材を処理することができるものである。
かかるフラックスとしては、例えば、ホウ酸、ホウ砂、ホウ酸カルシウム、ボロナイトカルサイトなどのホウ酸化合物、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウムなどのリン酸化合物、珪酸、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムなどの珪酸化合物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどの炭酸化合物、炭酸バリウム、硫酸バリウム等のバリウム化合物、フッ化水素、フッ化カルシウムなどのフッ素化合物等を用いることができる。
かかるフラックスは、溶融時における融点を低下させる、あるいは溶融時間を短縮させるという機能を有するものである。
このようにして得られたセメントは、安定した性能を有するものであり、アスベスト含有吹付け廃材を完全に安全に無害化して再利用を図ることができるものである。
また該廃材を再利用した、セメントを製造することにも適用することが可能となる。
2 原料貯蔵庫
3 原料粉砕機
4 ブレンディングサイロ
5 原料ストレージサイロ
6 予熱装置(プレヒーター)
7 仮焼炉
8 セメントロータリーキルン
9 冷却機
Claims (6)
- アスベストを含有する廃材を水とともに湿式粉砕処理してスラリーとし、該湿式粉砕したアスベスト含有廃材スラリーを酸処理することで、前記廃材中のアスベストを非アスベスト化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。
- 請求項1記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法において、前記酸処理して得られた非アスベスト化処理物を、更に溶融炉により溶融処理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。
- 請求項2記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記溶融炉がセメントキルンであ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。
- 請求項3記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法において、前記溶融処理は、前記非アスベスト化した処理物を、セメントクリンカ焼成プラントの原料受け入れ工程乃至セメントキルン供給工程のいずれかの工程に供給して溶融処理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。
- 請求項2〜4いずれかの項記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法において、前記溶融処理は、非アスベスト化した処理物をフラックスと共に溶融炉に供給することを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
- 請求項1〜5いずれかの項記載のアスベスト含有廃材の無害化処理方法において、酸は、燐酸、硫酸、硝酸、塩酸及びフッ酸からなる群より選ばれる1種以上の酸であ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。
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