JP2011072917A - アスベスト含有廃材の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アスベスト含有廃材を短時間で十分に無害化処理するとともに、該処理後の廃液を有効に利用して、セメント用の原料に再利用することができ、特に、アスベスト含有セメント廃材中に含まれる、酸と反応性の高いセメント成分等の無機物の存在に抑制されることなく、アスベスト繊維束の状態にあるアスベストを完全に、短時間で効率よく十分に短時間で無害化できる、アスベスト含有廃材の処理方法を提供する。
【解決手段】アスベスト含有廃材を鉱酸溶液で処理し、次いでフッ素を含む化合物溶液が添加された無害化処理水溶液で該廃材中のアスベストを無害化処理し、得られた処理廃液をアルカリで中和して、生じた沈殿物をセメント原料として再利用する処理方法であって、鉱酸溶液及び／又は無害化処理溶液には超音波振動を与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、アスベスト含有廃材の処理方法に関し、特に、アスベストを含有する廃材を短時間で効率よく無害化することができるとともに、廃液中に含まれる成分を再利用することができる、アスベスト含有廃材の処理方法に関する。

アスベスト材料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。

特に従来のスレート板等は、耐火性、遮音性及び保温性等に優れていることから、天井、壁材等に、また、耐火性被覆材等は、吹き付け施工品として多く用いられており、かかるスレート板等や耐火被覆材等にはアスベストが含有されていた。
しかし、アスベストは、石綿肺、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近年明らかとなり、使用が禁止されており、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。

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、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、十分な安全対策が求められている。

また、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セメント系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。

かかるアスベスト（石綿）は天然に産する鉱物繊維で、蛇紋岩系のクリソタイル（Ｍｇ_３Ｓｉ_２Ｏ_５（ＯＨ）_４）、角閃石系のアモサイト（（Ｍｇ，Ｆｅ）_７Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）、クロシドライト（Ｎａ_２Ｆｅ_３ ^２＋Ｆｅ_２ ^３＋Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）、アンソフィライト（Ｍｇ_７Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）、トレモライト（Ｃａ_２Ｍｇ_５Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）、アクチノライト（Ｃａ_２（Ｍｇ，Ｆｅ）_５Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）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℃でフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）になることが知られているが、実際には、その繊維形状が保持されていることから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。

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、以下の方法が提案されている。
特開２００５−２７９５８９号公報（特許文献１）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。

また、特開２００８−２４６４４５号公報（特許文献２）には、アスベストを含有する廃材を酸で溶解して無害化するアスベストの無害化処理方法において、カルシウムまたはマグネシウムと反応して水溶性塩を生成する第１の酸により、アスベストを含有する廃材を溶解する第１工程、第１工程の処理液に、カルシウムまたはマグネシウムと反応して水不溶性塩を生成する第２の酸を接触させて、水不溶性塩を析出させる第２工程、及び第２工程の処理液を固液分離する第３工程とを有することを特徴とするアスベストの無害化処理方法が開示されている。

更に、特開２００９−０２９６６０号公報（特許文献３）には、フッ素を含む化合物と鉱酸とを含む処理水溶液を用いてアスベスト含有廃材を無害化処理した後の溶液をアルカリで中和し、生じた沈殿物をカルシウムフルオロアルミネートを含むセメントクリンカの製造時の原料として配合することを特徴とする、セメントクリンカの製造方法が開示されている。

しかし、上記従来のアスベスト含有廃棄物の処理では、短時間に十分にアスベストを無害化処理することはできず、その処理は効率的ではなく長時間を要していた。
具体的には、上記方法では、アスベスト含有廃材中に含まれる、酸と反応性の高いアスベスト以外のセメント成分等の無機物が酸処理液に溶解してしまうため、多量の酸を使用しなければならず、アスベストを短時間で十分に無害化するのは困難であり、経済的ではなかった。

特に、アスベスト含有建材中に含まれるアスベスト繊維はｎｍレベルの単繊維が収束したμｍレベルの繊維束の状態で存在しており、微粉砕してもその収束した繊維が残存しており、従って、収束した繊維と無害化処理液とが接触した際に、その収束した繊維の外側から溶解が進行するため処理に時間がかかり、処理効率が悪くなっている。

特開２００５−２７９５８９号公報 特開２００８−２４６４４５号公報 特開２００９−０２９６６０号公報

本発明の目的は、上述した問題点を解消し、アスベスト含有廃材を短時間で十分に無害化処理するとともに、該処理後の廃液を有効に利用して、セメント用の原料に再利用することができる、アスベスト含有廃材の処理方法を提供することである。
特に、アスベスト含有セメント廃材中に含まれる、酸と反応性の高いセメント成分等の無機物の存在に抑制されることなく、アスベスト繊維束の状態にあるアスベストを完全に、短時間で効率よく十分に短時間で無害化できる、アスベスト含有廃材の処理方法を提供することである。
更に、アスベストを無害化処理した後の廃液に含まれる成分を沈殿させて得られた沈殿物を、セメントを製造する原料として再利用する、アスベスト含有廃材の処理方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、アスベスト含有廃材を鉱酸溶液で処理し、次いでフッ素を含む化合物溶液が添加された無害化処理水溶液で該廃材中のアスベストを無害化処理し、得られた処理廃液をアルカリで中和して、生じた沈殿物をセメント原料として再利用する処理方法であって、前記鉱酸溶液及び／又は前記無害化処理溶液に超音波振動を与え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。

好適には、本発明の請求項２記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、前記請求項１記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記鉱酸溶液は、塩酸、硫酸及び硝酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種の鉱酸が含まれる水溶液であり、ｐＨが１以下であ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。

好適には、本発明の請求項３記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、前記請求項１または２記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記フッ素を含む化合物溶液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアのフッ化物塩、及びフッ化水素酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種のフッ素含有化合物を含む水溶液であ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。

更に好適には、本発明の請求項４記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、前記請求項１乃至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、超音波振動は、平面波超音波又は球面波超音波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。

更にまた好適には、本発明の請求項５記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、前記請求項１〜４いずれかの項記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記沈殿物は、フッ化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化マグネシウム及びケイ酸化合物を含み、セメントクリンカの原料として利用することができ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。
なお、本発明において、アスベストの無害化とは、アスベストと酸とが反応して、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、このような状態になることで、アスベストの飛散の観点において、人体に対し、無害となる。

本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、アスベスト繊維束を含むアスベスト含有廃材を短時間で十分に無害化処理することができるとともに、該処理後の廃液から得られた沈殿物をセメント用の原料に再利用することが可能となる。特に、超音波処理をすることで、収束したアスベスト繊維が解繊して単繊維レベルにまでばらばらにすることができ、従って無害化処理液との接触面が増加することで、アスベストの溶解が促進され、その結果、処理時間の短縮又は使用する無害化処理液の減量が可能となる。
このように、本発明においては、アスベスト含有廃材、特にアスベスト含有セメント系廃材を短時間で有効に無害化することができるともに、該無害化処理後の廃液の再資源化が図られ、また無害化廃液処理のコストを低減させることができる。

更に、かかるアスベスト含有廃材を無害化処理した処理廃液を中和した後の沈殿物には、例えば、蛍石（ＣａＦ_２）、ボーキサイト（Ａｌ_２Ｏ_３）や、酸化鉄原料、ケイ石の原料代替物が含まれるので、セメント原料、特にカルシウムフルオロアルミネートを含むセメントクリンカの原料として利用することができるため、セメントの製造コストの低減を可能とする。

本発明のアスベスト含有廃材の処理方法の一例を模式的に表したフローチャート図である。 本発明における廃液から得られた沈殿物を利用したセメントクリンカ（焼結体）を製造する概略を示す工程図である。

本発明のアスベスト含有廃材の処理方法について、以下に詳細に説明する。
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、アスベスト含有廃材を鉱酸溶液で処理し、次いでフッ素を含む化合物溶液が添加された無害化処理水溶液で該廃材中のアスベストを無害化処理し、得られた処理廃液をアルカリで中和して、生じた沈殿物をセメント原料として再利用する処理方法であって、前記鉱酸溶液及び／又は前記無害化処理溶液に超音波振動を与える、アスベスト含有廃材の処理方法である。
このように、アスベストを含有する廃材を、予め鉱酸で処理することでアスベスト含有廃材中に含まれるセメント成分等の酸と反応する無機物成分を予め溶解させて、該廃材中に含まれるアスベストがフッ素を含む化合物溶液と効率よく接触することとなり、短時間で有効にアスベストを無害化処理することができることとなる。また、特に、前記鉱酸溶液及び／又は前記無害化処理溶液に超音波振動を与えることで、針状のアスベストが凝集しているアスベスト繊維束を個々にばらばらにして処理を短時間で有効に行なうことが可能となる。

図１は、本発明のアスベスト含有廃材の処理方法の一例を模式的に表したフローチャート図である。
本発明においては、まず、アスベスト含有廃材を鉱酸溶液、好ましくは鉱酸水溶液で処理する。
ここで、鉱酸としては、リン酸、塩酸、硫酸、硝酸等の任意の水溶性の鉱酸を用いることができるが、特に塩酸、硫酸、硝酸等の各種鉱酸及びこれらの混酸、好ましくは塩酸、硫酸及び硝酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種の鉱酸が用いられる。
かかる処理により、アスベスト含有廃材中に含まれている高ｐＨのセメント、セメント系バインダー等の酸と反応する無機物を溶解することができる。
好適には、塩酸水溶液中でアスベスト含有廃材を処理する。

かかる鉱酸溶液の濃度は特に限定されないが、ｐＨが１以下となるように配合されることが望ましい。
これは、得られる鉱酸水溶液のｐＨが１以下であると、アスベスト含有廃材中に含まれる高ｐＨのセメント系バインダー等を溶解することが、より短時間で可能となるからである。

前記アスベスト含有廃材に対する鉱酸の配合割合は、使用する鉱酸の種類や濃度及びアスベスト含有廃材中に含有されるセメントやセメント系バインダー等の無機物の量により任意に設定することができるが、好ましくは質量比で０．５〜１００、更に好ましくは１〜２０であると望ましい。
質量比が前記範囲内であると、鉱酸と、セメントとセメント系バインダーとの反応による水溶液のｐＨの上昇を更に抑制でき、更なる短時間処理が可能となって処理効率が向上し、また、無害化処理後の廃液処理のコストを、より安価に抑制することができる。

このように、アスベスト含有廃材のセメント成分等の溶解により、アスベスト含有廃材の構造が粗となって、次のフッ素を含む化合物溶液とアスベストとの接触が容易になり、短時間で無害化処理することができることとなる。
すなわち、アスベスト含有廃材中でアスベスト繊維を包含しているセメント成分等を溶解させてアスベスト繊維を露出させることができる。
特にアスベスト含有廃材の内部に含まれるアスベストとの上記無害化処理が容易にできることとなる。

アスベスト含有廃材を上記鉱酸処理液と接触させる際に、あるいは、アスベスト繊維の周囲のマトリックスが上記鉱酸に溶解してアスベストがむき出しになったところで、含有されるアスベスト繊維束に超音波振動が伝播するように、該鉱酸処理液に超音波振動を与えることができる。
該超音波振動を与える方法としては、アスベスト含有廃材に含まれる、露出したアスベスト繊維束に超音波が伝播するような方法であれば、任意の方法を採用することができ、例えば、超音波発生装置の振動子を、該鉱酸処理する装置に当てて、超音波振動を鉱酸処理液に伝播したり、振動子の先端を直接鉱酸処理液に浸漬して、超音波振動を発生してもよい。

超音波振動は、その先端形状に応じて、平面波超音波としたり、球面波として付加することができる。
これにより、アスベスト繊維の周囲のマトリックスの溶解を促進するとともにアスベスト繊維束を単繊維に解繊することができることとなる。
凝集しているアスベスト繊維束を解繊する方法として、アスベスト含有廃材を投入した無害化処理液を高速撹拌するか、無害化処理装置にカッタポンプを接続した循環パイプを接続する等の機械的なせん断力をかけて解繊することも可能であるが、このような機械的な撹拌等だけでは、アスベスト繊維束をばらばらにするのに長時間かかり、不十分な場合もある。従って、上記超音波処理をすることで、アスベスト繊維束を超音波により単位繊維レベルまで分散させることができ、続く無害化処理における無害化処理時間の短縮やフッ素を含む化合物溶液の使用量の低減を図ることができる。

次いで、前記鉱酸溶液処理で得られた、セメント等の無機物成分が溶解したアスベスト含有処理液に、すなわち、上記処理によりアスベスト繊維が露出したアスベスト含有処理液に、更に前記超音波処理を施してアスベスト繊維束からばらばらになったアスベスト繊維を、フッ素を含む化合物を添加して、該アスベスト繊維と接触させることで、アスベストの無害化処理を実施する。
アスベスト含有廃材を当該フッ素を含有する化合物溶液を添加して無害化処理することで、アスベストの針状構造が破壊され、アスベストは非アスベスト化されて無害化処理される。
従って、かかる処理を行ったアスベスト含有廃材を無害化処理した後の溶液は、取り扱いが安全になった無害化処理物として扱うことができる。
ここで、アスベストの無害化とは、アスベストと酸とが反応して、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、このような状態になることで、アスベストの飛散の観点において、人体に対し、無害となる。

前記フッ素を含む化合物溶液に含まれるフッ素を含む化合物としては、水に可溶性の化合物であれば特に限定されず、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアのテトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロケイ酸塩、フッ化物塩、及びフッ化水素酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種の水に可溶性のフッ素を含む化合物が挙げられる。好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアのフッ化物塩、及びフッ化水素酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種の水に可溶性のフッ素を含む化合物が挙げられる。
当該フッ化物塩としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニアのフッ化物、二フッ化物、これらの混合物が挙げられる。
特に好適に使用できるフッ化物は、フッ化アンモニウム、フッ化水素酸である。

かかるフッ素を含む化合物溶液に該アスベスト含有廃材を接触させることにより、アスベストのＳｉＯ_２骨格を破壊することができる。
かかるフッ素を含む化合物の添加量は、フッ素を含む化合物がイオン源全て解離したと仮定した場合の処理水溶液中のフッ化物イオン濃度が１．５〜２０質量％、特に好適には２．５〜１０質量％となるように添加される。
このような範囲でフッ素を含む化合物を添加することで、より効率的にアスベストのＳｉＯ_２骨格を溶解することができるという作用機能を有することができる。

前記アスベスト無害化処理におけるアスベスト含有廃材に対する、該フッ素を含む化合物の配合割合は、アスベスト含有廃材中に含有されるアスベスト量により任意に設定することができるが、好ましくは質量比で０．１〜１００、更に好ましくは０．３〜２０であると望ましい。質量比が前記範囲内であると、短時間処理が可能となって処理効率が向上し、また、無害化処理後の廃液処理のコストを、より安価に抑制することができる。

このように、上記フッ化物イオンを解離する溶液を添加して用いることで、任意の形態のアスベスト含有廃材を、アスベスト粉塵等の飛散や放散を有効に防止して、より完全にかつ厚生労働省規定の０．１質量％以下に、短時間で容易に無害化処理することができる。

また、前記した鉱酸処理の際の超音波処理を行なっていない場合はかかる無害化処理において、又は前記した鉱酸処理の際に超音波処理を行なっている場合であっても更にかかる無害化処理において、上記無害化処理水溶液に超音波振動を与える。
該超音波振動を与える方法としては、フッ素を含む化合物が添加された無害化処理液に超音波が伝播するような方法であれば、任意の方法を採用することができ、例えば、超音波発生装置の振動子を、該無害化処理する装置に当てて、超音波振動を該無害化処理液に伝播したり、振動子の先端を直接無害化処理液に浸漬して、超音波振動を発生してもよい。

これにより、アスベスト繊維束を単繊維レベルまで分散させることができアスベストの溶解反応が促進され、無害化処理時間の短縮やフッ素を含む化合物溶液の使用量の低減を図ることができる。

本発明において無害化処理の対象となるアスベストを含有する廃材としては、アスベスト自体だけでなく、アスベスト含有スレート板、アスベスト含有吹付け廃材、アスベスト保温材等の、建材に用いられているアスベスト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。

また例えば、回収されたアスベスト含有スレート板には、パルプ繊維等の有機物の添加物も含まれているが、本発明を適用する場合には、鉱酸での酸処理後に残渣を濾別することにより容易に分離することができる。

また、アスベストを含有する廃材の酸処理を行う上で、当該廃材を、密閉状態で破砕・粉砕処理した後に、本発明のアスベスト無害化処理を行うことが好ましい。
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・粉砕機、破砕・粉砕機から無害化処理容器へのケースにより密閉可能な移送手段、またはケースにより密閉可能な無害化処理容器を用いて実現される状態、好適には、アスベスト含有廃材を処理する上記溶液に浸漬させた状態等が例示できる。

アスベスト含有廃材を破砕・粉砕できる手段としては、公知の建材廃材を破砕・粉砕する手段を用いることができる。
例えば、寸法の大きいアスベスト含有建材では、予めジョークラッシャー、インパクトクラッシャー等で粗粉砕処理を行い、更にボールミル、振動ミル等を用いて乾式又は湿式にて微粉砕する必要がある。
特に、個々の装置が密閉可能な仕様のものとしては、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ボールミル、たて型ミル、タワーミル等が挙げられる。
これにより、アスベストを含有する廃材、例えばスレート板等の寸法の大きいアスベスト含有廃材も、上記処理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簡便にでき、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。

また、アスベスト含有廃材を密閉状態で破砕・粉砕する他の方法として、ケースにより密閉可能な破砕・粉砕機、移送手段及び酸処理容器を配置し、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、移送手段及び酸処理容器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。

特に、アスベストを含有する廃材を、上記処理液に浸漬して破砕・粉砕処理する場合には、アスベストが濡れて飛散・放散しないように破砕・粉砕する工程と、鉱酸溶液等による処理とを好適に同時に行うこともできる。
次いで、これにフッ素化合物を含む溶液を添加して、該廃材をフッ素化合物を含む溶液と接触させて、含有されるアスベストの無害化処理を行う。
前記鉱酸溶液及び／又は前記無害化処理溶液には超音波振動を与える。

このようにして、アスベスト含有廃材を無害化処理した後の処理廃液に、アルカリを添加して中和し、沈殿物を生成させる。
具体的には、アスベスト含有廃材を上記フッ素を含む化合物溶液に浸漬等させて、無害化処理された不溶分を濾過し、濾液にアルカリを添加して中和し、生成した沈殿物を濾過、脱水して沈殿物ケーキを得ても良いし、アスベスト含有廃材を上記フッ素を含む化合物溶液に浸漬等させて、無害化処理された不溶分を濾過することなく、アルカリを添加して中和し、その後濾過、脱水して沈殿物ケーキを得ても良い。

アスベスト含有廃材を上記フッ素を含む化合物溶液で無害化処理した後の処理済廃液には、例えば、フッ素イオン、アンモニウムイオン、水素イオン、塩素イオン、カルシウムイオン、ケイ酸イオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオン等が溶解している。
かかる溶液に、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリを添加することにより、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、珪酸化合物等の沈殿物が生成され、これらの沈殿物を含むケーキを、セメント用原料、特に、カルシウムフルオロアルミネートを含むセメントクリンカ、速硬性を所望するセメントに用いるセメントクリンカの製造時の原料として配合することができる。

カルシウムフルオロアルミネートを含むセメントとしては、例えば、超速硬セメントが例示できる。
ジェットセメントのような速硬性を所望するセメントである、カルシウムフルオロアルミネートを含むセメントを製造する際には、通常のポルトランドセメントに使用する原料のほかに蛍石（ＣａＦ_２）、ボーキサイト（Ａｌ_２Ｏ_３）を原料として使用し、セメント中に含まれる速硬性成分であるカルシウムフルオロアルミネート（１１ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＦ_２）を生成させる必要があるため、中和によって生成する上記沈殿物を濾過、脱水したケーキを、セメント原料、好適には上記セメントクリンカの原料として供することができるのである。

次いで、上記沈殿物、好適には上記沈殿物ケーキを原料として用いて、セメント、例えば特に、カルシウムフルオロアルミネートを含むセメントクリンカを製造する。
図２は、本発明における廃液から得られた沈殿物を利用したセメントクリンカ（焼結体）を製造する概略を示す工程図である。
かかるセメントクリンカを製造する工程としては、原料工程、焼成工程、仕上げ工程に大別される。
更に、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、ここに、上記沈殿物や、蛍石（ＣａＦ_２）、ボーキサイト（Ａｌ_２Ｏ_３）、粘土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。

続く原料工程での粉砕・分級工程では、原料貯蔵庫２の原料を「原料粉砕機」（原料ミル）で混合粉砕し、「分級機」で分級して、安定した粉体原料が調製される。
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。
本発明においては、上記沈殿物は、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。
また、必要に応じて、上記沈殿物は混合粉砕の前に乾燥工程に供することが望ましい。

次いで前記原料工程を経て調製された粉体原料は、焼成工程を経ることとなる。
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に投入されたセメント原料は、予熱装置６内を下降しながら８００〜９００℃に加熱される。
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。

焼成工程では、予熱装置６で加熱され、セメントロータリーキルン８に送られたセメント原料が、該ロータリーキルン８内を１分間に２〜３回転し出口方向に移動しながら約１５００℃程度の高温で焼成されてセメントクリンカとなりロータリーキルン８から取り出される。

該ロータリーキルン８内でのセメント原料の焼成は、ロータリーキルン８の窯前（焼結体が取り出される側）方向から窯尻（セメント原料が投入される側）方向に向けて、微粉炭を燃焼させてロータリーキルン８内に送り込むことにより行われ、当該ロータリーキルン８内の温度は、窯尻で約１０００℃程度であり、最高温度が約１４００〜１５００℃であり、窯前が約１２００℃程度である。
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。

本発明においては、上記沈殿物は、原料工程を経て予熱装置６に導入されても、ロータリーキルン８の窯前で導入されても、窯尻で導入されても、該セメントキルンで溶融処理できるのであれば、供給されるタイミングは特に問われない。

上記したように、セメント原料とともにロータリーキルン内に投入された上記沈殿物は、ロータリーキルン内で回転しながら、例えば、１０００〜１５００℃で２０〜６０分間加熱溶融処理される。
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セメントクリンカを形成する。

またかかる溶融処理をする際に、必要に応じて、フラックスを添加することも可能である。
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、氷晶石、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。

かかるフラックス剤の添加量は、少ないと融解が遅くなる場合や不均質になる場合もあるので、上記量のフラックスを溶融処理において添加することが望ましいが、必ず添加する必要があるものではない。
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クリンカにセメントの凝結時間調整を目的として石膏が必要に応じて加えられ、仕上げ粉砕機（仕上げミル）で粉砕される仕上げ工程を得て、ジェットセメント等のカルシウムフルオロアルミネートを含むセメントが得られる。
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。

本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、スレート廃材のみならず、その他の多くのアスベスト含有材料の処理にも適用することができる。
また、該無害化処理後の廃液を再利用したセメント、特に速硬性を有するカルシウムフルオロアルミネートを含むセメントクリンカを安定に製造するのに適用することが可能となる。

１ 原料受け入れホッパ
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 (5)

1. アスベスト含有廃材を鉱酸溶液で処理し、次いでフッ素を含む化合物溶液が添加された無害化処理水溶液で該廃材中のアスベストを無害化処理し、得られた処理廃液をアルカリで中和して、生じた沈殿物をセメント原料として再利用する処理方法であって、前記鉱酸溶液及び／又は前記無害化処理溶液に超音波振動を与えることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
2. 請求項１記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記鉱酸溶液は、塩酸、硫酸及び硝酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種の鉱酸が含まれる水溶液であり、ｐＨが１以下であることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
3. 請求項１または２記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記フッ素を含む化合物溶液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアのフッ化物塩、及びフッ化水素酸よりなる群より選ばれた少なくとも１種のフッ素含有化合物を含む水溶液であることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
4. 請求項１乃至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、超音波振動は、平面波超音波又は球面波超音波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。
5. 請求項１〜４いずれかの項記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記沈殿物は、フッ化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化マグネシウム及びケイ酸化合物を含み、セメントクリンカの原料として利用することができることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。

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