JP2019170732A - アスベストの無害化処理方法と該方法に用いる処理剤 - Google Patents

Abstract

【課題】アスベストをより好適に無害化することができるアスベストの無害化処理方法を提供する。【解決手段】ここで開示されるアスベストの無害化処理方法は、少なくとも一種のアスベストを含むアスベスト含有物質を用意すること；鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含むアスベスト処理剤を用意すること；アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを接触させてアスベスト含有物質中のアスベストを無害化すること；を包含する。これによって、アスベスト含有物質中のアスベストを好適に無害化することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、アスベストの無害化処理方法に関する。詳しくは、アスベストの無害化処理方法と該方法に用いる処理剤に関する。

アスベスト（石綿）は、蛇紋石や角閃石が繊維状に変形した針状結晶構造を有している。かかるアスベストとしては、例えば、クリソタイル（白石綿）、アモサイト（茶石綿）、クロシドライト（青石綿）、アンソフェライト（直閃石）、トレモライト（透閃石）、アクチノライト（緑閃石）などが挙げられる。これらのアスベストは、耐熱性や耐久性に優れ、かつ、安価であるため、従来から様々な分野で広く使用されていた。具体的には、かかるアスベストを含むアスベスト含有物質は、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などに用いられていた。

しかし、上記アスベストは、石綿肺、肺癌、悪性中皮腫などの健康被害の原因となり得ることが判明したため、近年では新たな使用が禁止されている。そして、過去に使用されたアスベスト含有部材は、そのまま使用し続けることが危険であるため、人体や環境に悪影響を及ぼさないような方法で早急に無害化することが求められている。

かかるアスベストを処理する方法としては、１５００℃以上に加熱することによる溶融処理や、所定のアスベスト処理剤と反応させることによる化学的分解処理や、処分場への埋め立て処理などが挙げられる。
上記化学的分解処理による無害化処理方法の一例として、特許文献１に記載の方法が挙げられる。この特許文献１に記載の方法では、フッ化物（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、及びフッ化水素酸など）と、鉱酸（塩酸、硫酸、硝酸など）とが添加された無害化処理水溶液（アスベスト処理剤）に、アスベスト含有廃材を接触させて静置（又は撹拌）すると共に超音波振動を与えている。
また、鉱酸とフッ化物とを含むアスベスト処理剤を用いた無害化処理方法の他の例が非特許文献１に記載されている。

特開２０１１−７２９１５号公報

廃棄物資源循環学会論文誌 Ｖｏｌ．２８，ｐｐ．１０１−１１３．２０１７

ところで、近年では、無害化して廃棄する必要があるアスベスト含有物質の廃材が更に増加してきており、かかるアスベスト含有物質中のアスベストの早急かつ確実な無害化への要請が高まっている。
本発明はかかる要請に応じるために創出されたものであり、その目的は、アスベスト含有物質中のアスベストをより好適に無害化するためのアスベスト無害化処理方法を提供することである。

上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成のアスベストの無害化処理方法が提供される。なお、本発明に関して「アスベストの無害化処理」とは、アスベスト含有物質に含まれる少なくとも一部のアスベストの針状結晶構造を壊して、それ以外の構造に変化させることをいい、換言すると、人体に対して実質的に健康被害を及ぼさないように構造を変化させることをいう。
なお、平成１８年環境省公示第９９号第１条によれば、人の健康又は生活環境に係る被害を生ずる恐れがない性状とはアスベスト（石綿）が検出されないこととされている。ここで、アスベストが検出されないこととは、位相差顕微鏡を用いた分散染色法及びＸ線回析装置を用いたＸ線回析分析法による分析方法により分析した場合においてアスベストが実質的に検出されないこと、また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた分析方法を用いてアスベストが実質的に検出されないことをいう。
従って、ここで開示されるアスベストの無害化処理方法によれば、上述のアスベストを実質的に未検出の状態にすることを容易に実現できる。

ここで開示されるアスベストの無害化処理方法は、少なくとも一種のアスベストを含むアスベスト含有物質を用意すること；鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含むアスベスト処理剤を用意すること；アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを接触させてアスベスト含有物質中のアスベストを無害化すること；を包含する。

本発明者は、上述の目的を実現するために種々の試験と検討を重ねた結果、アスベスト処理剤として鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ：Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）とを含む混合液をアスベスト処理剤として使用すると、驚くべきことに、従来のアスベスト処理剤よりも好適にアスベストを無害化できることを発見した。かかる鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤の作用について、現時点で詳細な作用機序は不明であるが、ＮＭＰの存在下でアスベストと鉱酸とを反応させると、アスベストの無害化反応が更に進行するためと推測される。
ここで開示されるアスベストの無害化処理方法は、かかる知見に基づいてなされたものであり、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用いることによって、アスベスト含有物質中のアスベストを従来よりも好適に無害化することができる。

また、ここに開示されるアスベストの無害化処理方法の好ましい他の一態様では、アスベスト含有物質が少なくともクリソタイルを含む。
クリソタイル（白石綿）は、蛇紋石系のアスベストであって、Ｍｇ_３Ｓｉ_２Ｏ_５（ＯＨ）_４で表される。本発明者による試験の結果、ここで開示される無害化処理方法では、種々のアスベストの中でも上記クリソタイルを特に好適に無害化できることが確認されている。

ここに開示されるアスベストの無害化処理方法の好ましい他の一態様では、鉱酸が硫酸である。
アスベスト処理剤に含まれる鉱酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ホウ酸、フッ化水素酸などが挙げられる。これらの中でも、硫酸は、安価であり、かつ、アスベストとの反応性が高いため、特に好適に用いることができる。

ここに開示されるアスベストの無害化処理方法の好ましい他の一態様では、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを少なくとも１時間、例えば１時間〜２時間ほど接触させる。
本態様のように、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤との接触時間を１時間以上確保することによって、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを適切に反応させ、アスベスト含有物質中のアスベストをさらに好適に無害化することができる。また、接触時間を２時間以下に設定することによって、アスベストを効率良く無害化することができる。

ここに開示されるアスベストの無害化処理方法の好ましい他の一態様では、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを接触させる前に、アスベスト処理剤を５０℃以上であって沸点未満の温度域まで加温する。
本態様のように、無害化処理を行う前のアスベスト処理剤を加温することによって、鉱酸とアスベストとの反応性を向上させることができるため、無害化処理に要する時間を短縮することができる。

ここに開示されるアスベストの無害化処理方法の好ましい他の一態様では、アスベスト処理剤と接触させるアスベスト含有物質が粉末状である。
本態様のように、アスベスト含有物質を予め粉末状にすることによって、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤との接触面積を大きくし、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを好適に反応させることができるため、さらに好適にアスベストを無害化することができる。

また、本発明の他の側面としてアスベスト処理剤が提供される。
かかるアスベスト処理剤は、少なくとも一種のアスベストを含むアスベスト含有物質中のアスベストを無害化処理するためのアスベスト処理剤であって、鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含む。
上述したように、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用いることによって、従来のアスベスト処理剤よりも好適にアスベスト含有物質中のアスベストを無害化することができる。

ここに開示されるアスベスト処理剤の好ましい他の一態様では、鉱酸が硫酸である。
上述したように、硫酸は、安価であり、かつ、アスベストとの反応性が高いため、ここで開示されるアスベスト処理剤の鉱酸として特に好適に用いることができる。

ここに開示されるアスベスト処理剤の好ましい他の一態様では、処理剤全体と１００ｗｔ％としたときのＮ−メチル−２−ピロリドンの濃度が０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。
上述したように、ここで開示されるアスベスト処理剤は、ＮＭＰが含まれているため、従来のアスベスト処理剤よりも好適にアスベストを無害化することができる。ここで、アスベスト処理剤に含まれるＮＭＰの濃度は、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であると好ましく、１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるとより好ましく、例えば、２．５ｗｔ％である。

本発明の一実施形態に係るアスベストの無害化処理方法を説明するフロー図である。 第１の試験で用いたクリソタイル標準試料のＸ線回折分析結果を示す図である。 第１の試験における無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 第２の試験における例１〜例３の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 図４に示すＸ線回折分析結果の２８°〜３４°の領域を拡大した図である。 第３の試験で用いたクリソタイル標準試料のＸ線回折分析結果を示す図である。 例４の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例５の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例６の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例７の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例８の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 無害化処理前のクリソタイル標準試料および例４〜例８の無害化処理後の処理結果物の各々のＸ線回折分析結果の１０°〜１４°の領域を拡大して示す図である。 無害化処理前のクリソタイル標準試料および例４〜例７の無害化処理後の処理結果物の各々のＸ線回折分析結果の２２．５°〜２６．５°の領域を拡大して示す図である。 第４の試験で用いたアスベスト含有スレートのＸ線回折分析結果を示す図である。 例９の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例１０の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例１１の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例１２の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。 例１３の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術知識とに基づいて実施することができる。なお、本明細書において数値範囲を「Ａ〜Ｂ」と示す場合、「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。

１．アスベスト処理剤
先ず、本実施形態に係るアスベストの無害化処理方法に用いられるアスベスト処理剤について説明する。

本実施形態に係るアスベスト処理剤は、鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含んでいる。詳しくは後述するが、このようなアスベスト処理剤を用いて、アスベストの無害化処理を行うことによって、アスベスト含有物質中のアスベストを好適に無害化することができる。以下、かかるアスベスト処理剤に含まれる各材料について説明する。

（１）鉱酸
上述したように、本実施形態に係るアスベスト処理剤には鉱酸が含まれている。この鉱酸には、アスベストの無害化に従来から用いられ得る鉱酸を特に制限なく使用することができる。かかる鉱酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ホウ酸、フッ化水素酸などが挙げられる。また、本実施形態に係るアスベスト処理剤は、上述した各種の鉱酸を２種以上含んでいてもよい。なお、上述した種々の鉱酸の中でも、安価であり、かつ、アスベストとの反応性が高いという観点から硫酸を特に好ましく用いることができる。
なお、アスベスト処理剤の全質量を１００ｗｔ％とした場合の鉱酸の濃度は、１ｗｔ％〜５０ｗｔ％であると好ましく、１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％であるとより好ましく、例えば２５ｗｔ％程度（±１ｗｔ％）である。これによって、アスベスト含有物質中のアスベストと鉱酸とを好適に反応させ、当該アスベストを適切に無害化することができる。また、かかる鉱酸を含むアスベスト処理剤のｐＨは、４以下、好ましくは２以下、例えば１以下であるとより好ましい。

（２）Ｎ−メチル−２−ピロリドン
そして、本実施形態に係るアスベスト処理剤には、ラクタム構造を含む５員環の構造を持つ有機化合物であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が含まれている。詳しくは後述するが、本実施形態に係るアスベスト処理剤は、当該ＮＭＰが含まれているため、上述した鉱酸とアスベストとの反応を進行させ、アスベストを無害化することができる。
なお、アスベスト処理剤の全質量を１００ｗｔ％とした場合のＮＭＰの濃度は、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であると好ましく、１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるとより好ましく、１ｗｔ％〜５ｗｔ％であると特に好ましく、例えば２．５ｗｔ％前後（±１ｗｔ％）に設定される。このように適切な量のＮＭＰを含むアスベスト処理剤を用いることによって、アスベストをより好適に無害化することができる。

（ｃ）その他の含有物
また、本実施形態に係るアスベスト処理剤には、上述した鉱酸やＮＭＰ以外に種々の含有物が含まれていてもよい。かかるアスベスト処理剤に含まれ得る含有物としては、例えば、水、シュウ酸、酒石酸、アンモニア、グリコール酸、または、グリオキシル酸やギ酸などのカルボキシル基を有する物質などが挙げられる。

２．アスベストの無害化処理方法
次に、上述した実施形態に係るアスベスト処理剤を用いた無害化処理方法について説明する。図１は本実施形態に係る無害化処理方法を説明するフロー図である。

（１）アスベスト準備工程
図１に示すように、本実施形態に係る無害化処理方法では、先ず、処理対象であるアスベスト含有物質を用意するアスベスト準備工程Ｓ１０を実施する。本実施形態に係る無害化処理方法の処理対象であるアスベスト含有物質は、少なくとも一種のアスベストを含んでいれば、特に限定されることなく、種々の材料を適用することができる。かかるアスベスト含有物質としては、例えば、アスベストとセメントと水の混合物を吹き付け施工した吹き付けアスベストや、当該混合物を板状に成形したアスベスト含有スレート板、アスベスト含有保温材などの種々の建築構造材が挙げられる。また、本実施形態に係る無害化処理方法は、これらの建築構造材以外の部材も処理対象とすることができる。

上記アスベスト含有物質に含まれるアスベストとしては、クリソタイル（白石綿：Ｍｇ_３Ｓｉ_２Ｏ_５（ＯＨ）_４）、アモサイト（茶石綿：（Ｆｅ，Ｍｇ）_７Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）、クロシドライト（青石綿：Ｎａ_２Ｆｅ^２＋ _３Ｆｅ^２＋ _２Ｓｉ_８Ｏ_２２（ＯＨ）_２）などが挙げられる。また、本実施形態に係るアスベスト処理方法の対象であるアスベスト含有物質は、これらのアスベストを複数種類含んでいてもよい。なお、上述した各種のアスベストの中でも、本実施形態に係る無害化処理方法は、クリソタイルを特に好適に無害化できることが試験によって確認されている。

また、アスベスト含有物質には、上述したようなアスベスト以外に種々の不純物が含まれていてもよい。かかる不純物としては、例えば、ブルーサイト（ｂｕｒｕｃｉｔｅ：Ｍｇ（ＯＨ）_２）、石英（α−ｑｕａｒｔｚ：ＳｉＯ_２）、方解石（ｃａｌｃｉｔｅ：ＣａＣＯ_３）、磁鉄鉱（ｍａｇｎｅｔｉｔｅ：Ｆｅ_３Ｏ_４）、シリカ（ＳｉＯ_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）などが挙げられる。

なお、本実施形態に係る無害化処理方法の処理対象であるアスベスト含有物質は、後述の処理剤接触工程Ｓ４０を実施する前に破砕・粉砕処理が施されていると好ましい。かかる破砕・粉砕処理によって得られた粉末状のアスベスト含有物質を処理対象とすることによって、アスベスト処理剤とアスベスト含有物質との接触面積を大きくし、処理時間の短縮に貢献することができる。
また、このように破砕・粉砕処理が施されたアスベスト含有物質をＸ線回折分析で解析すると、ピークの半値幅が増加することが確認されている。このことから、破砕・粉砕処理が施されたアスベスト含有物質には歪みが生じており、かかる歪みの発生によってアスベスト処理剤とアスベスト含有物質との反応性が更に向上すると解される。
かかるアスベスト含有物質の破砕・粉砕処理には、建材や廃材を破砕・粉砕し得る公知の手段を特に限定することなく用いることができる。例えば、処理対象のアスベスト含有物質のサイズが大きい場合には、ジョークラッシャー、インパクトクラッシャーなどを用いて予め粗粉砕処理を行った後に、ボールミル、振動ミル等を用いた微粉砕処理を行うと好ましい。これによって、粒径が小さな粉末状のアスベスト含有物質を好適に得ることができる。例えば、対象物のほぼ全体が直径数ｍｍ以下（例えば１ｍｍ以下）となるようにアスベスト含有物質を破砕（粉砕）することが好ましい。なお、粉末状のアスベスト含有物質の飛散による周辺環境への悪影響を考慮すると、上述の破砕・粉砕処理は、密閉環境や湿潤環境で実施した方が好ましい。

（２）処理剤準備工程
次に、本実施形態に係る無害化処理方法では、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用意する（処理剤準備工程Ｓ２０）。
本工程は、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用意することができれば、その手段は特に限定されない。例えば、上述した鉱酸とＮＭＰとを混合してアスベスト処理剤を調製してもよいし、予め調製されたアスベスト処理剤を別途用意してもよい。また、後述の濾過工程Ｓ５０で回収された使用済みのアスベスト処理剤（残液）の成分を調整して再利用してもよい。

（３）加温工程
また、本実施形態に係る無害化処理方法では、アスベスト含有物質に接触させる前のアスベスト処理剤を加温する加温工程Ｓ３０を実施する。このように、使用前のアスベスト処理剤を予め加温しておくことによって、アスベスト処理剤中の鉱酸の反応性を向上させることができるため、無害化処理に要する時間を短縮することができる。
なお、加温工程Ｓ３０におけるアスベスト処理剤の温度は、５０℃以上に設定すると好ましく、６０℃以上（例えば７０℃）に設定するとより好ましい。一方で、アスベスト処理剤を加温し過ぎると鉱酸の反応性が向上し過ぎて安全上の問題が生じるため、加温工程Ｓ３０を行う場合には、アスベスト処理剤の温度をアスベスト処理剤の沸点未満（例えば、８０℃以下）にする方が好ましい。
なお、本工程においてアスベスト処理剤を加温する手段は、特に限定されず、従来公知の種々の手段を採用することができる。かかる加温手段の一例として、ヒーターやマイクロ波などが挙げられる。

（４）処理剤接触工程
次に、本実施形態に係る無害化処理方法では、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを接触させる処理剤接触工程Ｓ４０を実施する。本工程を実施することによって、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とが反応し、アスベスト含有物質中のアスベストが無害化される。
ここで、本実施形態のように、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を使用すると、アスベスト含有物質中のアスベストを従来よりも好適に無害化できる。特に限定するものではないが、例えば１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を鉱酸として含むアスベスト処理剤１００ｍｌに対し、処理対象であるアスベスト量が５ｇ〜５０ｇ程度（例えば１０ｇ〜３０ｇ）となるようにアスベスト含有物質とアスベスト処理剤との量比を調整すると好ましい。

以下、処理対象であるアスベストをクリソタイル（白石綿）とし、アスベスト処理剤中の鉱酸を硫酸とした場合の反応を例に挙げて説明する。なお、以下の説明は、処理対象のアスベストや鉱酸の種類を限定する意図はなく、ここで開示される無害化処理方法は、アスベストや鉱酸の種類を必要に応じて適宜変更できる。

クリソタイルを含むアスベスト含有物質と、硫酸を含むアスベスト処理剤とを接触させて反応させた場合、下記の式（１）に示されるような反応が生じると推測される。
Ｍｇ_３Ｓｉ_２Ｏ_５（ＯＨ）_４＋３Ｈ_２ＳＯ_４→３ＭｇＳＯ_４＋２ＳｉＯ_２＋５Ｈ_２Ｏ （１）
しかし、本工程を実施した後のアスベスト含有物質（以下、「処理結果物」という）を本発明者が解析したところ、クリソタイルの殆どが無害化されて存在していないにも関わらず、クリソタイルと硫酸とを反応させた際に生じる硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）が確認されなかった。そして、かかる処理結果物には、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）の代わりに、カミナイト（ＭｇＳＯ_４（Ｍｇ（ＯＨ）_２）_０．３３（Ｈ_２Ｏ）_０．３３）が生成されていることが確認された。
このことから、本実施形態に係る無害化処理方法のように、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を使用した場合、ＮＭＰが鉱酸とアスベストとの反応促進に寄与するため、アスベストの無害化反応が更に進行し、アスベストが好適に無害化されるものと推測される。

なお、本工程は、アスベストとアスベスト処理剤とが適切に反応できるように所定の時間継続して実施することが好ましい。具体的には、本実施形態において、アスベスト含有物質とアスベスト処理剤とを接触させる時間は、３０分以上であると好ましく、１時間以上であるとより好ましく、１時間〜２時間程度（例えば１．５時間）であると特に好ましい。アスベスト含有物質とアスベスト処理剤との接触時間をこのように設定することによって、アスベストとアスベスト処理剤とを適切に反応させ、迅速かつ好適にアスベストを無害化することができる。

（５）濾過工程
次に、本実施形態では、処理剤接触工程Ｓ４０を実施した後の処理結果物を濾過する濾過工程Ｓ５０を実施する。かかる濾過工程Ｓ５０には、例えば、加圧濾過器（フィルタープレス）などの所定の濾過装置を特に制限なく使用することができる。
なお、上述したように、本実施形態に係る無害化処理方法では、本工程において分離された使用後のアスベスト処理剤（残液）を回収し、当該回収された残液の成分を調整することによってアスベスト処理剤として再利用することができる。これによって、処理コストの低減や環境への負荷軽減などに貢献することができる。

（６）洗浄・中和工程
そして、本実施形態では、濾過工程Ｓ５０後の処理結果物を洗浄し、中和する洗浄・中和工程Ｓ６０を実施する。この洗浄・中和工程Ｓ６０では、例えば、水などの洗浄液に処理結果物を分散させた後に再び濾過を行う処理を複数回繰り返すと好ましい。
なお、本工程において使用した洗浄液は、環境への負荷を考慮し、凝集剤や中和剤などを添加する廃液工程Ｓ７０を実施した後に、沈殿物の除去などを経て廃棄した方が好ましい。

（７）乾燥工程
そして、本実施形態に係る無害化処理方法では、上述の洗浄工程Ｓ６０を行った後の処理結果物を乾燥させる乾燥工程Ｓ８０が実施される。これによって得られた処理結果物は、確実にアスベストが無害化されているため、人体や環境に悪影響を与えることなく、埋め立てなどの方法によって安全かつ容易に廃棄することができる。
また、本実施形態に係る無害化処理方法によって生じる処理結果物は、石膏を多量に含んでおり、かつ、アスベストが確実に除去されているため、石膏を含む建築材料として再利用することもできる。換言すると、本実施形態に係る無害化処理方法は、石膏を含む建築材料の製造方法として実施することもできる。

ここでは詳細な説明を省略するが、本発明者は、上述の実施形態に係る無害化処理方法を実施した後に、Ｘ線回折と、位相差顕微鏡と、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の各々の手法を用い、処理結果物中にアスベスト（例えば、クリソタイル）が存在しているかを確認したが、何れの手法を用いて確認した場合でも、針状結晶構造を有するアスベストの存在が確認されなかった。
このことから、本実施形態に係る無害化処理方法によれば、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用いることによって、アスベスト含有物質中のアスベストを迅速かつ確実に無害化し、アスベストによる人体や環境への悪影響の低減に大きく貢献できることが確認された。

２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態に係るアスベストの無害化処理方法について説明した。しかし、ここで開示されるアスベストの無害化処理方法は、上記した実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。

例えば、図１に示すように、上記した実施形態に係る無害化処理方法では、アスベスト処理剤を予め加温する加温工程Ｓ３０を実施しているが、かかる加温工程Ｓ３０は、必ずしも行われなくてもよい。具体的には、常温のアスベスト処理剤を用いた場合でも、アスベスト含有物質中のアスベストを適切に無害化することができる。但し、鉱酸の反応性が指数関数的に向上するため、上述した実施形態のようにアスベスト処理剤を予め加温した方が好ましい。また、上述した実施形態のように、加温工程と処理剤接触工程とを別途設ける必要もなく、例えば、処理剤接触工程を実施している間にアスベスト処理剤を加温してもよい。

また、上記した実施形態では、処理剤接触工程Ｓ４０を実施した後に、濾過工程Ｓ５０、洗浄工程Ｓ６０、廃液工程Ｓ７０、乾燥工程Ｓ８０を実施している。
しかし、ここで開示される無害化処理方法は、アスベスト含有物質を用意する工程（アスベスト準備工程）と、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用意する工程（処理剤準備工程）と、当該アスベスト処理剤をアスベスト含有物質と接触させる工程（処理剤接触工程）とを包含していればよく、これらを除く工程については、処理設備や処理環境に応じて適宜変更することができる。

［試験例］
以下、本発明に関するいくつかの試験例を説明する。なお、以下の試験例は、本発明を限定することを意図したものではない。

［第１の試験］
本試験においては、鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含むアスベスト処理剤を用いて、アスベスト含有物質中のアスベストの無害化処理を行い、処理結果物の組成を調査した。

１．無害化処理の手順
本試験では、先ず、水を溶媒とし、２５ｗｔ％の硫酸と、２５ｍｇ／ＬのＮＭＰを含むアスベスト処理剤を調製し、当該アスベスト処理剤を７０℃に加温した。次に、クリソタイルを主成分として含む粒径数ｍｍ以下（概ね１ｍｍ以下）に調整させた粉末状のアスベスト含有物質（以下、「クリソタイル標準試料」と称する）を用意し、当該クリソタイル標準試料とアスベスト処理剤とを混合し、撹拌しながら２時間保持した。その後、混合液に対して遠心分離を行い、沈殿した固形の処理結果物（残渣物）を採集し、当該処理結果物を水で洗浄した後に乾燥させた。

２．評価試験
本試験では、上述の無害化処理によって得られた処理結果物の組成を、以下の評価試験によって調査した。

本評価試験では、無害化処理前のクリソタイル標準試料と、無害化処理後の処理結果物とに対してＸ線回折分析を実施し、各々に含まれている化合物を分析した。このＸ線回折分析においては、リガク社製のＸ線回折装置（Ｕｌｔｉｍａ ＩＸ型）を使用し、Ｃｕ−Ｋ_α線を生じさせる銅対陰極管球をＸ線源として用いた。そして、管電圧を４０ｋＶ、管電流を４０ｍＡに設定してＸ線回折分析を行い、観察されたＸ線回折ピークをＸ線回折データベースソフト（ＩＣＣＤ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｄａｔｅ）を用いて同定した。第１の試験で用いたクリソタイル標準試料のＸ線回折分析結果を図２に示し、第１の試験における無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果を図３に示す。なお、本明細書で示すＸ線回折分析の結果は、回折強度の弱いピークを正確に確認するために、縦軸を対数目盛りとしている。

図２に示すように、無害化処理前のクリソタイル標準試料には、１２．１°、２４．４°にクリソタイルに由来する強いピークが確認された（図２中の「Ｃ」参照）。また、このクリソタイル標準試料では、ブルーサイトに由来するピーク（図２中の「Ｂ」参照）と、カルサイトに由来するピーク（図２中のＣｃ参照）も確認された。このことから、本試験に使用したクリソタイル標準試料には、クリソタイルの他に、ブルーサイトとカルサイトが不純物として含まれていることが確認された。

一方、図３に示す無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析の結果においては、上述したようなクリソタイルに由来するピークが完全に消失するという驚くべき結果が得られた。このことから、硫酸（鉱酸）とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤とクリソタイル標準試料（アスベスト含有物質）とを接触させることによって、アスベスト含有物質中のアスベストを無害化できることが確認された。
そして、無害化処理後の処理結果物では、カミナイト（ＭｇＳＯ_４（Ｍｇ（ＯＨ）_２）_{０．３３３}）に由来するピーク（図３中の「Ｍ」参照）と、α−ＳｉＯ_２に由来するピーク（図３中の「Ｓ_１」参照）と、β−ＳｉＯ_２に由来するピーク（図３中の「Ｓ_２」参照）が確認された。
一般に、クリソタイルと硫酸とを反応させた場合、処理結果物に硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）が含まれると推測される。しかし、本試験例では、無害化処理後の処理結果物に硫酸マグネシウムが含まれていなかった（硫酸マグネシウムに由来する２４．６°、２５．２°、３３．４°、３６．７°のピークが確認されなかった）。このことから、ＮＭＰの存在下でアスベストと鉱酸とを反応させると、アスベストの無害化反応が更に進行すると推測できる。

［第２の試験］
本試験においては、ＮＭＰがアスベストの無害化に与える影響を調べるために、ＮＭＰの濃度が異なる３種類のアスベスト処理剤を用意し、各々のアスベスト処理剤でアスベスト含有物質に含まれるアスベストの無害化処理を行った。

１．各サンプルの説明
（１）例１
例１では、２５ｗｔ％硫酸をアスベスト処理剤として使用し、アスベスト含有物質に含まれるクリソタイルの無害化処理を行った。換言すると、例１で使用したアスベスト処理剤には、ＮＭＰが含まれていない（ＮＭＰ濃度：０ｗｔ％）。
また、本試験では、処理対象のアスベスト含有物質として「吹き付け用綿状クリソタイル含有建材」を使用し、当該吹き付け用綿状クリソタイル含有建材を粒径数ｍｍ以下（概ね１ｍｍ以下）の粉末状に調整した。なお、その他の処理手順は、上述した第１の試験と同じ条件に設定した。

（２）例２
例２では、２５ｗｔ％硫酸と、１ｗｔ％ＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を使用した点を除いて、例１と同じ条件で、吹き付け用綿状クリソタイル含有建材に含まれるクリソタイルの無害化処理を行った。

（３）例３
例３では、２５ｗｔ％硫酸と、１０ｗｔ％ＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を使用した点を除いて、例１と同じ条件で、吹き付け用綿状クリソタイル含有建材に含まれるクリソタイルの無害化処理を行った。

２．評価試験
本試験では、無害化処理を行った後の処理結果物にＸ線回折分析を実施した。なお、Ｘ線回折分析の条件は、上述の第１の試験と同じ条件に設定した。例２〜例３の各々の処理結果物のＸ線回折分析の結果を図４に示す。また、図５は図４に示すＸ線回折分析結果の２８°〜３４°の領域を拡大した図である。

図４に示すように、硫酸のみからなるアスベスト処理剤を使用した例１では、クリソタイルに由来するピーク（１２．１°および２４．４°のピーク）が確認されたが、鉱酸とＮＭＰを含むアスベスト処理剤を使用した例２および例３では、クリソタイルに由来するピークが消失していた。このことから、鉱酸とＮＭＰを含むアスベスト処理剤は、硫酸のみからなるアスベスト処理剤と異なり、アスベスト含有物質中のアスベストを確実に無害化できると解される。また、アスベスト処理剤中のＮＭＰ濃度を少なくとも１ｗｔ％〜１０ｗｔ％にした場合は、アスベストを確実に無害化できることが分かった。

また、ＮＭＰを含むアスベスト処理剤を使用した例２および例３では、図５に示すように、２９．６°と３１．８°において強いピークが確認された。これは、吹き付け用綿状クリソタイル含有建材に含まれていた不純物（炭酸カルシウムなど）と、ＮＭＰを含むアスベスト処理剤とが反応することによって、Ｃａ（ＳＯ_４）２（Ｈ_２Ｏ）や、Ｃａ（ＳＯ_４）（Ｈ_２Ｏ）^０．５が生成されたためと解される。

［第３の試験］
本試験では、アスベスト処理剤とアスベスト含有物質との接触時間に関する実験を行った。

１．各サンプルの説明
（１）例４
例４では、２５ｗｔ％の硫酸と、２．５ｍｇ／ＬのＮＭＰを含むアスベスト処理剤を使用し、アスベスト含有物質（クリソタイル標準試料）に含まれるクリソタイルの無害化を行った。ここでは、アスベスト処理剤とアスベスト含有物質との接触時間（混合後の保持時間）を１０分に設定した。なお、その他の処理手順は、上述した第１の試験と同条件に設定した。

（２）例５
例５では、アスベスト処理剤とクリソタイル標準試料との接触時間を３０分に変更した点を除いて、例４と同じ条件でクリソタイル標準試料中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（３）例６
例６では、アスベスト処理剤とクリソタイル標準試料との接触時間を１時間に変更した点を除いて、例４と同じ条件でクリソタイル標準試料中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（４）例７
例７では、アスベスト処理剤とクリソタイル標準試料との接触時間を２時間に変更した点を除いて、例４と同じ条件でクリソタイル標準試料中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（５）例８
例８では、アスベスト処理剤とクリソタイル標準試料との接触時間を４時間に変更した点を除いて、例４と同じ条件でクリソタイル標準試料中のクリソタイルの無害化処理を行った。

２．評価試験
本試験では、例５〜例８の無害化処理後の処理結果物に対してＸ線回折分析を実施した。なお、Ｘ線回折分析の条件は、上述の第１の試験と同じ条件に設定した。
図６は無害化処理前のクリソタイル標準試料のＸ線回折分析の結果である。また、図７〜図１１は、例４〜例８の各例の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析の結果である。そして、図１２は未処理のクリソタイル標準試料と例４〜例８の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果の１０°〜１４°の領域を拡大したものであり、図１３は未処理のクリソタイル標準試料と例４〜例７の無害化処理後の処理結果物のＸ線回折分析結果の２２．５°〜２７．５°の領域を拡大したものである。

先ず、図６に示すように、無害化処理前のクリソタイル標準試料にＸ線回折分析を行った結果、本試験で使用したクリソタイル標準試料には、クリソタイル（図６中の「Ｃ」参照）の他に、ＳｉＯ_２（図６中の「Ｓ」参照）と、Ｃａ（ＣＯ_３）（図６中の「Ｃａ」参照）が不純物として含まれていることが確認された。

そして、図７〜図１１に示すように、硫酸とＮＭＰを含むアスベスト処理剤で無害化処理を行った例４〜例８では、何れにおいても、上記無害化処理前のクリソタイル標準試料と比べてクリソタイルに由来するピークの強度が低減すると共に、ＭｇＳＯ_４（Ｍｇ（ＯＨ）_２）_０．３３（Ｈ_２Ｏ）_０．３３（図中の「Ｍ」参照）や、ＭｇＨ_２（ＳＯ_４）_２Ｈ_２Ｏ）（図中の「Ｍ_２」参照）が生成されていることが確認された。
また、例４〜例８では、その他に、ＳｉＯ_２（図中の「Ｓ」参照）、α−ＳｉＯ_２（図中の「Ｓ_１」参照）、β−ＳｉＯ_２（図中の「Ｓ_２」参照）、Ｃａ（ＣＯ_３）（図中の「Ｃａ」参照）、ＣａＳＯ_４（図中の「Ｃａ_２」参照）などの存在が確認された。

また、アスベスト処理剤とアスベスト含有物質との接触時間が異なる例４〜例８を比較すると、図１２および図１３に示すように、当該接触時間が長くなるに従ってクリソタイルに由来するピーク（１２．１°、２４．４°）の強度が低減することが確認された。そして、接触時間を２時間以上に設定した例７および例８では、クリソタイルに由来するピークが消失していた。このことから、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を使用する場合には、アスベスト処理剤とアスベスト含有物質との接触時間を２時間以上に設定することによって、クリソタイルを確実に無害化できることが確認できた。

［第４の試験］
本試験においては、処理対象（アスベスト含有物質）として、アスベスト含有スレートを用いた場合の無害化処理の結果を調べた。

１．各サンプルの説明
（１）例９
例９では、無害化処理の対象として、アスベスト含有物質としてクリソタイルを含有するアスベスト含有スレートを用いた点を除き、上述した第３の試験の例４と同じ条件に設定した。なお、ここで用いられたアスベスト含有スレートは、クリソタイルとセメントを主成分とした混合物を板状に圧搾成形したものである。なお、本試験では、このアスベスト含有スレートをシュレッダー（新居浜社製）で粗粉砕処理を行った後、同様のシュレッダーで再度微粉砕処理を行い、篩（ふるい）によって分別し、平均粒径が１ｍｍ以下の粉状のアスベスト含有物質を得た。そして、この粉状のアスベスト含有物質を、硫酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤とを接触させた。

（２）例１０
例１０では、アスベスト処理剤とアスベスト含有スレートとの接触時間を３０分に変更した点を除いて、例９と同じ条件でアスベスト含有スレート中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（３）例１１
例１１では、アスベスト処理剤とアスベスト含有スレートとの接触時間を１時間に変更した点を除いて、例９と同じ条件でアスベスト含有スレート中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（４）例１２
例１２では、アスベスト処理剤とアスベスト含有スレートとの接触時間を２時間に変更した点を除いて、例９と同じ条件でアスベスト含有スレート中のクリソタイルの無害化処理を行った。

（５）例１３
例１３では、アスベスト処理剤とアスベスト含有スレートとの接触時間を４時間に変更した点を除いて、例９と同じ条件でアスベスト含有スレート中のクリソタイルの無害化処理を行った。

２．評価試験
本試験では、上述した第１の試験と同様の手順で、無害化処理前のアスベスト含有スレートと、例９〜例１３の無害化処理後のアスベスト含有スレート（処理結果物）の各々に対してＸ線回折分析を実施した。図１４は第４の試験で使用したアスベスト含有スレートに対するＸ線回折分析の結果であり、図１５〜図１９は例９〜例１３の各例の無害化処理後の反応結果物のＸ線回折分析の結果である。

先ず、図１４に示すように、無害化処理前のアスベスト含有スレートにＸ線回折分析を行った結果、本試験で使用したアスベスト含有スレートには、クリソタイル（図１４中の「Ｃ」参照）の他に、ＳｉＯ_２（図１４中の「Ｓ」参照）と、ＣａＣＯ_３（図１４中の「Ｃａ」参照）が不純物として含まれていることが確認された。

そして、図１５〜図１９に示すように、例９〜例１３では、クリソタイルに由来するピーク（１２．１°、２４．４°）の強度が低減していることが確認された。特に処理時間を１時間以上に設定した例１１〜例１３では、クリソタイルに由来するピークが消失していた。このことから、硫酸とＮＭＰを含む処理剤は、処理対象をアスベスト含有スレートに変更した場合であっても、当該処理対象中のアスベストを好適に無害化できることが確認された。

［第５の試験］
本試験においては、鉱酸とＮＭＰとを含むアスベスト処理剤を用いた無害化処理の結果物について、上述したＸ線回折分析以外の手段を用い、アスベストの有無を分析した。

１．サンプルの説明
本試験では、上述した第１の試験と同じ手順でアスベスト（クリソタイル）の無害化処理を実施した処理結果物を調査対象とした。すなわち、本試験では、２５ｗｔ％の硫酸と２５ｍｇ／ＬのＮＭＰを含むアスベスト処理剤を７０℃に加温した後、当該アスベスト処理剤とクリソタイル標準試料とを混合し、撹拌しながら２時間保持することによって、クリソタイルの無害化処理を行った。そして、２時間経過後の混合液に遠心分離を行い、沈殿した固形の処理結果物（残渣物）を採集し、当該処理結果物を水で洗浄した後に乾燥させた。

２．評価試験
本試験では、先ず、無害化処理後の処理結果物に対してＴＥＭ観察を行い、当該処理結果物に繊維状の物質が含まれているか否かを調査した。
具体的には、処理結果物を超音波分散（２分、２回）で水（無塵水）に分散させ、当該分散液をフィルター（目開き：０．０７５ｍｍ）で濾過した後に、ポリカーボネート製の濾紙（目開き：０．２μｍ）で再度濾過した。次に、真空蒸着装置（サンユー電子社製、ＳＶＣ−７００ＴＭＳＧ／７ＰＳ８０−ＦＣ）を用いて上述の濾紙にカーボンを蒸着させた後、当該カーボンが蒸着した濾紙をＴＥＭグリット（ニッケル製）上に載置した。そして、クロロホルムを用いて濾紙を溶解除去した。この状態で、透過型電子顕微鏡（株式会社日本電子製：ＪＥＭ２１００Ｆ）を用いて観察し、当該処理結果物中に繊維状の物質が存在しているか否かを調査した。なお、本試験では、ＴＥＭ観察において加速電圧を１２０ｋＶに設定し、観察倍率を５０００倍から１０００００倍に変更しながら処理結果物の観察を行った。
次に、本試験では、処理結果物中に確認された繊維状の物質に対し、ＴＥＭ−ＥＤＳ（スポット径：１５ｎｍ）を用いて構成元素を分析する共に、制限視野電子線回折（ＳＡＥＤ：Ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｒｅａ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を用いて結晶性の有無を分析した。

上述した条件でＴＥＭ観察を行った結果、処理結果物に繊維状の物質が含まれていることが確認された。しかし、この繊維状の物質の構成元素をＴＥＭ−ＥＤＳで分析した結果、この繊維状の物質は、クリソタイルの構成元素（Ｍｇ、Ｓｉなど）を含んでおらず、クリソタイルでないことが分かった。さらに、この繊維状の物質を制限視野電子線回折で分析したところ、回折スポットが一致しておらず、結晶構造を有していない（非結晶性の繊維状物質である）ことが分かった。これらの結果より、硫酸とＮＭＰを含むアスベスト処理剤を用いてクリソタイルの無害化を行った場合の処理結果物には、針状結晶構造を有するクリソタイルが含まれていないことが確認された。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

Ｓ１０ アスベスト準備工程
Ｓ２０ 処理剤準備工程
Ｓ３０ 加温工程
Ｓ４０ 処理剤接触工程
Ｓ５０ 濾過工程
Ｓ６０ 洗浄・中和工程
Ｓ７０ 廃液工程
Ｓ８０ 乾燥工程

Claims (9)

1. アスベストの無害化処理方法であって、
   少なくとも一種のアスベストを含むアスベスト含有物質を用意すること；
   鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含むアスベスト処理剤を用意すること；
   前記アスベスト含有物質と前記アスベスト処理剤とを接触させて、前記アスベスト含有物質中のアスベストを無害化すること；
   を包含する、アスベストの無害化処理方法。
2. 前記アスベスト含有物質が少なくともクリソタイルを含む、請求項１に記載のアスベストの無害化処理方法。
3. 前記鉱酸が硫酸である、請求項１または請求項２に記載のアスベストの無害化処理方法。
4. 前記アスベスト含有物質と前記アスベスト処理剤とを１時間〜２時間接触させる、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のアスベストの無害化処理方法。
5. 前記アスベスト含有物質と前記アスベスト処理剤とを接触させる前に、前記アスベスト処理剤を５０℃以上であって沸点未満の温度域まで加温する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のアスベストの無害化処理方法。
6. 前記アスベスト処理剤と接触させる前記アスベスト含有物質が粉末状である、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のアスベストの無害化処理方法。
7. 少なくとも一種のアスベストを含むアスベスト含有物質中の前記アスベストを無害化処理するためのアスベスト処理剤であって、
   鉱酸とＮ−メチル−２−ピロリドンとを含む、アスベスト処理剤。
8. 前記鉱酸が硫酸である、請求項７に記載のアスベスト処理剤。
9. 処理剤全体を１００ｗｔ％としたときの前記Ｎ−メチル−２−ピロリドンの濃度が０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である、請求項７または請求項８に記載のアスベスト処理剤。

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