JP2021079303A - 廃石膏ボードの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃石膏ボードに含まれる砂や砂利等の重量異物を取り除く。【構成】 廃石膏ボードを破砕し破砕物とすし、石膏と、石膏よりも高比重の異物とに分離する。エアテーブル式の比重選別機を用い、異物を高比重成分、石膏を低比重成分として分離する。【選択図】 図１

Description

この発明は廃石膏ボードの処理方法に関する。

建物の解体、改装等に伴い大量の廃石膏ボードが発生する。このため、廃石膏ボードの処理が必要とされている。発明者らが提案した特許文献１（WO2012/176688）では、廃石膏ボードを破砕し、か焼により得られた石膏の粉粒体を石膏スラリーと混合槽で混合し、析出槽で二水石膏粒子を析出させる。次いで固液分離装置により石膏スラリーから二水石膏粒子を抽出し、ろ液は混合槽へ循環させる。

廃石膏ボードには、石膏プラスターが付着していることがある。石膏プラスターは石膏と砂、砂利等を含み、和室壁の意匠性の向上などに用いられる。また石膏プラスターは石膏ボードに強固に結合しているので、石膏プラスターを石膏ボードから分離することは難しい。

WO2012/176688

廃石膏ボードから石膏を回収する場合、砂、砂利などの異物を石膏から分離する必要がある。回収した石膏をそのまま土壌改良材などとする場合でも、砂や砂利の混入は好ましくない。特許文献１のようにスラリーから二水石膏粒子を析出させる場合、砂や砂利は石膏スラリーを送液するポンプのインペラ、析出槽の撹拌羽根、処理装置の配管、弁などを摩耗させる。砂や砂利が残り石膏が通過するように乾式で篩をかけることは、石膏粉が篩の開口を塞ぐために難しい。空気流により砂や砂利を石膏から分級することは、サイクロンなどの比較的大がかりな装置を必要とする。

この発明の課題は、廃石膏ボードに含まれる砂や砂利等の重量異物を取り除くことにある。

この発明は、廃石膏ボードを破砕し破砕物とする第１の破砕ステップと、
破砕物を、石膏と、石膏よりも高比重の異物とに分離する分離ステップを行い、
分離ステップではエアテーブル式の比重選別機を用い、異物を高比重成分、石膏を低比重成分として分離することを特徴とする。

この発明では、石膏と重量異物を、サイズの違いではなく、廃石膏ボード由来の石膏は比重が小さいことを利用し、比重の違いにより分離する。そして比重による選別の前に、第１の破砕ステップで廃石膏ボードを破砕する。比重による選別では、エアテーブル式の比重選別機を用い、気流とデッキの振動を用いて選別する。このためサイクロンなどに比べ小型の装置で選別できる。

好ましくは、第１の破砕ステップの後に、篩により破砕物を篩い分けする篩い分けステップと、
当該篩い分けステップで篩を通過しなかった成分をさらに破砕する第２の破砕ステップと、
第２の破砕ステップで得られた破砕物を篩い分けし紙を分離する、紙分離ステップを行い、
第１の破砕ステップで得られた破砕物中の、篩い分けステップで篩を通過した成分と、紙分離ステップで紙を分離済みの成分を、前記分離ステップで処理する。

第１の破砕ステップで、廃石膏ボードを粉粒体と塊状のボード片とに破砕する。粉粒体とボード片ではサイズが異なるので、篩によりこれらを分離できる。次いで第２の破砕ステップによりボード片をさらに破砕すると、廃石膏ボードは紙と石膏の粉粒体及び重量異物の混合物に成る。この段階で紙は紙片状で、石膏及び重量異物よりも大きいので、篩い分けにより紙を回収できる。そして石膏と重量異物の混合物を、第１の破砕ステップの破砕物を篩い分けしたものと共に、エアテーブル式の比重選別機で選別すると、石膏と重量異物とを選別できる。

また好ましくは、廃石膏ボードの少なくとも一部が、石膏プラスター付き廃石膏ボードである。この発明は、石膏プラスター中の砂や砂利を石膏と分離するのに適しているので、石膏プラスター付き廃石膏ボードも処理できる。

好ましくは、第１の破砕ステップをせん断破砕機により行う。せん断破砕機を用いると、廃石膏ボードを容易に破砕できる。

好ましくは、前記分離ステップで得られた石膏をか焼し、半水石膏及び／又はIII型無水石膏とするか焼ステップと、
か焼ステップで得られた半水石膏及び／又はIII型無水石膏を水に溶解し、二水石膏粒子が析出したスラリーとする析出ステップと、
析出ステップで得られたスラリーから二水石膏粒子を分離する固液分離ステップ、とをさらに行い、二水石膏粒子を廃石膏ボードから回収する。

砂や砂利をか焼前に分離するので、これらがスラリーの送液ポンプのインペラー、撹拌羽根、配管、弁などを摩耗させることがない。

実施例での廃石膏の処理方法を示す図 実施例で用いたエアテーブル式の比重選別機の模式図

以下に本発明を実施するための実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。この発明の範囲は実施例により限定されるものではない。

図１，図２に実施例を示す。図１は、廃石膏ボードの処理工程を示す。受け入れた廃石膏ボード中には石膏プラスター付きのものが混入している。廃石膏ボードは石膏と紙を質量比で１０：１等の比で含み、石膏と紙は回収する価値があり、砂や砂利の混入量は不定である。受け入れた廃石膏ボードを、２軸のせん断型破砕機から成る１次破砕機２により破砕する。砂や砂利を含むボードでも、せん断破砕機を用いると、容易に破砕できる。１次破砕により廃石膏ボードは、砂や砂利などの重量異物と破砕された石膏とから成る粉粒体と、廃石膏ボードが塊状に破砕された塊状体（ボード片）とに分かれる。

１次破砕での破砕物を、振動篩等の篩４により、粉粒体と塊状体とに篩い分ける。篩い分けの目的は、石膏と重量異物の分離ではなく、粉粒体と塊状体の分離なので、乾式で容易に篩い分けができる。また篩の種類は任意である。篩４の目開きは、塊状体が篩下へ通過せず、かつ石膏粉による目詰まりが生じないように定める。例えば目開き６mmの篩では、石膏粉による目詰まりは生じず、かつ塊状体は篩下には見られなかった。目開きを２mmよりも小さくすると、石膏粉による目詰まりの可能性が増し、目開きを１０mmよりも大きくすると塊状体が篩下に混入する可能性が増す。これらのことから、目開きは例えば２mm以上１０mm以下とし、好ましくは４mm以上１０mm以下とし、最も好ましくは４mm以上８mm以下とする。

篩４を通過した成分（篩下成分）を、エアテーブル式の比重選別機１２に供給する。しかしここでは、篩４上に残った塊状体の処理を先に説明する。塊状体中に含まれる金具等の鉄を除くことが好ましいので、磁選機６により鉄を除く。次いで、２次破砕機８により１次破砕後の塊状体を２次破砕する。２次破砕機８には、ハンマー破砕機、ロール破砕機、ピンロール破砕機等が好ましく、２次破砕により塊状体は粉粒体に破砕され、石膏と紙及び重量異物の混合物となる。２次破砕による破砕物を、篩１０により、篩下の石膏及び重量異物と篩上の紙片とに分離する。紙片は石膏の粉粒体及び重量異物よりも平面視でのサイズが大きいので、篩１０により分離できる。篩１０の種類は任意で、振動篩などに限らず、ピンロール破砕機に附属のスクリーンなどでも良い。篩１０の目開きは篩４と同様に、２mm以上１０mm以下が好ましく、より好ましくは４mm以上１０mm以下とし、最も好ましくは４mm以上８mm以下とする。

篩１０を通過した石膏と重量異物の混合物を、篩４の篩下成分と共に、比重選別機１２に供給する。比重選別機１２の構造は図２に示す。多孔板、スクリーン等から成り、水平面から傾斜し、かつ風が通るデッキ（盤面）２８に、上記の混合物を載せる。送風機３０によりデッキ２８の下から上へ風を通し、石膏を揺動させる。また加振機３２によりデッキ２８を振動させる。加振する方向を図２の黒矢印で示し、デッキ２８上の混合物に、斜め上側への衝撃が加わるように加振する。比重が小さい石膏は、気流により揺動し、デッキ２８の振動の影響を余り受けず、デッキ２８の下側へ移動する。これに対して、重量異物は振動によりデッキ２８から跳ね上げられ、デッキ２８の上側へ移動する。また石膏の微粉は風に乗って上方へ移動し、図示しない集塵機により集塵する。このようにして石膏と砂や砂利等の重量異物を簡易に分離する。

このようなエアテーブル式の比重選別機は一般に市販されており、適宜のものを使用できる。例えば、ジェイテック株式会社製のT-10型やBX-110型等、MM Nagata Coal Tech株式会社製のNCTAT013、富士鋼業株式会社製のVS1500H型、原島電機工業製のMH-510シリーズやMH-310シリーズ、株式会社松岡エンジニアリング製のGSシリーズ、GSDシリーズ、原田産業株式会社製のSH型、SHB型等のエアテーブル式比重選別機が使用できる。

比重選別機１２で選別した石膏をか焼機１４で例えば１３０℃程度に加熱し、半水石膏及び/又はIII型無水石膏に変化させる。半水石膏及び/又はIII型無水石膏と石膏スラリーを混合槽１６で混合し、析出槽１８で二水石膏粒子を析出させる。混合槽１６と析出槽１８は一体でも別体でも良く、析出槽１８は１個の槽としても、複数段を直列に配置した槽としても良い。

析出槽１８から石膏スラリーを送液ポンプ２０で送液し、好ましくは篩２２により紙粉を篩い分けし、篩下のスラリーをフィルタープレス等の固液分離装置２４で処理する。固液分離装置２４では二水石膏粒体とろ液とに分離し、固液分離装置２４の種類は任意である。ろ液と析出槽１８のスラリーの一部に水を加えて、混合槽へ循環させる。

実施例では、一次破砕機２により廃石膏ボードを破砕し、篩４により、石膏と重量異物を含む粉粒体と、塊状体とに分離する。石膏と重量異物を分離するのではなく、粉粒体と塊状体とを分離するので、篩の目詰まり無しに分離できる。篩４上の塊状体を２次破砕し、篩１０により紙片の状態の紙を分離する。篩４の篩下成分と、篩１０の篩下成分を、エアテーブル式の比重選別機１２により選別する。廃石膏ボード由来の石膏粉粒体は比重が小さく、砂や砂利と比重が異なるため、気流とデッキ２８の振動により、これらを分離できる。

砂や砂利を除いた後の石膏を混合槽１６及び析出槽１８で処理すると、二水石膏粒子が析出する。砂や砂利を除いたので、これらの異物により送液ポンプ２０のインペラ、配管、弁、撹拌羽根等が摩耗することはない。そして固液分離装置２４により二水石膏粒子とろ液に分離し、ろ液を混合槽１６へ循環させる。

２ １次破砕機
４ 篩
６ 磁選機
８ ２次破砕機
１０ 篩
１２ エアテーブル式比重選別機
１４ か焼機
１６ 混合槽
１８ 析出槽
２０ 送液ポンプ
２２ 篩
２４ 固液分離装置
２８ デッキ
３０ 送風機
３２ 加振機

Claims (5)

1. 廃石膏ボードを破砕し破砕物とする第１の破砕ステップと、
   前記破砕物を、石膏と、石膏よりも高比重の異物とに分離する分離ステップを行う廃石膏ボードの処理方法であって、
   前記分離ステップではエアテーブル式の比重選別機を用い、前記異物を高比重成分、石膏を低比重成分として分離することを特徴とする廃石膏ボードの処理方法。
2. 前記第１の破砕ステップの後に、篩により破砕物を篩い分けする篩い分けステップと、
   当該篩い分けステップで篩を通過しなかった成分をさらに破砕する第２の破砕ステップと、
   第２の破砕ステップで得られた破砕物を篩い分けし紙を分離する、紙分離ステップを行い、
   第１の破砕ステップで得られた破砕物中の、篩い分けステップで篩を通過した成分と、紙分離ステップで紙を分離済みの成分を、前記分離ステップで処理することを特徴とする、請求項１に記載の廃石膏ボードの処理方法。
3. 廃石膏ボードの少なくとも一部が、石膏プラスター付き廃石膏ボードであることを特徴とする、請求項１または２に記載の廃石膏ボードの処理方法。
4. 前記第１の破砕ステップをせん断破砕機により行うことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の廃石膏ボードの処理方法。
5. 前記分離ステップで得られた石膏をか焼し、半水石膏及び／又はIII型無水石膏とするか焼ステップと、
   か焼ステップで得られた半水石膏及び／又はIII型無水石膏を水に溶解し、二水石膏粒子が析出したスラリーとする析出ステップと、
   析出ステップで得られたスラリーから二水石膏粒子を分離する固液分離ステップ、とをさらに行うことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の廃石膏ボードの処理方法。

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