JP4060980B2

JP4060980B2 - 繊維強化セメント板の製造方法

Info

Publication number: JP4060980B2
Application number: JP8284999A
Authority: JP
Inventors: 耕平太田; 博文上田; 仙次堀越; 之典山崎
Original assignee: A&A Material Corp
Current assignee: A&A Material Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000271561A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスベストを含有した繊維強化セメント板の廃材から得られたアスベストを含む固形物を原料の一部に再利用した繊維強化セメント板の製造方法と、該方法によって製造された繊維強化セメント板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建て替え需要の増大に伴って、多量の建築混合廃棄物が発生し、その中にアスベストを含む廃材も含まれている。含アスベスト繊維強化セメント板はそのままの状態で、含アスベスト吹き付け材はセメント等で固化し、その大部分は埋立地に廃棄されている。しかし、環境問題上、埋立地が不足し、建築廃材の有効利用が急務となっている。
一方、工場の製造工程で発生する切断屑などは、原料に戻すなど再利用されてはいるが、その発生量は建築廃材に比べ非常に少ない。
含アスベスト廃材は再資源化が困難な物とされ、その有効利用方法が確立されていない。その理由は、アスベストは有害物であるため、それをそのまま再利用した製品はアスベスト混入品となり、ノンアスベスト化の時代に逆行することと、含アスベスト廃材からアスベストを回収する方法が非常に難しく、また、回収したアスベストを無害化する工業的な方法が確立されていないこと等にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、建築混合廃棄物から選別回収したアスベスト含有繊維強化セメント板を主な対象とするが、その他のアスベストを含有する繊維強化板にも適用できる。
本発明は、アスベスト（石綿）を含有した繊維強化セメント板（以下、アスベストセメント板ともいう）から得られたアスベストを含む固形物を無害化し、これを原料の一部として再利用した繊維強化セメント板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の方法は、アスベストセメント板の廃棄物を粗砕または粗断した後、水を加えて湿式微粉砕し、そのスラリーを１．１８〜０．０９０ｍｍのメッシュを張った回転メッシュ式フルイにかけて、アスベストを６０重量％〜１００重量％回収したメッシュ上の固形分（本明細書において、これをメッシュ上固形分という）とメッシュを通過したスラリー（本明細書において、これをメッシュ通過スラリーという）に分離する。
分離回収したアスベストを主体とするメッシュ上固形分は、７００℃〜１０００℃の温度で焼成し、アスベストを無害化する。
次いで、無害化したメッシュ上固形分（以下、無害化メッシュ上固形分という）メッシュ通過固形分を、繊維強化セメント板の原料の一部として、例えば５〜５０重量％配合して再利用し、丸網式、長網式、フローオン等の抄造機で抄造成形して、アスベスト含有量が０または１重量％以下の繊維強化セメント板を得る。
【０００５】
本発明では、まず、廃棄物からアスベストセメント板を選別回収し、これを鬼歯クラッシャー、インパクトクラッシャー等の粗砕機で粗砕する。粗砕する大きさは、次工程の湿式微粉砕を効率良くするために３０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以下である。粗砕したものをロッドミル、ボールミル、振動ミル等で湿式微粉砕する。湿式微粉砕は、粗砕物に、例えば５〜１５倍の水を加えて行われる。
アスベストセメント板を乾式で微粉砕すると塵埃が洩れ、塵埃中にはアスベストが含まれる可能性が高く、環境上好ましくない。
本発明では、湿式微粉砕を行ない、それによってアスベストの飛散を防止する。
【０００６】
湿式微粉砕して得られたスラリーは１．１８〜０．０９０ｍｍのメッシュを張った回転メッシュ式フルイにかけ、アスベスト繊維束を多く含んだメッシュ上固形分と、アスベストを少なく含むか又はほとんど含まないメッシュ通過スラリーに分離する。メッシュ上固形分は、アスベストを６０重量％〜１００重量％を含む。６０重量％以下では再利用の効率が良くない。アスベスト繊維束を多く含む固形分はメッシュの上に残り、これを付設のフェルトに移載し、付設のメーキンクロールに巻き取って板状で回収する。アスベスト繊維束の回収率からみてメッシュの目開きは１．１８〜０．０９０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．６ｍｍ以下である。
例えば、メッシュ０．６ｍｍを通過したアスベストをほとんど含まないメッシュ通過スラリーは、攪拌羽根の付いたタンクに回収し、水と固形分が分離しないようにスラリー状態で攪拌し貯蔵する。また、水と固形分とを分別し、固形分として貯蔵することもできる。
上記湿式分離にあたって回転メッシュ式フルイを用いると、後述するように複数基のフルイを用いてアスベストの回収効率をあげることができる。
【０００７】
回転メッシュ式フルイを備えた分離用のバット（分離槽）は１基とは限らず、同じ孔径のメッシュ（例えば、１．１８〜０．０９０ｍｍのうちの同孔径メッシュ）あるいは、メッシュの孔径を変えて（例えば、１．１８〜０．０９０ｍｍのうちの異孔径メッシュを組合せて）数基配備し、アスベストの回収を効率よくするか、あるいはアスベストの全量を回収することができる。
例えばメッシュ０．６ｍｍを通過しないアスベスト繊維束を多く含むメッシュ上固形分は板状で回収し、板状のまま、あるいは適当な大きさに切って、７００〜１０００℃に設定した焼成窯に入れ、焼成する。それによって、固形分中のアスベストは分解し、フォレステライト（Ｍｇ₂ＳｉＯ₄）を主体とした無害成分になる。７００℃以下ではアスベストが分解しないか、あるいは分解するのに長時間を要する。７００℃〜１０００℃の温度が望ましいが、省エネルギーの観点から７００〜８００℃がより好ましい。
【０００８】
焼成窯としては通常のセメント焼成に用いられる回転窯のように動的に直下火で焼成する装置よりも、トンネル窯のように静的に焼成する装置、あるいは、外熱による間接焼成窯が望ましい。これは供給物が動的に回転等を与えられて解砕され、発生した粉塵が排ガスに高濃度含まれ、集塵してもアスベスト粉塵が外部に洩れるおそれがあり、環境上好ましくないからである。
ここで得られた焼成物はアスベストが完全に分解したフォレステライト（Ｍｇ₂ＳｉＯ₄）を主体とし、人体に対し無害な成分になる。
【０００９】
本発明による廃棄物を使用した繊維強化セメント板は、上記アスベストを主体としたメッシュ上固形分を焼成して無害化したものを、無機硬化材および混和材に内割りで５〜５０重量％配合し、通常の抄造法で成形する。成形体は無害化したアスベストを除いてアスベストの含有量が内割りで０または１重量％以下である。以下に示す重量％は、すべて内割り％をいう。
そのさい無機硬化材を主成分とし、混和材として繊維、軽量化材を用い、混和剤として例えば凝集剤、消泡剤を配合して、通常の抄造法で抄造成形する。繊維強化セメント板の特性として比重が０．６〜２．０、曲げ強度が１〜５０Ｎ／ｍｍ²程度になるよう、要求性能に合わせて、原料配合および製造条件（例えば、プレス圧等）を調整する。
【００１０】
無機硬化材としては、ポルトランドセメント、混合セメント、石膏類、その他ケイカル反応物としての珪酸質原料、石灰質原料などを使用することができる。
繊維としては、適当な長さのパルプ等の天然繊維、ガラス繊維、ガラスウール、ロックウール、セラミックスウール、炭素繊維等の無機質繊維、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエチレンおよびアクリル等の合成繊維等を用いることができる。これらの繊維は、抄造性、生板含水率および製品の性状に応じて適宜選択し、単独あるいは複数組み合わせて使用する。その使用量は２〜３０重量％である。
【００１１】
軽量化材としては、珪藻土、無機発泡体、石灰−シリカ系の水熱合成物の１種または２種以上の使用が可能である。その使用量は２〜２０重量％である。
【００１２】
前記メッシュ上固形分を焼成して無害化したものを、５〜５０重量％配合する。リサイクルの目的からみて、５重量％以下では、意味がうすい。５０重量％以上配合すると曲げ強度が低下するので好ましくない。必要に応じて別の充填材、例えば、炭カル、無水石膏、二水石膏、ワラストナイト、タルク、スラグ、フライアッシュ、マイカ等も併用して使用することができる。この場合でも、その使用量は総量で５０重量％以下である。
本発明における廃棄物使用繊維強化セメント板の抄造成形は、以下の工程によって行われる。無機硬化材、繊維、軽量化材、充填材（前述の廃棄物処理材を含む）、および混和剤例えば凝集剤、消泡剤を所定の混合比で混合し、この混合物に３〜１５倍量の水を加え、パルパーで攪拌してスラリーとし、さらにチェストによってスラリーの均質化を行った後、スラリーを丸網式、長網式あるいはフローオン等の抄造機によって抄造し、薄いフィルムをメーキングロールによって巻き取り、グリーンシートを製造する。板厚は４〜２０ｍｍ程度に調整する。メーキングロールを使用しないで、所定の厚みに抄き上げる場合もある。
【００１３】
抄造したグリーンシートに面プレスを行う。面プレスは、グリーンシートの両面を平滑な磨き鉄板で挟み込んで、加圧および保持する。その保持圧力は０．５〜２５Ｎ／ｃｍ²である。
グリーンシートは加圧整板後に３０〜８０℃の温度で、１〜１０時間蒸気養生を行う。その後、常温で１〜２週間自然養生を行う。また、必要に応じて蒸気養生に代えて、オートクレーブ養成により水熱合成を行う。オートクレーブ養生は１６０〜１８０℃程度で、５〜１５時間あるいはそれ以上の時間行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例および比較例により詳細に説明するが、本発明がこれらに制限されるものではない。
［実施例１］
この実施例は、アスベスト廃棄物からアスベストの分離に関する。
アスベストセメント波板、アスベストスレートボード、アスベスト珪酸カルシウム板の各廃材をインペラーブレーカーで１０ｍｍ以下に粗砕し、その粗砕物を径５００ｍｍ×幅６００ｍｍ、容積約１００ｍＬのロッドミルで１０分間湿式微粉砕した。粗砕物と水の割合は１対１０とした。得られたスラリーを、１．１８ｍｍ、０．６ｍｍ、および０．２５ｍｍのフィルターメッシュを張ったシリンダー（径４００ｍｍ×幅３００ｍｍ）をもつ回転メッシュ式フルイで分離した。
メッシュ上に分離されたものを板状のまま回収した。回収物はアスベストを主体とした固形分であった。このメッシュ上固形分を１０５℃で２４時間乾燥し、性状試験に供した。アスベストの定量は粉末Ｘ線回折により、検量線法で行った。
試験結果を表１に示す。表１中の「廃材の種類」の欄には、上記アスベストセメント波板（以下、波板という）、アスベストスレートボード（以下、スレートボードという）および珪酸カルシウム板をそれぞれ原料とするスラリーを示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
［実施例２］
この実施例は、回収されたアスベストの無害化に関する。
アスベストスレートボード廃材のスラリーを０．６ｍｍメッシュで分離回収し、アスベストを主体としたメッシュ上固形分を、径２００ｍｍ×長さ２００ｍの外熱キルンで、燃料としてＬＰＧを使用して、６００℃、７００℃、８００℃の各温度で焼成処理した。図１に各温度で焼成した後の粉末のＸ線回折図を示す。７００℃を越える温度で焼成処理することによってアスベストは分解し、フォレステライト（Ｍｇ₂ＳｉＯ₄）を主体とする無害成分となる。
【００１７】
［実施例３〜５、および比較例１〜２］
実施例３〜５、および比較例１〜２は珪石粉末、生石灰を含まない繊維強化セメント板（スレートボードという）の例であり、その原料配合および製造条件を表２に示す。製造は、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍの型枠を備えたろ過式簡易モルタル成形機に、各配合の所定量の原料スラリーを入れ、所定の昇圧スピード（プレス保持圧迄の到達時間）、所定の保持圧力にて面プレスを実施し、厚さ６ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍのグリーンシートを得た。その後、６０℃×３時間の蒸気養生を行い、更に、常温で約２週間の自然養生した後、乾燥して試験を行った。試験結果を表４に示す。
【００１８】
【表２】

【００１９】
［実施例６〜８、および比較例３〜４］
実施例６〜８、および比較例３〜４は、珪石粉末、生石灰を含む繊維強化セメント板（珪酸カルシウム板という）の例であり、その原料配合および製造条件を表３に示す。製造は、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍの型枠を備えたろ過式簡易モルタル成形機に、各配合の所定量の原料スラリーを入れ、所定の昇圧スピード、所定の保持圧力にて面プレスを実施し、厚さ６ｍｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍのグリーンシートを得た。その後、１７５℃×９時間のオートクレーブ養生を行い、その後、乾燥して、試験を行った。試験結果を表５に示す。
【００２０】
【表３】

【００２１】
【表４】

上表のように、０．６ｍｍメッシュ上固形分８００℃焼成物を３０〜５０重量％配合したスレートボードがＪＩＳ規格に適合する。
【００２２】
【表５】

上表のように、０．６ｍｍメッシュ上固形分８００℃焼成物を３０〜５０重量％配合した珪酸カルシウム板が、ＪＩＳ規格に適合する。
【００２３】
上記各実施例および比較例における使用原料および各数値の単位等の概要を次に示す。
セメント：普通ポルトランドセメント、プレーン値３３００ｃｍ²／ｇ
粉末珪石：秩父鉱業社製品、純度95.0重量％、プレーン値３６００ｃｍ²／ｇ
生石灰：奥多摩工業社製品、純度95.5重量％、粒度１５０μｍ通過90.0％
水熱合成スラリー：生石灰質／珪酸質比＝0.90、固形物／水比＝0.10
プレス圧：Ｎ／ｃｍ²
昇圧時間：プレス保持圧迄の到達時間（５分）、圧力保持時間：４分間
比重：ＪＩＳＡ５４３０にて測定
曲げ強度：ＪＩＳＡ５４３０にて測定、（Ｎ／ｍｍ²）
長さ変化率：ＪＩＳＡ５４３０にて測定、（％）
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、アスベスト繊維強化セメント板の廃材を湿式微粉砕し、得られたスラリーを１．１８〜０．０９０ｍｍメッシュの回転メッシュ式フルイにかけて、アスベスト主体の固形物とそれ以外のメッシュ通過スラリーとに分離し、分離したアスベスト主体の固形物を７００〜８００℃で焼成することで、フォルステライト主体の人体に無害な成分に変換し、焼成処理後のアスベスト主体の固形物を繊維強化セメント板の原料として使用できる。
これら廃材を再利用して製造した繊維強化セメント板は、アスベストの含有量が０または１重量％以下で、その性状はＪＩＳ規格を十分満足し、建材としての必要特性を十分に備えた、繊維強化セメント板になる。
本発明によれば、さらに、
（１）これまで単に埋め立て処分されていた含アスベスト製品（アスベスト繊維強化セメント板を含む）が有効利用できることで、省資源化および環境対策に貢献できる。
（２）廃棄物を多量に再利用することができ、資源の有効活用ができる。
（３）リサイクルして製造した板は、曲げ強度、長さ変化率等の諸物性でＪＩＳ規格を十分満足し、建材として有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、アスベストを主体として固形分を、異なる温度で焼成した後の粉末のＸ線回折図を示す。

Claims

アスベストを含有する繊維強化セメント板の廃棄物を、粗砕または粗断したのち、これに水を加えて湿式微粉砕し、得られたスラリーを１．１８〜０．０９０ｍｍのメッシュを張った回転メッシュ式フルイにかけ、湿式分離法でアスベストを６０重量％〜１００重量％回収したメッシュ上固形分と、メッシュ通過スラリーとに分離し、分離した前記メッシュ上固形分を７００℃〜１０００℃で焼成して無害化し、この無害化したメッシュ上固部分を繊維強化セメント板製造の原料として、無機硬化材および混和材に内割りで５〜５０重量％配合し、得られる繊維強化セメント板のアスベスト含有量を内割りで０または１重量％以下にすることを特徴とする繊維強化セメント板の製造方法。
湿式微粉砕がロッドミル、ボールミル、振動ミルの何れかで行なわれることを特徴とする請求項１記載の繊維強化セメント板の製造方法。