JP4095660B2 - 繊維状被処理物の固化剤又は固定化処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、繊維状被処理物の固化剤又は固定化処理方法に関するものである。
繊維状のアスベスト（石綿）や金属などは、建設資材として多用されている。特に、アスベストは、耐久性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性などの特性に優れるとともに安価であることから幅広い用途で使用されている。
ところが、建設資材として多用された繊維体が飛散して人体内に吸引されると、健康を害するおそれがあることから、使用を禁止する対策が講じられている。
しかしながら、既に建設資材として多用されていることから、今後の使用を禁止するだけでなく、既設の繊維体の飛散を防止する必要があり、そのために、既設の繊維体の固定化技術が必要となる。
この繊維体の固定化技術は、既設の繊維体を継続して使用するために必要となるだけでなく、既設の繊維体を除去する際に繊維体の飛散を防止するためにも必要となる技術である。
そこで、請求項１に係る本発明では、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物（但し、Ｓｘ（ｘ＝６〜１２））の水溶液を主成分とするアスベストを代表とする繊維状の天然鉱物や金属繊維である繊維状被処理物の固化剤を提供するものである。
また、請求項２に係る本発明では、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物（但し、Ｓｘ（ｘ＝６〜１２））の水溶液を主成分とする固化剤を、金属構造物の表面に付着したアスベストを代表とする繊維状の天然鉱物や金属繊維である繊維状被処理物に対して、内部の金属構造物の表面に至る量を塗布し又は含浸させ、金属構造物の表面に付着した繊維状被処理物を固定化するとともに、金属構造物の表面を酸化金属から硫化金属に変質させることを特徴とする繊維状被処理物の固定化処理方法を提供するものである。
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項２に係る本発明において、前記固化剤を繊維状被処理物に塗布し又は含浸させた後に自然乾燥又は強制乾燥によって硫黄を結晶化させ、針状に成長した結晶体に上塗りを施すことを特徴とする繊維状被処理物の固定化処理方法を提供するものである。
本発明に係る繊維状被処理物の固化剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液を主成分とするものである。
また、本発明に係る繊維状被処理物の固化剤は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物の水溶液を主成分とするものである。
また、本発明に係る繊維状被処理物の固化剤は、上記いずれか一方又は混合液に水酸化金属の水溶液又は水酸化金属の微粒子を含有する水溶液を添加したものである。
ここで、繊維状被処理物とは、アスベストを代表とする繊維状の天然鉱物や金属繊維などを指す。
また、１類の金属体は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）のいずれかを指し、２類の金属体は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）のいずれかを指し、その他のアルカリ金属体は、消石灰や生石灰やこれらの混合物などの単体又は加水や加熱などによってアルカリ金属化する物質を指し、硫化水溶液とは、硫化リチウム（Li2S）、硫化ナトリウム（Na2S）、硫化カリウム（K2S）、硫化ルビジウム（Rb2S）、硫化セシウム（Cs2S）、硫化フランシウム（Fr2S）、硫化ベリリウム（BeS）、硫化マグネシウム（MgS）、硫化カルシウム（CaS）、硫化ストロンチウム（SrS）、硫化バリウム（BaS）、硫化ラジウム（RaS）の水溶液を指し、多硫化物の水溶液とは、硫化リチウム（Li2SX）、硫化ナトリウム（Na2SX）、硫化カリウム（K2SX）、硫化ルビジウム（Rb2SX）、硫化セシウム（Cs2SX）、硫化フランシウム（Fr2SX）、硫化ベリリウム（BeSX）、硫化マグネシウム（MgSX）、硫化カルシウム（CaSX）、硫化ストロンチウム（SrSX）、硫化バリウム（BaSX）、硫化ラジウム（RaSX）のｘ＝６〜12の水溶液を指し、水酸化金属とは、水酸化リチウム（Li2OH）、水酸化ナトリウム（Na2OH）、水酸化カリウム（K2OH）、水酸化ルビジウム（Rb2OH）、水酸化セシウム（Cs2OH）、水酸化フランシウム（Fr2OH）、水酸化ベリリウム（BeOH）、水酸化マグネシウム（MgOH）、水酸化カルシウム（CaOH）、水酸化ストロンチウム（SrOH）、水酸化バリウム（BaOH）、水酸化ラジウム（RaOH）を指す。
また、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物と硫黄とをイオン結合させた硫化水溶液や、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物の水溶液や、水酸化金属の水溶液又は水酸化金属の微粒子を含有する水溶液は、公知の化学反応を用いて生成することができる。
特に、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を安定かつ安全に生成する方法としては、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを密閉容器内で蒸気の排出をすることなく98℃〜345℃の高圧下で撹拌混合しながら反応させることによって生成する方法がある。
たとえば、水酸化カルシウムと硫黄とを用いた場合には、消石灰と硫黄と水とを混合することによって生成でき、このとき、
Ca(OH)2→Ca++＋２OH--
Ca++＋S→CaS
の反応が起こる。
このCaSは、
２CaS＋４OH--→H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca＋O2
となる。
Ca(OH)2→Ca++＋２OH--
Ca++＋S→CaS
の反応が起こる。
このCaSは、
２CaS＋４OH--→H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca＋O2
となる。
ここで、従来の製法では、一部の硫化水素及び酸素が蒸気として大気に開放されていたが、本発明では、この反応を密閉容器内で行わせることで蒸気の排出をしないようにしている。
そのため、上記反応が正確に進んで、
H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
また、CaSは、
２CaS＋２H2O→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
２CaS＋２H2O→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
さらに、CaSは、
CaS＋（ｘ−１）S→CaSx
となって、CaSx（ｘ＝６）が安定して生成される。
CaS＋（ｘ−１）S→CaSx
となって、CaSx（ｘ＝６）が安定して生成される。
これは、水酸化カルシウムを用いた場合に限られず、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を用いた場合でも、Sx（ｘ＝６）を含有する処理剤を安定して生成できる。
特に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを硫黄の粒子表面に付着したカリウム、マグネシウム、カルシウム、又はナトリウムを破砕し剥離させるように撹拌混合しながら反応させることによって多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６））を主成分とする処理剤をより安定して生成することができる。
また、硫黄の溶解温度以上の温度で反応を行わせた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。
また、硫黄と熱水との混合液に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を所定量連続的に混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８〜１０））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−２０℃〜０℃）で消石灰を混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を主成分とし、被処理物を固化することができるミルク状の固化剤を含んだ処理剤を安定して生成することができる。
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−３０℃〜−２５℃）でカルシウムを混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。
また、予め１００μ以下（好ましくは、５０μ以下）に粉砕した硫黄と、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を粉体又はシルト状態で用いた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝１０〜１２））を主成分とする処理剤を安定して生成することができる。
また、固化剤は、廃棄物であるアルカリ灰を原料として生成することもできる。たとえば、アルカリ灰としてフライアッシュ（炭種;マッセルブルグ50％、ドレイトン50％の混焼により発生したもので、アルカリ度ＰＨ13.5）を用い、フライアッシュ20重量部、硫黄20重量部、水100重量部の配合比とし、まず、フライアッシュ20重量部と水100重量部を反応缶に入れ、上蓋を閉じ、混合機を作動させて10分程度混合する。
次に、安全弁を設定し上限反応圧力として排気圧を約10kg/cm2にセットし炉体冷却排水バルブ及び冷却バルブを開放するとともに冷却水入口バルブを開放して通水する。
次に、反応中の蒸発を抑えるために、エアーコンプレッサーによる加圧によって2.5kg/cm2程度の予圧をかける。
次に、バーナに点火して、圧力計と温度計とを確認し、混合しながら昇温する。この時に、圧力は10kg/cm2以下とし、温度計の表示が110℃に達してから、約30分間混合反応させる。
次に、バーナを停止し、圧力計が下降するまで放置し、安定したら排気弁により最終残圧を完全に排出し、大気圧と同化させる。
次に、混合機を停止させ、排出バルブを開放して、沈澱物及び液体を排出して、これらを回収する。
次に、回収物を冷却し、沈澱分離し薬液と沈澱物を得る。ここでは、薬液130重量部と沈澱物20重量部を得ることができた。
また、回収された薬液は、多硫化カルシウムを含有しており、液比重が1.2g/ccで黄緑色のpH10の液体であった。
また、原料とし焼却場飛灰ＰＨ13.5を用いたところ、多硫化カルシウムを含有した液比重が1.15g/ccの茶色のpH11の液体を得た。
このようにして生成した液体、さらには沈殿物の水溶液を固化剤として用いることができる。
そして、上記の固化剤は、繊維状被処理物の表面に塗布したり、繊維状被処理物を含浸させたりすることによって、繊維状被処理物の内部に浸透し、繊維状被処理物の固定化を行うことができる。たとえば、アスベストを使用した天井に塗布したところ、塗布前の室内での石綿濃度が132本／Lであったのが1.1本／Lに減少することが観察された。
特に、柱や梁などの金属構造物の表面に付着した繊維状被処理物に対して、内部の金属構造物の表面に至る量の固化剤を塗布し又は含浸させた場合には、金属構造物の表面を酸化金属から硫化金属に変質させることができ、これにより金属構造物の防錆効果を得ることができる。
また、固化剤に界面活性剤を添加した後に被処理物に塗布し又は含浸させることによって、固定化処理時の固化剤の浸透性能を向上させることができる。
また、固化剤に水分を添加して比重を調整した後に被処理物に塗布し又は含浸させることによって、固化剤の浸透性や強度を調節することができる。たとえば、上記の多硫化カルシウムを含有した薬液の場合に、アスベストの固定化後に除去する施工においては、強度よりも浸透性を重視して1.05g/cc〜1.1g/ccに調整し、通常の固定化処理においては、1.1g/cc〜1.2g/ccに調整し、劣化の激しいアスベストの固定化処理においては、強度を重視して1.2g/cc〜1.35g/ccに調整する。
また、水酸化金属の水溶液又は水酸化金属の微粒子を含有する水溶液は、固化剤に添加した後に被処理物に塗布し又は含浸させてもよく、水酸化金属の水溶液又は水酸化金属の微粒子を含有する水溶液と固化剤とを同時に被処理物に吹き付けることによって固化剤に添加しながら被処理物に塗布し又は含浸させるようにしてもよい。
また、固化剤に糊剤を添加した後又は添加しながら被処理物に塗布し又は含浸させることによって、固化剤の付着性能を向上させることができる。
また、固化剤を被処理物に塗布し又は含浸させた後に自然乾燥又は強制乾燥によって硫黄を結晶化させて被処理物の固定化を行うようにしてもよい。
この場合には、繊維状被処理物の内部及び表面に硫黄の結晶体が針状に成長し、強度を向上させることができる。
また、繊維状被処理物の表面に形成された固化剤の膜に乾燥によって線状の隙間が形成されても、この隙間から硫黄の結晶体が針状に成長し、隙間を閉塞することができ、これによっても強度を向上させることができる。さらに、塗料などで上塗りして針状の結晶体を潰すことによって隙間を完全に閉塞することができる。
本発明に係る繊維状被処理物の固化剤又は固定化処理方法は、繊維状被処理物を固定化した後に継続して使用する目的で塗布し又は含浸させることができるとともに、繊維状被処理物を固定化した後に剥離する目的で使用することもでき、この場合にも、剥離作業時に繊維状被処理物が飛散するのを防止することができる。
Claims (3)
- １類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物（但し、Ｓｘ（ｘ＝６〜１２））の水溶液を主成分とするアスベストを代表とする繊維状の天然鉱物や金属繊維である繊維状被処理物の固化剤。
- １類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物の多硫化物（但し、Ｓｘ（ｘ＝６〜１２））の水溶液を主成分とする固化剤を、金属構造物の表面に付着したアスベストを代表とする繊維状の天然鉱物や金属繊維である繊維状被処理物に対して、内部の金属構造物の表面に至る量を塗布し又は含浸させ、金属構造物の表面に付着した繊維状被処理物を固定化するとともに、金属構造物の表面を酸化金属から硫化金属に変質させることを特徴とする繊維状被処理物の固定化処理方法。
- 前記固化剤を繊維状被処理物に塗布し又は含浸させた後に自然乾燥又は強制乾燥によって硫黄を結晶化させ、針状に成長した結晶体に上塗りを施すことを特徴とする請求項２に記載の繊維状被処理物の固定化処理方法。
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