JP4602951B2 - アスベスト含有廃材の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、アスベスト含有廃材の処理方法に関するもので、詳しくは、アスベスト含有物廃材を安全に、かつ確実に無害化処理するアスベスト含有廃材の処理方法に関するものである。

アスベスト（石綿）は、天然の鉱物繊維で、種類としては蛇紋岩系のクリソタイル〔白石綿、Ｍｇ₆Ｓｉ₄Ｏ₁₀（ＯＨ）₈〕や角閃石系のアモサイト〔茶石綿、（Ｆｅ、Ｍｇ）₇Ｓｉ₈Ｏ₂₂（ＯＨ）₂〕などがある。
これらのアスベストは、耐熱性、耐薬品性、絶縁性などの諸特性に優れているため、建設資材、電気製品、自動車および家庭用品などの分野で幅広く利用されていた。

しかし、近年、周知のように人体への毒性が指摘されている。すなわち、アスベストは、太さが人間の髪の毛の１／５０００という非常に微細な繊維状物質であり、アスベストの粉塵を人が吸い込むと、いわゆる「ミクロの針」が肺細胞に刺さる。このような事態が続くことにより、石綿肺、肺癌、悪性中皮腫などの重大な疾病が引き起こされる。
そこで、現在では、アスベストの使用が完全に禁止されていることは勿論、過去において使用されたアスベストを無公害的に取り除き、無害化処理することが国を挙げての大きな懸案となっている。

アスベスト建材などのアスベスト含有廃材の無害化方法としては、例えば、特許文献１乃至３などに記載されているように、焼成炉などを用いてアスベスト含有廃材を溶融し、針状繊維で無くすることが提案されている。

特開平８−１４１５３７号公報 特開平８−１８７４８２号公報 特開平９−２０６７２６号公報

しかしながら、上記特許文献１乃至３などに記載されたアスベスト含有廃材の無害化方法においては、その無害化処理に際して、焼成温度の低減等を目的として、都市ゴミ焼却灰、ガラス粉、粘土などの特定物質をアスベスト含有廃材に混合することとしており、その混合処理などの際に、実施の形態によってはアスベスト含有粉塵が飛散し、作業員などの安全が十分確保されない場合があった。
また、焼成炉における熱処理に際し、アスベストが無害化される温度域に達するまで時間がかかるため、その間に無害化されていないアスベストが飛散する可能性があり、また、アスベスト含有廃材が粉塵飛散防止等の目的で多量の水分を含んでいる場合は、熱処理によって多量の水蒸気が発生し、熱処理が困難となると共に、該水蒸気に紛れて十分に熱処理を受けないまま無害化していないアスベストが炉外に排出される危険性もあった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑みなされたものであって、その目的は、アスベスト含有廃材中に含まれるアスベストを、安全に、かつ確実に無害化できる処理方法を提案することにある。

上記した目的を達成するため、本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法は、粉塵の飛散防止処理が施されたアスベスト含有廃材を破砕し、該破砕物と液状の油とを混合し、該混合物を焼成炉に投入して無害化するアスベスト含有廃材の処理方法とした。

ここで、上記本発明において、上記アスベスト含有廃材が、石綿スレート、石綿セメント板などの非飛散性アスベスト含有製品の廃棄物であること、また、上記粉塵の飛散防止処理が、アスベスト含有廃材を液状の油が入れられた油槽に浸漬する、或いはアスベスト含有廃材に液状の油を噴霧することにより行われることは、いずれも好ましい実施の形態である。
また、上記アスベスト含有廃材を、平均粒径５ｍｍ以下に破砕すること、上記アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物の粘度（２５℃）を、１００００ｃｐｓ以下とすること、更には、上記焼成炉が、セメント焼成用のロータリーキルンであることは、いずれも好ましい実施の形態である。

上記した本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法によれば、粉塵の飛散防止処理が施されたアスベスト含有廃材を破砕することとしたため、破砕に際してアスベスト含有粉塵が飛散する憂いがなく、また、該アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油とを混合することとしたため、液状の油が混合時におけるアスベスト含有粉塵の飛散を効果的に防止する役割を果たし、混合時におけるアスベスト含有粉塵の飛散の憂いもない。そのため、これらの作業に従事する作業員などの安全が確保されると共に、得られる混合物は、破砕物と液状の油との混合物であるため、人手には直接触れないポンプ圧送等の搬送が可能となり、また、その後の処理工程でもアスベスト含有粉塵の飛散が生じ難いものとなるため、安全に取り扱うことができる。

また、本発明によれば、アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物を焼成炉に投入して無害化することとしたため、焼成炉内において該混合物中の液状の油が燃焼し、その燃焼エネルギーは混合物中のアスベスト含有廃材の破砕物を直接的かつ効率的に加熱するため、アスベスト含有廃材中のアスベストは短時間に無害なフォルステライト或いはエンスタタイトに変性し、アスベストは確実に無害化される。

以下、上記した本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法の実施の形態を、詳細に説明する。

本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法は、粉塵の飛散防止処理が施されたアスベスト含有廃材を破砕し、該破砕物と液状の油とを混合し、該混合物を焼成炉に投入して無害化するものである。

上記本発明において言うアスベスト含有廃材としては、建築物への吹き付け用アスベスト材、アスベストを強度改善の目的で所定量添加した石綿スレート、石綿セメント板、屋根瓦、樹脂製水道管、自動車のブレーキパイプ、アセチレンボンベのマトリックス、更には、アスベストを断熱性、絶縁性の付与の目的で含有したガスケット、シーリング材などのアスベスト含有製品の廃棄物が挙げられるが、中でも、今後大量の発生が見込まれる石綿スレート、石綿セメント板などの非飛散性アスベスト含有製品の廃棄物の処理に、本発明は好適に用いられる。

上記アスベスト含有廃材の粉塵の飛散防止処理は、建築物に吹き付けられたアスベスト材、或いは建築物に取り付けられた石綿スレート、石綿セメント板などである場合には、その解体時におけるポリマーエマルジョン、各種ラテックスなどの飛散防止剤の吹き付け処理が成されていればそれでもよいが、該飛散防止剤が乾いてしまい、再飛散が懸念される場合、また、特に石綿スレート、石綿セメント板などの非飛散性アスベスト含有製品にあっては、解体時においては飛散防止剤の吹き付け処理が成されずに解体される場合もあることから、破砕の直前において、アスベスト含有廃材に対してあらためて粉塵の飛散防止処理を施すことが好ましい。

上記粉塵の飛散防止処理の方法としては、アスベスト含有廃材を液状の油が入れられた油槽に浸漬する、或いはアスベスト含有廃材に液状の油を噴霧することにより行われることが好ましい。これは、液状の油は、何らアスベスト含有廃材の破砕に支障を与えることなく、有効に破砕時におけるアスベスト含有粉塵の飛散を防止することができると共に、本発明は、アスベスト含有廃材の破砕後に、該破砕物と液状の油とを混合することを必須としており、該混合工程においても、飛散防止剤として用いた液状の油が混合に支障を与えることはなく、むしろこの混合工程において有効に利用されることとなるために好ましい。また、飛散防止剤として液状の油を使用することは、アスベスト含有廃材の含水率を上げないため、焼成時における水蒸気の発生も少なく、効率的なアスベストの熱処理が可能となるために好ましい。なお、この液状の油については、後にその好ましいものについて詳述する。

粉塵の飛散防止処理が施されたアスベスト含有廃材は、破砕機によって適度な粒径に破砕される。破砕機としては、ロールクラッシャ、ジョークラッシャ、コーンクラッシャ、インパクトクラッシャ、ハンマークラッシャ、ロッドミル、ボールミルなどを挙げることができ、これらの装置を単独で用いてもよく、また多段に構成し、先ず、例えばジョークラッシャでアスベスト含有廃材を粗砕した後、ボールミルで目標粒径まで微砕する構成としてもよい。
アスベスト含有廃材の目標破砕粒径は、平均粒径で５ｍｍ以下、更には平均粒径で３ｍｍ以下が好ましい。これは、この程度までアスベスト含有廃材を破砕すれば、ポンプ圧送が可能となり、その取扱いが容易なものとなる。また、後の液状の油との混合操作も良好に行え、さらに、セメント焼成用のロータリーキルンで、アスベスト含有廃材を容易に無害化できるるために好ましい。

続いて、適度な粒径に破砕されたアスベスト含有廃材は、混合機によって液状の油と混合される。混合される液状の油としては、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、廃潤滑油、重油スラッジ、植物油、廃塗料、原油スラッジなどが挙げられるが、中でも、Ｂ重油、廃潤滑油などは、適度な粘性と高い引火点を有するため、混合したアスベスト含有廃材の破砕物の沈降分離防止、また混合時の安全確保の観点などから好ましい。なお、上記に挙げた液状の油は、先の粉塵の飛散防止処理に用いる液状の油としても好適に使用することができ、中でもＢ重油は、適度な粘性を有するために粉塵の飛散防止処理に特に好適に用いることができる。

上記アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合割合は、混合する両者の性状によっても左右されるが、アスベスト含有廃材の破砕物の混合割合は、１０〜７０重量％、更には２０〜５０重量％とすることが好ましい。これは、アスベスト含有廃材の破砕物の混合割合が７０重量％を超えると、混合物の流動性が悪くなり、取り扱いが困難となると共に、混合物中の液状の油の燃焼によるアスベストの効果的な無害化が望めないために好ましくない。逆にアスベスト含有廃材の破砕物の混合割合が１０重量％に満たない場合には、アスベスト含有廃材の効率的な処理が図れない。

また、アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油とを混合する装置としては、パグミキサー、リボンミキサーなどのバッチ式の混合機を挙げることができ、これらの混合機にアスベスト含有廃材の破砕物を投入し、続いて標準的な量の液状の油を投入して混合する。混合物の流動性は、混合機に設置したセンサなどにより測定し、流動性が悪い場合には、計算値などから求めた油量を追加添加し、混合する装置とすることは好ましい。

アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物の性状としては、燃焼エネルギー量（発熱量）、流動性（ポンプ圧送性、粘度）、固形分の分散性、含有空気量、含有水分量などが考慮されるが、特に該混合物の燃焼によるアスベストの無害化の観点から燃焼エネルギー量（発熱量）が、該混合物の取り扱い性の観点から流動性（ポンプ圧送性、粘度）が、それぞれ重要となる。
混合物の燃焼エネルギー量（発熱量）は、好ましくは３０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上、特に好ましくは５０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上である。また、流動性の観点から混合物の粘度（２５℃）は、好ましくは１００００ｃｐｓ以下、更に好ましくは７０００ｃｐｓ以下、特に好ましくは４０００ｃｐｓ以下である。
上記混合物の発熱量、粘度などの性能調整は、アスベスト含有廃材の破砕粒径、混合する液状の油の性状、更には、破砕物と液状の油との混合割合の調整などにより行うことができる。

上記のようにして得られたアスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物は、焼成炉に投入して無害化される。
焼成炉としては、ロータリーキルンが好ましい。ロータリーキルンの中でも、加熱方式は、内熱式のものが外熱式に比して高温での焼成が可能であるため、アスベストの無害化処理には好適である。また、ガスと被焼成物の流れの向きによる分類では、並流式に比して向流式のものは、被焼成物が燃焼排ガスで余熱され、火炎近傍で最高温度に達するため、粗大なアスベスト塊が十分な熱処理がされないまま着地した場合においても、被焼成物と共に再度加熱されて無害化され後に排出されるため、向流式のものが好適である。用途としては、骨材・土木資材焼成用、石灰・石膏焼成用、或いは焼却用のロータリーキルンに比して、セメント焼成用のロータリーキルンが好適である。これは、セメント焼成用のロータリーキルンは、高温焼成される内熱式であり、粗大なアスベスト塊も最終的にはフレーム近傍で高温処理され、完全に無害化された後に排出される。また、微細な粒子は火炎中で無害化後、サスペンションプレヒーターや集塵機で回収され、最終的には全量がセメントクリンカに取り込まれるため、廃棄物が発生しない。

焼成炉への混合物の投入方法としては、重油などの液体燃料の吹き込みの場合と同様に、例えば、主燃料である石炭吹き込みバーナーの中央部に設けられたパイプやその近接周辺より、或いは主燃料吹き込みバーナーとは別個に設置された専用の吹き込みバーナーから、ポンプなどによって計量しながら圧送することにより投入する方法、或いは、廃タイヤ、汚泥などの投入方法と同様に、ベルトコンベヤー、スクリューコンベヤー、ピストンなどで、例えばセメント焼成用のロータリーキルンの窯尻より投入する方法などが挙げられる。

焼成炉内に投入されたアスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物は、該混合物中の油の存在によって、それ自体が燃焼し、その燃焼エネルギーは混合物中のアスベスト含有廃材の破砕物を直接的かつ効率的に加熱するため、アスベスト含有廃材中のアスベストは短時間で無害なフォルステライト或いはエンスタタイトに変性し、アスベストは確実に無害化される。また、混合物の燃焼によって発生した熱は、当然に焼成炉内の被焼成物（例えば、セメント原料、軽量骨材原料）の加熱にも利用される。

そして、無害化されたアスベスト含有廃材の固形分は、前記被焼成物の一部として資源化される。例えば、セメント焼成用のロータリーキルンにおいて燃料として窯前のバーナーから吹き込んだ場合には、窯尻側から流れてきたセメント原料に取り込まれ、焼成帯において１４５０℃以上の温度で再び熱処理され、セメントクリンカの一部として資源化される。

次に、上記した本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法の一例を、図面に基づいてより具体的に説明する。

図１は、本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法を概念的に示した図である。
先ず、解体現場から搬送されてきたアスベスト含有廃材（建物から解体剥離した石綿スレート）Ａを、液状の油（Ｂ重油）Ｏが入れられた油槽１に浸漬し、粉塵の飛散防止処理を施した。

続いて、粉塵の飛散防止処理を施したアスベスト含有廃材Ａを、ベルトコンベヤー２にて油槽１から引き上げ、そのまま粗砕機（ロールクラッシャ）３に投入し、平均粒径２０ｍｍ程度に粗砕した。なお、粗砕機３には、粗砕時の粉塵が外部に飛散しないようにカバー４が設けられ、該カバー４の端部が前記油槽１内に入れられている。
粗砕したアスベスト含有廃材Ａを、続いて粗砕機３の下流側に設置された粉砕機（ハンマークラッシャ）５に投入し、さらに平均粒径５ｍｍ程度に微砕した。

次に、アスベスト含有廃材Ａの破砕物を、ダクト６を介して外気に触れないようにして混合機（パグミキサー）７に投入し、該混合機７に液状の油（Ｂ重油）Ｏを投入して両者を混合した。混合割合は、アスベスト含有廃材Ａの破砕物が５０重量％程度となるように行った。
得られたアスベスト含有廃材Ａの破砕物と液状の油Ｏとの混合物Ｘは、発熱量が５０００ｋｃａｌ／ｋｇ程度、粘度（２５℃）が７０００ｃｐｓ程度であった。

このアスベスト含有廃材Ａの破砕物と液状の油Ｏとの混合物Ｘを、図示は省略したが、セメント焼成用のロータリーキルン（直径：０．５ｍ、長さ８．５ｍ）の窯前より、圧空によりロータリーキルン内に投入した。
セメント焼成用のロータリーキルン内に投入された混合物Ｘは、その中に含まれる液状の油Ｏが燃焼し、この燃焼エネルギーによって効率的にアスベストは熱処理されて無害なフォルステライト或いはエンスタタイトに変性し、無害化された。また、混合物Ｘの燃焼によって発生した熱は、ロータリーキルン内を流下するセメント原料の焼成にも利用され、また、無害化されたアスベストは、セメントクリンカの一部として資源化された。

以上、本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法について説明したが、本発明は、何ら既述のアスベスト含有廃材の処理方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、更に種々の変形、変更を加えたアスベスト含有廃材の処理方法とすることができることは当然である。

本発明に係るアスベスト含有廃材の処理方法を概念的に示した図である。

符号の説明

１ 油槽
２ ベルトコンベヤー
３ 粗砕機
４ カバー
５ 粉砕機
６ ダクト
７ 混合機
Ａ アスベスト含有廃材
Ｏ 液状の油
Ｘ 混合物

Claims (6)

1. 粉塵の飛散防止処理が施されたアスベスト含有廃材を破砕し、該破砕物と液状の油とを混合し、該混合物を焼成炉に投入して無害化することを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
2. 上記アスベスト含有廃材が、石綿スレート、石綿セメント板などの非飛散性アスベスト含有製品の廃棄物であることを特徴とする、請求項１に記載のアスベスト含有廃材の処理方法。
3. 上記粉塵の飛散防止処理が、アスベスト含有廃材を液状の油が入れられた油槽に浸漬する、或いはアスベスト含有廃材に液状の油を噴霧することにより行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアスベスト含有廃材の処理方法。
4. 上記アスベスト含有廃材を、平均粒径５ｍｍ以下に破砕することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のアスベスト含有廃材の処理方法。
5. 上記アスベスト含有廃材の破砕物と液状の油との混合物の粘度（２５℃）を、１００００ｃｐｓ以下とすることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のアスベスト含有廃材の処理方法。
6. 上記焼成炉が、セメント焼成用のロータリーキルンであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のアスベスト含有廃材の処理方法。
   

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