JP4894806B2 - アスベスト含有物の無害化処理方法およびセメントの製造方法 - Google Patents
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Description
ところが、近年このアスベストは、化学的な毒性はないものの、その結晶構造が針状であるために、人が吸い込んだ場合に、肺の組織に刺さって排出されずに蓄積し、長期間の潜伏を経て重大な疾病を招来することが指摘されている。
ちなみに、この種の飛散のおそれがあるアスベスト廃棄物については、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」において特別管理産業廃棄物に指定され、その排出から収集・運搬・処分までの処理基準が定められている。
この石綿含有産業廃棄物については、その他の廃棄物と区分して、収集、運搬、積替えを行い、一定の場所で分散しないように埋立処分することが認められているものの、現在、約4000万トンと膨大な量がストックされ、さらに、毎年100万トン以上発生していることから、埋立処分されれば埋め立て地の枯渇が懸念されるだけでなく、再飛散による周辺環境への影響や人的被害の懸念が払拭しきれない。
特に、これらの石綿含有産業廃棄物のうちでも外装材などの石綿含有建材は、その大部分がシリカ分からなることから、建設材料への利用が求められているものの、一般に僅かな石綿を含有するために、再資源化が困難であるという問題があった。
また、仮焼セメント原料は、アスベスト含有物が主成分としてクリソタイルを含有している場合には、下記反応によって無害化されるため、クリソタイルに対して仮焼セメント原料に含まれる酸化カルシウムのモル比が4倍以上になるように加えられる。
Mg3Si2O5(OH)4+4CaO→2Ca2SiO4+3MgO+2H2O
また、最終的に造粒物中の仮焼セメント原料は、ロータリーキルン内において約1450℃の高温下において焼成されてセメントとなるとともに、無害化されたアスベスト含有物も、当該セメントの一部として利用される。その結果、請求項8に記載の発明のように、効率的にセメントを製造することができるとともに、上記セメント製造工程を用いて、容易かつ確実にアスベスト含有物を無害化処理することができる。
このフッ化カルシウムを含む廃水として、半導体製造工場等から排出されるフッ化汚泥がある。詳述すると、半導体製造工場等において、ウエハのエッチング工程から大量に排出されるフッ化水素酸と硝酸を主体とした混酸の廃水は、炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等のカルシウム塩が添加されて、排水処理の対象となる上記フッ素を凝集沈殿させたフッ化物汚泥とされた後に、処理される。このため、このフッ化物汚泥には、上記フッ化カルシウムが多く含まれている。
図1は、上記処理方法に用いられる処理システムを示すもので、先ず上記セメント製造設備について説明すると、図1中符号1がセメント原料を焼成するためのセメントキルンである。
この排ガス処理システムは、セメントキルン1から排出されてプレヒータ3へと送られるダストを含む排ガスの一部を抽気ガスとして抽気して、当該抽気ガスに含まれていた塩素化合物を除去するためのものであり、図中符号20が立ち上がり部2bに接続されて上記抽気ガスを抽気する抽気ダクトである。
さらに、上記混練機16の導入側には、バグフィルタ23によって回収した塩素バイパスダストDを供給する供給配管33やフッ化物汚泥の供給配管34がそれぞれ接続されており、さらに、上記混練機16には、内部に換気用空気を導入させる外気導入管35が接続されている。
これにより、混練機16は、ボールミル12から投入されるアスベスト廃棄物と、仮焼原料タンク14から供給される仮焼セメント原料とに、必要に応じて塩素バイパスダストDやフッ化物汚泥を加えて、これらを撹拌、混練するようになっている。
このブリケット成形機17の導入側には、上述のアスベスト廃棄物や仮焼セメント原料の混合物が供給される配管37に加えて、さらに塩化ビニルを含有する廃プラスチックが供給される廃プラ供給管36が接続されている。また、ブリケット成形機17には、内部に換気用空気を導入させる外気導入管35が接続されている。
これにより、ブリケット成形機17は、混練機16にて混合された仮焼セメント原料やアスベスト廃棄物などの混合物を造粒するようになっており、このブリケット成形機17の排出側には、この造粒物を、再び、セメントキルン1の窯尻部分2に戻す戻り管38が接続されている。この戻り管38には、加熱装置18が介装されている。
また、HEPAフィルタ19を用いない場合には、排気管39の下流端部をセメントキルン1の窯前4であって、かつ主バーナ5の上部近傍に導入してもよい。
先ず、供給管7からプレヒータ3の1段目のサイクロンに供給されたセメント原料は、順次下方のサイクロンへと落下するにしたがって、下方から上昇するセメントキルン1からの高温の排ガスによって予熱され、最終的に最下段のサイクロンから移送管3aを介してセメントキルン1に導入される。この際に、窯尻部分2は、約900℃の温度雰囲気になっており、当該窯尻部分2に導入されたセメント原料は、800℃以上の温度を有して仮焼された状態になっている。
このため、各種の廃棄物、特に、プラスチックフィルムなどの合成樹脂からなる廃棄物によって、燃焼時に揮発性を有する塩素成分が発生し、セメントキルン1内から排出される排ガスに同伴して、窯尻部分2の立ち上がり部2bから排ガス管3bを通じてプレヒータ3へと送られていく。そして、プレヒータの上段側移送されるに連れて雰囲気温度が低下して融点以下になると、凝集してセメント原料に付着し、再びセメントキルン1内へと送られるとともに、雰囲気温度の上昇に伴って再度蒸発することになり、セメント焼成設備の系内に取り込まれた塩素成分は、セメントキルン1およびプレヒータ3内で蒸発および凝集を繰り替えして循環し、かつこれに新たに投入される廃棄物から発生する塩素成分が加わることにより、その濃度が上昇して、プレヒータなどにコーチングが生じ、または製造されたセメントクリンカーの品質低下を招きうる。さらに、加熱用燃料の一部として投入される石炭やコークスによって同様にセメント焼成設備内の硫黄成分の濃度も上昇する。
これにより、この抽気ダクト20によって送られた排ガスを、冷却器21によって、塩素化合物の融点(600℃〜700℃)まで冷却した後に、サイクロン型分級機22に送る。そして、5μm〜30μmの範囲内の所定粒度以上のダストを戻り配管25を通じて窯尻部分2へと戻すとともに、この所定粒度以上のダストが分離された排ガスを、バグフィルタ23へと送って、微粉ダストDを捕集除去する。
これにより、この仮焼セメント原料は、混練機16においてスラリー状のアスベスト廃棄物とともに撹拌、混練される。このため、仮焼セメント原料中の酸化カルシウムがアスベスト廃棄物中の水分によって下記反応を生じて消石灰を生成して、混合物の粘度が高くなる。
CaO+H2O→Ca(OH)2
そして、本実施形態においては、上記フッ化カルシウムCaF2を含むフッ化物汚泥を、そのまま混練機16内に導入するのである。
そして、この造粒物は、戻り管38を通じて、再び、セメントキルン1の窯尻部分2に戻される。
この際に、加熱装置18に供給されたセメントキルン1の高温燃焼ガスなどは、HEPAフィルター19を通じて大気中に放出され、あるいはセメントキルン1の窯前4の主バーナ5の上部近傍に導入される。
アスベスト廃棄物として、クリソタイルを20wt%含有するケイ酸カルシウム板からなる建材を用意し、次いで、この建材に同重量の水を加えて、ボールミルにて湿式粉砕することにより、スラリーを得た。
このスラリーに、酸化カルシウム61wt%及び塩素0.36wt%を含有する上記建材の9倍の質量の仮焼セメント原料を加えて混練した後に、ブリケット成形機を用いて直径25mm程度の球状の造粒物を得た。この造粒物を、空気雰囲気中の電気炉内で800℃で2時間加熱した後に、X線解析法および位相差顕微鏡による分散染色法により、クリソタイルが無害化されたことを確認した。
Mg3Si2O5(OH)4+4CaO→2Ca2SiO4+3MgO+2H2O
まず、仮焼原料A、Bおよび塩素バイパスダストを用意して、これらの塩素および酸化カルシウムの割合をそれぞれ調べて、表1に示した。
従って、塩素濃度が0.36wt%以上であれば、より確実にアスベストを無害化することができる。
2 窯尻部分
3 プレヒータ
3a 移送管(窯尻部分)
4 窯前
11 アスベスト廃棄物等の投入用ホッパ
12 ボールミル(粉砕手段)
13 仮焼セメント原料の抜き出管
16 混練機(混合手段)
17 ブリケット成形機(造粒手段)
Claims (8)
- セメント原料をプレヒータにて予熱して仮焼させた後に、窯前側に設けられた加熱手段によって内部が高温雰囲気に保持されたロータリーキルンの窯尻側に供給して、上記窯前側に送りつつ焼成するセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の無害化処理方法であって、
上記ロータリーキルンの窯尻部分または上記ロータリーキルンの窯尻側に仮焼セメント原料を供給する上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素化合物を含有する仮焼セメント原料を、アスベスト含有物に主成分として含まれるクリソタイルに対して当該仮焼セメント原料に含まれる酸化カルシウムのモル比が4倍以上となるように上記アスベスト含有物に加えて、混合手段によって混合した後に造粒して塩素濃度が0.36wt%以上の造粒物とした後に、当該造粒物を、再び、上記ロータリーキルンの上記窯尻部分に戻すことを特徴とするセメント製造工程を用いたアスベスト含有物の無害化処理方法。 - 上記仮焼セメント原料は、塩素濃度が0.3wt%以上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物の無害化処理方法。
- 上記仮焼セメント原料と上記アスベスト含有物とに、さらに上記セメント製造工程から排出される塩素バイパスダストを加えて上記混合手段によって混合することを特徴とする請求項1または2に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法。
- 上記仮焼セメント原料と上記アスベスト含有物とに、さらにフッ化カルシウムを含むフッ化物汚泥を加えて上記混合手段によって混合することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法。
- 上記アスベスト含有物を粉砕手段によって粉砕した後に、上記仮焼セメント原料を加えて、上記混合手段によって撹拌、混練し、次いで、造粒手段によって上記造粒することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法。
- 上記造粒の際に、上記仮焼セメント原料と上記アスベスト含有物との混合物に、バインダーとして塩化ビニル樹脂を含有する廃プラスチックを加えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法。
- 上記造粒物を、加熱した後に上記ロータリーキルンの窯尻部分に戻すことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法。
- 請求項1ないし7のいずれかに1項に記載のアスベスト含有物の無害化処理方法を用いたセメントの製造方法であって、
上記アスベスト含有物に、上記ロータリーキルンの窯尻部分または上記プレヒータの後段部分から抜き出した塩素化合物を含有するセメント原料を加えて混合し、次いで、造粒した造粒物を、再び、上記ロータリーキルンの上記窯尻部分に戻して、この造粒物中に含まれている仮焼セメント原料を、その他のセメント原料とともに焼成してセメントとし、かつ上記アスベスト含有物を上記セメントの一部とすることを特徴とするセメントの製造方法。
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