JP5263538B2 - アスベスト溶解剤およびアスベスト無害化湿式処理方法 - Google Patents
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Description
現在、アスベストの廃材は(飛散性の高いアスベストの埋め立ては、専用廃棄袋に二重に梱包、または、コンクリートによる固形化が定められている)一般廃棄物として取扱われているが、現在でも、アスベストの繊維状針状結晶物の大気中への飛散が問題となり、健康、安全対策のため、アスベストの繊維状針状結晶物を非繊維化する無害化処理対策が急務となっている。
この他、角閃石系のアンソフィライト〔Mg7Si8O22(OH)2〕トレモライト〔Ca2Mg5Si8O22(OH)2〕、アクチノライト〔Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2〕が知られているが、耐摩擦材、耐熱材等に多く用いられ、建材用の利用は極めて少ないことが知られている。
しかし、前述した工業的にアスベスト建材に用いられている三種のクリソタイル、アモサイト、クロシドライトの組成分中には、Mg、Fe、Na、Siが含有されているもののCaは含有されていない。特開2008−246445号公報は、アスベスト廃材中のセメントの石灰分の成分であるカルシウムを無機酸で溶解したものであって、アスベストのクロシドライト成分中には含まれないカルシウムから溶解したカルシウムではなく、アスベストの針状結晶からカルシウムが溶解するとして、これに硫酸を添加して硫酸カルシウムを生成させたとする化学的根拠は全くなく、課題がある。
しかし、パイナップル皮果汁液でのアスベスト溶解処理には、コストが高いため、模索の中、低濃度オルトリン酸液に少量のパイナップル皮果汁液を添加した混合液の中に、吹き付けアスベストを浸したところ溶解が確認されたことから、再度、X線回析した結果、アスベストが完全溶解することを見出した。
アモサイト〔(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2〕は、MgO,FeO,Mg(OH)2,SiO2、それぞれの酸化物または水酸化物との共晶により繊維状針状結晶物を成していることが分かる。
次に、アモサイト〔(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2〕のMg(OH)2とMgOとが低濃度オルトリン酸と反応し溶解してマグネシウムイオンとなることを溶解液中のMg2+を高周波プラズマ発光分析(ICP)法により確認した。化学反応式を式(1)、(2)に示す。
しかし、低濃度オルトリン酸(H3PO4 8重量%含有)液中に、少量のパイナップル皮果汁液(イソ吉草酸 12重量%含有)を3重量%程度添加することにより、アスベストの針状結晶体は完全溶解し、溶解液の定性分析(高周波プラズマ発光分析ICP法)により、Mgイオン、Feイオンが溶出後液に含有されることを確認した。
天然成分ミネラネイオン含有植物皮果汁液組成物は、角閃石花こう岩系変質黒雲母(一般名:ヒル石)等を、パイナップル皮果汁液を主成分とする植物性有機酸並びに、天然成分ミネラルのAl、Ca、K、Mn、Fe、Ti、Si、等を含有すると共に、活性酸素の一種であるOHラジカル(OH)を多量に含むことをESR(Electoron Spin,Resonance)測定のDMPO(5−Dimetyl,phyrroline 1−oxide)捕捉剤を用いるスピントラップ法により確認している。
本発明者は、特願2008−293888に天然成分のミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物として提案を行ってきている。天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液の成分組成値は概して[表1]高周波プラズマ発光分析ICP法分析値に示すものを用いた。
本発明者らは、天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物を極く少量添加するだけで大気中からの溶存酸素(DO)の酸化力が著しく増大する現象を数多く確認して来ている。本発明者らは、この現象は、麦飯石、医王石、ヒル石等の金属酸化物がミネラルイオン化する際に生成する活性酸素の一種であるOHラジカルを含有することによって起こる酸化力によるものではないかと考えた。
発明者は、前記した考えを基に、本発明の天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物中の酸化性物質としての励起OH含有について、ESR(Electoron Spin Resonance=電子スピン共鳴)法による測定(ESR測定装置:ELLEXSYS E500:(株)松下電工製)を、スピントラップ剤にDMPO(5−5dimetyl pyrroline 1−oxide)を選択し、天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物の希釈液に添加することにより実施し、DMPO−OH捕捉を確認した結果、天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液が本発明の重要なアスベスト溶解剤の成分要素となることを確認した。
更に、酸化剤として次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)を少量添加することで溶解速度が増加することを確認した。
や超微粒子二酸化チタンと共に、アスベストの角閃石系アモサイト〔(FeMg)7Si8O22(OH)2〕等に含まれる二価鉄(Fe(II))の酸化を促進する役割があり、アモサイトの二価鉄が酸化されて三価鉄になることにより、植物性有機酸のイソ吉草酸や低濃度オルトリン酸との反応が容易となり、単独酸では溶出が困難であったものが、天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物等の酸化剤の併用により浸出溶解が可能となることを見出した。
角閃石系アモサイト〔(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2〕は、単純なる酸性液では難溶解性であることは公知である。
発明者は、酸化剤を用いることにより、アモサイト針状結晶体の二価酸化鉄(FeO,Fe(OH)2)が酸化され、溶解反応が容易になることを見出した。
角閃石系のアモサイト〔(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2〕は、
〔6(Fe,Mg)O〕[(Fe,Mg)(OH)28SiO2]であり、つまり
6FeO、Fe(OH)2、8SiO2であり、6MgO、Mg(OH)2、8SiO2である。
二価鉄酸化物および水酸化鉄の酸化剤(活性酸素の一種OHラジカル)および次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)(NaClO)の塩素による酸化反応式を式(5)(6)(7)(8)に示す。
なお、MgO、Mg(OH)2と低濃度オルトリン酸およびイソ吉草酸との反応については式(1)、(2)および式(3)、(4)に示した。
これまで角閃石系のアスベストの溶解浸出が容易でなかったことの一つの原因は、繊維状針状結晶物の二価鉄が結晶体に含有されているためであることに着目したのは本発明での全く新規な着想である。
本発明の実施の形態について以下に説明する。
本発明の第一工程においては、アスベスト含有廃材を植物性有機酸とて低濃度オルトリン酸、天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物、次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)、超微粒子二酸化チタン、およびカリミョウバンからなるアスベスト溶解剤の中に浸漬または、壁材の耐火材、吹付けアスベスト材等への噴霧吹付け処理をして、アスベスト組成分を溶解処理した後、第二工程においては、溶解処理後液に可溶性炭酸カルシウムおよび塩化カルシウムを含む生石灰、消石灰を用いて不溶性塩として変換固形化物農業用肥料原料とし、第三工程では、これを乾燥粉砕し土壌改良材や農業用肥料とすることが可能となる。アスベスト含有廃棄物溶解処理および農業用肥料の概略工程を〔0045〕〔図1〕に示す。
本発明のアスベスト溶解剤中のオルトリン酸(H3PO4,75重量%)の濃度は5〜15重量%で、好適には8〜10重量%である。これより低濃度であっても高濃度であっても溶解が容易でなくなる。
本発明のアスベスト溶解液中の好適濃度は実施例において例示する。
高周波プラズマ発光分析(ICP)法成分定性分析の結果、溶解処理液中にマグネシウム(Mg)を確認した。溶解残渣をX線回析の結果、クリソタイルの繊維状針状結晶は確認されなかった。
白石綿クリソタイル〔Mg6Si4O10(OH)8〕繊維状針状結晶体は、低濃度オルトリン酸と植物性有機酸との混合酸により溶解切断されたことを確認し、溶解残渣のX線回析によりクリソタイルは確認されなかった。
溶解処理後液を定性分析した結果、マグネシウム(Mg)と三価鉄(Fe3+)を確認した。残渣はX線回析の結果、アモサイトの針状結晶は存在しなかった。
オルトリン酸(H3PO4)20重量%溶液のみによる比較テストでは、アモサイトの結晶は、浸漬時間30分では残渣の中に残留し、浸漬時間3時間でも残渣の中に残留することを確認した。
また、植物性有機酸は、クエン酸、酢酸、乳酸やアミノ酸の一部であるイソ吉草酸、植物の根から分泌される根酸、皮果汁液等である。オルトリン酸は、医薬品および肥料に多く使用されている物質である。ミネラルは、食品の栄養表示基準となっていたり、植物の微量要素として使用されている物質である。二酸化チタンは、食品添加物や化粧品材料として使用されている物質である。次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)は、殺菌剤、食品添加物、洗剤等に広く使用されている物質である。また、カリミョウバンは、食品添加物に指定され、製菓拡張剤や漬物に使用されている物質である。
本発明に用いたアスベスト含有廃材および吹き付けアスベスト溶解剤は、全て食品添加物、医薬品等に使用されている成分からなる。安心・安全なアスベスト溶解剤である。
Claims (7)
- 植物性有機酸とオルトリン酸および天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物による混合酸、次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)、超微粒子二酸化チタン、およびカリミョウバンからなるアスベスト溶解剤。
- 植物性有機酸が、パイナップル皮果汁液およびココナツ果汁液または柑橘皮果汁液の単独ないし複合皮果汁液であることを特徴とする請求項1に記載するアスベスト溶解剤。
- 天然成分ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物が、植物性有機酸のイソ吉草酸と微少量のカルシウム、カリウム、マンガン、鉄、チタン、ケイ素、リン等の各種ミネラルイオンを含有することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載するアスベスト溶解剤。
- オルトリン酸3〜15%、植物性有機酸であるイソ吉草酸0.5〜3%であり、且つ次亜塩素酸ソーダ(アンチホルミン)0.3〜2.0%、超微粒子二酸化チタン0.1〜1.0%、カリミョウバ0.5〜1.5%からなる請求項1〜3のいずれかに記載するアスベスト溶解剤。
- アスベストを含有する壁材または吹付耐火材ないし断熱材に対し、請求項1〜4のいずれかに記載のアスベスト溶解剤を噴霧吹付けすることを特徴とするアスベスト無害化湿式処理方法。
- アスベストを含有する廃材を、請求項1〜4のいずれかに記載のアスベスト溶解剤で溶解する第一工程、第一工程の溶解後液を可溶性炭酸カルシウムを含む、塩化カルシウム、生石灰または消石灰を用いてアスベスト溶解成分を不溶性塩として変換固形化する第二工程を有することを特徴とするアスベスト無害化湿式処理方法。
- アスベスト組成分の変換固形化物を土壌改良材、農業用肥料に利用する請求項6に記載するアスベスト無害化湿式処理方法。
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