JPH09508566A

JPH09508566A - 廃棄物材料の濃酸による処理法及びこの方法により製造された生成物

Info

Publication number: JPH09508566A
Application number: JP7513271A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．ウィルソン，ハロルド
Original assignee: ソイルアンドウォーターマネジメントインコーポレイテッド
Priority date: 1993-11-03
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1997-09-02
Also published as: CA2175561A1; US5486068A; EP0726886A1; EP0726886A4; AU700587B2; AU1042995A; WO1995012560A1

Abstract

(57)【要約】木材廃棄物（例えば、鋸屑及びこれに類するもの）及び／又は紙、特に故紙（例えば、新聞故紙）及び／又は他のタイプの多糖類（セルロース及びリグニンより本質的に構成される物質）、好ましくは“廃棄物”として入手できる多糖類を濃硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・９３〜９８．５％）若しくは濃リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄・７５〜８５％）又はこれら酸の濃縮された形での各種混合物で処理する方法。この方法の生成物は農耕用土壌の処理に又は埋立材料として使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】廃棄物材料の濃酸による処理法及びこの方法により製造された生成物本発明はリグノセルロース化合物、主として新聞故紙、コンピューター故紙、故紙一般、及び鋸屑や木屑のような廃木材を、数ある用途の中でも、あらゆる種類及びタイプの農業用土壌の有益な処理において使用するのに特に適した化合物に転化する方法に関する。本発明は、また、濃硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・９３〜９８．５％）により、若しくは濃リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄・７５〜８５％）により、又はこれら酸の濃縮された形での種々の組み合わせ若しくは混合物により、木材、特に木材廃棄物（例えば、鋸屑及びこれに類するもの）を処理し、及び／又は紙、特に故紙（例えば、新聞紙）を処理し、及び／又は、好ましくは“廃棄物”として入手できる他のタイプの多糖類（本質的にセルロース及びリグニンから構成される物質）を処理することによって製造することができる、現在存在しない、未知の、無数の新規かつ極めて有用な組成物に関する。本発明は、更に、規定された量の濃リン酸で処理された木材廃棄物と新聞故紙との混合物を、規定された量の濃硫酸で既に処理されている木材廃棄物及び／又は故紙の混合物と物理的に混合して次のものの供給源となり得ることを証明する組成物をもたらすことを意図するものである：リンの、水和形態の、可溶性かつ（土壌中）植物に有効な（available-to-plants）五酸化リン体；可溶性の化合（combined）リン酸及び非化合（uncombined）リン酸(H₃PO₄ )；可溶性の化合硫酸及び非化合硫酸（H₂SO₄）；有機物質の加水分解体及び一部分解されていない加水分解体；有効窒素；リグニン及びある種特定のリグノ−有機化合物；酢酸；セルロース及びリグニンのリン酸及び硫酸の両エステル；及び農業用土壌一般に適用されるとき、全て化学的に及び生物学的に協力して有効に作用して、土壌の顕著な改良、肥沃化、ｐＨコントロールの働きによる改善、及び上記のように処理された土壌中での植物の最適生長条件を与える土壌の総合的強化をもたらす能力がある、極めて広範囲かつ多数の有機及び無機の両化合物。複数の、追加の、化学的及び物理的性質の両性質が、上記の多糖類含有物質を前記の濃酸と化合させることによって製造された本発明の組成物の属性であると考えることができ、かつ証明することができる。本発明に係る方法を使用することによって得ることが可能な組成物は、上記のリグノセルロース化合物と共に濃硫酸（H₂SO₄）、濃リン酸（H₃PO₄）又は濃硫酸と濃リン酸の両酸の、色々な量での、化学的及び物理的に組み合わされた形の、予め選択された混合物のいずれかを少割合乃至６０％以上の範囲の色々な量で含有するように製造することができる。更に、新聞故紙単独としての、或いは各成分の種類と量のいずれかが及び全てが変動している鋸屑、新聞紙及びコンピューター故紙の混合物のような相互混合物としてのリグノセルロース化合物及びセルロース化合物を、個々に、濃硫酸（９３〜９８．５％）、濃リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄・７５〜８５％）、又はここに名を挙げたこれら２種の酸の濃縮体の色々な量の混合物を色々な量で使用して本発明の方法により処理すると、生成組成物は、また、高度に吸着性の炭素質物質を種々の含有量で含むように調製される。この炭素質物質には、セルロース及びリグニンの硫酸エステル及び／又はリン酸エステルのような有機化合物、反応及び熱分解の熱分解生成物、混合- アルデヒド、- ケトン、- 分解糖のような加水分解生成物及び種々の有機酸、例えば酢酸があり、これらは、全て、最終生成物中に見いだされる、広範囲の種類と量で存在している多数の、異なる、高度に水溶性の酸性物質の吸着に関して大きな容量を有する活性炭及び炭素質化合物と組み合わされている。更に、主として、濃硫酸及び／又は濃リン酸によるリグノセルロース化合物及びセルロース化合物一般についての前記の処理法を使用することにより誘導し得る生成物に存在せしめられる加水分解性かつ易反応性の酸の可能な量が非常に大量であることに因り、得られる生成物は、あらゆる種類の塩基性組成物と、所望とされるだろうように部分的に或いは中和可能で反応性の酸含有物の含有量の全範囲まで容易に化合して、ほとんど無限の数の、製造した通りの形で使用するための、又はある追加の数の使用法のために変性されるべき誘導体生成物を形成することができる。例えば：Ｈ₂ＳＯ₄を約６０％と言う当量（equivalency）で含有するように調製される乾燥した固体生成物は、色々な量の水和アンモニア（ＮＨ₄ＯＨ）と反応させて、硫酸アンモニウム（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄を希望通りの色々な含有量で、（希望通りの）色々な量の、反応性であるが化合していない硫酸自体と物理的に混合した状態で有する組成物を生成させるように製造することができる。例えば：重量で１／３は粉砕された乾燥木材；１／３は裁断された乾燥新聞紙；１／３は水であるセルロース系化合物７５グラムの混合物を濃硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・９８％）５０グラムで処理し、次いでこの混合物を２２５〜２５０°Ｆの温度で乾燥することにより、約１００グラムの重量を有し、そして硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）として表した酸度の当量が４９％である生成物が得られる。この生成物はそっくりそのまま十分な量の水和アンモニア（ＮＨ₄ＯＨ）溶液と共に噴霧してその全硫酸含有量の約半分を中和し、他の半分を未中和の硫酸−（Ｈ₂ＳＯ₄）自体−のままにして置くことができる。式１式２（42gm.AmSO₄・H₂O・24.5gm.H₂SO₄）（66.5gm．水和硫酸アンモニウム）又は、同様に、リグノセルロース化合物を濃リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）で処理する場合は、得られる生成物はアンモニウムと酸性リン酸アンモニウム塩誘導体を形成するように完全に中和することができ；又はその酸は、そのリグノセルロース物質の存在下で、中和されたリン酸アンモニウム化合物と中和されていないリン酸自体との混合物を色々な量で含有する生成物を形成するように部分的にのみ中和することができる。尿素のような窒素を含有する塩基性化合物は濃縮酸で処理されたリグノセルロースの酸性生成物と混合することによって、選択された酸、その使用量、及び尿素又はこのような処理で使用される他の窒素含有化合物の量に依存して組成が変わり得る硫酸尿素アミド塩及び／又はリン酸尿素アミド塩を形成することができる。これは、（水性硫酸による常用の処理法を使用する代わりに）リン酸三カルシウム−Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂をシングル−過ホスフェート（singl e-super phosphate）又はトリプル−過ホスフェート（triple-super phosphate）に転化するためにこの酸−リグノセルロース化合物を使用する場合に、本発明の使用により達成することができる。即ち、それは、硫酸単独の使用によるか、又は濃縮体としての硫酸とリン酸との混合物をそのリグノセルロースと共に使用するかのいずれかにより必要量の酸性化リグノセルロースを化合させ、次いでこの酸性化された混合物を、化学量論的必要条件が有効ホスフェート生成物の酸形態への転化を求める通りに、リン酸三カルシウムに加えることによって達成することができる。このような生成物は、ホスフェートを含むものをプラントに有効な形で有することに加えて、活性炭、炭素質物質、及び“通常の過− リン酸塩”生成物が発揮するよりも土壌プロフィール（soil profile）での寿命が長いセルロース−酸マトリックスにおける吸着と吸収により有効ホスフェートを酸性ホスフェートとして保持する有機物質をも含有するものも有している。固体組成物の形で形成されている生成物を有し、そして、物理的に（吸収されているが、吸着されていない）及び化学的に化合され及び化合されていない硫酸及び／又はリン酸を、全て、酸性化され、分解され、そして一部炭素化されたリグノセルロースと物理的に及び化学的に組み合わされている一次及び二次の含有植物栄養物（所望通りのリン、硫黄及び窒素）を含有するものと共に、それら硫酸及びリン酸の（所望されるだろう通りの）質と量の両者に関して色々変えた形で現す、本発明を採用することにより得ることができるほとんど無限の数の化学的生成物は未知で、市場には存在しない。活性炭及び有機物質が組み合わされているこれらの生成物は、可溶性で、利用可能な、そして加水分解性の酸を多様な量で含み、そしてこれら酸が、順次、イオン交換反応を促進し、土壌構造を土壌骨格の安定化を通じて強化し、そして透水性と保水能を共に高めるので、土壌の有益化（beneficiation）を促進するのみならず、土壌のｐＨを変え、一部修正し、そしてｐＨ調整を直接助ける極めて高い吸着、吸収容量を示す。同時に、処理された土壌においては、植物に対する支持性及びその他の植物成長の最適必要条件を広げつつ、植物に対する速やかな利用のために植物の栄養物の保持状態を高めるようにすることが可能となる。更に、本発明の方法で製造できる生成物の水溶性かつ反応性の酸含有物は、（土壌中の遊離アルカリのような）他の反応性物質とも反応することができることに加えて、追加量の同様の又は異なったセルロース材料及びリグノセルロース材料を酸性化することができる。例えば、含水量約３５％の鋸屑３５０グラムを濃硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・９８．５％）６５０グラムと混合し、この場合その濃硫酸を１つの一定の流れとしてその鋸屑に直接注加し、その間にこれら両物質を完全に混合する本発明に係る方法を使用することにより、代表的な生成物約８５０グラムが製造された。得られた混合物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で空気乾燥すると、結果としてＨ₂ＳＯ₄の百分率として表される可溶性酸の当量が約７０％である自由流動性の乾燥した生成物約８５０グラムが得られたのである。この生成物は、その硫酸に加えて、水溶性の有機化合物と少量の酸結合水より成る水溶性化合物を約８２％と言う百分率で含有していた。この場合、水不溶性物質は約１７％に相当し、それは活性炭約４５％と活性化された有機炭素質物質５５％との混合物より成り、そして灰分含有量はこの水不溶性物質の約０．５％に相当すると定量された。上記のようにして製造され、定義された酸性化生成物４２５グラムを、裁断された乾燥厚紙約４２５グラムと水約２２５グラムとを混合することにより初めに調製された、裁断された、段ボール状の湿潤厚紙６５０グラムとよく混合した。この湿潤厚紙と酸性化された生成物４２５グラムとのよく混合された後の生成混合物を、２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で乾燥して重量約８２５グラムの生成物を得た。この生成物は、定量すると、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）として表した酸の含有量が３４．８％であることを示し、その水溶解度は約４０％であった。上記の情報は、酸では前以て追加の処理が行われていない、埋立材料中に存在し得ると思われるもののようなセルロース材料及びリグノセルロース材料を酸性化してこの種材料を最も効果的に分解するのを積極的に助長するための化合及び非化合の両状態の硫酸を含有する酸性化生成物の追加の使用可能性を述べるものである。研究によれば、硫黄及びリンの濃酸で酸性化されたこれらの関係リグノセルロース物質中に存在せしめられている活性炭及び炭素質物質は、それらの表面にそのような遊離酸を含有し、しかして同様の物質であるが表面に遊離酸を何ら含有していないそのような物質より濡れと酸反応性が容易になっていることが示された。このような活性炭化合物は、脂肪族アルコール、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、二級アルコールサルフェート、硫酸化エステル及び硫酸化二塩基酸、とりわけ硫酸及びリン酸反応体生成物（アニオン系界面活性剤及び優れた湿潤剤である）のような多数の硫酸化有機化合物の存在と相俟って、土壌中に存在するだろういかなるハロゲン化有機物質の一層容易なそして一層完全な分解を強め、同時にホワイト・ロット・ファンジ（white rot fungi）及び土壌中に存在するだろう数種の他の望ましくない菌成長物の引き付けと撲滅においてリグニン分と協力して働くと共に、これら生成物中のセルロース及びセルロースエステルに、懸濁液を吸着するそれらの能力の大きさまでもの、途方もなく大きい吸着容量と界面活性容量を与える。かくして、本発明は、以前に開示されていない最初の組成物と共に、それらの製造に使用するのに最も適した方法に関する。この発明は複数の組成物、用途、そしてそれらに伴われる価値を含むが、それらは全て一般的な廃棄物材料の有用な組成物への新規かつ非常に有用な転化を例証するものである。次の実施例は木材廃棄物、故紙、及び本質的にセルロース−リグニン−多糖類より成る任意の物質を、農業化学の分野での使用に特に、そして最も適しているだけでなく、他の化学分野での使用にも適用可能な、乾燥した固体の組成物に転化するために本発明を例示説明するものであると考えられるものである。実施例１：Ｈ₃ＰＯ₄（８５％）５０ｍＬとＨ₂ＳＯ₄（９８．５％）２００ｍＬとの混合物２５０ｍＬを約３０〜４０％と言う所定の水分含有量を有する鋸屑（米国標準篩で４〜２０メッシュの粒径範囲が１００％）１Ｋｇに加えた。上記の酸混合物は、これを鋸屑と完全に混合させながら、一定の流れとして３〜５分の間注加された。結果として生成した混合物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で空気乾燥すると、６．５％の可溶性の有効Ｐ₂Ｏ₅及び５２．５％の水溶性分を含有し、Ｈ₂ ＳＯ₄の百分率として表した酸当量が４７．２％である自由流動性の乾燥した生成物が８００グラム生成した。実施例２：Ｈ₂ＳＯ₄（９８．５％）５０ｍＬとＨ₃ＰＯ₄（８５％）２００ｍＬとの混合物２５０ｍＬを鋸屑（上記実施例１に記したものと同じ粒径と水分含有量を有する）１Ｋｇに加えた。上記の酸混合物は、これを鋸屑と完全に混合させながら、一定の流れとして３〜５分の間注加された。結果として生成した混合物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で空気乾燥すると、２５．４％の有効Ｐ₂Ｏ₅及び４２．７％の水溶性分を含有し、Ｈ₂ＳＯ₄の百分率として表した酸当量が３８．１％である自由流動性の乾燥した生成物が８２０グラム生成した。実施例３：リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄・８５％）２５０ｍＬを鋸屑（実施例１で使用したものと同じ粒径と水分含有量のもの）１Ｋｇに加えた。上記のリン酸は実施例１及び２に記載したように添加され、混合され、結果として生成した生成物も実施例１及び２に記載したように乾燥され、３２．５％の可溶性の有効Ｐ₂Ｏ₅及び４４．７％の水溶性分を含有する乾燥した自由流動性の生成物を生成させた。実施例４：新聞紙３００グラムを水中で離解し、続いて遠心分離により過剰の水を除去し、結果として重量１４６０グラムの湿潤した紙パルプを得、これにリン酸（Ｈ₃ ＰＯ₄・８５％）１５０ｍＬを、その濃リン酸をその湿潤紙パルプと完全に混合させながら、一定の流れとして加えた。結果として生成した生成物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で空気乾燥すると、３１．８％の可溶性有効Ｐ₂Ｏ₅を含有する乾燥した生成物が４９０グラム生成した。実施例５：濃硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄・９８．５％）２００ｍＬを、約３５〜４０％の水分含有量を導くように水で濡らされた、米国標準篩で４〜２０メッシュの粒径範囲が１００％である木材の穴あけ屑１１００グラムに加えた。結果として生成した酸性化された生成物を２５０°Ｆの温度で空気乾燥すると、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）の百分率として表した酸当量が３５．２％である乾燥した粒状生成物が１０３０グラム生成した。実施例６：リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄・８５％）２００ｍＬを水８００ｍＬで前以て濡らされた新聞紙（切断物）５８０グラムに加えた。このリン酸をその湿潤紙と完全に混合した後、生成した混合物を約２５０°Ｆの温度で空気乾燥すると、可溶性の有効Ｐ₂ Ｏ₅を２４．４％含有する乾燥した生成物が生成した。本発明の方法の最も典型的かつ最も生産性の高い使用例は、厨芥として知られる、固体の都市廃棄物と一般に称される廃棄物の処理及び都市下水処理プラントで生成する如き下水汚泥の処理に見いだされる。ガラス、鉄金属類及びアルミニウム金属を取り除いた後の“平均的な”都市厨芥について調べると、厨芥は次の材料より本質的に成っていることが示された；紙及び厚紙４６．９％、木材８．５％、食品廃棄物８．４％、繊維材料３．５％、プラスチック類１０．４％、園芸廃棄物２０．３％で、残り２％が出所不明の外来物。言い換えると、厨芥は大部分がセルロース材料とリグノセルロース材料から本質的に構成されている。都市下水の汚泥も、人間及び動物が出すごみ、汚物及び外来物を含んでいる外に、大量の反応性セルロース系リグノセルロースを含有している。多数の出所から得られた厨芥及び下水汚泥の試料は、全て、処理のし易さに優れ、それらを埋立材料に含めるのに最も適した材料か、又はあらゆるタイプの農耕用土壌に適用して、農耕用土壌の有益化に特に有用であることに加えて、必要な植物栄養物を提供するのに適した化学的生成物のいずれかに転化する目的から、本発明の方法で処理することができることが証明された。本発明を使用してこれらの廃棄物を処理するに当たって、使用される濃縮酸の作用と、この濃酸が濃厚な酸として厨芥又は下水汚泥（又はこれら廃材料の混合物でさえも）と初めに接触せしめられるときに発生する水蒸気−熱の作用は、菌類及びかび類、更にはバクテリアのような腐敗物に寄生するもの及び存在するだろう高温生物を死滅させる場合に極めて有効である。（濃酸を全て初めに一度に処理下にある廃棄物に添入した後、それに続いて行われる）追加の処理は、生成物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で“ 乾燥”することから成る。この乾燥工程中に、（水蒸気としての）水分が生成物から放出され、同時に酸濃度が更に上昇せしめられる。このことで、酸含有量が非常に高い系中での水蒸気熱の発生を伴う初めの酸添加に対して十分に暴露されることを逃れた可能性のある、死滅させることが最も困難な有害な全ての生物を完全に撲滅することが保証される。ここで更に留意すべきは、硫酸根（ＳＯ₄ ⁼）とリン酸根（ＰＯ₄ ^-3）の両者に含まれる酸素は、それらを土壌に加える場合に、これら生成物から入手できるようになることである。これらの酸素基は、生物学的安定化の速度を速め、同時に、不快な（腐敗による）臭いの発生を伴って望ましくない感染性条件（septic conditions）をもたらすと思われる土壌中の溶存酸素の減少を予防する助けとなすために、好気菌を利用できるようにする。下水汚泥又は類似の悪臭を放つ材料から誘導される本発明の生成物によれば、（前記の）硫酸根及び／又はリン酸根の存在は、臭いを出すスルフィド系硫黄化合物、アミン類、並びにインドール及びスカトールと言った化合物のような（蛋白質の腐敗に由来する）ベンゾピロール類（これらは大部分人間が出す廃棄物に含まれるベンゾピロール類からの強力な臭いの原因である）を酸化し、毒素を除く実質的な助けになる。酸素基の作用機構を以下に示す：使用される濃酸のセルロース材料との反応により酢酸が生成することから見て、その酢酸にメトキシ基−（CH₃O^-）−が存在することは、電子引き抜き反応を促進するプロトンとしてのヒドロキシル性水素の分離を助長することによってイオン化性を増加させ、それによって下水汚泥中に含まれる臭い本体の脱毒素が更に向上せしめられる。本発明を使用することにより導かれる生成物中に存在する有機物質の主要な効果は、単に、性質が酸性の農耕用土壌を製造する目的にあるのではなく、主としてそのような土壌の土壌緩衝能を高めるに当たってその有機物質を使用するためにある。乾ききった土地の土壌では、特に、そのような土壌が潅漑によって農産物の生産が行えるような状態にされるまでは、非常に少量の有機物しか存在しないことが判明している。しかして、本発明を使用することにより導き得る多くの生成物は、そのような土壌、特に大量の酸中和可能なアルカリを含む乾ききった土地の土壌に対する使用に関して異例に高価値であることが見いだされる。軽質の砂土に対しては、本発明に係る生成物の使用は、農業演習で証明されたように（この農業演習では敏感になっている作物（brought sensitive crops）に対する潅漑の必要が７５％以上減少せしめられる）、吸水性、保水性及び水の保持容量を著しく増加させる。そしてまた、本発明に係る生成物の使用によれば、栄養素含有有機物の長期間にわたる追加の分解中に必要とされる通りにゆっくり摂取されるようにすべく栄養物を吸収する本発明の各種生成物の能力によって示されるように、有機物の量、タイプ及び性質に因っては栄養素の供給が著しく増加せしめられる。ここでまた留意すべきは、本発明に係る生成物において、制御された可変含有量の反応性の酸と有効酸素と共に存在可能な有機物のこの非常に高い含有量は、栄養物としての鉱物質（元素）をクレーと同様の、塩に似た結合状態で保持する能力を含めて、非常に大きな塩基交換特性に寄与する。更に、酸は、例えばアルカリ性土壌のアルカリ度を中和するときに消費されるので、その過程で形成される中性塩生成物は直ちに水溶液に放出されるのではなく、吸着で有機物粒子の面上に保持される傾向がある。ここで、そのような中性塩生成物が直ちに水溶液に放出される場合は、土壌の導電率の増加によって、また土壌に対する塩類化作用（salinization）を予防するために必要な量の有機物が不足しているそのような土壌系で成長している作物に対する有害な作用により証明されるように、反応性の可溶性塩の存在量に望ましくない、所望されない増大が引き起こされる。本発明の最大の基本をなすと考えられるこれら生成物は、化合した及び化合していない両状態の硫酸及び／又はリン酸を色々な含有量で有しているが、この生成物を高酸性タイプの土壌の有益化に使用する目的で設計する場合には、その生成物（セルロース及び／又はリグノセルロースの濃硫酸及び／又は濃リン酸による処理で形成されたその生成物）は、それらを、例えば石灰又は石灰石のようなアルカリ性材料で更に処理して、考えている有機物の生成物中に存在しているいかなる含有遊離酸も、そのあるもの若しくはその何らかの部分又はその全てを中和することができる。所望とされるならば、得られる生成物を、水溶性の酸又は中性の硫酸塩及び／又はリン酸塩を、石灰が不足した酸タイプの土壌の処理に使用するための有機物−吸着カルシウムと共に含有するように製造できるようにするために、十分な量の酸化カルシウム（CaO）含有材料を加えることができる。本発明で使用されるセルロース系材料のような生成物を使用することの利点は、土壌中に有機物の構造体として存在する（前記の濃酸で処理された後の）セルロース及びリグニン酸の硫酸エステル及び酸性リン酸エステルが典型的なものである大きい分子凝集物中に一緒に保持されている大量かつ多数の酸性有機基が、微生物による攻撃と即時破壊に対して極めて耐性であると言うことである。しかして、このような有機基の存在は土壌の総合構造を改善するように作用すると共に、同時に土壌中に存在するクレー鉱物質の表面と相互作用して、土壌の栄養物を提供し、土壌を有益化する。本発明は、廃棄物を有用な農業用化成品に転化することによって、そのような廃棄物の有用な形での処分を可能にする方法を提供するために主として開発された。しかし、もし利用可能な廃棄物の量が農業用化成品としての転化形態で使用することができ、そしてそのような形態で使用されるだろう量を越えるならば、本発明の廃棄セルロース材料の濃酸による酸性化プロセスでは、ほとんどの場合、処理されたそのような廃棄物の総容積は３０〜６５％低下せしめられるので、そのような酸性化による本発明の主要な価値の１つが導かれると予想された。この容積低下だけで、少なくとも平均で、埋め立てに利用できる容積の２倍になると思われる。同時に、この生成物は濃硫酸又は濃リン酸のいずれか又は両方として有効な酸を規定された量で含有するように製造することができ、またこの有効な酸は埋立材料に既に存在する前以ては処理されていないセルロース、リグノセルロース、炭水化物及び蛋白質系の材料と反応して、そのような材料を分解するから、それらの容積は、順次、低下され、また酸化性のＳＯ₄ ⁼根（硫酸根）及びＰＯ₄ ⁼根（リン酸根）の存在が毒性の可能性を減じ、かつ酸化による悪臭を放つ物質の無臭物質への転化を助長する。次の例は都市厨芥と都市下水汚泥のような廃棄物を有用な農業用化成品に、又は、所望とされるならば、埋立作業で使用するのに極めて適した生成物に転化するための本発明の方法の使用例である。 ^*米国標準篩サイズで約２メッシュからマイナス２００メッシュまでの範囲の分別粒径を持つ“受け取ったままの”、離解され、粉砕され、そして半微粉砕された廃棄物の含水量を約３５〜４５％含水量に調整し、次いで各種試料について上記表に示した酸の重量を、指定厨芥の記載された重量と混合しながら、その最も濃縮された形で、一回の連続添加で加えた後、得られた生成物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で乾燥した。上記表の“下記により処理”と言う欄に示された濃硫酸以外のものは、最初に添加された濃硫酸が厨芥と完全に混合された後に、記載の順序で添加された。この場合、アンモニアガス（無水）は酸中和剤と、最終生成物を最適粒径に粒状化するのを助ける乾燥剤との組み合わせとして最後に加えられ、その間に乾燥が２２５〜３００°Ｆの温度範囲で行われた。 ^*米国標準篩サイズで約１／２インチからマイナス２５０メッシュまでの範囲の分別粒径を持つ“受け取ったままの”、離解され、粉砕され、そして半微粉砕された下水汚泥試料の含水量を約３５〜４５％含水量に調整し、次いで上記表に示した酸の重量を、各種被処理試料について記載された下水汚泥重量と完全に混合しながら、一回の連続添加で加えた。表の“下記により処理”と言う欄に示された追加のものはその酸性化された下水汚泥に記載の順序で添入され、これらを完全に混合した後、得られた生成物を２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で空気乾燥した。更に、以上の記載は本発明の原理の単なる例示であると見なされるべきである。当業者には、本発明の多数の適用例は容易に思い浮かぶものであろうから、本発明を開示された特定の実施例又は前記で示され、説明された正確な構成及び操作に限定することを望むものではない。むしろ、適当な修正例及び均等例が全て用い得るものであって、これら全てが本発明の範囲内に入るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．濃硫酸、濃リン酸及び両者の混合物より成る群から選択される濃酸を一定の流れとしてリグノセルロース含有材料又はセルロース含有材料に施し、該濃酸と該材料とを完全に混合し、そして生成した混合物を約２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で乾燥することから成る、リグノセルロース含有材料又はセルロース含有材料の処理法。２．濃酸が、Ｈ₂ＳＯ₄濃度が約９３〜９８．５％の硫酸である、請求の範囲第１項に記載の方法。３．濃酸が、Ｈ₃ＰＯ₄濃度が約７５〜８５％のリン酸である、請求の範囲第１項に記載の方法。４．材料が米国標準篩で約４〜２０メッシュの粒径を有する、請求の範囲第１項に記載の方法。５．材料の水分含有量が約３０〜４０％である、請求の範囲第１項に記載の方法。６．濃酸を一定の流れとして材料上に約３〜５分の間注加する、請求の範囲第１項に記載の方法。７．得られた混合物を空気乾燥する、請求の範囲第１項に記載の方法。８．材料が木材及び紙より成る群から選択されたものである、請求の範囲第１項に記載の方法。９．材料が鋸屑及び新聞紙より成る群から選択されたものである、請求の範囲第１項に記載の方法。１０．材料が厨芥及び下水汚泥より成る群から選択されたものである、請求の範囲第１項に記載の方法。１１．生成混合物が濃酸をごく少量乃至約６０％の範囲の量で含有している、請求の範囲第１項に記載の方法。１２．生成混合物をアルカリ性物質で中和する、請求の範囲第１項に記載の方法。１３．生成混合物を石灰、石灰石又は酸化カルシウムと反応させる、請求の範囲第１項に記載の方法。１４．生成混合物を尿素と反応させる、請求の範囲第１項に記載の方法。１５．乾燥された生成混合物をリン酸三カルシウムに加える、請求の範囲第１項に記載の方法。１６．乾燥された生成混合物を農耕用土壌の処理に使用する、請求の範囲第１項に記載の方法。１７．乾燥された生成混合物を埋立材料として使用する、請求の範囲第１項に記載の方法。１８．濃度が約９３〜９８．５重量％の濃硫酸、濃度が約７５〜８５％の濃リン酸及び両者の混合物より成る群から選択される濃酸を一定の流れとして木材廃棄物、故紙、厨芥及び下水汚泥より成る群から選択される廃棄物材料に注加し、該濃酸と該廃材料とを完全に混合し、そして生成した混合物を約２２５〜３００ °Ｆの範囲の温度で乾燥することから成る、上記廃棄物材料の処理法。１９．廃棄物材料が米国標準篩で約４〜２０メッシュの粒径を有する、請求の範囲第１８項に記載の方法。２０．廃棄物材料の水分含有量が約３０〜４０％である、請求の範囲第１８項に記載の方法。２１．生成混合物が濃酸をごく少量乃至約６０％の範囲の量で含有している、請求の範囲第１８項に記載の方法。２２．乾燥された生成混合物をアルカリ性物質で中和する、請求の範囲第１８項に記載の方法。２３．乾燥された生成混合物を農耕用土壌の処理に使用する、請求の範囲第１８項に記載の方法。２４．乾燥された生成混合物を埋立材料として使用する、請求の範囲第１８項に記載の方法。２５．濃硫酸、濃リン酸及び両者の混合物より成る群から選択される濃酸を一定の流れとしてリグノセルロース含有材料又はセルロース含有材料に施し、該濃酸と該材料とを完全に混合し、そして生成した混合物を約２２５〜３００°Ｆの範囲の温度で乾燥する方法により調製された、農耕用土壌を処理するための、又は埋立材料として使用するための生成物。２６．濃酸が、Ｈ₂ＳＯ₄濃度が約９３〜９８．５％の硫酸である、請求の範囲第２５項に記載の生成物。２７．濃酸が、Ｈ₃ＰＯ₄濃度が約７５〜８５％のリン酸である、請求の範囲第２５項に記載の生成物。２８．材料が米国標準篩で約４〜２０メッシュの粒径を有する、請求の範囲第２５項に記載の生成物。２９．材料の水分含有量が約３０〜４０％である、請求の範囲第２５項に記載の生成物。３０．濃酸を一定の流れとして材料上に約３〜５分の間注加する、請求の範囲第２５項に記載の生成物。３１．材料が木材及び紙より成る群から選択されたものである、請求の範囲第２５項に記載の生成物。３２．材料が厨芥及び下水汚泥より成る群から選択されたものである、請求の範囲第２５項に記載の生成物。３３．生成混合物をアルカリ性物質で中和する、請求の範囲第２５項に記載の生成物。