JPH10230242A

JPH10230242A - 石膏ボード廃材の処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH10230242A
Application number: JP9247531A
Authority: JP
Inventors: Michio Nishi; 美知男西; Shunji Amikura; 俊二網蔵
Original assignee: YOSHINO SEKKO KK; Yoshino Gypsum Co Ltd
Current assignee: YOSHINO SEKKO KK; Yoshino Gypsum Co Ltd
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】廃水処理を必要とせず、処理時間が短く、且
つ発生排煙中の臭気除去にアフターバーナーを用いるこ
となく、大量に熱効率良く処理でき、且つ該廃材から回
収する石膏が繊維を含まず、回収石膏を有効に再利用す
ることができる石膏ボード廃材の処理方法、及び石膏ボ
ード廃材の処理装置を提供すること。【解決手段】石膏ボード用原紙が付着している石膏ボ
ード廃材を間接加熱処理して、ＳＯｘを発生させること
なく石膏ボード用原紙を灰化させるとともに、該廃材か
ら発生する排煙を燃焼用空気として用い臭気を除去する
ことを特徴とする石膏ボード廃材の処理方法、及び石膏
ボード廃材の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石膏ボード廃材の
有効利用に特に適した、石膏ボード廃材の処理方法及び
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石膏ボードは、防耐火性、遮音性及び施
工性等の優れた特性を有し、経済的であることから建築
用資材として多用されている。この石膏ボードは、石膏
を主体とする芯材を石膏ボード用原紙で被覆した板状の
構造となっており、例えば、製品厚さ１２．５ｍｍの石
膏ボードの場合には、石膏量約９４重量％及び原紙量約
６重量％の割合で構成されている。

【０００３】この石膏ボードは、建築物のいたるところ
に使用されており、建築現場においては廃板や使用部位
の寸法に合わせて切断された端材等（以下、廃材とい
う）が多量に発生している。その廃材の発生量は、全使
用量の約１０重量％とも言われ、日本における石膏ボー
ドの年間使用量が約５００万トンであることを考える
と、年間約５０万トンに達していることになる。これら
の廃材の一部は石膏ボード用原料として回収利用されて
いるものの、その大半は他の産業廃棄物と共に埋め立て
処分されており、有効に再利用することができる処理方
法の開発が切望されている。

【０００４】上記の如き廃材を石膏ボード用原料として
回収利用する方法としては、該廃材を直接粗粉砕又は微
粉砕して石膏部分を粉状とし、原紙部分を５〜１０ｍｍ
程度の紙片として用いる方法、及び更に微粉砕して原紙
部分を解繊した状態で用いる方法が挙げられるが、再生
した石膏ボード中に紙片が混入すると石膏ボードの破断
面の見栄えが悪くなるばかりでなく、製品破断強度が低
下する等の問題があり、又、解繊繊維が石膏中に混入す
ると石膏ボード成型時の混練水量が大幅に上昇し、石膏
ボードの製造効率が低下するという問題がある。又、石
膏ボード中に紙片や解繊繊維が混入するほど、再生石膏
ボードの防耐火性能が低下するという問題もある。従っ
て、石膏ボード廃材をこのようにして石膏ボード用原料
として回収再利用するにしても自ずと限界があり、回収
に当たっては石膏廃材から原紙部分を十分に除去又は灰
化減量する必要に迫られている。

【０００５】一方、廃材から石膏を回収する方法及び装
置として、例えば、特表平５−５０７０２３号公報に開
示されているように、廃材をロール間で圧縮して石膏部
分を粉状にして回収するものが挙げられるが、石膏の付
着した原紙部分のその後の処理については全く触れられ
ていない。又、廃材から石膏ボード用原紙と石膏とを回
収する方法として、本発明者らによる特開平６−１４２
６３８号公報に開示されているように、該廃材を加熱し
た後に原紙を水洗分離する方法があるが、この方法では
装置が大がかりでコストが高くなりすぎること、排水処
理をしなければならないこと、回収原紙には雑多な異物
が混入してくるために故紙としては再利用できず、焼却
処分するしかないこと等の理由から実用化するには至っ
ていない。

【０００６】又、該廃材から石膏を回収する方法とし
て、本発明者らによる特開平６−１４２６３３号公報に
開示されているように、該廃材を加熱して石膏ボード用
原紙部分を炭化減量させて、石膏分をIII型無水石膏又
はII型無水石膏として回収する方法があるが、この方法
では石膏廃材に対して比較的長時間の加熱滞留時間を要
すること、又、発生排煙中の臭気を除去するためにアフ
ターバーナーを使用する必要があり、熱効率的に有効で
はない等の問題があった。更に、該廃材の石膏の付着し
た原紙部分を直火にて焼却すると、石膏分が熱分解して
亜硫酸ガスが発生するという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、建築
現場、その他で発生する石膏ボードの廃材を、廃水処理
を必要とせず、処理時間が短く、且つ発生排煙中の臭気
除去にアフターバーナーを用いることなく、大量に熱効
率良く処理でき、且つ該廃材から回収する石膏が繊維を
含まず、回収石膏を有効に再利用することができる石膏
ボード廃材の処理方法、及び石膏ボード廃材の処理装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、石膏ボード用原
紙が付着している石膏ボード廃材を間接加熱処理して、
ＳＯｘを発生させることなく石膏ボード用原紙を灰化さ
せるとともに、該廃材から発生する排煙を燃焼用空気と
して用い臭気を除去することを特徴とする石膏ボード廃
材の処理方法、及び石膏ボード廃材の処理装置である。

【０００９】本発明は、石膏ボード廃材の回収量が今後
より一層増大する状況に鑑み、上記石膏ボード廃材の回
収・再利用の諸問題を解決すべく、２重管式間接燃焼装
置を用いて、発生排煙を１次加熱燃焼用空気として回収
及び再利用することにより、該廃材の石膏の付着した原
紙部分を短時間に効率良く、亜硫酸ガスを発生させずに
灰化減量処理できるとの知見に基づき為された。

【００１０】この際、廃材の破砕品を篩いにかけると、
原紙の付着が少ない小〜微粉末の石膏は篩いを通過する
ので、該篩い通過分はそのまま回収石膏粉として再使用
することができ、一方、原紙の付着の多い石膏塊は大部
分が篩い上に残るので、この残った石膏が付着した原紙
部分のみを、本発明の方法及び装置で処理することによ
り、石膏廃材の処理効率を大幅に向上させることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に実施の形態を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。本発明の方法を施す対象となる石
膏ボードは、一般に石膏芯の回りを石膏ボード用原紙で
被覆した形態にあり、その廃材の形状は板状、塊状又は
粉状である。特に、廃材が板状や塊状の場合には、廃材
を均一に加熱できる大きさにするために、焼成工程の前
に粉砕工程を設けることが好ましい。そのときの廃材の
破砕の度合いは、均一に加熱できる細かさであればよ
く、例えば、好ましくは粒径１０ｍｍ以下である。

【００１２】本発明の方法を、本発明のフローチャート
を示す図１を参照して説明する。先ず、収集した石膏ボ
ードの廃材を適当な粉砕機（Ａ）で粉砕する。この粉砕
に用いる粉砕方法としては、例えば、通常の圧縮、衝
撃、せん断、摩擦及び切断による何れの方法でもよく特
に限定されない。これらの粉砕方法で粉砕することによ
って、廃材は微粉状の石膏と、原紙が付着した粉砕物と
の混合物となる。即ち、原紙と接触していない石膏ボー
ドの部分が微粉末となり、一方、表面において原紙と接
着している部分は原紙が付着した粉砕物となる。これら
の粉砕物はそのまま本発明の処理方法を適用してもよい
が、エネルギー効率や処理の有効性を考慮して適当な篩
い（Ｂ）によって篩い分けして、原紙が付着している粉
砕物のみを本発明の方法で処理することが望ましい。
又、上記粉砕物の分離法は、乾式であれば何でもよく、
例えば、振動篩いや回転篩いによる方法が挙げられる。

【００１３】篩い分けられた粉砕物のうち、篩い通過分
は殆ど原紙を含んでいないので、そのまま処理石膏１１
として回収される。一方、原紙が付着している石膏粉砕
物は、図１に示す石膏処理装置（Ｃ）に供給される。石
膏処理装置の詳細は後述する。石膏処理装置に供給され
た粉砕物は、導入部４を経て内筒１に供給される。外筒
２に設けられた燃焼装置３からの加熱空気によって内筒
１が加熱され、この熱によって粉砕物中の原紙が燃焼
し、原紙が灰化する。燃焼処理された粉砕物は内筒１の
他端に設けられた分離部７において焼成物と排煙に分け
られる。焼成物は図示の経路５に従って処理石膏１１と
して回収される。

【００１４】一方、排煙６は吸気ファンｆを経由して図
示の経路８で強制的に燃焼装置３に送られて、燃焼用の
空気として使用される。勿論、不足分の新鮮な空気は別
途燃焼装置に供給される。この排煙を含んだ空気によっ
て燃焼されて発生した加熱空気は、内筒１を加熱後に不
図示のダクトから経路１２によりバッグフイルターの如
き集塵機１３に送られる。この加熱空気には、多少の石
膏粉体が含まれることがあるので、必要であれば、これ
を集塵機１３で回収して図示の経路１４で回収石膏１１
と合わされる。集塵機１３によって清浄化された燃焼ガ
スは、必要に応じて処理されて大気に放出される。

【００１５】以上の燃焼処理における温度及び時間につ
いて説明する。廃材の加熱温度としては原紙部分を灰化
させ得て、且つ石膏が熱分解して亜硫酸ガス（ＳＯｘ）
を発生しない温度であればよい。その温度は加熱処理す
る廃材量や滞留時間によっても異なるが、焼成品の出口
温度として通常は３００〜８００℃、好ましくは５００
〜６００℃である。３００℃に達しない温度では回収さ
れる石膏はIII型無水石膏であるために再利用には好都
合であるが、原紙部分を灰化させるのに長時間を要する
ために全体としての処理効率が悪い。

【００１６】これに比べて５００〜６００℃の温度で
は、回収される石膏は、III型無水石膏とII型無水石膏
との混合物となるが、比較的短時間で原紙部分を灰化す
ることができるので好ましい。一方、熱処理温度が８０
０℃を超える温度では、石膏が熱分解して亜硫酸ガスが
発生し始め、回収される石膏はII型無水石膏と生石灰の
混合物となるので好ましくない。尚、加熱時間は上記の
加熱温度や装置の処理容量等との関係によって変化する
が、例えば、加熱時間が５００〜６００℃である場合に
は、約５〜１０分間程度で十分である。

【００１７】上記の亜硫酸ガス発生の有無、つまり生石
灰生成の有無は、回収石膏をＸ線回折にかけることによ
って確認することができ、又、簡便には回収石膏のｐＨ
を測定することによっても推定することができる。亜硫
酸ガスを発生させないためには、回収石膏のｐＨを１
２．０以下とする必要があり、好ましくは１１．０以下
とするのがよい。

【００１８】以上の如き本発明の方法によれば、石膏ボ
ード廃材の処理において、水を使用することがないの
で、廃水処理を必要としない。又、処理時間が短く、且
つ発生排煙中の臭気除去にアフターバーナーを用いるこ
となく、熱効率良く大量に処理でき、且つ該廃材から回
収される石膏が繊維を含まず、回収石膏を有効に再利用
することができる。

【００１９】次に本発明の石膏処理装置を図２〜４を参
照して説明する。本発明の石膏処理装置は、回転自在の
内筒１と、該内筒１を包囲する固定外筒２と、外筒２と
内筒１との空間１５に燃焼ガスを供給する燃焼装置３と
からなり、内筒１の一方の端部には石膏ボードの廃材を
供給するホッパー１０を備えた導入部４が設けられ、内
筒１の他端には焼成した石膏を排出する排出口５と排煙
を排出する排気口６とを有する分離部７が設けられ、上
記排気口６から排出される排煙が、前記燃焼装置３の燃
焼用空気として燃焼装置３に送られる経路８が形成され
ていることを特徴としている。

【００２０】更に詳しく説明すると、内筒１は、例え
ば、鉄、ステンレススチール、銅等の材料からなり、そ
の内径は通常約２０〜１００ｃｍ、その長さは通常約１
〜５ｍ、肉厚は通常約３〜５ｍｍであり、通常は導入部
４が高い位置に、そして分離部７が低い位置になるよう
に、ある程度の角度を以て傾斜して設けられている。
尚、図においては、導入部が高い位置にあり、分離部の
方向へ傾斜して描かれているが、逆に分離部が高い位置
にして傾斜させることもできる。この傾斜角度は、内筒
１内において搬送される粉砕廃材の搬送性に関係してお
り、通常は水平に対して約−１０°〜＋１０°の角度で
傾斜している。内筒１は図２〜３に示すように、駆動源
であるモーターＭによって回転される回転軸１７の固定
された２対のローラー１６によって矢印方向に回転する
ようになっている（尚、回転方向は逆であってもよ
い）。

【００２１】内筒１の端部にはホッパー１０を有する導
入部４が架台に固定され、該導入部４から粉砕物が内筒
１内に供給される。この際、導入部４にはモーターＭに
よって回転する片持ちのスクリュー９を設け、供給され
た粉砕物を強制的に内筒１内に搬送することが好まし
い。尚、図４では、装置全体が水平に描かれているが、
実際には装置全体、特に内筒１は適当に傾斜して設けら
れており、内筒１に供給された粉砕物は、内筒１の傾斜
と内筒１の回転によって加熱されながら徐々に分離部７
の方向に搬送される。尚、必要であれば内筒１内にも搬
送用のスクリューや片持ちのリボンスクリュー等を設け
てもよい。

【００２２】又、内筒１は、導入部４と外筒２と分離部
７に対して、図４の点ａ、ｂ及びｃの点で接触回転する
が、この接触回転における気密性は良好である方が良い
が、それほど厳密な気密性は要求されない。内筒１の他
端には分離部７が設けられていて、ここで焼成石膏と排
煙とが分離される。

【００２３】外筒２は、不図示の固定手段によって固定
されており、内筒１と同様な材料で構成され、その内径
は通常約３０〜１１０ｃｍ、その長さは通常約１〜５
ｍ、肉厚は通常約３〜５ｍｍである。外筒２の下部には
燃焼装置３が設けられ、例えば、天然ガス、液化石油ガ
ス、重油等を燃料として燃焼させ、加熱空気を内筒１と
外筒２との空間１５に送り込む。燃料の使用量は前記温
度について説明した如き温度が達成される量である。

【００２４】又、既に説明の通り、この燃焼装置３には
燃焼用の空気として内筒１から発生する排煙の全部が使
用される。燃焼装置３から発生した加熱空気によって内
筒１が加熱され、内筒１内において粉砕物の焼成処理が
行われる。内筒１周辺に送られた加熱空気は、内筒１を
加熱した後は排気口１２から排気され、図１に示すよう
に集塵機１３に送られる。以上の如き装置を用いて前記
本発明の方法を実施することにより、前記本発明の目的
が達成される。

【００２５】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。石膏ボード廃材（厚さ１２．５ｍｍ
の石膏ボードの端材、石膏量約９４重量％、原紙量約６
重量％）を、図１のＡの粗粉砕機及び圧縮機にかけ、石
膏部分を粉状に、原紙部分を５〜１０ｍｍ程度の紙片と
した。次にそれらをＢの振動篩にかけて石膏部分の大半
を篩い落とし、石膏の付着した原紙部分である比較例試
料１を得た。この石膏の付着した原紙部分の石膏重量と
原紙重量とを、水洗分離法及び加熱減量法により定量し
たところ、石膏量約５０重量％、原紙量約５０重量％で
あった。又、上記比較例試料１を高速衝撃粉砕機Ｂにか
けて原紙部分を解繊し、石膏量約５０重量％、解繊繊維
量約５０重量％の比較例試料２を得た。

【００２６】これらの比較例試料１及び比較例試料２
を、図２に示したような傾斜（度）のあるステンレス製
２重管の内筒側に仕込み（内筒径３００ｍｍφ、内筒回
転速度２〜３ｒｐｍ、仕込量３００ｋｇ／Ｈ）、排煙を
燃焼用空気として回収しながら、内筒外面をＬＮＧバー
ナーを用い、回収石膏出口の石膏温度が５５０±５０℃
となるように加熱して、実施例試料１を得た。この時の
各試料の内筒内滞留時間はそれぞれ約３分間であった。
又、排気にはいわゆる煙は見られず、亜硫酸ガス臭もな
かった。この回収石膏を、Ｘ線回折により成分分析をし
てみたところ、生石灰は確認されず、III型無水石膏が
約６０重量％、II型無水石膏が約４０重量％であった。
又、この回収石膏のｐＨは９．０であった。

【００２７】次に、仕込量を６０ｋｇ／Ｈとして、その
他は上記と同様にして、回収石膏出口の石膏温度が３５
０±５０℃となるように加熱し、内筒内滞留時間約１５
分間でIII型無水石膏が約８０重量％、II型無水石膏が
約２０重量％の実施例試料２を得た。この回収石膏のｐ
Ｈは８．２であった。更に、同様に仕込量６００ｋｇ／
Ｈで、回収石膏出口の石膏温度が７５０±５０℃となる
ように加熱し、内筒内滞留時間約１分３０秒で、III型
無水石膏が約２０重量％、II型無水石膏が約８０重量％
の実施例試料３を得た。この回収石膏のｐＨは９．６で
あった。実施例試料２〜３を得る際、いずれも排気には
いわゆる煙は見られず、亜硫酸ガス臭もなかった。又、
回収石膏にも生石灰は確認されなかった。

【００２８】尚、加熱処理用に比較例試料１又は比較例
試料２を用いても、加熱滞留時間や得られる回収石膏に
殆ど差は見られなかった。これらの実施例試料及び比較
例試料を通常の石膏ボード製造ラインの原料に添加し
て、石膏ボードを製造した場合の製造時の混練水量とＪ
ＩＳＡ６９０１に従って測定した１２．５ｍｍ厚、比重
０．６７の石膏ボード製品の長手方向の曲げ破壊荷重の
測定結果を表１に示した。

【００２９】表１石膏ボード廃材を添加した場合の製
造時の混練水量と１２．５ｍｍ厚製品の曲げ破壊荷重

【００３０】

【発明の効果】以上の如き本発明の方法によれば、石膏
ボード廃材の処理において、水を使用することがないの
で、廃水処理を必要としない。又、処理時間が短く、且
つ発生排煙中の臭気除去にアフターバーナーを用いるこ
となく、熱効率良く大量に処理でき、且つ該廃材から回
収される石膏が繊維を含まず、回収石膏を有効に再利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法のフローシートの一例を示す図。

【図２】本発明の装置を説明する図。

【図３】図２中のＤ−Ｄの横断面。

【図４】本発明の装置を説明する図。

【符号の説明】

１：内筒２：外筒３：燃焼装置４：導入部５：排出口６：排煙７：分離部８：経路９：スクリュー１０：ホッパー１１：回収石膏１２：排気口１３：集塵機１４：経路１５：空間１６：ローラー１７：回転軸１８：排気口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石膏ボード用原紙が付着している石膏ボ
ード廃材を間接加熱処理して、ＳＯｘを発生させること
なく石膏ボード用原紙を灰化させるとともに、該廃材か
ら発生する排煙を燃焼用空気として用い臭気を除去する
ことを特徴とする石膏ボード廃材の処理方法。
【請求項２】間接加熱処理温度が３００〜８００℃で
ある請求項１に記載の石膏ボード廃材の処理方法。
【請求項３】石膏ボード廃材をＳＯｘを発生させるこ
となく間接加熱処理する手段と、該廃材から発生する排
煙を燃焼用空気として用い臭気を除去する手段とを有す
ることを特徴とする石膏ボード廃材の処理装置。
【請求項４】回転自在の内筒と、該内筒を包囲する固
定外筒と、外筒と内筒との空間に燃焼ガスを供給する燃
焼装置とからなり、内筒の一方の端部には石膏ボードの
廃材を導入する固定導入部が設けられ、内筒の他端には
焼成した石膏を排出する排出口と排煙を排出する排気口
とを有する分離部が設けられ、上記排気口から排出され
る排煙を前記燃焼装置の燃焼用空気として燃焼装置に送
る経路が形成されていることを特徴とする石膏ボード廃
材の処理装置。
【請求項５】石膏ボード廃材の導入部内には、搬送用
スクリューが設けられている請求項４に記載の石膏ボー
ド廃材の処理装置。
【請求項６】内筒が長手方向に傾斜しており、その傾
斜角度が−１０°〜＋１０°である請求項４に記載の石
膏ボード廃材の処理装置。
【請求項７】内筒の回転速度が１〜３０ｒｐｍである
請求項４に記載の石膏ボード廃材の処理装置。