JPS58170590A - ゴムスクラツプ焼却残渣灰による排水等の脱燐方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はゴムスクラップ焼却残渣灰による排水等の燐
含有液の脱燐方法に関するもの！ある。

一層詳細に述べれば、この発明は、炭酸カルシウム、表
面処理した炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、石灰（す
なわち酸化カルシウム）の如き石灰質（すなわちカルシ
ウム含有物質）を白色充填剤またはその一部として配合
した！ム原料配合塗を用いて桓々の一類のゴム部瀦（「
ツム製品」とも称する）たとえば工業用２ム部品、自動
車用ウエザオストリツゾ、ホース、ブーツ類其他の型物
製品を製造するときに、その製造工程で生ずるゴムスク
ラップ、もしくは使用済の廃品１あるゴムスクラップを
、乾溜炉または燃焼炉！完全に燃焼した際に生ずる焼却
残渣灰（「残渣灰」と略称する）を、湖沼汚濁や海（た
とえば瀬戸内海）の赤潮の原因とされる含燐洗剤の排水
や金属処理用含燐処理剤の廃液の如き燐含有液の脱燐処
理に使用して不溶性の燐＃Ｉ＃３三カルシウムとして沈
降分離して前記燐含有液を脱燐することを目的とするも
のである。

周知の如くツム部品製造用原料？ムとして天然ゴム、合
成イソゾレンゾム、スチレンブタジェンゴム、ブタジエ
ンラノ々−、エチレン−プロピレンターポリマー、ニト
リルブタジエンラノ々−、クロロプレンノム、エビクロ
ロヒドリンジム、イソゾチレンゾタジエンゴム、アクリ
ルツム、ニトリルシタジエンゴムとポリ塩化ビニルとの
ブレンドゴム、これらのゴム２種以上のブレンドゴム等
が使用され、これにカーぎン、プロセスオイル、可塑剤
、高級脂肪酸、有機老化防止剤、促進剤、ｆｉＩＬｉＩ
ｊＩの他、酸化マグネシウム、亜鉛華、白色充填剤とし
ての前記カルシウム系充填剤やクレー、酸化チタン、珪
酸塩、炭酸マグネシウムのような無機化合物が配合され
る。

ツムスクラップの焼却処理の際にはその燃焼過程におい
て、スクラップマトリックス中のゴム原料、カーゼン、
プロセスオイル、可塑剤、有機系老化防止剤、促進剤は
一次燃焼ガス化して燃焼しつくシ、一方、残渣灰として
無機系塩や酸化物が残存する。

次に、ツムスクラップの燃焼炉で残渣灰が〒きる工程の
１例を添附図面参照下に説明する。第１図において、！
ムスクラップは上部投入口１３から乾溜炉（第−次慾焼
炉）１１に投入される。乾溜炉１１中のゴムスクラップ
１５はノ々−ナーによって着火され、空気送風制御によ
って生じる一次（低湿）燃焼中の高温可燃性ガスは第二
次燃焼炉２１に送られ、ここで高温燃焼（１２００〜１
３００°Ｃ）して重油代替燃料として、水管ｉイラー２
３の蒸気発生源としての役目を果す。乾溜炉１燃焼した
後の残渣灰は、下部に残るかまたは残渣灰収容室１７に
落下して、別に取出される（第１図参照）。

カルシウム系充填剤を比較的多く配合して製造されるゴ
ム部品の例には工業用または自動車用ウェザオストリッ
プ、紐類等の押出品、ホース類、一般型物製品等があげ
られるが、その原料配合処方の代表例を示せば次の通り
１ある。

例１：押出品 （１）ＯＲＺｏｏ（部） マグネシア　　　　　　　　　４ ステアリン＃に１ 老化防止剤　　　　　　　　　１ ノぞラフイン　　　　　　　　　　２ カーボンブラツク　　　　　３０ 炭酸カルシウム　　　　　　３０ プロセスオイル　　　　　　１６ 亜鉛華　　　　　　　　　　　４ 有機促進剤　　　　　　　　　１ （２）８ＢＲ１００（部） 亜鉛華　　　　　　　　　　　４ ステアリン酸　　　　　　　　　１ 老化防止剤　　　　　　　　　２ パラフィン　　　　　　　　　　１ 炭酸カルシウム　　　　　　８０ 表向処理炭酸カルシウム　　　５０ カーメンブラツク　　　　　１００ プロセスオイル　　　　　　６０ 有機促進剤　　　　　　　　　２．４ 硫黄　　　　　３ 例２：ホース （１）ＩＰＴ　　　　　　　　　　１００（部）亜鉛華
　　　　　　　　　　　４ ステアリン酸　　　　　　　　　１ 粘着性樹脂　　　　　　　　　３ カーダンブラック　　　　　９０ 微粉珪酸　　　　　　　　　２５ 表面処理脚数カルシウム　　　２５ プロセスオイル　　　　　　５０ 有機促進剤　　　　　　　　　４ 硫黄　　　　　１ （２１ＳＢ１　　　　　　　　　１００（部）亜鉛華　
　　　　　　　　　　４ ステアリン酸　　　　　　　　　１ 有機系老化防止剤　　　　　　２ ノミラフイン　　　　　　　　　　１ 炭酸カルシウム　　　　　　８０ 表向処理炭酸カルシウム　　　４０′ カーーンブラツク　　　　　８０ かヤ８オイヤ　　　　、。゛ 有機促進剤　　　　　　　　　１．８ 硫　ｋｌ、８ 例３ニ一般型物 （１）ＮＲ７０（部） ＳＢＲ３０ 亜鉛＃　　　　　　　　　　　５ ステアリン酸　　　　　　　　　ｌ 有機系老化防止剤　　　　　　２ ／ｅラフイン　　　　　　　　　　１ 炭酸カルシウム　　　　　　４゜ カーメンブラック　　　　　５５ プロセスオイル　　　　　　１５ 硫黄　　　　　２ 有機促進剤　　　　　　　　　１．５ （２）ＩＣＰＴ　　　　　　　　　　１００（部）亜鉛
１ａ４ ステアリン酸　　　　　　　　ｌ カーメンブラック　　　　１４０ 炭酸カルシウム　　　　　　４゜ プロセスオイル　　　　　Ｚｏ。

硫黄　　　　　１．５ 有機促進剤　　　　　　　　　４ ここで燃焼されるｔムスクラップは石灰質の白色充填剤
の入ったツムスクラップに限定されない。

石灰質の白色充填剤が多量に入ったツムスクラップに、
白色充填剤を含まないツムスクラップまたはカーゼン単
味配合ザムのスクラップ（石灰質白色充填剤を含まない
もの）が混入していても、これらの！ムスクラップ中の
！ム分、カーメン、油分は燃焼しつくされ、残渣灰中で
はマグネシウム塩、亜鉛塩等が少量増加するだけである
。

次に、或１つのロットの残渣灰のキレート滴定法、吸光
光度法、重置法（Ｊ工Ｓ　　Ｋ　　０１０２）による化
学分析の結果よりの組成の推定を示す。

壌　　　化　　Ｍｇ０ｂ　　　　　１２．７　　　−マ
グネシウム 珪　　　酸　　０ａＳｉ０３　　　　１０．２　　　　
３．５カルシウム 石　　　−＃ｌｌ０ＮＳＯ４７，５２，２塩　　　化　
　０献＋１２ｓ、ｓ　　　　２．０カルシウム ｆＩｔ”　　Ｍｇ８０＜　　　　３．２　　−マグネシ
ウム 消石灰　０＆（ＯＨ）２　２．８　１．５亜鉛化合物、 其　　　他　　　　　　　　　　５・６　　−１ｏｏ％
　　　４６．５≦ 別のロットの２回目の螢光分析の結果を示す。

元素　　　　　　　酸化物 ０ＩＬ５１．６慣）　　Ｃω　　　　　　７２．７（％
）Ｍｇ　　　０．５　　　　ＭｇＯＯ，９Ｚｎ　　　Ｏ
，９ＺｎＯ１，Ｉ Ｓｉ　　　２．４　　　８ｉｎ、　　　　　　　５．１
８　　２．３　　　　Ｓｏ、　　　　　　　　５．６０
１　　７、’！　　　　ＡｊｆｚＯａ　＋　Ｆｅｚｅ３
１．９硫化物　０．１ 以上の分析結果より、残渣灰の主成分は下記の物質： 生石灰　　　　　ＯａＯ６２，２％ 石膏　　０ａＳＯ＜　　　　９．５％ 壌化カルシウム　　０ａＯｂ　　　　　　　１２．０％
珪ＩＩ　　　５ｔｏ２５．１　％ を混合状態で含有する石灰質と考えられ、ゴム原料中の
脱塩酸、架橋反応にたずされる硫黄酸化物を吸収、反応
して石膏および塩化カルシウムを形成して無害化し、水
に対して崩壊性の、塊状物の形を有する。

含燐水溶液はアルカリ性条件下にカルシウム化合物と反
応して＃！３燐酸カルシウムを生じて沈澱を生ずるが、
この場合の各反応体は次のモル比フ反応する。

２Ｆ　　　　＋　　３０ａ　　　　　−＋　　０ａ１（
ＰＯ４）２↓Ｐ　　　　ＯａＯ４４０ａＯｊｆ２　Ｍ　
０ａＳＯ４＋　０ａ（ＯＨ）２３１ｘ２　５６ｘ３　１
１０Ｘ３　　１３６Ｘ３　　７４Ｘ３６２ｇ１６８９３
３０ｇ４０８９　　２２２９予備試験で既知量の燐分を
含む燐系水溶液に上記カルシウム化合物を過剰（重量比
）に加えて、アルカリｆ中和した場合、いずれも充分に
脱燐され、液中残留燐濃度（全燐）は０〜５　ｐｐｍ程
度にすぎなかった。

次に燐酸廃液（燐含有濃度６０３０　ｐｐｍ　、燐酸イ
オン１．８５％、ｐＨＨＩ３１１に対し、ｌムスクラッ
プ焼却残渣灰をそれｆれ３０９．４０ｇまたは８０ｇ添
加して、スターラーによって攪拌し、液中殉存憐濃度の
経時変化を測定したが、その結果を第２図のグラフに示
す。

この実験は次の方法１行い、すなわち最初に原水（燐含
有ｊｉ　６４２０　ｐｐｍ　）をとり、石灰含有焼却残
渣灰の粗粉砕物を加えて攪拌し、一定時間後に液をスポ
イトで分取し、濾過して残存燐濃度を測定した。脱燐反
応の終了は卯中和到達点１認知したが、反応完了時の液
中残存燐濃度は、どの場合でも僅かに０．５ｐｐｍ前後
であって、充分に浄化されていた。なお、第２図のグラ
フ中の曲線Ａ、Ｂおよび０は次の実験の結果を表わす。

曲ｌｉ［Ａ　・・・原水１０００ｍＡ！十処理剤３０９
　；　Ｏａ／Ｐ当量比１．１５倍 曲線Ｂ　・・・原水１０００ｍ＋処理剤ｓ　６　ｇ　；
　ｏａ／ｐ当量比３倍 曲ＩＩＯ・・・実験Ｂの終了後原水１０００ｍを追加し
て攪拌した。全液量は２１に増えるが、燐の残存量（絶
対量）と比較してカルシウムの当量比は１．５倍であっ
た。

このグラフから、脱燐にもつとも多くの蓋を必要とする
石膏（０ａＳＯ４）によっても、燐含有濃度の２倍当量
の残渣灰（燐含有量６９に対し残渣灰８０ｇ）を加えれ
ば、短時間内に燐分が充分沈降することが判る。

口ＩＪ記の説明から明らかなように、本発明に従えば排
水等の燐含有液の脱燐処理が、従来はとんど利用分野の
なかったツムスクラップ焼却残渣灰を脱燐剤として用い
て簡単かつ確実に、しかも従来の場合より低いコストで
実施でき、すなわち本発明は前記残故灰の活用、ならび
に脱燐処理コストの低下という大なる効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ゴムスクラップの乾溜・燃焼炉の一例の略式
断面図である。 第２図は、焼却灰による含燐液の脱燐処理に関する実験
結果を示すグラフ１ある。 １１・・・ｒＸｔＪ？ｌｉｌ炉；１３・・ゼムスクラッ
プ投入口；１５・・・ゴムスクラップ；１７・・・残渣
灰収容室：２１・・・燃焼炉；２３・・・廃熱ゼイラー
；２５・・・ガス用点火バーナー；２７・・・廃ガス排
出口。 第２図 攪拌時間（分） □ 手続補正書 昭和５７年５月１３１１ 特許庁長宮島田春樹殿 １、事件の表示 昭和８７年特　許　願第４１７２１号 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　岡山県倉敷市上富井５８番地４、代理人 住　所　東京都千代田区内神田１丁目６番３号６、　補
正により増加する発明の数 肩載り遡り　　　　　、− 第２図 撹拌時間（分） 手続補正書 昭和５年５月１ｏ日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年　　特許願第４１７２１号 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　岡山県倉敷市上富井５８番地氏　名（名称）
丸五ノム工業株式会社 代表取締役　藤　木　荘　平 ４、代理人 ５、　補正命令の日付　　（自発） ６、　補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　明細ｔｒｔ発明の詳細な説明欄及び図
面の簡単な説明欄）及び図面 ８、補正の内容　別紙の通り 先に提出せる明細書を次の通り補正する。 ｆｉｌ　　明＃ｌｌＩ書第１０頁第５行−第８行の化学
式および表全体を次の通り訂正する。 ［２Ｆ−１−３０ａ＋０ａ３（ＰＯ４１ｉ↓Ｐ　　　Ｃ
ａＯ＋＋０ａＯ９，←０ａＳＯ４←０ａ（ＯＨ）。 ３１Ｘ２　　５６Ｘ３　　１１０Ｘ３　　１３ｆｉＸ３
　　　フ４×３６２Ｐ　　１６８Ｐ　　３３０５１　４
０８９　２２２ｙ灰１７４．５Ｆ〒７７％ 燐分６２Ｆに対し、脱燐に必要な焼却灰は２２．７Ｌｉ
Ｑ燐１に対し、焼却灰約３７　倍量必要となる。１（２
）明細書第１２貴４１行の「することが判る。」の次に
、改行して法文を加入する。 「別の実験の結果を示す。今回使用された燐酸廃液は、
燐含有濃度４．Ａ　３０■／α、燐酸イオン１．４８　
＊、　ｐＨ＝　２のものであったっ焼却灰の１０パツチ
を回収し、カルシウムを分析Ｅ２、鰻大限量、中間量、
最少限量のカルシウム含有の焼却残清灰により、脱燐試
験した結果を第３図のグラフに示す。 この実験Ｃ二おいて廃液の温習は２６℃であり、焼却灰
試料に３檀類使用したｒ＆ｔ（ｃａ＝３７．２４　）　
：ｃ２　（０ａ＝４３．３％’；ｇ３（Ｏａ＝４１．７
亮１）。こわらの焼却灰試料の添加ｔはいずれも７０９
　／　Ｑであった。 上記の脱燐試験において、Ｃａ／Ｐの当量比を震えたと
きの６１１１定データー（液漏は２６Ｃ）を第４図のグ
ラフに示す。 さらに、上記焼却灰、消石灰（比較試料）および炭酸カ
ルシウム（比ＭＵ料）の各々をそれぞれＯａ　／　Ｐ　
＝　３．＋の同一当量比で添加して脱燐試験を行ったが
、その結果を第５図のグラフに示す、 さら（二また、同一焼却灰を７０９　／　Ｑ使用してＣ
ａ　／　Ｐ　＝　３．１の当量比で液温を搾々変えて脱
燐試Ｍを行ったが、その結果を第６図のグラフに示すっ 次１：、低濃度燐酸廃液の脱−処理試験の結果を示す。 前記の燐酸廃液を水マ約１５０倍に希釈し、ｐｏ４嬢度
を１１００１）Ｉ）にしたものを、前Ｆ焼却灰（Ｃａ分
４１．７　％　）、塩化第２鉄溶液（鉄分４Ｑ　Ｗ　／
　Ｗチ）、および混合凝集剤（市販品）をそれぞれ用い
て、燐酸除去率を調べた。その結果を次表に示す。 この混合凝集剤は、山分子７錠集剖と驕膚げルク゛二り
へとの；Ａ＋、スフζ−ろ−・ 次いフ、ｍｖｃ前処理の常時排水について各処理剤のピ
ーカテストを行った結果を示す。原水に、夫々の処理剤
を加え、５分間攪拌後約１０分靜＃Ｌ、上澄液を分析し
た。分析方法は５１日−ＫＩＯ３による。 簡纒度のＣＯＤを低下させることが所望される場合：二
は、マグネシウム化合物Ｍｇｏ−ＸＡｆｉ、Ｏ，ｎＨ２
Ｏ（Ｘ　＝　Ｑ〜０．．２５　）　（公用のＣＯＤ除去
剤）等を併用するのが有利１あろう。 塗装前処理排水のような常時排水の処理施設には、塗装
の曝気等による排水も混入【７、複雑１あるが、脱燐処
理剤としての消石灰、焼却灰Ｃ二よる処理は、加圧浮上
法によるより、沈降分離法による方法がよいと思われる
。 既述の如く無機充填剤を含有したゴムスクラップの燃焼
後の残渣灰、焼結灰分け、白色の塊状物を含んだもので
、ゴム質、カーゼン、油分−有機質の老化防止嗣、架橋
剤を燃焼し尽して全く含ん１おらず、ゴムスクラップ中
の無改質は、ガス化して排出された場合に有害と考えら
れる硫黄酸化物、エラストマー中の分解墳素分をキャッ
チして、石膏、塩化力ルシュウム、塩化マグネシウムを
生成して含有し、主成分は炭酸カルシウムが変質した生
石灰ｆ、その他、亜鉛塩湖１にηつ乃のアルミ、鉄等を
含有している。 従って焼却灰は水中に分散したとき、ｐＨ＝１０５以上
のアルカリ性を呈し、妬濃度の酸性の強い燐＃Ｒ廃液に
対して、中和と同時に脱燐剤としての効果があり、消石
灰が同じＯａ／Ｐ５加えたとき投入容積、沈降容積がか
なり多いのに比較して、焼却灰は２／、程炭と少く、焼
却灰の脱燐後の処分も行いやすく有利といえる。 悄却灰を燃えがらとして廃棄処分にする前に、酸の中和
側、枦燐削として利用出来る。しかし、その場合、晴分
け、粉砕、さら亀；細かい粒子への篩分けが必要となる
。 さらに、脱燐処理後の沈積物の肥料としての可能性Ｃ二
ついては、鉛等の重金属を含ん７Ｉ！♂ムスクラツプか
らの該重金属の瞼去、さらに灰分中に有害物質を含有す
るか否かの分析の確認した上１、過燐酸石灰肥料が第一
燐酸カルシウム［（！ａ　（Ｈ２ＰＯ４）、、　］と石
貸費　Ｃｊ＆３０４−２Ｈ，Ｏ）の演合物であり、トー
マスφ肥（鋼を作る際の副産物）が、Ｃａ、　（ＰＯ４
１，、Ｏａ、８１０４　　を含み、水には不溶であるが
、水及び縦酸ガス等の作用の下１植物の同化され易い形
の燐肥肥料きして、甲いられていることを考えれば、脱
燐処理の凝集物も又、肥料としての可能性も期待できる
。 （３）　　明細書第１２　ｊｉ　＠　１２行に「＠２図
」とあるを［第２図−第６図の各々］と補正する。 （４）添附図面８ｇ３図−第６図を加入する。 （１ソ　ヒ　） ＝４９ 第３図 才覚　１半　時　間　　（分） 才覚絆　時　間　（分） 撹　１半　８炸　間　　（分）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カルシウムを含有するゴムスクラップ焼却残渣灰
   を脱燐剤として使用することを特徴とする排水岬の燐含
   有液の脱燐方法。
2. （２）炭酸カルシウム、表面処理した炭酸カルシウム、
   珪酸カルシウムの如き石灰質をツム原料１００部に対し
   １０−１５０部配合したゴムのスクラップの焼却時に生
   ずるカルシウム含有量２０−６０％の焼即残渣灰を脱燐
   剤として使用することを特徴とする特許請求の範囲１１
   ＪＪに記載の排水等の燐含有液の脱燐方法。