KR20080036991A - 광물학적 변환 공정에서 석면의 변환을 가속하기 위한시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 광물학적(mineralogical) 변환의 공정 동안 석면이 비-석면 광물로 변환되는 속도를 가속하는 공정 및 장비에 관한 것이며, 광물화제(mineralizing agent)의 흡수 가능한 표면 영역을 증가시키기 위해 석면 폐기물의 전체 봉투(bag)들을 분쇄하는 단계, 밀도를 증가시켜 이에 따라 열 전달 특성을 증가시키기 위해 분쇄된 석면을 압축하는 단계, 열 전달율을 증가시키기 위해 압축된 석면을 작은 입자들로 파쇄하는 단계, 일정한 예측가능한 변환율을 얻기 위해 노(furnace)의 바닥상에 파쇄된 입자들을 분산시키는 단계, 상기 노의 선택된 부분들의 석면상에 집중된 직접적(direct) 화염을 적용하는 단계, 및 고온인 동안 변환된 산물을 조작하는 단계를 포함하여, 광물화제의 흡수를 촉진하고, 석면의 열전달율을 증가시키고, 공정의 전체적 효율을 증가시키며, 공정에 요구되는 처리 시간을 단축한다.
Description
본원 발명은 석면 폐기물의 파쇄 및 재생에 관한 것으로서, 특히 석면 폐기물을 비-석면 산물로 변환하기 위해 사용되는 광물학적(mineralogical) 변환 공정을 가속시키거나 그 효율을 향상시키기 위한 석면 폐기물의 광물학적 변환 공정을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
석면은 대부분 흔히 온석면(chrysotile), 청석면(crocidolite), 아모사 석면(amosite), 및 안도필라이트(anthophyllite)와 같은 종을 포함하는 사문석(serpentine) 및 각섬석(amphibole) 광물군에 속하는 역사적으로 섬유형(fibrous) 광물로 사용되고 있는 족(family)을 언급하는 용어이다. 더 정확하게, "석면형(asbestiform) 광물들"은 일반적으로 다양한 비율의 치환된 철, 칼슘, 마그네슘, 및 나트륨을 포함하는 수화 규산염(hydrated silicates)을 말한다. 온석면, 안티고라이트(antigorite), 및 리자르다이트(lizardite)를 포함하는 사문석 광물종은 대략적으로 Mg3[Si2O5](OH)4의 구성을 나타낼 것이다. 이들 가운데 온석면은 산업 적 및 상업적 목적을 위해 소비되는 모든 석면 광물들의 집단을 나타낸다. 석면형 광물들의 광물 화학적 및 물리적 특성들의 실질적인 변형들이 있지만, 석면형 광물들은 칼슘, 철, 마그네슘, 및 나트륨의 농도의 변화로 인해 전형적으로 변경된 기본 구조가 모두 유사하다.
석면은 수천 가지 상품들 및 다양한 근무지들에서 사용되고 있다. 석면에 의해 야기되는 해로움이 초기에는 뚜렷하지 않더라도, 석면 노출은 심각하고, 쇠약하게 하는, 종종 치명적 질병들을 유발한다. 이는 중피종(mesothelioma), 석면 폐암, 및 석면증(asbestosis)을 포함한다. 일반적으로, 석면 피해자가 최초의 석면 질병 증상을 나타내기 전까지 10년 내지 40년 또는 그 이상의 기간이 지나간다. 근무지에서, 석면 노출의 "안전" 수준은 없다. 이러한 이유로, 사용하고 폐기하는 상품들의 석면의 사용에 있어서 증가한 제한 및 금지들이 전세계 많은 나라들에서 강제되고 있다.
독성 광물이기 때문에, 비활성 석면이 되도록 만들려는 다양한 시도들이 있었다. 석면 섬유의 화학적 성질을 변형하도록 열만을 사용하여 석면 폐기물을 파괴하는 시도들은 석면 섬유들의 내화적 특성(refractory), 및 자기-절연성(self-insulating)으로 인해 제한된 성공에 당면하였다. 예를 들면, 온석면 섬유들은 반시간동안 화씨 3000도까지 견디는 것으로 보고되었다. 이러한 기술은 석면 파쇄를 위해 매우 높은 온도를 요구하기 때문에, 이러한 접근은 매우 비경제적인 것으로 판명되었다.
플라즈마 용해 및 줄 가열(joule heating)과 같은 여러가지의 유리 화(vitrification) (또는 용해) 공정들은 석면형 광물들을 성공적으로 파괴하는 것을 보였다. 그러나, 이 공정은 에너지 집중적이고, 매우 비싸고 복잡한 장비를 요구한다. 따라서, 석면 폐기물을 파괴할 수 있을지라도 유리화 공정은 상업적 가능성을 보이지 못했다.
감소된 공정 온도 및 부가적 화학 변화를 활용하는 다른 방법들이 또한 시도되었다. 한가지 예외적으로, 이 방법 또한 제한된 성공에 당면하였다. 본원에 참조하여 기재된 미국 특허 제 5,096,692호에 개시된 "석면 폐기물의 광물학적 변환" 공정은 상업적 발전을 얻은 녹는점 이하에서의 공정이다. 이 특허에서, 석면 폐기물은 부가적인 화학물 및 가열의 응용을 조합하여 녹는점 이하에서 비-석면 산물들로 변환된다.
석면 폐기물의 광물학적 변환의 상업적 진보가 있는 동안, 폐기물 속의 석면 섬유들의 100%를 변환하는데 요구되는 시간은 경쟁적인 공정보다 더 오랜 시간이 걸린다는 것을 발견하였다. 폐기물속의 모든 석면 섬유들의 파괴를 확인하는데 60분까지 처리 시간이 요구되었다. 큰 규모의 상업적 적용을 위해, 이 공정의 실행가능성을 향상시키도록 처리 시간을 감소시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본원 발명의 기재된 실시예는 조작과 처리의 조합에 의해 제어될 수 있는 광물학적 변환에 의해 처리되는 석면이 100% 변환하는데 요구되는 처리 시간을 약 60분으로부터 20분 이하로 감소시키는 공정을 제공한다.
본원 발명의 일 실시예에 따라, 공정은 석면 폐기물을 포함하는 플라스틱 봉투를 개봉하고, 광물화제(mineralizing agent)를 빨리 흡수하기에 충분하도록 석면 폐기물을 작은 입자들로 분쇄하기 위한 장치를 포함한다.
본원 발명의 다른 측면에 따라, 폐기물의 밀도를 증가시키기 위한 목적으로 미리 준비된(분쇄되어 흐르는) 석면 폐기물을 압축하여, 이에 따라 노(furnace) 환경으로부터 폐기물에 열 전달율을 증가시키기 위한 장치를 포함하는 공정이 제공된다.
본원 발명의 다른 측면에 따라, 공정은 상기 노로부터 폐기물 입자들에 열전달율을 추가적으로 증가시키기 위해 상기 노 환경에서 압축된 폐기물의 입자들을 파쇄하는 장치를 포함한다.
본원 발명의 다른 실시예에 따라, 석면 폐기물을 분산하는 방식으로 폐기물이 노 환경의 하부에서 열전달을 균일하고 일관되도록 제어되는 다른 장치가 공정에 제공된다.
본원 발명의 다른 실시예에 따라, 석면 폐기물의 급격한 온도 증가를 일으키지만, 녹이지는 않는 공정의 주의깊게 선택된 영역들에서 석면 폐기물에 직접 화염이 조준되는 연료 가열기들의 배열을 제공한다.
본원 발명의 다른 실시예에 따라, 광물학적 변환으로부터 생성된 변환된 산물로부터 열을 제거하고 상기 산물을 고온 상태에서(냉각 없이) 임시 저장을 위해 운반하기 위한 다른 장치가 공정에 제공된다.
도 1은 본원 발명의 공정을 수행하기 위한 시스템을 도시한 도면.
석면 폐기물은 일반적으로 제거하는 동안 관리가능한 크기의 조각들로 분쇄된다. 물 분무기들은 일반적으로 제거공정 동안 생성될 수 있는 섬유들의 배출을 방지하기위해 사용된다. 이후에, 습한 석면 재료는 처분을 위해 폴리에틸렌(polyethylene) 처분 봉투 속에서 운반된다.
이러한 방식으로 제거된 석면 폐기물 재료들은 석면 섬유들로 구성되고, 일반적으로 포틀랜드 시멘트(Portland cement), 석고, 플라스터(plaster), 돌로마이트(dolomite), 및 다양한 규산염(silicate)과 같은 다른 재료들과 함께 무기적(inorganic) 또는 유기적(organic) 근원의 다른 섬유들을 포함한다. 용어 석면 폐기물은 본원에서 상기 언급된 석면 혼합물뿐만 아니라 온석면(chrysotile), 청석면(crocidolite), 아모사 석면(amosite), 안도필라이트(anthophyllite), 및 석면으로 통칭되는 다른 상업적 및 산업적 석면 광물을 포함하는 임의의 석면 광물 섬유들을 포함하고, 석면 광물 섬유들과 첨가물과의 혼합물들, 또는 무기적 또는 유기적 재료들을 포함하는 모암(matrix) 재료를 포함한다.
석면 폐기물이 설치 장소에서 제거된 후에, 이것은 처리 또는 처분 시설로 운반된다. 광물학적 변환 공정에서, 광물화제는 폐기물에 부가된다. 석면을 포함하는 플라스틱 봉투들을 개봉하고, 동시에 상기 봉투속에 포함된 석면을 분쇄하여, 광물화제는 상기 폐기물로 더 용이하게 흡수될 수 있었고, 이에 따라 처리 시간이 감소하였다. 분쇄는 저속 립-전단(rip-shear) 분쇄기 또는 크로스컷(crosscut) 분쇄기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 수의 가용 장치들을 사용하여 달성 될 수 있다.
석면이 분쇄된 후에, 이는 초저밀도 형태로 있다. 이 저밀도 형태는 고도의 자기-절연(self-insulation)을 촉진하고, 변환 시스템에 도입될 수 있는 폐기물의 양에 부피적 제한을 갖게 한다. 따라서, 이에 따라 극히 제한된 중량의 석면만이 주어진 변환 시스템에서 시간당 처리될 수 있다. 스크류 컨베이어(screw conveyor) 및 램 공급(ram feed) 장치를 포함하는 변환 시스템으로 석면을 도입하기 위하여 여러 공급 방식들이 사용된다. 이 방식들은 상기 석면을 압축하거나 압착하지 않았다. 처리 이득은 석면을 고밀도 형태로 압축하는 것에 의해 실현되었다. 압축은 프레스(press), 램(ram), 스크류 컨베이어, 압출 장치(extrusion device), 또는 그 밖의 석면의 밀도를 증가시키기 위해 특별히 설계된 장치를 사용하여 달성될 수 있다. 석면을 압축하는 것으로부터 발견된 이득은, 1) 석면의 대용량에 고효율의 열전달, 2) 비-압축 석면과 비교하여 압축된 석면에서 고효율의 열 전도, 및 3) 주어진 변환 시스템에 대한 고 중량 처리 가능성을 포함한다.
광물학적 변환의 공정에서, 광물화제는 석면에 첨가되고, 그 후에 석면은 가열된다. 광물화제는 미국 특허 제 5,096,692호에 기재되고 본원에 통합된 광물화제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이 공정은 석면을 비-석면 광물로 변환하도록 한다. 석면이 압축된 후에, 이것은 가열되기 위해 노(furnace)로 도입된다. 압축된 석면의 입자들은 상당히 클 수 있고, 큰 입자들은 더 작은 입자들보다 변환하는데 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 입자들을 균일하고 일관된 크기로 더 작게 파쇄하는 것에 의해, 처리 시간은 감소될 수 있고, 입자들은 모두 동일한 시간으로 변 환될 수 있다는 것이 발견되었다. 큰 석면 입자들을 파쇄하기 위해 사용된 장치는 석면과 효율적인 접촉이 이루어지는 각에서 샤프트(shaft)로부터 돌출한 칼날(blade)들을 가진 절연 회전 샤프트를 포함한다. 샤프트가 회전하면, 칼날들은 석면과 접촉하고, 이것을 일정한 크기의 조각들로 파쇄한다. 샤프트의 회전 속도, 회전 방향, 및 노 바닥에서의 높이는 조정가능하고, 샤프트는 공기 또는 유체를 사용하여 냉각될 수 있다. 샤프트상의 칼날의 수, 칼날의 위치, 칼날의 각, 및 칼날의 길이는 또한 조정가능하다.
석면을 파쇄하는 샤프트는 석면 입자들을 노 바닥에 일정하지 않게 적치하는 경향이 있다. 따라서, 제 1 샤프트와 유사하지만 반대 방향으로 회전하는 제 2 샤프트가 필요하다. 이 제 2 샤프트는 처리 효율을 향상시키는 3가지의 목적을 위해 존재한다. 제 2 샤프트는 (1) 석면 입자들을 섞어서, 이에 따라 노(furnace)의 고온 환경에서 내부에 적치되어 묻힌 입자들을 냉각기에 노출시키고, (2) 노의 바닥상의 석면을 분산시켜 고른 두께를 얻고, (3) 노의 바닥상에서 폐기물의 더 완전한 처리가능영역(coverage)을 얻는다.
석면이 비-석면 재료로 변환되었을 때, 이것은 노로부터 제거된다. 역사적 실례에서 고온의 변환된 산물은 물속에 떨어뜨려서 급속 냉각을 하여, 차후 공정 운용을 단순화하였다. 산물을 물로 즉시로 급속 냉각하지 않으면, 석면 변환은 변환 시스템으로부터 제거 후에 단시간 동안 지속될 수 있음을 발견하였다. 이 단시간 후에, 소량의 물이 차후의 운용을 단순화하기 위해 변환된 석면에 분무될 수 있다. 이 실시예는 또한 냉각 공정으로부터 발생되는 폐수를 제거하였다. 고온 상태 에서 변환된 산물을 다루는 실시예는 고온 재료들을 다루고, 변환된 산물이 검사될 때까지 비산 배출물(fugitive emission)의 방출을 방지하도록 특별히 설계된 장비의 사용이 요구된다. 이 장비는 변환 시스템으로 또는 별도의 필터로 분출될 수 있는 틀(housing)을 구비하여 고온 재료들과 접촉한 동안 운영되도록 설계된 오거 컨베이어(auger conveyor), 또는 다른 유형의 컨베이어로 구성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본원 발명의 공정을 수행하는데 사용되는 바람직한 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 석면 폐기물(1)은 광물화제의 빠른 흡수를 위해 플라스틱 봉투들 및 이에 포함된 석면이 크기가 작아지는 분쇄 시스템(2)으로 도입된다. 크기가 작아진 석면(3)은 혼합기(4)를 통과하고, 재료를 압축하여 배출하는 램, 오거, 프레스일 수 있는 장치가 상기 기재되어있더라도, 여기서는 스크류(5)인 압축 장치(5)로 들어간다. 이상적으로는, 압축 장치는 상기 석면을 입방 피트당 40 내지 60 파운드 범위의 최소 밀도, 및 바람직하게는 입방 피트당 50 파운드로 석면을 압축하여, 이것(6)을 노 표면(7) 상에 배출한다. 압축된 석면(8)은 상기 압축된 석면을 더 작은 입자들(10)로 파쇄하는 입상화(granulating) 샤프트(9)를 만난다.
입상화 샤프트(9)상의 칼날은, 일 실시예에서, 일반적으로 샤프트(9)의 길이축으로 축 정렬되어 장착된 균일한 평면 직사각형 모양의 금속 조각들이다. 각각의 칼날은 각각의 입자(10)에 대해 원하는 입자 크기의 수준을 얻기 위한 위치에서 적절한 결속구(fastner)로 고정적으로 부착된다. 칼날들의 위치는 회전을 정지하고, 샤프트를 제거하고, 새로운 위치에서 칼날, 또는 칼날들을 재장착한 후에, 샤프 트(9)를 재설치하여 개별적으로 변경될 수 있다. 다른 길이 및 구조의 칼날들이 특정의 설치의 필요에 부합하도록 사용될 수 있다. 노의 고온으로 인해, 칼날들은 시스템의 동작 동안 조정될 수 없다.
작동에 있어서, 입상화 샤프트(9)는 최저 속도로부터 원하는 대로 대략 최대 속도 120 RPM까지 회전할 수 있다. 입자들(10)은 칼날들과 노의 바닥 또는 화로와 상호작용하여 파쇄될 수 있다. 입상화 샤프트(9)와 노의 바닥 또는 화로 사이의 거리는 입자의 크기를 변경하기 위해 조정가능하다.
입상화 샤프트(9)를 통과한 후에, 압축되고 크기가 감소된 석면은 이전에 묻힌 석면 입자 표면들을 노 환경에 노출시키고, 노의 표면 또는 화로상에서 석면(12)의 고른 두께를 얻기 위해 석면을 분산하는 혼합/분산 샤프트(11)를 만난다. 제 2 샤프트(11)는 바람직하게는 제 2 샤프트(11)의 칼날들이 입자(10)들의 이동 방향과 반대 방향으로 입자들(10)과 접촉하여 이동시키도록 제 1 샤프트(9)와 반대 방향으로 회전한다. 제 2 샤프트(11)는 제 1 샤프트(9)와 동일한 구조를 갖고, 칼날의 구조 및 위치, 노의 바닥으로부터의 거리, 및 회전 속도를 포함하는 동일한 방식으로 조정될 수 있다.
공정의 하부 영역에 위치한 연료 가열기들(13)은 노출된 석면에 강렬한 열을 직접 조준한다. 압축되고, 감소된 크기의 석면(12)은 비-석면 산물(14)로 변환되고, 이는 운반 장치(15)로 배출된다. 운반 장치는 영하 온도의 수용체(도시되지 않음)속에 수용된다. 고온의 변환된 석면 산물들은 검사를 기다리기 위해 저장 용기(16)로 운반된다.
실시예 1
석면은 광물화제로 적셨고, 그 이후에 변환 시스템에 도입되어 화씨 2200도에서 60분동안 처리되었다. 변환은 작은 입자들에서 일어나는 것이 관찰되었지만, 큰 입자들의 전부가 변환되지는 않았다. 큰 입자들의 조사를 통해, 광물화제가 큰 입자들의 중심까지 침투하지 못했음을 발견하였다.
실시예2
플라스틱 봉투들에 포함된 석면은 립-전단(rip-shear) 분쇄기로 처리되었고, 그 후에 광물화제가 침투되었다. 이 후에, 석면은 변환 시스템에 도입되었다. 상기 석면은 입방 피트당 대략 30파운드의 밀도를 가졌고, 석면을 압축하지 않는 오거 컨베이어를 통해 변환 시스템으로 도입되었다. 변환은 변환 시스템내에서 석면의 적치물들의 표면상에 발생하였지만, 적치물들의 내부 부분들은 화씨 2200도에서 처리하는 60분이 지난 후에도 변환되지 않은 채 남아있었다. 완전한 변환을 달성하기 위해서는, 노의 표면상에서 두께 2인치 또는 그 이하를 얻기 위해 오직 소량의 석면만이 도입될 수 있었다. 석면의 두께 제한과 함께 석면의 저밀도는 주어진 기간동안 처리될 수 있는 석면의 양을 상당히 제한하였다.
실시예3
플라스틱 봉투들에 포함된 석면은 립-전단 분쇄기로 처리되었고, 그 후에 광 물화제가 침투되었다. 플라스틱 및 그밖의 파편은 석면으로부터 제거되었고, 이 후에 브리케트(briquet)들이 석면의 밀도를 증가시키기 위해 석면으로부터 만들어졌다. 소량의 브리케트들은 니켈 "보트(boat)"에 위치되었고, 관형(tube) 노에서 10, 15, 20, 30, 및 60분동안 화씨 2250도로 제어되었다. 차후 처리로서, 브리케트들은 변환이 발생하였는지 판단하기 위해 전자현미경으로 검사되었다. 변환이 모든 샘플들에서 완벽하게 진행되었음이 발견되었다.
실시예4
플라스틱 봉투들에 포함된 석면은 립-전단 분쇄기로 처리되었고, 그 후에 광물화제가 침투되었다. 그 후에, 석면은 석면의 밀도를 증가시키기 위해 석면으로부터 생성되는 브리케트를 생성하도록 설계된 장치로 도입되었다. 브리케트들은 원래의 상태를 유지하기 위해 요구되는 응집력을 가지지 못했고, 변환 시스템에 도입되기 전에 분해되었다. 플라스틱의 입자들의 존재 및 그 밖의 외부의 물질들, 및 고습(high moisture) 내용물이 이러한 응집력의 부족을 결과하였다. 브리케트를 형성은 어떠한 적절한 비율에서도 이 유형의 폐기물에 사용될 수 없었다.
실시예5
플라스틱 봉투들에 포함된 석면은 립-전단 분쇄기로 처리되었고, 그 후에 광물화제가 침투되었다. 그 후에, 석면은 석면의 밀도를 입방 피트당 대략 50파운드로 증가시키고, 3인치의 두께, 18인치의 폭, 및 약 24인치의 길이를 갖는 "벽 돌(brick)"을 생성하는 유압식(hydraulic) 램을 사용하여 압축되었다. 벽돌은 화씨 2200도에서 60분동안 변환 시스템에 도입되었다. 벽돌의 외부 에지(edge)들은 변환이 일어났지만, 내부 부분들은 일어나지 않았다. 다른 벽돌이 변환 시스템에 도입되었지만, 이 때에 벽돌은 작은 입자들로 수동적으로 파쇄되었고 긴 손잡이를 가진 정원용 괭이를 닮은 금속 도구를 사용하여 노의 표면상에서 분산시켰다. 파쇄된 이후에, 석면은 35분내에 변환이 일어났다.
실시예6
플라스틱 봉투들에 포함된 석면은 립-전단 분쇄기로 처리되었고, 그 후에 광물화제가 침투되었다. 그 후에, 석면은 석면의 밀도를 입방 피트당 대략 50파운드로 증가시키고, 3인치의 두께, 18인치의 폭, 및 약 24인치의 길이를 갖는 "벽돌"을 생성하는 유압식 램을 사용하여 압축되었다. 벽돌은 변환 시스템에 도입되었다. 벽돌은 칼날을 구비한 회전하는 샤프트로 파쇄되었다. 칼날들은 벽돌을 효과적으로 파쇄하였지만, 그 후에 석면의 작은 입자들을 샤프트의 후방에 적치하였고, 이 퇴적물은 적정한 기간내에 적치물의 내부 부분에 변환을 달성하기에는 너무 두꺼웠다. 검사는 반복되었지만 이 때에 퇴적물들은 일정한 두께를 얻기 위해 노의 표면상에서 수동적으로 분산되었다. 그리고, 2개의 프로판(propane) 가열기들(burners)은 노의 하부 부분에서 석면에 조준되었다. 이 후에 변환은 20분내에 발생하였다.
실시예7
석면은 노에서 수동적으로 제거되었고, 물로 냉각되도록 제어되지 않았다. 변환된 석면은 변환 시스템으로부터 제거 후에 계속하여 대략 1분동안 "적색의 고온"을 유지하는 것이 관찰되었다. 열로부터 방사를 생성하기 위해 요구되는 온도는 석면의 변환을 진행시키는데 충분하다. 산물을 냉각하지 않는 것에 의해, 변환은 변환 시스템으로부터 제거된 후에 계속해서 짧은 기간동안 계속될 수 있고, 이에 따라 변환 시스템에서 체류 시간(residence time)을 감소시킬 수 있다. 상기 산물을 운반하기 위해 변환된 산물의 고온을 견딜 수 있고, 운반 시스템을 수용할 수 있도록 설계된 재료들을 사용하는 것에 의해, 변환은 제거 후에 1 내지 2분동안 계속되었고, 이에 따라 요구되는 체류 시간을 10%까지 감소시켰다.
본원에서 언급한 모든 상기의 미국 특허들, 미국 특허 출원 공개공보들, 미국 특허 출원들, 외국 특허들, 외국 특허 출원들, 및 비-특허 명세서들은 본원에 참조로 통합된다.
본원 발명의 특정 실시예들은 본원에 기재되었을지라도, 이는 설명을 위한 목적으로 기재된 것이며, 다양한 수정들이 본원 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다. 따라서, 본원 발명은 첨부된 청구항들을 제외하면 제한되지 않는다.
Claims (15)
- 광물학적(mineralogical) 변환의 공정에서 석면이 비-석면(asbestos-free) 광물로 변환될 수 있는 속도를 가속하기 위한 공정에 있어서,광물화제(mineralizing agent)의 흡수 가능한 표면 영역을 증가시키기 위해 석면 폐기물의 전체 봉투(bag)들을 분쇄하는 단계,밀도를 증가시켜 이에 따라 열 전달 특성을 증가시키기 위해 분쇄된 석면을 압축하는 단계,열 전달율을 증가시키기 위해 압축된 석면을 작은 입자들(particles)로 파쇄하는 단계,일관되고 예측가능한 변환율(consistent predictable conversion rates)을 얻기 위해 노(furnace)의 바닥상에 파쇄된 입자들을 분산시키는 단계,상기 노의 선택된 부분들의 석면상에, 집중적으로 직접(direct) 화염을 적용하는 단계, 및고온인 동안 변환된 산물을 조작하고, 비산 배출물들(fugitive emissions)의 방출을 방지하기 위해 조작 방법들(mechanisms)을 제한하는 단계를 포함하는 공정.
- 청구항 1에 있어서,상기 봉투들, 및 그 속에 포함된 석면은 입자 크기를 감소시키고 광물화제의 흡수를 촉진하기 위해 분쇄되는 공정.
- 청구항 1에 있어서,열-전달 특성들을 향상시키기 위해, 상기 석면은 벽돌(brick)로 압축되는 공정.
- 청구항 1에 있어서,석면 벽돌은 변환 시스템내에서 작은 입자들로 파쇄되는 공정.
- 청구항 1에 있어서,상기 파쇄된 석면은 일관된(consitent) 가열을 촉진하기 위해, 상기 노의 바닥상에 고르게 분산되는 공정.
- 청구항 1에 있어서,가열기로부터의 상기 화염은 공정의 끝에서 변환율을 상승시키기 위해 변환하는 석면으로 직접 조준되는 공정.
- 청구항 1에 있어서,상기 변환된 석면은 지속되는(prolong) 변환을 촉진하기 위해 고온 상태에서 제거되고, 비산 배출물들의 방출을 방지하도록 밀폐되는 공정.
- 광물학적(mineralogical) 변환의 공정으로 석면을 포함하는 재료의 비-석면(non-asbestos) 광물로의 변환을 가속하기 위한 시스템에 있어서,석면 입자들(articles) 및 용기들(containers)의 크기를 감소시키기 위한 유닛;상기 석면의 밀도 및 열 전달 특성들을 증가시키기 위한 압축 유닛(compaction unit);상기 변환 시스템내에서 석면의 압축된 덩어리(mass)를 파쇄하기 위한 유닛;상기 파쇄된 석면 입자들을 노(furnace) 바닥상에 고르게 분산시키기 위한 유닛;공정의 끝에서 변환율을 증가시키기 위해 상기 변환하는 석면에 직접 화염을 조준하기 위한 연료 가열기; 및비산 배출물들(fugitive emissions)의 방출을 방지하기 위해 상기 변환된 석면의 조작을 제한하는 동안 고온 상태에서 변환된 석면을 조작하기 위한 유닛을 포함하는 시스템.
- 청구항 8에 있어서,상기 압축된 덩어리를 파쇄하기 위한 유닛은 제 1 샤프트(shaft)로부터 확장된 복수의 칼날들(blades)을 갖는 상기 제 1 샤프트를 포함하고, 상기 제 1 샤프트는 상기 노의 바닥상에 위치된 시스템.
- 청구항 9에 있어서,상기 분산시키기 위한 유닛은 복수의 칼날들을 갖는 제 2 샤프트를 포함하고, 상기 제 2 샤프트는 상기 노의 바닥상에서 파쇄된 석면 입자들을 분산시키기 위해 상기 노의 바닥상에 위치된 시스템.
- 청구항 10에 있어서,상기 제 1 샤프트는 제 1 방향으로 회전하고, 상기 제 2 샤프트는 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회전하는 시스템.
- 청구항 11에 있어서,상기 제 1 방향은 상기 노의 바닥을 가로지르는 상기 입자들의 흐름의 방향이고, 상기 제 2 방향은 상기 노의 바닥을 가로지르는 상기 입자들의 흐름과 반대 방향인 시스템.
- 청구항 8에 있어서,상기 압축 유닛은 오거(auger), 스크류(screw) 컨베이어(conveyor), 프레스(press), 램(ram), 및 추출기(extruder)중 하나를 포함하는 시스템.
- 청구항 13에 있어서,상기 압축 유닛은 상기 재료를 입방 피트당 40 내지 60 파운드의 최소 밀도 로 압축하는 시스템.
- 청구항 14에 있어서,상기 최소 밀도는 입방 피트당 50파운드인 시스템.
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