KR20190113521A - 아스베스토의 무해화 처리 방법과 상기 방법에 이용하는 처리제 - Google Patents
아스베스토의 무해화 처리 방법과 상기 방법에 이용하는 처리제 Download PDFInfo
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Abstract
여기서 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법은, 적어도 1종의 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질을 준비하는 것; 광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는 아스베스토 처리제를 준비하는 것; 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 접촉시켜서 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화 하는 것;을 포함한다. 이로써, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 적합하게 무해화 할 수 있다.
Description
본 발명은, 아스베스토(asbestos)의 무해화 처리 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 아스베스토의 무해화 처리 방법과 상기 방법에 이용하는 처리제에 관한 것이다.
또한, 본 국제출원은 2018년 3월 28일에 출원된 일본 특허 출원 제2018-063057호에 근거하는 우선권을 주장하고 있고, 그 출원의 전체 내용은 본 명세서 중에 참조로 하여서 포함되어 있다.
아스베스토(석면)는 사문석(蛇紋石)이나 각섬석(角閃石)이 섬유상으로 변형한 침상 결정 구조를 가지고 있다. 이러한 아스베스토로서는, 예컨대, 크리소타일(백석면(白石綿)), 아모사이트(차석면(茶石綿)), 크로시돌라이트(청석면(靑石綿)), 안소페라이트(직섬석(直閃石)), 트레몰라이트(투섬석(透閃石)), 악티노라이트(녹섬석(綠閃石)) 등을 들 수 있다. 이러한 아스베스토는, 내열성이나 내구성이 우수하고, 또한 염가이기 때문에, 종래부터 여러가지 분야에서 넓게 사용되어 왔다. 구체적으로는, 이러한 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질은, 슬레이트판, 수도관, 내화 피복재, 브레이크 패드, 개스킷, 보온판, 로프, 패킹, 아세틸렌 봄베의 충전재 등에 이용되고 있었다.
그러나, 상기 아스베스토는 석면폐, 폐암, 악성 중피종 등의 건강 피해의 원인이 될 수 있는 것이 판명되었기 때문에, 근래에는 새로운 사용이 금지되고 있다. 그리고, 과거에 사용된 아스베스토 함유 부재는 그대로 계속 사용하는 것이 위험하기 때문에, 인체나 환경에 악영향을 미치지 않도록 하는 방법으로 시급하게 무해화하는 것이 요구되고 있다.
이러한 아스베스토를 처리하는 방법으로서는, 1500℃ 이상으로 가열하는 것에 의한 용융 처리나, 소정의 아스베스토 처리제와 반응시키는 것에 의한 화학적 분해 처리나, 처분장에 대한 매립 처리 등을 들 수 있다.
상기 화학적 분해 처리에 의한 무해화 처리 방법의 일례로서, 특허문헌 1에 기재된 방법을 들 수 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 불화물(알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 또는 암모니아의 불화물염, 및 불화수소산 등)과 광산(염산, 황산, 질산 등)이 첨가된 무해화 처리 수용액(아스베스토 처리제)에, 아스베스토 함유 폐재를 접촉시켜서 정치(또는 교반)하면서 초음파 진동을 가하고 있다.
또, 광산과 불화물을 포함하는 아스베스토 처리제를 이용한 무해화 처리 방법의 다른 예가 비특허문헌 1에 기재되어 있다.
일본 폐기물자원순환학회 논문지, Vol.28, pp.101-113, 2017
그런데, 근래에는, 무해화하여서 폐기할 필요가 있는 아스베스토 함유 물질의 폐재가 더욱 증가하여 오고 있고, 이러한 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토의 시급하고 확실한 무해화에 대한 요청이 높아지고 있다.
본 발명은 이러한 요청에 대응하기 위해서 창출된 것으로서, 그 목적은 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 보다 적합하게 무해화하기 위한 아스베스토 무해화 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 실현할 수 있도록, 본 발명에 의해서 이하의 구성의 아스베스토의 무해화 처리 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 관해서 "아스베스토의 무해화 처리"란, 아스베스토 함유 물질에 포함되는 적어도 일부의 아스베스토의 침상 결정 구조를 붕괴하여서, 그 이외의 구조에 변화시키는 것을 말하며, 환언하면, 인체에 대해서 실질적으로 건강 피해를 미치지 않도록 구조를 변화시키는 것을 말한다.
또한, 2006년 일본 환경성 공시 제99호 제1조에 의하면, 사람의 건강 또는 생활 환경과 관련된 피해를 일으킬 우려가 없는 성상으로는, 아스베스토(석면)가 검출되지 않는 것으로 되어 있다. 여기서, 아스베스토가 검출되지 않는 것이란, 위상차 현미경을 이용한 분산염색법 및 X선 회절 장치를 이용한 X선 회절 분석법에 의한 분석 방법에 의해서 분석하였을 경우에 있어서, 아스베스토가 실질적으로 검출되지 않는 것, 또한 투과형 전자현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)를 이용한 분석 방법을 이용하여서 아스베스토가 실질적으로 검출되지 않는 것을 말한다.
따라서, 여기서 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법에 의하면, 상술한 아스베스토를 실질적으로 미검출의 상태로 하는 것을 용이하게 실현할 수 있다.
여기서 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법은, 적어도 1종의 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질을 준비하는 것; 광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는 아스베스토 처리제를 준비하는 것; 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 접촉시켜서 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화하는 것;을 포함 한다.
본 발명자는, 상술한 목적을 실현하기 위해서 여러 가지의 시험과 검토를 거듭한 결과, 아스베스토 처리제로서 광산과 N-메틸-2-피롤리돈(NMP:N-Methyl-2-pyrrolidone)을 포함하는 혼합액을 아스베스토 처리제로서 사용하면, 놀랍게도 종래의 아스베스토 처리제보다도 적합하게 아스베스토를 무해화할 수 있는 것을 발견하였다. 이러한 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제의 작용에 대해서, 현 시점에서 상세한 작용 메커니즘은 불명하지만, NMP의 존재 하에서 아스베스토와 광산을 반응시키면, 아스베스토의 무해화 반응이 추가로 진행되기 때문이라고 추측된다.
여기서 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법은, 이러한 지견에 근거해서 이루어진 것이며, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 종래보다도 적합하게 무해화할 수 있다.
또, 여기에 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법의 바람직한 다른 일 태양에서는, 아스베스토 함유 물질이 적어도 크리소타일을 포함한다.
크리소타일(백석면)은 사문석계의 아스베스토로서, Mg3Si2O5(OH)4로 나타낸다. 본 발명자에 의한 시험의 결과, 여기서 개시되는 무해화 처리 방법에서는, 여러 가지의 아스베스토 중에서도 상기 크리소타일을 특히 적합하게 무해화할 수 있는 것이 확인되고 있다.
여기에 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법의 바람직한 다른 일 태양에서는, 광산이 황산이다.
아스베스토 처리제에 포함되는 광산으로서는, 황산, 염산, 질산, 인산, 붕산, 불화수소산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 황산은 염가이고, 또한 아스베스토와의 반응성이 높기 때문에, 특히 적합하게 이용할 수 있다.
여기에 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법의 바람직한 다른 일 태양에서는, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 적어도 1시간, 예컨대, 1시간∼2시간 정도 접촉시킨다.
본 태양과 같이, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제와의 접촉 시간을 1시간 이상 확보하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 적절히 반응시켜서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 더 적합하게 무해화할 수 있다. 또한, 접촉 시간을 2시간 이하로 설정하는 것에 의해서, 아스베스토를 효율 좋게 무해화할 수 있다.
여기에 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법의 바람직한 다른 일 태양에서는, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 접촉시키기 전에, 아스베스토 처리제를 50℃ 이상으로서 비점 미만의 온도 정도까지 가온한다.
본 태양과 같이, 무해화 처리를 수행하기 전의 아스베스토 처리제를 가온하는 것에 의해서, 광산과 아스베스토와의 반응성을 향상시킬 수 있기 때문에, 무해화 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
여기에 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법의 바람직한 다른 일 태양에서는, 아스베스토 처리제와 접촉시키는 아스베스토 함유 물질이 분말상이다.
본 태양과 같이, 아스베스토 함유 물질을 미리 분말상으로 하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제와의 접촉 면적을 크게 하고, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 적합하게 반응시킬 수 있기 때문에, 더 적합하게 아스베스토를 무해화할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 측면으로서 아스베스토 처리제가 제공된다.
이러한 아스베스토 처리제는, 적어도 1종의 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화 처리하기 위한 아스베스토 처리제로서, 광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함한다.
상술한 바와 같이, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하는 것에 의해서, 종래의 아스베스토 처리제보다도 적합하게 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화할 수 있다.
여기에 개시되는 아스베스토 처리제의 바람직한 다른 일 태양에서는, 광산이 황산이다.
상술한 바와 같이, 황산은 염가이고, 또한 아스베스토와의 반응성이 높기 때문에, 여기서 개시되는 아스베스토 처리제의 광산으로서 특히 적합하게 이용할 수 있다.
여기에 개시되는 아스베스토 처리제의 바람직한 다른 일 태양에서는, 처리제 전체로 100wt%로 하였을 때의 N-메틸-2-피롤리돈의 농도가 0.1wt%∼10wt%이다.
상술한 바와 같이, 여기서 개시되는 아스베스토 처리제는, NMP가 포함되어 있기 때문에, 종래의 아스베스토 처리제보다도 적합하게 아스베스토를 무해화할 수 있다. 여기서, 아스베스토 처리제에 포함되는 NMP의 농도는 0.1wt%∼10wt%이면 바람직하고, 1wt%∼10wt%이면 보다 바람직하고, 예컨대, 2.5wt%이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 아스베스토의 무해화 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 제1의 시험에서 이용한 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1의 시험에 있어서의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2의 시험에 있어서의 예 1∼예 3의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 나타내는 X선 회절 분석 결과의 28°∼34°의 영역을 확대한 도면이다.
도 6은 제3의 시험에서 이용한 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 예 4의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 예 5의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 예 6의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 예 7의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료 및 예 4∼예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 각각의 X선 회절 분석 결과의 10°∼14°의 영역을 확대해서 나타내는 도면이다.
도 13은 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료 및 예 4∼예 7의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 각각의 X선 회절 분석 결과의 22.5°∼26.5°의 영역을 확대해서 나타내는 도면이다.
도 14는 제4의 시험에서 이용한 아스베스토 함유 슬레이트의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 15는 예 9의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 예 10의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 예 11의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 18은 예 12의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 19는 예 13의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1의 시험에서 이용한 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1의 시험에 있어서의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2의 시험에 있어서의 예 1∼예 3의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 나타내는 X선 회절 분석 결과의 28°∼34°의 영역을 확대한 도면이다.
도 6은 제3의 시험에서 이용한 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 예 4의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 예 5의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 예 6의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 예 7의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료 및 예 4∼예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 각각의 X선 회절 분석 결과의 10°∼14°의 영역을 확대해서 나타내는 도면이다.
도 13은 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료 및 예 4∼예 7의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 각각의 X선 회절 분석 결과의 22.5°∼26.5°의 영역을 확대해서 나타내는 도면이다.
도 14는 제4의 시험에서 이용한 아스베스토 함유 슬레이트의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 15는 예 9의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 예 10의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 예 11의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 18은 예 12의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 19는 예 13의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 것으로서 본 발명의 실시에 필요한 것은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 근거하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 지식에 근거하여 실시할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 "A∼B"라고 나타내는 경우, "A 이상 B 이하"를 의미하는 것으로 한다.
1. 아스베스토 처리제
먼저, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토의 무해화 처리 방법에 이용되는 아스베스토 처리제에 대하여 설명한다.
본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제는, 광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하고 있다. 상세하게는 후술하지만, 이러한 아스베스토 처리제를 이용하여서, 아스베스토의 무해화 처리를 수행하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 적합하게 무해화할 수 있다. 이하, 이러한 아스베스토 처리제에 포함되는 각 재료에 대하여 설명한다.
(1) 광산
상술한 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제에는 광산이 포함되어 있다. 이 광산에는, 아스베스토의 무해화에 종래부터 이용될 수 있는 광산을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 광산으로서는, 예컨대, 황산, 염산, 질산, 인산, 붕산, 불화수소산 등을 들 수 있다. 또, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제는, 상술한 각종의 광산을 2종 이상 포함하고 있어도 된다. 또한, 상술한 여러 가지의 광산 중에서도, 염가이고, 또한 아스베스토와의 반응성이 높다고 하는 관점으로부터 황산을 특히 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 아스베스토 처리제의 전체 질량을 100wt%로 하였을 경우의 광산의 농도는, 1wt%∼50wt%이면 바람직하고, 10wt%∼30wt%이면 보다 바람직하고, 예컨대, 25wt% 정도(±1wt%)이다. 이로써, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토와 광산을 적합하게 반응시켜서, 당해 아스베스토를 적절히 무해화할 수 있다. 또, 이러한 광산을 포함하는 아스베스토 처리제의 pH는 4 이하, 바람직하게는 2 이하, 예컨대, 1 이하이면 보다 바람직하다.
(2) N-메틸-2-피롤리돈
그리고, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제에는, 락탐 구조를 포함하는 5원환의 구조를 가지는 유기 화합물인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)이 포함되어 있다. 상세하게는 후술하지만, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제는, 당해 NMP가 포함되어 있기 때문에, 상술한 광산과 아스베스토와의 반응을 진행시켜서, 아스베스토를 무해화할 수 있다.
또한, 아스베스토 처리제의 전체 질량을 100wt%로 하였을 경우의 NMP의 농도는, 0.1wt%∼10wt%이면 바람직하고, 1wt%∼10wt%이면 보다 바람직하고, 1wt%∼5wt%이면 특히 바람직하고, 예컨대, 2.5wt% 전후(±1wt%)로 설정된다. 이와 같이 적절한 양의 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하는 것에 의해서, 아스베스토를 보다 적합하게 무해화할 수 있다.
(c) 그 외의 함유물
또, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제에는, 상술한 광산이나 NMP 이외에 여러 가지의 함유물이 포함되어 있어도 된다. 이러한 아스베스토 처리제에 포함될 수 있는 함유물로서는, 예컨대, 물, 옥살산, 주석산, 암모니아, 글리콜산, 또는, 글리옥실산이나 포름산 등의 카르복시기를 가지는 물질 등을 들 수 있다.
2. 아스베스토의 무해화 처리 방법
이어서, 상술한 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리제를 이용한 무해화 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
(1) 아스베스토 준비 공정
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 먼저, 처리 대상인 아스베스토 함유 물질을 준비하는 아스베스토 준비 공정(S10)를 실시한다. 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법의 처리 대상인 아스베스토 함유 물질은, 적어도 1종의 아스베스토를 포함하고 있으면, 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 재료를 적용할 수 있다. 이러한 아스베스토 함유 물질로서는, 예컨대, 아스베스토와 시멘트와 물의 혼합물을 취부(吹付) 시공한 취부 아스베스토나, 당해 혼합물을 판상으로 성형한 아스베스토 함유 슬레이트판, 아스베스토 함유 보온 재료 등의 여러 가지의 건축 구조재를 들 수 있다. 또, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법은, 이들 건축 구조재 이외의 부재도 처리 대상으로 할 수 있다.
상기 아스베스토 함유 물질에 포함되는 아스베스토로서는, 크리소타일(백석면: Mg3Si2O5(OH)4), 아모사이트(차석면: (Fe,Mg)7Si8O22(OH)2), 크로시돌라이트(청석면: Na2Fe2+ 3Fe2+ 2Si8O22(OH)2) 등을 들 수 있다. 또, 본 실시형태와 관련되는 아스베스토 처리 방법의 대상인 아스베스토 함유 물질은, 이들 아스베스토를 복수 종류 포함하고 있어도 된다. 또한, 상술한 각종의 아스베스토 중에서도, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법은, 크리소타일을 특히 적합하게 무해화할 수 있는 것이 시험에 의해서 확인되고 있다.
또, 아스베스토 함유 물질에는, 상술한 바와 같은 아스베스토 이외에 여러 가지의 불순물이 포함되어 있어도 된다. 이러한 불순물로서는, 예컨대, 브루사이트(brucite: Mg(OH)2), 석영(α-quartz: SiO2), 방해석(calcite: CaCO3), 자철광(magnetite: Fe3O4), 실리카(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3) 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법의 처리 대상인 아스베스토 함유 물질은, 후술하는 처리제 접촉 공정(S40)를 실시하기 전에 파쇄·분쇄 처리가 베풀어지고 있으면 바람직하다. 이러한 파쇄·분쇄 처리에 의해서 얻어진 분말상의 아스베스토 함유 물질을 처리 대상으로 하는 것에 의해서, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 접촉 면적을 크게 하고, 처리 시간의 단축에 공헌할 수 있다.
또, 이와 같이 파쇄·분쇄 처리가 가해진 아스베스토 함유 물질을 X선 회절 분석으로 해석하면, 피크의 반값폭이 증가하는 것이 확인되고 있다. 이것으로부터, 파쇄·분쇄 처리가 가해진 아스베스토 함유 물질에는 변형이 생기고 있고, 이러한 변형의 발생에 의해서 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 반응성이 더욱 향상된다고 해석된다.
이러한 아스베스토 함유 물질의 파쇄·분쇄 처리에는, 건재나 폐재를 파쇄·분쇄할 수 있는 공지의 수단을 특별히 한정하지 않고 이용할 수 있다. 예컨대, 처리 대상의 아스베스토 함유 물질의 사이즈가 큰 경우에는, 조 크러셔, 임펙트 크러셔 등을 이용하여 미리 조분쇄 처리를 수행한 후에, 볼 밀, 진동 밀 등을 이용한 미분쇄 처리를 수행하면 바람직하다. 이로써, 입경이 작은 분말상의 아스베스토 함유 물질을 적합하게 얻을 수 있다. 예컨대, 대상물의 거의 전체가 직경 수 mm 이하(예컨대, 1 mm 이하)가 되도록 아스베스토 함유 물질을 파쇄(분쇄) 하는 것이 바람직하다. 또한, 분말상의 아스베스토 함유 물질의 비산에 의한 주변 환경에 대한 악영향을 고려하면, 상술한 파쇄·분쇄 처리는, 밀폐 환경이나 습윤 환경에서 실시하는 쪽이 바람직하다.
(2) 처리제 준비 공정
이어서, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 준비한다(처리제 준비 공정(S20)).
본 공정은, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 준비할 수 있으면, 그 수단은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상술한 광산과 NMP를 혼합하여 아스베스토 처리제를 조제하여도 되고, 미리 조제된 아스베스토 처리제를 별도로 준비하여도 된다. 또, 후술하는 여과 공정(S50)에서 회수된 사용 후 아스베스토 처리제(잔액)의 성분을 조정하여 재이용하여도 된다.
(3) 가온 공정
또, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 아스베스토 함유 물질에 접촉시키기 전의 아스베스토 처리제를 가온하는 가온 공정(S30)을 실시한다. 이와 같이, 사용 전의 아스베스토 처리제를 미리 가온하여 두는 것에 의해서, 아스베스토 처리제 중의 광산의 반응성을 향상시킬 수 있기 때문에, 무해화 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 가온 공정(S30)에 있어서의 아스베스토 처리제의 온도는, 50℃ 이상으로 설정하면 바람직하고, 60℃ 이상(예컨대, 70℃)으로 설정하면 보다 바람직하다. 한편으로, 아스베스토 처리제를 너무 가온하면 광산의 반응성이 너무 향상해서 안전상의 문제가 생기기 때문에, 가온 공정(S30)을 수행하는 경우에는, 아스베스토 처리제의 온도를 아스베스토 처리제의 비점 미만(예컨대, 80℃ 이하)으로 하는 쪽이 바람직하다.
또한, 본 공정에 있어서, 아스베스토 처리제를 가온하는 수단은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 여러 가지의 수단을 채용할 수 있다. 이러한 가온 수단의 일례로서 히터나 마이크로파 등을 들 수 있다.
(4) 처리제 접촉 공정
이어서, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 접촉시키는 처리제 접촉 공정(S40)을 실시한다. 본 공정을 실시하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제가 반응하여, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토가 무해화 된다.
여기서, 본 실시형태와 같이, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용하면, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 종래보다도 적합하게 무해화할 수 있다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대, 10wt%∼30wt%의 황산(H2SO4)을 광산으로서 포함하는 아스베스토 처리제 100ml에 대하여, 처리 대상인 아스베스토 양이 5g∼50g정도(예컨대, 10g∼30g)가 되도록 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제와의 양의 비를 조정하면 바람직하다.
이하, 처리 대상인 아스베스토를 크리소타일(백석면)로 하고, 아스베스토 처리제 중의 광산을 황산으로 하였을 경우의 반응을 예로 들어서 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 처리 대상의 아스베스토나 광산의 종류를 한정하려는 의도는 없고, 여기서 개시되는 무해화 처리 방법은, 아스베스토나 광산의 종류를 필요에 따라서 적절히 변경할 수 있다.
크리소타일을 포함하는 아스베스토 함유 물질과 황산을 포함하는 아스베스토 처리제를 접촉시켜서 반응시킨 경우, 하기의 식(1)로 나타내는 바와 같은 반응이 생긴다고 추측된다.
Mg3Si2O5(OH)4 + 3H2SO4 → 3MgSO4 + 2SiO2 + 5H2O ……… (1)
그러나, 본 공정을 실시한 후의 아스베스토 함유 물질(이하, "처리 결과물"이라고 한다)을 본 발명자가 해석하였는바, 크리소타일의 대부분이 무해화 되어 존재 하고 있지 않음에도 불구하고, 크리소타일과 황산을 반응시켰을 때에 생기는 황산마그네슘(MgSO4)이 확인되지 않았다. 그리고, 이러한 처리 결과물에는 황산마그네슘(MgSO4) 대신에, 카미나이트(MgSO4(Mg(OH)2)0.33(H2O)0.33)이 생성되고 있는 것이 확인되었다.
이것으로부터, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법과 같이, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용하였을 경우, NMP가 광산과 아스베스토와의 반응 촉진에 기여하기 때문에, 아스베스토의 무해화 반응이 더욱 진행하여, 아스베스토가 적합하게 무해화 되는 것이라고 추측된다.
또한, 본 공정은, 아스베스토와 아스베스토 처리제가 적절히 반응할 수 있도록, 소정의 시간 계속하여 실시하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서, 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제를 접촉시키는 시간은, 30분 이상이면 바람직하고, 1시간 이상이면 보다 바람직하고, 1시간∼2시간 정도(예컨대, 1.5시간)이면 특히 바람직하다. 아스베스토 함유 물질과 아스베스토 처리제와의 접촉 시간을 이와 같이 설정하는 것에 의해서, 아스베스토와 아스베스토 처리제를 적절히 반응시켜서, 신속하고 적합하게 아스베스토를 무해화할 수 있다.
(5) 여과 공정
이어서, 본 실시형태에서는, 처리제 접촉 공정(S40)을 실시한 후의 처리 결과물을 여과하는 여과 공정(S50)을 실시한다. 이러한 여과 공정(S50)에는, 예컨대, 가압 여과기(필터 프레스) 등의 소정의 여과 장치를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 본 공정에 있어서 분리된 사용 후의 아스베스토 처리제(잔액)를 회수하고, 당해 회수된 잔액의 성분을 조정하는 것에 의해서 아스베스토 처리제로서 재이용할 수 있다. 이로써, 처리 코스트의 저감이나 환경에 대한 부하 경감 등에 공헌할 수 있다.
(6) 세정·중화 공정
그리고, 본 실시형태에서는, 여과 공정(S50) 후의 처리 결과물을 세정하고, 중화하는 세정·중화 공정(S60)를 실시한다. 이 세정·중화 공정(S60)에서는, 예컨대, 물 등의 세정액에 처리 결과물을 분산시킨 후에 다시 여과를 수행하는 처리를 복수회 반복하면 바람직하다.
또한, 본 공정에 있어서 사용한 세정액은, 환경에 대한 부하를 고려하고, 응집제나 중화제 등을 첨가하는 폐수 공정(S70)를 실시한 후에, 침전물의 제거 등을 거쳐서 폐기하는 것이 바람직하다.
(7) 건조 공정
그리고, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 상술한 세정 공정(S60)를 수행한 후의 처리 결과물을 건조시키는 건조 공정(S80)이 실시된다. 이로써 얻어진 처리 결과물은, 확실히 아스베스토가 무해화 되고 있기 때문에, 인체나 환경에 악영향을 주지 않고, 매립 등의 방법에 의해서 안전하고 용이하게 폐기할 수 있다.
또, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에 의해서 생기는 처리 결과물은, 석고를 다량으로 포함하고 있고, 또한 아스베스토가 확실히 제거되고 있기 때문에, 석고를 포함하는 건축재료로서 재이용할 수도 있다. 환언하면, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법은 석고를 포함하는 건축재료의 제조 방법으로서 실시할 수도 있다.
여기에서는 상세한 설명을 생략하지만, 본 발명자는 상술한 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법을 실시한 후에, X선 회절과 위상차 현미경과 투과형 전자현미경(TEM)의 각각의 수법을 이용하여 처리 결과물 중에 아스베스토(예컨대, 크리소타일)가 존재 하고 있는지를 확인하였지만, 어떤 수법을 이용하여 확인한 경우에도 침상 결정 구조를 가지는 아스베스토의 존재가 확인되지 않았다.
이것으로부터, 본 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에 의하면, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 신속하고 확실히 무해화 하고, 아스베스토에 의한 인체나 환경에 대한 악영향의 저감에 크게 공헌할 수 있는 것이 확인되었다.
2. 다른 실시형태
이상, 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 아스베스토의 무해화 처리 방법에 대하여 설명하였다. 그러나, 여기서 개시되는 아스베스토의 무해화 처리 방법은, 상기한 실시형태로 한정되지 않고, 여러 가지의 변경을 수행할 수 있다.
예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기한 실시형태와 관련되는 무해화 처리 방법에서는, 아스베스토 처리제를 미리 가온하는 가온 공정(S30)을 실시하고 있지만, 이러한 가온 공정(S30)는 반드시 수행하지 않아도 된다. 구체적으로는, 상온의 아스베스토 처리제를 이용하였을 경우에도, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 적절히 무해화할 수 있다. 다만, 광산의 반응성이 지수함수적으로 향상되기 때문에, 상술한 실시형태와 같이 아스베스토 처리제를 미리 가온하는 것이 바람직하다. 또, 상술한 실시형태와 같이, 가온 공정과 처리제 접촉 공정을 별도로 마련할 필요도 없고, 예컨대, 처리제 접촉 공정을 실시하고 있는 동안에 아스베스토 처리제를 가온하여도 된다.
또, 상기한 실시형태에서는, 처리제 접촉 공정(S40)를 실시한 후에, 여과 공정(S50), 세정 공정(S60), 폐수 공정(S70), 건조 공정(S80)을 실시하고 있다.
그러나, 여기서 개시되는 무해화 처리 방법은, 아스베스토 함유 물질을 준비하는 공정(아스베스토 준비 공정)과 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 준비하는 공정(처리제 준비 공정)과 당해 아스베스토 처리제를 아스베스토 함유 물질과 접촉시키는 공정(처리제 접촉 공정)을 포함하고 있으면 되고, 이것들을 제외한 공정에 대해서는, 처리 설비나 처리 환경에 따라 적절히 변경할 수 있다.
［시험예］
이하, 본 발명에 관한 몇개의 시험예를 설명한다. 또한, 이하의 시험예는, 본 발명을 한정하는 것을 의도한 것은 아니다.
［제1의 시험］
본 시험에 있어서는, 광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하여서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토의 무해화 처리를 수행하고, 처리 결과물의 조성을 조사하였다.
1. 무해화 처리의 수순
본 시험에서는, 먼저, 물을 용매로 하고, 25wt%의 황산과 25 mg/L의 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 조제하며, 당해 아스베스토 처리제를 70℃로 가온하였다. 이어서, 크리소타일을 주성분으로서 포함하는 입경 수 mm 이하(대략 1 mm 이하)로 조정시킨 분말상의 아스베스토 함유 물질(이하, "크리소타일 표준 시료"라고 칭한다)을 준비하고, 당해 크리소타일 표준 시료와 아스베스토 처리제를 혼합하고, 교반하면서 2시간 유지하였다. 그 후, 혼합액에 대해서 원심분리를 실시하고, 침전한 고형의 처리 결과물(잔사물)을 채집하고, 당해 처리 결과물을 물로 세정한 후에 건조시켰다.
2. 평가 시험
본 시험에서는, 상술한 무해화 처리에 의해서 얻어진 처리 결과물의 조성을, 이하의 평가 시험에 의해서 조사하였다.
본 평가 시험에서는, 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료와 무해화 처리 후의 처리 결과물에 대해서 X선 회절 분석을 실시하고, 각각에 포함되어 있는 화합물을 분석하였다. 이 X선 회절 분석에 있어서는, 리가쿠 사제의 X선 회절 장치(Ultima IX형)을 사용하고, Cu-Kα선을 발생시키는 구리 대향 음극 관구를 X선원(源)으로서 이용하였다. 그리고, 관전압을 40 kV, 관전류를 40 mA로 설정하여 X선 회절 분석을 수행하고, 관찰된 X선 회절 피크를 X선 회절 데이터 베이스 소프트(ICCD: International center for Diffraction date)를 이용하여 동정하였다. 제1의 시험에서 이용한 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석 결과를 도 2에 나타내고, 제1의 시험에 있어서의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과를 도 3에 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 나타내는 X선 회절 분석의 결과는, 회절 강도가 약한 피크를 정확하게 확인하기 위해서, 세로축을 대수 눈금으로 하고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료에는, 12.1°, 24.4°에 크리소타일에 유래하는 강한 피크가 확인되었다(도 2 중의 "C" 참조). 또, 이 크리소타일 표준 시료에서는, 브루사이트에 유래하는 피크(도 2 중의 "B" 참조)와 칼사이트에 유래하는 피크(도 2 중의 Cc 참조)도 확인되었다. 이것으로부터, 본 시험에 사용한 크리소타일 표준 시료에는, 크리소타일 외에, 브루사이트와 칼사이트가 불순물로서 포함되어 있는 것이 확인되었다.
한편, 도 3에 나타내는 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석의 결과에 있어서는, 상술한 바와 같은 크리소타일에 유래하는 피크가 완전하게 소실한다고 하는 놀랄 만한 결과가 얻어졌다. 이것으로부터, 황산(광산)과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료(아스베스토 함유 물질)를 접촉시키는 것에 의해서, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화할 수 있는 것이 확인되었다.
그리고, 무해화 처리 후의 처리 결과물에서는, 카미나이트(MgSO4(Mg(OH)2) 0.333)에 유래하는 피크(도 3 중의 "M" 참조)와 α-SiO2에 유래하는 피크(도 3 중의 "S1" 참조)와 β-SiO2에 유래하는 피크(도 3 중의 "S2" 참조)가 확인되었다.
일반적으로, 크리소타일과 황산을 반응시켰을 경우, 처리 결과물에 황산마그네슘(MgSO4)이 포함된다고 추측된다. 그러나, 본 시험예에서는, 무해화 처리 후의 처리 결과물에 황산마그네슘이 포함되지 않았다(황산마그네슘에 유래하는 24.6°, 25.2°, 33.4°, 36.7°의 피크가 확인되지 않았다). 이것으로부터, NMP의 존재 하에서 아스베스토와 광산을 반응시키면, 아스베스토의 무해화 반응이 더욱 진행한다고 추측할 수 있다.
［제2의 시험］
본 시험에 있어서는, NMP가 아스베스토의 무해화에 주는 영향을 조사하기 위해서, NMP의 농도가 상이한 3 종류의 아스베스토 처리제를 준비하고, 각각의 아스베스토 처리제로 아스베스토 함유 물질에 포함되는 아스베스토의 무해화 처리를 수행하였다.
1. 각 샘플의 설명
(1) 예 1
예 1에서는, 25wt% 황산을 아스베스토 처리제로서 사용하고, 아스베스토 함유 물질에 포함되는 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다. 환언하면, 예 1에서 사용한 아스베스토 처리제에는 NMP가 포함되어 있지 않다(NMP 농도: 0wt%).
또, 본 시험에서는, 처리 대상의 아스베스토 함유 물질로서 "취부용 면상 크리소타일 함유 건재"를 사용하고, 당해 취부용 면상 크리소타일 함유 건재를 입경 수 mm 이하(대략 1 mm 이하)의 분말상으로 조정하였다. 또한, 그 외의 처리 수순은 상술한 제1의 시험과 동일 조건으로 설정하였다.
(2) 예 2
예 2에서는, 25wt% 황산과 1wt% NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용한 점을 제외하고, 예 1과 동일 조건에서 취부용 면상 크리소타일 함유 건재에 포함되는 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(3) 예 3
예 3에서는, 25wt% 황산과 10wt% NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용한 점을 제외하고, 예 1과 동일 조건으로, 취부용 면상 크리소타일 함유 건재에 포함되는 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
2. 평가 시험
본 시험에서는, 무해화 처리를 수행한 후의 처리 결과물에 X선 회절 분석을 실시하였다. 또한, X선 회절 분석의 조건은, 상술한 제1의 시험과 동일 조건으로 설정하였다. 예 2∼예 3의 각각의 처리 결과물의 X선 회절 분석의 결과를 도 4에 나타낸다. 또, 도 5는 도 4에 나타내는 X선 회절 분석 결과의 28°∼34°의 영역을 확대한 도면이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 황산만으로 이루어지는 아스베스토 처리제를 사용한 예 1에서는, 크리소타일에 유래하는 피크(12.1° 및 24.4°의 피크)가 확인되었지만, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용한 예 2 및 예 3에서는, 크리소타일에 유래하는 피크가 소실되어 있었다. 이것으로부터, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제는, 황산만으로 이루어지는 아스베스토 처리제와 달리, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 확실히 무해화할 수 있다고 해석된다. 또, 아스베스토 처리제 중의 NMP 농도를 적어도 1wt%∼10wt%로 하였을 경우는, 아스베스토를 확실히 무해화할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용한 예 2 및 예 3에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 29.6°와 31.8°에 있어서 강한 피크가 확인되었다. 이것은, 취부용 면상 크리소타일 함유 건재에 포함되어 있던 불순물(탄산칼슘 등)과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제가 반응하는 것에 의해서, Ca(SO4)2(H2O)나, Ca(SO4)(H2O)0.5가 생성되었기 때문이라고 해석된다.
［제3의 시험］
본 시험에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 접촉 시간에 관한 실험을 실시하였다.
1. 각 샘플의 설명
(1) 예 4
예 4에서는, 25wt%의 황산과 2.5mg/L의 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용하고, 아스베스토 함유 물질(크리소타일 표준 시료)에 포함되는 크리소타일의 무해화를 수행하였다. 여기에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 접촉 시간(혼합 후의 유지 시간)을 10분으로 설정하였다. 또한, 그 외의 처리 수순은, 상술한 제1의 시험과 동일 조건으로 설정하였다.
(2) 예 5
예 5에서는, 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료와의 접촉 시간을 30분으로 변경한 점을 제외하고, 예 4와 동일 조건에서 크리소타일 표준 시료 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(3) 예 6
예 6에서는, 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료와의 접촉 시간을 1시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 4와 동일 조건에서 크리소타일 표준 시료 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(4) 예 7
예 7에서는, 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료와의 접촉 시간을 2시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 4와 동일 조건에서 크리소타일 표준 시료 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(5) 예 8
예 8에서는, 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료와의 접촉 시간을 4시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 4와 동일 조건에서 크리소타일 표준 시료 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
2. 평가 시험
본 시험에서는, 예 5∼예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물에 대해서 X선 회절 분석을 실시하였다. 또한, X선 회절 분석의 조건은 상술한 제1의 시험과 동일 조건으로 설정하였다.
도 6은 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료의 X선 회절 분석의 결과이다. 또, 도 7∼도 11은, 예 4∼예 8의 각 예의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석의 결과이다. 그리고, 도 12는 미처리의 크리소타일 표준 시료와 예 4∼예 8의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과의 10°∼14°의 영역을 확대한 것이며, 도 13은 미처리의 크리소타일 표준 시료와 예 4∼예 7의 무해화 처리 후의 처리 결과물의 X선 회절 분석 결과의 22.5°∼27.5°의 영역을 확대한 것이다.
먼저, 도 6에 나타내는 바와 같이, 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료에 X선 회절 분석을 수행한 결과, 본 시험에서 사용한 크리소타일 표준 시료에는, 크리소타일(도 6 중의 "C" 참조) 외에, SiO2(도 6 중의 "S" 참조)와 Ca(CO3)(도 6 중의 "Ca" 참조)가 불순물로서 포함되어 있는 것이 확인되었다.
그리고, 도 7∼도 11에 나타내는 바와 같이, 황산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제로 무해화 처리를 수행한 예 4∼예 8에서는 모두 상기 무해화 처리 전의 크리소타일 표준 시료와 비교해서 크리소타일에 유래하는 피크의 강도가 저감하면서, MgSO4(Mg(OH)2)0.33(H2O)0.33(도면 중의 "M" 참조)이나, MgH2(SO4)2H2O)(도면 중의 "M2" 참조)가 생성되고 있는 것이 확인되었다.
또, 예 4∼예 8에서는, 그 외에, SiO2(도면 중의 "S" 참조), α-SiO2(도면 중의 "S1" 참조),β-SiO2(도면 중의 "S2" 참조), Ca(CO3)(도면 중의 "Ca" 참조), CaSO4(도면 중의 "Ca2" 참조) 등의 존재가 확인되었다.
또, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 접촉 시간이 상이한 예 4∼예 8을 비교하면, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 당해 접촉 시간이 길어짐에 따라서 크리소타일에 유래하는 피크(12.1°, 24.4°)의 강도가 저감하는 것이 확인되었다. 그리고, 접촉 시간을 2시간 이상으로 설정한 예 7 및 예 8에서는, 크리소타일에 유래하는 피크가 소실되어 있었다. 이것으로부터, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 사용하는 경우에는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 물질과의 접촉 시간을 2시간 이상으로 설정하는 것에 의해서, 크리소타일을 확실히 무해화할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
［제4의 시험］
본 시험에 있어서는, 처리 대상(아스베스토 함유 물질)으로서 아스베스토 함유 슬레이트를 이용하였을 경우의 무해화 처리의 결과를 조사하였다.
1. 각 샘플의 설명
(1) 예 9
예 9에서는, 무해화 처리의 대상으로서, 아스베스토 함유 물질로서 크리소타일을 함유 하는 아스베스토 함유 슬레이트를 이용한 점을 제외하고, 상술한 제3의 시험의 예 4와 동일 조건으로 설정하였다. 또한, 여기서 이용된 아스베스토 함유 슬레이트는, 크리소타일과 시멘트를 주성분으로 한 혼합물을 판상으로 압착 성형한 것이다. 또한, 본 시험에서는, 이 아스베스토 함유 슬레이트를 슈레더(니이하마 사제)로 조분쇄 처리를 수행한 후, 동일한 슈레더로 재차 미분쇄처리를 수행하고, 체(篩)에 의해서 분별하고, 평균 입경이 1 mm 이하의 분말 상태의 아스베스토 함유 물질을 얻었다. 그리고, 이 분말 상태의 아스베스토 함유 물질을, 황산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 접촉시켰다.
(2) 예 10
예 10에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 슬레이트와의 접촉 시간을 30분으로 변경한 점을 제외하고, 예 9와 동일 조건에서 아스베스토 함유 슬레이트 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(3) 예 11
예 11에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 슬레이트와의 접촉 시간을 1시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 9와 동일 조건에서 아스베스토 함유 슬레이트 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(4) 예 12
예 12에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 슬레이트와의 접촉 시간을 2시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 9와 동일 조건에서 아스베스토 함유 슬레이트 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
(5) 예 13
예 13에서는, 아스베스토 처리제와 아스베스토 함유 슬레이트와의 접촉 시간을 4시간으로 변경한 점을 제외하고, 예 9와 동일 조건에서 아스베스토 함유 슬레이트 중의 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다.
2. 평가 시험
본 시험에서는, 상술한 제1의 시험과 동일 수순으로, 무해화 처리 전의 아스베스토 함유 슬레이트와 예 9∼예 13의 무해화 처리 후의 아스베스토 함유 슬레이트(처리 결과물)의 각각에 대해서 X선 회절 분석을 실시하였다. 도 14는 제4의 시험에서 사용한 아스베스토 함유 슬레이트에 대한 X선 회절 분석의 결과이며, 도 15∼도 19는 예 9∼예 13의 각 예의 무해화 처리 후의 반응 결과물의 X선 회절 분석의 결과이다.
먼저, 도 14에 나타내는 바와 같이, 무해화 처리 전의 아스베스토 함유 슬레이트에 X선 회절 분석을 수행한 결과, 본 시험에서 사용한 아스베스토 함유 슬레이트에는, 크리소타일(도 14 중의 "C" 참조) 외에, SiO2(도 14 중의 "S" 참조)와 CaCO3(도 14 중의 "Ca" 참조)가 불순물로서 포함되어 있는 것이 확인되었다.
그리고, 도 15∼도 19에 나타내는 바와 같이, 예 9∼예 13에서는, 크리소타일에 유래하는 피크(12.1°, 24.4°)의 강도가 저감하고 있는 것이 확인되었다. 특히 처리 시간을 1시간 이상으로 설정한 예 11∼예 13에서는, 크리소타일에 유래하는 피크가 소실되어 있었다. 이것으로부터, 황산과 NMP를 포함하는 처리제는, 처리 대상을 아스베스토 함유 슬레이트로 변경하였을 경우에도, 당해 처리 대상 중의 아스베스토를 적합하게 무해화할 수 있는 것이 확인되었다.
［제5의 시험］
본 시험에 있어서는, 광산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용한 무해화 처리의 결과물에 있어서, 상술한 X선 회절 분석 이외의 수단을 이용하여 아스베스토의 유무를 분석하였다.
1. 샘플의 설명
본 시험에서는, 상술한 제1의 시험과 동일 수순으로 아스베스토(크리소타일)의 무해화 처리를 실시한 처리 결과물을 조사 대상으로 하였다. 즉, 본 시험에서는, 25wt%의 황산과 25 mg/L의 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 70℃로 가온한 후, 당해 아스베스토 처리제와 크리소타일 표준 시료를 혼합하고, 교반하면서 2시간 유지하는 것에 의해서, 크리소타일의 무해화 처리를 수행하였다. 그리고, 2시간 경과 후의 혼합액에 원심 분리를 수행하고, 침전된 고형의 처리 결과물(잔사물)을 채집하고, 당해 처리 결과물을 물로 세정한 후에 건조시켰다.
2. 평가 시험
본 시험에서는, 먼저, 무해화 처리 후의 처리 결과물에 대해서 TEM 관찰을 수행하고, 당해 처리 결과물에 섬유상의 물질이 포함되어 있는지 여부를 조사하였다.
구체적으로는, 처리 결과물을 초음파 분산(2분, 2회)으로 물(무진수(無塵水))에 분산시켜서, 당해 분산액을 필터(개구 크기: 0.075 mm)로 여과한 후에, 폴리카보네이트 제의 여과지(개구 크기: 0.2μm)로 재차 여과하였다. 이어서, 진공 증착 장치(산유덴시 사제, SVC-700TMSG/7PS80-FC)를 이용하여 상술한 여과지에 카본을 증착시킨 후, 당해 카본이 증착한 여과지를 TEM 그릿트(니켈 제) 상에 재치하였다. 그리고, 클로로포름을 이용하여 여과지를 용해 제거하였다. 이 상태로, 투과형 전자 현미경(가부시키가이샤 니혼덴시 제: JEM2100F)을 이용하여 관찰하고, 당해 처리 결과물 중에 섬유상의 물질이 존재하고 있는지 여부를 조사하였다. 또한, 본 시험에서는, TEM 관찰에 있어서 가속 전압을 120 kV로 설정하고, 관찰 배율을 5,000배에서 100,000배로 변경하면서 처리 결과물의 관찰을 수행하였다.
이어서, 본 시험에서는, 처리 결과물 중에 확인된 섬유상의 물질에 대하여, TEM-EDS(스팟 지름: 15 nm)를 이용하여 구성 원소를 분석하면서, 제한 시야 전자선 회절(SAED: Selected area electron diffraction)를 이용하여 결정성의 유무를 분석하였다.
상술한 조건에서 TEM 관찰을 수행한 결과, 처리 결과물에 섬유상의 물질이 포함되어 있는 것이 확인되었다. 그러나, 이 섬유상의 물질의 구성 원소를 TEM-EDS로 분석한 결과, 이 섬유상의 물질은 크리소타일의 구성 원소(Mg, Si 등)를 포함하지 않고, 크리소타일이 아닌 것을 알 수 있다. 추가로, 이 섬유상의 물질을 제한 시야 전자선 회절로 분석하였는바, 회절 스팟이 일치하고 있지 않고, 결정 구조를 가지지 않은(비결정성의 섬유상 물질임) 것을 알 수 있다. 이들 결과로부터, 황산과 NMP를 포함하는 아스베스토 처리제를 이용하여 크리소타일의 무해화를 수행한 경우의 처리 결과물에는, 침상 결정 구조를 가지는 크리소타일이 포함되지 않은 것이 확인되었다.
이상, 본 발명의 구체적인 예를 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 청구범위를 한정하는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체적인 예를 여러가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 의하면, 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 종래보다도 적합하게 무해화할 수 있기 때문에, 아스베스토에 의한 인체나 환경에 대한 악영향의 방지에 크게 공헌할 수 있다.
Claims (9)
- 아스베스토의 무해화 처리 방법으로서,
적어도 1종의 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질을 준비하는 것;
광산(鑛酸)과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는 아스베스토 처리제를 준비하는 것;
상기 아스베스토 함유 물질과 상기 아스베스토 처리제를 접촉시켜서, 상기 아스베스토 함유 물질 중의 아스베스토를 무해화하는 것;
을 포함하는, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 아스베스토 함유 물질이 적어도 크리소타일을 포함하는, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광산이 황산인, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 아스베스토 함유 물질과 상기 아스베스토 처리제를 1시간~2시간 접촉시키는, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 아스베스토 함유 물질과 상기 아스베스토 처리제를 접촉시키기 전에, 상기 아스베스토 처리제를 50℃ 이상으로서 비점 미만의 온도 정도까지 가온하는, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 아스베스토 처리제와 접촉시키는 상기 아스베스토 함유 물질이 분말상인, 아스베스토의 무해화 처리 방법. - 적어도 1종의 아스베스토를 포함하는 아스베스토 함유 물질 중의 상기 아스베스토를 무해화 처리하기 위한 아스베스토 처리제로서,
광산과 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는, 아스베스토 처리제. - 청구항 7에 있어서,
상기 광산이 황산인, 아스베스토 처리제. - 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
처리제 전체를 100wt%로 하였을 때의 상기 N-메틸-2-피롤리돈의 농도가 0.1wt%~10wt%인, 아스베스토 처리제.
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