(57)【要約】      （修正有）【課題】廃石膏ボードから回収する二水石膏粒子の色調を改善する回収方法を提供。【解決手段】廃石膏ボード由来の石膏をか焼することにより半水及び／又は無水III型の石膏粒体とし、前記石膏粒体を、石膏を含むスラリーまたは水と混合して石膏スラリーとし、石膏スラリー中に析出した二水石膏粒子を固液分離する、廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法において、粒状あるいは繊維状の活性炭を前記石膏スラリーと混合する混合ステップと、前記固液分離前に、活性炭を石膏スラリーから分離する分離ステップとを行うことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃石膏ボード由来の石膏をか焼することにより半水及び／又は無水III型の石膏粒体とし、前記石膏粒体を、石膏を含むスラリーまたは水と混合して石膏スラリーとし、石膏スラリー中に析出した二水石膏粒子を固液分離する、廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法において、
粒状あるいは繊維状の活性炭を前記石膏スラリーと混合する混合ステップと、
前記固液分離前に、活性炭を石膏スラリーから分離する分離ステップとを行うことを特徴とする、廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法。
【請求項２】
前記分離ステップでは、二水石膏粒子を通過させるが活性炭を通過させない目開きの篩により、活性炭を石膏スラリーから篩い分けすることを特徴とする、請求項１の廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法。
【請求項３】
前記篩以上の目開きの第２の篩上で予め洗浄した活性炭を前記混合ステップで使用することを特徴とする、請求項２の廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃石膏ボードから回収した二水石膏の色調の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は廃石膏ボードからの二水石膏の回収を工業化することに成功した。二水石膏の回収方法を、出願人の特許文献１（WO2012/176688A）に従って説明する。廃石膏ボードを粉砕し、紙片等の異物を二水石膏から分離し、二水石膏をか焼し半水石膏等に変換する。半水石膏等を混合槽で石膏スラリー等と混合し、析出槽へ移してスラリー中に二水石膏粒子を析出させると共に、スラリーを混合槽へ還流する。スラリー中に析出した二水石膏粒子を、フィルタープレス等の固液分離装置により抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO2012/176688A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者は、この方法で回収した二水石膏が淡褐色等に僅かに着色することがあることに着目した。着色は石膏ボードのメーカー、ボードの種類等に関係なく発生し、石膏ボードの原料となる二水石膏は白色の色調が要求され、着色は好ましくない。
【０００５】
この発明の課題は、廃石膏ボードから回収する二水石膏の色調を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、廃石膏ボード由来の石膏をか焼することにより半水及び／又は無水III型の石膏粒体とし、前記石膏粒体を、石膏を含むスラリーまたは水と混合して石膏スラリーとし、石膏スラリー中に析出した二水石膏粒子を固液分離する、廃石膏ボードからの二水石膏の回収方法において、
粒状あるいは繊維状の活性炭を前記石膏スラリーと混合する混合ステップと、
前記固液分離前に、活性炭を石膏スラリーから分離する分離ステップとを行うことを特徴とする。
【０００７】
発明者は当初石膏スラリー中のFe３＋イオン等の金属イオンが着色の原因ではないかと疑い、イオン交換樹脂等によりスラリー中のFe３＋イオン等を除去した。しかし着色は解消しなかった。そこで石膏スラリー中に活性炭を投入すると、脱色に成功した。これらのことは、活性炭で吸着可能な有色の有機物が石膏スラリー中に存在していることを示唆している。このような有機物の起源として、石膏ボードに広く用いられている澱粉等の糊、界面活性剤等が長期間の間にあるいは石膏のか焼時に発色した、等が考えられる。着色の正確な機構は不明であるが、活性炭で除去可能な物質が原因であることは確実である。またシリカゲルは親水性、ゼオライトは極性が強く、水性スラリー中の微量有機物の除去には適していない。
【０００８】
着色の原因となる有機物は、二水石膏粒子の内部まで入り込んでいるか、石膏粒子への吸着等により粒子表面に存在すると考えられる。そして回収した二水石膏粒子を水洗すると、ある程度は色調を改善、即ち白色度を高める、ことができるが、充分ではない。これは二水石膏粒子の内部まで着色物質の一部が浸透し、水洗では充分に除去できないことを示唆している。
【０００９】
粒状あるいは繊維状の活性炭を石膏スラリーと混合すると、石膏スラリーを脱色し、二水石膏粒子の白色度を高めることができる。半水及び／又は無水III型の石膏は水と接触することによりいったん溶解し、二水石膏として析出する。この過程において、活性炭を存在させることにより、前述したような着色物質（有機物）が活性炭に吸着され、析出時に二水石膏の結晶中に取り込まれる着色物質の量を大幅に減少させることができているためであると推測される。混合では、石膏スラリー中に活性炭を投入しても、水等に石膏粒体と活性炭を別々に投入しても、あるいは石膏粒体と活性炭を予め混合し、水等に投入しても良い。即ち、石膏スラリーに活性炭が混合されれば良く、混合のプロセスは任意である。
【００１０】
シート状の活性炭を石膏スラリーと接触させると、活性炭表面に二水石膏が析出し、スラリー中の着色物質の除去が困難になる。そこで活性炭は粒状あるいは繊維状とし、粒状の場合、顆粒状の成型活性炭でも不定形の破砕活性炭でも良い。そして活性炭を石膏スラリー中に混合し、言い換えると石膏スラリー中に分散させ、分離ステップにより、二水石膏粒子の固液分離前に、石膏スラリーから活性炭を分離する。以上のようにして、この発明では回収した二水石膏粒子の色調を改善することができる。
【００１１】
好ましくは、前記分離ステップでは、二水石膏粒子を通過させるが活性炭を通過させない目開きの篩により、活性炭を石膏スラリーから篩い分けする。言い換えると、二水石膏粒子の粒度分布（最大粒径）に対して、最小粒径あるいは繊維長が大きい活性炭を用い、篩い分けにより活性炭を分離する。
【００１２】
特に好ましくは、前記篩以上の目開きの第２の篩上で予め篩い分け洗浄した活性炭を前記混合ステップで使用する。この篩い分けは、例えば篩上の活性炭を水で洗浄（水洗）するなどして、活性炭に含まれる微粉等を予め除去することにより、微粉等が石膏スラリー中に残存することを防止する。
【００１３】
なお本発明で採用する製造方法で得られる二水石膏は、通常は実質的な最大粒径が300μm程度である。このため、前記活性炭との分離ステップで用いる篩の目開きは300μmを超えることが好ましく、350〜750μmの範囲内にあることがより好ましく、400〜700μmの範囲内にあることが特に好ましい。その際、上記の活性炭の事前篩い分けに用いる篩の目開きは800μｍ以上が好ましく、１mm以上がより好ましい。活性炭の回収率を考慮すると、該目開きは好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例の二水石膏の回収方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
【実施例】
【００１６】
図１に二水石膏の回収方法を示す。２は粉砕機で廃石膏ボードを粉砕し、篩３により紙片等の異物を除去し、か焼炉４で例えば130℃〜160℃に加熱し、半水石膏及び又は無水III型石膏に変化させる。
【００１７】
６は混合器で、半水石膏及び又は無水III型石膏の粒体と、活性炭、及び最下段の析出槽１１からの石膏スラリーを混合してスラリー原液とし、初段の析出槽８へスラリー原液を供給する。活性炭の投入量は、半水石膏換算での石膏粒体1ton当たり、１Kg以上１０Kg以下が好ましい。混合器６の構造は任意で、実施例では円筒状の槽であるが、樋状の流路として樋の上部から石膏粒体と活性炭を投入しても良い。さらに石膏スラリーの代わりに工業用水を供給しても良く、中段の析出槽９，１０等からの石膏スラリーを混合器６へ循環させて良い。石膏スラリーには二水石膏粒子が分散しており、析出槽８でスラリー原液を石膏スラリーと混合し、二水石膏の種結晶と接触させる。
【００１８】
投入する活性炭は好ましくは顆粒状の成型活性炭あるいは破砕活性炭であり、得られる二水石膏粒子の粒径よりも大きいものが好ましく、例えば目開き500μmの篩を通過しないものを、好ましくは目開き1mmの篩を通過しないものを用いる。そして活性炭に微粉が含まれている場合に備え、図示しない篩上（例えば振動篩）で予め水洗し、篩を通過しなかった篩上成分を用いることが好ましい。水洗に用いる篩（第２の篩）の目開きは例えば500μm以上、好ましくは1mm以上で、後述の篩２０の目開き以上であり、実施例で回収する二水石膏粒子の最大粒径（約300μm）よりも大きくする。そして篩上で水洗することにより、活性炭中の微粉を除去し、活性炭中の微粉が篩２０を通過しないようにする。また石膏ボード原料の場合、処理効率を無視して、二水石膏粒子の最大粒径を300μm超にする理由はない。
【００１９】
混合器６の下流側に例えば直列４段の析出槽８〜１１を設け、析出槽８〜１１を全体として析出部１２と呼ぶ。析出槽８〜１１に撹拌機１４を設けてスラリーを撹拌し、石膏スラリーのオーバーフロー等により上流側の析出槽から下流側の析出槽に導入する。なお流体ポンプにより析出槽間を移送しても良い。析出槽８〜１１の段数は任意で、１段のみの析出槽により析出部１２を構成しても良い。析出槽８〜１１の石膏スラリーは二水石膏粒子を含む水性のスラリーで、二水石膏粒子が種結晶として作用し、混合器６に投入した半水石膏等を消費し、二水石膏粒子が成長する。
【００２０】
混合器６で混合された活性炭はスラリー原液中の水溶性有機物と考えられる着色物質を吸着し、二水石膏粒子内に着色物質が浸透することを防止する。このため活性炭は、析出槽９〜１１に投入しても良いが、好ましくは混合器６、初段の析出槽８、あるいは後述の配管１８，１９のいずれかでスラリーと混合する。  
【００２１】
例えば最下段の析出槽１１から、石膏スラリーを流体ポンプP1により配管１８を介して混合器６へ導入し、混合器６〜析出部１２を循環させる。なお最下段の析出槽１１以外の析出槽８〜１０から、石膏スラリーを混合器６へ循環させても良い。
【００２２】
最下段の析出槽１１から石膏スラリーを抽出し、振動篩等の篩２０により活性炭を除去し、スラリーに紙片等の異物が含まれる場合には異物も同時に除去する。篩２０を通過した石膏スラリーをフィルタープレス１６等の固液分離装置により処理し、ろ液と二水石膏粒子に分離する。分離したろ液にフィルタープレス１６等で失われた水を補給し、流体ポンプP2と配管１９により例えば初段の析出槽８へ還流する。
【００２３】
篩２０の目開きは活性炭洗浄用の篩（第２の篩）の目開き以下で、実施例では篩20の目開きが例えば500μm、活性炭洗浄用の篩の目開きが1mmである。また二水石膏粒子の最大粒径は300μm程度で、二水石膏粒子は大部分篩２０を通過し、活性炭に付着している粒子等の極く一部の二水石膏粒子が篩２０で捕捉される。活性炭の篩い分けは例えば析出槽１０，１１間等で行っても良いが、析出槽１１とフィルタープレス１６の間で行うと処理スラリー量を少なくできる。
【００２４】
実験例 
以下のようにして二水石膏粒体を調製し、得られた二水石膏粒体の色調をハンター白色度Ｗ（Lab）で評価した。即ち、二水石膏粒体を乾燥させ付着水を除いた後10Mpaで成形し、その表面に日本電色工業株式会社製のNF333簡易型分光光度計を直接接触させ、ハンター白色度を測定した。
【００２５】
実験例１ 
廃石膏ボードを破砕及び粉砕し平均粒径2mmの廃二水石膏を得、熱風乾燥機で130℃に加熱し、半水石膏とした。半水石膏を100g/hrで、粒径分布範囲が1〜3mmの破砕活性炭（目開き1mmの振動篩上で水洗済み）を0.8g/hrで、60℃の水を200ｍL/hrで、濃度40mass%の石膏スラリー3000mL中に40時間供給し、この間スラリーを常時撹拌し、スラリー温度を60℃に保った。
【００２６】
40時間熟成後のスラリーを採取し、目開き0.5mmの篩で活性炭と石膏スラリーを分離し、分離した石膏スラリーをろ過し、二水石膏粒体を抽出した。二水石膏粒体の乾燥後に上記のようにして白色度を測定したところ、ハンター白色度は89.7であった。  
【００２７】
比較例１ 
活性炭を投入せず、他は実験例１と同様にして二水石膏粒体を得、ハンター白色度を測定した。ハンター白色度は78.5で、実験例１よりも低かった。
【００２８】
比較例２ 
比較例１で抽出した二水石膏粒体50gを100mLのイオン交換水で洗浄し、ろ過と乾燥を施した後に、ハンター白色度を測定した。ハンター白色度は78.8で、水洗による白色度の改善は僅かであった。
【符号の説明】
【００２９】
２          粉砕機
３,２０     篩
４          か焼炉
６          混合器
８〜１１    析出槽
１２        析出部
１４        撹拌機
１６        フィルタープレス
１８，１９  配管
P1,P2       流体ポンプ
【図１】
2020093955.tif 000003