(57)【要約】  珪素成分やアルミニウム成分の除去率が高く、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨性能を有する研磨剤を簡便に使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤からリサイクルする方法を提供することを目的とする。  使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤から研磨剤をリサイクルする方法であって、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整すること含む方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤から研磨剤をリサイクルする方法であって、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する工程を含む研磨剤リサイクル方法。
【請求項２】
ｐＨ調整のための薬剤として、塩酸又は硫酸を用いる請求項１に記載の研磨剤リサイクル方法。
【請求項３】
使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨ調整温度が１００℃以下である、請求項１又は２に記載の研磨剤リサイクル方法。
【請求項４】
使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤を水中に分散させてスラリーを得る工程、スラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する工程、スラリーから研磨剤を回収する工程を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨剤リサイクル方法。
【請求項５】
スラリーから研磨剤を回収する工程が、沈降した研磨剤粒子を主成分とする層を分別回収するために、沈降状態を保持したまま上澄み相を除去する請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨剤リサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤（以下、「研磨剤廃棄物」という場合がある）からの研磨剤のリサイクル方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化セリウム系ガラス研磨剤は、その組成に起因する化学的研磨作用から、各種ガラス研磨工程において広く工業的に使用されてきた。従来はその価格及び供給状態から、ガラス研磨に用いられた後のガラス研磨屑を含む使用済みスラリーは固液分離などのプロセスを経て廃棄されることが一般的であったが、近年の社会状況の変化を背景とした供給の不安定化、価格高騰などの状況から、ガラス研磨プロセスにおける使用量の低減、使用済みの研磨剤からのリサイクル、新たな供給源の開発などが大きな課題となっている。【０００３】
研磨剤廃棄物の再生方法としては、研磨剤廃棄物スラリーの沈殿物を粒径ごとに分離処理することが知られている（特許文献１）。しかし、この方法では、研磨剤を沈殿させるのに長時間を要し、設備投資が大きくなるという問題があった。【０００４】
このため、研磨剤の凝集を促進するために凝集剤を用いる方法が提案されている（特許文献２）。しかし、この方法では回収すべき酸化セリウムが他の除くべき成分と共に凝集されてしまうという問題があった。【０００５】
また、分散状態を良好とするために、研磨剤廃棄物スラリーをアルカリ性に調整しゼータ電位を変化させて、遠心分離により研磨剤を回収する技術が提案されている（特許文献３）。しかし、このアルカリを使用する方法では、研磨効果を低下させる珪素成分やアルミニウム成分の除去率が低いという問題があった。【０００６】
さらに、研磨剤廃棄物スラリーを塩酸及びフッ酸で処理する方法が提案されている（特許文献４）。しかし、この酸処理による方法では、焼成を行わなければ、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨効果を奏するリサイクル品が得られていない（特許文献４の実施例１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４１８７号公報
【特許文献２】特開平９−３２７６０３号公報
【特許文献３】特開２００２−２８６６２号公報
【特許文献４】特開２００７−２７６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、珪素成分やアルミニウム成分の除去率が高く、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨性能を有する研磨剤を簡便にリサイクルする方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、研磨剤廃棄物スラリーのｐＨを所定の範囲に制御することにより、ガラス研磨工程で研磨剤廃棄物粒子の表面に付着し凝集状態となっている、化学的に研磨された分子状のガラス（ＳｉＯ２）等の研磨屑の分散性を向上させ、研磨剤成分を凝集させて速やかに沈降させて、研磨剤粒子の濃縮層とガラス研磨屑等の濃縮層のそれぞれが分離しやすい状態をつくりだせ、その結果、沈降する研磨剤濃縮相にガラス成分が殆ど含まれず、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨効果を有する研磨剤を容易に回収できることを知見し、本発明を完成させた。  【００１０】
本発明は、以下の通りである。
１．使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤から研磨剤をリサイクルする方法であって、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する工程を含む研磨剤リサイクル方法。
２．ｐＨ調整のための薬剤として、塩酸又は硫酸を用いる上記１に記載の研磨剤リサイクル方法。
３．使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨ調整温度が１００℃以下である、上記１又は２に記載の研磨剤リサイクル方法。
４．使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤を水中に分散させてスラリーを得る工程、スラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する工程、スラリーから研磨剤を回収する工程を含む上記１〜３のいずれか１項に記載の研磨剤リサイクル方法。
５．スラリーから研磨剤を回収する工程が、沈降した研磨剤粒子を主成分とする層を分別回収するために、沈降状態を保持したまま上澄み相を除去する上記１〜４のいずれか１項に記載の研磨剤リサイクル方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、珪素成分やアルミニウム成分の除去率が高く、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨性能を有する研磨剤を簡便にリサイクルする方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の方法にて研磨剤廃棄物をリサイクル処理した場合の粒度分布データである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤（研磨剤廃棄物）から研磨剤をリサイクルする方法に関する。酸化セリウム系ガラス研磨剤は、使用に伴い研磨性能が低下してくるので、ある時点で廃棄されている。本発明は、従来は廃棄されていた、研磨剤廃棄物から研磨剤をリサイクルする方法に関する。
【００１４】
研磨剤廃棄物は、酸化セリウム系ガラス研磨剤をガラスの研磨に用いる過程で発生するものであれば特に限定されない。例えば、乾燥粉体、含水ケーキ、スラリーなどが挙げられる。使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤は、水のスラリーとして発生するが、保管や輸送の便宜上、脱水してケーキの形態とすることが多い。
【００１５】
本発明のリサイクル方法は、使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤のスラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整すること含む。ｐＨは、好ましくは、１．０〜２．５、より好ましくは１．０〜２．０である。
【００１６】
研磨剤廃棄物のスラリーのｐＨ調整は、無機又は有機の酸の添加により行うが、無機酸によるのが好ましい。無機酸としては、塩酸、硝酸、塩酸、リン酸等が挙げられ、塩酸が好ましい。有機酸としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸等が挙げられる。酸は、２種以上の酸を併用してもよいが、ｐＨを所定の範囲に調整できれば単独の酸の使用で十分である。
研磨剤廃棄物のスラリーのｐＨ調整は、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下の温度で行なう。不要成分の除去という観点からは、加熱下、例えば５０〜１００℃、好ましくは６０〜１００℃、特に８０〜９０℃の温度でｐＨ調整するのがよい。
【００１７】
研磨剤廃棄物のスラリーは、ｐＨ調整と同時に、ゼータ電位を調整するのが好ましい。ゼータ電位の調整は、酸又はアルカリの添加によって行うことができる。酸としては、ｐＨ調整にために用いるものと同様である。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物が挙げられる。
【００１８】
研磨剤廃棄物の性状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、乾燥粉体、脱水ケーキ、含水ケーキ、スラリーなどが挙げられる。酸化セリウム系研磨剤を使用する工程や企業において、乾燥粉体であることがよければ、回収方法において、脱水・乾燥を行い乾燥粉体として回収物を得て、回収物を乾燥粉体として供給することも可能であるし、研磨工程で用いられるように水に分散された状態がよければ、適切なパルプ濃度のスラリー状態で回収物を得ることで、脱水・乾燥工程の実施を省略でき低コストで回収物を得ることできる。
【００１９】
研磨剤廃棄物が脱水ケーキ、含水ケーキとして回収されるときは、再生処理前に解粒処理を行うことが好ましい。
【００２０】
解粒処理は、酸化セリウム系研磨剤及びガラス研磨屑を含有するケーキ状の研磨剤廃棄物を水などと混合し、解粒機により解粒する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。好ましくは、酸水溶液及びアルカリ水溶液のいずれかと混合することがよい。ここで、「解粒」とは、研磨剤廃棄物中の酸化セリウム系研磨剤の凝集状態を解きほぐすことを意味する。
【００２１】
研磨剤廃棄物中の酸化セリウム系研磨剤は凝集剤などにより凝集状態にあるため、解粒処理において研磨剤廃棄物を解粒しつつ酸化セリウム系研磨剤とガラス研磨剤などの他の成分とを分離し、酸化セリウム系研磨剤の回収が容易になる。
【００２２】
また、解粒機に投入する研磨剤廃棄物が含水ケーキ状であれば、スラリー状にするエネルギーが少なくてすむため工程の短縮が可能であり、かつ解粒処理において使用する水の量を低減できるため、解粒処理における処理効率が高くなる。
【００２３】
（１）研磨剤廃棄物
研磨剤廃棄物は、酸化セリウム系研磨剤と、ガラス研磨屑とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、凝集剤などのその他の成分を含有する。研磨剤廃棄物は、代表的にはケーキ状である。
【００２４】
ケーキ状の研磨剤廃棄物は、例えば、使用済みの酸化セリウム系研磨剤とガラス研磨屑とが混在した混合物スラリーに凝集剤を添加して酸化セリウム系研磨剤を凝集させた後に、固液分離手段などにより水分を減少又は除去して湿ケーキ状（脱水ケーキ状）又はそれを乾燥することにより得られる。研磨剤廃棄物の水分量は、通常、３０質量％〜６０質量％程度である。
【００２５】
ここで、「ケーキ」とは、固形分が水分を含有した状態でろ過装置による圧搾などで固まり状になったもののことをいい、「スラリー」とは、固形分が水などの液中に分散され、液状または泥状になったもののことをいう。研磨剤廃棄物のスラリーは、研磨剤粒子等の固形分が水に分散したスラリーであればよいが、通常、固形物含量が１〜６０重量％、好ましくは３〜４０重量％であるのが好ましい。研磨剤廃棄物がケーキの形態の場合は、水を加えてスラリーとする。この際に、研磨剤粒子等をボールミル等により解粒するのが好ましい。
【００２６】
研磨剤廃棄物の状態（大きさ）としては、特に制限はなく、解粒機に供給可能な大きさ（一般的には数ｃｍ程度以下）になっていればよい。
【００２７】
（２）酸化セリウム系ガラス研磨剤
酸化セリウム系ガラス研磨剤の材質、形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２８】
酸化セリウム系ガラス研磨剤の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化セリウムを少なくとも含有し、更に必要に応じて酸化ランタン、酸化プラセオジムなどを含有する酸化セリウム系研磨剤が挙げられる。酸化セリウム、酸化ランタン、酸化プラセオジムその他の成分の配合は、原料となる鉱石の構成成分に依存する。
【００２９】
酸化セリウム系ガラス研磨剤の平均粒子径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、０．１μｍ〜１０μｍが挙げられる。ここで、平均粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置（一例として、堀場製作所製粒子径分布測定装置  Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０Ｖ２）により測定することができる。
【００３０】
酸化セリウム系ガラス研磨剤に含有されるセリウム、ランタン、プラセオジムなどの希土類元素（レアアース）は、貴重な資源であり、回収による再利用が望まれている元素である。
【００３１】
（３）ガラス研磨屑
ガラス研磨屑は、酸化セリウム系ガラス研磨剤を用いて、ガラスディスク、水晶ウエーハ、液晶パネルなどのガラス材料を研磨した際に発生する研磨屑である。
【００３２】
酸化セリウム系ガラス研磨剤を用いた前記ガラス材料の研磨は、通常の研磨剤（例えば酸化アルミニウム）を用いた研磨のように、物理的又は機械的に被研磨物を削るようなものではなく、酸化セリウム系研磨剤がガラス材料と接触したとき、珪素成分が化学的に反応を起こし、原子レベルの大きさで剥ぎ取られ、酸化セリウムに付着することによって行われると考えられている。そのため、前記ガラス研磨屑の大きさは、前記酸化セリウム系研磨剤よりも非常に小さい。そして、研磨剤廃棄物において前記ガラス研磨屑は、主に前記酸化セリウム系研磨剤に付着している。
【００３３】
（４）凝集剤
研磨剤廃棄物は、前記のとおり、ケーキ状とする際に、凝集剤を使用することが一般的である。凝集剤としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塩化鉄、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の高分子凝集剤などが挙げられる。
本発明では、凝集剤を含む研磨剤廃棄物も使用できるが、凝集剤を含まない研磨剤廃棄物の使用が好ましい。
【００３４】
（５）解粒機
解粒機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メディア型ミル、ロールミル、強撹拌型の撹拌機、ラインミキサーなどが挙げられる。
【００３５】
メディア型ミルとしては、容器内にボール又はビーズ（以下、メディアと称することがある）を入れ、固体や液体と共に攪拌する装置であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００３６】
前記メディア型ミルとしては、例えば、密閉容器を機械的に振盪しメディアを強力に攪拌するペイントシェイカー、密閉容器を機械的に回転させメディアを攪拌するボールミル、蓋付き容器内に攪拌子（回転軸に多数の棒を取り付けた攪拌子や回転軸に多段の円盤を取り付けた攪拌子等、機器メーカーにより様々な形状を有する）を入れて回転させ、メディアを強力に攪拌するアトライターやサンドミル、密閉容器内に多数の円盤（アジテーターディスクと称される）が取り付けられた回転軸を有し、これを回転させ、メディアを強力に攪拌するビーズミルなどが挙げられる。
【００３７】
メディア型ミルの装置の呼称は製造メーカーによって異なる場合も多々あるが、何れの装置においても、固体や液体と一緒に攪拌されるメディア同士の衝突力により、強力に解粒できることが特徴である。これらの装置は、無機物の粉砕、分散、混合等や、塗料顔料の練肉、分散等に広く用いられているものが使用できる。
【００３８】
メディアの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソーダガラス、アルミナ、ジルコニア、テフロン（登録商標）などが挙げられる。
【００３９】
メディアの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、直径が、５ｍｍ〜３０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍがより好ましい。
【００４０】
ロールミルとしては、例えば、２本ロールミル、３本ロールミルなどが挙げられる。これらの中でも、解粒能力の点から３本ロールミルが好ましい。３本ロールミルの運転条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前ロール回転数５０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍ、前ロール：中ロール：後ロールの各回転比が１．０：１．５：５．０〜１．０：３．０：８．０であることが好ましい。
【００４１】
解粒機の運転時間、即ち解粒時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、研磨剤廃棄物中の凝集剤含有量が多い、又は含水率が低いなどの理由によりケーキの強度が高いときには、解粒の時間を長くすることで、解粒の効果を高めることができる。研磨剤廃棄物の成分組成や、ケーキの性状によって解粒の適正条件は変化するが、前記解粒の時間が短い場合には、充分な解粒が行われないことで、凝集状態を保った固形物の内部に酸処理の効果が及ばず、目的とする再生品（回収物）の組成や粒度が得られないことがあり、前記解粒の時間が長い場合には、解粒後の一次粒子の粉砕が過剰に進行し、再生品（回収物）の粒度が研磨剤などのリサイクル用途の目的とそぐわないことがある。前記解粒の時間が、好ましい範囲であると、研磨剤を一次粒子まで均一に解粒することで、回収したい固形分と除去したい成分を効果的に分離することができると同時に、研磨剤粒子を過剰に粉砕することなく、研磨剤や他の用途に適した粒度を得られるという点で有利である。
【００４２】
解粒処理により得られる解粒物の平均粒子径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、０．５μｍ〜１０μｍが挙げられる。ここで、平均粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置（一例として、島津製作所製、ＳＡＬＤ２０００Ａ）により測定することができる。
【００４３】
本発明のｐＨ調整は、研磨剤廃棄物のスラリーに対して行なわれるが、研磨剤廃棄物からのスラリーの調製と同時に行うこともできる。すなわち、研磨剤廃棄物からスラリーを調製する際に、スラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する態様も本発明の範囲内である。このｐＨ調整は、前記した酸によって行うことができるが、塩酸、硫酸、硝酸、及びシュウ酸の少なくともいずれかが好ましい。
本発明のリサイクル方法は、スラリーから研磨剤を回収する工程、回収した研磨剤を洗浄、乾燥、解砕する工程を含むことができる。
【００４４】
スラリーから研磨剤を回収する工程は、ｐＨ調整されたスラリーから凝集した研磨剤を分離する工程である。分離方法として、沈降分離する方法、遠心分離する方法、濾過による方法などが採用できる。スラリーから研磨剤を回収する工程は、沈降した研磨剤粒子を主成分とする層を分別回収するために、沈降状態を保持したまま上澄み相をポンプなどにより除去することであり得る。研磨材を回収する工程は、遠心分離機、特にスクリューデカンターを用いて行なうことができる。
使用済み酸化セリウム系ガラス研磨剤を水中に分散させてスラリーを得る工程、スラリーのｐＨを０．５〜３．０の範囲に調整する工程及びスラリーから研磨剤を回収する工程を１サイクルとして、このサイクルを２回、３回及びそれ以上くりかえすことができる。
【００４５】
回収した研磨剤を洗浄、乾燥、解砕する工程は、回収した研磨剤に付着するケイ酸成分やアルミニウム成分を洗浄除去し、洗浄した研磨剤を通常の乾燥機で乾燥し、次いで、通常の解砕する工程である。
【００４６】
本発明の方法で得られるリサイクルされた研磨剤は、珪素成分やアルミニウム成分の除去率が高く、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨性能を有する。
【実施例】
【００４７】
本発明を以下の実施例で説明する。【００４８】
１．酸化セリウムを主な成分とする研磨剤廃棄物のリサイクル
（実施例１〜３、及び比較例１、２）
酸化セリウムを主な成分とするガラス研磨工程から排出される研磨剤廃棄物スラリーを原料とした。このスラリー固形物含有量（パルプ濃度）は４７．３ｇ／Ｌであった。【００４９】
固形分の化学組成は表２の「試験原料」欄に示すとおりである。【００５０】
（実験１）
均一な状態となるように良く撹拌した上述の研磨剤廃棄物スラリー２００ｍＬを容量５００ｍｌのガラスビーカーに採取し、スターラーを用いてよく撹拌した（撹拌回転数：２００ｒｐｍ）。ここに、濃度３５％の濃ＨＣｌを表１に示す各添加量水準で添加したサンプルを作製し、それぞれのサンプルを容量５００ｍｌのメスシリンダーに入れて、経時的な沈降性の評価を行った。この結果、それぞれのＨＣｌ添加量水準におけるスラリーｐＨは表１に示すとおりとなった。【００５１】
試験原料、及びこれにＨＣｌを添加した系においては、一定時間静置させた場合に固形物が沈降する速度に違いが確認され、表１に示す各条件のうち実施例１の「ＨＣｌ添加量３ｖｏｌ％」（ｐＨ＝１．３３）の条件で沈降が最も早く進み、撹拌停止から１分後には固形物の沈降相と上澄み相との境界が明確な状態となり完全に分離し、境界の高さはメスシリンダー容量のおおよそ５０％の高さとなった。実施例２（ｐＨ＝１．０６）及び３（ｐＨ＝０．７２）は、撹拌停止１分後でほぼ分離し、同１０分後には完全分離した。ところが、比較例１（ｐＨ＝３．３４）、比較例２（ｐＨ＝０．４０）の条件では、１時間静置した場合にも境界は明確な状態とならず、各相を分離するために必要な、不純物除去が充分になされ、かつ高い収率を得るという結果の両立ができない不適切な条件であることがわかった。【００５２】
【表１】
2013069720.tif 000002
【００５３】
（実験２）
均一な状態となるように良く撹拌した上述の研磨剤廃棄物スラリー５００ｍＬを容量２Ｌのガラス・ビーカーに採取し、スターラーを用いてよく撹拌した（撹拌回転数：３００ｒｐｍ）。ここに濃度３５％の濃ＨＣｌをｐＨ＝１．３３なるまで添加し実施例１と同条件のスラリーを得た。【００５４】
ｐＨ調整後、１０分間撹拌を続けた後、２０分間静置した結果、研磨剤が沈降した沈降相と透明度の高い上澄み相が明確に分かれたため、チューブポンプを用いて上澄み相を除去した。この後、トータルの容量が５００ｍＬとなるように純水を添加し、再度２０分間の沈降処理を２回繰り返し、最後に同様に清澄相を除去、沈降相を回収し、これを温度１０５℃、大気雰囲気の条件で１２時間乾燥した。この結果得られた乾燥回収物の組成分析を蛍光Ｘ線分析装置：  ＸＲＦ（株式会社リガク製  ＳｕｐｅｒＭｉｎｉ）を用いて実施した。これらの分析結果を試験原料のそれと合わせて表２に示した。【００５５】
表２には、今回の試験対象となる研磨剤（使用前のもの）の組成データも記載した。【００５６】
【表２】
2013069720.tif 000003
【００５７】
今回の処理により、研磨剤の主成分であるＣｅＯ２の含有量は試験原料（使用済みスラリー）の６８．７％から、リサイクル品の９３．２％へと大幅に向上した。また回収固形物中のＣｅＯ２含有量と、回収された固形物量からＣｅＯ２回収率は９４．５％と算出され、原料（使用済みスラリー）に含まれるＣｅＯ２成分の大部分が回収されたことがわかった。【００５８】
また、前述のチューブポンプを用いて除去した上澄み部分を中和、固形物の沈降回収を行った結果、その主成分は、ＳｉＯ２：４８．１ｗｔ％及びＡｌ２Ｏ３：１４．０ｗｔ％であった。これから、ガラス研磨工程にて発生した成分が効率良く除去されていることが確認できた。【００５９】
２．酸化セリウム及び酸化ランタンを主な成分とする研磨剤廃棄物のリサイクル
酸化セリウム及び酸化ランタンを主な成分とするガラス研磨工程から排出される研磨剤廃棄物スラリーを原料とした。このスラリー固形物含有量（パルプ濃度）は４３４．５ｇ／Ｌであった。【００６０】
（実施例４〜９、及び比較例３〜６）
均一な状態となるように良く撹拌した上述の研磨剤廃棄物スラリー５００ｍＬを容量２Ｌのガラス・ビーカーに採取し、スターラーを用いてよく撹拌した（撹拌回転数：３００ｒｐｍ）。ここに、濃度３５％の濃ＨＣｌを表３に示す各条件のｐＨとなるまで添加した。ＨＣｌ添加後も撹拌を１０分間継続した後に撹拌を停止し、２０分間自然沈降させた。実施例１と同様に、上澄み層をチューブポンプを用いて除去、沈降相の純水洗浄を行い、得られた固形物の濃縮スラリーをろ過し、大気雰囲気１０５℃の条件にて乾燥を行った。【００６１】
（実施例１０〜１５、及び比較例７〜１０）
実験１に示した方法・条件にて各ｐＨ水準に調整したスラリーを、遠心分離機用の容器（遠沈管）に投入し、遠心分離機（ＢＥＣＫＭＡＮ製  Ｊ２−２１）で回転数設定値：  ４０００ｒｐｍで１分間の遠心沈降処理を行った。遠心沈降処理による上澄み相を除去し、温度１０５℃、大気雰囲気条件にて１２時間の乾燥を行った。【００６２】
以上の実験の各試験条件におけるＸＲＦ組成分析データを、試験原料スラリーをそのまま乾燥したサンプルと合わせて表３に示す。【００６３】
【表３】
2013069720.tif 000004
【００６４】
表３のＸＲＦ分析結果は、代表的な成分として、一般的な研磨剤の主成分（ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｆ）と、ガラス研磨に伴いガラスからＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：  化学機械研磨）作用により、研磨・剥離され研磨剤に付着すると考えられる成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ）、つまり要除去成分とを抜粋している。使用済みの研磨剤スラリーのリサイクル処理効果の指標として、研磨剤主成分と要除去成分の比を算出し表３に合わせて示したが、例えば本サンプルについて言えば、この値が処理前の値２７．８に対して、３５以上を示す条件を好適なリサイクル処理条件としてｐＨ管理範囲に設定することができる。さらに、原料の研磨剤廃棄物によるバラツキを考慮して、未処理品の値に対する変化率をとると、変化率１．２５以上に向上させることがリサイクル条件として好適であることがわかる。つまり、ＨＣｌ添加によりｐＨを０．５以上３．０以下とすることで、高いリサイクル処理効果が得られることとなる。さらに遠沈沈降処理を行うことで、自然沈降処理と比較して効率よく同等以上の値にすることができる。ｐＨ範囲が適性条件範囲外である場合には、ガラス研磨により研磨剤粒子に付着する不要成分の除去効率が低く、リサイクル品を用いた場合に充分なガラス研磨性能が得られないこととなる。【００６５】
（実施例１６）
実施例７で作製したリサイクル研磨剤について、粒度分布及びガラス研磨性能評価を行った。【００６６】
粒度分布の測定は以下の通りである。測定装置（堀場製作所製粒子径分布測定装置  Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０Ｖ２）を用い、超音波分散（出力３０Ｗ）を行いながら、測定に好適なスラリー濃度に希釈し分析を行った。測定結果として、累積頻度１０％、５０％、９０％の各代表径を表４に、粒度分布のグラフを使用前の研磨剤（ヴァージン品）を用いた評価結果と合わせて、図１に示した。【００６７】
ガラス研磨性能評価方法は以下の通りである。研磨装置はオスカー式研磨装置で、研磨対象として石英ガラス基板を用い、１枚あたり２時間の研磨を６枚の基板について連続で実施した。評価項目は、１枚あたりの研磨量、これに基づいて算出した研磨レート（速度）、及び研磨面の仕上がり状態として、外観（研磨傷、ムラなどがないか）である。【００６８】
使用前の研磨剤（ヴァージン品）を用いた評価結果と合わせて、表４にデータを記載する。【００６９】
【表４】
2013069720.tif 000005
【００７０】
リサイクル品の各代表径はヴァージン品の値と比較して±４％以内とほぼヴァージン品と同等レベルの値となり、図１のグラフ上からも分布がほぼ一致する結果となることが確認できた。使用済みスラリーについては、ヴァージン品、リサイクル品と比較して、粗粒側に分布があることがわかる。本実施例に示す方法、条件での処理を行うことで、不要成分の混入により大幅に変化していた粒度分布が、表３に示したように、成分分析結果において不要成分が除去され、ヴァージン品に近い値が得られ、これによって、粒度分布もヴァージン品に近い結果が得られる効果となって現れている。【００７１】
３．評価試験
（１）研磨評価
実施例７で得られたリサイクル品及びヴァージン品研磨剤を使用して、ガラス研磨性能評価を実施した。研磨を行ったガラスは光学用途の球面状の石英系ガラスで、研磨装置は研磨対象に対して特別に作製したオスカー式研磨装置を用いて研磨を実施した。レンズ１枚あたり２時間の研磨を合計６枚について行い、各ガラスにおける研磨量と研磨終了後の表面状態つまり研磨傷や、研磨ムラ肌やけなどの発生についての評価を実施した。表５にこの結果をまとめた。【００７２】
【表５】
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【００７３】
ヴァージン品を使用した場合、試験開始時の研磨レート：１．５０μｍ／ｍｉｎ．に対して、試験終了時にはその８９％（１．３３μｍ／ｍｉｎ．）にまで研磨レートが低下していた。これに対して、リサイクル品の研磨レートは、ヴァージン品に対して９８％とほぼ同等の値が得られ、研磨ガラスの表面状態についても差が見られず、ヴァージン品同等に使用できるものを得ることができた。【００７４】
（実施例１７）加熱処理の評価
実施例７にて用いた、酸化セリウム及び酸化ランタンを主な成分とするガラス研磨工程から排出される使用済みスラリーと同銘柄だが、異なるロットのサンプルを原料として以下に示す処理試験を行った。【００７５】
均一な状態となるように良く撹拌した上述の試験原料スラリー５００ｍＬを容量２Ｌのガラス・ビーカーに採取し、スターラーを用いてよく撹拌した（撹拌回転数：３００ｒｐｍ）。ここに濃度３５％の濃ＨＣｌをｐＨ＝１．５となるまで添加した。ＨＣｌ添加後にスラリーを所定の温度（８０又は９０℃）まで加熱した後、その温度でも撹拌を１０分間継続した後に撹拌を停止し、２０分間自然沈降させた。実験２と同様に、上澄み層をチューブポンプを用いて除去、沈降相の純水洗浄を行い、得られた固形物の濃縮スラリーをろ過し、大気雰囲気１０５℃の条件にて乾燥を行った。原料及び８０℃、９０℃で処理したサンプルの組成分析データを表６に粒度分布データを表７に示す。【００７６】
【表６】
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【００７７】
【表７】
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【００７８】
（ＴＲＥＯ＋Ｆ）／（Ｓｉ＋Ａｌ＋Ｃａ）の変化率の値を比較すると、実施例７の各データと比較しても高い値が得られており、不要成分の除去効果は高くなっていることがわかる。ただし、表７に示したように、粒度分布を比較すると、処理温度を上昇させるに従い、代表径が小さくなり、粒度分布が微粒側にシフトしていることがわかる。これは、温度を上げた処理により研磨剤粒子表面の溶解効果が進行した結果と想定される。これは、研磨効果にも影響を与えることが予想され、かつ処理温度を上げるために必要なエネルギーを考えて、１００℃以下の温度で実施することが望ましいと考えられる。【００７９】
（実施例１８）他の酸による処理
実施例４にて用いた、酸化セリウム及び酸化ランタンを主な成分とするガラス研磨工程から排出される使用済みスラリーを原料として以下に示す処理試験を行った。【００８０】
均一な状態となるように良く撹拌した上述の試験原料スラリー５００ｍＬを容量２Ｌのガラス・ビーカーに採取し、スターラーを用いてよく撹拌した（撹拌回転数：３００ｒｐｍ）。ここに濃度９８％の濃Ｈ２ＳＯ４をｐＨ＝１．５となるまで添加した。Ｈ２ＳＯ４添加後にスラリーを常温（約２５℃）のまま撹拌を１０分間継続した後に撹拌を停止し、２０分間自然沈降させた。実験２と同様に、上澄み層をチューブポンプを用いて除去、沈降相の純水洗浄を行い、得られた固形物の濃縮スラリーをろ過し、大気雰囲気１０５℃の条件にて乾燥を行った。得られたサンプルの組成分析結果を表８に示す。【００８１】
【表８】
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【００８２】
本実施例においても、その他の実施例と同様に不要成分除去効果が得られた。ただし、本実施例では酸処理時に液粘度が上がることや、硫酸起因の硫黄分の除去が困難であり、本実施例では酸処理後に純水を用いてスラリー量が５００ｍｌとなるまでリパルプ洗浄を３回繰り返したが、原料では不検出の硫黄分が０．８％残留するなど、洗浄が比較的困難であるという問題点を有する。【００８３】
（実施例１９）
本実施例は、スクリューデカンターを用いた処理の一例を示すものである。試験の対象とした研磨材の使用前（ヴァージン品)、およびガラス研磨工程にて使用後の研磨材（使用済み品）のＸＲＦ組成分析結果を表９に示す。【００８４】
【表９】
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【００８５】
上記の使用済み研磨材を乾燥重量としての濃度が１０ｗｔ％となるように水と混合してスラリーの状態としたうえで１０分間の撹拌を行った。撹拌した状態のまま、濃度１７．５％のＨＣｌを添加し、スラリーｐＨが１．３となるように調整を行った。
巴工業株式会社製スクリューデカンタＰＴＭ０１５を、遠心力：１５００Ｇ、主動機とスクリューコンベアの回転数差速：１０ｒｐｍの条件で運転し、ここに上記の使用済み研磨材スラリーを６．０ｌ／分のスピードで供給した。スクリューデカンタ出口にて、固形物が濃縮された脱水ケーキと廃液のそれぞれを回収した。脱水ケーキは、空気雰囲気下、１００℃の温度で１０時間の乾燥処理を行い、得られた乾燥品のＸＲＦ分析を行った。
また、回収された乾燥ケーキは乾燥重量としての濃度が１０ｗｔ％となるように水と混合しスラリーの状態とし、上記のＨＣｌ処理からスクリューデカンタによる処理までを繰り返した。繰り返し回数は、計３回まで行った。各処理回数別の回収乾燥ケーキのＸＲＦ分析結果を表１０に示す。【００８６】
【表１０】
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【００８７】
スクリューデカンターによる繰り返し処理で不純物除去効果が上がり、リサイクルの効果が得られていることがわかる。繰り返し処理により、研磨材の有効成分であるＴＲＥＯとフッ素の総量は、一定の増加傾向にある。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によれば、研磨剤廃棄物から簡便な方法で、珪素成分やアルミニウム成分の除去率が高く、使用前の新品の研磨剤と同等の研磨性能を有する研磨剤がリサイクルできるので、経済的観点や環境保護の観点からも、産業上有用である。
【図１】
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【国際調査報告】
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