(57)【要約】【課題】廃石膏ボード等から得られる石膏−紙接合体から紙成分を回収する方法であって、回収した前記紙成分が、再生紙の原料として使用できるほど純度の高いものとできる石膏−紙接合体の処理方法を提供する。【解決手段】石膏−紙接合体を苛性ソーダ水溶液と反応せしめて、石膏を消石灰に変換して消石灰−紙接合体とした後、前記消石灰−紙接合体を酸水溶液と接触せしめて、消石灰を溶解し除去することにより、紙を回収することを特徴とする石膏−紙接合体の処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏−紙接合体を苛性ソーダ水溶液と反応せしめて、石膏を消石灰に変換して消石灰−紙接合体とした後、前記消石灰−紙接合体を酸水溶液と接触せしめて、消石灰を溶解し除去することにより、紙を回収することを特徴とする石膏−紙接合体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏−紙接合体の新規な処理方法に関する。詳しくは、廃石膏ボード等からなる石膏−紙接合体から石膏を取り除き、再生紙の原料として使用可能な紙を得ることができる石膏−紙接合体の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石膏−紙接合体である廃石膏ボードの発生量は、年間約１５０万ｔであり、この内、約５０万ｔは生産時や家屋等の新築内装工事の端材で、石膏ボードメーカーがリサイクルを行っている。しかし、残りの約１００万ｔが、家屋等の建造物の改装・解体工事で排出され、埋立処分されている。廃石膏ボードの発生量は年々増加する傾向にあり、埋立地の不足、環境負荷の点から廃石膏ボードの有効な処理方法が求められている。
【０００３】
これまで、廃石膏ボードの処理方法において、廃石膏ボードから分離した紙を有効利用する方法としては、破砕機等を用いて紙と石膏成分を分離して、石膏成分を無水物とすることなく再利用可能なものとし、分離した紙を固形燃料として使用する方法（特許文献１参照）、または、分離した紙をセメント焼成炉で焼却する方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記方法等は、廃石膏ボードから分離された紙について、セメント焼成炉での焼却処理、固形燃料等の燃焼による処理の提案であり、現状では、廃石膏ボードから分離された紙を再生紙の原料とするような処理方法は提案されていない。このことは、廃石膏ボードから破砕機等により石膏と紙を分離する方法では、紙の繊維中にどうしても除去しきれない石膏が残存するため、前記方法により得られる紙では、再生紙の原料として使用できるほど純度の高い紙とはならないことが原因である。
【０００６】
従って、本発明の目的は、廃石膏ボード等の石膏−紙接合体を処理する際に、再生紙の原料に使用できるほど純度の高い紙が得られる処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、石膏−紙接合体を苛性ソーダ水溶液で処理したものを、更に酸水溶液で処理することにより、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、石膏−紙接合体を苛性ソーダ水溶液と反応せしめて、石膏を消石灰に変換して消石灰−紙接合体とした後、前記消石灰−紙接合体を酸水溶液と接触せしめて、消石灰を溶解し除去することにより、紙を回収することを特徴とする石膏−紙接合体の処理方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、石膏を消石灰に変換して消石灰−紙接合体とした後、更に消石灰を酸水溶液で溶解し除去する方法であり、前記方法により得られる紙は、石膏成分を含んでいないため、セメント製造設備等の燃料として使用できるだけではなく、再生紙の原料としても有効に利用できるほど純度の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、石膏−紙接合体を苛性ソーダ水溶液と反応せしめて石膏成分を消石灰に変換して消石灰−紙接合体とし、消石灰を酸水溶液で溶解し除去するものである。
【００１１】
本発明において、石膏−紙接合体は、特に制限されるものではなく、廃石膏ボード等から得られるものである。具体的に前記石膏−紙接合体は、石膏ボードの生産工程および建築現場の施行工程で発生する端材、残材からなる廃石膏ボード、改装・解体工事で建築廃材として発生する廃石膏ボードから得られるものである。
【００１２】
本発明において、前記石膏−紙接合体と苛性ソーダ水溶液との反応を効率良く行うためには、廃石膏ボードからなる石膏−紙接合体を破砕して使用することが好ましい。かかる破砕の程度は、特に制限されるものではないが、平均粒子径０．１〜５０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍである。
【００１３】
本発明において、前記石膏−紙接合体は、原紙と石膏が分離されていない廃石膏ボードから得られるものであってもよいが、処理する石膏、消石灰の量を考慮すると、予め廃石膏ボードから原紙と石膏が分離された石膏付き原紙であるものが好ましい。
【００１４】
本発明において、廃石膏ボードから分離された石膏付きの原紙である石膏−紙接合体を得る方法は、公知の方法が特に制限なく採用することができる。具体的には、特開平１０−２８６５５３号に示されるように、廃石膏ボードを破砕して、石膏ボード本体から当て紙を大まかに剥離した後、所定のメッシュサイズの篩を組み合わせ比較的大きな石膏−紙接合体を回収し、細かな石膏−紙接合体は所定の風量で送風することにより回収する方法、特開２０００−２５４５３１号に示されるように、廃石膏ボードを突条の付いたロール式破壊機に通し、脆い石膏基盤を破砕して、石膏−紙接合体を得る方法等が挙げられる。尚、特開平１０−２８６５５３号に記載されている廃石膏ボードを破砕して石膏−紙接合体を得る場合には、破砕割合や送風量を調整することによって、好ましい粒径の石膏−紙接合体とすることもできる。また、当然のことながら、大まかに剥離された当て紙に石膏が付着しているものも、本発明の方法により処理することができる。一方、特開２０００−２５４５３１号に記載されている廃石膏ボードから原紙を分離する方法では、得られた石膏−紙接合体を公知の方法により破砕して、好ましい粒径の石膏−紙接合体とすることができる。
【００１５】
本発明において、苛性ソーダ水溶液は、工業的に入手可能なものが特に制限なく使用することができる。具体的には、石膏成分との反応性、使用する供給水量、生成する硫酸ナトリウム等の濃度を勘案すると、０．１〜７０質量％、特に２０〜５０質量％の濃度であるものを使用することが好ましく、一般には、３０〜４８質量％程度の濃度の苛性ソーダ水溶液を水によって希釈することにより得ることができる。また、使用する量も特に制限されるものではなく、石膏−紙接合体の石膏成分が、消石灰に変換し得るに十分な量を使用してやればよい。具体的には、石膏−紙接合体の少量をサンプリングし、予め石膏の含有量を調べ、石膏１モル部に対して、苛性ソーダが２．０〜３．０モル部、好ましくは２．０〜２．２モル部となるように使用してやればよい。
【００１６】
本発明において、前記石膏−紙接合体と苛性ソーダ水溶液とを反応させる方法は、特に制限されるものではなく、撹拌機付きの反応槽内で混合する方法、配管内で混合機を使用して混合する方法、高圧プランジャーポンプで処理流体をノズルから噴射させ、さらに固定板にたたきつける方法の加圧ノズル式撹拌機等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、前記石膏−紙接合体と苛性ソーダ水溶液と反応させる反応時間は、苛性ソーダ水溶液の濃度、石膏−紙接合体の粒径、石膏成分の量などにもよるが、５〜６０分が好適であり、また、反応温度は１０〜４０℃が好適であり、更に、反応時の圧力は、常圧で行うことが好ましい。
【００１８】
本発明において、前記石膏−紙接合体と苛性ソーダ水溶液との反応により得られる消石灰−紙接合体は、水溶液中で消石灰の沈殿物と消石灰−紙接合体とに分離した状態で存在するが、酸水溶液と接触させる場合には、前記消石灰の沈殿物の全量を含んだ状態のものであってもよいし、一部または全部の消石灰の沈殿物を除去した状態のものであってもよい。
【００１９】
また、酸水溶液は、前記消石灰−紙接合体を含む水溶液から、反応により生じた硫酸ナトリウムを取り除いた消石灰−紙接合体と接触させる。消石灰−紙接合体と硫酸ナトリウムとを分離するには、前記消石灰−紙接合体を含む水溶液をろ過した後、水洗してやればよい。石膏−紙接合体と苛性ソーダ水溶液との反応の際には、消石灰−紙接合体の他、硫酸ナトリウムも生じるが、この硫酸ナトリウムを取り除いた消石灰−紙接合体を酸水溶液と接触させることにより、純度の高い紙を得ることができる。一方、前記消石灰−紙接合体を含む水溶液をろ過した際のろ液からは、該ろ液に含まれる硫酸ナトリウムを結晶化させることにより、高純度の硫酸ナトリウムを回収することができる。
【００２０】
本発明において、前記消石灰−紙接合体と接触させる酸水溶液は、特に消石灰を溶解させ、工業的に入手可能なものであれば特に制限なく使用することができ、具体的には、塩酸水溶液、硝酸水溶液等が挙げられ、工業的には、前記酸水溶液の廃酸を使用することも可能である。また、酸の濃度は、接触させる消石灰の量により適宜調整してやればよく、具体的には、消石灰との反応性、使用する供給水等を勘案すると、５〜５０質量％の水溶液である。更に、酸水溶液の使用量も特に制限されるものではなく、消石灰−紙接合体の消石灰成分が、完全に溶解し得るに十分な量を使用してやればよい。具体的には、消石灰−紙接合体をサンプリングし、予め消石灰の量を調べ、消石灰１モル部に対して、酸の水素イオンが２．０〜４．０モル部、好ましくは２．０〜３．０モル部となるように使用してやればよい。
【００２１】
本発明において、前記消石灰−紙接合体と酸水溶液とを接触させる方法は、特に制限されるものではなく、撹拌機付きの反応槽内で混合する方法、配管内で混合機を使用して混合する方法、高圧プランジャーポンプで処理流体をノズルから噴射させ、さらに固定板にたたきつける方法の加圧ノズル式撹拌機等が挙げられる。
【００２２】
本発明において、前記消石灰−紙接合体と酸水溶液と接触させる時間は、酸水溶液の濃度、消石灰−紙接合体の粒径、消石灰成分の量などにもよるが、１〜３０分が好適であり、また、反応温度は１０〜４０℃が好適であり、更に、反応時の圧力は、常圧で行うことが好ましい。
【００２３】
本発明において、消石灰−紙接合体と酸水溶液を接触せしめて、消石灰を溶解し除去した後、紙と液相部を分離することによって、紙を回収することができる。紙と液相部を分離する方法は、特に制限されるものではなく、通常のろ過法、具体的には、ロータリースクリーン、ドラムフィルター、ディスクフィルター、ヌッチェフィルター、フィルタープレス、スクリュウプレス、チューブプレス、およびスクリュウデカンター、スクリーンデカンター等の遠心分離機により分離する方法を採用することができる。
【００２４】
本発明において、前記方法により分離した紙は、水により洗浄することが好ましい。水で洗浄することにより、残存するカルシウムイオン、および酸のイオンを除去することができる。尚、再生紙の原料として使用するためには、カルシウムイオンの濃度を紙の乾燥質量に対して１％以下となるように水による洗浄を行うことが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を更に具体的に説明するため、実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
廃石膏ボードから分離された石膏付き原紙、いわゆる石膏−紙接合体（石膏量５０質量％）１質量部に１０質量部の水を加え、これを鉄製ボールミルで３０分間粉砕を行いスラリー化した。このスラリーを反応槽に移し、５０質量部苛性ソーダ水溶液を石膏１．０モル部に対して２．２モル部混合し、３０分間攪拌を行った。その後、真空ろ過により固液分離を行い、得られた消石灰−紙接合体ケーキ１質量部に対して１質量部の水で洗浄を行った。
【００２７】
該ケーキ中の残存Ｓ濃度は、該ケーキ乾燥質量に対して０．２質量％であった。また、この時、カルシウム濃度は該ケーキ乾燥重量に対して１５％であった。該ケーキ中の消石灰１．０モル部に対して、５質量部の塩酸水溶液を塩酸量として３．０モル部加えて攪拌を１０分間行った。その後、真空ろ過により固液分離を行い、得られたケーキ１質量部に対して１質量部の水で洗浄を行った。上記処理を行うことによってカルシウム濃度が該ケーキ乾燥質量に対して０．２％となり、通常の再生紙として使用するのに十分な純度となった。このことから、本処理方法によって、廃石膏ボードから得られる紙を再生紙の原料として使用することができ、該紙の用途を拡大することが可能となった。