(57)【要約】【課題】  廃材あるいは端材となった撥水性珪酸カルシウム成形体の再利用方法及びセメント製造用燃料を提供する。【解決手段】  撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕し、該破砕物を吸油体として用いる。さらに、吸油体として利用したのち、吸着した油分とともにセメント原燃料としても利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕し、該破砕物を吸油体として用いることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の再利用方法。
【請求項２】
請求項１に記載の珪酸カルシウム成形体の再利用方法において、前記破砕物は梱包袋に充填され袋状物とし、該袋状物は水上でオイルフェンスとして使用されることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の再利用方法。
【請求項３】
撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物に油分を吸着させ、該油分を吸着させた破砕物をセメント原料と混合し、燃焼させることを特徴とする珪酸カルシウム成形体の再利用方法。
【請求項４】
撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物に、油分を吸着させたことを特徴とするセメント製造用燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、廃材とされる珪酸カルシウム成形体の再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  珪酸カルシウム成形体は耐熱性のよい断熱材として広く利用されている。こうした珪酸カルシウム成形体（以下珪酸カルシウム保温材とも言う）は、親水性の高い珪酸カルシウム結晶水和物からなり、連続気孔型の多孔質材料であるため吸水しやすく、いったん吸水すると断熱性能が悪化するだけでなく、それと接触しているタンクや配管等の金属材の腐食を助長するという欠点がある。【０００３】  こうした珪酸カルシウム保温材の問題点を解消するものとして、珪酸カルシウム保温材の製造工程でシリコーンオイル等の撥水剤を混和し、撥水性を付与させた珪酸カルシウム成形体（例えば、特開昭５７−１２３８５１号公報、特開昭５８−２２５２号公報、特開昭６１−２５１５５５号公報に記載される。）が知られている。こうした珪酸カルシウム保温材の使用によれば、撥水性が付与されているので吸水が起因する問題は生じない。【０００４】  ところで、上記珪酸カルシウム保温材の使用後耐久年数が過ぎて廃材となった場合、あるいは製品製造工程時に発生する端材となった場合に、何らかの方法でこれを処理し、処分する必要がある。撥水性が付与されてない珪酸カルシウム保温材であれば、水との馴染み性が良く、前記廃材又は端材となった珪酸カルシウム保温材を適当の大きさに破砕し、他の新たな原料を含むスラリーに混ぜ込むことにより、珪酸カルシウム保温材の原料として再利用することが可能である。【０００５】  しかしながら、撥水性を付与した珪酸カルシウム保温材は水との馴染みが悪く、これを破砕し水と共に他の新たな原料と混合する場合、うまく混練できないため珪酸カルシウム成形体の原料として再利用することは困難であった。その結果、撥水性を付与した珪酸カルシウム保温材が廃材あるいは端材となった場合には、最終処分場における埋め立て処分とせざるを得なかった。
【特許文献１】  特開昭５７−１２３８５１号公報
【特許文献２】  特開昭５８−２２５２号公報
【特許文献３】  特開昭６１−２５１５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明が解決しようとする課題は、撥水性が内填され、撥水性が付与された珪酸カルシウム保温材が廃材あるいは端材となった場合に、その再利用範囲を拡大することができる珪酸カルシウム成形体の再利用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】  上記課題を解決するため、請求項１の発明は、撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕し、該破砕物を吸油体として用いる珪酸カルシウム成形体の再利用方法を要旨とする。【０００８】  請求項２の発明は、請求項１における破砕物が梱包袋に充填され袋状物とし、該袋状物は水上でオイルフェンスとして使用される珪酸カルシウム成形体の再利用方法を要旨とする。【０００９】  請求項３の発明は、撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物に油分を吸着させ、該油分を吸着させた破砕物をセメント原料と混合し、燃焼させる珪酸カルシウム成形体の再利用方法を要旨とする。【００１０】  さらに請求項４の発明は、撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物に、油分を吸着させたことを特徴とするセメント製造用燃料を提供することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、廃材あるいは端材とされた撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体（以下撥水性珪酸カルシウム成形体とも言う）を吸油体として再利用することにより、資源の再利用を促進することができる。また、新たに吸油材を製造するときに比べて原料費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明に係る珪酸カルシウム成形体の再利用方法を実施するための最良の形態図を参照して説明する。
本発明の珪酸カルシウム成形体は、撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕し、該破砕物を吸油体として用いることである。
図１は本発明の珪酸カルシウム成形体を枕状の袋状物の形態にした吸油材を示し、図２は本発明の珪酸カルシウム成形体を筒状の袋状体の形態にした吸油材を示す。図中、１は梱包袋、２は梱包袋内に充填された撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体の破砕物である。【００１３】  本発明において再利用される珪酸カルシウム成形体は、公知の製造方法により製造されたものであればよく、例えば、後述するＡＰ法により製造されたものであればよい。ここで、ＡＰ法とは、生石灰、消石灰、カーバイド滓といった石灰質原料および珪藻土、珪石、シリカといった珪酸質原料を水と混合してオートクレーブ中にて加圧下で攪拌しながら加熱することにより珪酸カルシウム結晶水和物のスラリーを調製し、該スラリーの脱水成形物を加熱乾燥して硬化させて珪酸カルシウム成形体を得る方法である。【００１０】  本発明に係る撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体は、上述したＡＰ法において成形前のスラリーに撥水剤を添加して混合すれば得られる。
本発明において撥水剤は、撥水性を備えていればよく、撥水剤として公知のものであればよい。例えばシリコーンオイル、具体的にはジメチルポリシロキサン、あるいはそのメチル基の一部をフェニル基、水素原子、アルキル基、メルカプト基等で置換したものが挙げられる。【００１１】  こうした撥水剤が内填され、撥水性が付与された珪酸カルシウム成形体としては、ニチアス株式会社製ケイカルエース・スーパーシリカボードＷＰ−Ｔが製造販売されており、保温材として用いられている。
本発明においては、上述した撥水性が付与された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物が吸油体として使用される。
こうした破砕物は、例えば２軸破砕機や１軸破砕機といった簡易な装置を用いて得ることができる。【００１２】  破砕物の平均粒径は１〜３０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは１〜１０ｍｍであることが好ましい。また、破砕物と同時に１ｍｍ未満の粉体も得られる。こうした粉体も破砕物と同様に吸油体として使用しても良い。該破砕物の粒径は、油の吸着条件に合わせ、破砕機に搭載されているメッシュの目の大きさを適宜選択するなどして調整すればよい。
こうして得られた破砕物は、例えば床面上や水面上に流出した石油や重油といった油液中に投入することで、油液が破砕物の気孔に入り込み吸着されるので吸油体として利用できる。こうした吸油体によれば、容易にかつ速やかに流出した油液の回収が可能となる。【００１３】  さらに本発明においては、前記破砕物は撥水性を備えているため、水分を吸着することはなく、水中に投入された場合には水面に浮き、油だけを選択的に吸着することが可能となる。
こうした破砕物は、そのまま撒いて油分を吸着させたのち、床面上等であれば、かき集めて回収袋等に詰め込み回収しても良い。また、海水や淡水といった水面に撤かれた場合には、油分を吸着させたのちネット等を用いて回収すればよい。
また、上記破砕物は、例えば、枕状や筒状、土嚢状といった梱包袋に充填して袋状物として利用してもよい。こうした袋状物にしておけば回収の際には扱いやすく作業効率が向上する。また、回収後の管理も容易になるため好ましい。【００１４】  さらに、こうした袋状物として利用する場合には、粒経が１ｍｍ未満の粉体を破砕物と一緒に充填することが好ましい。こうした粉体は、破砕物同士に形成される隙間に入り込み袋状物の嵩密度を高くすることができる。その結果、袋状物の吸油量が増加し効率的に吸油することができる。
こうした袋状物の材料としては、油分の透過性があれば特に制限はないが、好ましくは撥水性のある材料で構成されることが好ましい。具体的には、撥水処理した布地、ポリプロピレン等の合成樹脂製織布、ナイロン筒袋などを利用できる。また、強度補強のためにシート、例えばポリオレフィンを素材とする織布を積層したものを用いても良い。【００１５】  本発明においては、上記破砕物を例えば筒形状の梱包袋に充填して袋状物とし、こうした袋状物を複数連結して、海や河川などへの油流出事故等に際し、海水または河川に浮かべてオイルフェンスとして利用することができる。
このように構成されたオイルフェンスによれば、油液の拡散を阻止するだけでなく、油液を積極的に吸着することができるので、油液の回収も可能となる。その結果、従来のオイルフェンスは水面帯域に放出された油液の拡散を阻止するだけの機能であったが、本発明における再利用方法では油分の回収も可能となった。また、従来別途投入しなければならなかった油液を回収する手段が不要となる。【００１６】  本発明に係る珪酸カルシウム成形体のもう一つの再利用方法は、撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体を破砕して得られた破砕物にさらに油分を吸着させ、該油分を吸着させた破砕物をセメント原料と混合し、燃焼させることである。すわなち、吸油体として使用したのち吸着させた油分とともにセメントの原燃料として用いることである。珪酸カルシウム成形体に含まれる成分（ＳｉＯ２、ＣａＯ等）はセメント原料と共通しており、これをセメント原料と混合しても何ら問題はなく、吸着された油分は燃料として燃焼する。
本発明において、セメント製造設備は、セメント原料を予熱するプレヒーターおよび該予熱されたセメント原料を焼成するロータリーキルンを備える公知の構造のものが使用できる。【００１７】  本発明において使用されるセメント製造設備の様態を図３に示す。セメント製造設備３は、セメント原料を予熱するプレヒーター４および該予熱されたセメント原料を焼成するロータリーキルン５を備える。プレヒーター４は、複数のサイクロン６を原料シュート７及びガスダクト８で連結し、上部から供給される原料がキルン排ガスと接触しながら降下して予熱され、その大部分は最下段のサイクロン６より、原料シュート７を経てロータリーキルン５の窯尻部９に供給される。ここで、ガスダクト８には、図示しないが所定の複数箇所に集塵機が設置されており、ロータリーキルン５内やサイクロン６、ガスダクト８で舞い上がった粉塵を除去している。【００１８】  ロータリーキルン５には、バーナー１０が設けられ、セメント原料を焼成してクリンカーとするために必要な熱が供給される。ロータリーキルン５で得られるセメントクリンカーは、グレートクーラー１１により冷却され、図示しないが、石膏等の添加剤を添加して粉砕することによりセメントが製造される。
本発明においては、油分を吸着させた破砕物は、他のセメント原料と混合してサイクロン６に投入されれば良い。【００１９】  本発明により、セメントを得るための原料および燃料を少なくすることが可能になり、資源の再利用を促進するだけでなく、資源を節約することができる。
また、後述するように、珪酸カルシウムの破砕物に油を吸着させることにより、セメント原燃料とすることができる。すなわち、従来単体ではセメント製造時の燃料として利用できなかった珪酸カルシウムの廃材および端材をセメント製造時の燃料とすることができ、また、単体ではセメント原料として利用できなかった珪酸カルシウムの破砕物（以下珪酸カルシウムともいう）をセメント原料とすることができるのである。【００２０】  一般的に、ロータリーキルン５に熱を供給するバーナー１０の燃料は、高熱量を得るため高純度であることが要求される。したがって、吸油体に吸着したような不純物を含む油を使用することはできない。それに対して、本発明のように吸油体に吸着させることにより、該吸油体をセメント原料とともにセメント製造設備に投入しロータリーキルン５にて焼成することができ、不純物を含む油であっても燃料として使用することができる。
こういった不純物を含んだ油は、ただ単に、セメント原料に添加し混合してセメント原料とともにロータリーキルン５にて焼成しても短時間に燃えつきてしまう。このように短時間で燃焼が終了した場合、ロータリーキルン５内における温度コントロールが難しくなり、セメントクリンカー製造に適した緩慢な燃焼を得ることができない。一方、本発明のように吸油体として油分を吸着させることにより、多孔質の表面張力により吸油体の表面への油の供給が制限され、一度に燃え尽きることはなくなる。このようにして使用される吸油体は、石炭、廃ゴムタイヤと同様に緩慢に燃焼（徐燃）し、セメントクリンカー製造にとって適切な熱源とすることができる。【００２１】  また、一般的に、珪酸カルシウム成形体の破砕物をセメント原燃料として用いようとしても、その比重が０．１〜０．２と他のセメント原料（以下他の原料という）の比重（１．０〜１．４程度）に比べて低いため、他の原料と混ざり難く、他の原料と混合しセメント製造設備に投入した場合、製造過程で粉砕されて粒径が細かくなり、サイクロンやガスダクト、ロータリーキルン内にて舞い上がってしまい、集塵機で処理されて排除されてしまう。一方、本発明のように油を含ませることにより、破砕物のみかけの比重は他の原料の比重とほぼ同じの１．０〜１．４程度になるので、他の原料と混じりやすくなるだけでなく、製造過程で粉砕されて粒径が細かくなっても、サイクロン６やガスダクト８、ロータリーキルン５内で舞い上がって収塵機に回収されてしまうことがなくなる。
一般的に、珪酸カルシウムは、油を含まない状態では加熱されても断熱性能が高いため反応温度まで温度が上昇するのに時間を要し容易に化学反応を起こさないが、油を含み燃焼すると熱伝導率が高くなり、反応温度まで温度がスムーズに上昇するので化学反応が起こりやすくなる。そのため質の良いセメントを得ることができる。
【実施例】
【００２２】  実施例として、長さ６１ｃｍ、幅３０ｃｍ、厚さ５ｃｍの撥水性が付与された珪酸カルシウム保温材（ニチアス株式会社製ケイカルエース・スーパーシリカボードＷＰ−Ｔ）をスイングハンマーミル（株式会社奈良機械製作所製ＨＭ−３）においてフィルター目開き１０ｍｍにて破砕し、平均粒径５〜２０ｍｍの破砕物および１ｍｍ以下の粉体を得た。これらの破砕物および粉体０．７ｋｇをポリエステル製不織布（株式会社大一保多屋製  ポリエステル不織布  Ｅ４０ｇＡ）からなる筒状の袋状物（直径１００ｍｍ、長さ１５００ｍｍ：容積１２１）に充填して吸油材を得た。【００２３】  比較例として、平均粒径２〜５ｍｍの高分子重合体からなる吸油材（中国興業株式会社製  オイルシール）を実施例と同じように筒状の袋状物（直径１００ｍｍ、長さ１５００ｍｍ：容積１２１）に充填して吸油材を得た。ここで、上記吸油材（オイルシール）は実施例と同体積とするため、充填量を比重差より補正して２．１ｋｇとした。【００２４】  上記実施例および比較例を試験体として、床面等に広がった油を回収する場合を想定して次のような試験を行った。Ａ重油（運輸省指定）２５０１を入れた縦１５０ｃｍ、横９０ｃｍ、深さ３０ｃｍのステンレス製の容器に土嚢状の試験体を入れて静置した。こうして試験体をＡ重油に１５分間浸漬させた後、試験体を容器から取り出して試験体の重量を測定し吸油量を算出した。重量測定後、試験体を何も入っていない別の容器に移して静置し、外観等を目視で観察した。１時間後に再び試験体の重量を測定し浸漬後１時間後の吸油量および保持率（１時間後の吸油量／浸漬直後の吸油量×１００）を算出した。結果を表１に示す。【００２５】
【表１】
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【００２６】  実施例の吸油量は、通常吸油材として使用されている比較例に比べてやや劣るものの十分な吸油能力があることが確認された。
また、１時間経過したのちも実施例は油を吸着し続けることが確認された。一方、比較例は浸漬直後しばらくすると滴れが発生し、袋状物から重油がにじみでることが確認された。このように吸油材として使用した後に滴れが生じ易い吸油材は、管理施設等が必要となり敬遠される。実際に使用するにあたっては実施例のように保持率が極力１００％に近いことが望まれる。【００２７】  次いで、上記実施例および比較例を試験体として、水面（海、河川）に広がった油を回収する場合を想定して次のような試験を行った。縦１５０ｃｍ、横９０ｃｍ、深さ３０ｃｍのステンレス製の容器にＡ重油（運輸省指定）１０１および真水２４０１を入れしばらく静置した。水面に重油が浮いていることを確認したのち筒状の試験体を入れて静置した。こうして試験体を水面に１５分間浮かせた後、試験体を容器から取り出して試験体の重量を測定し吸油量を算出した。また、試験体の含水率を含水率計（株式会社シロ産業製  赤外線水分計  ＦＤ−６００）にて測定したが、含水率は０であり、試験体には水分が含まれていなかった。重量測定後、試験体を何も入っていない別の容器に移して静置し、外観等を目視で観察した。１時間後に再び試験体の重量を測定し、浸漬後に１時間経過後の吸油量および保持率（１時間後の吸油量／浸浸直後の吸油量×１００）を算出した。結果を表２に示す。なお、比較例は、浸漬後すぐ水を吸い込み沈降してしまい、吸油量を測定することができなかった。【００２８】
【表２】
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【００２９】  上記試験中、実施例は完全に水面に浮き続けており、重油だけを選択的に吸着することが確認された。また、保持率も高く、オイルフェンスとして用いられた場合でも好適に使用することが確認できた。
一方、比較例は水面に広がった油を回収するには不適であり、オイルフェンスとして用いることができないことが判明した。
さらに、上記試験で重油を吸収した試験体をセメント原燃料として用いたが、何ら問題もなくセメントを製造することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  本発明により廃材あるいは端材とされた撥水性珪酸カルシウム保温材は、吸油材として利用することができるだけでなく、セメント原燃料としても利用することができ、廃材あるいは端材とされた撥水性珪酸カルシウム保温材の再利用方法の適用範囲が拡大した。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】  本発明で用いる枕状の吸油材の射視図
【図２】  本発明で用いる筒状の吸油材の射視図
【図３】  本発明の方法を実現するための設備の代表的な様態を示す概略図
【符号の説明】
【００３２】１  梱包袋
２  撥水剤が内填された珪酸カルシウム成形体の破砕物
３  セメント製造設備
４  プレヒーター
５  ロータリーキルン
６  サイクロン
７  原料シュート
８  ガスダクト
９  ロータリーキルンの窯尻部
１０  バーナー
１１  グレートクーラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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