(57)【要約】【課題】アスベストを、処理中の飛散を防止するとともに、簡易な手法にて、低温にて容易に処理することができるアスベスト処理方法を提供すること。【解決手段】アスベスト材料に粉砕促進剤を加えて１次スラリーとし、この１次スラリーに更にアスベスト材料を加えて粉砕して２次スラリーとし、この２次スラリーにガラス化促進剤を添加して粉砕して３次スラリーとしている。そして、このガラス化促進剤を添加した３次スラリーを容器２に入れ、ローラーキルン３にて、１２５０℃以下の低温で焼成してガラス化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベスト及びアスベスト混合物のうち少なくとも１種を含むアスベスト材料をスラリーとする第１工程と、
前記スラリー中の前記アスベスト材料を粉砕する第２工程と、
前記粉砕後のスラリーにガラス化促進剤を添加する第３工程と、
前記ガラス化促進剤を添加したスラリーを７００〜１２５０℃で焼成してガラス化する第４工程と
を備えたことを特徴とするアスベスト処理方法。
【請求項２】
前記第１工程では、アスベスト材料に粉砕促進剤を加えて１次スラリーとし、その後、該１次スラリーに更にアスベスト材料を加えて２次スラリーとすることを特徴とする請求項１に記載のアスベスト処理方法。
【請求項３】
前記第２工程では、前記スラリー中のアスベスト材料を、２５０メッシュ以下の微粒子となるまで粉砕することを特徴とする請求項１又は２に記載のアスベスト処理方法。
【請求項４】
前記第３工程では、ガラス化促進剤を添加した後に、前記スラリー中の固体成分を粉砕することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアスベスト処理方法。
【請求項５】
前記第３工程では、ガラス化促進剤を添加したスラリーを容器に入れ、その容器を炉内に入れて焼成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアスベスト処理方法。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載のアスベスト処理方法に用いる連続投入ボールミルであって、
スラリーが充填されて回転するボールミル本体と、そのボールミル本体が回転可能に接続されて前記ボールミル本体に対してアスベスト又はアスベスト混合物を投入する投入部と、前記ボールミル本体が回転可能に接続されて前記ボールミル本体からスラリーが排出される排出部と、を備えるとともに、
前記投入部には、投入部内部に前記アスベスト又はアスベスト混合物が投入される投入口を備えたことを特徴とする連続投入ボールミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維状ケイ酸塩鉱物であるアスベスト（石綿）を、無害化して処理することができるアスベスト処理方法及びその処理方法に用いられる連続投入ボールミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベストは、耐熱性、耐アルカリ性、耐酸性などの点で優れているので、従来より各方面で使用されていた。このアスベストは、０．０１〜１ミクロンの極細繊維状であり、空気とともに肺に達すると、肺ガン等を引き起こすので、近年ではその使用が禁止されている。
【０００３】
現在日本では、アスベストは約１０００万トン存在しており、毎年１００トン以上が廃棄物として発生しているが、非常に安定した性質を有するので、その処理方法が確立されていないのが現状である。
【０００４】
このアスベストの処理方法としては、(1)化学的に破壊する方法や(2)物理的に破壊する方法が考えられる。このうち、 (1)化学的に破壊する方法としては、アスベストの主成分であるケイ酸マグネシウム（Ｍｇ3ＳｉＯ5（ＯＨ）4）をケイ酸とマグネシウムとに分離する方法がある（例えば特許文献１参照）。また、(2)物理的に破壊する方法としては、アスベストの最大融点である１５２１℃以上で熱して溶融する方法がある。
【特許文献１】特許第３８３０４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、(1)化学的に破壊する方法では、塩基性の物質（例えばナトリウム）を添加して熱を加えるので、炉や周辺設備が劣化するという問題がある。また、発生した塩基性蒸気を処理するのに莫大な費用がかかるという問題もある。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の技術では、処理に必要な融解剤はスレートの３倍以上必要であり、材料費がかさむという問題がある。また、処理物（アスベスト製品）に浸漬した塩基性物質が、加熱の過程で処理物と反応して、有毒のダイオキシン類が生成される可能性がある。特に、アスベスト固形化材料として、ポリマー樹脂等が使用されている場合には、塩基性物質と反応させることは問題である。
【０００７】
また、(2)物理的に破壊する方法では、融点以上に熱して物理的にアスベストの繊維を破壊するが、そのためには非常に高温にする必要があるため、大きなエネルギー量が必要である。また、この熱処理を行うためには、プラズマ溶融炉、誘導加熱炉、ガラス製造炉等が考えられるが、設備が高額であるとともに、処理重量に対する熱エネルギーが高額であるという問題がある。しかも、炉が一旦停止するとその復旧が容易ではないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、アスベストを処理する際に、その飛散を防止するとともに、簡易な手法にて、低温にて容易に処理することができるアスベスト処理方法及び連続投入ボールミル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】
本発明は、通常、建築解体から発生する最も危険性の高いバルク状（綿状）のアスベストを、低コストで且つ高い安全性でガラス化することを目的にして研究された結果得られたものである。以下、請求項毎に説明する。
【００１０】
（１）請求項１の発明（アスベスト処理方法）は、アスベスト及びアスベスト混合物のうち少なくとも１種を含むアスベスト材料をスラリー（泥状）とし、その後、このスラリー中のアスベスト材料を粉砕し、その粉砕後のスラリーにガラス化促進剤を添加し、このガラス化促進剤を添加したスラリーを７００〜１２５０℃（好ましくは１１００〜１２００℃の範囲）で焼成してガラス化する。
【００１１】
本発明では、アスベスト材料をスラリー状（水分を含んだ状態）とするので、粉砕処理中にアスベストが飛散せず、安全性が高い。また、粉砕後のスラリーにガラス化促進剤を添加して高密度混合することにより、著しいガラス化作用をもたらすので、低温焼成にてガラス化できる。よって、低コストで無害化されたガラス（特に透光性を有するガラス）を容易に得ることができる。
【００１２】
つまり、本発明よれば、アスベストの処理中にその有害繊維の飛散を防止するとともに、簡易な手法（工程プロセルが単純）にて、低温にて容易にアスベストを完全ガラス化にできる。よって、特別な判定装置を使用しなくとも、はっきりと無害化されたことが分かる。
【００１３】
なお、前記アスベスト混合物とは、アスベストが混入した各種の材料（例えば一般断熱材（綿状）、スレート、耐火ボード、耐火パッキン等のアスベスト製品）を示している。また、前記ガラス化促進剤とは、添加することにより、焼成時にアスベストの成分を効率良く低温でガラス化を促進できる物質（例えば通常のガラスの材料）である。このガラス化促進剤としては、例えばケイ酸ガラスとする場合には、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等が挙げられ、ホウケイ酸ガラスとする場合には、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3等が挙げられる。更に、ガラス化する場合は、透明（無色又は色彩を有するもの）にすることにより、利用価値が高まる。
【００１４】
（２）請求項２の発明では、第１工程において、アスベスト材料に粉砕促進剤を加えて１次スラリーとし、その後、該１次スラリーに更にアスベスト材料を加えて２次スラリーとする。
【００１５】
本発明では、最初に１次スラリーとし、その１次スラリーにアスベスト材料（更に粉砕促進剤を加えてもよい）を加えることにより、容易に２次スラリーを形成できる。
なお、粉砕促進剤とは、アスベスト材料の粉砕を促進するものであり、後述する様に、例えばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等のセラミック材料をスラリー状としたものが挙げられる。
【００１６】
（３）請求項３の発明では、第２工程において、スラリー中のアスベスト材料を、２５０メッシュ以下の微粒子となるまで粉砕する。
本発明では、スラリー（例えば２次スラリー）中のアスベスト材料を破砕して微粒子とする。この破砕により、アスベストの繊維組織は切断され集合して微粒状になると考えられる。
【００１７】
（４）請求項４の発明では、第３工程において、ガラス化促進剤を添加した後に、スラリー中の固体成分を（例えば２５０メッシュ以下の微粒子になるまで）粉砕する。
本発明では、ガラス化促進剤を添加した後に、固体成分（主としてガラス化促進剤）を粉砕するので、後のガラス化を容易に行うことができる。なお、ガラス化促進剤は、予め微粒子に粉砕したものをスラリーに加えてよい。
【００１８】
（５）請求項５の発明では、前記第３工程において、ガラス化促進剤を添加したスラリーを容器に入れ、その容器を炉内に入れて焼成する。
これにより、アスベストを含んだスラリー（処理物）が、炉の周囲に飛散することがなく、作業の安全性が高い。また、スラリーが直接炉壁に接触することないので、炉材の成分の変動がなく、炉が長寿命化する。その結果、炉のメンテナンスコストも低減するという利点がある。また、焼成物（スラリー）が炉の材質に影響されることもない。
【００１９】
（６）請求項６の発明は、前記アスベスト処理方法に用いる連続投入ボールミルであって、スラリーが充填されて回転するボールミル本体と、そのボールミル本体が回転可能に接続されてボールミル本体に対してアスベスト又はアスベスト混合物を投入する投入部と、ボールミル本体が回転可能に接続されてボールミル本体からスラリーが排出される排出部とを備えている。また、投入部には、投入部内部にアスベスト又はアスベスト混合物が投入される投入口を備えている。
【００２０】
この連続投入ボールミルにより、効率よくアスベストを破砕して、（その後の）ガラス化のための前処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態は、飛散性のアスベストを無害化して処理するアスベスト処理方法であり、このアスベスト処理方法では、以下の手順で処理を行う。
【００２２】
(1)まず、飛散防止を施した粉砕機の中に、初期スラリー（１次スラリー）を入れておく。この１次スラリーは、アスベスト材料５５％と粉砕促進剤８％と水を３７％投入し、粉砕したものである。ここで、％は質量％（重量％）である（以下同様）。
【００２３】
なお、粉砕機としては、図１に示す様な連続投入ボールミル１が挙げられる。この連続投入ボールミル１は、回転運動する円筒状のボールミル本体２と、ボールミル本体２の両端から突出する筒状の第１軸部３と第２軸部４と、両軸部３、４をそれぞれ回転可能に指示するベアリング５、６と、第１軸部３に接続された投入部７と、第２軸部４に接続された排出部８とを備えている。
【００２４】
前記投入部７は、袋入アスベストを投入するロート状の投入口９と、投入口９から投入された袋入アスベストを入れるシリンダ１０と、シリンダ１０内に配置されて袋入アスベストを押し出すプッシャー１１とを備えている。なお、シリンダ１０と第１軸部３、排出部８と第２軸部４は、それぞれ各軸部３、４が回転可能な接続部１２、１３によって接続されている。
【００２５】
従って、アスベスト等を解体現場で袋詰めした袋のまま投入し、連続投入ボールミルに投入し、その内部で開封、粉砕することにより、アスベストの飛散防止を図ることができる。
【００２６】
また、ここで使用するアスベスト材料としては、アスベストのみでも良いが、他の材料が混入したアスベスト混合物でもよい。また、粉砕促進剤としては、ＳｉＯ2：５８％、Ａｌ2Ｏ3：２４％、Ｈ2Ｏ：１８％の成分のものを、２５０メッシュが通過するように粉砕し、スラリー状にしたものを使用する。但し、粉砕促進剤は、その成分比率が変動しても、上記の成分にその他成分が混入しても使用できる。
【００２７】
(2)次に、前記粉砕機中において、１次スラリーにアスベスト材料を投入する。例えば時間当たり１次スラリーに対して１０％づつアスベスト材料を加え、連続して２次スラリーを製造する。
【００２８】
この場合も、アスベスト材料としては、アスベストのみでも良いが、他の材料が混入していてもよい。更に、１次スラリーと同様に、アスベスト材料に粉砕促進剤を加えてもよい。
【００２９】
そして、この２次スラリーを、２次スラリー中の固体成分（アスベスト材料等）が２５０メッシュの微粒子となるまで粉砕する。
(3)次に、この粉砕された２次スラリーに、ガラス化促進剤を１０〜５０％（その種類や添加量は出来上がるガラスの透明度により変化させるが、多い方がガラスの透明度が高くなる）加え、二次粉砕機（例えば連続投入ボールミル）で、再度、粉砕及び高レベル混合する。具体的には、２次スラリー中の固体成分（主としてガラス化促進剤）が２５０メッシュの微粒子となるまで粉砕して３次スラリーとする。
【００３０】
このガラス化促進剤は、製造するガラスの種類によって異なるが、ここでは、ケイ酸ガラスとホウケイ酸ガラスとした場合を例に挙げる。このガラス化促進剤は、下記の成分のものを、２５０メッシュが通過するように粉砕し、スラリー状になったものであるが、その成分比率が変動しても、下記の成分にその他成分が混入しても使用できる。
【００３１】
【表１】
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(4)次に、ガラス化促進剤を含む３次スラリーを、水分がある状態のまま、図２に示す様に、蓋２１付きの容器（るつぼ）２２に入れる。これにより、周囲と隔離し、３次スラリーが乾燥しない様にすることで、処理物の安全性を高め、焼成時の水分を確保する。つまり、処理物が、炉に接触しないので、炉材の成分の変動や、３次スラリーが炉の材質に影響されることなく、処理できる。
【００３２】
(5)次に、図３に示す様に、３次スラリーの入った容器２２を、低エネルギー炉、例えばローラーキルン（ローラーハースキルン）２３に入れ、１２５０℃以下の低温で焼成する。具体的には、ローラーキルン２３のローラー２４の上に板材２５を載せ、この板材２５の上に容器２２を載置し、ローラー２４にて、この板材２５（従って容器２２）を紙面奥側の炉室２６内に移動させて焼成する。
【００３３】
この溶融炉として使用するローラーキルン２３は、炉本体に取り付けたローラー２４の上に焼成物を乗せ焼成する方法なので、熱損失が少ない、安定した焼成条件を再現し易い、ヒートカーブを容易に変更し易い等の優れた特長をもつ。なお、低エネルギー炉としては、ビームキルン、トンネルキルン、バッチ型高速昇温炉等を用いることもできる。
【００３４】
なお、焼成条件としては、下記のスケジュールを採用できる。
＜焼成条件＞
常温〜１２００        ５時間
１２００〜１２３０    ２時間
１２３０を保持        １時間
１２３０〜炉排出      ５時間
(6)この焼成によって、透光性を有するケイ酸ガラスが得られた。また、同様に透光性を有するホウケイ酸ガラス得られた。ここで、透明なガラスが得られたということは、アスベストの繊維組織が完全に消失し無害化されたことを示している。なお、ガラスの色は、添加する材料により適宜選択が可能である。
【００３５】
この様に、本実施形態では、アスベスト材料に粉砕促進剤を加えて１次スラリーとし、この１次スラリーに更にアスベスト材料を加えて粉砕して２次スラリーとし、その粉砕後の２次スラリーにガラス化促進剤を添加し粉砕して３次スラリーとしている。そして、このガラス化促進剤を添加した３次スラリーを１２５０℃以下の低温で焼成してガラス化している。
【００３６】
つまり、本実施形態では、飛散性のアスベストやアスベスト混合物を、スラリー状として粉砕するので、アスベストの飛散を防ぐことができる。また、スラリー状にして粉砕することにより、アスベストの極細繊維を物理的に効率よく微粒子にすることができる。こうしてできたスラリー状のものは、(a)微粒子になっていることと、(b)ガラス化促進剤の作用、(c)焼成時の水蒸気（スラリーからの水分）の作用により、１２５０℃以下の低温で焼成でき、完全なガラス状（光を通す状態）にすることができる。
【００３７】
言い換えると、本実施形態では、アスベストの繊維組織を、まず、スラリー中の粉砕工程にて物理的に処理し、その後の焼成工程で溶融処理することにより、完全に無害化されたガラスとすることができる。つまり、このアスベスト処理方法によって、飛散性のある有害なアスベストを、容易に且つ低温にて処理することができるという顕著な効果を奏する。
【００３８】
また、アスベストを含むスラリーは容器２２に入れた状態で処理するので、即ち、処理物は炉に接触しないので、アスベスト廃棄物の成分の変動や、炉の材質に影響されることがなく、処理できるという利点がある。
【００３９】
更に、本実施形態の処理方法によって製造されるガラスは、光を通す状態にできた物であるので、その成分により、ケイ酸ガラスと言うことができる。
その上、製造段階で三酸化ホウ素を混入することにより、ホウケイ酸ガラスが合成できるが、現在原子力発電所から排出される高レベル廃棄物をガラス固定化する唯一の材料がホウケイ酸ガラスであるので、その利用価値（アスベストの処理物を原子炉の廃棄物のガラス固定化材料として用いることの価値）は大きなものである。
【００４０】
つまり、大量にあるアスベストを、ホウ酸ガラスやホウケイ酸ガラスに変えれば、その利用場所は無限大であるし、その価値は計りしれない。
以下に、このガラスの用途を列記する。
【００４１】
・ケイ酸ガラス：ガラス製品、人工宝石、窯業製品の原料、有害焼却灰のガラス固定化材料
・ホウケイ酸ガラス：高レベル放射性廃棄物のガラス固定化材料、低レベル放射性廃棄物のガラス固定化材料
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００４２】
例えばアスベストとしては、蛇紋石系の、クリソタイル（白石綿）や、角閃石系の、クロシドライト（青石綿）、アモサイト（茶石綿）、アンソフェライト（直閃石）、トレモナイト（透閃石）、アクチノライト（緑閃石）が挙げられる。また、アスベスト混合物としては、スレート、耐火ボードなどのアスベスト製品全般が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態において使用する連続投入ボールミルを模式的に示す説明図である。
【図２】第１の実施形態において使用するるつぼを示し、（ａ）は蓋を示したるつぼを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を蓋を分離した示す説明図である。
【図３】第１の実施形態において使用する焼成炉を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…連続投入ボールミル
２１…蓋
２２…容器
２３…ローラーキルン
２４…ローラー
２５…板材
２６…炉室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月22日(2008.8.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
現在日本では、アスベストは約１０００万トン存在しており、毎年１００万トン以上が廃棄物として発生しているが、非常に安定した性質を有するので、その処理方法が確立されていないのが現状である。