(57)【要約】      （修正有）【課題】任意の形態のアスベスト含有廃材を完全にかつ安全に無害化処理できるアスベスト含有廃材の処理方法を提供する。【解決手段】アスベスト含有廃材の処理方法は、アスベストを含有する廃材を微粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とする物理的処理や、アスベストを含有する廃材をアルカリ溶液に含浸させ、次いで前記廃材を粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とするメカノケミカル処理とする、アスベスト含有廃材の処理方法である。特に、メカノケミカル反応工程を採用することで、アスベストの構造破壊が促進されることとなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベストを含有する廃材を微粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とすることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、アスベストを含有する廃材をアルカリ溶液下で湿式粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とすることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
【請求項３】
請求項２記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記粉砕時に加温及び／又は加圧することを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベストを含有する廃材の処理方法に関し、特に、アスベストを含む廃材を完全にかつ安全に処理することができるアスベスト含有廃材の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アスベストは長期にわたって強度低下等が起きないことから、様々な分野で広く使用されてきており、スレート板、水道管、耐火被覆材、ブレーキパッド、ガスケット、保温板、ロープ、パッキング、アセチレンボンベの充填材など多岐にわたり、多くの部材に使用されてきたが、近年、アスベストは、綿肺、肺癌、悪性中皮腫など多くの健康阻害の要因となることが明らかとなり、使用が禁止されている。
【０００３】
特に、アスベストを含む部材としては、スレート部材や、耐火性被覆材等が多く使用されており、これらのスレート部材等は、天井、壁材などに多く用いられている。
しかし、これらの多量に使用されてきたアスベスト含有部材は、上記したような環境的理由により、そのまま使用を継続することは危険であり、早急に廃棄・無害化の処理をしなければならない状況となっている。
【０００４】
これまでに大量に生産されたスレート材等のアスベスト含有部材は、一般廃棄物として取り扱われて、現在は産業廃棄物として廃棄処分されているが、アスベストの飛散や放散が問題となっており、緊急な安全対策が求められている。
【０００５】
特に、耐火被覆材や崩壊した天井板などアスベストを含有する建材を用いた建造物の解体等がピークを迎えているが、アスベストの暴露とそのアスベストの処理の問題が深刻化している。
【０００６】
かかるアスベスト（石綿）は天然に産する鉱物繊維で、例えば、蛇紋岩系のクリソタイル（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）角閃石系のアモサイト（（Ｍｇ，Ｆｅ）７Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）、クロシドライト（Ｎａ２Ｆｅ３２＋Ｆｅ２３＋Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）、アンソフィライト（Ｍｇ７Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）、トレモライト（Ｃａ２Ｍｇ５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）、アクチノライト（Ｃａ２（Ｍｇ，Ｆｅ）５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）が挙げられる。
かかる蛇紋岩系のクリソタイルは、加熱すると約７００℃で脱水、変態し、約９００℃で無害なフォレストライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）になることが知られているが、実際のスレート板等を容易に無害化することは困難である。
【０００７】
かかるアスベストの有害性は、その繊維質に由来するものであるので、繊維質の改質、融解により無害化する方法として、特許第３６８０９５８号（特許文献１）には、ロータリーキルンを用いたセメントの製造方法であって、前記ロータリーキルンの排出口側に設けた燃焼手段の近傍から石綿廃材を前記ロータリーキルン内に供給し、この供給された石綿廃材、及びセメント原料を前記燃焼手段によって処理することを特徴とするセメント製造方法が記載されている。
【０００８】
また、特開２００５−２７９５８９号公報（特許文献２）には、アスベストを含むスレート廃材を粉砕せずにホウ砂、ホウ酸と炭酸ナトリウムの混合物、又はホウ砂と炭酸ナトリウムの混合物からなる融解剤の水溶液に漬け、それを減圧下に置いて融解剤をスレート廃材の表面からスレート内部の空隙内に含浸することによって前処理した後、該前処理したスレート廃材を融解剤を満たした溶融炉内に浸漬して７８０℃〜１０００℃の範囲に加熱することによってスレート廃材中のアスベストを溶融させてガラス化させることを特徴とするスレート廃材の処理方法が記載されている。
【０００９】
更に、特開２００６−５２１７７号公報（特許文献３）には、無機質系材料の廃材を、セメント製造用原料とともにセメント製造用キルン内に投入して、加熱処理することによりセメントに変換してなる無機質系材料の廃材の処理方法において、廃材の寸法を、最小値が１ｍｍ以上で最大値がセメント製造用キルンの内径の１／１０以下であり且つ廃材内部のどの個所であっても表面までの最短距離が３０ｍｍ以下の範囲内となるように寸法調整し、廃材とセメント原料との合計量に占める廃材の比率が乾燥状態における質量比率で１〜２０％の範囲とし、廃材をセメント製造用原料とともにセメント製造用キルン内にキルンの窯尻から投入し、１０００〜１５００℃で２０〜６０分間加熱処理して焼結体を得、得られた焼結体を粉末化することを特徴とする無機質系材料の廃材の処理方法が記載されている。
【００１０】
上記の各々の特許文献に記載された従来の方法においては、アスベスト含有廃棄物を溶融炉やセメントキルンに投入して無害化を行っているものである。
しかし、アスベスト含有廃棄物を、溶融炉やセメントキルンに供給する際に、アスベストの飛散や放散を防止することはできず、また、上記従来の方法では、前処理としてアスベスト含有廃材を粉砕したり、分解したり、微細クラック等を形成したりするために、重機などを用いてアスベスト含有廃材を破壊するなど、アスベストが結局飛散、放散してしまい、溶融炉やセメントキルンに供給する工程における人体への健康面での影響問題は十分に解決されていない。
特に、溶融処理に関しては、高温処理をしなければならず、コスト的にかなりかかってしまうという問題点もある。
また、従来の酸処理による無害化方法では、酸に溶解して液状化するため、酸処理後の処置が困難であり、また反応性の高いアスベスト以外の無機物が酸に溶解するため、アスベストを溶解するためには、多量の酸が必要となる問題がある。
【特許文献１】特許第３６８０９５８号
【特許文献２】特開２００５−２７９５８９号公報
【特許文献３】特開２００６−５２１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、任意の形態のアスベスト含有廃材を完全にかつ安全に無害化処理できるアスベスト含有廃材の処理方法を提供することである。
また、特に、アスベストを含有する廃材の寸法が大きかったり、スレート板である場合にも、アスベスト粉塵等の飛散や拡散を防止するとともに、完全にかつ安全に無害化処理でき、かつ溶融や多量の酸による処理に拠ることのないアスベスト含有廃材の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、アスベスト含有廃材を、微粉砕処理することにより、更に特に、アルカリ処理するとともに粉砕するメカノケミカル手段を用いることによって、アスベスト含有廃材を完全にかつ安全に無害化できることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
本発明の請求項１記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、アスベストを含有する廃材を微粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とすることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法である。
【００１４】
本発明の請求項２記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、請求項１記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、アスベストを含有する廃材をアルカリ溶液下で湿式粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とすることを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法である。
好適には、請求項３記載のアスベスト含有廃材の処理方法は、請求項２記載のアスベスト含有廃材の処理方法において、前記粉砕時に加温及び／又は加圧することを特徴とする、アスベスト含有廃材の処理方法である。
【００１５】
ここで、アスベストの無害化または非アスベスト化とは、アスベストが微粉砕されて、アスペクト比が３未満の粒子形状となるか、またはアスベストがアルカリ水溶液下でメカノケミカル反応して、クリソタイル、クロシドライト、アモサイト等の針状結晶がそれ以外の物質に転化した状態を表すものであり、このような状態であることで、人体に対して無害となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、アスベスト含有廃材を、安全にかつ完全に無害化処理することができる。
アスベスト含有廃材を微粉砕することで、有害な針状結晶を破壊して、アスペクト比の減少により、物理的な形状変化による有害性の低減が図れる。
特に、アスベスト含有廃材をアルカリ溶液下で湿式粉砕することで、粉砕によるアスペクト比の減少による物理的な形状変化による毒性の低減に加えて、更にアルカリ共存下における粉砕エネルギーによるメカノケミカル反応によって効率的にアスベストの構造破壊が促進されるため、短時間で処理物を無害化することができる。
しかも、アスベスト含有廃材の性状を問わず、スレート板、吹き付け廃材等のあらゆる形状や大きさの廃材を溶融や多量の酸による処理に拠ることなく処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を以下の最良の形態例について説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のアスベストの処理方法は、アスベストを含有する廃材を微粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とする、アスベストの処理方法である。
アスベストは、その針状結晶が有害であるため、針状結晶を破壊すれば有害ではなくなる。従って、アスベスト含有廃材を粉砕処理、特に微粉砕処理することで、アスベストのアスペクト比を減少させ、針状結晶を破壊するものである。
【００１８】
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法は、針状結晶を破壊するまで、アスベスト含有廃材を微粉砕処理する。
【００１９】
また、本発明は、アスベストを含有する廃材をアルカリ溶液下で湿式粉砕処理することで、該廃材中のアスベストを非アスベスト化して無害化処理物とする、アスベストの処理方法である。
このように、アルカリ処理と粉砕処理とを組み合わせることで、メカノケミカル処理とし、任意の形態のアスベストを安全にかつ完全に、無害化することができることとなる。
また、セメント原料として用いる場合には、セメントキルン処理に供する前に、アルカリ処理したアスベストを酸により中和することで取り扱いが安全になり、健康面への影響を極めて少なくすることができるようになる。
【００２０】
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法を適用できるアスベスト含有廃材としては、特に種類は限定されず、例えば、吹き付け廃材、スレート板等の、アスベストを含有する部材であれば、形状や大きさを問わず、すべて対象とすることができる。
【００２１】
本発明のアスベスト含有廃材の処理方法において、アスベスト含有廃材をアルカリ溶液で処理するには、例えば具体的には、アスベスト含有廃材をアルカリ溶液に含浸すればよい。
使用できるアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の苛性アルカリ水溶液や、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸アルカリ水溶液等が例示でき、その濃度はアスベストの非アスベスト化への反応が生じる条件であれば特に限定されないが、濃度が高いほうが短時間でまた多量に無害化処理することができる。
また、アルカリ溶液の濃度は、現場の状況等に応じて適宜設定すればよい。
【００２２】
かかるアルカリ処理することで、アスベストのＳｉ−ＯやＦｅＯの骨格を形成する構造を破壊することができ、したがって、針状結晶を壊すことができる。
またアスベストの針状結晶の縦横比を小さくすることがき、針状結晶構造を立方化構造に近い構造とすることが可能となる。
【００２３】
本発明における粉砕処理は、破砕処理工程と粉砕処理工程の２つに大別される。
破砕処理工程においては、まず、破砕時の粉塵飛散を防止するためにアスベスト含有廃材に水またはアルカリ水溶液を含浸させた後、破砕機によりアスベスト含有廃材を破砕する。破砕は湿式にて行うことが好ましい。
破砕機としては、ジョークラッシャー、ハンマーミル、インパクトクラッシャー、回転式粉砕機、シュレッダー等が挙げられ、これらを単独で、または複数を組み合わせて使用することができる。
破砕後の粒子径は、ポンプ圧送により破砕物を搬送する場合における詰まりの防止や、微粉砕機で効率的な粉砕を進行させるため、３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下とするのがよい。
【００２４】
破砕処理後の破砕物は、スラリーとしてポンプ圧送する等により粉砕処理工程へと搬送する。
粉砕処理工程においては、破砕工程で破砕されたアスベスト含有廃材を粉砕機により粉砕する。
粉砕は湿式にて行うことが好ましく、より好ましくはアルカリ水溶液下での湿式粉砕とするのがよい。
すなわち、アルカリによるアスベストの構造破壊と、粉砕によるアスペクト比の減少により、物理的な形状変化による毒性の低減、及びアルカリ共存下における粉砕エネルギーによるメカノケミカル反応により、アスベストの構造破壊が促進されるため、短時間で処理物を無害化することができる。
【００２５】
粉砕機としては、媒体攪拌ミル、タワーミル、振動ミル、ボールミル、遊星ミル等が挙げられる。
このような手段を用いて粉砕することで、該廃材の比表面積を大きくして、アスベスト含有廃材とアルカリ水溶液の接触面積を増大させ、無害化を効果的に行うことができる。
また微粉砕処理することで、アルカリ水溶液の温度が約７０〜８０℃に上昇する。
したがって、かかる温度上昇により、更に効率的に無害化が図れる。
【００２６】
上記粉砕する工程において、必要に応じて、加温、加圧することも可能であり、これにより廃材の無害化処理を、より短時間で実施することができることとなる。
粉砕機で粉砕された粉砕物は、湿式サイクロン等の分級機により分級する。
分級された粒子のうち、粗粒分は粉砕機へ戻し、細粒分は無害化処理物として系外へ排出する。
粉砕時間、粉砕ボール径、湿式粉砕の場合のスラリー濃度、分級条件等の運転条件は、使用する設備毎に事前に試験運転を行うことにより定める。
試験運転では、分級後の細粒分をサンプリングし、Ｘ線回折による測定でクリソタイル、クロシドライト、アモサイト等の含有率が０．１％未満となるか、または、位相差顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡のいずれかの顕微鏡観察による測定でアスペクト比が３未満になるよう運転条件を定める。
【００２７】
以上のとおり処理された無害化処理物は、更に中和処理および／または脱水処理を行うこともできる。
中和処理は、アルカリ水溶液下での湿式粉砕を行った場合に行われ、粉砕処理工程で得られた無害化処理物をアジテータに投入して酸で中和し、これをデカンターにて酸をリンスするようにすればよい。
脱水処理は、デカンター、フィルタープレス等により行えばよく、このような処理によりケーキ状処理物が得られる。
【００２８】
かかるケーキ状処理物を、そのまま、または乾燥してセメントキルンに投入して、セメント原料化することも可能である。
具体的には、前記非アスベスト化した無害化処理物を、溶融炉へ供給して、溶融処理するものである。
【００２９】
かかるセメントキルンは、好適にはセメントクリンカ焼成プラントのセメントキルン、特にセメントロータリーキルンを適用することができ、かかるセメントキルンを利用することで、一度に多量に均一に溶融処理することが可能となるとともに、他の原料とともに焼成することでセメントクリンカを製造することが可能となり、アスベスト含有廃材を有効にリサイクル適用することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のアスベスト含有処理方法は、スレート廃材のみならず、その他の多くのアスベスト使用材料の処理にも適用することができ、安全な廃棄処分が可能となる。
また、該廃材を再利用した、セメントを製造することにも適用することが可能となる。