(57)【要約】【課題】他品種ガラスの多量の研磨廃液をガラス原料にして再利用する研磨廃液のガラス原料化方法及びガラス原料化設備を提供する。【解決手段】本発明の研磨廃液のガラス原料化方法及び設備は、研磨材を懸濁させたスラリを用いて陰極線管用ガラス等を研磨した後の研磨材及びガラス微粉が混合している研磨廃液１３を凝集槽１４に供給し凝集剤１５を添加して凝集物１６とし、凝集物１６を沈殿槽１７に供給して沈殿物１８とし、沈殿物１８を濃縮槽１９に供給して沈降分離物２０とし、沈降分離物２０を脱水装置２２に供給して研磨スラッジ２３とし、研磨スラッジ２３を造粒・乾燥してガラス原料２６を製造するガラス原料化設備を用いた研磨廃液１４のガラス原料化方法及び設備であって、ガラス原料化設備に他品種ガラスの研磨廃液２７を供給するものである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨材を懸濁させたスラリを用いてガラスを研磨した後の研磨材及びガラス微粉が混合している研磨廃液を凝集槽に供給し凝集剤を添加して凝集物とし、該凝集物を沈殿槽に供給して沈殿物とし、該沈殿物を濃縮槽に供給して沈降分離物とし、該沈降分離物を脱水装置に供給して研磨スラッジとし、該研磨スラッジを造粒・乾燥してガラス原料を製造するガラス原料化設備を用いた研磨廃液のガラス原料化方法であって、
前記ガラス原料化設備に他品種ガラスの研磨廃液を供給することを特徴とする研磨廃液のガラス原料化方法。
【請求項２】
濃縮槽に他品種ガラスの研磨廃液を供給することを特徴とする請求項１に記載の研磨廃液のガラス原料化方法。
【請求項３】
他品種ガラスの研磨廃液を脱水して研磨スラッジとし、該研磨スラッジを液体に混合して懸濁させた後、濃縮槽に供給することを特徴とする請求項２に記載の研磨廃液のガラス原料化方法。
【請求項４】
研磨材を懸濁させたスラリを用いてガラスを研磨した後の研磨材及びガラス微粉が混合している研磨廃液、粘度を一定にするための水、及び凝集剤が供給されて凝集物とする凝集槽と、該凝集物が供給されて沈殿物とする沈殿槽と、該沈殿物が供給されて沈降分離物とする濃縮槽と、該沈降分離物が供給されて研磨スラッジとする脱水装置とを有し、該研磨スラッジを造粒・乾燥してガラス原料を製造する研磨廃液のガラス原料化設備であって、
前記濃縮槽に、他品種ガラスの研磨廃液を脱水処理して得られた研磨スラッジを液体に混合させてスラリにする溶解槽と、該スラリを均質化する攪拌槽と、該スラリから異物を除去するスクリーンとを具備するスラッジ処理装置が接続されていることを特徴とする研磨廃液のガラス原料化設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスを研磨した際に発生する研磨廃液をガラス原料化する研磨廃液のガラス原料化方法及び研磨廃液のガラス原料化設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスは原料を溶融した後、様々な成型方法によって目的の形状に成型され製品となる。しかし、成型時のガラスの温度は非常に高く、一方均一に冷却固化させることが困難なため、製品になった時にガラス表面寸法が目的とする製品規格から外れる場合があり、そのままでは製品にならないため、研磨により製品規格内に収めることが広く行われている。通常、このような研磨は、高い形状寸法及び表面品位を実現するため、水と混合してスラリ状に調製した研磨材をガラスと研磨定盤との間に供給して摺動させることにより行う。
【０００３】
一般にガラスの研磨工程では、特許文献１に示されるように、研磨材により削られて発生したガラス粉と研磨定盤の微粉末及びガラスを研磨した後の磨耗した研磨材が、水と共に研磨廃液として研磨工程から排出され、脱水した後の研磨滓（以降研磨スラッジと称す）は通常そのまま産業廃棄物として埋め立て処分されている。
【０００４】
実際、ガラスの研磨工程で出た研磨廃液は、図２のような工程で処理がなされる。すなわち研磨工程から出た研磨廃液１は凝集槽２に供給され、凝集剤３を添加することにより研磨廃液中の懸濁物質すなわちガラスや研磨定盤の粉や磨耗した研磨材は凝集されて凝集物４になり、凝集物４は沈殿槽５に供給され重力沈降させることで沈殿物６になり、沈殿物６は濃縮槽７に供給され沈降分離物８となる。濃縮槽７で分離された上澄み液９は凝集槽に戻され、他方、沈降分離物８は脱水装置１０に供給され脱水されて研磨スラッジ１１と濾液１２に固液分離される。濾液１２は凝集槽２に戻され、研磨スラッジ１１は通常そのまま産業廃棄物として埋め立て処分されている。
【０００５】
一方、陰極線管用ガラスにおいては、従来から図３に示すような設備により処理し、ガラス原料として再利用している。すなわち陰極線管用ガラスの研磨廃液１３は、研磨材により削られて発生したガラスの微粉末と研磨定盤から発生する微粉末、磨耗した研磨材及び水を主成分とする液体とからなる。そのうち研磨材の成分は酸化アルミニウム、ガーネット等のガラスに含まれている成分が主体のため、同種のガラスの原料として再利用することが可能であり、凝集槽１４に供給され、凝集剤１５（ポリ塩化アルミニウムや有機凝集剤）を添加することにより研磨廃液中の懸濁物質すなわちガラスや研磨定盤の微粉末そして磨耗した研磨材は凝集され凝集物１６になり、凝集物１６は沈殿槽１７に供給され重力沈降させることで沈殿物１８になり、沈殿物１８は濃縮槽１９に供給され沈降分離物２０となる。濃縮槽１９で分離された上澄み液２１は凝集槽１４に戻される。他方、沈降分離物２０は脱水装置２２に供給され脱水され研磨スラッジ２３と濾液２４に固液分離される。濾液２４は凝集槽１４に戻され、研磨スラッジ２３は造粒乾燥機２５に供給され造粒・乾燥されて同じ陰極線管用ガラス原料２６として利用している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されているように、研磨スラッジから研磨材に含まれる特定の高価な成分のみを回収して再利用する技術はあるが、異なる品種のガラスを研磨した後の多量の研磨廃液を陰極線管用ガラス等のガラス原料として具体的に再利用する方法や設備については採算性の問題等から実用化がなされてこなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３４７５６９号公報（第６−８頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−９０８２５号公報（第３−５頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
陰極線管用ガラス以外の他品種のガラス製品でも、その用途によっては研磨加工が不可欠なものが多く、ガラス微粉末を含む研磨スラッジの発生は不可避であり発生量も多い。一方、上記のように研磨スラッジは一般に産業廃棄物として埋め立て処分されてきたが、近年、環境に対する影響を低減させる必要性から産業廃棄物の排出量そのものが規制され、また埋め立て処分場の枯渇もあり、産業廃棄物としての排出が困難になっているため、ガラスの研磨スラッジの再利用が重要な課題である。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み他品種ガラスの多量の研磨スラッジを陰極線管用ガラス等のガラス原料にして再利用する研磨廃液のガラス原料化方法及びガラス原料化設備を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る研磨廃液のガラス原料化方法は、研磨材を懸濁させたスラリを用いてガラスを研磨した後の研磨材及びガラス微粉が混合している研磨廃液を凝集槽に供給し凝集剤を添加して凝集物とし、該凝集物を沈殿槽に供給して沈殿物とし、該沈殿物を濃縮槽に供給して沈降分離物とし、該沈降分離物を脱水装置に供給してスラッジとし、該スラッジを造粒・乾燥してガラス原料を製造するガラス原料化設備を用いた研磨廃液のガラス原料化方法であって、前記ガラス原料化設備に他品種ガラスの研磨廃液を供給することを特徴とする。
【００１１】
ガラスの研磨工程で発生する研磨廃液は、研磨材により削られて発生したガラスの微粉末と研磨定盤の微粉末、磨耗した研磨材及び水を主成分とする液体とからなる。そのうち研磨材の成分は酸化アルミニウム、ガーネット等のガラスに含まれている成分が主体のため、同種のガラスの原料として再利用することが可能であり、陰極線管用ガラスの研磨廃液は上述したように研磨廃液の処理工程で凝集剤を添加され、研磨廃液中の懸濁物質は凝集され、濃縮される。濃縮された凝集物は最終的には脱水され、研磨スラッジとして固液分離され造粒・乾燥された後、同じ陰極線管用ガラス原料として利用している。
【００１２】
しかし、他品種ガラス研磨廃液をガラス原料として再利用することは、組成が異なるため微量成分として添加する方法等の僅かな量でしか行われていなかった。ここで他品種ガラスとは、原料として使用する対象の陰極線管用ガラス等の用途以外で、一般に多量に使用され研磨されているガラスのことで、板ガラス、容器ガラス、理化学用ガラス、電気用ガラス等を含む。これらの主成分はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯおよび／またはＢ２Ｏ３等で、電気用ガラスではＰｂＯが含まれる場合もある。
【００１３】
本発明者は、陰極線管用ガラス、特に陰極線管用ファンネルガラスでは、その使用目的からエックス線の遮蔽能と陰極線管パネルガラスとのシールの適合性を満たす必要はあるが、この要件を満たす限りにおいては成分の組成変動可能範囲が広い。そのため、予め陰極線管用ガラスの研磨廃液の原料化設備に供給する他品種ガラスの研磨スラッジの量と成分を分析しておき、この量と成分との積算値を考慮して、陰極線管用ガラスの組成許容範囲になるように補正した原料調合を行うことで、他品種ガラスの研磨廃液の再利用が可能になる。この陰極線管用ガラスの研磨廃液に他品種ガラスの研磨廃液を供給する方法では、陰極線管用ガラスの内、陰極線管用ファンネルガラスにはＰｂＯ成分を含んでいるため、例えば電気用ガラスのようにＰｂＯを含んでいて、今後産業廃棄物としての処理が困難になることが予想されるガラスの研磨廃液の再利用も可能である。
【００１４】
また、本発明の研磨廃液のガラス原料化方法は、濃縮槽に他品種ガラスの研磨廃液を供給することを特徴とする。
【００１５】
一方、他品種ガラスの研磨廃液を沈殿槽に供給すると、凝集剤の添加が沈殿槽ではできないため、沈殿槽での懸濁物質の沈降分離が十分にできず水中に浮遊し溢流水として外部に流れ出てしまう。他方、濃縮槽へ他品種ガラスの研磨スラッジを供給した場合、沈降分離が十分にできず一部が水中に浮遊し溢流水と共に流出しても、濃縮槽の溢流水は凝集槽へ戻り、再処理されることになる。また溢流水として凝集槽に戻る懸濁物質は僅かなので凝集槽の負担増にはならない。溢流水と共に流出する以外の他品種ガラスの研磨スラッジは濃縮槽で陰極線管用ガラスの沈降分離物と混合され脱水装置に供給される。以上のことから、他品種ガラスの研磨廃液を供給するのは濃縮槽が好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の研磨廃液のガラス原料化方法は、他品種ガラスの研磨廃液を脱水し研磨スラッジとし、該研磨スラッジを液体に混合して懸濁させ後、濃縮槽に供給することを特徴とする。
【００１７】
他品種ガラスの研磨廃液を脱水した研磨スラッジは、通常２０〜３０質量％の水分を含んでおり、また、他品種ガラスの研磨廃液を脱水して研磨スラッジにする処理は、一般には陰極線管用ガラスの研磨廃液の原料化設備とは分離して設けられていることが多い。従って陰極線管用ガラスの研磨廃液の原料化設備で利用する場合には、他品種ガラスの研磨廃液の保管及び搬送はこのような研磨スラッジの状態で行われる。そのため、研磨スラッジを濃縮槽に供給する場合には、研磨スラッジを液体に混合し懸濁させて適度な濃度のスラリ状にした後、濃縮槽に供給することになる。
【００１８】
本発明に係る研磨廃液のガラス原料化設備は、研磨材を懸濁させたスラリを用いてガラスを研磨した後の研磨材及びガラス微粉が混合している研磨廃液、粘度を一定にするための水、及び凝集剤が供給されて凝集物とする凝集槽と、該凝集物が供給されて沈殿物とする沈殿槽と、該沈殿物が供給されて沈降分離物とする濃縮槽と、該沈降分離物が供給されて研磨スラッジとする脱水装置とを有し、該研磨スラッジを造粒・乾燥してガラス原料を製造する研磨廃液のガラス原料化設備であって、前記濃縮槽に、他品種ガラスの研磨廃液を脱水処理して得られた研磨スラッジを液体に混合させてスラリにする溶解槽と、該スラリを均質化する攪拌槽と、該スラリから異物を除去するスクリーンとを具備するスラッジ処理装置が接続されていることを特徴とする。
【００１９】
陰極線管用ガラス等の研磨廃液のガラス原料化設備では凝集槽、沈殿槽、濃縮槽の３つの槽を設けており、凝集槽は研磨廃液に凝集剤を添加して懸濁物質を凝集させ、沈殿し易くするための工程である。陰極線管用ガラスの研磨廃液の原料化設備に供給しようとする他品種ガラスの研磨廃液は、既に凝集剤を添加し凝集され更に沈殿、濃縮され研磨スラッジとなっているが、凝集槽に供給され水と混合するとその一部は再びスラリ状の懸濁物質となるため、再度該研磨スラッジを凝集するための凝集剤が必要になり、その凝集剤の量も研磨スラッジとして濃縮されているため通常研磨廃液の供給量当たりの添加量に比べてスラッジの供給量当たりの添加量が多く必要となる。
【００２０】
他品種ガラスの研磨スラッジを濃縮槽に供給すると、研磨スラッジを陰極線管用ガラスの研磨廃液のなかで懸濁状態までするために強力な攪拌装置が必要になる。一方、濃縮槽の目的は、沈殿槽である程度沈降分離により濃縮された懸濁物質を、静置させることで懸濁物質を更に濃縮することであり、積極的な攪拌機能を有していない。また、他品種ガラスの研磨スラッジを濃縮槽に供給して陰極線管用ガラスの研磨廃水と十分に混合ができず固形分が残った場合や濃縮されたものが不均質だった場合、濃縮槽から脱水装置に移送する際、輸送配管内で閉塞を引き起こす可能性が大きくなる。
【００２１】
他品種ガラスの研磨スラッジを、濃縮槽で容易に懸濁状態にし、また脱水装置への輸送配管の閉塞を起こさないようにするためには、濃縮槽に供給される他品種ガラスの研磨スラッジを液体に混合させて、濃縮槽に沈殿槽から供給される陰極線管用ガラスの研磨スラッジと同じ状態のスラリにしてやればよい。他品種ガラスの研磨スラッジを混合させる液体としては水が一般的だが、研磨スラッジの内容によっては水以外の液体も可能である。
【００２２】
また、本発明は、他品種ガラスの研磨スラッジを液体に混合させてスラリにするための溶解槽と、該スラリを均質化する攪拌槽、及び該スラリから異物を除去するスクリーンとを具備する研磨スラッジの処理装置が接続された研磨廃液のガラス原料化設備である。
【００２３】
一方で、使用する他品種ガラスの研磨スラッジは１種類以上の複数種類用いられ、各々の研磨スラッジ発生量の変動が大きく、また発生種類もまちまちであるため間歇的な供給にならざるを得ない。他方で、これらの他品種ガラスの研磨スラッジを陰極線管用ガラス原料化設備に供給するには、濃縮槽に供給される研磨スラッジから作製したスラリの組成が略均一であることが求められる。そこで溶解槽と攪拌槽の２槽を設け、溶解槽では１種類以上複数種類の研磨スラッジを液体に混合させてスラリ状にする処理を間歇的に行い攪拌槽に供給する。そのスラリの供給を受けた攪拌槽では研磨スラッジのスラリが沈殿しないように常時攪拌を行うと共に間歇供給される研磨スラッジのスラリを濃縮槽に定量供給するバッファとしての役割を受け持つ。
【００２４】
また、溶解槽、攪拌槽での工程を経ても研磨スラッジのスラリ中に未溶解分等の異物の残ることが避けられないため、濃縮槽への供給の直前に異物を除去するスクリーンを設け、このスクリーンを経て研磨スラッジのスラリを濃縮槽に供給する。スクリーンとしては金網やパンチングメタル等が利用できる。この場合、スクリーンの目開きの大きさ及び材質は陰極線管用ガラスの品質に影響のない限りにおいて問わない。
【００２５】
なお、異材質である他品種ガラスの研磨スラッジから作製したスラリを攪拌層から濃縮槽へ定量供給することは陰極線管用ガラスの品質を安定させるために重要なことである。定量供給の方法としては定量ポンプを用いるのが一般的であるが、定量供給が確保されるのであれば方法には拘らない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
まず、図１を使用して、本発明に係る研磨廃液のガラス原料化設備の一例を以下に説明する。なお、先出の図３と同一箇所には同一符号を付して示した。
【００２７】
本発明のガラス原料化設備は、他品種ガラスの研磨スラッジ２７と粘度を調製するための水２８とが供給され、攪拌機２９により攪拌しながら溶解する溶解槽３０と、溶解槽３０で溶解されたスラリ３１が供給され均質にするための撹拌槽及びバッファ槽としての役割を持つ攪拌槽３２と、攪拌槽３２により十分に撹拌されたスラリ３４の夾雑物を除くためのスクリーン３６とを具備しており、先記したように、陰極線管用ガラスの研磨廃液１３及び凝集剤１５（ポリ塩化アルミニウムや有機凝集剤）が供給されて凝集物１６にする凝集槽１４と、凝集物１６が供給され重力沈降させることで沈殿物１８にする沈殿槽１７と、沈殿物１８が供給され沈降分離物２０にする濃縮槽１９と、沈降分離物２０が供給され脱水された研磨スラッジ２３と濾液２４とに固液分離する脱水装置２２と、研磨スラッジ２３が供給され造粒・乾燥して陰極線管用ガラス原料２６にする造粒乾燥機２５とを有している。また、濃縮槽１９には分離した上澄み液２１を凝集槽１４に戻す配管２１が、脱水装置２２には濾液２４を凝集槽１４に戻す配管２４がそれぞれ設けられている。
【００２８】
次に、上記設備を使用した本発明に係る研磨廃液のガラス原料化方法の一例を説明する。
【００２９】
まず、図１に示すように、攪拌機２９を備えた溶解槽３０に、予め成分が分析され混合された陰極線管用ガラスとは異なる１種類以上複数種類の他品種ガラスの研磨スラッジ２７と粘度を調製するための水２８とを固形分濃度が３０〜４０質量％のスラリ３１になるように供給し攪拌しながら溶解する。ここで、スラリの固形分濃度が３０質量％未満では処理すべき研磨スラッジに対し水が多くなり処理効率が悪くなる。また、４０質量％を超えるとスラリの粘度が高くなり、全ての研磨スラッジが水に十分に混合せず好ましくない。
【００３０】
一方で、混合する他品種ガラスの研磨スラッジは複数種類あり、且つそれぞれ他品種ガラスの研磨スラッジの供給が不安定な場合が多い。他方で、供給された直後と十分に混合された後ではスラリの均一度も異なる。既設の陰極線管用ガラス原料化設備で安定して利用するためには、十分に混合されたスラリを連続して安定供給する必要がある。そのため、攪拌槽３２を設けることにより、溶解槽３０で混合されたスラリ３１をバッファ槽としての役割を持たせた攪拌槽３２に供給し、攪拌槽３２から定量ポンプ３３により十分に混合されたスラリ３４として、先出の図３に示した既設の陰極線管用ガラス原料化設備の濃縮槽１９に連続して定量供給することができる。なお、攪拌槽３２に供給されたスラリ３１は固形分濃度が３０〜４０質量％あるため、静置すると固形分が沈殿しスラリが不均一になる。これを防止するため、攪拌槽３２には攪拌機３５が設けられている。
【００３１】
また、攪拌槽３２を設け既設の陰極線管用ガラス原料化設備の濃縮槽１９にスラリ３４を供給している間に溶解槽３０では１種類以上複数種類の他品種ガラスの研磨スラッジと水とを十分に混合したスラリにする作業が可能である。攪拌槽３２から濃縮槽１９に送られるスラリ３４には、研磨廃液から混入するものも含め未溶解の夾雑物は避けられない。夾雑物を除くために攪拌槽３２から濃縮槽１９にスラリ３４を供給する工程には眼穴５ｍｍのパンチングメタルを使用したスクリーン３６を設けている。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る研磨廃液のガラス原料化方法は、従来のガラス原料化設備に他品種ガラスの研磨廃液を供給するので、予め陰極線管用ガラス等の研磨廃液の原料化設備に供給する他品種ガラスの研磨スラッジの量と成分を分析しておき、この量と成分を考慮して、陰極線管用ガラス等の組成許容範囲になるように補正した原料調合を行うことで、他品種ガラスの研磨廃液の再利用が可能になり、今後産業廃棄物としての処理が困難になることが予想されるガラスの研磨廃液の再利用も可能となる。
【００３３】
また、本発明の研磨廃液のガラス原料化方法は、濃縮槽に他品種ガラスの研磨廃液を供給することで、陰極線管用ガラス等の沈降分離物と混合され脱水装置に供給されるので、品位を低下させることなくガラス原料として問題なく使用することが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明の研磨廃液のガラス原料化方法は、他品種ガラスの研磨廃液を脱水して研磨スラッジとし、この研磨スラッジを液体に混合して懸濁させた後、濃縮槽に供給するので、容易に研磨スラッジを濃縮槽に供給することが可能となり、他品種ガラスの研磨廃液の発生時や距離を問わず、ガラス原料として問題なく使用することが可能となる。
【００３５】
本発明に係る研磨廃液のガラス原料化設備は、濃縮槽に、他品種ガラスの研磨廃液を脱水処理して得られた研磨スラッジを液体に混合させてスラリにする溶解槽と、スラリを均質化する攪拌槽と、スラリから異物を除去するスクリーンとを具備するスラッジ処理装置が接続されているので、他品種ガラスの研磨廃液の発生時や距離を問わず処理することができ、安定した品位のガラス原料を得ることが可能となる。
【００３６】
以上のように、本発明は、これまで産業廃棄物として廃棄していたガラスの研磨廃液から発生する研磨スラッジを、既存の陰極線管用ガラス用研磨スラッジのガラス原料化設備を活用することで再利用を可能にし環境に対する影響を大幅に低減させ得る実用上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陰極線管用ガラス以外の他品種ガラスの研磨廃液から作製されたスラッジ処理装置。
【図２】従来のガラス研磨工程から発生した研磨廃液の処理工程の説明図。
【図３】従来の陰極線管用ガラスにおける、研磨廃液のガラス原料化工程の説明図。
【符号の説明】
１、１３  研磨廃液
２、１４  凝集槽
３、１５  凝集剤
４、１６  凝集物
５、１７  沈殿槽
６、１８  沈殿物
７、１９  濃縮槽
８、２０  沈降分離物
９、２１  上澄み液
１０、２２  脱水装置
１１、２３、２７  研磨スラッジ
１２、２４  濾液
２５  造粒乾燥機
２６  陰極線管用ガラス原料
２８  水
２９  攪拌機
３０  溶解槽
３１  スラリ
３２  攪拌槽
３３  定量ポンプ
３４  スラリ
３５  攪拌機
３６  スクリーン
【図１】
2004154632.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004154632.tif 000005