(57)【要約】【課題】  半水石膏の粉末を連続的に投入し、水と混合して石膏のスラリーを生成する場合、半水石膏粉末の供給口でスケールが成長し、供給口を塞ぐ問題があった。この問題は、半水石膏粉末の粒度が小さいとき顕著であった。【解決手段】  半水石膏の供給口を先端から５０乃至５００ｍｍの位置まで、４０℃以上、好ましくは５０℃以上に加熱することによって、供給口におけるスケールの成長を防止することが可能となり、よって閉塞の問題がなくなる。【選択図】  図１
2016104673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー生成槽に、液面より高い位置に供給口のある供給管を通して半水石膏粉末を連続的に供給して水と混合し、石膏スラリーを連続的に製造する方法において、
前記供給口部分を４０℃以上に加熱して半水石膏を供給することを特徴とする石膏スラリーの連続的な製造方法。
【請求項２】
半水石膏粉末の平均粒径が２０μｍ以下である請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半水石膏を原料として、石膏スラリーを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃石膏の主たるソースである石膏ボード廃材の発生量は、年間約１５０万ｔであり、このうち、約５０万ｔは生産時や家屋等の新築内装工事の端材であり、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は、家屋等の建造物の改装・解体工事で排出されるものであり、リサイクルされずに埋立処分されている。ここで、埋立てられた石膏が雨水と接触すると硫化水素を発生するおそれがあるため、石膏の埋立ては、管理型の埋立地に行わなければならず、廃棄コストが問題である。更に、石膏ボード廃材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、廃石膏の有効な処理方法が求められている。
【０００３】
このような処理方法の一つとして石膏ボード廃材由来の石膏を焼成により半水石膏とし、さらに全累積細孔容積が１ｍＬ／ｇ以下となるように粉砕した後、二水石膏種晶が存在する水性媒体中で溶解して再析出させる再生方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
当該方法を採用する場合、生産性を向上させるために、バッチ式ではなく、連続式で行う、即ち、半水石膏の粉末を水性媒体に連続的に投入し、水と混合して二水石膏のスラリーを生成する方法が有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０１３３０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２８６５５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２５４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、半水石膏粉末を連続的に供給し、スラリー化しようとする場合、スラリー生成槽から気化した水分が半水石膏の供給口付近で凝結し、この水分と半水石膏粉末が反応してスケールが成長し、供給口を塞ぐという問題があった。この問題は、半水石膏粉末の粒度が小さいとき顕著であった。
【０００７】
従って本発明は、半水石膏粉末を連続的に投入し、水と混合してスラリー化する場合、半水石膏粉末の供給口に付着したスケールの成長を防止し、スラリー生成槽に安定的に半水石膏粉末を供給する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討を進めた。そして供給口への水分付着を防止すれば、スケールの発生も防止できるとの観点からさらに検討進めた結果、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は、スラリー生成槽に、液面より高い位置に供給口のある供給管を通して半水石膏粉末を連続的に供給して水と混合し、石膏スラリーを連続的に製造する方法において、
前記供給口部分を４０℃以上に加熱して半水石膏を連続供給することを特徴とする石膏スラリーの連続的な製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、半水石膏粉末の供給口に付着した二水石膏のスケールは、成長して供給口を塞ぐことはなく、半水石膏を連続的に安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の方法を実施するための装置の一例を示した概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明では、半水石膏粉末を水と混合し、石膏のスラリーを形成させる。当該半水石膏粉末は特に限定されるものではないが、石膏ボードなどから得られる廃石膏を粉砕・焼成して半水石膏としたものが好ましい。
【００１３】
具体的には、該廃石膏は、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、残材からなる石膏ボード廃材、改装・解体工事で建築廃材として発生する石膏ボード廃材から得られる。
【００１４】
上記廃石膏は、適当な粒径に破砕され、且つボード原紙が取り除かれたものであることが好ましい。上記破砕工程およびボード原紙の分離工程は、それぞれ、公知の方法によって行うことができる。例えばボード原紙の分離工程は、特許文献２、特許文献３等に記載された方法によることができる。
【００１５】
粉砕後の廃石膏の粒径は、特に制限されるものではないが、機械的に運搬する際の容易さから、平均粒径として０．５〜５０ｍｍであることが好ましく、１〜２０ｍｍであることがより好ましい。この廃石膏の平均粒径は、ふるい分けにより測定することができる。
【００１６】
当該廃石膏から本発明の原料となる半水石膏を得るためには、１２０〜２００℃で３０〜６０分程度加熱すればよい。加熱は、適宜の装置により行うことができ、例えば熱風乾燥器、伝導電熱乾燥機等を使用することができる。
【００１７】
さらに得られた半水石膏を本発明における原料とするには、得られた半水石膏をさらに粉砕して微粉末とすることが好ましい。上記粉砕工程においては、粉砕した後の石膏の全累積細孔容積を、１ｍＬ／ｇ以下、好ましくは０．５〜１ｍＬ／ｇとなるように制御することが好ましい。この全累積細孔容積は、細孔径１ｎｍ〜１ｍｍの範囲の細孔について水銀ポロシメータによって測定した累積細孔容積である。全累積細孔容積が上記の範囲にある限り、粉砕後の粒径は問わないが、上記の全累積細孔容積の要請を満たせば、その体積平均粒径は例えば０．５〜３０μｍ、更には１〜２０μｍとなる。
【００１８】
この粉砕工程は、適宜の装置を用いて行うことができ、例えばピンミル、ボールミル、ビーズミル等の装置を使用することができる。
【００１９】
本発明においては、反応を連続的に行うため、スラリー生成槽に連続的に上記半水石膏粉末を供給し、生成したスラリーを連続的にスラリー生成槽から取り出す（図１参照）。原料の供給速度及びスラリーの取り出し速度は、スラリーを生成するのに適当な滞留時間になるように適宜調製すればよい。
【００２０】
本発明においては、上記原料となる半水石膏粉末は、液面より高い位置に供給口のある供給管を通じ、スラリー生成槽に連続的に供給される。当該スラリー生成槽内で半水石膏粉末は水と混合し、石膏スラリーとなる。
【００２１】
本発明の方法における特徴は、上記半水石膏粉末供給管の供給口を、４０℃以上に加熱する点にある。室温程度では水蒸気による結露が供給口に発生し、これがスケール成長の原因となる。好ましくは５０℃以上、より好ましくは６０℃以上である。
【００２２】
一方、加熱温度を高くするに従い、スケール成長の防止効果は大きくなるが、１２０℃以上では効果は変わらない。つまり、この温度以上では、付着した二水石膏スケールが焼成され、半水石膏になるためスケールの成長は完全に防止できる。高温になるほど熱源の費用が大きくなることを考慮すると、１００℃以下が好ましく、８０℃以下が好ましい。
【００２３】
加熱方法は、特に限定されない。電気ヒーター、蒸気による加熱が挙げられる。
【００２４】
加熱範囲は、水蒸気の凝結の可能性のある範囲が加熱されていればよく、供給口の形状や材質（熱伝導性）などにより変わるが、一般的には先端から少なくとも５０ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ以上、特に好ましくは１５０ｍｍ以上である。一方、そもそも凝結の起こらない範囲まで加熱する必要はなく、一般的には先端から５００ｍｍまでの範囲、好ましくは３００ｍｍまでの範囲、特に２５０ｍｍまでの範囲で十分である。
【００２５】
なお本発明において加熱範囲とは、ヒーター等により直接加熱される部分に加え、当該直接加熱部分から熱伝導や輻射で二次的に加熱される部分を含む。
【００２６】
半水石膏の供給口の位置は、混合する水の液面より上部であれば特に制限されない。すなわち、ロータリーフィーダーで連続排出しながら、図示するようにスラリー生成槽上部から落としても良い。また、スクリューフィーダーで連続排出しながら、スラリー生成槽側壁から落としても良い。
【００２７】
半水石膏の供給口と水面の距離は、特に限定されない。距離が近すぎると水面から飛沫する水滴の付着量が大きくなるため適当でない。距離が長すぎるとスラリー生成槽が大きくなり、無駄な空間が大きくなるため適当でない。半水石膏粉末の粒径や混合する際の撹拌条件によって適宜調整すれば良い。一例として、直径１〜２ｍ程度のスラリー生成槽と、供給口径（開口径）が２０〜３０ｃｍの供給管を用いる場合、液面から４０〜６０ｃｍの位置とすればよい。
【００２８】
半水石膏粉末の供給口の大きさは特に限定されない。小さすぎると、わずかにスケールが成長しただけで供給口が塞がれてしまうため適当でない。一方、大きすぎると供給管内の空間が大きくなり、管内への水蒸気進入の可能性が大きくなるので適当でない。半水石膏粉末の供給速度に合わせて適宜調整すれば良い。一例として、半水石膏粉末の供給速度が３〜５ｔ／ｈであれば、供給口直径が１５〜３０ｃｍとなるようにすればよい。なお無論、供給口の開口部形状は円形に限られるものではない。
【００２９】
前述の通り、スラリー生成槽内で舞う粒子は、供給口に水分があると付着し、二水石膏となって強固なスケールとなる。本発明は、供給される半水石膏の平均粒径が２０μｍ以下と小さく、供給口から投入されたときに、スラリー生成槽内で舞う粒子が多い場合に効果を発揮する。
【００３０】
本発明の製造方法において供給する水は、特に限定されず目的にあわせて選定することができる。硫酸アルカリ水溶液、種結晶を含んだスラリー等でも構わない。
【００３１】
加える水の温度は特に限定されないが、通常は室温〜９０℃程度、好ましくは４０〜６０℃程度である。より高温の場合ほど、後述する水蒸気の発生と凝結が起きやすいため、本発明の効果が顕著に得られる。
【００３２】
本発明においては、上記スラリー生成槽で生成したスラリーを連続的に取り出し、これを別途用意された反応槽内に導入することにより、最終的に粒径の大きな二水石膏結晶を得ることができる。
【００３３】
反応槽内で二水石膏結晶を安定的に析出させるためには、通常、二水石膏からなる種晶が用いられる。種晶の初期粒径としては、好ましくは１０〜６０μｍであり、より好ましくは２０〜４０μｍである。種晶の存在割合としては、好ましくは１００〜４００ｇ／Ｌであり、より好ましくは２００〜３００ｇ／Ｌである。
【００３４】
本発明におけるスラリーの濃度は、好ましくは１０〜４０質量％程度である。従って、スラリー生成槽内の濃度がこの範囲になるよう、半水石膏粉末及び水を供給すればよい。
【００３５】
また適度な石膏の析出速度を保つために、反応槽での熟成は、ｐＨは、４〜８の範囲で行うことが好ましく、スラリーの温度は、好ましくは９０℃以下、より好ましくは５０〜８０℃、反応時間は好ましくは０．２〜６時間、より好ましくは０．５〜２時間、撹拌する。
【実施例】
【００３６】
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。
【００３７】
実施例１
容量１ｍ３のスラリー生成槽に、先端から５００ｍｍの範囲まで電気ヒーターで覆い８０℃に加熱した直径２００ｍｍ円筒形の供給口から、平均粒径５μｍの半水石膏を４ｔ／ｈ、５０℃の濃度４０％二水石膏スラリーを８０ｍ３／ｈで連続供給した。また、スラリー生成槽内の容量が１ｍ３に保たれるように、連続的にスラリーを排出した。供給口から水面の距離は５００ｍｍであった。
【００３８】
６０時間運転後、半水石膏の供給口を確認したところ、供給口の内壁に厚み５ｍｍ程度の半水石膏のスケールが生成していたが、硬いスケールではなく半水石膏の供給は阻害されなかった。
【００３９】
比較例１
半水石膏の供給口を加熱しない以外は、実施例１と同じ条件で、スラリー生成槽に各原料を連続供給した。
【００４０】
５時間運転後、供給口に硬いスケールが生成し、半水石膏の供給ができなくなった。
【図１】
2016104673.tif 000003