(57)【要約】【課題】  半水石膏の粉末を連続的に投入し、水と混合して二水石膏のスラリーを生成する場合、スラリー生成槽の内壁に二水石膏のスケールが成長する問題があった。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】  スラリー生成槽の内壁のうち、スラリー水面以上の部分を４０℃以上、好ましくは５０℃以上、特に好ましくは６０℃以上に加熱する。スケールの成長は、スラリー生成槽の側壁に凝結する水分と、飛散している半水石膏の反応によるものであるため、上記加熱によって凝結を防止することにより、スケールの成長も防止可能となる。【選択図】  図１
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【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、
スラリー生成槽の内壁のうち、液面以上の部分を４０℃以上に加熱してスラリー生成を行う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以下の範囲にある請求項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、二水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、スラリーから気化した水分がスラリー生成槽の側壁で凝結し、生成槽の内壁にスケールが成長する問題があった。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、水と混合して石膏スラリーを生成する場合、スラリー生成槽の内壁でのスケールの成長を防止し、安定的に石膏スラリーを生成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。そしてスラリー生成槽の側壁への水分付着（凝結）を防止すれば、スケールの発生や成長が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、
スラリー生成槽の内壁のうち、液面以上の部分を４０℃以上に加熱してスラリー生成を行う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、スラリー生成槽の内壁に付着した二水石膏のスケールは、成長することはなく、安定的に二水石膏のスラリーを生成することができる。
【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、そのレーザー回折散乱による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】
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。
【００２１】
本発明の方法における特徴は、スラリー生成槽の内、少なくとも液面以上を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スラリー生成槽内壁面に発生し、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、壁面に付着した水の蒸発速度が速く、また、付着した二水石膏スケールは、半水石膏に焼成されるためスケールの付着、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。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。
【００２３】
加熱範囲は、少なくとも液面以上であり、好ましくは液面から３０ｃｍより上まで、より好ましくは液面から４０ｃｍより上まで、特に好ましくは液面から５０ｃｍより上までである。一方上限は特に限定されず、側壁の最上端まで加熱してもよい。スラリー生成槽に天井を設ける場合は、これも加熱してよい。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。
【００２４】
前述の通り、スラリー生成槽内で舞う粒子は、側壁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。槽内で舞う粒子は、スラリー生成槽の内壁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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【図１】
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