(57)【要約】【課題】本発明は、廃クーラント液水中の夾雑物を再資源化できる方法を提供する。【解決手段】本発明の廃クーラント液水の処理方法は、廃クーラント液水を加熱して蒸留する蒸留工程、前記蒸留して残った廃クーラント液水の濃縮物をケイ酸質原料と混合して混合原料を得る混合工程、および該混合原料を焼成して窯業製品を得る焼成工程を含む方法である。また、本発明の廃クーラント液水の処理方法は、前記蒸留工程の前工程として、廃クーラント液水にカルシウム化合物を添加して、廃クーラント液水中のリン酸塩を沈殿させて除去する、リン酸塩除去工程をさらに含むこともある。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃クーラント液水を加熱して蒸留する蒸留工程、前記蒸留して残った廃クーラント液水の濃縮物をケイ酸質原料と混合して混合原料を得る混合工程、および該混合原料を焼成して窯業製品を得る焼成工程を含む、廃クーラント液水の処理方法。
【請求項２】
前記蒸留工程の前工程として、廃クーラント液水にカルシウム化合物を添加して、クーラント液水中のリン酸塩をリン酸カルシウムとして沈殿させて除去するリン酸塩除去工程をさらに含む、請求項１に記載の廃クーラント液水の処理方法。
【請求項３】
前記ケイ酸質原料が、粒度１ｍｍ以下の粉砕物である、請求項１または２に記載の廃クーラント液水の処理方法。
【請求項４】
前記蒸留工程で得られた蒸留物をクーラント液水として再利用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃クーラント液水の処理方法。
【請求項５】
前記リン酸塩除去工程で得られたリン酸カルシウムをリン資源として利用する、請求項２に記載の廃クーラント液水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃クーラント液水に含まれるアルカリ金属塩等を、窯業製品の焼成助剤として用いるための処理方法に関する。なお、本発明において、廃クーラント液水は、下記の使用済クーラント液、水性クーラント廃液、およびクーラント廃液と同義である。
【背景技術】
【０００２】
車両や切削加工機器等から取り出された使用済みの廃クーラント液水は、その大半を廃油処理業者等が回収して焼却処理している。また、近年、環境保護および資源回収の気運が高まり、廃クーラント液水に含まれるグリコール類を回収して再利用する取り組みも進んでいる。例えば、特許文献１には、廃クーラント液水中の無機塩を収着するイオン交換樹脂の再生費用を低減して、リサイクルクーラントを安価に供給できるクーラントの再生処理装置が提案されている。
【０００３】
また、廃クーラント液水には、無機塩等の夾雑物が含まれているため、クーラントの再生に際し、夾雑物を除去することも必要である。例えば、特許文献２の使用済クーラント液の再生装置は、使用済クーラント原液から、蒸気圧の低いエチレングリコールを回収するに際し、原液に混在している無機塩等の夾雑物を除去する装置である。また、特許文献３の水性クーラント廃液の処理方法は、廃液に酸を加えてエマルジョンを破壊した後、酸化マグネシウム等と塩基を加えて凝集させた後、高分子凝集剤を加えて凝集フロックを肥大化させる方法である。さらに、特許文献４のクーラント廃液等の処理方法は、クーラント廃液等に、ゼオライトを有する凝集剤を添加して凝集処理し、液体から分離した汚泥を脱水処理する方法である。しかし、従来、廃クーラント液水中の夾雑物は廃棄されており、該夾雑物を資源化する技術は知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９３７５２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１９８４９号公報
【特許文献３】特開昭６３−２５６１０６号公報
【特許文献４】特開２００４−１８１４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、廃クーラント液水中の夾雑物を資源化できる廃クーラント液水の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討したところ、廃クーラント液水中に存在する夾雑物の中でも、アルカリ金属塩は、窯業製品の製造において焼成助剤として有用であることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記の構成を有する廃クーラント液水の処理方法である。
【０００７】
［１］廃クーラント液水を加熱して蒸留する蒸留工程、前記蒸留して残った廃クーラント液水の濃縮物をケイ酸質原料と混合して混合原料を得る混合工程、および該混合原料を焼成して窯業製品を得る焼成工程を含む、廃クーラント液水の処理方法。
［２］前記蒸留工程の前工程として、廃クーラント液水にカルシウム化合物を添加して、クーラント液水中のリン酸塩をリン酸カルシウムとして沈殿させて除去するリン酸塩除去工程をさらに含む、前記［１］に記載の廃クーラント液水の処理方法。
［３］前記ケイ酸質原料が、粒度１ｍｍ以下の粉砕物である、前記［１］または［２］に記載の廃クーラント液水の処理方法。
［４］前記蒸留工程で得られた蒸留物をクーラント液水として再利用する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の廃クーラント液水の処理方法。
［５］前記リン酸塩除去工程で得られたリン酸カルシウムをリン資源として利用する、前記［２］に記載の廃クーラント液水の処理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の廃クーラント液水の処理方法は、廃クーラント液水中のアルカリ金属塩を焼成助剤として使用できるほか、蒸留工程で得られた蒸留物を、再生クーラント液水として再使用することも可能である。したがって、本発明の廃クーラント液水の処理方法によって得られた処理物は全て資源化でき、廃棄物が発生しないため、廃クーラント液水を大量に処理することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について、必須の工程である蒸留工程、混合工程、および焼成工程と、任意の工程であるリン酸塩除去工程等に分けて詳細に説明する。
【００１０】
１．蒸留工程
本発明における蒸留工程の意義は以下のとおりである。すなわち、
クーラント液水中の有効成分であるエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、およびジプロピレングリコール等のグリコール類の濃度は、メーカーや商品毎に異なる。また、実際の使用に際して、一般に、クーラント液水を水で希釈する場合が多い。したがって、廃クーラント液水は、グリコール類の濃度および水分量のバラツキが大きい。したがって、当該バラツキの影響をなくすため、該蒸留工程において、廃クーラント液水中の夾雑物を濃縮または乾固する。そして、濃縮された夾雑物、および乾燥した夾雑物は、アルカリ金属塩を多く含むため、焼成助剤として使用できる。ちなみに、該夾雑物は、リン酸ナトリウム、硝酸カリウム、および染料等を含む泥土状の混合物である。
また、該工程において、沸点のより低い水が先に蒸発し、続いてグリコール類が蒸発するから、該蒸発物を分留すれば、水とグリコール類を別々に回収できる。そして、回収した水は下水等に流すことができ、回収したグリコール類はクーラント液水の原料として再利用することができる。
【００１１】
２．混合工程
該工程は、前記蒸留工程で得られた、濃縮された夾雑物、または乾燥した夾雑物をケイ酸質原料と混合して、混合原料を得る工程である。
前記ケイ酸質原料は、例えば、ガラス、琺瑯、および煉瓦等の原料である、石英、石灰石、珪石、長石、および粘土から選ばれる１種以上の粉砕物が挙げられる。また、該ケイ酸質原料の粒度は１ｍｍ以下が好ましい。粒度が１ｍｍ以下では、焼成助剤である夾雑物の添加量が少なくて済み、また、焼成温度を低くできるなど、エネルギー消費の点で有利である。
なお、夾雑物とケイ酸質原料の混合割合は、目的とする窯業製品の要求特性に応じて決める。
【００１２】
３．焼成工程
該工程は、前記混合原料を焼成して窯業製品を得る工程である。
通常、ケイ酸質原料を焼成する場合、その焼成温度は１２００℃以上が必要である。しかし、本発明では、夾雑物中のアルカリ金属塩が焼成助剤として作用するため、１１００℃以下で焼成できる。また、夾雑物中の染料などの有機物は、高温の焼成により完全に燃焼して消失する。
【００１３】
４．リン酸塩除去工程
該工程は、廃クーラント液水にカルシウム化合物を添加して、廃クーラント液水中のリン酸塩を沈殿させて除去する工程である。
廃クーラント液水中にはリン酸ナトリウムが含まれる場合が多い。リン酸塩を含む夾雑物でも焼成助剤として使用できるが、焼成助剤であるアルカリ金属塩の含有量が低下するため、あらかじめ廃クーラント液水中のリン酸塩は除去するのが好ましい。沈殿したリン酸カルシウムは、リン資源として使用することができる。
【００１４】
５．廃クーラント液水の処理装置と処理過程
（１）廃クーラント液水の処理装置
該装置は、必須の装置として、蒸留工程を実施するための装置群（Ａ）と、混合工程を実施するための装置群（Ｂ）と、焼成工程を実施するための装置群（Ｃ）から構成され、任意の装置として、リン酸塩除去装置群（Ｄ）を含めることができる。
そして、前記装置群（Ａ）は、廃クーラント液水を貯留するための貯留タンク（Ａ１）、廃クーラント液水を蒸留するための蒸留タンク（Ａ２）、所定量の廃クーラント液水を貯留タンク（Ａ１）から蒸留タンク（Ａ２）へ輸送するための定量ポンプ（Ａ３）、廃クーラント液水を加熱して蒸留するための加熱装置（Ａ４）、気化した水とグリコール類を冷却して回収するための凝縮装置（Ａ５）を少なくとも含む。
前記装置群（Ｂ）は、粉砕機（Ｂ１）と混合装置（Ｂ２）を少なくとも含む。なお、ボールミルは、粉砕機（Ｂ１）と混合装置（Ｂ２）を兼ねることができ好適である。
また、前記装置群（Ｃ）は、焼成炉（Ｃ１）と冷却器（Ｃ２）を少なくとも含む。
さらに、前記装置群（Ｄ）は、リン回収タンク（Ｄ１）と攪拌機（Ｄ２）を少なくとも含む。
【００１５】
（２）前記処理装置を用いた処理過程
貯留タンク（Ａ１）中の廃クーラント液水は、定量ポンプ（Ａ３）により、所定の流量で蒸留タンク（Ａ２）に送られ、加熱装置（Ａ４）で加熱されて、水が気化した後にグリコール類が気化して、蒸留装置内に夾雑物が残る。また、気化した水およびグリコール類は、凝縮装置（Ａ５）で液化して、別々に回収される。
次に、夾雑物とケイ酸質原料は、粉砕機（Ｂ１）で粉砕された後、混合装置（Ｂ２）で、混合される。そして、該混合原料は、必要に応じて所定の形状に成形した後、焼成炉（Ｃ１）で焼成して、冷却器（Ｃ２）で冷却し、窯業製品を得る。
ただし、廃クーラント液水中にリン酸塩が含まれる場合は、廃クーラント液水を蒸留タンク（Ａ２）に送る前に、リン回収タンク（Ｄ１）に送り、攪拌機（Ｄ２）で廃クーラント液水を撹拌しながらカルシウム化合物を添加して、リン酸カルシウムを沈殿し除去する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．廃クーラント液水の固液分離
エチレングリコールを３４．２質量％、およびリン酸態リン濃度を１０８ｐｐｍ含む廃クーラント液水２ｋｇを蒸留装置に移して加熱し、水分とグリコール類を蒸留して、濃度が９３質量％のエチレングリコール水溶液を回収した。また、蒸留が終了した後に、８０ｇの泥土状の残分（Ｒ１）を得た。該残分の化学組成を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2017056417.tif 000002
【００１８】
上記と同一の廃クーラント液水２ｋｇをガラスビーカーに量り取り、これに消石灰１ｇを添加して、マグネチックスターラーで１時間撹拌した。該撹拌後、５Ｃのろ紙でろ過して、ろ液と固形分を分離した。
ろ液中のリン酸態リン濃度は１０ｐｐｍであり、当初の廃クーラント液水中に含まれていたリン酸の約９０％が除去された。一方、固形分は６０℃で一昼夜乾燥させた後、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により生成した鉱物を同定したところ、リン酸カルシウム（ハイドロキシアパタイト）であった。
次に、前記ろ液を蒸留装置に移して加熱し、水分とグリコール類を蒸留して、濃度が９５質量％のエチレングリコール水溶液を回収した。また、蒸留が終了した後に、７３ｇの泥土状の残分（Ｒ２）を得た。該残分の化学組成を表２に示す。
【００１９】
【表２】
2017056417.tif 000003
【００２０】
２．泥土状の残分と珪砂の混合原料の焼成
前記泥土状の残分（Ｒ１）の８０ｇを、表３に示す化学組成を有し、粒度が５０マイクロメーター全通にまで粉砕した珪砂１５２ｇに添加して混合した後、該混合物から約３．５ｇを量り取り、一軸加圧成形機により、直径１４．５ｍｍ、高さ１２．０ｍｍの円柱状のペレットを成形した。次に、該ペレットを電気炉に入れて、８００℃、９００℃、１０００℃、および１１００℃で１０分間焼成して焼成物（ＦＲ１）を得た。
また、前記泥土状の残分（Ｒ２）の７３ｇを、前記粉砕した珪砂１３８ｇに添加して混合した後、前記と同様に成形して焼成し焼成物（ＦＲ２）を得た。
また、比較のため、前記粉砕した珪砂単独を、前記と同様に成形した後、電気炉に入れて１１５０℃、１２００℃、１２５０℃、および１３００℃で１０分間焼成して焼成物（ＦＳ）を得た。
前記焼成物（ＦＲ１、ＦＲ２、およびＦＳ）の比重および吸水率を表４に示す。
【００２１】
【表３】
2017056417.tif 000004
【００２２】
【表４】
2017056417.tif 000005
【００２３】
３．焼成物の物性
表４に示すように、原料が珪砂単独からなる焼成物（ＦＳ）では、焼成温度が１３００℃もの高温でなければ緻密化しないのに対し、焼成物（ＦＲ１）では、焼成温度が９００〜１１００℃、また、焼成物（ＦＲ２）では、焼成温度が１０００〜１１００℃とより低温で緻密化しており、廃クーラント液水に含まれるアルカリ金属塩は、窯業製品の焼成助剤として高い効果を有する。なお、前記緻密化とは吸水率が１０％以下をいう。