(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルを無害化する処理方法であって、
前記耐火レンガあるいはモルタルを粉砕して粉末にする粉砕工程と、
該粉砕工程後に前記粉末を抽出槽に入れるとともに該抽出槽に有機溶媒を添加する抽出工程と、
前記有機溶媒が添加された粉末を固体分と液体分とに分離する固液分離工程と、
前記粉砕工程、前記抽出工程または前記固液分離工程で前記粉末または前記液体分に水を加える水添加工程と、
前記固液分離工程後に前記液体分に水酸化ナトリウムを添加し高温高圧状態にして水熱反応を起こさせ前記ダイオキシン類を分解する水熱反応処理工程とを備えていることを特徴とするダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法において、前記固液分離工程で分離した固体分の一部を前記抽出槽に戻すことを特徴とするダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法において、前記抽出工程は、前記抽出槽内で前記粉末と前記有機溶媒とを撹拌することを特徴とするダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシン類等の有害な有機塩素化合物を含有する固形物、例えば、焼却炉に使用された耐火レンガ等を無害化する処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物等の焼却に伴うダイオキシン類等の有害物質発生を抑制する必要性から、既存の焼却炉の廃却や改造が行われているが、その際、炉内に使用されていた耐火レンガが大量に廃棄物として出される。
この焼却炉に使用された耐火レンガには、ダイオキシン類等の有機塩素化合物が大量に含有されており、そのまま埋め立てたり、廃棄することができない。
一方、汚泥やダイオキシン類等の有害物質を完全分解する処理として、超臨界水・水熱反応処理を利用した方法が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ダイオキシン類等の有害な有機塩素化合物の中には、自然環境では非常に安定なものがあるため、焼却炉における使用済み耐火レンガをそのまま廃棄すると、土中にしみ出して堆積され、雨水によって流れ出すおそれがあった。超臨界水・水熱反応を用いれば、焼却炉耐火レンガに付着したダイオキシン類を原理的に分解可能であるが、耐火レンガ中のダイオキシン類は微量であり、レンガごと処理したのでは、処理量が膨大になるとともに、レンガの構成物である無機固体による水熱処理装置の閉塞が生じるおそれもある。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、焼却炉で使用された耐火レンガ等の有機塩素化合物を含有する固形物を、自然環境下に廃棄可能に無害化するとともに、水熱処理前に固形物を分離してその処理量を低減することができる有機塩素化合物を含有する固形物の無害化処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明では、ダイオキシン類を含有した耐火レンガあるいはモルタルを無害化する処理方法であって、前記耐火レンガあるいはモルタルを粉砕して粉末にする粉砕工程と、該粉砕工程後に前記粉末を抽出槽に入れるとともに該抽出槽に有機溶媒を添加する抽出工程と、前記有機溶媒が添加された粉末を固体分と液体分とに分離する固液分離工程と、前記粉砕工程、前記抽出工程または前記固液分離工程で前記粉末または前記液体分に水を加える水添加工程と、前記固液分離工程後に前記液体分に水酸化ナトリウムを添加し高温高圧状態にして水熱反応を起こさせ前記ダイオキシン類を分解する水熱反応処理工程とを備えている技術が採用される。
【０００６】
この無害化処理方法では、粉砕工程で耐火レンガあるいはモルタルを粉砕して粉末とし、抽出工程で抽出槽内の粉末に有機溶媒を添加するので、耐火レンガあるいはモルタルの表面に付着および内部に含有しているダイオキシン類が抽出槽中で有機溶媒に選択的に溶け込んで、抽出・分離され、濃縮される。そして、固液分離工程で固体分と液体分とに分離させるので、固体である耐火レンガ粉末あるいはモルタル粉末とダイオキシン類を抽出した有機溶媒（液体分）とが分離され、この液体分のみが後の水熱反応処理工程で水熱処理される。このとき、液体分の有機溶媒も水熱処理で分解されて無害となる。なお、粉砕工程時には有機溶媒を添加しないので、粉砕時の火花等を考慮して不燃性または難燃性の有機溶媒を用いる必要が無く、可燃性の有機溶媒でも用いることができる。
【０００７】
第２の発明では、第１の発明において、前記固液分離工程で分離した固体分の一部を前記抽出槽に戻す技術が採用される。
【０００８】
この無害化処理方法では、固液分離工程で分離した固体分の一部を抽出槽に戻すので、ダイオキシン類の抽出を繰り返し行うことができ、固形分から十分に抽出を行うことができる。
【０００９】
第３の発明では、第１または第２の発明において、前記抽出工程は、前記抽出槽内で前記粉末と前記有機溶媒とを撹拌する技術が採用される。
【００１０】
この無害化処理方法では、抽出工程において抽出槽内で前記粉末と有機溶媒とを撹拌するので、両者を十分に混ぜ合わせて、粉末を有機溶媒に十分に分散させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るダイオキシン類を含有する耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、焼却炉の使用済耐火レンガの無害化処理方法における実施設備を示している。該実施設備は、使用済耐火レンガを略１０ｃｍ以下の大きさに粉砕する粗粉砕機１、該粗粉砕機１で粉砕された使用済耐火レンガを略１ｃｍ以下の大きさに粉砕する中粉砕機２と、該中粉砕機２で粉砕された使用済耐火レンガをさらに数ｍｍから１０μｍ以下の大きさのレンガ粉末に湿式粉砕してスラリーとする微粉砕機３と、該スラリーと有機溶媒とを混ぜ合わせスラリーに含有されるダイオキシン類を抽出する抽出槽４と、該抽出槽４で抽出処理されたスラリーおよび有機溶媒から固体分と液体分とを固液分離する分離槽５と、該分離槽５で分離された液体分を高温高圧状態下で水熱反応処理する水熱処理装置６とを備えている。
【００１３】
前記粗粉砕機１および前記中粉砕機２は、粉砕時に散水を行う機能を有し、粗粉砕機１としては、例えば、ジョークラッシャー、ジャイレトリクラッシャー等が用いられ、中粉砕機２としては、例えば、ジャイレトリクラッシャー、クラッシングロール、ハンマーミル、ローラーミル等が用いられる。
また、前記微粉砕機３としては、ボールミル、ローラミル等が用いられる。
前記有機溶媒としては、例えば、トルエンやアセトン等が採用される。なお、不燃性または難燃性の有機溶媒を用いても構わないが、上記のような可燃性の有機溶媒を採用しても、上記各粉砕機内のように火花等が発生するおそれのある場所で使用しないため、発火等のおそれがない。
【００１４】
前記抽出槽４は、微粉砕機３から送られたスラリーと添加された有機溶媒とを混ぜ合わせる撹拌機能（例えば、一般に用いられているプロペラ形等の回転羽根によるもの）を有している。
前記分離槽５としては、例えば、濾過器やサイクロン等が用いされる。
前記水熱処理装置６は、送られてくる液体分にＮａＯＨを添加する添加機構（図示略）と、この液体分を高温高圧状態、例えば、３００℃以上、１０ＭＰａ以上の高温高圧水中で超臨界水または水熱反応を起こさせる圧力容器（図示略）とを備えている。
【００１５】
この実施設備による使用済耐火レンガの無害化処理方法について、図１を参照して以下に説明する。
【００１６】
〔粉砕工程〕
「粗粉砕工程」
まず、使用済耐火レンガを粗粉砕機１に供給し、該粗粉砕機１によって散水しながら粉砕して、使用済耐火レンガを略１０ｃｍ以下の大きさの粉砕物にする。
【００１７】
「中粉砕工程」
次に、粗粉砕工程による粉砕物を粗粉砕機１から中粉砕機２に送り、該中粉砕機２によって散水しながら粉砕して、略１ｃｍ以下の大きさの粉砕物にする。
このように、上記粗粉砕工程および中粉砕工程では、散水しながら粉砕を行うので、粉塵の発生を抑制することができる。なお、散水された水は、後の水熱反応処理工程における水熱反応の原料として使用することができる。
「微粉砕工程」
さらに、中粉砕工程による粉砕物に水を加え、中粉砕機２から微粉砕機３に送るとともに該微粉砕機３によって湿式粉砕して、数ｍｍから１０μｍ以下の大きさのレンガ粉末を含んだスラリーに調整される。
【００１８】
〔抽出工程〕
前記スラリーを抽出槽４に送り、さらに該抽出槽４内に有機溶媒を添加する。このとき、スラリーと有機溶媒とは撹拌機能によって十分に混ぜ合わされるとともに、スラリー中の粉末に含有されていたダイオキシン類等の有機塩素化合物は、有機溶媒に溶け込み、抽出・濃縮される。
【００１９】
〔固液分離工程〕
抽出槽４で抽出処理されたスラリーおよび有機溶媒を分離槽５に送り、固形分、すなわち耐火レンガの無機固形分と、液体分、すなわちダイオキシン類が溶け込んだ有機溶媒および水とを分離させる。なお、ここで分離された固体分の一部は、抽出槽４に戻され、繰り返し抽出工程によってダイオキシン類の抽出が行われる。すなわち、分離された固体分は、ダイオキシン類が抽出分離され無害化処理された固形物である。
【００２０】
〔ＮａＯＨ添加工程〕
次に、分離槽５から水熱処理装置６に残った液体分を送るとともに、添加機構によってＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）が添加される。
【００２１】
〔水熱反応処理工程〕
このＮａＯＨが添加された液体分は水熱処理装置６の圧力容器に導入され、圧力容器内の高温高圧水中で水熱反応が生じる。なお、圧力容器内は、３００℃以上、１０ＭＰａ以上に保温保圧される。
【００２２】
このとき、液体分に含まれるダイオキシン類等の有機塩素化合物は水熱反応で分解され、その中の塩素成分はＮａＯＨと反応し、無害かつ安定な塩（ＮａＣｌ）となって、再合成されない状態となる。また、同時に、有機溶媒も水熱反応で分解され、無害化される。
なお、水熱反応処理工程は、超臨界水雰囲気、すなわち３７４℃以上２２ＭＰａ以上の高温高圧水中で行えば、有機塩素化合物が分解された状態で水に対してほぼ均一に溶け込ませることができる。
【００２３】
水熱反応処理工程で処理された液体分は、ＮａＣｌおよびＮａＯＨを含む水となり、ダイオキシン類が残留していないため、排水処理が施された後に放流または再利用に供される。
【００２４】
なお、この実施設備は、全体がトラック等に車載可能なサイズに設計されており、所定の焼却場に直接移動することができるようになっている。これによって、使用済耐火レンガ（産業廃棄物）を焼却場の外に運搬する必要がない。
また、有機塩素化合物を含有する固形物として焼却炉で使用した耐火レンガを無害化処理したが、他の固形物を無害化する手段として適用しても構わない。例えば、焼却炉内の他の材料（モルタル等）を無害化処理する方法に用いてもよい。
さらに、一つの抽出槽ではダイオキシン類等の抽出が不十分である場合には、複数の抽出槽を多段式に構成して抽出しても構わない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）第１の発明によれば、耐火レンガあるいはモルタルを粉砕して粉末にする粉砕工程と、前記粉末を抽出槽に入れ有機溶媒を添加する抽出工程と、さらに固体分と液体分とに分離する固液分離工程と、粉末または液体分に水を加える水添加工程と、固液分離工程後に液体分に水酸化ナトリウムを添加し水熱反応を起こさせる水熱反応処理工程とを備えているので、粉砕によって耐火レンガあるいはモルタルの表面だけでなく内部のダイオキシン類を容易に抽出槽中で有機溶媒に抽出することができ、抽出速度を向上させることができる。また、固液分離工程によって、ダイオキシン類が除去された固形分を水熱処理前に分離させることができ、無害化された固体分を自然環境下に廃棄することができる。さらに、水熱反応処理工程において、固形分を除いた液体分のみを処理するので、大幅に処理量を減少させることができるとともに、有機溶媒も水熱反応で分解するため、有害物を外部に排出することがない。また、抽出工程において、耐火レンガあるいはモルタルを粉末化した後のスラリーに有機溶媒を添加するので、粉砕工程中に添加できなかった可燃性の有機溶媒を採用することができ、トルエンやアセトン等の一般的な有機溶媒を用いることが できる。
【００２６】
（２）第２の発明によれば、固液分離工程で分離した固体分の一部を抽出槽に戻すので、ダイオキシン類の抽出を繰り返し行うことができ、固形分から十分に抽出を行うことができる。
【００２７】
（３）第３の発明によれば、抽出工程において抽出槽内で前記粉末と有機溶媒とを撹拌するので、両者を十分に混ぜ合わせて、粉末を有機溶媒に十分に分散させ、効率的にダイオキシン類の抽出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るダイオキシン類を含有する耐火レンガあるいはモルタルの無害化処理方法の一実施形態における実施設備を示す結線図である。
【符号の説明】
１ 粗粉砕機
２ 中粉砕機
３ 微粉砕機
４ 抽出槽
５ 分離槽
６ 水熱処理装置
【図１】
0004062789.tif 000002