(57)【要約】【課題】低コスト及び少ないエネルギー消費で効率良くアスベストを無害化することのできる、アスベスト含有物質の処理方法を提供する。【解決手段】（１）アスベスト含有物質に、５〜２０重量％の無機フッ素化合物、４５〜８０重量％の金属の硫酸塩、及び５〜１０重量％のアルカリ金属の塩化物を含む第１の薬剤を添加し、混合する工程、及び、（２）上記工程（１）により得られた混合物に、４０〜７０重量％の金属の塩化物、５〜３５重量％のカルシウム化合物、及び５〜１５重量％のマグネシウム化合物を含む第２の薬剤を添加し、混合する工程を含む、アスベスト含有物質の処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベスト含有物質の処理方法であって、次の工程：
（１）アスベスト含有物質に、第１の薬剤を添加し、混合する工程、及び
（２）前記工程（１）により得られた混合物に第２の薬剤を添加し、混合する工程
を含み、
前記第１の薬剤は、該薬剤全体の重量を基準として、５〜２０重量％の無機フッ素化合物、４５〜８０重量％の金属の硫酸塩、及び５〜１０重量％のアルカリ金属の塩化物を含み、
前記第２の薬剤は、該薬剤全体の重量を基準として、４０〜７０重量％の金属の塩化物、５〜３５重量％のカルシウム化合物、及び５〜１５重量％のマグネシウム化合物を含む
ことを特徴とする、前記処理方法。
【請求項２】
前記第１の薬剤は、前記無機フッ素化合物がフッ化カルシウムであり、前記金属の硫酸塩が、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸アルミニウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記第２の薬剤は、前記金属の塩化物が、塩化カルシウム又は塩化カリウムのいずれか一方を含み、前記カルシウム化合物が生石灰であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の処理方法。
【請求項４】
さらに、
（３）上記工程（２）により得られた混合物に過熱水蒸気を添加し、混合する工程
を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体もしくは砂礫状の廃棄物中に含まれる有害物質の処理方法に関する。特に、本発明は、建設廃材等の産業廃棄物に多く含まれる、ケイ酸鉱物が変質し繊維状となったアスベスト（石綿）を無害化することによる、アスベスト含有物質の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベストは、蛇紋石や角閃石が繊維状に変形したものであって、蛇紋石系（クリソタイル）と角閃石系（クロシドライト等）とに大別される。アスベストは我が国において、建設資材、電気製品、自動車、家庭用品等、様々な用途に広く使用されてきた。
しかしながら、近年、このアスベストが人体に悪影響を及ぼす可能性があることが指摘されている。すなわち、ヒトがアスベストを長期間に渡り大量に吸入すると、肺線維症のほか、肺がんや中皮腫の原因になるとされ、アスベストによる健康被害が問題となっている。
【０００３】
アスベストは現在、特別管理産業廃棄物に指定されており、白石綿、青石綿、茶石綿の使用が規制されているほか、厳重な管理の下でその回収が進められている。回収されたアスベストの処理方法としては、従来、高炉等で高温で溶融することによって繊維状のアスベストをスラグ化し、無害化する方法が試みられている。
しかしながら、この従来法は、大型の溶融炉を建設するため設備投資が高額となるばかりでなく、アスベストを高温（１３００〜１４００℃）で溶融するための膨大なエネルギーを必要とするため、エネルギー消費の点でも問題があった。
【０００４】
また、従来法における上記エネルギー消費問題を解決することを目的として、低温でアスベストを融解させる融解剤を使用することが試みられているが、６００〜８００℃という高温での加熱がなお必須であり、十分な問題解決が図られていないのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、低コスト及び少ないエネルギー消費で効率良くアスベストを無害化することのできる、アスベスト含有物質の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、アスベストの化学的主成分がケイ素、鉄、及びマグネシウムであることに着目し、鋭意研究を重ねた結果、所定の薬剤の組合せを使用することにより、針状繊維形状を有するアスベストをゲル化、溶解させて、無害化することができることを見出し、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明は、アスベスト含有物質の処理方法であって、次の工程：（１）アスベスト含有物質に、第１の薬剤を添加し、混合する工程、及び、（２）工程（１）により得られた混合物に第２の薬剤を添加し、混合する工程を含み、第１の薬剤は、薬剤全体の重量を基準として、５〜２０重量％の無機フッ素化合物、４５〜８０重量％の金属の硫酸塩、及び５〜１０重量％のアルカリ金属の塩化物を含み、第２の薬剤は、薬剤全体の重量を基準として、４０〜７０重量％の金属の塩化物、５〜３５重量％のカルシウム化合物、及び５〜１５重量％のマグネシウム化合物を含む、処理方法を提供する。
【０００８】
本発明で使用する第１の薬剤に含まれる無機フッ素化合物は、金属のフッ化物であってよく、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム等を使用することができる。この無機フッ素化合物は、本発明で使用する第１の薬剤中に、薬剤全体の重量を基準として５〜２０重量％含まれるものであるが、５〜１０重量％含まれるのが好ましい。
第１の薬剤に含まれる金属の硫酸塩としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、あるいは希土類金属の硫酸塩、例えば硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウム等を使用することができ、また２種以上を併用してもよい。カルシウム化合物は第１の薬剤中に、薬剤全体の重量を基準として５〜３５重量％含まれるものであるが、１０〜３０重量％含まれるのが好ましい。
第１の薬剤に含まれるアルカリ金属の塩化物としては、塩化ナトリウムを好適に使用することができる。
【０００９】
望ましくは、本発明で使用する第１の薬剤は、無機フッ素化合物がフッ化カルシウムであり、金属の硫酸塩が、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸アルミニウムのうち少なくとも１つを含む。
本発明で使用する第１の薬剤はさらに、必要に応じて炭酸ナトリウム等を含むことができる。
本発明で使用する第１の薬剤を調製するには、上記各成分を空気、湿度を遮断した雰囲気中で、例えば約８０℃で恒温処理した後、粉砕、混合すればよい。このようにして調製された第１の薬剤は、アスベスト含有物質に添加し、混合すると、針状繊維形状を有するアスベストを溶解する機能を持つものと考えられる。
【００１０】
なお、アスベスト含有物質に対して添加する第１の薬剤の量は、アスベスト含有物質中に含まれるアスベストの重量に対して、３０〜５０％の重量であってよい。また、アスベスト含有物質と第１の薬剤とを混合する際、水を添加するのが好ましい。この場合、添加する水の量は、第１の薬剤の重量に対して、４０〜８０％の重量とすることができる。さらに、アスベスト含有物質と第１の薬剤との混合は、薬剤による反応が十分に進む時間だけ行えばよいが、通常は少なくとも３分行うのが望ましく、必要に応じて１２分程度行うことができる。
【００１１】
本発明で使用する第２の薬剤に含まれる金属の塩化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の塩化物であってよく、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム等を使用することができ、また２種以上を併用してもよい。この金属の塩化物は、本発明で使用する第２の薬剤中に、薬剤全体の重量を基準として４０〜７０重量％含まれるものであるが、５０〜６０重量％含まれるのが好ましい。
【００１２】
第２の薬剤に含まれるカルシウム化合物としては、生石灰を好適に使用することができる。カルシウム化合物は第２の薬剤中に、薬剤全体の重量を基準として５〜３５重量％含まれるものであるが、１０〜３０重量％含まれるのが好ましい。
第２の薬剤に含まれるマグネシウム化合物としては、硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム等を使用することができ、硫酸マグネシウムを使用するのが好ましい。マグネシウム化合物は第２の薬剤中に、薬剤全体の重量を基準として５〜１５重量％含まれるものであるが、１０〜１５重量％含まれるのが好ましい。
【００１３】
望ましくは、本発明で使用する第２の薬剤は、金属の塩化物が、塩化カルシウム又は塩化カリウムのいずれか一方を含み、カルシウム化合物が生石灰である。
本発明で使用する第２の薬剤はさらに、メタケイ酸類や、当業界で通常使用される粉体分散剤、粉体接着剤等を含むことができる。
本発明で使用する第２の薬剤を調製するには、上記各成分を空気、湿度を遮断した雰囲気中で、例えば約１２０〜１３０℃で恒温処理した後、粉砕、混合すればよい。このようにして調製された第２の薬剤は、第１の薬剤を添加したアスベスト含有物質に添加し、混合すると、（イ）第１の薬剤による針状繊維形状を有するアスベストの溶解を促進し、（ロ）溶解したアスベストをゲル化させることにより、一旦溶解したアスベストが再結晶化するのを防止し、あるいは（ハ）アスベストの融点を降下させることにより、後述する過熱水蒸気の添加によりもたらされる効果を向上させるものと考えられる。
【００１４】
なお、工程（１）により得られた混合物に対して添加する第２の薬剤の量は、該混合物中に含まれるアスベストの重量に対して、１０〜２０％の重量であってよい。さらに、該混合物と第２の薬剤との混合は、薬剤による反応が十分に進む時間だけ行えばよいが、通常は少なくとも３分行うのが望ましく、必要に応じて５分程度行うことができる。
【００１５】
本発明によるアスベスト含有物質の処理方法はさらに、（３）上記工程（２）により得られた混合物に過熱水蒸気を添加し、混合する工程を含むことができる。アスベストは、建設廃材等の産業廃棄物中に、他の材料と混合した複合材料の形態で使用されていることが少なくない。特にこのような場合に過熱水蒸気を使用すると、本発明で使用する薬剤によるアスベストのゲル化、溶解を更に効率良く行うことができると考えられる。本発明で使用する過熱水蒸気の温度は、５００〜７５０℃とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるアスベスト含有物質の処理方法において、所定の薬剤の組合せを使用して針状繊維形状を有するアスベストをゲル化、溶解させて、無害化することにより、低コスト及び少ないエネルギー消費で効率良くアスベストを処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明のアスベスト含有物質の処理方法を実施し得る装置の一例を示す概略図である。
図１を参照して、本発明のアスベスト含有物質の処理方法により処理されるアスベスト（石綿）含有物質は、アスベスト含有物受ホッパ１から供給される。一方、予め調製しておいた第１の薬剤を、第１の薬剤受けホッパ２から供給する。これらアスベスト含有物質及び第１の薬剤を、第１の混合機３において、必要に応じて水を添加して、３〜５分程度混合する。
さらに、予め調製しておいた第２の薬剤を、第２の薬剤受けホッパ４から供給する。これらアスベスト含有物質及び第２の薬剤を、第２の混合機５においてさらに３〜５分程度混合する。
【００１８】
第２の混合機５から得られる混合物に添加するための過熱水蒸気は、水を蒸気発生機（あるいはボイラー）６に導入して発生させた水蒸気を、バーナー過熱機あるいは高周波過熱機などの過熱機７で過熱することにより得る。第２の混合機５から得られた混合物を、混合及び処理機８に仕込んでおき、ここに過熱機７からの過熱水蒸気を混合及び処理機８の上部から噴霧する。
処理が完了した物質は、混合及び処理機８に装備されたスクリューにより上方に押し上げられ、そのうちの大部分は混合及び処理機８に接続されたサイロ９に搬送される。サイロ９に蓄積することのできない微粉状の物質は、サイロ９に接続されているサイクロン集塵機１０、フィルター集塵機１１によって回収する。
【実施例】
【００１９】
図１に示されている装置を使用して、アスベスト含有物質を処理した。
処理対象であるアスベスト含有物質を、予め電子顕微鏡（倍率２００倍）で観察した。処理対象物質中に極めて多数の針状の結晶が存在することがわかる。
比較例
はじめに、次の組成を有する第１の薬剤を用意した：
フッ化カルシウム    １５
硫酸カリウム        ２０
硫酸ナトリウム      ５０
硫酸アルミニウム    １５
（単位：重量％）
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度８０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、薬剤を調製した。
また、次の組成を有する第２の薬剤を用意した：
塩化カルシウム      ４０
塩化カリウム        ４０
生石灰              ２０
（単位：重量％）
【００２０】
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度１２０〜１３０℃の雰囲気中に１時間保持することにより恒温処理し、次いで温度２０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、第２の薬剤を調製した。
次に、重量５０ｇのアスベスト含有物質に、アスベスト含有物質中に含まれるアスベストの重量に対して４０％の重量の上記薬剤を添加し、さらに第１の薬剤の重量に対して５０％の重量の水を添加して、温度を２０℃に設定した混合機中で３分間混合した。
得られた混合物を回収して、電子顕微鏡（倍率２００倍）で観察した。
結果を図３に示す。針状の結晶を確認することができ、アスベストが無害化されていないことは明らかである。
【００２１】
実施例１
はじめに、次の組成を有する第１の薬剤を用意した：
フッ化カルシウム    １０
硫酸カリウム        １０
硫酸ナトリウム      ４５
硫酸アルミニウム    １０
炭酸ナトリウム      １５
塩化ナトリウム      １０
（単位：重量％）
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度８０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、第１の薬剤を調製した。
また、次の組成を有する第２の薬剤を用意した：
塩化カルシウム      ３５
塩化カリウム        ３５
生石灰              ２５
硫酸マグネシウム      ５
【００２２】
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度１２０〜１３０℃の雰囲気中に１時間保持することにより恒温処理し、次いで温度２０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、第２の薬剤を調製した。
まず、重量５０ｇのアスベスト含有物質に、アスベスト含有物質中に含まれるアスベストの重量に対して４０％の重量の第１の薬剤を添加し、さらに第１の薬剤の重量に対して５０％の重量の水を添加して、温度を２０℃に設定した混合機中で３分間混合した。
次に、上記工程で得られた混合物に、該混合物中に含まれるアスベストに対して２０％の重量の第２の薬剤を添加して、温度を２０℃に設定した混合機中で３分間混合した。
さらに、この工程により得られた混合物に、温度５５０℃の過熱水蒸気を毎分１リットルで噴霧しながら３分間混合、処理を行った。
得られた混合物のうち、サイロで回収された部分を取り出し、比較例の場合と同様の条件にて電子顕微鏡で観察した。
結果を図４に示す。針状結晶が溶解されている様子を確認することができ、アスベストの無害化が認められる。
【００２３】
実施例２
次の組成を有する第１の薬剤を用意した：
フッ化カルシウム      ７．５
硫酸カリウム          ７．５
硫酸ナトリウム      ３５
硫酸アルミニウム    ２０
炭酸ナトリウム      ２０
塩化ナトリウム      １０
（単位：重量％）
粉体分散剤としては、マイティー（花王社製）を、粉体接着剤としては、CMC（日本製紙社製）を、それぞれ使用した。
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度８０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、第１の薬剤を調製した。
次いで、次の組成を有する第２の薬剤を用意した：
塩化カルシウム      ３０
塩化カリウム        ３０
生石灰              １５
硫酸マグネシウム    １２
粉体分散剤            ３
メタケイ酸            ８
粉体接着剤            ２
（単位：重量％）
【００２４】
上記所定量の各成分を、空気、湿度を遮断して、温度１２０〜１３０℃の雰囲気中に１時間保持することにより恒温処理し、次いで温度２０℃、湿度８％ＲＨに保持した雰囲気中で粉砕、混合し、第２の薬剤を調製した。
まず、重量５０ｇのアスベスト含有物質に、アスベスト含有物質中に含まれるアスベストの重量に対して４０％の重量の上記薬剤を添加し、さらに薬剤の重量に対して５０％の重量の水を添加して、温度を２０℃に設定した混合機中で３分間混合した。
次に、上記工程で得られた混合物に、該混合物中に含まれるアスベストに対して２０％の重量の第２の薬剤を添加して、温度を２０℃に設定した混合機中で３分間混合した。
さらに、この工程により得られた混合物に、温度５５０℃の過熱水蒸気を毎分１リットルで噴霧しながら３分間混合、処理を行った。
得られた混合物について、実施例１の場合と同様の条件にて電子顕微鏡で観察した。
結果を図５に示す。針状結晶の痕跡も認められず、アスベストが完全に無害化されていることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の活用例として、建設廃材等の産業廃棄物に含まれるアスベスト含有物質の処理に利用することが考えられる。このような利用態様において、本発明のアスベスト含有物質の処理方法は、少ないエネルギー消費で、高効率かつ低コストでアスベストを処理し得るという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の処理方法を実施し得る装置の一例を示す概略図である。
【図２】処理前のアスベスト含有物質の顕微鏡写真である。
【図３】比較例により得られた結果を示す顕微鏡写真である。
【図４】実施例１により得られた結果を示す顕微鏡写真である。
【図５】実施例２により得られた結果を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２７】
１  アスベスト含有物受ホッパ
２  第１の薬剤受けホッパ
３  第１の混合機
４  第２の薬剤受けホッパ
５  第２の混合機
６  蒸気発生機
７  過熱機
８  混合及び処理機
９  サイロ
１０  サイクロン集塵機
１１  フィルター集塵機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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