(57)【要約】【課題】アスベストの処理を行うシステムやその処理に適した薬剤の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明では、アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応させた後に固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することにした。また、本発明では、アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液に浸漬させた後にアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを混合して加熱し反応させ、その後、固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応させた後に固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することを特徴とするアスベストの処理システム。
【請求項２】
アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液に浸漬させた後にアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを混合して加熱し反応させ、その後、固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することを特徴とするアスベストの処理システム。
【請求項３】
前記固液分離により得られた水溶液を前記多硫化物の水溶液として循環利用することを特徴とする請求項２に記載のアスベストの処理システム。
【請求項４】
アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応させた後に固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する薬剤とその水溶液とに分離することを特徴とする多硫化物を含有する薬剤の製造方法。
【請求項５】
アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液に浸漬させた後にアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを混合して加熱し反応させ、その後、固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する薬剤とその水溶液とに分離することを特徴とする多硫化物を含有する薬剤の製造方法。
【請求項６】
前記固液分離により得られた水溶液を前記多硫化物の水溶液として循環利用することを特徴とする請求項５に記載の多硫化物を含有する薬剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多硫化熱水を用いてアスベストを分解する技術であり、アスベストの処理システム及び同システムによって製造される多硫化物を含有する薬剤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスベストは、耐久性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性などの特性に優れるとともに安価であることから建設資材として幅広い用途で使用されている。
【０００３】
ところが、建設資材として多用された繊維体が飛散して人体内に吸引されると、健康を害するおそれがあることから、使用を禁止する対策が講じられるとともに、既に建設資材として使用された廃材の処理が講じられている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７９５８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアスベストを含む廃材の処理方法は、大掛かりな設備を要し、高価な処理となっており、しかも、処理中に、アスベストが飛散してしまい、作業者や環境に害を及ぼすおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、請求項１に係る本発明では、アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応させた後に固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することを特徴とするアスベストの処理システムを提供するものである。
【０００７】
また、請求項２に係る本発明では、アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液に浸漬させた後にアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを混合して加熱し反応させ、その後、固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離することを特徴とするアスベストの処理システムを提供するものである。
【０００８】
また、請求項３に係る本発明では、前記固液分離により得られた水溶液を前記多硫化物の水溶液として循環利用することを特徴とするアスベストの処理システムを提供するものである。
【０００９】
また、請求項４に係る本発明では、アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応させた後に固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する薬剤とその水溶液とに分離することを特徴とする多硫化物を含有する薬剤の製造方法を提供するものである。
【００１０】
また、請求項５に係る本発明では、アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液に浸漬させた後にアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを混合して加熱し反応させ、その後、固液分離してアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する薬剤とその水溶液とに分離することを特徴とする多硫化物を含有する薬剤の製造方法を提供するものである。
【００１１】
また、請求項６に係る本発明では、前記固液分離により得られた水溶液を前記多硫化物の水溶液として循環利用することを特徴とする多硫化物を含有する薬剤の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１３】
すなわち、本発明では、廃材に含有されるアスベストを分解して繊維質状から塊状に改質させることができ、アスベストを含有する廃材を良好に処理することができるとともに、その処理と同時に重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する薬剤を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るアスベストの処理システム及び同システムによって製造される多硫化物を含有する薬剤の製造方法について具体的に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係るアスベストの処理システムでは、まず、アスベストを含有する廃材とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応（熱水反応）させる。ここで、廃材は、予め破砕しておく。
【００１６】
その後、図１に示すように、上記反応によって生成された固液混合状態の生成物を固液分離し、これにより、アルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離する。
【００１７】
この図１に示すアスベストの処理システムで生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物は、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する固体状の薬剤として有効に利用することができる。
【００１８】
また、上記アスベストの処理システムで生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物の水溶液も、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する液体状の薬剤として有効に利用することができる。
【００１９】
したがって、上記アスベストの処理システムは、アスベストを含有する廃材を処理するシステムであり、同時に、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する薬剤の製造方法としても利用できるものである。
【００２０】
また、図１に示すアスベストの処理システムで生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物には、繊維状のアスベストを塊状に改質した物質が多量に含有されており、この改質物質が固体状生成物である薬剤の増量剤ともなっている。
【００２１】
また、本発明に係るアスベストの処理システムは、上記薬剤で前処理した廃材を用いることもできる。
【００２２】
すなわち、図２に示すように、本発明に係るアスベストの処理システムでは、まず、アスベストを含有する廃材をアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物（上記固体状生成物である薬剤）の水溶液（多硫化物水溶液）に浸漬させ、その後、固液分離して、固体物を抽出する（前処理）。ここで、固液分離によって抽出された液体は、アルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液となっており、前処理で使用する水溶液として循環利用することができる。また、廃材は、予め破砕しておく。
【００２３】
その後、図２に示すように、上記固液分離によって分離された固体物とアルカリ金属体と硫黄と水又は水蒸気とを加熱し反応（熱水反応）させる。
【００２４】
その後、図２に示すように、上記反応によって生成された固液混合状態の生成物を固液分離し、これにより、アルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物とその水溶液とに分離する。
【００２５】
この図２に示すアスベストの処理システムにおいても、生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物は、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する固体状の薬剤として有効に利用することができる。
【００２６】
また、上記アスベストの処理システムでも、生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物の水溶液は、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する液体状の薬剤として有効に利用することができる。
【００２７】
したがって、上記アスベストの処理システムも、アスベストを含有する廃材を処理するシステムであり、同時に、重金属固化やアスベスト分解などの効能を有する薬剤の製造方法としても利用できるものである。
【００２８】
なお、最終的に生成され分離された水溶液は、アルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物の水溶液となっており、前処理で使用する水溶液として循環利用することもできる。また、最終的に生成され分離された固体状生成物は、アルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物となっており、この固体状生成物の水溶液も前処理で使用する水溶液として循環利用することができる。
【００２９】
また、図２に示すアスベストの処理システムで生成されるアルカリ金属体と硫黄とをイオン結合させた多硫化物を含有する固体状生成物にも、繊維状のアスベストを塊状に改質した物質が多量に含有されており、この改質物質が固体状生成物である薬剤の増量剤ともなっている。
【００３０】
図１又は図２に示す上記反応は、密閉容器の内部で、アスベストを含有する廃材（又は、前処理した固体物）と、破砕媒体と、アルカリ金属体と、硫黄とを撹拌混合することによって行う。
【００３１】
ここで、アルカリ金属体は、１類又は２類の金属体或いはその他のアルカリ金属体のいずれか一種又はこれらの混合物を用いることができる。そして、１類の金属体は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）のいずれかを指し、２類の金属体は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）のいずれかを指し、その他のアルカリ金属体は、消石灰や生石灰やこれらの混合物などの単体又は加水や加熱などによってアルカリ金属化する物質を指し、硫化水溶液とは、硫化リチウム（Li2S）、硫化ナトリウム（Na2S）、硫化カリウム（K2S）、硫化ルビジウム（Rb2S）、硫化セシウム（Cs2S）、硫化フランシウム（Fr2S）、硫化ベリリウム（BeS）、硫化マグネシウム（MgS）、硫化カルシウム（CaS）、硫化ストロンチウム（SrS）、硫化バリウム（BaS）、硫化ラジウム（RaS）の水溶液を指し、多硫化物の水溶液とは、硫化リチウム（Li2SX）、硫化ナトリウム（Na2SX）、硫化カリウム（K2SX）、硫化ルビジウム（Rb2SX）、硫化セシウム（Cs2SX）、硫化フランシウム（Fr2SX）、硫化ベリリウム（BeSX）、硫化マグネシウム（MgSX）、硫化カルシウム（CaSX）、硫化ストロンチウム（SrSX）、硫化バリウム（BaSX）、硫化ラジウム（RaSX）のｘ＝６〜12の水溶液を指し、水酸化金属とは、水酸化リチウム（Li2OH）、水酸化ナトリウム（Na2OH）、水酸化カリウム（K2OH）、水酸化ルビジウム（Rb2OH）、水酸化セシウム（Cs2OH）、水酸化フランシウム（Fr2OH）、水酸化ベリリウム（BeOH）、水酸化マグネシウム（MgOH）、水酸化カルシウム（CaOH）、水酸化ストロンチウム（SrOH）、水酸化バリウム（BaOH）、水酸化ラジウム（RaOH）を指す。また、これらの混合物には、フライアッシュも含まれる。
【００３２】
また、多硫化物水溶液は、公知の化学反応を用いて生成した多硫化物の水溶液を利用することができる。
【００３３】
特に、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を安定かつ安全に生成する方法としては、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを密閉容器内で蒸気の排出をすることなく98℃〜345℃の高圧下で撹拌混合しながら反応させることによって生成する方法がある。
【００３４】
たとえば、水酸化カルシウムと硫黄とを用いた場合には、消石灰と硫黄と水とを混合することによって生成でき、このとき、
Ca(OH)2→Ca++＋２OH--
Ca++＋S→CaS
の反応が起こる。
このCaSは、
２CaS＋４OH--→H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca＋O2
となる。
【００３５】
ここで、従来の製法では、一部の硫化水素及び酸素が蒸気として大気に開放されていたが、本発明では、この反応を密閉容器内で行わせることで蒸気の排出をしないようにしている。
【００３６】
そのため、上記反応が正確に進んで、
H2S＋Ca(OH)2＋S＋Ca→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
【００３７】
また、CaSは、
２CaS＋２H2O→Ca(HS)2＋Ca(OH)2
となる。
【００３８】
さらに、CaSは、
CaS＋（ｘ−１）S→CaSx
となって、CaSx（ｘ＝６）が安定して生成される。
【００３９】
これは、水酸化カルシウムを用いた場合に限られず、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を用いた場合でも、Sx（ｘ＝６）を含有する多硫化物を安定して生成できる。
【００４０】
特に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄とを硫黄の粒子表面に付着したカリウム、マグネシウム、カルシウム、又はナトリウムを破砕し剥離させるように撹拌混合しながら反応させることによって多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６））をより安定して生成することができる。
【００４１】
また、硫黄の溶解温度以上の温度で反応を行わせた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を安定して生成することができる。
【００４２】
また、硫黄と熱水との混合液に、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を所定量連続的に混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８〜１０））を安定して生成することができる。
【００４３】
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−２０℃〜０℃）で消石灰を混入させた場合には、ミルク状の多硫化物（但し、Sx（ｘ＝６〜１２））を安定して生成することができる。
【００４４】
また、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物と硫黄と熱水との混合液に低温環境下（−３０℃〜−２５℃）でカルシウムを混入させた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝８））を安定して生成することができる。
【００４５】
また、予め１００μ以下（好ましくは、５０μ以下）に粉砕した硫黄と、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムのいずれか又はこれらの混合物を粉体又はシルト状態で用いた場合には、多硫化物（但し、Sx（ｘ＝１０〜１２））を安定して生成することができる。
【００４６】
また、多硫化物は、廃棄物であるアルカリ灰をアルカリ金属体（原料）として生成することもできる。たとえば、アルカリ灰としてフライアッシュ（炭種;マッセルブルグ50％、ドレイトン50％の混焼により発生したもので、アルカリ度ＰＨ13.5）を用い、フライアッシュ20重量部、硫黄20重量部、水100重量部の配合比とし、まず、フライアッシュ20重量部と水100重量部を反応缶に入れ、上蓋を閉じ、混合機を作動させて10分程度混合する。
【００４７】
次に、安全弁を設定し上限反応圧力として排気圧を約10kg/cm2にセットし炉体冷却排水バルブ及び冷却バルブを開放するとともに冷却水入口バルブを開放して通水する。
【００４８】
次に、反応中の蒸発を抑えるために、エアーコンプレッサーによる加圧によって2.5kg/cm2程度の予圧をかける。
【００４９】
次に、バーナに点火して、圧力計と温度計とを確認し、混合しながら昇温する。この時に、圧力は10kg/cm2以下とし、温度計の表示が110℃に達してから、約30分間混合反応させる。
【００５０】
次に、バーナを停止し、圧力計が下降するまで放置し、安定したら排気弁により最終残圧を完全に排出し、大気圧と同化させる。
【００５１】
次に、混合機を停止させ、排出バルブを開放して、固体状生成物及びその水溶液を排出して、これらを回収する。
【００５２】
次に、回収物を冷却し、沈澱分離によって固液分離して、固体状生成物とその水溶液を得る。ここでは、水溶液130重量部と固体状生成物20重量部を得ることができた。
【００５３】
また、回収された水溶液は、多硫化カルシウムを含有しており、液比重が1.2g/ccで黄緑色のpH10の液体であった。
【００５４】
また、原料とし焼却場飛灰pH13.5を用いたところ、多硫化カルシウムを含有した液比重が1.15g/ccの茶色のpH11の液体を得た。
【００５５】
なお、上記アルカリ灰を原料とした多硫化物及びその水溶液の生成方法は、多硫化物水溶液の生成方法でもあり、また、原料にアスベストを含有する廃材を加えれば、上記図１に示したアスベストの処理システム（薬剤の製造方法）となり、原料に多硫化物水溶液で前処理した固体物を加えれば、上記図２に示したアスベストの処理システム（薬剤の製造方法）となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】アスベストの処理システムを示す説明図。
【図２】アスベストの処理システムを示す説明図。
【図１】
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【図２】
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