(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる天然有機材料を添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化するアスベスト廃棄物の無害化処理方法において、
前記天然有機材料を破砕アスベスト１００に対して１０〜２０％の重量比で添加し、水分を含水率１０〜３０％に調整して混練することを特徴とする、アスベスト廃棄物の無害化処理方法。
【請求項２】
廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる合成有機材料を添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化するアスベスト廃棄物の無害化処理方法において、
合成有機材料はポリビニルアルコール又はカルボキシメチルロースであって、ポリビニルアルコールを使用する場合は、破砕アスベスト１００に対し０．２〜１％の重量比とし、破砕アスベスト１００に対して重量比２０〜３０重量比の水と混合して１〜３．３％の濃度の水溶液にして混練し、
カルボキシメチルロースを使用する場合は、破砕アスベスト１００に対し０．０５〜０．１の重量比とし、破砕アスベスト１００に対して２０〜３０重量比の水と混合して０．１６〜０．３３％濃度の水溶液にして混練することを特徴とする、アスベスト廃棄物の無害化処理方法。
【請求項３】
廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる無機材料を破砕アスベスト１００に対し５〜１５％の重量比とし、また水を破砕アスベスト１００に対し２０〜３０％の重量比で添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化することを特徴とする、アスベスト廃棄物の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、防音や耐熱用等として建築物などに使用されていたアスベストの廃棄物を無害化するための処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の改築、解体等にあたっては、建築廃材が多量に排出されるが、それら建築廃材中にはアスベストの含まれていることが多い。アスベストは、天然に産する繊維状の鉱物で、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性、絶縁性や機械的強度に優れており、加工もし易いため、古くから工業材料や建築材料として広く使用されてきた。しかしながら、アスベストは微小な針状結晶組織のため、人が吸引した場合、その一部が体内に残留して、肺ガン等の健康障害の原因になるといわれている。そこで、近年では、建築廃材中などのアスベストの無害化処理が大きな問題となってきている。
【０００３】
また、建築廃材中のアスベスト材には、建築材料として使用されたロックウ−ルも一部混入することもある。ロックウ−ルは、岩石あるいは製鉄等の副産物である鉱滓を主原料とするものであるが、アスベストのような針状結晶ではないため、人体に害を及ぼすことは少ないが、解体現場からは大量に排出されることから、その処分に困っているのが現状である。
【０００４】
アスベスト廃棄物（廃アスベスト材）の処分方法としては、従来、廃アスベスト材はこれをビニール袋に入れ飛散しない状態にして或はコンクリート化して地中に埋め立てたり、電気炉等で溶融処理する方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】
しかし、廃アスベスト材の埋め立てによる方法では、多額な経費と広大な処理場、埋立場所を確保する必要がある。しかも、そのまま埋め立てた場合は、土地開発等によりアスベストが地表に露出することになれば、再び飛散することになり、また、コンクリート化して埋め立てても、アスベストは鉱物繊維のまま変質せずに存在するため、地表に露出すればコンクリートだけが次第に風化し、劣化して、時を経てアスベストが飛散するという問題が生ずる。
【０００６】
アスベスト材を溶融処理する方法は、上記のような埋め立てによる問題を解決し、溶融、固化によって無害化を図ろうとするものであるが、それを行うには、アスベスト材を袋詰めしたり、コンクリートなどで塊状に固めるといった前段での処理が必要であり、溶融或はその前段工程でのアスベストの飛散防止や減容化対策が大変で、設備が複雑で大型のものとなり、多大な経費を要し、或は溶融効率が低下したり、溶融負荷が過大となって処理が困難であるといった問題がある。
【０００７】
本発明は、廃アスベスト材の無害化処理における従来の問題点を解決するためになされたもので、廃アスベスト材に有機材料または無機材料をバインダーとして添加し、混練、造粒によりペレット化することにより溶融工程までの飛散防止を図るとともに、溶融処理が短時間で確実、効率的に行えるようにした、新規なアスベスト廃棄物を無害化する処理法およびその装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、廃アスベスト材のより確実な無害化を図るためには、溶融処理することが必要であるとの認識から、その研究を重ねてきたが、溶融処理を行うにあたっても、その過程において廃アスベスト材の無害化（飛散防止）の処理が不可欠であることから、廃アスベスト材のペレット化が効果的であり、そのペレット化には、有機材料または無機材料が適度の接着機能を有し、かつ、溶融処理において溶融炉の負荷が少なくてすむことに着目し、廃アスベスト材に有機材料または無機材料を添加して、造粒することを見出し、本発明を形成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１の処理方法は、廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる天然有機材料を添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化するアスベスト廃棄物の無害化処理方法において、
前記天然有機材料を破砕アスベスト１００に対して１０〜２０％の重量比で添加し、水分を含水率１０〜３０％に調整して混練することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２の処理方法は、廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる合成有機材料を添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化するアスベスト廃棄物の無害化処理方法において、合成有機材料はポリビニルアルコール又はカルボキシメチルロースであって、ポリビニルアルコールを使用する場合は、破砕アスベスト１００に対し０．２〜１％の重量比とし、破砕アスベスト１００に対して重量比２０〜３０重量比の水と混合して１〜３．３％の濃度の水溶液にして混練し、カルボキシメチルロースを使用する場合は、破砕アスベスト１００に対し０．０５〜０．１の重量比とし、破砕アスベスト１００に対して２０〜３０重量比の水と混合して０．１６〜０．３３％濃度の水溶液にして混練することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の処理方法は、廃アスベスト材を細かく破砕し、この破砕アスベストに、バインダーとなる無機材料を破砕アスベスト１００に対し５〜１５％の重量比とし、また水を破砕アスベスト１００に対し２０〜３０％の重量比で添加して混練し、この混合物を加圧造粒によってペレット化することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による廃アスベスト材の処理方法は、廃アスベスト材の溶融処理が効果的に行い得るように、廃アスベスト材を主材料として、これに有機材料または無機材料をバインダーとして加え、混練、造粒によって、廃アスベスト材の無害的なペレットに形成する。
【００１３】
廃アスベスト材は、様々な形状、大きさのものが回収、集荷されるので、まず、これを細片化する必要がある。この工程では、廃アスベスト材を破砕機にかけてすりつぶし、ほぼ30〜40mm以下の細片（破砕アスベスト）とする。破砕にあたっては、アスベストの微粉の飛散を防ぐため、自動密閉装置を設ける等、投入口や投入方法に工夫をほどこすようにする。破砕されたアスベストは、サイクロン等により分級され、粗大のものは再度破砕機に戻される。ついで、この破砕アスベストを主材料とし、これに、バインダーとなる有機材料または無機材料と水分を添加して混練する。
【００１４】
上記の有機材料としては、接着能力を有するもので、価格が安く容易に入手できるものを選定するのが好ましい。例えば、米ヌカ、フスマ、酒カス、オカラ、ミカンのほし皮や、発酵装置より生成される肥料、飼料、土壌改良材等が挙げられる。これらの有機材料は、適度の粘性と接着性を有し、混練した廃アスベスト材を造粒成形によってペレット化するのに適しているとともに、造粒にあたって機械の損耗が少なく 、しかも、溶融炉において容易に燃焼してほぼ無害であり、溶融炉への負荷を 増大させないですむので好適である。この有機材料も、大きな形状のものは、破砕や截断等の手段によって造粒が可能な大きさ（細粒等）のものとする。
【００１５】
また、有機材料としては、上記の天然性材料のほかに有機合成材料を使用することができる。この場合は、粘着効果の高いものを選定することが必要であるとともに、価格も割高となることから、少ない添加量で効果のある材料の選定が好ましい。例えば、セルロ−ス誘導体、ポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）が挙げられる。なお、ここでいうセルロ−ス誘導体の中にはカルボキシメチルセルロ−ス（ＣＭＣ）やメチルセルロ−ス（ＭＣ）等が含まれる。
【００１６】
破砕アスベストに対する天然性有機材料の添加割合は、破砕アスベスト 100に対し10〜20％の重量比とするのがよい。また、水分は、混練が均一的に行われることと、 次工程での造粒が適格に行えるように、含水率10〜30％に調整する。含水率が10％より小さい場合は、混練する両材料の結合が不足してペレット化がむずかしくなり、また、含水率が30％を超える場合には、混練物のフローが悪くなり、造粒機内への付着とブリッジが発生し易くなる。なお、混練する破砕アスベスト、有機材料とも、それらの中に金属片や石などの異物が混入していると、造粒にあたってその機械を損傷することが多いので、あらかじめ除去しておくのがよい。
【００１７】
また、有機合成材料として、ポリビニルアルコ−ルを使用する場合の破砕アスベストとの添加割合は、破砕アスベスト100 に対し0.2 〜１％の重量比とするのがよい。この場合は、破砕アスベスト100 に対し20〜30重量比の水と混合し、１〜3.3 ％濃度の水溶液として使用する。また、有機合成材料として、カルボキシメチルロ−ス（ＣＭＣ）を使用した場合は、破砕アスベスト100 に対し0.05〜0.1 ％の重量比とするのがよい。この場合も破砕アスベスト100 に対し20〜30重量比の水と混合し、0.16〜0.33％濃度の水溶液として使用する。なお、ＣＭＣは水に溶解し粘着性を有するまでに時間がかかるため、充分に均一混練を行うことが必要である。
【００１８】
本発明では、上記有機材料に代わるバインダ−として無機材料を用いることができる。無機系のバインダ−は有機系のものと比較すると造粒の際のコストや作業面においては劣っている面があるが、アスベストを溶融する際、炉内の熱効率を低下させないことが最も重要なポイントになる。無機材料には溶融中原型をできるだけ長く維持できるというプラス面がある。溶融炉にはアスベスト造粒物だけでなく、他の廃棄物も一緒に連続投入に近い状態で投入されるケースも多く、炉内温度も200〜300℃の状態であることが多い。
【００１９】
バインダ−として無機材料を使用したものは、有機材料を使用したものより溶融効率の点で優れている。溶融工程における電気炉は、１日運転を停止すれば、内部温度は外気温度近くになるが、連続投入に近い状態では常に200 〜300 ℃位になっているため、有機材料では投入後即熱分解し、その結果炉内に飛散したアスベストが断熱効果を生み、他の廃棄物の溶融の妨げになる。その点、無機材料の場合は1000℃位まで溶けないので、アスベストや他の廃棄物の両方の溶融は確実に行えるようになる。
【００２０】
上記の無機材料としては、接着機能に優れたものを選定するのが好ましい。例えば、天然に存在する粘土鉱物である、モンモリロナイト、ベントナイト、酸性白土、活性白土等のうちの少なくとも１種を含む材料、或は、それらとポルトランドセメント、早強セメントとの配合による材料が好適である。セメントを配合したものでは粘性ばかりでなく強度的にも優れたものとなる。なお、この配合比は造粒物に要求される強度、サイズ、さらには造粒機内部の洗浄等を考慮して重量比を決定する。例えば、無機材料の破砕アスベストに対する添加割合は、破砕アスベスト100 に対し５〜15％の重量比とし、また、水の添加量は、破砕アスベスト100 に対し20〜30％の重量比とする。
【００２１】
上記の破砕アスベストと有機・無機材料もしくは有機材料または無機材料との混練物はフィーダを介して造粒機に送られる。造粒機としては、押し出し式のものや型押し式のものが多く使用されているが、この場合は混練物に強い加圧力を有する押し出し式のものを使用するのがよい。この造粒機よりは棒状となったペレット素材が連続して押し出されるので、これを所要の長さづつに切断可能な装置を使用し、ペレット成形品を得るのである。この造粒にあたっては、その際の摩擦熱により成形品の温度は60℃前後になる。造粒機に供給された混練物は、この熱と水分の作用で有機・無機成分がバインダー効果を発揮し、ペレットの品質をさらに良好なものにする。その後は上記ペレット成形品を冷却処理して締め固め、ペレット間の附着を防ぎ、かつペレットの膨張によるクラックを防ぐようにする。造粒にあたって熱の生じにくい型押し式の造粒機を使用する場合には、加温を施こす必要がある。
【００２２】
破砕アスベストと有機または無機材料のバインダ−とで得られたペレット成形品は、アスベストの飛散の生じないものとなっているので、そのままの状態で次の溶融炉に直接投入される。溶融炉では1400℃近くで加熱、溶融される。それにより、アスベストの針状結晶はなくなり、完全な無害化が達成される。溶融されたアスベストは水等で冷却され、結晶化した溶融スラグとなる。この溶融スラグは建材の骨材や路盤材に広く利用することができる。
【００２３】
次に、本発明処理法を実施する装置の一実施例について図１を参照して説明する。図において、１はアスベスト廃材の破砕機で、搬入された廃アスベスト材は、ホッパー２に投入されて破砕機にかけられる。破砕機１の型式としては、ハンマーミル、ロールミル、クラッシャー等各種のものが適用できる。その際、除鉄マグネットなど金属片を除去する機能のあるものを使用するのが好ましい。
【００２４】
破砕機１で細片に破砕、すりつぶしされた破砕アスベストは、破砕機１より管路等の密閉コンベヤ３によりサイクロン４に送入されて分級される。所要細片となった破砕アスベストは、それより管路５により貯留槽６に投入される。
【００２５】
他方、上記破砕アスベストと混合されるバインダ−（有機・無機材料）は粉状のものや粒状のものはそのまま、形状の大きなものは所要の大きさに破砕されて受入槽７に投入され、それよりコンベヤ８により供給槽９に送られる。この供給槽９よりは、バインダ−の供給フィーダ10によって、貯留槽６に投入される破砕アスベストの投入量に適合する量のバインダ−が配合槽６に投入される。したがって、配合槽６には、破砕アスベストとバインダ−とが所定の割合で貯められることになる。
【００２６】
配合槽６の下端にある出口と接続して横型等の混合ミキサー11が設けられており、破砕アスベストと有機または無機材料は、均一的に混練されるが、その際、加水機12より所要量の水分が噴霧され、混練物の含水率を調整できるようになっている。
【００２７】
上記の混練物は、次段に設置された造粒機13に送入される。造粒機13には押し出し式と型押し式等があるが、この場合は、連続した造粒に適した押し出し式のものを使用するのがよいが、しかし、これに限定されるものではない。押し出し式の造粒機13は、一例として、多数の押し出し孔を備えた回転するダイの中に、ダイに軽く内接しながら回転するロールが設けられた構造のもので、ダイの中に送入された混練物が、ダイとロールの間に導かれて、ロールのプレス作用によりダイの押し出し孔より棒状に連続して押し出され、それが、ダイの外側に設けられたカッターによって所要の長さづつに切断され、ペレットとされるのである。
【００２８】  この造粒化の工程では、押し出しの際の摩擦熱と水分によって、有機・無機成分がバインダーとなり、破砕アスベストと有機・無機材料とが分離しないように結合されることになる。そして、造粒機13を出たペレットは、次に設けられた冷却槽14に送られて常温まで冷却されるようになっている。冷却槽14には吸引ブロワー15が設けられており、ペレット化の過程で細粒、粉粒となったものは吸引ブロワー15で集塵機16に送られた後、再び管路17によって破砕機１のホッパ２へと戻されることになる。そして、冷却槽14で冷却の終えたペレットは系外に取り出される。取り出されたアスベストと有機・無機材料との結合によるペレットは、溶融炉に投入され溶融処理されることになる。
【００２９】
【実施例】
次に本発明の試験例について説明する。
（１）試験例１
▲１▼試験の概要
ο供試材料
アスベスト材：廃アスベスト材に代り、既製のアスベスト板（サイズ縦横70mm前後、厚さ20mm前後）を手作業で40mm×40mm×20mm程度の 破砕アスベストとした。                これを主材料とした。  有機材料  ：米ヌカ及び乾燥したみかんの皮  ｏ混練と造粒  混練と造粒は、混合ミキサーと押出し式の造粒機との直結型である、米国のカリフォルニアペレットミル社製ＣＰＭペレットミル（30HP、処理能力70〜 300kg／ｓ、ダイ孔10ｍφ）を使用した。混練は破砕アスベスト 100重量部に対し米ヌカ10重量部、みかんの皮10重量部、水20重量部の割合（混練物含水率約15％）で行った。造粒機のダイより押し出された混練物は約20mm長さに自動的に截断され、ペレットとなった。
▲２▼試験の結果
上記の造粒テストでは、その開始後数分で摩擦熱により、ダイより出たペレットの温度は約70℃となっており、破砕アスベストに有機材料と水を加えたことにより成形性が良好でありしかも材料の接着、固化も良好であった。また、ダイの孔が10mm径であれば、破砕アスベストのサイズは40mm以下とすれば問題のないことがわかった。ダイの孔径が小さくなれば、それに応じてアスベスト材を細かく砕く必要があると思われる。
【００３０】
（２）試験例２
▲１▼試験の概要
ο供試材料
アスベスト材：廃アスベスト材に代り、既製のアスベスト板（サイズ縦横70mm前後、厚さ20mm前後）を手作業で40mm×40mm×20mm程度の破砕アスベストとした。                これを主材料とした。  有機系材料  ：ＣＭＣ  ｏ混練と造粒  混練と造粒は、混合ミキサーと押出し式の造粒機との直結型である、米国のカリフォルニアペレットミル社製ＣＰＭペレットミル（30HP、処理能力70〜 300kg／ｓ、ダイ孔10ｍφ）を使用した。混練は破砕アスベスト 100重量部に対し、ＣＭＣ0.1重量部、水30重量部の割合（混練物含水率約30％）で行った。造粒機のダイより押し出された混練物は約20mm長さに自動的に截断され、ペレットとなった。
▲２▼試験の結果
上記造粒テストでは、材料の接着、固化及び成形性は、試験例１とほぼ同様であった。
【００３１】
（３）試験例３
▲１▼試験の概要
ο供試材料
アスベスト材：廃アスベスト材に代り、既製のアスベスト板（サイズ縦横70mm前後、厚さ20mm前後）を手作業で40mm×40mm×20mm程度の破砕アスベストとした。
これを主材料とした。
無機材料    ：ポルトランド早強セメントとベントナイトを各50％づつの配合とした。
ｏ混練と造粒
混練と造粒は、混合ミキサーと押出し式の造粒機との直結型である、米国のカリフォルニアペレットミル社製ＣＰＭペレットミル（30HP、処理能力70〜 300kg／ｓ、ダイ孔10ｍφ）を使用した。
混練は破砕アスベスト 100重量部に対し無機材料12重量部、水30重量部の配合（Ａ例）と、破砕アスベスト100 重量部に対し無機材料５重量部、水30重量部の配合（Ｂ例）との２例について行った。造粒機のダイより押し出された混練物は約20mm長さに自動的に截断され、ペレットとなった。
▲２▼試験の結果
上記造粒テストでは、Ａ例では、バインダ−（無機系材料）の接着力が強く、ダイスの孔詰りが生じやすく、機械に負荷がかかり過ぎるきらいがあった。また、Ｂ例では、Ａ例に比べ流動性があり、ダイスよりの押し出しが円滑に行われ、機械に負担がかからないが、バインダ−力が弱く、ペレットとなった製品の強度が弱い点が問題となった。この試験結果から、アスベスト材に対するバインダ−の配合率により造粒の難易とペレット製品の強度が左右されることがわかった。したがって、アスベスト材に対する無機材料のバインダ−の配合率は、Ａ例とＢ例とのほぼ中間の7.5 重量部程度とするのが好適であると考えられる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、破砕した廃アスベスト材に、接着機能を有する有機材料をバインダーとして添加、混練し、造粒によりペレット化するものであるから、破砕により細片化、粉、粒化したアスベスト材は、有機材料により接着し合って飛散することのないペレットに造粒されることになる。したがって、その後の溶融処理にあたっても、貯蔵、運搬、炉への供給が無害的に行えることになる。そして、溶融処理では、添加されている有機材料は容易に焼失するため、溶融炉の負荷が少なくてすみ、アスベストの経済的な溶融処理ができることになる。
【００３３】
また、無機材料をバインダーとして用いた場合は、天然性の有機材料をバインダーとした場合と比べ若干コストは高くなるが、上記効果に加え、粘着性が大で溶融後の製品の強度も大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  破砕機
２  ホッパ
４  サイクロン
６  配合槽
７  有機物受入槽
９  有機物供給槽
11  ミキサー
12  加水機
13  造粒機
14  冷却槽
15  吸引ブロワー
16  集塵機
【図１】
0003856359.tif 000002