株式会社HI-VAN (〒27 石川県白山市今平町429番地 Ishikawa, 92408, JP)
| 少なくとも、廃棄物、ポリ塩化アルミニウム、アルカリ性物質、糖類及び水を含有する廃棄物分散液を、粒状物に担持させた後に熱処理することを特徴とする廃棄物処理方法。 |
| 上記廃棄物分散液が液体廃棄物の乳化分散液である請求項1記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記廃棄物分散液が固体廃棄物の個体分散液である請求項1記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記廃棄物が塩素含有化合物である請求項1ないし請求項3の何れかの請求項記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記塩素含有化合物がポリ塩化ビフェニル(PCB)である請求項4に記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記粒状物が炭素質物である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記粒状物が、ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含有する水系分散液を焼成してなるアルミニウム含有化合物である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記粒状物が、無機粒子に、ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含有する水溶液を含浸させて焼成してなるアルミニウム含有化合物被覆無機化合物である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記粒状物が植物由来の粒状物である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記糖類が澱粉類である請求項1ないし請求項9の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記廃棄物分散液が、更に、アルコール類を含有するものである請求項1ないし請求項10の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記廃棄物分散液が、更に、界面活性剤を含有するものである請求項1ないし請求項11の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記熱処理を、炉内の雰囲気温度600~2800℃の加熱炉中で行う請求項1ないし請求項12の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法。 |
| 上記熱処理によって、燃焼温度が900℃以上となる請求項1ないし請求項12の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法。 |
| 請求項1ないし請求項14の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法を使用して得られたものであることを特徴とする耐熱性化合物。 |
| 請求項1ないし請求項14の何れかの請求項に記載の廃棄物処理方法を使用することを特徴とする請求項15記載の耐熱性化合物の製造方法。 |
本発明は、廃棄物処理方法に関し、更に しくは、ポリ塩化アルミニウムを含有する 棄物分散液を粒状物に担持させた後に熱処 する廃棄物処理方法及びその方法を使用し 得られた耐熱性化合物に関する。
近年、廃棄物処理施設において廃棄物を 却した際に、ダイオキシン類等の極めて毒 の強い物質が生成されることが指摘されて る。これは、廃棄物中に含まれるポリ塩化 フェニル(PCB)等の有機塩素含有化合物が、 完全な焼却処理によって分解されずにダイ キシン類として再合成され大気中に排煙さ ることが原因である。また、PCB等の有機塩 含有化合物を含む廃棄物は、焼却した際ダ オキシン類等が発生し大気を汚染するのみ らず、それ自体が土壌中に蓄積され、農作 中に吸収されたり、雨水等によって流れ出 たりする等の環境汚染をも引き起こすおそ がある。
ポリ塩化ビフェニル(PCB)は、その優れた 性から熱媒体、絶縁油等として広く使用さ てきた。1968年カネミ油症事件発生をきっか に、生体への毒性が社会問題となり、1972年 には製造・使用が全面的に禁止された。しか しながら、現在においても47000トンものPCB廃 物が未処理のまま保管されている状態で、 急に解決しなければ後世に禍根を残すこと なる。
PCB処理に関して、その耐熱性・耐水性に え、長期残留性、生物濃縮性、揮発移動性 ため、熱による分解においては1000℃以上の 高温でプラズマ分解する方法(特許文献1参照) 、触媒等を使用して脱塩素化する方法(特許 献2参照)等が知られている。しかしながら、 何れもコストパフォーマンスや安全性に優れ たものではなく、膨大なエネルギーや時間を 必要とするものであった。
一方、廃棄物処理後の生成物の再資源化 意図したものとして、例えば、特許文献3が 挙げられる。特許文献3は、アルカリ金属イ ン等を含む無害化処理剤を、重金属、PCB等 含む有害廃棄物に施すことによって、有害 棄物をセメント固化し、得られたセメント 化物をコンクリート二次製品等の耐久性資 として再利用するものである。しかしなが 、特許文献3は、PCBをセメント固化物に封じ め外部への溶出を抑えるだけで、熱処理に るPCB分解処理については開示しておらず、P CBの完全無害化という点では不完全であった
本発明は上記背景技術に鑑みてなされた のであり、その課題は、作業性が良く、廃 物が飛散や揮散し難く、効率よく確実に廃 物を処理する方法を提供することにある。 に、上記したような有害な塩素含有化合物 含む物質を無害化する廃棄物処理方法を提 することにある。また、該廃棄物処理方法 使用して得られた生成物を再資源化して有 利用することにある。
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭 検討を重ねた結果、廃棄物、ポリ塩化アル ニウム、アルカリ性物質、糖類及び水を含 する廃棄物分散液を特定の粒状物に担持さ ることによって、有害な化合物等が環境に れ出るのを防ぎ、また、かかる特定の廃棄 分散液の担持された粒状物を熱処理するこ によって、塩素含有化合物の不完全燃焼等 よるダイオキシン類等の発生を防ぐことを 出して、本発明を完成するに至った。更に 該廃棄物処理方法を使用して得られた生成 は、耐熱性、導電性、耐薬品性等に優れた 合物として再資源化でき、有効利用し得る とを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも、廃棄 、ポリ塩化アルミニウム、アルカリ性物質 糖類及び水を含有する廃棄物分散液を、粒 物に担持させた後に600℃以上で熱処理する とを特徴とする廃棄物処理方法を提供する のである。
また、本発明は、該廃棄物処理方法を使 して得られた耐熱性化合物を提供するもの ある。また、本発明は、該廃棄物処理方法 使用する耐熱性化合物の製造方法を提供す ものである。
本発明によれば、作業性が良く、廃棄物 飛散や揮散し難く、効率よく確実に廃棄物 処理できる。また、廃棄物分散液を粒状物 担持させて熱処理することによって、PCB等 有害な塩素含有化合物等が完全に無害化で 、環境性能にも優れた廃棄物処理方法を提 することができる。また、本発明によれば 廃棄物分散液の担持された粒状物を熱処理 ることによって、塩素含有化合物の不完全 焼によるダイオキシン類の発生を防止でき 、環境性能に優れた廃棄物処理方法を提供 ることができる。更に、本発明による廃棄 処理方法を使用して得られた生成物は、耐 性、導電性、耐薬品性等に優れた耐熱性化 物を提供することができる。
以下、本発明について説明するが、本発 は以下の実施の具体的形態に限定されるも ではなく、任意に変形して実施することが きる。
<廃棄物分散液の組成>
本発明は、少なくとも、廃棄物、ポリ塩化
ルミニウム、アルカリ性物質、糖類及び水
含有する廃棄物分散液を、粒状物に担持さ
た後に、600℃以上で熱処理することを特徴
する廃棄物処理方法に係るものである。
「廃棄物」とは、廃棄が必要な不要物で って、固形状のもの(以下、「固体廃棄物」 という)又は液状のもの(以下、「液体廃棄物 という)をいう。このうち、本発明において 用いられる「廃棄物」としては、焼却処理で きるものであれば特に限定はなく、あらゆる 種類の廃棄物を用いることができる。このう ち、該廃棄物としては塩素含有化合物を含む ものであることが、本発明の前記効果をより 生かせる点で好ましく、「その毒性ゆえに廃 棄物処理に特別の管理が必要とされている塩 素含有化合物」を含むものが特に好ましい。
「塩素含有化合物」としては、PCB(ポリ塩 化ビフェニル)、四塩化炭素、ジクロロメタ 、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン 、シス-1,2-ジクロロエチレン、トランス-1,2- クロロエチレン、1,2-ジクロロプロパン、1,3- ジクロロプロペン、1,1,1-トリクロロエタン、 1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン 、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレ ン、DDT(ジクロロジフェニルトリクロロエタ )、PCP(ポリクロロフェノール)、クロロホル 、p-ジクロロベンゼン、ダイオキシン等が挙 げられる。このうち、PCB(ポリ塩化ビフェニ )が、本発明に特に好適に用いられる。すな ち、本発明はPCBの処理に使用されることが ましい。
「ポリ塩化アルミニウム」とは、[Al 2 (OH) n Cl 6-n ] m (1≦n≦5)で表わされる物質で、OHが橋かけし たアルミニウムの多核錯体を主成分とするも のの水溶液をいう。製造方法は特に限定はな いが、水酸化アルミニウムを塩酸に溶解させ 、加圧下又は要すれば溶解助剤を加え、これ に重合促進剤として硫酸基を添加して反応さ せたものが好ましい。溶解助剤や重合促進剤 は、本発明の効果を損なわないものであれば 特に限定はされない。上記式中、mは10以下が 好ましい。なお、以下、上記水溶液を「PAC」 と略記する場合がある。本発明には、「ポリ 塩化アルミニウム」又は「PAC」として、水の 浄化用又は廃水処理用に一般に市販されてい るものが好適に使用できる。使用されるPAC中 のアルミニウム含有量は特に限定はないが、 Al 2 O 3 換算で、3~30質量%が好ましく、5~20質量%がよ 好ましく、8~15質量%が特に好ましく、10~11質 %が更に好ましい。また、JIS K 1475で規定さ れるものも特に好ましい。
「アルカリ性物質」としては、アルカリ 属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カ リウム等)、アルカリ土類金属の水酸化物(水 化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸 バリウム等)、その他金属の水酸化物(水酸 アルミニウム等)、錯塩の遊離塩基の水酸化 、アンモニア、アミン類(メチルアミン、エ チルアミン、エタノールアミン等)、アルカ 金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩(炭 ナトリウム等)、アルカリ金属若しくはアル カリ土類金属の炭酸水素塩(重曹等)等が挙げ れる。アルカリ性物質を用いることによっ 、乳化や分散が促進し、また、発熱するた 溶解、分散作業等がやり易くなりコストダ ンにもつながる。水酸化ナトリウムを用い ことが、液体廃棄物を効果的に乳化させ、 液体廃棄物の乳化分散液」を生成させる点 コスト的に有利である点等で特に好ましい
「糖類」としては、グルコース、フルク ース等の単糖類;シュクロース等の二糖類; 粉類等の多糖類;配糖体等が挙げられる。糖 は元素として炭素を含むので、熱処理中又 熱処理後に生成する炭素質物の原料になっ り、燃焼を促進させたりする。澱粉類、セ ロース等の多糖類又は糖類の誘導体等が、 い易いこと、水に対する溶解性が高いこと 安全性が高いこと、安価なこと等の点で好 しい。糖類又はその誘導体の形態としては に限定はないが、上白糖、三温糖等の砂糖; イモ、トウモロコシ等の植物由来の澱粉若し くは澱粉系の糊;米粉、餅米粉、小麦粉、ト モロコシ粉、片栗粉等の穀類の粉、等が上 点から特に好ましい。
「水」としては、上記したPAC中に含まれ いるものであっても、それとは別に添加し ものであってもよい。すなわち、廃棄物分 液を調製するときに別途水を添加しても、 た添加せずにPAC中の水だけであってもよい 熱処理により水は一部蒸発するが、ポリ塩 アルミニウムに反応、架橋、配位等によっ 取り込まれる場合がある。
上記廃棄物分散液には、更に、アルコー 類を含有させてもよい。アルコール類を含 させることによって、PCB等の高粘度液体廃 物、アルコール可溶性廃棄物等の、低粘度 ルコール希釈物を一旦調製し、粒状物に担 させ易くできる。また、廃棄物分散液の分 や乳化を促進させるために有効である。更 、アルカリ性物質による熱分解を促進させ 効果もある。
「アルコール類」としては、メタノール エタノール、プロパノール、ブタノール等 1価アルコール類;エチレングリコール、ジ チレングリコール、トリエチレングリコー 、プロピレングリコール、プロピレングリ ール、トリプロピレングリコール等の2価ア コール類;グリセロール、ペンタエリスリト ール、トリメチロールプロパン等の多価アル コール類等が挙げられる。このうちエタノー ルを用いることが環境保護及び安全性の点で 好ましい。
上記廃棄物分散液には、更に、界面活性 を含有させてもよい。界面活性剤を含有さ ることによって、液体廃棄物の乳化分散液 調製し易くできる、個体廃棄物を分散させ くできる、廃棄物分散液を粒状物に担持さ 易くできる、乳化や熱分解を促進させる等 効果がある。
「界面活性剤」としては特に限定はなく カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活 剤、ノニオン性界面活性剤の中から選ばれ 少なくとも1種又は2種以上の界面活性剤を いることができる。このうち、本発明にお ては、アニオン系界面活性剤を用いること 環境負荷低減の点で好ましい。アニオン系 面活性剤としては、長鎖脂肪酸の塩等が好 しいものとして挙げられる。長鎖脂肪酸と ては植物由来のものが特に好ましい。
廃棄物、ポリ塩化アルミニウム、アルカリ 物質、糖類、水、アルコール類、界面活性 の配合比としては特に限定はないが、廃棄 3~5質量部、ポリ塩化アルミニウム(PAC)(アル ニウム含有量がAl 2 O 3 換算で10質量%のものに換算した質量)5~10質量 、アルカリ性物質(結晶水がある場合は結晶 水を除いた質量)4~10質量部、糖類15~20質量部 水(PAC中の水を除いた質量)0~50質量部、アル ール類0~2質量部、界面活性剤0~5質量部、が ましい。
<廃棄物分散液の形態>
「廃棄物分散液」は、廃棄されるべき液体
び/又は個体の単一物又は混合物が分散媒に
分散したものであればその分散状態は特に限
定はされないが、廃棄物が液体のときには、
該液体廃棄物が水を含む分散媒に乳化分散し
た液であることが好ましい。すなわち、本発
明における「廃棄物分散液」は、液体廃棄物
の乳化分散液又は固体廃棄物の固体分散液で
あることが好ましい。
「乳化分散液」とは、ある液体の中にこ に不溶な別の液体が細粒として分散し、乳 液(エマルジョン)を生成した状態の液体を う。「液体廃棄物の乳化分散液」とは、例 ば、水等に廃油等の液体廃棄物が分散した 態の液体をいう。また、「固体分散液」と 、液体中に固体の微細粒子が分散したもの 懸濁液(サスペンジョン)を生成した状態の液 体をいう。「固体廃棄物の固体分散液」とは 、例えば、水等に汚泥等の固体廃棄物が分散 した状態の液体をいう。
ここで、「液体廃棄物」としては、例え 、上記したPCB、トリクロロエチレン等の塩 含有化合物やそれらを含有する廃油;絶縁油 ;廃酸;廃アルカリ等が挙げられる。また、「 体廃棄物」としては、例えば、廃木材、廃 、樅殻、汚泥、廃プラスチック類、各種タ パク質残渣(食料残渣)等が挙げられる。こ らは廃棄物分散液とし易いように、必要に じて前処理がなされる。
<粒状物>
本発明の廃棄物処理方法は、上記廃棄物分
液を粒状物に担持させた後に熱処理するこ
を特徴とする。粒状物に担持させることに
って、作業性が良くなり、廃棄物が飛散や
散し難くなり、効率よく確実に廃棄物を処
できる。また、得られた生成物が有価物と
て再利用できるようになる場合がある。
ここで「粒状物」としては、上記の廃棄物
散液を担持させることのできる物質であれ
特に限定はないが、
(1)炭素質物、
(2)ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含有す
る水系分散液を焼成してなるアルミニウム含
有化合物、
(3)無機粒子に、ポリ塩化アルミニウム及び有
機物を含有する水溶液を含浸させて焼成して
なるアルミニウム含有化合物被覆無機化合物
、
(4)植物由来の粒状物、
の中から選ばれる物質を用いることが、廃棄
物分散液をより効果的に吸着できる、熱分解
性が向上する等の理由で特に好ましい。なお
、粒状物は多孔性であることが同様の理由か
ら好ましい。
(1)炭素質物
「炭素質物」とは実質的に単体炭素を主成
とする物質をいい、上記の廃棄物分散液を
持させることのできるものであれば特に限
はないが、例えば、木炭、竹炭等は、その
表面積が大きく多孔性である点から廃棄物
効果的に吸着できる、分解熱が上昇する等
理由で特に好適に用いられる。
(2)ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含有す
る水系分散液を焼成してなるアルミニウム含
有化合物
「ポリ塩化アルミニウム及び有機物を含有
る水系分散液を焼成してなるアルミニウム
有化合物(以下単に、「アルミニウム含有化
合物」という)」とは、ポリ塩化アルミニウ
及び有機物を含有する水溶液を、260℃~2800℃
で焼成することによって生成されるアルミニ
ウム含有化合物のことである。アルミニウム
含有化合物には炭素質物が含有されている場
合もある。
ここで、アルミニウム含有化合物に用いら る「ポリ塩化アルミニウム」としては、本 明において用いられる「ポリ塩化アルミニ ム」と同じものを用いればよい。「ポリ塩 アルミニウム」又は「PAC」として、水の浄 用又は廃水処理用に一般に市販されている の(例えば、JIS K 1475で規定されるもの等) 好適に使用できる。使用されるPAC中のアル ニウム含有量は特に限定はないが、Al 2 O 3 換算で、3~30質量%が好ましく、5~20質量%がよ 好ましく、8~15質量%が特に好ましい。なお、 適宜、更に水を追加して使用することもでき る。
「有機物」としては、炭素原子を含有す ものであれば特に限定はないが、常温で液 の有機物又は水溶性有機物が特に好適に用 られる。中でも、グルコース、フルクトー 、シュクロース、澱粉等の糖類又は糖類の 導体等が、沸点が高く扱い易いこと、水に する溶解性が高いこと、安全性が高いこと 安価なこと、焼成により比重の小さい良好 アルミニウム含有化合物を与えること等の で好ましい。
ポリ塩化アルミニウム(PAC)と有機物との配 比率は、良好なアルミニウム含有化合物が 成するように配合すれば特に限定はないが アルミニウム含有量がAl 2 O 3 換算で10質量%のPACの場合、該PAC100質量部に対 して、有機物が10~400質量部が好ましく、20~200 質量部がより好ましく、30~100質量部が特に好 ましい。アルミニウム含有量が10質量%でない PACの場合には、上記配合比率はアルミニウム 換算で比例増減した範囲が好ましい範囲であ る。
焼成の方法としては、加熱炉中に静置し 焼成する方法、火炎を直接接炎する方法、 続焼成炉に供給する方法、スライダー落下 式による方法等が挙げられる。このうち、 ップバーナ等によって、火炎を直接接炎す 方法が熱効率の点で好ましい。火炎を直接 炎する方法における燃焼ガスは特に限定は いが、水素、メタン、エタン、プロパン、 タン、一酸化炭素、都市ガス等が好ましい
焼成は、通常260℃~2800℃の範囲で行われ 。焼成温度は400℃~2000℃の範囲が好ましく、 600℃~1800℃の範囲がより好ましく、700℃~1500 の範囲が特に好ましく、800℃~1000℃の範囲が 更に好ましい。また、焼成雰囲気は特に限定 はなく、真空中;窒素、アルゴン等の不活性 体中;空気、酸素等の活性気体中等の何れで よい。
焼成の時間としては、特に限定はないが 加熱炉中に静置して焼成する方法において 、10~60分が好ましく、15~40分がより好ましく 、20~25分が特に好ましい。また、火炎を直接 炎する方法においては、2分~30分が好ましく 、3分~20分が好ましく、5~10分が特に好ましい なお、焼成は酸素存在下等の酸化雰囲気中 行われてもよいし、非酸化雰囲気中で行わ てもよいが、酸素存在下等の酸化雰囲気中 行われることが特に好ましい。
焼成して得られた炭素アルミニウム複合 合物は、必要に応じて解砕又は粉砕して粒 物にする。
(3)無機粒子に、ポリ塩化アルミニウム及び有
機物を含有する水溶液を含浸させて焼成して
なるアルミニウム含有化合物被覆無機化合物
「無機粒子に、ポリ塩化アルミニウム及び
機物を含有する水溶液を含浸させて焼成し
なるアルミニウム含有化合物被覆無機化合
(以下単に、「アルミニウム含有化合物被覆
無機化合物」という)」とは、上記した「ポ
塩化アルミニウム及び有機物を含有する水
液」を、無機粒子を含有する物質に含浸さ
て、それを260℃~2800℃で焼成してなるアルミ
ニウム含有化合物被覆無機化合物のことであ
る。
「アルミニウム含有化合物被覆無機化合 」の構造は、無機粒子が焼成を経て、化学 及び/形状的に変化した無機粒子の周囲に、 上記した(2)「アルミニウム含有化合物」が被 覆した構造のものであってもよいし、該無機 粒子中に「ポリ塩化アルミニウム及び有機物 を含有する水溶液」が浸透し、その状態で同 時に焼成されることによって、独自の無機粒 子を生成していてもよい。また、両者の組合 せ、すなわち、芯となる無機粒子が変性し、 かつ被覆構造を有するものであってもよい。
ここで、「無機粒子」としては、種類、 状共に特に限定はない。種類としては、炭 カルシウム、硫酸バリウム、タルク、無機 色顔料、アスベスト、合成ゾノトライト、 ラス繊維(ガラスウールも含まれる)等が挙 られる。上記無機粒子としては、廃棄物に まれているものが好ましく、アスベスト、 成ゾノトライト、ガラス繊維等の有害廃棄 が特に好ましい。また、廃棄物である「フ ラー含有樹脂」に一般的に含有されている 記の汎用フィラーも特に好ましい。
アルミニウム含有化合物被覆無機化合物 用いられる「ポリ塩化アルミニウム」とし は、本発明において必須成分として用いら る「ポリ塩化アルミニウム」(PAC)や、上記(2 )「アルミニウム含有化合物」製造の場合に いられるものと同じものを用いればよい。
「有機物」としては、上記した(2)「アル ニウム含有化合物」に用いられる「有機物 と同じものを用いればよい。焼成の方法や 件も、上記した(2)「アルミニウム含有化合 」の場合と同様の条件が用いられる。
焼成して得られたアルミニウム含有化合 被覆無機化合物は、必要に応じて解砕又は 砕して粒状物にする。
(4)植物由来の粒状物
「植物由来の粒状物」としては、上記の廃
物分散液を担持させることのできるもので
れば特に限定はないが、例えば、木くず、
ンナくず等の木質粒子;廃紙、段ボール、シ
ュレッダー紙等の紙類;オカラ残渣;トウモロ
シ、麦、稲等の残渣;籾殻、蕎麦殻等の穀類
殻;等が挙げられる。
これら植物由来の粒状物は、熱処理によ て又は少なくとも熱処理の初期においては 炭素質物又は「アルミニウムと炭素との複 物」になると考えられる。
<廃棄物処理方法>
本発明の廃棄物処理方法は、少なくとも、(
1)廃棄物分散液の調製、(2)粒状物への担持、
び(3)熱処理からなる。
(1)廃棄物分散液の調製
廃棄物分散液の調製方法は特に限定はされ
い。具体的には例えば、まず、少なくとも
水酸化ナトリウム等のアルカリ性物質の水
液、PCB等の廃棄物、及びポリ塩化アルミニ
ム(PAC)を適量配合し攪拌する。ここで、水
化ナトリウム等のアルカリ性物質は、PCB等
有機廃棄物を乳化させる役割も果たす。ま
、発熱させて安価に分散等の処理をやり易
できる。この段階で、エタノール等のアル
ール類及び/又は界面活性剤を適宜加えても
い。アルコール類はPCB等の有機廃棄物を溶
させて溶液を調製することにも好適に使用
きる。界面活性剤は乳化や分散に寄与する
糖類は、上記したアルカリ性物質の水溶 中に廃棄物等と同時に添加することも可能 あるが、次工程として、後から、上記溶液 適量添加することが好ましい。
粒状物に廃棄物分散液を担持させた後に 最初に粒状物に廃棄物分散液を担持させた の該廃棄物分散液中に含有されていなかっ 成分又は全量含有されていなかった成分を 後から、粒状物に担持させてもよい。この 合は、本発明における「廃棄物分散液」は 粒状物に担持されながら最終的に調製され ことになる。後から、粒状物に担持させる とができるものとしては、PCB等の廃棄物、P AC、糖類の水溶液等が挙げられる。特に、ア カリ性物質を担持させた後、PACを後から粒 物に担持させることによって、反応発熱分 が起こり、乳化や熱分解が促進される、ま 、被覆効果により塩素含有化合物の揮発が 止される、等の効果がある。
(2)粒状物への担持
廃棄物分散液を粒状物に担持する方法は特
限定はされないが、例えば、上記によって
製された廃棄物分散液に、粒状物を適量加
、混合攪拌等することによって行うことが
ましい。該粒状物は、廃棄物中のPCB等を選
吸着させる働きがある。混合攪拌が進むと
徐々に粘度が増し、廃棄物分散液が担持さ
た粒状物(以下、「廃棄物分散液担持粒状物
」という)が生成される。
粒状物100質量部に対して、廃棄物分散液1 ~20質量部を担持させることが好ましく、2~10 量部を担持させることがより好ましく、3~5 量部を担持させることが特に好ましい。粒 物に対して、廃棄物分散液が少な過ぎると 廃棄物処理の効率が落ちる場合があり、多 ぎると、飛散や揮散が防げなかったり、熱 理によっても効率的に完全に無害化ができ かったりする場合がある。
(3)熱処理
熱処理の方法としては、加熱炉中に静置し
加熱する方法、火炎を直接接炎する方法、
続加熱炉に供給する方法、スライダー落下
式による方法等が挙げられる。このうち、
熱炉中で熱処理する方法が、塩素含有化合
を完全燃焼させることができるため、有毒
燃焼ガスの発生を抑えることができ、無害
ガスが放出されるため安全性が向上する等
点で好ましい。加熱炉中での熱処理は、例
ば、廃棄物分散液担持粒状物を、バット等
敷き詰め、これを、5方位をセラミック断熱
によって囲まれた加熱炉に投入すること等に
よって行う。火炎を直接接炎する方法も熱効
率の点で好ましい。火炎を直接接炎する方法
における燃焼ガスは特に限定はないが、水素
、メタン、エタン、プロパン、ブタン、一酸
化炭素、都市ガス等が好ましい。
熱処理を加熱炉中で行う場合、炉内の雰 気温度(以下、「炉内温度」と略記する場合 がある)600~2800℃の温度条件で行われることが 好ましい。また、「加熱炉の設定温度」又は 「廃棄物分散液を投入前の炉内温度」は、600 ℃~1800℃の範囲が好ましく、700℃~1500℃の範 がより好ましく、800℃~1000℃の範囲が特に好 ましい。予め1000℃以上に加熱炉の温度を設 する必要があるプラズマ分解法に比べ、本 明の方法は、加熱炉の温度を比較的低温に 定することが可能となる。
熱処理を加熱炉中で行う場合、熱処理に って、燃焼中の物質の温度(以下、「燃焼温 度」と略記する場合がある)が、本発明の場 900℃以上とすることができる。更には、950 以上にすることができ、1000℃以上にするこ もできる。従って、塩素含有化合物等の廃 物から発生する有害有機物である分解ガス 燃焼させるために、燃焼温度は900℃以上で ることが好ましく、950℃以上であることが り好ましく、1000℃以上であることが特に好 ましい。
また、熱処理雰囲気は特に限定はなく、 空中;窒素、アルゴン等の不活性気体中;空 、酸素等の活性気体中等の何れでもよい。 発明においては、操作の容易さの点からは 気中で加熱を行うことが好ましい。
火炎を直接接炎する方法における熱処理 度及び熱処理を加熱炉中で行う場合の燃焼 度は、熱電対放射温度計センサープローブ( シースサイズは、例えばφ8×500mm)を被対象物 中に差し込むことにより測定し、本発明に ける上記熱処理温度はそのように測定した のとして定義される。
熱処理の時間としては特に限定はないが 加熱炉中に静置して熱処理する方法におい は、3分以上が好ましく、5~60分がより好ま く、7~40分が特に好ましく、7~10分が特に好ま しい。また、加熱炉中に静置して熱処理する 方法に比べれば、発生ガスが一部大気中に放 出するため、方法としてはやや劣るものの、 火炎を直接接炎する方法を用いる場合にあっ ては、1分~30分が好ましく、2分~20分がより好 しく、5~10分が特に好ましい。
<耐熱性化合物>
本発明の廃棄物処理方法を使用すると耐熱
化合物が生成する。この耐熱性化合物は、
価物として種々の用途に使用できる。本発
は、同時に、本発明の廃棄物処理方法を使
して得られた耐熱性化合物に係るものであ
。本発明の耐熱性化合物は、以下の評価方
で評価したときの外観が実質的に変化なく
質量変化が、0.3質量%以下である。なお、耐
熱性化合物の質量変化は吸着水分の気化によ
って生ずるものも含まれる。
[耐熱性の評価]
本発明の廃棄物処理方法を使用して得られ
耐熱性化合物の粉末20g、又は、20gのほぼ立
体に成型された該耐熱性化合物を、実質的
空気を遮蔽したマッフル炉中に入れ、1300℃
で24時間加熱し、外観、質量の変化を見る。
本発明の耐熱性化合物は、耐熱性だけでな 、導電性及び/又は耐薬品性にも優れている 。導電性については、以下の評価方法で評価 したとき、比抵抗で10 -6 ω・cm以下にできる。従って、10 -6 ω・cm以下のものが好ましい。
<導電性の評価>
本発明の廃棄物処理方法を使用して得られ
耐熱性化合物を、乳鉢で粉砕して粉末とし
、それをφ7mm、長さ200mmのアクリル樹脂製パ
イプの中に詰め、2cmの高さから5回タッピン
する。その後、直流電圧をパイプに詰めた
料の上と下から印加して、20℃での電流値を
測定する。電流値から、この形状に詰められ
た粉末のこの形状での比抵抗を算出する。
<耐薬品性の評価>
耐薬品性については、以下の評価方法で評
したとき、何れの薬品に対しても化学反応
目視で観察できないようにできる。従って
耐薬品性については、以下の評価方法で評
したとき、何れの薬品に対しても化学反応
起こらないものが好ましい。
本発明の廃棄物処理方法を使用して得ら た耐熱性化合物10gをフラスコにとり、それ れ、1N(規定)希硫酸、5質量%水酸化ナトリウ 、アセトンを、それぞれ100g添加して、20℃ 静置して化学反応の有無を目視で観察する
本発明の廃棄物処理方法において、廃棄 として含有量18%のPCBを用いた時の、得られ 耐熱性化合物中のPCBの含有量は、ガスクロ トグラフィーで定量(中外テクノス社分析) たとき、定量下限値である0.0016mg/kg以下にで きる。従って、本発明の耐熱性化合物は、ガ スクロマトグラフィーで評価したとき0.0016mg/ kg以下のものが好ましい。
本発明の廃棄物処理方法によると有害な 焼ガスが生成しない作用・原理は明らかで ないが、以下のことが考えられる。ただし 発明は、以下の作用効果の範囲に限定され わけではない。すなわち、廃棄物、ポリ塩 アルミニウム、アルカリ性物質、糖類及び を含有する廃棄物分散液を、粒状物に担持 せた後に熱処理すると、塩素含有化合物等 廃棄物から発生する有害有機物である分解 スのみが表面燃焼し、その燃焼温度は例え 980℃以上にも達し、発生する有害有機物で る分解ガスが完全に燃焼し、無害の燃焼ガ のみが放出されるものと考えられる。この 合、燃焼温度と炉内の雰囲気温度(炉内温度 )との差は、例えば平均200~230℃もあり、激し 燃焼しており、極めて熱効率も高く省エネ ギーで無害化が可能である。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発 を更に具体的に説明するが、本発明は、そ 要旨を超えない限りこれらの実施例に限定 れるものではない。以下、「部」とあるの 、特に断りのない限り「質量部」を示し、 %」とあるのは、特に断りのない限り「質量 %」を示す。
実施例1
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
水酸化ナトリウム4部を水6部に溶解させた
のに、PCB含有廃棄物(PCBを18%で含有する絶縁
)4部、エタノール1部を加え、攪拌混合した
次に、小麦粉9部を水51部に混合したもの、P
AC(王子製紙社製、「PAC」(アルミニウム量と
てAl 2
O 3
換算で10~11%))7部、及び、50%ショ糖水溶液6部
加え、同時に、粒状物として、多孔性炭素
ある竹炭12部を加え、攪拌混合した。これに
より、多孔性炭素に廃棄物分散液が担持され
た餅状の高粘性体が得られた。以下、これを
「担持体」という。
<熱処理>
上記で得られた担持体を、バット内に嵩高
10~15mmに敷き詰め、炉内設定温度(すなわち
投入前炉内温度)800℃に保った加熱炉中に挿
した。バットを加熱炉内に挿入してから1分
後に着火した。着火後から4分間、分解ガス
表面で燃焼していた。着火から6分後、表面
スの燃焼が終息し、廃棄物が処理できた。
お、炉内温度は、投入時800℃、1分後824℃、
2分後859℃、3分後901℃、4分後916℃、5分後925
であった。
燃焼終息から30秒経過後、熱処理後の物 (以下、「耐熱性化合物」という)を加熱炉か ら取り出し常温に戻した。その後、乳鉢で粉 砕して粉末にした。
<評価>
得られた耐熱性化合物の粉末について、前
の方法で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を
価した。また、PCBの含有量をガスクロマト
ラフィーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0016mg/kg以下)であった
。
実施例2
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
粒状物として、多孔性炭素(竹炭)12部を加え
る代わりに、下記のアルミニウム含有化合物
Aを12部加えた以外は実施例1と同様にして担
体を得た。
[アルミニウム含有化合物A]
ショ糖25部を水25部に50℃で加熱溶解し、そ
にPAC(王子製紙社製、「PAC」(アルミニウム
としてAl 2
O 3
換算で10~11%))50部を加え攪拌して均一に混合
た。以下、このようにして得られた水溶液
「XSP」と略記する。XSP100gをバットに厚さ2mm
なるように入れ、20℃で5時間静置した後、
料表面に1300℃の炎をバーナーから直接当て
て熱処理した。熱処理は空気中で行った。K
電対温度計シースを、試料の表面層近傍に
れて測定した温度は750~880℃であった。バー
ー接炎開始後20分間で、全て均一な黒色で
子状のアルミニウム含有化合物を得た。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0016mg/kg以下)であった
。
実施例3
<配合>
多孔性炭素12部を加える代わりに、下記の
ルミニウム含有化合物被覆無機化合物A12部
加えた以外は実施例1と同様にして担持体を
た。
<アルミニウム含有化合物被覆無機化合物A&
gt;
ステンレス容器中に、上記XSP100部を入れ、
こに厚さ3mmのアスベスト織物100部を浸漬さ
た。20℃で10時間浸漬させた後、引き上げて
、付着した余分な液を重力で下に落とした後
、XSPが浸透したアスベスト織物を不燃性シー
トの上に水平に置いた。アスベスト織物の表
面に、炎をバーナーから直接当てて焼成した
。焼成は空気中で行った。温度計をアスベス
ト織物の下5mmの部分に入れて、接炎直下の温
度を測定した。1200℃で10分間加熱したところ
、熱溶融せずに、アルミニウム含有化合物被
覆無機化合物が得られた。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0016mg/kg以下)であった
。
実施例4
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
粒状物として、多孔性炭素12部を加える代
りに、籾殻と木粉の50%混合物(植物由来の粒
物)15部加えた以外は実施例1と同様にして担
持体を得た。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(3mg/kg以下)であった。
実施例5
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
水酸化ナトリウム4部を加える代わりに、水
酸化カリウム5部を加えた以外は実施例1と同
にして担持体を得た。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCB等の塩素含有化合物の含有量を
スクロマトグラフィーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0016mg/kg以下)であった
。
実施例6
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、小麦粉9部に代えて、15%
度水溶片栗粉60部(片栗粉9部)を用い、50%ショ
糖水溶液6部に代えて、ブドウ糖5部を用いた
外は実施例1と同様にして担持体を得た。(
お、糖類は熱処理途中に炭素質物となるた
、粒状物同様、廃棄物を効果的に吸着し分
する機能を果たす。)
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0015mg/kg以下)であった
。
実施例7
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、エタノールを加えなかっ
た以外は実施例1と同様にして担持体を得た
若干、熱分解性が劣る様な状況であったが
良好に担持体が得られた。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0017mg/kg以下)であった
。
実施例8
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、水酸化ナトリウム水溶液
、PCB含有廃棄物及びエタノールと同時に、更
にラウリン酸ナトリウムを主成分とする粉石
鹸5部を、加えた以外は実施例1と同様にして
持体を得た。界面活性剤としての粉石鹸を
加したことで、乳化・熱分解が急速に進行
た。これにより空気との接触が絶縁され、
業中、PCBの気化が制御され易くなり、安全
が高まった。実施例1より、更にPCB含有廃棄
物の乳化が進み、分散性が良くなり、より良
好に粒状物に担持させることができた。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、PCBの含有量をガスクロマトグラフ
ーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[PCB濃度測定]
残留PCB量は、無検出(0.0015mg/kg以下)であった
。
実施例9
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、PCB含有廃棄物4部の代わ
に、トリクロロエチレン4部を加えた以外は
施例1と同様にして担持体を得た。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。また、トリクロロエチレンの含有量をガ
クロマトグラフィーで定量した
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
[トリクロロエチレン濃度測定]
残留トリクロロエチレン量は、無検出(0.001m
g/kg以下)であった。
実施例10
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、PCB含有廃棄物4部の代わ
に、クロロベンゼン10部、選鉱排土懸濁沈澱
粒子20部、木粉10部を加えた以外は実施例1と
様にして担持体を得た。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。廃棄物が処理され、耐熱
性化合物が得られた。
<評価>
得られた耐熱性化合物について、前記の方
で、耐熱性、導電性及び耐薬品性を評価し
。
[耐熱性評価]
外観と質量の変化は何れも見られなかった
[導電性の評価]
比抵抗は、何れも10 -6
ω・cm以下であった。
[耐薬品性の評価]
何れの薬品に対しても外観に変化が見られ
化学反応は進行していなかった。
比較例1
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、ポリ塩化アルミニウムを
加えなかった以外は実施例1と同様にして担
体を得ようとしたが、乳化も熱分解も劇的
は進行せず、液体と固体との融合が不良と
り易く、残留分離液が確認された。この残
分離液は明らかにPCBそのものであった。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行ったところ、黒煙を上げて爆発
的に燃焼した。廃棄物分散液の燃焼による炉
内温度の上昇は確認されず、炉内設定温度750
℃~780℃以内を推移した。この温度帯では、
棄物中の塩素含有化合物が完全には分解さ
ず、ダイオキシン類が発生する恐れがある
最終的に、廃棄物が消失して燃えて、僅か
灰分が得られた。
<評価>
[耐熱性評価][導電性の評価][耐薬品性の評価]
[PCB濃度測定]
熱処理後に灰化したため、耐熱性化合物が
きなかった。耐熱性、導電性、耐薬品性、P
CB濃度の何れとも、評価不能であった。
比較例2
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、水酸化ナトリウムを加え
なかった以外は実施例1と同様にして担持体
得ようとしたが、PCB含有廃棄物が「PAC、エ
ノール及び水」に対して分散し難かった。
相分離がおこり、そのため、粒状物への担
が良好に進行しなかった。また、発熱がな
ため、作業が遅滞した。また、溶媒の大気
の揮発撥散、乳化と熱分解性が不良という
題点もあった。
<熱処理>
得られた担持体を、実施例1と同様の条件に
て熱処理を行った。PCBは乳化せず液相分離が
起きているので、廃棄物が燃えて有害な燃焼
ガスが発生した。
比較例3
<廃棄物分散液の調製と粒状物への担持>
実施例1において、小麦粉もショ糖も加えな
かった(すなわち、糖類を加えなかった)以外
実施例1と同様にして担持体を得ようとした
が、残留分離液(そのほとんどがPCB)を吸収は
るが不十分であり、熱分解性が劣るため増
もせず、被覆効果によるPCB揮発防止は全く
待できなかった。
上記実施例及び比較例の配合を以下の表1に
示す。
実施例では何れも好適に廃棄物の処理が きた。その際、ダイオキシン等の有害気体 発生しなかった。また、上記評価結果から らかなように、本発明の実施例は、何れも 留PCBは検出されず、また、廃棄物が処理さ た後に、耐熱性、導電性、耐薬品性の何れ が優れた「耐熱性化合物」ができた。
一方、比較例1では、耐熱性化合物はでき ず灰分のみが生成され、比較例2では、乳化 熱分解が不良のため、残留PCBが揮発飛散す おそれがあり、比較例3では、同じく熱分解 が劣るため、残留PCBが揮発飛散するおそれ あった。
本発明の廃棄物処理方法は、塩素含有廃 物の不完全燃焼によるダイオキシン類の発 がなく、かつ、塩素含有廃棄物それ自体が 境に漏れ出るおそれもないため、環境負荷 少ない廃棄物処理方法を提供できるととも 、得られた結果物も有効に活用できるので 廃棄物処理のトータルのコストも削減され 。また、本発明の廃棄物処理方法を使用し 得られる耐熱性化合物は、耐熱性、難燃性 導電性、耐薬品性に優れているため、電磁 シールド、導電性フィラー、不燃カーボン 不燃カーボンブラック、不燃耐火建材、有 金属代替、活性炭、有害物質吸着材、分子 るい、耐摩擦材、紫外線防止剤、顔料、C/C ンポジット超耐熱フィラー、ゴム補強材、 スファルト耐熱向上剤、土壌改良材等に広 利用されるものである。
本願は、2008年3月27日に出願した日本の特 許出願である特願2008-084277に基づくものであ 、その出願の全ての内容はここに引用し、 願発明の明細書の開示として取り込まれる のである。
