JP2003012322A - アルミニウム製造工場と光ファイバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション型有効利用法および製造されたゼオライト - Google Patents

アルミニウム製造工場と光ファイバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション型有効利用法および製造されたゼオライト

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JP2003012322A
JP2003012322A JP2001198501A JP2001198501A JP2003012322A JP 2003012322 A JP2003012322 A JP 2003012322A JP 2001198501 A JP2001198501 A JP 2001198501A JP 2001198501 A JP2001198501 A JP 2001198501A JP 2003012322 A JP2003012322 A JP 2003012322A
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zeolite
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Ikuhiro Ando
生大 安藤
Akio Henmi
彰男 逸見
Yoshihisa Asada
義久 浅田
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Furukawa Electric Co Ltd
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KYOWA JIGYO KK
Furukawa Electric Co Ltd
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    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 アルミニウム製造工場および光ファイバ製造
工場から排出される廃棄物を、ゼオライト製造用の原料
として使用し、製造されたゼオライトを他の産業分野で
有効に利用するゼロエミッション型有効利用法、および
製造されたゼオライトを提供する。 【解決手段】 アルミニウム製造工場から排出されるア
ルミニウム含有廃棄物に含まれるアルミニウム源と、光
ファイバ製造工場から排出されるケイ素含有廃棄物また
は一般廃棄物に含まれるケイ素源とを混合してゼオライ
トを製造することを特徴とする廃棄物のゼロエミッショ
ン型有効利用法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム製造
工場と光ファイバ製造工場から排出される廃棄物を原料
としてゼオライトを製造することによりゼロエミッショ
ンを達成する方法、および製造されたゼオライトに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム製造工場においては、アル
ミニウムを製造する過程およびアルミニウム製品を製造
する過程で、アルミニウムを含有する種々の廃棄物（以
下「アルミニウム含有廃棄物」という。）が排出され
る。排出されるアルミニウム含有廃棄物としては、例え
ば、アルミドロス、アルミ集塵灰、結晶性水酸化アルミ
ニウム汚泥、アルミ洗浄廃液、金属アルミニウム屑、ア
ルマイト屑、アルミナ屑等がある。従来、こうしたアル
ミニウム含有廃棄物は、脱酸剤や路盤材として再利用さ
れたり、脱臭処理後に廃棄処理されていた。
【０００３】一方、光ファイバ製造工場においても、光
ファイバを製造する過程および光ファイバ製品を製造す
る過程で、光ファイバの構成原料であるケイ素を含有す
る種々の廃棄物（以下「ケイ素含有廃棄物」という。）
が排出される。こうしたケイ素含有廃棄物においては、
一部路盤材として再利用されている他、そのほとんどは
埋立処理されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ゼロエミッション化への要請により、アルミニウム製造
工場から排出されるアルミニウム含有廃棄物と光ファイ
バ製造工場から排出されるケイ素含有廃棄物を有効に利
用しようという要求があった。
【０００５】本発明は、そうした要求に対応すべくなさ
れたものであって、アルミニウム製造工場と光ファイバ
製造工場から排出される廃棄物を、ゼオライト製造用の
原料として使用し、製造されたゼオライトを他の産業分
野で有効に利用する方法、すなわち、アルミニウム製造
工場と光ファイバ製造工場から排出されるゼロエミッシ
ョン型有効利用法、および製造されたゼオライトを提供
するものである。
【０００６】なお、ゼロエミッション(Zero Emission R
ecycle Initiative)とは、産業廃棄物ゼロという新しい
産業社会のあり方を探るめに国連大学が推進しているプ
ロジェクトであって、ある企業の廃棄物は別の企業にと
って原料という関係が成り立ち、さまざまな産業を組み
合わせることで個々の企業活動に伴って発生する廃棄物
を社会全体としてゼロにすることを狙いとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のアルミ
ニウム製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッショ
ン型有効利用法は、アルミニウム製造工場から排出され
てアルミニウム源をなすアルミニウム含有廃棄物と、光
ファイバ製造工場から排出されてケイ素源をなすケイ素
含有廃棄物または一般廃棄物とを混合してゼオライトを
製造することに特徴を有する。
【０００８】この発明によれば、アルミニウム製造工場
から排出されるアルミニウム含有廃棄物をゼオライト製
造のためのアルミニウム源として有効利用し、光ファイ
バ製造工場から排出されるケイ素含有廃棄物または一般
廃棄物をゼオライトの製造のためのケイ素源として有効
利用するので、アルミニウム製造工場および光ファイバ
製造工場から排出される廃棄物をゼロにすることがで
き、ゼロエミッションを達成することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のアルミニウム製造工場と光ファイバ製造工場から排出
される廃棄物のゼロエミッション型有効利用法におい
て、前記アルミニウム含有廃棄物が、アルミドロス、ア
ルミ集塵灰、結晶性水酸化アルミニウム汚泥、アルミ洗
浄廃液、金属アルミニウム屑、アルマイト屑、アルミナ
屑の何れか１種又は２種以上を含むことに特徴を有す
る。
【００１０】この発明によれば、アルミニウム製造工場
から排出されるアルミドロス、アルミ集塵灰、結晶性水
酸化アルミニウム汚泥、アルミ洗浄廃液、金属アルミニ
ウム屑、アルマイト屑、アルミナ屑の何れか１種又は２
種以上のアルミニウム含有廃棄物を、ゼオライト製造の
ためのアルミニウム源として有効利用することができ
る。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載のアルミニウム製造工場と光ファイバ製
造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション型有効
利用法において、前記アルミニウム含有廃棄物は、アル
ミニウム含有割合の高い一般廃棄物を含むことに特徴を
有する。
【００１２】この発明によれば、アルミニウム含有割合
の高い一般廃棄物もアルミニウム源として使用すること
ができる。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光ファ
イバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション
型有効利用法において、前記ケイ素源が、ＳｉＯ2を主
成分とする排ガス処理汚泥、光ファイバ屑、プリフォー
ム屑の何れか１種又は２種以上を含むことに特徴を有す
る。
【００１４】この発明によれば、ＳｉＯ2を主成分とす
る排ガス処理汚泥、光ファイバ屑、プリフォーム屑の何
れか１種又は２種以上を含むものをケイ素源として使用
することができる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光ファ
イバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション
型有効利用法におけるゼオライトの製造において、前記
アルミニウム含有廃棄物とケイ素含有廃棄物または一般
廃棄物とからなるＳｉ／Ａｌ比が特定されていない固体
原料及び／又は液体原料と、アルカリ水溶液とを混合し
てなるゼオライト原料中に、特定のＳｉ／Ａｌ比を有す
る一種又は二種以上の結晶鉱物を添加し、当該結晶鉱物
に対応した特定の種類のゼオライトを製造することに特
徴を有する。
【００１６】この発明によれば、Ｓｉ／Ａｌ比が特定さ
れていない固体原料及び／又は液体原料からなる廃棄物
であっても、誘導合成法により容易にゼオライト原料と
することができ、廃棄物のゼロエミッション化を達成す
ることができる。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請
求項５の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光ファ
イバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション
型有効利用法において、前記液体原料の全部又は一部と
して、前記ゼオライトの合成過程から排出された未反応
物又は廃液を再利用することに特徴を有する。
【００１８】この発明によれば、上記の液体原料の全部
又は一部として、ゼオライトの合成過程から排出された
未反応物又は廃液を再利用することができるので、廃棄
物のゼロエミッション化をさらに達成することができ
る。
【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請
求項６の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光ファ
イバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション
型有効利用法により製造されたゼオライトであることに
特徴を有する。
【００２０】上述した廃棄物のゼロエミッション型有効
利用法を実施することにより製造されたゼオライトは、
各分野で有効に利用され、例えば、アルミ廃液を利用し
て製造されたＡｌ型人工ゼオライトは、コンクリートの
添加剤として利用されたり、Ｃａ廃液を利用して製造さ
れたＣａ型人工ゼオライトは、吸着剤や土壌改良剤とし
て利用される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルミニウム
製造工場と光ファイバ製造工場から排出される廃棄物の
ゼロエミッション型有効利用法および製造されたゼオラ
イトについて説明する。
【００２２】本発明のアルミニウム製造工場と光ファイ
バ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション型
有効利用法（以下「本発明の廃棄物利用法」という。）
は、アルミニウム製造工場から排出されてアルミニウム
源をなすアルミニウム含有廃棄物と、光ファイバ製造工
場から排出されてケイ素源をなすケイ素含有廃棄物また
は一般廃棄物とを混合してゼオライトを製造することに
特徴を有するものである。
【００２３】（１）アルミニウム源 アルミニウム源としては、アルミニウム製造工場から排
出されるアルミニウム含有廃棄物が使用される。こうし
たアルミニウム含有廃棄物を使用することにより、アル
ミニウム製造工場でのアルミニウム含有廃棄物のゼロエ
ミッションを達成することができる。
【００２４】具体的なアルミニウム含有廃棄物として
は、アルミドロス、アルミ集塵灰、水酸化アルミニウム
を主成分とする汚泥、アルミ洗浄廃液、金属アルミニウ
ム屑、アルマイト屑、アルミナ屑等を挙げることがで
き、これらの何れか１種又は２種以上を含むものを使用
できる。なお、これら以外の廃棄物であっても、アルミ
ニウム製造工場から排出されるアルミニウム含有廃棄物
であれば問題なく使用できる。こうしたアルミニウム含
有廃棄物は、液体状、スラリー等のように液体や固体が
混在した粘土状または流動状、または固体状の何れであ
ってもよい。
【００２５】本発明の廃棄物利用法においては、アルミ
ニウム製造工場から排出される複数（二以上）の種類の
アルミニウム含有廃棄物を使用することもできる。な
お、本発明においては、アルミニウム製造工場から排出
されるアルミニウム含有廃棄物以外のものもアルミニウ
ム源として混合して使用してもよい。もちろん、アルミ
ニウム製造工場から排出されるアルミニウム含有廃棄物
のみであってもよい。以下に、アルミニウム源となる上
記の各アルミニウム含有廃棄物について説明する。
【００２６】アルミドロスは、アルミ溶解炉の湯面に
浮遊し、炉底に沈降するＡｌＮ、Ａｌ、Ａｌ2Ｏ3を含有
するもの（ノロ、鉱滓ともいう。）をいう。アルミドロ
スは、高い割合でアルミニウムを含有するので、主要な
アルミニウム源とすることができる。こうしたアルミド
ロスは、Ａｌを約６２〜９８重量％含有する。Ａｌ以外
には、Ｍｇ：０〜１５重量％、Ｃｌ：０〜３重量％、
Ｆ：０〜３重量％、Ｓ：０〜２重量％、Ｋ：０〜２重量
％、Ｎａ：０〜２重量％、Ｔｉ：０〜２重量％、Ｓｉ：
０〜２重量％、Ｆｅ：０〜２重量％、Ｃｒ：０〜１重量
％、Ｍｎ：０〜１重量％、Ｃｕ：０〜１重量％、Ｚｎ：
０〜１重量％、Ｎｉ：０〜１重量％、その他不可避不純
物を含有する。
【００２７】なお、こうしたアルミドロスは、粒径２．
５ｍｍ以下の細粒灰、粒径２．５ｍｍ超〜１５ｍｍの中
粒灰、粒径１５ｍｍ超の粗粒灰として排出されるが、こ
れらのものもアルミニウム源として用いることができ
る。粗粒のものを細粒に粉砕して使用することもでき
る。さらに、それらの分粒・粉砕時にダクト吸引されて
なる集塵灰も、アルミニウム源とすることができる。
【００２８】ＡｌＮからなるアルミドロスは、水に反応
するとアンモニア（ＮＨ3）ガスが発生する。このアン
モニアガスを回収して後述するゼオライト製造工程に供
給することにより、ＮＨ3型のゼオライトを製造するこ
とができる。
【００２９】結晶性水酸化アルミニウム汚泥（ギブサ
イト）は、結晶性Ａｌ（ＯＨ）3であり、アルミニウム
板またはアルミニウム合金板を製造する過程で発生する
アルミニウム含有廃棄物である。具体的には、冷間圧延
されたアルミニウム板またはアルミニウム合金板を苛性
ソーダ水溶液でエッチング脱脂した際に生成する結晶性
水酸化アルミニウムを遠心分離して得られるものであ
る。水酸化アルミニウムを主成分とする汚泥（結晶性水
酸化アルミニウム汚泥）は、高い割合でアルミニウムを
含有するので、主要なアルミニウム源とすることができ
る。こうした水酸化アルミニウムを主成分とする汚泥
は、Ａｌを約９０〜９９重量％含有する。Ａｌ以外に
は、Ｎａ：０〜１重量％、Ｆｅ：０〜０．３重量％、Ｓ
ｉ：０〜０．２重量％、Ｃａ：０〜０．２重量％、Ｍ
ｎ：０〜１重量％、Ｍｇ：０〜１重量％、Ｃｌ：０〜１
重量％、その他不可避不純物を含有する。
【００３０】アルミ洗浄廃液は、アルミニウム源とし
てＮａＡｌＯ2およびＡｌ（ＯＨ）3を含有する苛性廃液
である。具体的には、アルミニウム押出しダイスに付着
したアルミニウム合金を強アルカリ溶液で溶解した際に
排出される溶液であり、約３〜１０％のアルミニウム源
を含んだ約３．９ｍｏｌ／Ｌ（＝Ｎ）のＮａＯＨ溶液で
ある。なお、ＮａＯＨ溶液の濃度は上記範囲に限られな
い。このとき、ＮａＡｌＯ2は、アルカリ溶液中に溶解
した状態で回収され、Ａｌ（ＯＨ）3は、沈降処理され
て固液分離可能な結晶性Ａｌ（ＯＨ）3にした状態で回
収される。こうしたアルミ洗浄溶液は、ゼオライト原料
となるアルミニウム源とアルカリ成分とを含んでいるの
で、本発明の廃棄物利用法に好ましく使用することがで
きる。
【００３１】なお、このアルミ洗浄廃液は、アルミニウ
ム源として使用される他、後述するゼオライト製造工程
に供給することにより、Ａｌ型のゼオライトを製造する
のに用いることもできる。このＡｌ型のゼオライトは、
コンクリート強度促進剤としての期待がもたれている。
【００３２】上述したアルミニウム含有廃棄物の他
に、アルミニウム製造工場の各工程において任意に発生
する金属アルミニウム屑、アルマイト屑、アルミナ屑等
を、アルミニウム源として使用することもできる。
【００３３】なお、アルミニウム製造工場から排出さ
れるアルミニウム含有廃棄物のみではアルミニウム源が
不足する場合には、アルミニウム含有割合の高い一般廃
棄物を使用してもよい。この場合において、少なくとも
アルミニウム製造工場から排出されるアルミニウム含有
廃棄物においては、ゼロエミッションが達成されること
になる。アルミニウム含有割合の高い一般廃棄物として
は、例えばアルミ缶、アルミホイル、ステンレス等の廃
棄物等を挙げることができる。そして、これらの一般廃
棄物が含有するアルミニウム含有割合としては、７０〜
９０重量％であることが好ましく、高含有量であること
がより好ましい。また、アルミニウムとケイ素の両方を
有するもの、具体的には、石炭灰、都市ゴミ焼却灰、活
性汚泥焼却灰、ゴミ固形化燃料灰等の焼却灰、製紙スラ
ッジ、鋳物スラッジ（廃砂）、灰の溶融スラグ、凝灰岩
（大谷石など）、火山灰、砕屑性土壌（鹿沼土など）砂
利のくず等を用いることもできる。
【００３４】（２）ケイ素源 ケイ素源としては、光ファイバ製造工場から排出される
ケイ素含有廃棄物が使用される。こうしたケイ素含有廃
棄物を使用することにより、光ファイバ製造工場でのゼ
ロエミッション化を達成することができる。
【００３５】具体的なケイ素源としては、ＳｉＯ2を主
成分とする排ガス処理汚泥、光ファイバ屑、プリフォー
ム屑等を挙げることができ、これらの何れか１種又は２
種以上を含むものを使用できる。ケイ素源として、石炭
灰、天然ゼオライト、パーライト、珪藻土等を使用して
もよく、さらに、ケイ素源になりうるこれら以外の一般
廃棄物を使用してもよい。そうした一般廃棄物として
は、例えば石英ガラス、シリコンウエハース等の廃棄物
等を挙げることができる。
【００３６】ＳｉＯ2を主成分とする排ガス処理汚泥
は、光ファイバ製造工場から排出される廃棄物であり、
具体的には、光ファイバの製造原料となる酸化珪素の円
柱状塊（プリフォームともいう。）を生成する際に発生
する塩化水素ガス、塩素ガス、酸化珪素微粉のうちＳｉ
Ｏ2、Ｃｌ2およびＨＣｌを捕捉し、さらに苛性ソーダお
よび酸化第２鉄を添加してｐＨを調整した後に高分子ポ
リマーを添加して凝集・沈殿させ、さらにそれを脱水し
て得られた茶色の脱水ケーキをいう。こうした茶色の脱
水ケーキは、Ｓｉを約２０〜２５重量％含有する。Ｓｉ
以外には、Ｆｅ：３５〜４０重量％、Ｃａ：１〜３重量
％、Ｍｇ：０〜１重量％、Ａｌ：０〜１．５重量％、そ
の他不可避不純物を含有するものであり、含水率が６８
〜７５％程度のものである。
【００３７】また、同様にＳｉＯ2およびＨＣｌを捕捉
した後に、苛性ソーダおよびＰＡＣ（ポリ塩化アルミニ
ウム）を添加してｐＨを調整し、その後に高分子ポリマ
ーを添加して凝集・沈殿させ、さらにそれを脱水して得
られた白色の脱水ケーキも含まれる。この白色の脱水ケ
ーキは、Ｓｉを約６０〜７０重量％含有する。Ｓｉ以外
には、Ｆｅ：０〜１重量％、Ｃａ：０〜１重量％、Ｍ
ｇ：０〜１重量％、Ａｌ：７〜１２重量％、その他不可
避不純物を含有するものであり、含水率が６５〜７０％
程度のものである。
【００３８】ＳｉＯ2を主成分とする排ガス処理汚泥で
ある白色の脱水ケーキおよび茶色の脱水ケーキは、非常
に反応性に優れているので、ゼオライト原料としてのケ
イ素源として好ましく使用される。特に、茶色の脱水ケ
ーキは、Ｆｅを約３０重量％含有するので、Ｆｅ含有型
のゼオライトの製造を容易にさせることができる。な
お、Ｆｅ含有型のゼオライトは、交換性陽イオンとして
Ｆｅ2+を有するほか、バッファーとしてＦｅを含む。そ
のため、Ｆｅ含有型のゼオライトがイオン交換されても
バッファーからＦｅが供給されるので、Ｆｅ含有型のゼ
オライトとしての機能を長期間保持することができる。
また、白色の脱水ケーキは、Ｓｉ成分の他にＡｌ成分を
７〜１２重量％含有するので、この白色脱水ケーキだけ
でも有効なゼオライト製造用原料にすることができ、極
めて特徴的な材料である。
【００３９】また、上述したプリフォームを研磨した屑
および光ファイバ屑をケイ素源として使用することがで
きる。こうしたプリフォーム研磨屑および光ファイバ屑
は、何れもケイ素含有量が極めて高く、ケイ素源として
好ましく使用することができる。特に、プリフォームを
研磨した屑および光ファイバ屑は、ケイ素の純度が極め
て高いことから、ＦＡＵ構造を有するゼオライトの誘導
合成に好ましく用いることができる。
【００４０】また、後述するゼオライトの製造工程で排
出される廃液に含有されるケイ素をケイ素源として用い
ることもできる。こうすることにより、ゼロエミッショ
ンをより一層達成できる。
【００４１】（３）ゼオライトの製造 本発明の廃棄物利用法においては、上述したアルミニウ
ム源とケイ素源とを混合してゼオライトを製造する。す
なわち、本発明の廃棄物利用法によれば、アルミニウム
製造工場から排出されるアルミニウム含有廃棄物をゼオ
ライト製造のためのアルミニウム源として有効利用し、
光ファイバ製造工場から排出される廃棄物または一般廃
棄物をゼオライトの製造のためのケイ素源として有効利
用するので、アルミニウム製造工場および光ファイバ製
造工場の廃棄物をゼロにすることができる。製造された
ゼオライトは各分野で有効利用でき、ゼロエミッション
を達成することができる。
【００４２】ゼオライトは、そうしたアルミニウム源と
ケイ素源とからなるゼオライト原料をアルカリ処理する
ことによって製造される。本発明の廃棄物利用法におい
ては、ゼオライトを、通常の合成法または誘導合成法に
よって製造することができる。
【００４３】通常の合成法 通常の合成法は、ゼオライト原料のＳｉ／Ａｌ比に対応
した種類のゼオライトを合成する方法である。言い換え
れば、製造されるゼオライトの種類が、ゼオライト原料
の組成に依存する合成法である。
【００４４】この合成法において、ゼオライト原料は、
上述したアルミニウム源をなすアルミニウム含有廃棄物
の固体原料又は液体原料と、上述したケイ素源をなすケ
イ素含有廃棄物または一般廃棄物の固体原料又は液体原
料と、アルカリ水溶液とからなり、それらを任意の割合
で配合して準備される。
【００４５】アルカリ水溶液は、ゼオライトの合成反応
には不可欠なものであり、上述した固体原料及び／又は
液体原料の種類によりアルカリ水溶液の種類と濃度が適
宜選択される。具体的には、水酸化ナトリウム水溶液、
水酸化カリウム水溶液等のアルカリ金属、アルカリ土類
金属等を陽イオンとするアルカリ水溶液を挙げることが
できる。
【００４６】アルカリ処理は、ゼオライト原料からゼオ
ライトを合成する基本的なアルカリ反応処理であり、
（イ）アルカリ水溶液の濃度、（ロ）アルミニウム源お
よびケイ素源の固相原料／液相原料比、（ハ）反応時
間、（ニ）撹拌効果、（ホ）圧力、（ヘ）温度、が主な
因子として挙げられる。
【００４７】アルカリ水溶液の濃度としては０．０１〜
６Ｎ（規定。以下同じ。）等の濃度で処理することがで
きるが、この範囲に限定されない。通常、３．５Ｎ程度
が好ましい。
【００４８】アルミニウム源およびケイ素源の固体原料
及び／又は液体原料とアルカリ水溶液との比は、固体原
料及び／又は液体原料：アルカリ水溶液＝１：１〜１：
８等の割合で処理することができる。通常、１：４や
１：８等のように、アルカリ水溶液の割合の高いものが
好ましい。
【００４９】反応時間は、ゼオライトが生成するのに必
要な時間であり、この時間は、他の因子によって大きく
影響される。例えば、圧力、温度、撹拌状態等によって
大きく影響する。通常、数十分から数時間、場合によっ
ては一日程度必要となる。
【００５０】撹拌効果は、特に固体原料にアルカリ水溶
液中のＯＨ基が効率的にアタックして固体成分の溶解性
に大きく影響する因子である。具体的には、プロペラ撹
拌等の機械的な撹拌や、乱流作用や超音波、マイクロ波
振動による撹拌も好ましく採用することができる。こう
した撹拌によって、固体原料へのアルカリ水溶液のアタ
ックや、後述する誘導合成法において固体原料と結晶鉱
物との接触機会をさらに向上させることができ、ゼオラ
イトの生成反応をさらに促進させることができる。こう
した撹拌効果は、液体原料を用いた場合においても効果
的である。
【００５１】圧力と温度は、大気圧下では約８０℃以
上、特に９０℃以上で行うことが好ましい。また、高圧
条件とすることによって約２５０℃程度の高温でも処理
することができる。オートクレーブにより高温高圧条件
下で反応させることによって、アルカリ水溶液の熱振動
を活発化させることができる。
【００５２】こうした通常の合成法によれば、ゼオライ
ト原料のＳｉ／Ａｌ比に対応した種類のゼオライトを合
成することができる。具体的には、Ｓｉ／Ａｌ比が２以
下の場合には、ＬＴＡ型のゼオライトが合成され、Ｓｉ
／Ａｌ比が２〜３の場合には、ＦＡＵ型のゼオライトが
合成される。
【００５３】誘導合成法 誘導合成法は、Ｓｉ／Ａｌ比が特定されていない固体原
料及び／又は液体原料と、アルカリ水溶液とを混合して
なるゼオライト原料中に、特定のＳｉ／Ａｌ比を有する
一種又は二種以上の結晶鉱物を添加し、その結晶鉱物に
対応した特定の種類のゼオライトを製造する方法であ
る。言い換えれば、製造されるゼオライトの種類が、ゼ
オライト原料のＳｉ／Ａｌ比に依存せず、添加される結
晶鉱物のＳｉ／Ａｌ比に依存する合成方法である。
【００５４】この誘導合成法においては、アルミニウム
源、ケイ素源、アルカリ水溶液について、上述の通常の
合成法で採用されるものおよび上述の合成条件をそのま
ま適用することができる。
【００５５】誘導合成法は、添加した結晶鉱物のＳｉ／
Ａｌ比に基づき、合成されるゼオライトの種類が異なる
点に特徴があり、結晶鉱物には、特定のＳｉ／Ａｌ比を
有する一種又は二種以上のものを使用することができ、
この結晶鉱物の種類、Ｓｉ／Ａｌ比ないし添加量に対応
して、特定の種類のゼオライトが誘導され合成される。
【００５６】結晶鉱物としては、ゼオライトまたはゼオ
ライト以外の結晶性物質を用いることができる。
【００５７】結晶鉱物としてのゼオライトとしては、天
然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトのいず
れも用いることができる。天然ゼオライトの例としてホ
ウフッ石群、ホウソーダ石群、リュウフッ石群、ソーダ
フッ石群、ジョウジフッ石群、モルデンフッ石群等の各
種のゼオライト族に属する鉱物、合成ゼオライトの例と
してＬＴＡ型（Ａ３型、Ａ４型、Ａ５型等のゼオライ
ト）、ＦＡＵ型（Ｘ型：Ｓｉ／Ａｌ比＝１．０〜１．
４、Ｙ型：Ｓｉ／Ａｌ比＝１．９〜２．８等のゼオライ
ト）、ＺＳＭ−５等、人工ゼオライトの例としてホージ
ャサイト、フィリップサイト、水和ソーダライト、更に
は誘導合成して得られた人工ゼオライト（ＬＴＡ、ＦＡ
Ｕ型ゼオライト）等を挙げることができる。
【００５８】また、ゼオライト以外の結晶性物質として
は、テクト珪酸塩、フィロ珪酸塩等の結晶性珪酸塩を挙
げることができる。
【００５９】この誘導合成法においては、結晶鉱物の微
細結晶を用いることが好ましく、通常、１００μｍ以下
のものが用いられる。
【００６０】こうした一種又は二種以上の結晶鉱物の種
類、組合せ、Ｓｉ／Ａｌ比および添加量は、誘導合成し
ようとするゼオライトの種類に対応させて選択すること
ができる。具体的には、結晶鉱物としてＬＴＡ（Ａ型な
ど）構造のゼオライトを０．０１〜１０重量％添加した
場合においては、添加した結晶鉱物と同じＬＴＡ（Ａ型
など）構造を有するゼオライトを合成することができ
る。また、結晶鉱物としてＦＡＵ（ＸないしＹ型など）
構造のゼオライトを０．０１〜１０重量％添加した場合
においては、添加したＦＡＵ（ＸないしＹ型など）構造
のゼオライトまたは、添加したＦＡＵ（ＸないしＹ型な
ど）構造のゼオライトよりもケイ素／アルミニウム比の
低いＬＴＡ（Ａ型など）構造を有するゼオライトを合成
することができる。
【００６１】ゼオライト製造廃液の有効利用 ゼオライトの製造工程から排出される廃液は、アルミニ
ウム源またはケイ素源として使用できる。こうした再利
用によって、ゼロエミッションをより一層達成すること
ができる。
【００６２】（４）製造されたゼオライト 本発明に係る製造されたゼオライトは、各分野で有効に
利用される。例えば、アルミ廃液を利用して製造された
Ａｌ型人工ゼオライトは、コンクリートの添加剤として
利用されたり、Ｃａ廃液を利用して製造されたＣａ型人
工ゼオライトは、吸着剤や土壌改良剤として利用され
る。本発明の廃棄物利用法によって製造されたゼオライ
トは、上述の例の他、従来から知られているゼオライト
の利用分野に有効に利用することができると共に他の分
野へ利用可能性も極めて高く、ゼロエミッションの趣旨
にも添うものである。
【００６３】
【実施例】以下に、具体例を示して本発明をさらに詳細
に説明する。なお、本発明の趣旨は、以下の具体例に限
定されるものではない。
【００６４】アルミニウム源として、アルミニウム製造
工場から排出されたアルミ集塵灰、水酸化アルミニウム
を主成分とする汚泥を使用し、ケイ素源として、光ファ
イバ製造工場から排出された廃石英粉末、白色脱水ケー
キ、茶色脱水ケーキを使用し、アルカリ水溶液として、
３Ｎの水酸化ナトリウム水溶液又はアルミニウム製造工
場から排出された２．８５Ｎの苛性アルカリ廃液を使用
し、表２のように組み合わせてゼオライト原料とした。
このとき、ゼオライト原料のＳｉ／Ａｌ比を１又は３と
し、固液比を１：４とした。なお、使用したアルミニウ
ム源とケイ素源の成分組成を表１に示した。
【００６５】
【表１】
【００６６】このゼオライト原料１４ｇを反応容器に入
れ、常圧下約１０５℃前後で４時間撹拌させながらアル
カリ処理を行った。
【００６７】誘導合成法によりゼオライトを製造する場
合には結晶鉱物を添加して特定のゼオライトを誘導合成
した。結晶鉱物としては、ＬＴＡ（Ａ４型）構造のゼオ
ライト（市販品）及びＦＡＵ（Ｆ９型）構造のゼオライ
ト（ホージャサイト：市販品）を用い、それらをケイ素
源及びアルミニウム源からなる原料に対して１０重量％
１．４ｇ添加した。
【００６８】試験後のＣＥＣ（Cation Exchang Capacit
y）値は以下の側定によって求めた。１Ｎ塩化カルシウ
ム溶液にて交換性陽イオンをＣａ2+に置き換え、８０％
エタノール溶液にて十分洗浄した後、１Ｎ塩化アンモニ
ウム溶液にてＣａ2+とＮＨ4 +のイオン交換を行い、原子
吸光光度法によりＣａ2+イオン濃度の測定を行い、各試
料のＣＥＣ値を算出した。また、生成したゼオライトの
確認については、ＸＲＤによって確認した。結果を表２
に示した。
【００６９】
【表２】
【００７０】以上の結果から、アルミニウム製造工場か
ら排出された各種のアルミニウム含有廃棄物および光フ
ァイバ製造工場から排出されたケイ素含有廃棄物を、ア
ルミニウム源およびケイ素源として使用して通常の合成
法によりゼオライトを製造することができた。こうした
実施例１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１
４、１６、１７、１９、２０、２２、２３、２５、２８
によれば、アルミニウム製造工場から排出される廃棄物
のゼロエミッションを達成することができた。
【００７１】また、特定の種類からなるゼオライトを添
加する誘導合成法によってもゼオライトを製造すること
もできた。こうした実施例３、６、９、１２、１５、１
８、２１、２４、２６、２７、２８、２９によれば、ア
ルミニウム製造工場および光ファイバ製造工場から排出
される廃棄物のゼロエミッションを達成することができ
た。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るゼロ
エミッション型有効利用法によれば、アルミニウム製造
工場から排出されるアルミニウム含有廃棄物をゼオライ
ト製造のためのアルミニウム源として有効利用し、光フ
ァイバ製造工場から排出されるケイ素含有廃棄物または
一般廃棄物をゼオライトの製造のためのケイ素源として
有効利用するので、アルミニウム製造工場および光ファ
イバ製造工場の廃棄物をゼロにすることができ、ゼロエ
ミッションを達成することができる。また、本発明によ
れば、Ｓｉ／Ａｌ比が特定されていない廃棄物であって
も、誘導合成法により容易にゼオライト原料とすること
ができ、廃棄物のゼロエミッション化の要請に応えるこ
とができる。
【００７３】本発明に係る製造されたゼオライトによれ
ば、従来から知られているゼオライトの利用分野に有効
に利用することができると共に他の分野へ利用可能性も
極めて高く、ゼロエミッションの趣旨にも添うものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592062943 逸見 彰男 愛媛県松山市来住町645―20 (72)発明者 安藤 生大 千葉県市川市相之川３−11−10−201市川 クローバーハイツ堀木 (72)発明者 逸見 彰男 愛媛県松山市来住町645−20 (72)発明者 浅田 義久 千葉県千葉市中央区東千葉２−11−５ Ｆターム(参考） 4G073 BA57 BA63 CZ01 FB01 FB02 FB11 FB45 FD01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウム製造工場から排出されてア
    ルミニウム源をなすアルミニウム含有廃棄物と、光ファ
    イバ製造工場から排出されてケイ素源をなすケイ素含有
    廃棄物または一般廃棄物とを混合してゼオライトを製造
    することを特徴とするアルミニウム製造工場と光ファイ
    バ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッション型
    有効利用法。
  2. 【請求項２】 前記アルミニウム含有廃棄物が、アルミ
    ドロス、アルミ集塵灰、結晶性水酸化アルミニウム汚
    泥、アルミ洗浄廃液、金属アルミニウム屑、アルマイト
    屑、アルミナ屑の何れか１種又は２種以上を含むことを
    特徴とする請求項１に記載のアルミニウム製造工場と光
    ファイバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッシ
    ョン型有効利用法。
  3. 【請求項３】 前記アルミニウム含有廃棄物は、アルミ
    ニウム含有割合の高い一般廃棄物を含むことを特徴とす
    る請求項１または請求項２に記載のアルミニウム製造工
    場と光ファイバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエ
    ミッション型有効利用法。
  4. 【請求項４】 前記ケイ素源が、ＳｉＯ2を主成分とす
    る排ガス処理汚泥、光ファイバ屑、プリフォーム屑の何
    れか１種又は２種以上を含むことを特徴とする請求項１
    乃至請求項３の何れかに記載のアルミニウム製造工場と
    光ファイバ製造工場から排出される廃棄物のゼロエミッ
    ション型有効利用法。
  5. 【請求項５】 前記ゼオライトの製造において、前記ア
    ルミニウム含有廃棄物とケイ素含有廃棄物とからなるＳ
    ｉ／Ａｌ比が特定されていない固体原料及び／又は液体
    原料と、アルカリ水溶液とを混合してなるゼオライト原
    料中に、特定のＳｉ／Ａｌ比を有する一種又は二種以上
    の結晶鉱物を添加し、当該結晶鉱物に対応した特定の種
    類のゼオライトを製造することを特徴とする請求項１乃
    至請求項４の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光
    ファイバ製造工場から排出されるゼロエミッション型有
    効利用法。
  6. 【請求項６】 前記液体原料の全部又は一部として、前
    記ゼオライトの合成過程から排出された未反応物又は廃
    液を再利用することを特徴とする請求項１乃至請求項５
    の何れかに記載のアルミニウム製造工場と光ファイバ製
    造工場から排出されるゼロエミッション型有効利用法。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
    アルミニウム製造工場と光ファイバ製造工場から排出さ
    れるゼロエミッション型有効利用法により製造されたゼ
    オライト。
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