JP2009226309A - 廃石膏ボードの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃石膏ボードから紙及びセルロース繊維を効率よく分離し、これらの含有率の低い石膏を得て、ポルトランドセメント等の石膏成分中に高い割合で置換して使用することのできる再資源化した石膏を容易に得る方法を提供する。
【解決手段】廃石膏ボードを粗砕し、粗砕物に水を添加して濃度が０．３質量％以上１０質量％以下のスラリーとし、スラリーをろ過して石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離する。石膏を分離した水をスラリー用水として循環使用することができる。粗砕物をスラリー化する前に、粗砕物を乾式篩装置に通過させ、粗砕物に付着している紙を除去することが好ましい。廃石膏ボードの粗砕には、ディスクミルを用いることができ、ろ過を行う際に、湿式固定篩、特にウェッジワイヤースクリーンを用いることが好適である。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃石膏ボードの処理方法に関し、特に、廃石膏ボードに付着している紙及びセルロース繊維を分離した後の石膏をセメント原料として再利用する方法に関する。

従来、建築物の改装・解体や新築内装工事等に伴って大量に発生する廃石膏ボードは、その大部分が再利用されることなく廃棄され、安定型最終処分場に埋立処理されていた。しかし、近年、この廃石膏ボードから高濃度の硫化水素が発生する虞があることが確認されたため、安定型最終処分場に埋立処理することができず、よりコストがかかる管理型最終処分場に埋立処理することが必要になった。これに加え、埋立処分場の確保が困難になりつつあることから、廃石膏ボードの再利用方法が求められていた。

そこで、例えば、特許文献１には、廃石膏ボードから乾式破砕により紙を除去して得られる回収石膏を、石膏成分の少なくとも一部として含有することを特徴とするコンクリート用ポルトランドセメントが提案されている。

特開２００３−１９２４０３号公報

しかし、廃石膏ボードから回収された石膏は、紙及びセルロース繊維を多く含むため、そのままの状態でセメント原料として使用すると、セメント組成物のフロー値の低下等の弊害が生じる虞がある。そのため、上記特許文献１に記載の技術によると、廃石膏ボードから回収した石膏をポルトランドセメントに使用する割合を低く抑えざるを得ず、廃石膏ボードを大量に処理することが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、廃石膏ボードから紙及びセルロース繊維を効率よく分離し、これらの含有率の低い石膏を得て、ポルトランドセメント等の石膏成分中に高い割合で置換することのできる再資源化した石膏を容易に得る方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、廃石膏ボードの処理方法であって、廃石膏ボードを粗砕し、該粗砕物に水を添加して濃度が０．３質量％以上１０質量％以下のスラリーとし、該スラリーをろ過して石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離することを特徴とする。

そして、本発明によれば、粗粉砕した後ろ過する際のスラリーの濃度を低く設定することにより、石膏を膨潤させて紙及びセルロース繊維を分離し易い状態としてろ過を行うため、石膏と紙及びセルロース繊維とを効率よく分離することができ、紙及びセルロース繊維の含有率の低い石膏を容易に得ることができる。

前記廃石膏ボードの処理方法において、前記石膏を含むスラリーから石膏を分離し、石膏を分離した水を前記スラリー用水として循環使用することができる。これにより、廃石膏ボードの処理に伴って消費する水量を低く抑え、運転コストを低減することができる。

前記廃石膏ボードの処理方法において、前記粗砕物をスラリー化する前に、該粗砕物を乾式篩装置に通過させ、該粗砕物に付着している紙を除去することができる。予め分離可能な紙を除去することにより、後段の粉砕工程、ろ過工程等での負担を軽減し、より効率よく紙及びセルロース繊維を分離することができる。

前記廃石膏ボードの処理方法において、前記スラリーをろ過する前にディスクミルを用いて粉砕することができ、該スラリーを粉砕することでより効率よく紙及びセルロース繊維を分離することができる。この際、ディスクミルのディスク幅を、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。

前記廃石膏ボードの処理方法において、前記ろ過を行う際に、湿式固定篩を用いることができ、湿式固定篩としてウェッジワイヤースクリーンを用いることができる。また、この際、ウェッジワイヤースクリーンのスリット幅を、５０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

以上のように、本発明によれば、廃石膏ボードから紙及びセルロース繊維を効率よく分離し、これらの含有率の低い石膏を得て、ポルトランドセメント等の石膏成分中に高い割合で置換することのできる再資源化した石膏を容易に得ることができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる廃石膏ボードの処理方法を実施するためのシステムの一例を示し、この処理システム１は、廃石膏ボードを粗砕する粗砕装置２と、粗砕物に付着している紙を除去する乾式篩装置３と、乾式篩装置３を通過した粗砕物を微粉砕しながらスラリー化するディスクミル４と、ディスクミル４からのスラリーに水を添加してスラリー濃度を調整するスラリー濃度調整装置（以下、「濃度調整装置Ｓ」という）５と、濃度調整装置５からのスラリーを石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離するウェッジワイヤースクリーン（以下、「ＷＷＳ」という）６と、ＷＷＳ６からの石膏を含むスラリーから石膏を分離回収する石膏回収装置７とで構成される。尚、廃石膏ボードとは、石膏ボードの製造時、新築内装工事等の際に発生した石膏ボード端材や、建築物の改装・解体や新築内装工事等に伴って発生した石膏ボード等、取り扱われる石膏ボードをいう。

粗砕装置２は、廃石膏ボードを粗砕し、最大粒径が１０ｍｍ程度の粗砕物を得るために備えられ、ジョークラッシャ等を用いることができる。

乾式篩装置３は、廃石膏ボードを粗砕して得られた粗砕物に付着している紙を分離除去するために設けられ、目開き５ｍｍ程度の振動篩装置等を使用することができる。

ディスクミル４は、乾式篩装置３を通過した粗砕物に水を添加し、１０質量％程度の濃度にしたスラリーを微粉砕するために備えられる。ディスクミルとは、相対向する２枚のディスク間で被粉砕物を加圧力と摩擦力とで粉砕する装置であって、被粉砕物は、固定刃の中心から粉砕室に入り、回転刃の遠心力でディスクの外周に向かって強制移行され、ディスク内側の傾斜型グラインダによって外周に向かうにつれて粗粉砕から微粉砕される。後段のＷＷＳ６での石膏と紙及びセルロース繊維との分離を効率よく行うため、ディスクミル４のディスク幅を５０μｍ以上５００μｍ以下に設定することが好ましい。

濃度調整装置５は、ディスクミル４からのスラリーにさらに水を添加し、スラリーの濃度を０．３質量％以上１０質量％以下に調整するために設けられ、撹拌手段を備えた容器等が用いられる。

ＷＷＳ６は、濃度調整装置５からのスラリーを、石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離するために設けられる。ＷＷＳとは、逆三角形の横断面を有するワイヤー部材を等間隔に並べてスリットを形成したスクリーンであって、例えば、ファインウェッジ（登録商標、東洋スクリーン工業株式会社製）を使用することができる。ここで、ＷＷＳ６のスリット幅を、５０μｍ以上２００μｍ以下に設定することが好ましい。スリット幅が５０μｍ未満であると、スリットにセルロース繊維が詰まり易く、処理効率が低下するため好ましくなく、スリット幅が２００μｍを超えると、セルロース繊維がスリットを通過するため好ましくない。

石膏回収装置７は、ＷＷＳ６からの石膏を含むスラリーを固液分離して石膏を回収するために備えられ、フィルタプレス、ベルトフィルタ、デカンター等の固液分離装置が用いられる。石膏を分離後の水は、ディスクミル４又は濃度調整装置５において循環使用する。

次に、上記構成を有する処理システム１を用いた本発明にかかる廃石膏ボードの処理方法について図１を参照しながら説明する。

粗砕装置２によって廃石膏ボードを粗砕し、最大粒径が１０ｍｍ程度の粗砕物を得た後、乾式篩装置３によって粗砕物に付着している紙を分離除去する。これによって、予め分離可能な紙を除去し、後段工程での負担を軽減する。

次に、乾式篩装置３を通過した粗砕物に水を添加し、１０質量％程度の濃度にしたスラリーをディスクミル４に供給し、微粉砕する。このディスクミル４によって、粗砕物は、５０μｍ〜５００μｍ程度に微粉砕される。

次いで、濃度調整装置５において、ディスクミル４から排出されたスラリーにさらに水を添加し、スラリーの濃度を０．３質量％以上１０質量％以下に調整する。濃度調整装置５に備えられた撹拌手段を用いて均質なスラリーとする。

次に、濃度調整装置５からＷＷＳ６に上記スラリーを供給し、石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離する。石膏を含むスラリーは、スリットを通過し、紙及びセルロース繊維はスリットを通過せず、篩上に残る。

最後に、石膏回収装置７において、ＷＷＳ６からの石膏を含むスラリーを固液分離して石膏を回収する。石膏を分離した後の水は、ディスクミル４又は濃度調整装置５において循環使用する。

尚、上記実施の形態においては、粗砕装置２による粗砕物をディスクミルを用いて粉砕したが、ディスクミル以外の粉砕手段を用いることも可能であり、最終的なろ過を行うにあたってＷＷＳ６を用いたが、他の篩装置を用いることもできる。

実施例として、図２に示すように、廃石膏ボードを粗砕して得られた粗砕物を、目開き５ｍｍの乾式篩装置を通過させた後、水と混合して濃度１０質量％のスラリーを作成し、ディスク幅を２００μｍに設定したディスクミルで微粉砕し、さらに水を添加して１．８質量％濃度のスラリーとして石膏を膨潤させた後、スリット幅を１００μｍに設定したＷＷＳでろ過した。同じ操作を３回行い、実施例１〜３とした。

比較例として、図３に示すように、廃石膏ボードを粗砕して得られた粗砕物を、目開き２．５ｍｍの乾式篩装置を通過させた後、水と混合して濃度１０質量％のスラリーを作成し、ディスク幅を２００μｍに設定したディスクミルで微粉砕し、その後、目開き１０６μｍの湿式振動篩装置でろ過した。

表１は、実施例１〜３と比較例におけるセルロース繊維の分離効率及び分離性能を示す。同表において、分離効率は、各スクリーン（実施例ではＷＷＳ、比較例では湿式振動篩装置）を通過した物と、通過しなかった物の乾燥ベースでの量の割合を示す。また、分離性能は、各スクリーンを通過した物と、篩上に残った物に含まれる繊維の割合を示す。

同表より、実施例１〜３のいずれも、スクリーンの通過割合が９４〜９８質量％と高い上、該粗砕物に含まれる繊維の割合が、０．００５質量％と非常に低く、紙及びセルロース繊維がほとんど除去された石膏を回収できていることが判る。一方、比較例では、スクリーンの通過割合が８０質量％と低い上、該粗砕物に含まれる繊維の割合が、０．０１質量％と実施例を上回っており、本発明の優位性が証明された。

本発明にかかる廃石膏ボードの処理方法を実施するための処理システムの一例を示すフローチャートである。 本発明にかかる廃石膏ボードの処理方法の実施例を説明するためのフローチャートである。 本発明にかかる廃石膏ボードの処理方法の比較例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 処理システム
２ 粗砕装置
３ 乾式篩装置
４ ディスクミル
５ 濃度調整装置
６ ＷＷＳ
７ 石膏回収装置

Claims (8)

1. 廃石膏ボードを粗砕し、
   該粗砕物に水を添加して濃度が０．３質量％以上１０質量％以下のスラリーとし、
   該スラリーをろ過して石膏を含むスラリーと、紙及びセルロース繊維とに分離することを特徴とする廃石膏ボードの処理方法。
2. 前記石膏を含むスラリーから石膏を分離し、
   石膏を分離した水を前記スラリー用水として循環使用することを特徴とする請求項１に記載の廃石膏ボードの処理方法。
3. 前記粗砕物をスラリー化する前に、該粗砕物を乾式篩装置に通過させ、該粗砕物に付着している紙を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃石膏ボードの処理方法。
4. 前記スラリーをろ過する前にディスクミルを用いて粉砕することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の廃石膏ボードの処理方法。
5. 前記ディスクミルのディスク幅が、５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の廃石膏ボードの処理方法。
6. 前記ろ過を行う際に、湿式固定篩を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の廃石膏ボードの処理方法。
7. 前記湿式固定篩は、ウェッジワイヤースクリーンであることを特徴とする請求項６に記載の廃石膏ボードの処理方法。
8. 前記ウェッジワイヤースクリーンのスリット幅が、５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の廃石膏ボードの処理方法。

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