JPH01151983A - 廃棄物のペレット形態材料への転化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 本発明は、廃棄物（ｒｅｆ　ｕｓｅ）のペレット形態材
料への転化法に関る、。より詳細には、水洗は、廃棄物
、特に家庭廃棄物、を硬質ペレットの形態に転化させる
ことを可能にる、。このペレットは防腐性であり且つ水
に不溶性であり、例えばレンガなどの建築材料の製造に
使用る、ことができ、またはコンクリート製造用骨材と
して使用る、ことができる。

既知のように、絶えず増大している量の廃棄物およびご
みを、汚染や他の厄介な事柄の危険を抑えながら、排除
しなければならないという必要性に起因る、課題は、解
決が益々困難になってきている。

これらの課題に許容可能な解決法を与える目的で、予め
破砕され、場合によって含有されることがある金属体を
含まないごみを、建設目的用材料として使用る、ことが
できる各種の形態および寸法の固体に転化る、ことが、
提案されている。

例えば、仏間特許第２．０９８，７７７号明細書には、
金属シリケートを未選別の解体廃棄物塊に配合し、この
ようにして処理された塊を高圧下でプレス中において圧
密してブロックを形成し、最後に、ブロックを室温で硬
化る、か、例えば、８０〜２００℃の温度に加熱る、こ
とにより硬化る、ことによって、建設材料または充填材
料として使用る、ことができる硬質なコンパクトなブロ
ックを製造る、方法を記載している。

仏国特許出願第２，２８６．１１６号明細書は、金属元
素を除いた後の乾燥解体されたごみから、コンクリート
の製造において、天然砂利の代替品に意図される円柱形
態の骨材を製造る、方法に関る、。この方法を実施る、
一例によれば、解体廃棄物の粉末を腐敗に対る、保護剤
（例えば金属シリケートまたはフルフラール）と、さら
に結合剤（例えば合成樹脂、可溶性ピッチまたは生石灰
）、鉱物バラストおよび結合剤硬化触媒と混合して、濃
いペーストを調製し、このペーストから円筒圧縮体をプ
レス成形によって形成し、これらの圧縮体を最後に硬化
の目的でせいぜい２００℃に等しい温度に加熱る、。

上記文献に記載のような従来技術に係る方法は、必ずし
も満足できるものではない。それは特に、これらの方法
では、建設材料としての用途に鑑みて望ましいであろう
良好な機械的性質、高い生物学的および化学的不活性、
さらには水に対る、実際上零の溶解度を同時に有る、固
体を得られないからである。

［発明の概要］ 本発明の目的は、未選別であり且つ廃棄物に場合によっ
て含有される金属元素、特に第一鉄金属を、それ自体既
知の方法で単純に含まないようにし、次いで破砕された
ごみ塊を、防腐性であり且つ水中で実際上不溶性である
硬質ペレットに転化る、ことにある。この目的で、本発
明に係る方法は、請求項１に記載の特徴を有る、。

要旨 すなわち本発明は、均質な混合物を、金属体を実際上台
まない破砕廃棄物および遊離または結合状態の酸化カル
シウムを含有る、少なくとも１種の粉末状鉱物物質から
調製し、この混合物を圧縮体の形態とし、この圧縮体を
加熱して乾燥させ且つ硬度を増大させ、このようにして
乾燥硬化された圧縮体を破砕して細粒子と繊維との混合
物から構成される微粉砕物質を得て、この物質をアグロ
メレーション処理に付してペレットの形態にる、こと、
を特徴とる、ものである。

このように、本発明に係る方法は、破砕廃棄物および酸
化カルシウム含有鉱物物質から本質上構成される均質な
混合物の加圧下での造粒によって得られた圧縮体の熱処
理と、細粒子（ｇｒａｎｕｌａｒｐａｒｔｉｃｌｅ）お
よび繊維からなる微粉末を調製る、ためのこれらのエレ
メントの粉砕または破砕と、最後のペレット形態へのこ
の粉末のアグロメレーションとの組み合わせに基づく。

効果 驚くべきことに、これら操作のこの新規の組み合わせは
、高い機械的耐性を有し且つ水に対る、実際上零の溶解
度と関連づけられた高い化学的および生物学的不活性を
も有る、ペレットを得ることを可能にし、その結果、汚
染および他の厄介な事柄の危険なしに、これらのペレッ
トを多くの各種有用な目的で、特に建設材料の製造のた
めに、使用る、ことを可能にる、、ということが見出さ
れた。

［発明の詳細な説明］ 遊離または結合状態の酸化カルシウムを含有る、鉱物物
質は、例えば生石灰、フライアッシュ、方解石、ドロマ
イトおよび粘土質物質から選ばれてよい。

破砕廃棄物と酸化カルシウムを含有る、鉱物物質との混
合物の割合は、有利的には、この鉱物物質５〜１０重量
％に対して廃棄物９０〜９５重量％である。

更に、破砕もしくは粉砕廃棄物と酸化カルシウムを含有
る、鉱物物質との混合物は、各種の充填剤、特に遊離ま
たは結合状態の炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム
を含有る、鉱物物質、例えばドロマイト、を含有してい
てもよい。

本発明に係る方法を実施る、ための異なる操作は、いか
なる好適な方法で実施してもよく、特に廃棄物を処理る
、ための既知の技術および通常の装置を使用して実施し
てもよい。

特に、実際上金属元素を含有していない廃棄物を得るた
めに、集積置場へのそれらの除去に由来し、選別および
篩分けの通常の操作に付されて場合によって回収しおよ
び／または再利用してもよい物体、例えば特に大寸法の
金属品目、を分離した廃棄物またはごみを使用る、こと
が可能である。

その後廃棄物は、金属物質、特に鉄、を実際上歯まない
均質な粉末状混合物の形態にされる。この目的のために
、廃棄物は、同時または別個に実施され且つ場合によっ
て金属塊、より詳細には鉄をベースとる、片、を分離し
ようとる、１以上の選別操作と組み合わされた破砕およ
び混合操作に付されてよい。例えば、選別された廃棄物
は、平均塊すイズ約５０ｍ＋＊までとる、第一粗破砕に
付してもよい。この破砕は、鉄粒子および他の強磁性物
質の除去のための磁気選別前にまたは磁気選別後に実施
る、。続いて第二破砕を、例えば回転ハンマー、ミルま
たはシュレッダ−を使用して行って、廃棄物を１０〜２
０ｍｍ未満である最大寸法を有る、粒状物および繊維の
形態の粒子にる、。

また、破砕廃棄物を酸化カルシウムを含有る、鉱物物質
と混合る、操作は、好適な技術および装置を使用る、こ
とにより、特に断続的にまたは連続的に機能る、配合装
置および自動ミキサーによって行ってもよい。

破砕廃棄物と酸化カルシウム含有鉱物物質との混合物か
ら圧縮体を製造る、ためには、ローラーおよびダイを有
る、回転造粒装置、例えば造粒動物飼料の製造のために
使用されている種類“の装置、を有利に使用る、ことが
可能であり、１５０〜９００バ一ル程度の圧力下での造
粒によって、例えば長さ５〜６０龍および直径２〜２０
關を有る、円筒形状の圧縮体を得ることが出来る。

圧縮体の熱処理は、水平回転軸を有る、回転管状窓（こ
の窯は熱風によって加熱され且つ圧縮体の回転を保証る
、螺旋形内壁を有る、）中を軸方向に通過させることに
よって有利に行われる。特に、バーナーによって約２５
０〜４００℃の温度に加熱され且つ圧縮体と同じ方向に
流れる気流が通過る、窯またはオーブンを使用る、こと
が可能である。

この処理の効果は、圧縮体の水分を、例えば５重量％の
値に、減少させること、および酸化カルシウムの炭酸カ
ルシウムへの変換による炭酸化作用によって硬度を増大
させること、である。圧縮体の破砕は、乾燥硬化後に、
いかなる好適な方法で行ってもよく、特に破砕物質の通
過用着脱自在のグリッドを有る、ハンマーミルを使用る
、ことによって行ってもよい。これによって、例えば初
期廃棄物に含有される布類、プラスチックスおよびセル
ロース系材料に由来る、、成る割合の繊維状物質と、ガ
ラス、石灰石などの鉱物物質またはこの廃棄物に含有さ
れる有機物質の破砕から生ずる、成る割合の細粒子とを
有る、粉砕物質が得られる。繊維の長さは、有利的には
、圧縮体の破砕または粉砕条件により、または繊維の長
さを調節る、その後の操作、例えば篩分は操作、を実施
る、ことにより、大部分が所定の範囲内、好ましくは０
．１〜３０ｍｍ、である長さを有る、ように調節る、。

例えば、粉砕ミルのグリッドの細かさ、例えば１〜４ｍ
ｍ、の好適な選択によって、圧縮体を破砕る、時に繊維
の長さおよび一般に粉砕物質の粒径を調節る、ことが可
能である。

圧縮体の破砕または粉砕によって得られた粉砕物質から
ペレットを形成る、ようにアグロメレーション処理を実
施る、ためには、好適な装置、例えばドラム型およびパ
ン型凝集装置並びにこれらの２種の装置の組み合わせか
ら選ばれるもの、が使用されてもよい。

アグロメレーション処理前に、粉砕物質に少なくとも１
種の結合剤および少なくとも１種の鉱物充填剤を加える
ことが有利である。

結合剤としては、水硬セメント、クリーニングスラッジ
のか焼アッシュおよび粉末形態のフェロシリコンから選
ばれる物質を使用る、ことが好ましい。鉱物充填剤とし
ては、例えば炭酸カルシウム、粉末状石灰石、水硬性石
灰、粘土、建設材料の回収設備に由来る、ダストおよび
また他の工業設備に由来る、ダストを使用る、ことが可
能である。

粉砕物質または粉砕物質と結合剤と場合によって配合さ
れる充填剤との混合物のアグロメレーションを行うため
に、成る量の水を、アグロメレーション処理前またはア
グロメレーション処理時に、この物質または混合物に加
えることが有利である。

例えば、細粒子および繊維から構成される粉砕物質への
結合剤、場合によって配合される鉱物充填剤および水の
添加は、均質な混合物を調製る、ような方法で、アグロ
メレーション処理を実施る、のに使用る、装置の上流に
配置されたミキサー中で行うことが可能である。また、
この混合物を、このアグロメレーション処理を実施る、
のに使用る、装置中で実際に調製る、ことも可能である
。

或いは、結合剤および場合によって配合される鉱物充填
剤を、アグロメレーション処理を実施る、のに使用る、
装置の上流に配置されたミキサー中で細粒子および繊維
から構成される粉砕物質に加えることにより第一の均質
混合物を調製し、且つこのアグロメレーション処理を実
施る、のに使用る、装置で、この混合物のアグロメレー
ションを生じさせるのに十分な量の水の添加を行うこと
が可能である。

本方法を実施る、のに有利である別の変更法によれば、
結合剤および場合によって配合される鉱物充填剤を、造
粒装置の上流に配置されたミキサー中で上記量の水と混
合し、このようにして得られた混合物を細粒子および繊
維から構成される粉砕物質と同時にこの装置に導入る、
。本方法の操作法のなお別の変更法によれば、細粒子お
よび繊維から構成される粉砕物質と、結合剤と、鉱物充
填剤との均質な混合物を、ミキサーの目的も勤めるドラ
ム型造粒装置中で調製し、次いで、ペレットの形態のこ
の混合物のアグロメレーションを可能にる、量の水を加
える。ドラムはペレットを調製る、ような方法で操作さ
れ、次いで、このようにして得られたペレットはプレー
ト型造粒装置に移送される。このプレート型造粒装置に
おいてアグロメレーション処理は終わる。例えば、造粒
装置に、結合剤と鉱物充填剤との均質な混合物を、また
は結合剤と鉱物充填剤と粒状物形態の粒子と繊維とから
構成される粉砕物質との均質な混合物を供給して初期ペ
レットの拡大を生じさせ、且つ中心部分の組成とは異な
る組成を有る、殻で被覆された中心部分からなるペレッ
トを形成る、ことが可能である。この特定の配置は、中
心部分よりも硬い周辺部分を有る、ペレットを得ること
を可能にる、。

有利には、アグロメレーション処理によって得られたペ
レットをその後硬化処理に付すことが可能である。例え
ば、この硬化処理（その条件は、ペレットを構成る、材
料の性状および主として使用すべき結合剤の性状に適し
ている）は、ペレットを高い圧力、熱またはスチームの
作用、またはこれらの３つの因子の少なくとも２つの組
み合わせに付すことからなる少なくとも１つの操作から
なっていてもよい。所望の構造、特に複合構造、を有る
、ペレットを得るために、上記操作を互いに組み合わせ
ることは明らかに可能である。

［実施例］ 例１ 破砕または微粉砕された家庭ごみ９５２重量部の第一均
質混合物を調製る、。この混合物は、湿分３０重量％程
度（集積された家庭ごみ１０００重量部の量からスクラ
ップ金属４８重量部を除去した結果として生ずる）、生
石灰５０重量部および炭酸カルシウム５重量部を含有る
、。この混合物は、ローラーおよびダイを備えるプレス
中において１５０バ一ル程度の圧力下で、直径８ｍｍお
よび１０〜２０ｍ＋ｓで可変な長さを有る、円柱圧縮体
を形成る、、ような方法で、圧縮される。これらの圧縮
体は、水平軸を有る、２５０℃程度の温度の熱風流が通
過る、回転自在の管状炉または窯を通過る、ことによっ
て、乾燥／硬化処理に付される（窓中での圧縮体の移動
時間は３０分程度である）。

このようにして、１重量％よりもわずかに低い水分を有
る、上記圧縮体７２０重量部が得られる。

これらの圧縮体を直径２ｍｍのグリッドを備えたハンマ
ーミルによって微粉末にる、。粒子および異なる繊維長
０．１〜３０關を有る、繊維から構成される粉砕物質が
得られる。

ミキサーを使用して、下記割合（重量部）のこの粉砕物
質と水硬セメントと粉末状チョークとの均質な混合物を
調製る、。

ごみをベースとる、粉砕物質　　　　　　２石灰岩粉末
　　　　　　　　　　　　　　１水硬セメント　　　　
　　　　　　　　　　１次いで、この混合物に、造粒ド
ラムによって構成されている常に同じミキサー中で、上
記混合物１００重量部に対して水７０重量部の割合に対
応る、量の水を加えて、ペーストを調製る、。次いで、
ドラムミキサーを造粒ドラムとして機能させて、ペース
トを回転楕円面状ペレットの形態にさせる。次いで、こ
のようにして得られた第一ペレットを造粒パンに移送る
、。次いで、造粒パンを回転させながら、最初の混合物
中の粉砕物質１００重量部に対して約４０重量部の量の
、セメントと石灰質粉末との等重量割合の均質な乾燥混
合物を加える。このようにして、直径が漸次増大る、ペ
レットが得られる（ペレットはプレートの外側に落ちな
がら所望の最終直径を有る、）。最後に得られたペレッ
トを開放空気中で室温において標準湿度条件下で数日貯
蔵る、ことによって乾燥させる。このようにして、直径
２〜１５關を有し且つ水分３０重量％程度の場合に嵩密
度が７５０）ｃｇ／ｍ３であるペレットが得られる。各
々のペレットは、中心部分よりも硬く且つ水中に溶けに
くい周辺部分または殻を有る、。

例２ 家庭ごみは、例１の初めの部分に記載のような方法で、
細粒子および繊維からなる不活性不溶性粉砕物質に変換
る、。次いで、回転楕円面状ペレットの形態材料を、造
粒パンにより造粒る、ことによって、この粉砕物質から
調製る、。この方法は、単一リムを有る、造粒パンの代
わりに二重リムを有る、、即ち中心部分を囲む環状帯を
具備る、、ものを使用る、以外は例１に記載のものと同
様である。

パンの中心部分に導入る、初期混合物の組成は、次の通
りである（重量部比）。

ごみをベースとる、粉砕物質　　　　　１０水硬セメン
ト　　　　　　　　　　　　　　７この混合物を造粒パ
ンに流し込み、例１に記載の割合と同一の割合の水を、
この混合物に噴霧る、ことによって造粒パン中に加える
。環状造粒帯に入るペレットは、中心環状造粒部分のリ
ム上を通過る、ことによって、可変であり且つ７〜１１
龍である直径を有る、。環状造粒帯において、ペレット
に、下記組成（重量部）を有る、ポルトランドセメント
と石灰質粉末との均質な混合物を散布る、。

ポルトランドセメント　　　　　　　　　　１石灰質粉
末　　　　　　　　　　　　　　１使用されるこの混合
物の割合は、ごみベースを有る、細粒子および繊維から
構成される粉末物質１００重量部に対して５０重量部で
ある。この混合物と同時に、水を散布によって加えて、
アグロメレーションを可能にる、。

最後に得られる直径が８〜１２ｍｍであるペレットは、
環状造粒帯のリム外を通過し、標準湿度条件下で室温に
さらされて、最終硬化を得る。

このようにして、中心部分よりも硬い周辺部を有る、ペ
レットが得られる。物質の嵩密度は約７００ｋｇ／ｍ３
である。

例３ 例１に従って得られたペレットをコンクリート製造用骨
材として使用る、。この目的で、ペレットを、ペレット
とセメントとの混合物１ｍ３当たり４００ｋｇのセメン
トの量に対応る、セメントと水との薄いモルタル（水／
セメント重量比０．５７）と混合る、。

硬化期間３６日後、このようにして得られたコンクリー
トブロックは、密度１５００ｋｇ／　　を有し且つ下記
の機械的特性を有る、。

屈曲下テノけん引力Ｎ／ｍ＋ｉ２１．　７８耐圧縮性（
立方体）Ｎ／ｌｌｌ１１２７，１７断熱係数（Ｗ／ｍ−
Ｋ）は、０．５５である。

例４ 例１に従って得られたペレットをセメントと混合し、水
を加え、この混合物を型中で振動させながら圧密る、こ
とによって、ペレットをレンガ製造用骨材として使用る
、。使用る、セメントの割合は、混合物１ｍ３当たり３
００ｋｇのセメントの重量に対応る、。室温で３２日間
乾燥硬化後（水分をセメントの重量と比較して約２０重
量％にさせる）、このようにして得られたレンガは、比
重１６５０ｋｇ／ｍ　　および耐圧縮性４．　３Ｎ／Ｉ
ｌ＋ｎ２を有る、。断熱係数λは０．４５Ｗ／ｍ−にで
あり、このことはレンガを非常に良好な断熱性を有る、
壁の建設に使用る、ことを可能にる、。

出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属体を実際上含まない破砕廃棄物および遊離また
   は結合状態の酸化カルシウムを含有する少なくとも１種
   の粉末状鉱物物質から均質な混合物を調製し、この混合
   物を圧縮体の形態とし、この圧縮体を加熱して乾燥させ
   且つ硬度を増大させ、このようにして乾燥硬化された圧
   縮体を破砕して細粒子と繊維との混合物から構成される
   微粉砕物質を得て、この物質をアグロメレーション処理
   に付してペレットの形態にすることを特徴とする、廃棄
   物のペレット形態材料への転化法。 ２、粉砕物質の繊維長を圧縮体の破砕時におよび／また
   は破砕後の操作により調節する、請求項１に記載の方法
   。 ３、破砕後の繊維の長さを調節する操作が、篩分けであ
   る、請求項２に記載の方法。 ４、圧縮体の破砕および／または破砕後の繊維の長さを
   調節する操作を、繊維が長さ０．１〜３０ｍｍを有する
   ように行う、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
   方法。 ５、アグロメレーション処理を、ドラム型およびパン型
   アグロメレーション装置並びにこれらの２種の装置の組
   み合わせから選ばれる装置によって行う、請求項１ない
   し４のいずれか１項に記載の方法。 ６、アグロメレーション処理を実施する前に少なくとも
   １種の結合剤を粉砕物質に加えて均質な混合物を調製す
   る、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。 ７、結合剤が、水硬セメント、精製スラッジからのか焼
   アッシュおよび粉末形態のフェロシリコンから選ばれる
   ものである、請求項６に記載の方法。 ８、粉末形態の少なくとも１種の鉱物充填剤を更に粉砕
   物質に加える、請求項６に記載の方法。 ９、鉱物充填剤が、炭酸カルシウム、粉末状石灰岩、水
   硬性石灰、粘土および建設材料の回収設備に由来するダ
   ストから選ばれるものである、請求項８に記載の方法。 １０、細粒子および繊維から構成される粉砕物質に加え
   られる結合剤および鉱物充填剤の全割合が、乾燥状態の
   最終物質１ｍ＾３当たり３００〜１８００ｋｇの重量に
   対応するものである、請求項６ないし９のいずれか１項
   に記載の方法。 １１、粉砕物質、または粉砕物質と結合剤と場合によっ
   て配合される鉱物充填剤との混合物に、この物質または
   この混合物のアグロメレーションを可能にするのに十分
   な量の水を加える、請求項１ないし１０のいずれか１項
   に記載の方法。 １２、粉砕不活性物質への結合剤、鉱物充填剤および水
   の添加を、アグロメレーション処理を行うのに使用する
   装置の上流に配置されたミキサー中で行う、請求項１な
   いし１１のいずれか１項に記載の方法。 １３、粉砕物質への結合剤および水、および場合によっ
   て配合される鉱物充填剤の添加を、アグロメレーション
   処理を行うのに使用する装置中で行う、請求項１ないし
   １１のいずれか１項に記載の方法。 １４、細粒子および繊維から構成される粉砕物質への結
   合剤および鉱物充填剤の添加を、第一の乾燥均質混合物
   を調製するように、アグロメレーション処理を行うのに
   使用する装置の上流に配置されたミキサー中で行い、且
   つこの第一の混合物への水の添加をこのアグロメレーシ
   ョン処理を行うのに使用する装置中で行う、請求項１な
   いし１２のいずれか１項に記載の方法。 １５、上記粉砕物質と結合剤と場合によって配合される
   鉱物物質との混合物を調製し、次いでこの混合物をペレ
   ット形態にさせる、これら２つの操作を同じミキサー造
   粒装置中で実施し、次いで、このようにして得られたペ
   レットを造粒パン上に置き、粉末形態の結合剤または結
   合剤と鉱物物質との粉末状混合物を加えて、中心部分の
   組成とは異なる組成の周辺部分によって囲まれた中心部
   分を有するペレットを形成する、請求項１ないし１２の
   いずれか１項に記載の方法。 １６、結合剤および鉱物充填剤を、アグロメレーション
   処理を行うのに使用する装置の上流に配置されたミキサ
   ー中で、水と混合し、このアグロメレーション処理を行
   うのに使用する装置に上記粉砕物質およびこのミキサー
   で得られた混合物を導入して、中心部分の組成とは異な
   る組成を有する殻によって取り囲まれた中心部分からな
   るペレットの形態の全体のアグロメレーションを生じさ
   せる、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法
   。 １７、アグロメレーション処理によって得られたペレッ
   トを硬化処理に付す、請求項１ないし１６のいずれか１
   項に記載の方法。 １８、硬化処理が、ペレットを高い圧力、熱またはスチ
   ームの作用、またはこれらの３つの因子の少なくとも２
   つの組み合わせに付すことからなる少なくとも１つの操
   作からなる、請求項１７に記載の方法。