ポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法
【課題】ＰＣＢを分解して再生資材として有効に利用することを可能とする、新規のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法を提供する。
【解決手段】酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して混合してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含む。好ましくは、混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有する。
【解決手段】酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して混合してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含む。好ましくは、混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害なポリ塩化ビフェニルオイルを資源化するポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）オイルは、かつてトランスなどの機器の電気絶縁油などに多用されてきた。しかし、ＰＣＢは、毒性が高く安全に処理する必要がある。なお、ＰＣＢの代表的な処理方法は焼却であったが、焼却中にダイオキシンなどの新たな有害物質が発生する虞があった。このため、ＰＣＢの様々な処理方法が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、マグネシウムを含有する処理剤を用い、カルシウムの分解作用と発熱反応を利用してＰＣＢオイルを、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの無害な塩素化合物に変化させる方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この方法は、処理後においてもＰＣＢの残留量に大きなばらつきがあるばかりでなく、ＰＣＢオイルが一旦は無害な塩素化合物に分解されるものの、時間の経過とともに分解物が再びＰＣＢに戻るという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２には、ＣａＯの分解作用と石英斑岩の発する遠赤外線とをＰＣＢオイルに作用させてＰＣＢオイルを粉末に分解し、この粉末を固化してペレットとした後、ガラスカレットとともにＰＣＢの熱分解温度以上の温度で熱溶融させる方法が提案されている。この方法によれば、熱溶融により得られたスラグを冷却後、再生資材として利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，７４４，６８９号公報
【特許文献２】特開２００３−７９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記特許文献２に記載の方法をさらに改良し、ＰＣＢを分解して再生資材として有効に利用することを可能とする、新規のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法は、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有するものである。
【００１０】
本発明の再生資材は、本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法によれば、鹸化分解によりポリ塩化ビフェニルオイルを分解することができ、さらに固化させて再生資材として用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法は、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むものである。
【００１３】
はじめの分解工程において、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末を混合して混合粉末とする。酸化マグネシウム粉末は、つぎの固化工程においてペレットを高強度で固化させるための成分であり、好ましくは、混合粉末中に５０〜８０質量％含有させる。酸化カルシウム粉末は、ポリ塩化ビフェニルオイルを分解するための成分であり、好ましくは、混合粉末中に１０〜４０質量％含有させる。磁鉄鉱粉末は、得られた再生資材に遠赤外線効果を付与するための成分であり、好ましくは、混合粉末中に５〜１０質量％含有させる。この混合粉末にポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合する。ポリ塩化ビフェニルオイルの添加量は、混合粉末１００質量部に対して６０〜８０質量部とするのが好ましい。そして、水を添加する。水の添加量は、混合粉末１００質量部に対して１０〜２０質量部とするのが好ましい。水を添加して攪拌すると、酸化カルシウム粉末は水と反応して発熱し、水酸化カルシウムを生じる。この水酸化カルシウムによりポリ塩化ビフェニルオイルが鹸化される。このとき、酸化カルシウム粉末が水と反応する際の発熱により、１００〜２００℃に温度が上昇する。この温度の上昇により、鹸化反応は速やかに進行し、攪拌を継続すると約１時間後にポリ塩化ビフェニルオイルは９０〜９５％分解される。
【００１４】
つぎの固化工程において、さらに水を添加して混合した後、混合物を型等に入れて成形してペレットとする。なお、型等に入れるときの混合物の含水率は好ましくは５０〜６０％とする。型等に入れて７〜１０日程度放置すると固化してペレットが得られる。ペレットの形状としては、例えば、直径３０〜５０ｍｍの玉状とすることができる。この固化中においてもポリ塩化ビフェニルオイルの鹸化反応が継続する。その後、このペレットを溶融炉等に投入して溶融させる。ここで、コークスを燃料とする溶融炉が好適に用いられ、コークスを燃料としたときの溶融温度は、例えば１６００〜１７００℃とすることができる。なお、ペレットには水酸化カルシウムが含まれるため、コークスを燃料としたときの溶融炉内に投入する必要のある石灰石を投入する必要はない。また、ペレットには酸化マグネシウムが含まれているため、セメントにより固化した場合よりも強度が高く、溶融炉等の熱風によってペレットが風化することが抑制される。したがって、溶融炉から発生する飛灰を少なくすることができ、環境にもよい。また、残存するポリ塩化ビフェニルオイルは、溶融時に完全に熱分解される。なお、ペレットにカレットやセメントなどを混合してから溶融してもよく、適宜変形実施可能である。カレットを混合した場合は、ペレットとカレットが溶融して一体化したスラッグが得られる。このスラッグは、必要に応じて粉砕した後、再生資材として使用することができる。
【００１５】
上記のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られた再生資材は、磁鉄鉱が含まれているため、植物の生育に適した波長の遠赤外線を放射する。したがって、この再生資材を消波ブロック、漁礁などに用いれば、海草、藻類の生育が促進される。また、アスファルト舗装の骨材に用いれば、融雪効果に優れた道路を施工できる。さらに、この再生資材をビーズ状に加工して培地土に混合すれば、好気性バクテリアの増殖、植物の育成の促進という効果のほか、病害虫を防ぐ効果が得られる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。予め調製した酸化マグネシウム粉末６５質量％、酸化カルシウム粉末３０質量％、磁鉄鉱粉末５質量％からなる混合粉末１００ｋｇをミキサーに投入し、さらに、ＰＣＢオイルを６０〜７０ｋｇ投入した。そして、攪拌羽根を回転させて、混合粉末とトランスオイルとを均一に攪拌し混合し、さらに、水１０〜２０ｋｇを注入して攪拌した。混合物は時間の経過とともに温度が上昇し、約３０分経過後に最大温度の約１５０℃に達した。約６０分後に分析を行ったところ、ＰＣＢの約９０％が分解していた。
【００１７】
つぎに、水を１５０ｋｇ加えて混合した後、混合物を型枠内に流し込み、１週間放置して固化させた。その後、クラッシャーで粉砕して３０ｍｍ程度の大きさのペレットを得た。得られたペレットをカレットとともに溶融炉内に投入し、コークスを燃料として１７００℃〜１８００℃の高温下でペレットとカレットを溶融させ、再生資材を得た。
【００１８】
この再生資材は、ダイオキシン類は検出限界以下、重金属は土壌環境基準以下であって、土木資材、建築資材、農業用資材などの資材に活用できることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害なポリ塩化ビフェニルオイルを資源化するポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）オイルは、かつてトランスなどの機器の電気絶縁油などに多用されてきた。しかし、ＰＣＢは、毒性が高く安全に処理する必要がある。なお、ＰＣＢの代表的な処理方法は焼却であったが、焼却中にダイオキシンなどの新たな有害物質が発生する虞があった。このため、ＰＣＢの様々な処理方法が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、マグネシウムを含有する処理剤を用い、カルシウムの分解作用と発熱反応を利用してＰＣＢオイルを、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどの無害な塩素化合物に変化させる方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この方法は、処理後においてもＰＣＢの残留量に大きなばらつきがあるばかりでなく、ＰＣＢオイルが一旦は無害な塩素化合物に分解されるものの、時間の経過とともに分解物が再びＰＣＢに戻るという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２には、ＣａＯの分解作用と石英斑岩の発する遠赤外線とをＰＣＢオイルに作用させてＰＣＢオイルを粉末に分解し、この粉末を固化してペレットとした後、ガラスカレットとともにＰＣＢの熱分解温度以上の温度で熱溶融させる方法が提案されている。この方法によれば、熱溶融により得られたスラグを冷却後、再生資材として利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，７４４，６８９号公報
【特許文献２】特開２００３−７９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記特許文献２に記載の方法をさらに改良し、ＰＣＢを分解して再生資材として有効に利用することを可能とする、新規のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法は、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有するものである。
【００１０】
本発明の再生資材は、本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法によれば、鹸化分解によりポリ塩化ビフェニルオイルを分解することができ、さらに固化させて再生資材として用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法は、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むものである。
【００１３】
はじめの分解工程において、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末を混合して混合粉末とする。酸化マグネシウム粉末は、つぎの固化工程においてペレットを高強度で固化させるための成分であり、好ましくは、混合粉末中に５０〜８０質量％含有させる。酸化カルシウム粉末は、ポリ塩化ビフェニルオイルを分解するための成分であり、好ましくは、混合粉末中に１０〜４０質量％含有させる。磁鉄鉱粉末は、得られた再生資材に遠赤外線効果を付与するための成分であり、好ましくは、混合粉末中に５〜１０質量％含有させる。この混合粉末にポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合する。ポリ塩化ビフェニルオイルの添加量は、混合粉末１００質量部に対して６０〜８０質量部とするのが好ましい。そして、水を添加する。水の添加量は、混合粉末１００質量部に対して１０〜２０質量部とするのが好ましい。水を添加して攪拌すると、酸化カルシウム粉末は水と反応して発熱し、水酸化カルシウムを生じる。この水酸化カルシウムによりポリ塩化ビフェニルオイルが鹸化される。このとき、酸化カルシウム粉末が水と反応する際の発熱により、１００〜２００℃に温度が上昇する。この温度の上昇により、鹸化反応は速やかに進行し、攪拌を継続すると約１時間後にポリ塩化ビフェニルオイルは９０〜９５％分解される。
【００１４】
つぎの固化工程において、さらに水を添加して混合した後、混合物を型等に入れて成形してペレットとする。なお、型等に入れるときの混合物の含水率は好ましくは５０〜６０％とする。型等に入れて７〜１０日程度放置すると固化してペレットが得られる。ペレットの形状としては、例えば、直径３０〜５０ｍｍの玉状とすることができる。この固化中においてもポリ塩化ビフェニルオイルの鹸化反応が継続する。その後、このペレットを溶融炉等に投入して溶融させる。ここで、コークスを燃料とする溶融炉が好適に用いられ、コークスを燃料としたときの溶融温度は、例えば１６００〜１７００℃とすることができる。なお、ペレットには水酸化カルシウムが含まれるため、コークスを燃料としたときの溶融炉内に投入する必要のある石灰石を投入する必要はない。また、ペレットには酸化マグネシウムが含まれているため、セメントにより固化した場合よりも強度が高く、溶融炉等の熱風によってペレットが風化することが抑制される。したがって、溶融炉から発生する飛灰を少なくすることができ、環境にもよい。また、残存するポリ塩化ビフェニルオイルは、溶融時に完全に熱分解される。なお、ペレットにカレットやセメントなどを混合してから溶融してもよく、適宜変形実施可能である。カレットを混合した場合は、ペレットとカレットが溶融して一体化したスラッグが得られる。このスラッグは、必要に応じて粉砕した後、再生資材として使用することができる。
【００１５】
上記のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られた再生資材は、磁鉄鉱が含まれているため、植物の生育に適した波長の遠赤外線を放射する。したがって、この再生資材を消波ブロック、漁礁などに用いれば、海草、藻類の生育が促進される。また、アスファルト舗装の骨材に用いれば、融雪効果に優れた道路を施工できる。さらに、この再生資材をビーズ状に加工して培地土に混合すれば、好気性バクテリアの増殖、植物の育成の促進という効果のほか、病害虫を防ぐ効果が得られる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。予め調製した酸化マグネシウム粉末６５質量％、酸化カルシウム粉末３０質量％、磁鉄鉱粉末５質量％からなる混合粉末１００ｋｇをミキサーに投入し、さらに、ＰＣＢオイルを６０〜７０ｋｇ投入した。そして、攪拌羽根を回転させて、混合粉末とトランスオイルとを均一に攪拌し混合し、さらに、水１０〜２０ｋｇを注入して攪拌した。混合物は時間の経過とともに温度が上昇し、約３０分経過後に最大温度の約１５０℃に達した。約６０分後に分析を行ったところ、ＰＣＢの約９０％が分解していた。
【００１７】
つぎに、水を１５０ｋｇ加えて混合した後、混合物を型枠内に流し込み、１週間放置して固化させた。その後、クラッシャーで粉砕して３０ｍｍ程度の大きさのペレットを得た。得られたペレットをカレットとともに溶融炉内に投入し、コークスを燃料として１７００℃〜１８００℃の高温下でペレットとカレットを溶融させ、再生資材を得た。
【００１８】
この再生資材は、ダイオキシン類は検出限界以下、重金属は土壌環境基準以下であって、土木資材、建築資材、農業用資材などの資材に活用できることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むことを特徴とするポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法。
【請求項２】
前記混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有する請求項１記載のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られた再生資材。
【請求項１】
酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、磁鉄鉱粉末からなる混合粉末に、ポリ塩化ビフェニルオイルを添加して混合し、水を添加して攪拌してポリ塩化ビフェニルオイルを鹸化分解する分解工程と、前記分解工程により得られた混合物を成形し、溶融させて固化させる固化工程とを含むことを特徴とするポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法。
【請求項２】
前記混合粉末は、酸化マグネシウム粉末を５０〜８０質量％、酸化カルシウム粉末を１０〜４０質量％、磁鉄鉱粉末を５〜１０質量％含有する請求項１記載のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のポリ塩化ビフェニルオイルの資源化方法により得られた再生資材。
【公開番号】特開２０１３−５９５１３（Ｐ２０１３−５９５１３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００１４８（Ｐ２０１１−２００１４８）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（３９２００４６４６）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（３９２００４６４６）
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