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廃ガラスの処理方法

国内特許コード P110003560
整理番号 K053P85
掲載日 2011年6月23日
出願番号 特願2005-504984
登録番号 特許第4535449号
出願日 平成16年2月12日(2004.2.12)
登録日 平成22年6月25日(2010.6.25)
国際出願番号 JP2004001483
国際公開番号 WO2004071685
国際出願日 平成16年2月12日(2004.2.12)
国際公開日 平成16年8月26日(2004.8.26)
優先権データ
  • 特願2003-037163 (2003.2.14) JP
発明者
  • 三由 洋
  • 赤井 智子
  • 陳 丹平
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 独立行政法人産業技術総合研究所
発明の名称 廃ガラスの処理方法
発明の概要

本発明は、廃ガラスと、熱水蒸気又は熱水とを、加圧下で接触させることを特徴とする廃ガラスの処理方法を提供するものである。本発明の処理方法によれば、廃ガラスを原料として、副原料を添加することなく、低コストで実施できる処理方法によって、汎用性のある資源として再利用し得るケイ素含有量の多い多孔体を得ることができる。

従来技術、競合技術の概要

現在、製品として利用された後に回収される廃ガラスのうち、無色ガラス瓶、茶色ガラス瓶などは、カレットとして再溶融させて、新しいガラス製品の原料として用いられている。しかしながら、通常は、組成管理の面で、カレットのみをガラス原料として用いることはないため、回収された廃ガラスのすべてをカレットとして再溶融して利用することは困難である。
さらに、廃ガラスのうちで、コバルト、クロム等の金属元素を添加して着色等を行ったガラス製品、組成が明確ではない廃ガラス、工場内でガラスの製造時に生じる屑ガラス等は、カレットとして再溶融して利用することができず、廃棄処分されており、廃棄物処分場不足等の環境問題を引き起こしている。
このような再利用することなく廃棄されているガラスをリサイクルする技術としては、ガラス中の二酸化ケイ素以外の成分を除去する方法、他の成分を加えて加工する方法等が提案されている。
二酸化ケイ素以外の成分を除去する方法としては、水酸化ナトリウムを用いたアルカリ融解によって着色瓶から二酸化ケイ素を回収する方法(森英嗣,「水酸化ナトリウムを用いたアルカリ融解による産業廃棄ビンからの二酸化ケイ素の回収」,日本セラミックス協会2001年年会予稿集,日本セラミックス協会,平成13年,p.143)、廃ガラスを酸性ガスに接触させ、廃ガラス中のアルカリ成分とガス中の酸性成分との中和反応によって生じた塩を水洗し除去する方法(特開2002-284546号公報)等が報告されている。
これらの方法では、廃ガラス中の主成分である二酸化ケイ素を、汎用性のある資源として再利用できるが、酸性ガス、アルカリ等を高温で取り扱うめに危険性が高い。更に、高価な酸性ガス、アルカリなどを用いるためコストがかさみ実用化が難しい上、エネルギー消費や排水などの環境負荷が問題となる。
さらに、ホウ酸を添加して溶融させた後、酸処理して二酸化ケイ素に戻す方法も提案されている(赤井智子,外3名「イオン拡散・分相を利用した廃ガラスの再資源化方法」,第43回ガラス及びフォトニクス材料討論会予稿集,日本セラミックス協会,平成14年,p.28)。この方法は、比較的処理が容易な方法であるが、より一層のコスト削減が望まれている。
一方、他の成分を加えて加工する方法としては、ガラス屑にCaO、Ca(OH)の等のカルシウム原料を加えて調製した混合物を加圧成形した後、オートクレーブ等で加熱加圧処理して、水熱反応で硬化させて強固な水熱固化体とする方法が報告されている(特許第2748206公報)。また、同様にカルシウム原料を加えた水熱固化体の表面に吸水防止処理を施すことによって品質を向上させる方法が提案されている(特開2000-327397号公報)。これらの方法は、全般に安価であるという利点があるが、得られる製品の用途が限られており、汎用性のある資源として再利用することができない。また、水熱反応によって得られるケイ酸カルシウム水和物には、多量のナトリウム、有害な重金属等が残留しており、これらが時間の経過とともに溶出する可能性がある。例えば、水熱反応によって得られるケイ酸カルシウム水和物をセメント骨材に利用する場合は、溶出したナトリウムによってアルカリ骨材反応が生じて、強度の低下を招く。しかも、この方法では、廃ガラスの主成分である二酸化ケイ素を資源として繰り返し再利用することはできない。

産業上の利用分野

本発明は、廃ガラスの処理方法及び当該処理方法により得られる多孔体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】アルカリを添加することなく、SiOを30~80質量%含有する廃ガラスと、温度120~450℃且つ圧力0.2~101.3MPaの熱水蒸気又は熱水とを接触させて、該廃ガラスをナトリウム含有量の減少した多孔体とする方法によって処理された廃ガラスを、更に、水又は酸水溶液と接触させることによって処理した後、処理後の水又は酸水溶液から金属を回収する工程を含む廃ガラスの処理方法。
産業区分
  • 処理操作
  • 処理操作
  • その他無機化学
  • 廃棄物処理
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 変換と制御 領域
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