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WO2006030651A1 - 温石綿及び／又は温石綿含有蛇紋岩を加熱分解して得る炭酸ガス固定化材料 - Google Patents

温石綿及び／又は温石綿含有蛇紋岩を加熱分解して得る炭酸ガス固定化材料 Download PDF

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WO2006030651A1
WO2006030651A1 PCT/JP2005/016122 JP2005016122W WO2006030651A1 WO 2006030651 A1 WO2006030651 A1 WO 2006030651A1 JP 2005016122 W JP2005016122 W JP 2005016122W WO 2006030651 A1 WO2006030651 A1 WO 2006030651A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon dioxide
asbestos
forsterite
chrysotile asbestos
serpentinite
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2005/016122
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyotsugu Yamashita
Tetsuya Shimamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nozawa Corp
Original Assignee
Nozawa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nozawa Corp filed Critical Nozawa Corp
Publication of WO2006030651A1 publication Critical patent/WO2006030651A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/22—Magnesium silicates

Definitions

  • Carbon dioxide fixing material obtained by thermal decomposition of warm asbestos and Z or serpentine containing warm asbestos
  • the present invention relates to forsterite (also referred to as “forsterite”), which is effective as a measure against global warming, and has excellent performance of diacid-carbon fixation. It is related to forsterite, which is excellent in carbon dioxide fixation performance obtained from Iwaoka.
  • Hot asbestos and serpentinite containing Z or hot asbestos, and hot asbestos recovered from products containing hot asbestos, etc. are thermally decomposed to become non-asbestos, eliminating harmful biological effects and fixing carbon dioxide Recycled as a material with excellent ability.
  • carbon dioxide carbon dioxide
  • environmental destruction such as global warming has become a global problem.
  • technology for reducing carbon dioxide and carbon dioxide in the atmosphere and technology for reusing it are required, and carbon dioxide immobilization is one of them.
  • carbon dioxide can be fixed by an electric energy method, a method of fixing to various substances, a method of fixing to the ground, a method of using marine organisms, or a method of absorbing it in seawater.
  • Patent Document 1 a) Method using electric energy: Patent Document 1
  • Patent Document 2 a) Method using electric energy: Patent Document 1
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-73978
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-97894
  • Patent Document 3 Japanese Patent No. 3105953
  • Patent Document 4 JP-A-6-71161
  • Patent Document 5 Japanese Patent No. 3004393
  • the electric power generation method relies on the current thermal power generation method
  • the electric power generation method is meaningless because it generates carbon dioxide in the direction of thermal power generation.
  • a method for immobilizing the substance in a substance there is a method using a crystalline silicate, but it is disadvantageous in terms of cost because it cannot be immobilized by a crystalline silicate alone.
  • problems such as environmental safety in the method of using underground, deep sea, and marine organisms.
  • Thermal asbestos and serpentinite generally lose water of crystallization at 500 to 700 ° C, and the crystal structure is destroyed and becomes amorphous. However, when it exceeds 800 ° C, it reverts to forsterite. Crystallizes and further enstatite crystals form in the temperature range around 1000 ° C.
  • the present inventors have performed heat treatment in a temperature range in which warm asbestos and serpentinite become amorphous and crystallization into forsterite is suppressed as much as possible. In comparison with pure substance of forsterite, we found that the value of crystallinity in terms of peak area by X-ray analysis decreased, and the reactivity with carbon dioxide gas increased dramatically.
  • Hot asbestos and / or serpentinite containing hot asbestos is fired at 660 ° C to 800 ° C, and the crystallinity is 7 to 80 in terms of peak area by X-ray analysis. Forsterite with excellent carbon dioxide fixing performance.
  • Hot asbestos and / or serpentinite containing hot asbestos is fired at 660 ° C to 800 ° C, and the crystallinity is 7 to 80 in terms of peak area by X-ray analysis.
  • Carbon dioxide fixed material characterized by containing stellite.
  • the false obtained by firing warm asbestos and / or serpentine containing warm asbestos Carbon dioxide is fixed by using terlite.
  • forsterite that immobilizes carbon dioxide is obtained by the following treatment.
  • Forsterite with excellent carbon dioxide fixation performance is obtained by calcining warm asbestos and serpentinite containing Z or warm asbestos at 660 ° C to 800 ° C. The atmosphere during heating and firing may be in the air.
  • the material structure of warm asbestos is modified into forsterite such as chrysotile mosquito.
  • Forsterite with excellent carbon dioxide immobilization performance can be obtained.
  • the carbon dioxide fixing material obtained by thermally decomposing the warm asbestos according to the present invention is obtained by calcining warm asbestos and Z or serpentinite containing warm asbestos at a low temperature of 660 ° C to 800 ° C to obtain a crystallinity.
  • the value represented by the peak area by X-ray analysis is set to 7 to 80, it has excellent carbon dioxide fixation performance.
  • the crystallinity is the peak area (peak height) of the first peak of forsterite (36.5 °) in the X-ray diffraction diagram of the carbon dioxide fixed material after pyrolysis. X half-value width) is calculated, and the comparison value is shown when the peak area of pure forsterite is 100 as a comparison. Therefore, the comparative value is high but the crystallinity is high, and the lower the comparative value is, the lower the crystallinity is.
  • the carbon dioxide-fixed soot material obtained by thermally decomposing warm asbestos according to the present invention can be easily obtained by heat-treating warm asbestos-containing serpentine widely existing in Japan as a natural resource. Further, the carbon dioxide fixing material obtained by thermally decomposing the warm asbestos of the present invention is obtained by calcining warm asbestos and Z or serpentinite containing warm asbestos at 660 ° C to 800 ° C and analyzing the crystallinity by X-ray analysis. Those with a peak area value of 7 to 80 are excellent in carbon dioxide fixation performance and have higher diacid / carbon fixation performance than natural mineral forsterite. This makes it possible to effectively fix carbon dioxide, the main cause of global warming.
  • the energy required for non-asbestos formation can be reduced by lowering the heat treatment temperature and lowering the crystallinity.
  • the forsterite produced at this time was calcined at 660 ° C to 800 ° C, and the crystallinity was expressed as a peak area by X-ray analysis of 7 to 80. ⁇ Although it has excellent performance, specifically, we conducted a differential thermal analysis on the target warm asbestos and serpentinite, and exceeded the temperature showing an endothermic peak in the temperature range of 500 ° C or higher, generating heat.
  • the purpose can be achieved by performing heat treatment in the temperature range below the peak temperature and decomposing the warm asbestos. That is, the firing temperature can be set by measuring the endothermic peak temperature in the differential thermal analysis.
  • the differential thermal analysis shows the peak of crystallization water withdrawal and the peak temperature of recrystallization into forsterite. Therefore, it is necessary to perform heating in this temperature range. In general, this temperature range may vary slightly depending on the location of the force temperature asbestos and serpentinite corresponding to 660 ° C to 800 ° C, so it is desirable to confirm this by differential thermal analysis.
  • the heating and holding time requires that the asbestos is completely decomposed to become non-asbestos. This makes it possible to completely eliminate harmful biological effects.
  • the heat treatment is completed in about 0.5 to 3 hours. Note that the closer the temperature is to the upper limit, the shorter the processing time, the higher the recrystallization rate of forsterite, and the higher the crystallinity expressed by the peak area by X-ray analysis. On the other hand, the closer to the minimum temperature, the forsterite crystals The treatment time required for the decomposition of warm asbestos is long.
  • the heat treatment conditions are preferably a temperature of 700 to 750 ° C and a heating time of 1 to 1.5 hours in order to keep the economic efficiency of heating and the specific surface area of the processed material high. is there.
  • any heating furnace used as an industrial furnace can be used, but an externally heated rotary furnace or a roller hearth kiln that can easily maintain heating at 660 ° C to 800 ° C is suitable.
  • the target material of the present invention is warm asbestos, serpentinite containing warm asbestos, and warm asbestos recovered through processing such as pulverization and classification from industrial products such as building materials containing warm asbestos. Can also be applied.
  • the material treated as described above can be fixed with carbon dioxide at normal pressure.
  • carbon dioxide gas may be immobilized under supercritical conditions.
  • the specific surface area of the obtained carbon dioxide fixed material is influenced by the length of the chrysotile fiber.
  • Forsterite with a high specific surface area can be obtained by heating and firing long fiber products. This is because a long fiber has a large area for adsorbing carbon dioxide, so that the amount of fixed fiber increases.
  • the fiber length also affects the crystallization during firing. When fired at the same temperature, those with long fiber lengths are forsterite with low crystallinity and those with short fiber length. Those with a long fiber length pass 30% on a 15 O / zm sieve, and those with a short fiber length pass all on a 150 m sieve.
  • the immobilization reaction temperature is preferably near room temperature, and as the temperature increases, the immobilization efficiency decreases. (20-40 ° C is desirable.)
  • reaction time is 20 to 24 hours, and the fixed amount reaches saturation.
  • hot asbestos and / or hot asbestos-containing serpentinite can be used as a raw material, but pulverized from corrugated hot asbestos slate and hot asbestos slate board, which are waste materials containing hot asbestos. Separated recycled asbestos can also be used.
  • adsorption treatment conditions were a reaction time of 48 hours, a pressure of 8 MPa, and a temperature of 100 ° C.
  • the reactor is placed in an oil bath (100 ° C) (theoretical pressure: 8. OMPa) and allowed to react for 48 hours.
  • the product is vacuum dried at 60 ° C for 10 hours.
  • the specific surface area was measured by the BET 3-point method using a BET specific surface area measuring device.
  • the weight gain is also estimated by the amount of fixed carbon dioxide.
  • the measurement results are shown in the following table. (Each test and test result)
  • Carbon dioxide fixation rate Increased weight due to fixation Z Weight before fixation
  • Immobilization material Canadian 4 class chrysotile 740 ° C ⁇ 1 hour fired product (Test conditions)
  • Immobilization material Canadian 4 class chrysotile 740 ° C ⁇ Crushed after firing for 1 hour (test conditions)
  • Immobilization material Canadian 4 class chrysotile 740 ° C ⁇ Crushed after firing for 1 hour (test conditions)
  • Carbon dioxide fixation conditions normal pressure reaction (water content 30% ⁇ 24 hours)
  • Immobilization material Canadian 4 class chrysotile 740 ° C ⁇ Crushed after firing for 1 hour (test conditions)
  • Immobilization material Canadian 4 class chrysotile 740 ° C (Test conditions)
  • the cytotoxicity is the same level as that of the inorganic fiber wollastonite, which has been confirmed to be safe.
  • the forsterite having excellent carbon dioxide fixation performance according to the present invention renders warm asbestos in cement product waste such as fire-resistant coating material slate as a construction material particularly problematic in terms of pollution, and recycles it. It provides a useful application of recycled warm asbestos in building materials that need to be recycled.

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Abstract

【課題】　温石綿又は温石綿を含有した蛇紋岩を、石綿のクリソタイル構造をフォルステライト構造に変性させることによって、大気中の炭酸ガス（二酸化炭素）低減に有効な二酸化炭素固定化材として有効活用を図る。 【解決手段】　温石綿及び／又は温石綿を含む蛇紋岩を６６０°C～８００°Cで焼成したものであり、結晶化度をＸ線解析によるピーク面積で表した値が７～８０であることを特徴とする炭酸ガス固定化性能に優れたフォルステライト。温石綿及び／又は温石綿を含む蛇紋岩を６６０°C～８００°Cで焼成したものであり、結晶化度をＸ線解析によるピーク面積で表した値が７～８０であるフォルステライトを含むことを特徴とする炭酸ガス固定化材。

Description

明 細 書
温石綿及び Z又は温石綿含有蛇紋岩を加熱分解して得る炭酸ガス固定 化材料
技術分野
[0001] 本発明は、地球温暖化対策として有効な二酸ィ匕炭素固定ィ匕性能に優れたフォルス テライト（「フォーステライト」とも言う）に関するものであり、特に、温石綿や温石綿含有 蛇紋岩カゝら得られる炭酸ガス固定ィ匕性能に優れたフォルステライトに関するものであ る。
[0002] 温石綿及び Z又は温石綿を含む蛇紋岩、また、温石綿を含有する製品等から回収 した温石綿を加熱分解して非石綿化し、有害な生体影響を消失させるとともに、炭酸 ガス固定ィ匕能力に優れた材料として再生利用する。
背景技術
[0003] 温石綿は、吸入により、長い潜状期間の後、発がんに至る危険性から、 2008年ま でに全面的に使用が禁止されることとなっている。温石綿の中でも産出量、使用量と もに最も多い温石綿 (クリノタイル)を含む工業製品のストック量は膨大であり、今後廃 棄物となった場合には、埋め立てもしくは溶融処理しか方策がない。産廃処分場の 容量が減少の一途をたどっていること、地中埋設では本質的に危険性は残ること、無 害化のための溶融処理には多大のコストを要すること等が指摘され、その取扱!/、が 問題となっている。
[0004] 特に、最近まで温石綿は、建築材料として耐火被覆材ゃスレートなどのセメント製 品などに多く用いられてきた。し力しながら、温石綿は有害性が問題となりその使用 が規制されるようになり、温石綿製品についても使用が禁止となる。今後、これら温石 綿が用いられた建築物の耐用年数が過ぎ、解体時期を迎えた場合に、温石綿を含 有した建築材料の処分の関係から、処理が必要となり、建築資材としての有効なリサ イタルが求められることが想定される。これらの点からリサイクル温石綿の有用な用途 につ 、ても早急な開発が待たれて 、る。
[0005] また、温石綿は蛇紋岩を母岩とする力 蛇紋岩は、 日本国内および世界的にみて も天然資源として、広く賦存している。蛇紋岩はその産地によって温石綿の含有量は 異なるが、全く含まないものは皆無といってよい。これらの温石綿を含有する材料に ついては、温石綿の使用が禁止されても膨大な量が存在することから、安全性を付 与して再利用できるようにすることは、環境対策として極めて重要である。
[0006] 一方、地球温暖化の主因である炭酸ガスについては、京都議定書の発効により様 々な措置や対策が検討され、炭酸ガスを固定ィヒする技術についても、様々な方法が 開発されているが、経済性や環境影響に懸念のない方法や材料については、確立 して 、るとは言 ヽ難 、現状である。
[0007] 特に、化石燃料の使用によって発生する二酸化炭素 (炭酸ガス）により、地球温暖 化現象などの環境破壊が世界的規模で問題となっている。地球温暖化現象に関連 して、大気中の二酸ィ匕炭素の低減技術、さらに再利用化のための技術が求められて おり、二酸化炭素の固定化方法もその 1つである。従来、二酸化炭素の固定化には 電気工ネルギ一による方法、各種物質に固定化する方法、地中へ固定化する方法、 海洋生物の利用や海水に吸収させる方法等がある。
[0008] また、天然鉱物を用いて炭酸塩ィ匕する方法の 1つとしてフォルステライトを使用する 方法があるが、工業的にはあまり活用されていない。二酸化炭素の固定化に関して は次のような技術がある。
[0009] a)電気エネルギーによる方法：特許文献 1、特許文献 2
b)物質中に固定化する方法：特許文献 3
c)地中へ固定化する方法:特許文献 4
d)深海へ固定化する方法：特許文献 5
特許文献 1：特開 2004— 73978号公報
特許文献 2：特開 2001— 97894号公報
特許文献 3：特許第 3105953号公報
特許文献 4：特開平 6— 71161号公報
特許文献 5：特許第 3004393号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0010] 電気工ネルギ一による方法では、発電法を現在の火力発電に頼っている限りは、 火力発電の方で二酸ィ匕炭素を発生させるため、無意味である。物質中に固定化する 方法では、結晶性ケィ酸塩を使用する方法があるが、結晶性ケィ酸塩単独では固定 化できないため、コスト面で不利である。また、地中や、深海、海洋生物を利用する方 法では、環境に対する安全性等の問題点がある。
[ooii] 温石綿及び Z又は温石綿を含有した蛇紋岩を、温石綿のクリソタイル構造をフオル ステライト構造に変性させることによって、大気中の炭酸ガス（二酸ィ匕炭素)低減に有 効な二酸ィ匕炭素固定ィ匕材として有効活用を図ることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0012] 温石綿および蛇紋岩は、一般的に 500〜700°Cで、結晶水を失い、結晶構造が破 壊され非晶質ィ匕するが、 800°Cを超えると、フォルステライトに再結晶化し、 1000°C 前後の温度域で、更にエンスタタイトの結晶が生成する。
[0013] 本発明者等は、この加熱変化にお!、て、温石綿および蛇紋岩が非晶質ィ匕し、フォ ルステライトへの結晶化が極力抑制される温度範囲で加熱処理することにより、フォ ルステライトの純物質との比較にぉ 、て、結晶化度を X線解析によるピーク面積で表 した値が小さくなり、炭酸ガスとの反応性が飛躍的に増大することを見出した。
[0014] すなわち、温石綿及び Z又は温石綿含有蛇紋岩を加熱して焼成すると、石綿繊維 を構成するクリソタイル構造がフォルステライト構造に変性するが、その際生成するフ オルステライトが、 660°C〜800°Cで焼成したもの力 炭酸ガス固定ィ匕性能に優れた ものであることを知見し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
[0015] すなわち、本発明は、次の構成により上記課題を解決した。
( 1 )温石綿及び/又は温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成したものであり 、結晶化度を X線解析によるピーク面積で表した値が 7〜80であることを特徴とする 炭酸ガス固定ィ匕性能に優れたフォルステライト。
(2)温石綿及び/又は温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成したものであり 、結晶化度を X線解析によるピーク面積で表した値が 7〜80であるフォルステライトを 含むことを特徴とする炭酸ガス固定ィ匕材。
[0016] 本発明においては、温石綿及び/又は温石綿含有蛇紋岩を焼成して得るフォルス テライトを用いることにより、二酸化炭素の固定化を行なう。本発明では、以下の処理 により二酸化炭素を固定化するフォルステライトを得る。温石綿及び Z又は温石綿を 含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成することにより炭酸ガス固定ィ匕性能に優れたフ オルステライトを得る。加熱焼成時における雰囲気は空気中でよい。この処理により、 温石綿の物質構造はクリソタイルカゝらフォルステライトに変性される。焼成温度による 結晶化度の制御と、高比表面積部を用いることで、二酸化炭素の固定化性能に優れ たフォルステライトが得られる。廃温石綿、温石綿含有建材を処理する場合は、破砕 しふる!/、分けした材料を原料とするのが望ま 、。
[0017] 本発明の温石綿を加熱分解して得る炭酸ガス固定化材料は、温石綿及び Z又は 温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで低温で焼成し、結晶化度を X線解析による ピーク面積で表した値が 7〜80とすることにより、優れた炭酸ガス固定ィ匕性能を有す る。
[0018] ここで、結晶化度とは、熱分解後の炭酸ガス固定ィ匕材料について、 X線回折図にお けるフォルステライトの第 1ピーク（36. 5° )のピーク面積 (ピーク高さ X半価幅)を算 出し、フォルステライト純物質のピーク面積を比較対照として 100とした場合の比較値 を表したものである。従って、比較値は高いもど結晶化度が高くなり、比較値が低い ほど結晶化度が低くなる。
発明の効果
[0019] 本発明による温石綿を加熱分解して得る炭酸ガス固定ィ匕材料は、天然資源として 国内に広く存在している温石綿含有蛇紋岩を熱処理することで容易に得られる。また 、本発明の温石綿を加熱分解して得る炭酸ガス固定化材料は、温石綿及び Z又は 温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成し、結晶化度を X線解析によるピーク 面積で表した値が 7〜80であるものが炭酸ガス固定ィ匕性能に優れたものであり、天 然鉱物のフォルステライトに比べ高い二酸ィ匕炭素固定ィ匕性能を有する。これにより、 地球温暖化の主因である炭酸ガスを効果的に固定化することを可能とする。
[0020] さらに、吸入による呼吸器への有害性を持つ温石綿を、比較的低い温度で加熱処 理することにより、安全性を付与し、再生利用を可能にする。
[0021] さらに、温石綿含有建材である波型温石綿スレートや温石綿スレートボードから分 別される廃温石綿を原料としても同様の材料を得られるため、温石綿含有廃建材の 有効な処理、リサイクル手段としても活用可能である。
[0022] 熱処理温度を低くし、結晶化度を低くすることで、非石綿化に要するエネルギーも 少なくできる。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 温石綿及び Z又は温石綿含有蛇紋岩を加熱して焼成すると、石綿繊維を構成す るクリソタイル構造力 Sフォルステライト構造に変性する。し力しながら、焼成温度が高 い程、結晶化が促進され、結晶化度は増カロしてしまう。クリソタイルの構造が焼成する ことで崩れ、ー且アモルファス状になり、フォルステライトの構造を造る。このァモルフ ァスに近いフォルステライトを用いることで多くの二酸ィ匕炭素を吸着することができる。 アモルファス状態は、分子が規則的に配列して 、な 、結晶構造となって 、るので他 物質と反応し易いものであり、本発明では、この状態のフォルステライトを用いる。
[0024] その際生成するフォルステライトが、 660°C〜800°Cで焼成し、結晶化度を X線解 析によるピーク面積で表した値が 7〜80としたものが、炭酸ガス固定ィ匕性能に優れた ものであるが、具体的には、対象とする温石綿ゃ蛇紋岩について、示差熱分析を行 い、 500°C以上の温度域で吸熱ピークを示す温度を超えて、発熱ピークを示す温度 を下回る温度の範囲で、加熱処理を行い、温石綿を分解することにより、目的を達す ることが可能となる。すなわち、焼成する温度設定は示差熱分析における吸熱ピーク 温度を測定することによつても可能である。
[0025] 示差熱分析は、結晶水の離脱ピークを示すものであり、フォルステライトへの再結晶 化のピーク温度を示している。従って、この温度範囲で加熱を行うことが必要である。 一般的には、この温度範囲は 660°C〜800°Cに相当する力 温石綿ゃ蛇紋岩の産 地により若干異なる場合があるので、示差熱分析により確認することが望ましい。
[0026] 加熱保持時間は、温石綿を完全に分解し、非石綿化することが必要である。このこ とにより、有害な生体影響を完全に消失させることが可能となる。一般的には、 0. 5〜 3時間程度で加熱処理が完了する。なお、温度は上限に近いほど、処理時間は短縮 される力 フォルステライトの再結晶化率が高くなり、、結晶化度を X線解析によるピ ーク面積で表した値が高くなる。一方下限温度に近いほど、フォルステライトの結晶 化を抑制することは可能である力 温石綿の分解に要する処理時間が長く必要であ る。
[0027] 加熱処理条件は、加熱の経済性の点や、処理後の材料の比表面積を高く保つに は、温度は、 700〜750°C、加熱時間は 1〜1. 5時間が好適である。
[0028] 加熱に使用する設備には特に制約はない。工業炉として使用されている加熱炉で あれば、使用可能であるが、 660°C〜800°Cの加熱を保持することが容易な外熱式 回転炉やローラーハースキルン等が好適である。
[0029] 本発明の対象となる材料は、温石綿や温石綿を含む蛇紋岩、また、温石綿を含有 する建材等の工業製品より、粉砕'分級等の処理を経て回収された温石綿にも適用 することが可能である。
[0030] 上記により処理された材料については、常圧で、炭酸ガスを固定ィ匕させることが可 能である。また、反応時間を短縮するために、超臨界下で炭酸ガスを固定化させても よい。
[0031] なお、炭酸ガスの固定ィ匕反応においては、以下に述べる条件を適用することにより 、効果的な固定ィ匕が可能である。
(1)材料は比表面積の大き 、ものを用いる。（25m2Zg以上が望まし 、）
比表面積を大きくするためには、加熱処理温度を低くすること（700〜750°C)、ま た、加熱後に粉砕する方法も有効である。
[0032] 得られる炭酸ガス固定ィ匕材料の比表面積については、クリソタイル繊維の長さによ つて影響を受ける。長繊維品を加熱焼成して用いることで高比表面積のフォルステラ イトを得ることができる。これは、長い繊維は二酸ィ匕炭素を吸着する面積が大きいの で固定ィ匕量も大きくなるためである。また、繊維長は、焼成時の結晶化などにも影響 する。同じ温度で焼成した場合、繊維長が長いものは、結晶化度が低ぐ繊維長が 短いものは、結晶化度が高いフォルステライトとなる。繊維長の長いものとしては、 15 O /z m篩において 3割が通過するもの、繊維長の短いものとしては、 150 m篩にお いて全て通過するものである。なお、結晶化度が低くても比表面積が小さいと固定ィ匕 量は少なくなる。従って、効率よく固定ィ匕するためには、結晶化度が低くかつ比表面 積が大き 、ものとするのが良 、。 (2)材料に適度の水分を均一に分散させる。（含水率 30〜60%が望ましい。 ) 含水しな!ヽ状態では、炭酸ガスの固定化反応は全く進行しな ヽ。
(3)常圧下では、固定化反応温度は室温付近が好適で、温度が高くなると、固定ィ匕 効率が低下する。（20〜40°Cが望ましい。）
また、反応時間は、 20〜24時間で固定量が飽和に達する。
(4)超臨界下では、反応温度は高いほど固定ィ匕が進行し、圧力による差異は殆どな いが、低い方が固定化効率が若干高ぐ反応時間は 1時間で固定ィ匕量がほぼ飽和 に達する。（100°C、 8MPaで 1時間程度処理することが好ましい。）さらに、超臨界下 では、反応前に固定ィ匕材料を攪拌することで固定ィ匕温度が上昇する。
[0033] 本発明にお ヽては、温石綿及び/又は温石綿含有蛇紋岩を原料とすることができ るが、温石綿含有廃建材である波型温石綿スレートや温石綿スレートボードから粉砕 分別したリサイクル石綿を用いることもできる。温石綿含有廃建材を処理する場合は 、粉砕し、 450 μ mの網目でふる ヽ分け後、網上残 (長繊維分を含む)を原料とする のが望ましい。これは、 450 mの篩分けにより、網上の温石綿とそれ以外を分けるこ とができ、また長！、繊維を採ることができるからである。
実施例 1
[0034] 以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定 されるものではない。
実施例及び比較例
温石綿、蛇紋岩及びその処理品を下記の条件で比較を行なった。
1.温石綿及び蛇紋岩の加熱処理条件と炭酸ガス固定化率による比較
2.炭酸ガスの固定化条件と固定化率
(二酸化炭素固定化試験）
上記で得た各フォルステライト 0. 5gと水 0. 15mlを練り、超臨界装置内で二酸ィ匕 炭素を吸着させ、重量の変化を測定した。吸着処理条件は、反応時間 48時間、圧 力 8MPa、温度 100°Cで行った。
(1)試験手順
ガラスチューブにフォルステライト（0. 5g)と水（0. 15ml)をカ卩える。 [0035] ガラスチューブを反応器 (オートクレープ）に入れ、ドライアイス（1. 4g)を加える。
[0036] 反応器をオイルバス（100°C)の中に入れ（理論値で圧力 8. OMPa)、 48hr反応さ せる。
[0037] 生成物を 60°Cで 10時間真空乾燥させる。
(2)比表面積の測定方法
BET3点法により、 BET式比表面積測定装置を用いて比表面積を測定した。
[0038] 測定結果は、以下の表に示す。
(3)固定化量測定
重量増力も二酸ィ匕炭素の固定ィ匕量を見積もる。測定結果は以下の表に示す。 (各試験と試験結果）
1.温石綿及び蛇紋岩の加熱処理条件と炭酸ガス固定化率
(試験試料）
温石綿;カナダ産 4クラスクリソタイル · ·蛇紋岩;北海道富良野巿産出
(炭酸ガス固定化条件）；
※ェ 含水率 30% 超臨界反応（100°C · 8MPa·48時間）
※2 含水率 30% 超臨界反応（100°C · 13MPa·48時間）
炭酸ガス固定化率 =固定化による増加重量 Z固定化前の重量
(試験結果）
結果は第 1表に示す。
[0039] [表 1]
第 1表 温石綿およぴ蛇紋岩の加熱処理条件と炭酸ガス固定化率
Figure imgf000010_0001
第 1表 温石綿および蛇紋岩の加熱処理条件と炭酸ガス固定化率 （続)
Figure imgf000010_0002
.炭酸ガスの固定化条件と固定化率
(1)固定化材料の比表面積と固定ィ匕率 (試験試料）
温石綿；カナダ産 4クラスクリソタイル · ·粉砕；ボールミル粉砕 1時間 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件；
※ェ 含水率 30% 超臨界反応（100°C '8MPa'48時間）
※？ 含水率 30% 常圧反応（20°C ' 24時間）
(試験結果）
結果は第 2表に示す。
[表 2] 第 2表 固定化材料の比表面積と固定化率
Figure imgf000011_0001
[0042] (2)固定化材料の含水率と固定化率
(試験試料）
固定化材料；カナダ産 4クラスクリソタイル 740°C · 1時間焼成品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件;超臨界反応（100°C · 8MPa ·48時間） (試験結果）
結果は第 3表に示す。
[0043] [表 3] 第 3表 固定化材料の含水率と固定化率
Figure imgf000012_0001
[0044] (3)常圧下の反応温度と反応時間
a)反応温度
(試験試料）
固定化材料；カナダ産 4クラスクリソタイル 740°C · 1時間焼成後粉砕品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件；常圧反応 (含水率 30% · 24時間） (試験結果）
結果は第 4表に示す。
[0045] [表 4] 第 4表 常圧下の反応温度
Figure imgf000012_0002
[0046] b)反応時間
(試験試料）
固定化材料；カナダ産 4クラスクリソタイル 740°C · 1時間焼成後粉砕品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件；常圧反応 (含水率 30% · 24時間）
(試験結果）
結果は第 5表に示す。 [0047] [表 5] 第 5表 常圧下の反応時間
Figure imgf000013_0001
[0048] (4)超臨界下での反応温度と反応時間、圧力
a)反応温度と反応時間
(試験試料）
固定化材料；カナダ産 4クラスクリソタイル 740°C · 1時間焼成後粉砕品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件;超臨界反応 (含水率 30% · 8MPa) (試験結果）
結果は第 6表に示す。
[0049] [表 6] 第 6表 超臨界下での反応温度と反応時間
Figure imgf000013_0002
b)圧力
(試験試料）
固定化材料；カナダ産 4クラスクリソタイル 740°C · 1時間焼成後粉砕品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件;超臨界反応 (含水率 30% · 100°C ·48時間)
(試験結果）
結果は第 7表に示す。
[0051] [表 7] 第 7表 超臨界下での圧力
Figure imgf000014_0001
[0052] c)攪拌条件
(試験試料）
固定ィ匕材料;カナダ産 4クラスクリソタイル 740° 1時間焼成後粉砕品 (試験条件）
炭酸ガス固定化条件;超臨界反応 (含水率 30% · 100°C ·48時間）
ただし、試験中、固定化材料の攪拌の有る場合と無い場合とした。
(試験結果）
結果は第 8表に示す。
[0053] [表 8] 反応前の固定化材料攪拌の有無による比較
Figure imgf000014_0002
[0054] 3.温石綿の加熱処理条件と生体影響
焼成温度における生体への影響を確認した。本発明の焼成品について生体への 影響を確認した。
(試験試料）
温石綿；カナダ産 4クラスクリソタイル
(試験内容）
(細胞毒性試験）；ほ乳類培養細胞を用いた試験 (コロニー形成法）
実施例 2—1、 2— 2とも、細胞毒性は、安全性が認められている無機繊維ウォラスト ナイトと同等レベルである。
(ラット気管内注入試験）；投与量； lmgZラット 180日
実施例 2—1、 2— 2については、発がんに関連するとされる線維化が発生しないこ とが確認された。
(試験結果）
結果は第 9表に示す。
[0055] [表 9] 温石綿の加熱処理条件と生体影響
Figure imgf000015_0001
産業上の利用可能性
[0056] 本発明の炭酸ガス固定ィ匕性能に優れたフォルステライトは、特に公害上問題のある 建築材料としての耐火被覆材ゃスレートなどのセメント製品廃棄物中の温石綿を無 害化し、再利用を可能にするので、リサイクルが必要となる建築材料中のリサイクル 温石綿の有用な用途を提供するものである。

Claims

請求の範囲
[1] 温石綿及び Z又は温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成したものであり、 結晶化度を X線解析によるピーク面積で表した値が 7〜80であることを特徴とする炭 酸ガス固定ィ匕性能に優れたフォルステライト。
[2] 温石綿及び/又は温石綿を含む蛇紋岩を 660°C〜800°Cで焼成したものであり、 結晶化度を X線解析によるピーク面積で表した値が 7〜80であるフォルステライトを 含むことを特徴とする炭酸ガス固定ィ匕材。
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