特許 6672884 無水石膏の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6672884

(24)【登録日】2020年3月9日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】無水石膏の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01F 11/46 20060101AFI20200316BHJP

   C04B 11/05 20060101ALI20200316BHJP

   B09B 3/00 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   C01F11/46 DZAB

   C04B11/05

   B09B3/00 303A

   B09B3/00 303Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-34697(P2016-34697)

(22)【出願日】2016年2月25日

(65)【公開番号】特開2017-149619(P2017-149619A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000206

【氏名又は名称】宇部興産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】丸屋 英二

(72)【発明者】

【氏名】田邉 正英

(72)【発明者】

【氏名】中桐 吉隆

【審査官】 手島 理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１０２２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６０５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２４５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２６１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８１０５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｆ １／００−１７／００

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

Ｂ０９Ｂ １／００− ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００− １／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二水石膏を含む廃石膏を加熱して無水石膏を得る加熱工程を有する無水石膏の製造方法であって、
前記加熱工程では前記廃石膏を燃焼フレームに向かって供給し、前記廃石膏の少なくとも一部が前記燃焼フレームに接触するように供給して加熱する、無水石膏の製造方法。

【請求項2】

前記加熱工程では、前記廃石膏を、配管の先端の開口部から前記廃石膏を重力で落下させることによって前記燃焼フレームに向かって供給する、請求項１に記載の無水石膏の製造方法。

【請求項3】

前記加熱工程における加熱時間が２０分間以下である、請求項１又は２に記載の無水石膏の製造方法。

【請求項4】

前記加熱工程の前に、前記廃石膏を予備加熱して乾燥し、強熱減量を１２質量％以下にする乾燥工程を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無水石膏の製造方法。

【請求項5】

前記加熱工程で得られる前記無水石膏のｆ．ＣａＯが１質量％以下、且つ全炭素量が０．５質量％以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無水石膏の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無水石膏の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石膏ボードが使用されている家屋の解体数が年々増大するにつれて、廃石膏の発生量が増大している。それに伴って、廃石膏を処理するための技術へのニーズが高くなりつつある。このため、廃石膏を有効に活用する種々の検討がなされている。

【0003】

廃石膏中には、通常、二水石膏とともに、紙及び有機混和剤が含有されている。このため、そのままセメント系材料に添加すると、強度発現性が低下したり、凝結性状が変動したりすることが懸念される。そこで、廃石膏を加熱することで紙及び有機混和剤を炭化及び分解し、石膏分を半水石膏又は無水石膏として回収する方法が提案されている（特許文献１〜７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−３６１４９号公報

【特許文献2】特許第３１０８９２２号公報

【特許文献3】特開２００２−６８７４０号公報

【特許文献4】特開２００８−１５６７号公報

【特許文献5】特開２００６−１９９５７６号公報

【特許文献6】特開２００２−８７８１６号公報

【特許文献7】特開２０１３−２２４２５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

廃石膏を加熱すると、紙及び有機混和剤の炭化及び分解が進行する一方で、１２００℃以上になると石膏の部分的な分解も進み、ＳＯｘが発生することが懸念される。このため、従来の製造方法では、石膏の分解を抑制しながら廃石膏の改質を進行させるために、加熱温度をなるべく低くして、加熱時間を長くする必要があった。このため、生産効率が低くなる傾向にあった。

【0006】

そこで、本発明は、ＳＯｘの発生を十分に抑制しつつ、廃石膏から効率的に無水石膏を製造することが可能な製造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】

【0007】

本発明者らの検討によれば、紙及び有機混和剤の炭化及び分解反応と、石膏の分解反応には、反応開始温度及び反応速度に差異があることが分かった。かかる知見に基づき、廃石膏を燃焼フレームに向かって供給することで、石膏の分解が生じる前に速やかに紙及び有機混和剤を炭化及び分解するとともに、効率的に無水石膏が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0008】

すなわち、本発明は、二水石膏を含む廃石膏を加熱して無水石膏を得る加熱工程を有する無水石膏の製造方法であって、加熱工程では廃石膏を燃焼フレームに向かって供給して加熱する、無水石膏の製造方法を提供する。

【0009】

この製造方法では、廃石膏を燃焼フレームに向かって供給して加熱することから、廃石膏の昇温速度を十分に高くすることができる。これによって、廃石膏に含まれる石膏の分解が生じる前に、速やかに紙及び有機混和剤を炭化及び分解して、無水石膏への改質を促進できるものと推察される。したがって、ＳＯｘの発生を十分に抑制しつつ、廃石膏から効率的に無水石膏を製造することができる。

【0010】

加熱工程では、廃石膏を燃焼フレームに接触するように供給して加熱することが好ましい。これによって、廃石膏の昇温速度を一層高くすることができる。したがって、廃石膏に含まれる二水石膏の分解を一層抑制しつつ、さらに短い時間で紙及び有機混和剤を炭化及び分解して、無水石膏への改質を十分に促進できるものと推察される。

【0011】

加熱工程における加熱時間が２０分間以下であることが好ましい。これによって、加熱工程における二水石膏の分解をより一層抑制して、無水石膏を高い収率で製造することができる。

【0012】

上記加熱工程の前に、廃石膏を予備加熱して乾燥し、強熱減量を１２質量％以下にする乾燥工程を有することが好ましい。これによって、加熱工程における無水石膏への改質が一層円滑に進行することから、得られる無水石膏の品質がより良好になるとともに、加熱工程での水分の蒸発量が低減できることから安定的に製造を継続することができる。

【0013】

上記加熱工程で得られる無水石膏のｆ．ＣａＯが１質量％以下、且つ全炭素量が０．５質量％以下であることが好ましい。これによって、得られる無水石膏を高品質にすることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ＳＯｘの発生を十分に抑制しつつ、廃石膏から効率的に無水石膏を製造することが可能な製造方法を提供することができる。これによって、廃石膏のリサイクル体制の構築に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】改質装置の一例を示す模式図である。

【図2】図１の改質装置におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】改質装置の別の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0017】

本実施形態の無水石膏の製造方法は、二水石膏を含む廃石膏を加熱して無水石膏を得る加熱工程を有する。廃石膏は、主成分として二水石膏を含有することが好ましい。廃石膏は、二水石膏に加えて、半水石膏、無水石膏、並びに、紙及び有機混和剤等の有機物を含んでいてもよい。廃石膏における二水石膏の含有量は、例えば５０質量％以上であってもよく、６０〜９０質量％であってもよい。廃石膏における有機物の含有量は、炭素量に換算して、例えば５質量％以下であってもよく、３質量％以下であってもよい。廃石膏における強熱減量は、例えば１５質量％以上であり、１５〜３０質量％であってもよい。

【0018】

廃石膏としては、例えば、石膏ボード製造工場で発生する廃材、新築工事現場で発生する石膏ボードの端材、解体工事現場で発生する廃材等を使用することができる。但し、解体工事現場で発生する廃材は、石膏以外の無機系の建築廃材が含有する。このような無機系の建築廃材の含有量を、加熱工程の前に低減する前処理工程を行うことが好ましい。無機系の建築廃材の含有量は、１０質量％未満であることが好ましい。また、石膏ボード表面に貼り付けられた紙及びクロス類は、加熱工程で燃焼する。このため、加熱工程の前に、必ずしも取り除く必要はない。ただし、粉砕後に篩い分ける等の前処理工程を行って取り除いてもよい。

【0019】

廃石膏の粒度は、廃石膏を改質する改質装置において閉塞が発生せず、サイロ又はタンク等からの排出が容易となる大きさであることが好ましい。そのような粒度としては、例えば５０ｍｍ以下であり、好ましくは１０ｍｍ以下であり、より好ましくは５ｍｍ以下である。これによって、ハンドリング性が向上し、改質装置への供給を十分安定的に継続して行うことができる。

【0020】

加熱工程では廃石膏を燃焼フレームに向かって供給して加熱する。このような加熱工程は、バーナを有し、バーナからの燃焼フレームに向かって廃石膏を供給できる改質装置を用いて行うことができる。改質装置の種類及び形状は特に限定されない。改質装置の一例として、並流式のロータリーキルンが挙げられる。並流式ロータリーキルンは、供給及び排出が容易であるうえに、均質な加熱ができる点で好ましく用いられる。

【0021】

図１は、改質装置の一例を示す模式図である。改質装置１００は、バーナ１２を有し、廃石膏３０を加熱して無水石膏３２に改質する並流式ロータリーキルン１０と、廃石膏３０を並流式ロータリーキルン１０に供給する供給部２０と、を備える。

【0022】

並流式ロータリーキルン１０には、上流側から下流側に向かって、キルンフッド１１、ドラム本体１７及び沈降室１４が連通して設けられている。並流式ロータリーキルン１０のキルンフッド１１には、バーナ１２が取り付けられている。バーナ１２には、燃料を供給する燃料供給部が接続されている（不図示）。燃料は、気体燃料（都市ガス等）、液体燃料（重油等）、及び固体燃料（微粉炭等）のいずれを使用してもよい。取扱いの容易性の観点からダストの発生が少ない液体燃料が好ましい。

【0023】

並流式ロータリーキルン１０の形状及び大きさは特に限定されない。改質装置の小型化と十分な生産能力とを両立させる観点から、回転軸方向に沿うドラム本体１７の長さＬは、好ましくは１〜１０ｍであり、より好ましくは２〜６ｍである。並流式ロータリーキルン１０のドラム本体１７の内径φは、例えば１〜３ｍである。短時間で無水石膏を排出できるようにする観点から、ドラム本体１７の水平面に対する傾斜角度は０．５〜８°、及び回転数は１〜１０ｒｐｍであることが好ましい。同様の観点から、傾斜角度は１〜５°、及び回転数は２〜７ｒｐｍであることがより好ましい。

【0024】

供給部２０は、例えば、配管で構成される。配管は、キルンフッド１１の上壁面から並流式ロータリーキルン１０内に挿入され、その先端がドラム本体１７の内部に配置されている。廃石膏３０は、供給部２０をなす配管を流通して、配管の先端の開口部から並流式ロータリーキルン１０内に供給される。供給部２０は、廃石膏を、ドラム本体１７内における燃焼フレーム１６に向かって供給する。供給部２０は、廃石膏を重力で落下させることによって燃焼フレーム１６に向かって供給するように構成されていてもよいし、廃石膏を流動させるガスとともに吐出することによって燃焼フレーム１６に向かって供給するように構成されていてもよい。

【0025】

バーナ１２は、燃焼フレーム１６の向きを任意に調節可能な可変バーナであってもよい。廃石膏３０の粒度に応じてフレームの向きを最適な位置に調節することによって、最適加熱条件を見出すことが容易となる。これによって、一層効率的に無水石膏に改質することができる。可変バーナの例としては、バーナ管本体の軸線に対してバーナの先端部が曲がっており、バーナ管本体を軸線まわりに回転することによって、燃焼フレームの向きを変更できるものが挙げられる。可変バーナはこのような形態に限定されず、燃焼フレーム１６の向きが変えられるものであれば特に限定されない。

【0026】

供給部２０は、バーナ１２の燃焼フレーム１６に向かって廃石膏３０を供給する。並流式ロータリーキルン１０内に供給された廃石膏３０の大部分は、並流式ロータリーキルン１０の内壁面に接触する前に、燃焼フレーム１６に接触する。廃石膏３０は、燃焼フレーム１６内を通過するように供給されてもよい。ただし、供給される廃石膏３０の全てが燃焼フレーム１６に接触すること、又は、燃焼フレーム１６内を通過することは必須ではない。

【0027】

バーナ１２の燃焼フレーム１６に向かって供給された廃石膏３０は、十分に大きい昇温速度で昇温される。これにより、バーナ１２の燃焼フレーム１６に接触した廃石膏３０に含まれる紙及び有機混和剤は、速やかに炭化及び分解される。そして、廃石膏３０に含まれる二水石膏の大部分は、速やかに無水石膏に改質される。これらの反応は石膏が分解する前に完了させることができる。したがって、石膏の分解に伴って生じるＳＯｘの発生を抑制しつつ、二水石膏を効率的に無水石膏に改質することができると考えられる。

【0028】

図２は、図１の改質装置１００におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。並流式ロータリーキルン１０のドラム本体１７の上流側の径方向における中心付近には、燃焼フレーム１６が形成されている。供給部２０から燃焼フレーム１６に向かって供給された廃石膏３０は、燃焼フレーム１６内を通過し、ドラム本体１７の上流側の底部付近に堆積する。

【0029】

燃焼フレーム１６内を通過した廃石膏３０は、ドラム本体１７の底部付近に堆積した後も、燃焼フレーム１６の周囲を離れるまでの間、燃焼フレーム１６の高温下に晒される。燃焼フレーム１６に接しない廃石膏３０も、ドラム本体１７の底部付近に堆積した後、燃焼フレーム１６の周囲で燃焼フレーム１６の高温下に晒される。このように高温下に晒されることによって、紙及び有機混和剤の炭化及び分解と、無水石膏への改質が速やかに進行する。

【0030】

ドラム本体１７は方向Ｐの向きに連続的に回転している。ドラム本体１７の回転軸は、水平面に対して０．５〜８°傾斜しているため、上流側の方が下流側の方よりも高くなっている。このため、廃石膏３０は、並流式ロータリーキルン１０のドラム本体１７の回転によって掻き混ぜながら、ドラム本体１７の下流側に徐々に移動する。

【0031】

燃焼フレーム１６の外炎は、例えば、石膏分解温度である１２００℃以上の温度を有する。石膏の分解反応は瞬時には生じないため、外炎に接触した廃石膏３０及び外炎近辺を通過した廃石膏３０に含まれる紙及び有機混和剤の炭化及び分解を速やかに進行させることができる。廃石膏３０は、供給部２０によって燃焼フレーム１６に向かって供給される。このため、廃石膏３０が微粒分を含んでいても、ドラム本体１７内の気流によって微粒分が浮遊して燃焼フレーム１６と接触することなく排ガス中のダストとして排出されることを十分に抑制することができる。微粒分は、燃焼フレーム１６と接触するか、燃焼フレーム１６の近傍を通過することによって、瞬時に改質される。

【0032】

燃焼フレーム１６に接触しない場合、紙及び有機混和剤の炭化及び分解に要する時間は長くなる傾向にある。加熱する時間が長くなると、石膏の分解反応が進行する傾向にある。このため、廃石膏３０は、燃焼フレーム１６に接触することが好ましい。

【0033】

加熱工程における加熱時間は、短いほど石膏の分解を抑制しつつ生産性を向上することができる。このような観点から、加熱時間は２０分間以下であることが好ましく、１０分間未満であることがより好ましく、７分間未満であることがさらに好ましく、５分間未満であることが特に好ましい。加熱時間の下限に特に制限はないが、無水石膏への改質を十分に進行させる観点から、１分間以上であることが好ましく、２分間以上であることがより好ましい。

【0034】

廃石膏３０が燃焼フレーム１６と接触した後、並流式ロータリーキルン１０内において石膏を十分に脱水させるため、並流式ロータリーキルン１０における窯尻温度は５００〜１０００℃であることが好ましい。並流式ロータリーキルン１０は、上述の加熱時間及び窯尻温度を維持できる構造を有していることが好ましい。

【0035】

ドラム本体１７の上流側の底部に堆積した無水石膏３２（廃石膏３０）は、掻き混ぜられながら、ドラム本体１７の下流側に移動する。図１に示すように、ドラム本体１７内で加熱されて生成した無水石膏３２は、ドラム本体１７の下流側に接続された沈降室１４を経由して並流式ロータリーキルン１０の外部に排出される。このようにして、無水石膏を製造することができる。

【0036】

別の実施形態に係る無水石膏の製造方法では、加熱工程の前に乾燥工程を有していてもよい。乾燥工程では、廃石膏を予備加熱して乾燥し、乾燥後の石膏の強熱減量を１２質量％以下にすることが好ましい。乾燥工程を行うことによって、廃石膏の脱水無水化、及び、紙及び有機物の炭化及び分解が一層円滑に進行するため、最終的に得られる無水石膏の品質を向上することができる。乾燥工程において得られる廃石膏の強熱減量は１０質量％以下であることがより好ましく、７質量％以下であることがより好ましい。

【0037】

なお、乾燥工程における強熱減量を２質量％未満に低減しても、最終的に得られる無水石膏の品質はあまり変わらない。したがって、生産効率の観点から、乾燥工程で得られる廃石膏の強熱減量は、２質量％以上であることが好ましい。強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０の「５．強熱減量の定量方法」における「５．２ 高炉セメント及び高炉スラグ以外の場合」によって測定することができる。

【0038】

図３は、改質装置の別の例を示す模式図である。乾燥工程及び加熱工程を有する無水石膏の製造方法は、図３の改質装置１１０を用いて行うことができる。改質装置１１０は、図１に示される改質装置の構成に加えて、その上流側に、廃石膏３０を乾燥するドライヤー４５を備える。原料タンク４０に一旦保管された廃石膏は、ドライヤー４５に供給される。ドライヤー４５の種類は特に限定されず、ロータリーキルン、ケトル炉、気流乾燥炉、及び流動層乾燥炉等が例示できる。

【0039】

ドライヤー４５における乾燥温度は、例えば７０〜４５０℃であり、好ましくは１００〜４００℃であり、さらに好ましくは１２０〜３５０℃である。ドライヤー４５は、このような温度条件を実現できる構造であることが好ましい。ドライヤー４５において乾燥された廃石膏は、ベルトコンベア５０によって供給部２０に移送される。そして、上述の改質装置１００の説明のとおり、供給部２０から並流式ロータリーキルン１０に供給され、廃石膏は無水石膏に改質される。

【0040】

廃石膏を並流式ロータリーキルン１０に投入する前に、ドライヤー４５において、廃石膏を予備的に乾燥することによって、廃石膏の水分量を低減することができる。これによって、並流式ロータリーキルン１０における廃石膏の改質が促進されるとともに、紙及び有機物の炭化及び分解も促進され、最終的に得られる無水石膏の品質を向上することができる。

【0041】

沈降室１４の下流側には、集塵部６０と、無水石膏を保管する製品サイロ７０と集塵部６０とが設けられている。並流式ロータリーキルン１０で得られた無水石膏は、ベルトコンベア６６によって製品サイロ７０に移送される。

【0042】

本実施形態の製造方法では、並流式ロータリーキルン１０の排煙から無水石膏を回収する回収工程を行ってもよい。回収工程は、図３の集塵部６０によって行うことができる。すなわち、集塵部６０には、並流式ロータリーキルン１０内で生じた排煙が導入される。具体的には、排煙は、配管６１を経由してサイクロン６２に導入されて、粗粒ダストが回収される。サイクロン６２からの排出ガスは、配管６３を経由して電気集塵機６４に導入される。電気集塵機６４では、サイクロン６２で回収できなかった微粒ダストが回収される。

【0043】

並流式ロータリーキルン１０では、供給部２０からの廃石膏が並流式ロータリーキルン１０の燃焼フレーム１６に向かって供給されていることから、微粒分も十分に改質されている。このため、集塵部６０で回収される粗粒ダスト及び微粒ダストはいずれも主成分として無水石膏を含む。したがって、これらのダストは、どちらもベルトコンベア６６によって製品サイロ７０に移送することができる。このように、並流式ロータリーキルン１０内で生じた排煙から無水石膏を回収することによって、無水石膏の収率が向上し、高い生産性を得ることができる。

【0044】

集塵部６０は上述の態様に限定されず、サイクロン（遠心力集塵機）及び電気集塵機の他に、ろ過集塵（バッグフィルタ）などの公知の集塵部を用いてもよい。これらの集塵機は、単独で用いてもよいし、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0045】

上述の各実施形態で得られる無水石膏は、主成分としてＩＩ型無水石膏を含む。これに加えて、Ｉ型無水石膏及びＩＩＩ型無水石膏の一方又は双方を含んでいてもよい。また、少量の半水石膏及び二水石膏の一方又は双方が残存していてもよい。

【0046】

上述の各実施形態で得られる無水石膏は、ｆ．ＣａＯ（遊離石灰）を含有していてもよく、その含有量は、１質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下であることがより好ましい。このようにｆ．ＣａＯの含有量を低減することによって、セメント系添加材として好適に用いることができる。また、ｆ．ＣａＯは無水石膏が高温で分解することにより発生するものであるので、ｆ．ＣａＯの含有量が低ければ、並流式ロータリーキルン１０において石膏の分解が抑制され、ＳＯｘの発生量が十分に低減されていることになる。なお、ｆ.ＣａＯは、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−０１「遊離酸化カルシウムの定量方法」によって測定される。

【0047】

無水石膏は、炭素分を含有していてもよく、その含有量（全炭素量）は０．５質量％以下であることが好ましい。このように全炭素量を低減することによって、セメント系添加材として好適に用いることができる。全炭素量は、ＪＩＳ Ｒ １６０３「ファインセラミックス用窒化けい素微粉末の化学分析方法」の赤外吸収法によって測定することができる。

【0048】

上述の各実施形態に係る無水石膏の製造方法では、石膏の分解を抑制しつつ廃石膏から無水石膏への改質を促進できる。このため、廃石膏の加熱時間を短くすることができる。したがって、極めて短時間で無水石膏を高い収率で製造することができる。また、改質装置を十分に小型化して、高い効率で廃石膏から無水石膏への改質を行うことができる。

【0049】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

【実施例】

【0050】

実施例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【0051】

（実施例１〜４）
図１に示すような、並流式ロータリーキルンと供給部を備える廃石膏の改質装置を準備した。この改質装置を用いて、以下の手順で廃石膏を改質して無水石膏を製造した。

【0052】

廃石膏ボードを４ｍｍ以下のサイズとなるように破砕して紙の一部を除去し、粒状試料を調製した。この粒状試料の密度、化学組成、形態及び性状は表１に示すとおりであった。粒状試料３０ｇと水３００ｍＬをビーカーに入れ、ハンドミキサーで１分間攪拌し、発泡の有無を調べた。その結果、大量の泡が生じ、発泡性があることが確認された。発泡性があることは、廃石膏に有機混和剤が含まれていることを示している。

【0053】

【表1】

【0054】

粒状試料を、供給部から並流式ロータリーキルン（内径φ：１．４ｍ，長さＬ：４．０ｍ、傾斜：３°）内に供給して加熱工程を行った。バーナに、燃料である再生重油を５４〜７７Ｌ／時間の燃料使用量となる範囲で供給し、並流式ロータリーキルンの窯尻温度を表２に示すとおりに調整した。粒状試料は、図１に示すように、粒状試料と燃焼フレームとが直接接触するように供給した。粒状試料の供給量は１．１トン／時間とした。粒状試料が並流式ロータリーキルン内に滞留する滞留時間（加熱時間）は、並流式ロータリーキルンの回転数を変えることによって調整した。各実施例における滞留時間（加熱時間）は表２に示すとおりとした。このようにして、廃石膏を改質して無水石膏を得た。

【0055】

加熱工程後の無水石膏について、化学組成（ｉｇ.ｌｏｓｓ、ｆ.ＣａＯ、Ｃ）、石膏形態、発泡性を評価した。強熱減量（ｉｇ．ｌｏｓｓ）は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０の「５．強熱減量の定量方法」における「５．２ 高炉セメント及び高炉スラグ以外の場合」によって測定した。ｆ.ＣａＯは、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−０１「遊離酸化カルシウムの定量方法」によって測定した。石膏形態はＸ線回折によって確認した。Ｃ（全炭素量）は、ＪＩＳ Ｒ １６０３「ファインセラミックス用窒化けい素微粉末の化学分析方法」の赤外吸収法によって測定した。発泡性は上述の粒状試料と同様にして評価した。評価結果は表２に示すとおりであった。

【0056】

【表2】

【0057】

表２に示される結果から、実施例１〜４では、廃石膏を燃焼フレームに向かって供給することによって、廃石膏の強熱減量及び全炭素量が短い加熱時間で減少し、無水石膏を効率的に製造することができた。また、ｆ.ＣａＯが生成していないことから、石膏の分解に伴うＳＯｘの発生が十分に抑制され、高い収率で無水石膏が得られることが確認された。

【0058】

（実施例５〜１４）
加熱工程の前工程として、キルン型ドライヤー（φ：１．４ｍ×Ｌ：１２．０ｍ）を用いて乾燥工程を行った。廃石膏に含まれる結晶水の揮散を促進して強熱減量を十分に下げるため、乾燥温度を２６０〜３００℃に設定し、キルン型ドライヤー内の滞留時間（乾燥時間）を２０分間とした。なお、乾燥工程後の廃石膏の主成分は半水石膏であった。乾燥工程後の廃石膏の強熱減量を、無水石膏の強熱減量の測定方法と同様にして測定した。測定結果は表３に示すとおりであった。乾燥後の石膏は一旦貯蔵タンクに保管した後、実施例１〜４と同様にして、図１に示すような並流式ロータリーキルンにて加熱工程を行い、得られた無水石膏の評価を行った。各実施例における窯尻温度及び滞留時間（加熱時間）は表３に示すとおりであった。加熱工程後の無水石膏の評価結果は表３に示すとおりであった。

【0059】

【表3】

【0060】

表２と表３の対比結果から、加熱工程の前に乾燥工程を導入することによって、無水石膏の強熱減量及び全炭素量が低減され、より良好な品質を有する無水石膏が得られることが確認された。なお、各実施例においてｆ．ＣａＯが若干生じているが、その量は微量であり問題のないレベルであった。

【0061】

以上のことから、本発明の製造方法によれば、大規模な改質装置を用いることなく、従来よりも短時間で無水石膏を製造することができる。また、ＳＯｘの発生量も少なく抑えることができ、高い収率で無水石膏を製造することができる。これにより、廃石膏のリサイクル体制を構築することに貢献することができる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

ＳＯｘの発生を十分に抑制しつつ、廃石膏から効率的に無水石膏を製造することが可能な製造方法が提供される。

【符号の説明】

【0063】

１０…並流式ロータリーキルン、１１…キルンフッド、１２…バーナ、１４…沈降室、１６…燃焼フレーム、１７…ドラム本体、２０…供給部、３０…廃石膏、３２…無水石膏、４０…原料タンク、４５…ドライヤー、５０，６６…ベルトコンベア、６０…集塵部、６１，６３…配管、６２…サイクロン、６４…電気集塵機、７０…製品サイロ、１００，１１０…改質装置。

【図1】

【図2】

【図3】