JPH0653201B2

JPH0653201B2 - 夾離物を含んだエマルジョンを処理する方法

Info

Publication number: JPH0653201B2
Application number: JP63093318A
Authority: JP
Inventors: ウェィンライトレークアラン
Original assignee: イスコールリミテッド; サイエンティフィックコンストラクションシーシー
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: CA1307183C; KR940004629B1; EP0291174A3; ES2034207T3; JPS6480411A; KR880012257A; DE3872763T2; DE3872763D1; EP0291174B1; US4959160A; AU1462088A; GR3005976T3; AU610150B2; EP0291174A2; ATE78290T1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、水分を含む、内部相又は分散相(internal or
dispersed phase)と、油分及び／又は脂肪分を含む外
部相又は連続相(external or continuous phase)とから
なる夾雑物を含むエマルジョン（乳化液）から、夾雑物
を実質的に含まない外部相を回収するために、処理する
方法に関する。

本明細書においては、「脂肪」又は「脂肪分」なる語
は、固体及び液体のいずれかの形態の脂肪をも言うもの
として用いる。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］このようなエマルジョンの一例は、金属加工産業におけ
る熱間又は冷間圧延工程で用いられている。このような
技術分野では、脂肪と、例えば高級脂肪酸のグリセリル
エステル(glyceryl ester)と、脂肪酸と鉱物油(mineral
oil)との配合要素は、潤滑剤を生成するために、適切
な乳化剤(emulsifier)又は分散剤(dispersant)と配合さ
れる。この潤滑剤は、圧延装置を潤滑及び冷却するため
に用いられる。一般に、このような潤滑剤は、水分との
混合物として使用され、圧延加工の領域に噴霧される。
圧延加工の領域から流出した潤滑剤の廃液は適切な澄化
タンク(settling tank)に集められ、廃液の上澄みは廃
棄される。通常、その後、この廃液は集められ、排水さ
れ、捨てられている。潤滑の工程においては、通常、余
分の潤滑剤が用いられる必要があり、この余分の潤滑剤
の大部分は最終的に廃液となる。

このような潤滑剤の最大の用途は、鉄鋼加工において用
いられる装置についてである。このような場合には、廃
液は、通常は水と脂肪のエマルジョンであり、例えば微
細な鉄粉、脂肪の分解生成物、部分的に加水分解された
グリセリド、及び鉄金属石けん(iron soap)のような夾
雑物を含んでいる。このような廃液は、再生可能な脂肪
を分離するように処理するのは難しい。今日まで、再利
用のために脂肪を再生するための多くの方法が提案され
てきた。

このような公知の方法の１つは、チトゼル法(Titzel pr
ocess)であって、高温度で圧力下で廃液を加熱する工程
を含み、多量の好ましくない鉄金属石けんを含んでいる
水分を含んだ脂肪物質(a wet fatty substance)を製造
するものである。また、他の方法は、廃液を強力なミネ
ラル酸(minerai acid)と長時間加熱する工程を含み、分
解して、すべての鉄分を除去するものである。結果物は
硬すぎ、酸を除去するのが困難である。そして結果物は
水と乳化しやすい。これらの方法のいずれにおいても、
生成された脂肪は直接に再利用するに十分適している。

鉄分を含まない最終生成物を得るために、上記２つの方
法を連続的に使用することは公知であるが、このような
組合せた方法によると、水中に多量の鉄塩が生成され、
強い酸性となる。それゆえ、これら２つの方法を連続的
に組合せた方法によれば、費用が高く、加熱の無駄が生
ずる。反面、残留物を生成するので、流出投棄の深刻な
問題は防止できる。

いままでに提案されてきた第３の方法は、酸性状態で反
乳化剤(demulsifier)とともに廃液を処理するものであ
る。しかし、この方法によれば、再生された脂肪の最終
脱水の問題がある。

［発明の目的］それゆえ、再使用のため外部相を再生するために、廃棄
潤滑剤のようなエマルジョンを処理する、改良された方
法が必要とされている。そして、本発明の目的は、この
ような改良方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］上記目的は、本発明に係る処理方法、すなわち、水分を
含む内部相と脂肪分を含む外部相からなる、夾雑物を含
んだエマルジョンから、夾雑物を実質的に含まない外部
相を回収するために処理する方法であって、 (イ)金属圧延工程で使用された潤滑油から成る夾雑物を
含むエマルジョンの水含有量がエマルジョンの他の成分
の含有量に比べて重量対重量で５０％未満のとき、同エ
マルジョンに、全水含有量を重量対重量で少なくとも５
０％に上げるのに十分な量の水を混合し； (ロ)エマルジョンに適当な乳化剤または解乳化剤の少な
くとも一つを加え； (ハ)エマルジョンに短鎖有機酸を加えて、pHを３ないし
５に下げ；つぎに (ニ)エマルジョンを放置して、外部相を含む上層と、そ
の下の水層と、夾雑物を含む底部の沈澱に分かれさせ
る、ことによりエマルジョンを、内部の水相、外部の脂肪お
よび／または油含有相、ならびに金属夾雑物の微粉に分
離することを特徴とする夾雑物を含むエマルジョンの処
理方法によって達成される。

エマルジョンは、好ましくは、水−脂肪エマルジョンで
ある。本発明に係る方法は、夾雑物を含むエマルジョン
から外部相を回収するために設計されているのが好まし
い。すなわち、夾雑物を含む、水−脂肪エマルジョンか
らの脂肪の回収のために設計されているのが好ましい。
処理される当初の生成物は、例えば、使用済みの潤滑
剤、すなわち、エマルジョンが、金属加工産業における
熱間及び／又冷間圧延工程からの使用された潤滑剤、マ
ーガリン、調理用脂肪、マヨネーズ又はこれらに類する
ものを含んでいる。本発明に係る方法による最終生成物
は、外部相、すなわち、水分及び夾雑物を実質的に含ん
でいない脂肪である。かかる最終生成物の脂肪は再使用
に適している。

乳化剤がポリハイドリックアルコール(poly hydric
alcohol)の部分的に加水分解されたエステル(hydrolys
ed ester)を含んでいてもよい。

処理されるエマルジョンが水−脂肪エマルジョンである
場合には、乳化剤が脂肪の減成生成物(degradation pro
duct)、例えばジグリセリド及びモノグリセリドであっ
てもよい。その他のエマルジョンについては、乳化剤
が、例えばソルビタンエステル(sorbitan ester)又は
グリコールエステルであってもよい。

本発明に係る方法の第１の工程においては、エマルジョ
ン中の水分含有量がそのエマルジョン残部に対し、重量
で５０％以下の場合には、エマルジョンに適量の水を加
えて、該混合物中の水分の全量が、実質的に、少なくと
もエマルジョン残部の量と等しくなるようにする。

本発明に係る方法の第２の工程においては、エマルジョ
ンに又はエマルジョンと水の混合物に、適量の短鎖有機
酸を加えて、該混合物のpHの値を５以下、好ましくは３
と４の間の値へ減少させる。好ましくは、水溶性であ
り、かつ油溶性である。短鎖有機酸が使用される。

使用できる短鎖有機酸の例として、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、ヒドロキシ酢酸、安息香酸、カプリン
酸、カプロン酸及びカプリル酸が挙げられる。これらの
酸のいくつかは、不快な臭いを有する。使用される酸
は、安息香酸であるのが好ましい。

本発明に係る方法の第３の工程においては、これらの生
成物がエマルジョン中に、まだ、十分量存在しない場合
には、第２の工程により得られた混合物に適量の乳化剤
及び反乳化剤を加える。一般に、乳化剤及び反乳化剤を
添加するのは、水分から外部相を適切に分離するため必
要だからである。エマルジョンが十分な量の乳化剤又は
反乳化剤を含んでいる場合もあり、エマルジョン中で自
然に生ずる場合もある。このような場合には、乳化剤又
は反乳化剤を追加的に添加する必要はない。

乳化剤が７０℃までの温度で水溶性及び油溶性を有する
のが望ましい。乳化剤が、８乃至１２の値の親水性−親
脂肪性バランス(Hydrophylic-Lipophylic-Balance)(HL
B)を有するアニオン性又は非イオン性であってもよい。
適切な乳化剤の例として、商品名ジーエーエフエーシー
アールイー６１０（ジェネラルアルビンファブリー
ク社製）又は商品名ヘキスト−ホスタファートエム．
ディ．（ヘキスト社製）として市販されているリン酸塩
エステルが挙げられる。

反乳化剤は、また適切なものであればよい。一般に、反
乳化剤は、２乃至５の値のＨＬＢを有し、脂肪に可溶で
あり、カチオン性又は非イオン性であればよい。適切な
反乳化剤の例として、商品名カサマインアール（シェ
ルエスエー（ピーティーワイ）リミテッド社製）又は
ヒドロキシエチル脂肪酸イミダゾリンであるウナミデッ
ト（ロンザ社製）として市販されている脂肪イミダゾリ
ンが挙げられる。

乳化剤を、乳化剤と水分との混合物の全重量の0.5乃至
１重量％添加することができる。

もし必要であれば、工程(ハ)により得られた混合物が適
切な温度、好ましくは１００℃まで加熱され、外部相が
液体状態となるよう保証することができる。

本発明に係る第４の工程においては、該混合物を澄下沈
降して、上部層(upper layer)と下部層(lower layer)と
を分離する。上部層は、実質的に水分及び夾雑物を含ん
でいない外部相からなり、下部層は、少ない工程数で容
易に処理できる中又は弱酸性の水分層からなる。底部層
の下方の沈殿物は、例えば、微細な鉄粉のような、固体
夾雑物からなる。

処理される生成物、すなわち、夾雑物を含むエマルジョ
ンは、例えば合成エステル(synthetic esters)及び鉱物
油のような、他の成分を含んでいてもよい。

［実施例］以下、本発明に係る方法の実施例について説明する。

実施例１約１０％の脂肪酸を含む、脂肪に富む潤滑剤は、潤滑剤
として使用されたものであり、その廃液を集めた。この
廃液は脂肪５２％、水分４０％、微細鉄分８％を含んで
いた。廃液は同一体積の水と混合され、その結果、全水
分含有量はエマルジョン残量に対し５０重量％以上とな
った。この水分添加は、後続する加熱工程の間に蒸発に
よって生ずる、予想される水分の減少を埋め合せるため
に行った。次に、十分な量の安息香酸を添加し、混合物
のpH値を3.5とせしめた。その後に、該混合物に、エト
キシル化イミダゾリン(ethoxylated imidazoline)の混
合物0.1重量％と、りん酸と脂肪アルコールとのモノ又
はジ酸エステルの混合物0.4重量％を添加した。該混合
物を６０℃で３時間攪拌し、４時間澄化沈降した。この
操作によって、単体としての水分(free water)0.5％、
微細鉄分0.2％、脂肪酸12.5％を含む、脂肪の上方層
と、乳化した脂肪１％を含む水分層と、微細金属粉の沈
殿とを形成した。脂肪層を遠心分離した。得られた脂肪
に分散液等を加えたものは、潤滑油として再使用するの
に適したものであった。

実施例２獣脂ベース(tallow-based)薄板圧延油の使用済みの油を
圧延機から採取した。これは脂肪、水分、微細鉄粉を含
む粘性混合物である。

４ｔの量の油（８０℃）を、攪拌用のエアー・スポンジ
・パイプとスチーム・コイルを備えた１２klのタンクに
注入した。約６klの水と、それぞれ２４kgの安息香酸と
りん酸エステルとをともに添加した。使用された水の量
は、前記と同じ理由により過剰とした。該混合物は８０
℃に加熱し、空気によって攪拌した。約６時間後に、該
混合物の粘度が高温の脂肪の粘度とほぼ同一の値へと低
下したことが認められた。また水分の分離は自由な滴と
して生じていることが認められた。

攪拌及び加熱を終了し、各成分を約１２時間澄化沈降さ
せた。この期間の経過後、タンク中の上方の油が通常の
茶色であり、少量の微細鉄粉がその中に懸濁しているの
が認められた。多量の微細鉄粉はタンクの沈殿物中に含
まれていた。

油を、水分層がタンクの中央部になるまで、ポンプで吸
引しドラム缶に注入した。その後、ドラム缶を、アルフ
ァーラバル型強制噴出遠心機(Alfa-Laval-type forced
ejection centrifuge)を用いて６００rpmの速度で遠心
分離した。透明な茶色の油が得られ、水分及び微細金属
粉末はヘビー・スラッジとして除去された。得られた油
には、新品の油よりも懸濁した粒子が少なく、鉄金属石
けんはなく、わずかに0.1％の水分が認められた。そし
て、酸値(acid value)は３２mgＫＯＨ／ｇであったが、
これは、１つには、残存する添加物によるものである
が、再使用上害とはならないものである。

新品の油と５０：５０で混合した油は圧延用として再使
用するのに適していることが認められた。歩留りを計算
した結果、廃液油含有量の８０％近くを回収できたこと
がわかった。たとえ、廃油中に鉄金属石けんが存在して
も、酸状態での処理のため、回収された油中には鉄金属
石けんがないという利点を有している。

鉄を含有している沈殿物及びスラッジは１００μｍから
サブミクロンまでの粒子寸法を有する微細鉄粉の資源と
して、有益である。これらの微細鉄粉は、全く酸化され
ておらず、比較的容易に回収できる。

比較のために、上記の処理操作を上記の添加物を添加せ
ずに実験室スケールで繰返し行った。結果物は、暗色
で、粘度の高い物質である、脂肪、鉄金属石けん、単体
の鉄、混入した水を４０％以上含んでいた。この化合物
は、圧延潤滑剤として全く使用できないことがわかっ
た。

［発明の効果］本発明に係る方法によって、例えば微細鉄粉のような夾
雑物を含むエマルジョン廃液から、たとえば潤滑剤とし
て使用するのに適した脂肪のような外部相を、安価で効
率よく、しかも汚染なしに、回収するために、処理する
ことが可能となった。回収された脂肪は、例えば単独で
又は必要な添加物と混合して潤滑剤として再使用するこ
とができる。微細鉄分もまた、多くの分野で、例えば焼
結金属産業において、再使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アランウェィンライトレーク南アフリカ共和国トランスヴァールサントンブライアンストンマウントストリート 134 (56)参考文献特開昭51−18281（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−3260（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(イ)金属圧延工程で使用された潤滑油から
成る夾雑物を含むエマルジョンの水含有量がエマルジョ
ンの他の成分の含有量に比べて重量対重量で５０％未満
のとき、同エマルジョンに、全水含有量を重量対重量で
少なくとも５０％に上げるのに十分な量の水を混合し； (ロ)エマルジョンに適当な乳化剤または解乳化剤の少な
くとも一つを加え； (ハ)エマルジョンに短鎖有機酸を加えて、pHを３ないし
５に下げ；つぎに (ニ)エマルジョンを放置して、外部相を含む上層と、そ
の下の水層と、夾雑物を含む底部の沈澱に分かれさせ
る、ことによりエマルジョンを、内部の水相、外部の脂肪お
よび／または油含有相、ならびに金属夾雑物の微粉に分
離することを特徴とする夾雑物を含むエマルジョンの処
理方法。
【請求項２】エマルジョンが、鉄鋼業における熱間およ
び／または冷間圧延工程からの潤滑剤を含み、夾雑物が
鉄微粉を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】乳化剤が部分的に加水分解された多価アル
コールのエステルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】乳化剤が脂肪の減成生成物の一つである請
求項１に記載の方法。
【請求項５】乳化剤がソルビタンエステルまたはグリコ
ールエステルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】短鎖有機酸が１０個未満の炭素原子を含
み、該酸を加えることにより乳化剤のpHが３ないし４に
下げられる請求項１に記載の方法。
【請求項７】短鎖有機酸が水溶性でありかつ油溶性であ
る請求項１に記載の方法。
【請求項８】短鎖有機酸がギ酸、酢酸、プロピオン酸、
酪酸、ヒドロキシ酢酸、安息香酸、カプリン酸、カプロ
ン酸、およびカプリル酸からなる群から選ばれる少なく
とも一つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】有機酸が安息香酸である請求項１に記載の
方法。
【請求項１０】乳化剤が７０℃までの温度で水溶性およ
び油溶性を有するものである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】乳化剤が８ないし１２程度の値のＨＬＢ
を有する陰イオン性または非イオン性である請求項１に
記載の方法。
【請求項１２】乳化剤がリン酸エステルである請求項１
に記載の方法。
【請求項１３】解乳化剤が、陽イオン性または非イオン
性で、脂肪に可溶で、２ないし５程度の値のＨＬＢを有
するものである請求項１に記載の方法。
【請求項１４】解乳化剤が脂肪酸イミダゾリンを含む請
求項１に記載の方法。
【請求項１５】エマルジョンが、外部相が液体状態にな
る温度まで加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項１６】乳化剤の温度が、エマルジョンの濃度に
対して、重量対重量の比で0.5ないし１パーセントであ
る請求項１に記載の方法。
【請求項１７】金属性夾雑物が鉄微粉を含む請求項１に
記載の方法。