JP2003226562A

JP2003226562A - 環境改善セメント組成物

Info

Publication number: JP2003226562A
Application number: JP2002028408A
Authority: JP
Inventors: Shinsaku Fujimori; 新作藤森; Shigeji Kobori; 茂次小堀
Original assignee: TOBU KAGAKU KK; National Institute for Rural Engineering
Current assignee: TOBU KAGAKU KK; National Institute for Rural Engineering
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-12
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP3675766B2

Abstract

(57)【要約】【課題】重金属類、有機塩素化合物を含む環境汚染土
壌を固化封止する環境改善セメント組成物を提供する。【解決手段】マグネシヤ質７０〜１５５重量部、リン
酸塩５〜３０重量部（この内リン酸塩キレート剤１〜５
重量部を含む）、活性炭５〜３０重量部、有機酸０．２
〜２．０重量部を必須成分とする環境改善セメント組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰、汚染土
壌、汚泥、工場廃棄物、建設廃土を安定化処理する技術
に関するもので、更に詳しくは、重金属類、有機塩素化
合物を固化封止する環境改善セメント組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】環境汚
染物質として挙げられている、重金属類、有機塩素化合
物のＰＣＢ、トリクロールエチレン、パークレン、ダイ
オキシン及び環境ホルモン撹乱物質のビスフェノール
Ａ、フタル酸エステル類、オキシ安息香酸類、有機スズ
酸エステルなどは、人類の生活環境から安全な形で排除
することが好ましいが、多量に発生し続ける環境汚染物
質を効率よく処理することは極めて困難である。

【０００３】ゴミ処理焼却に伴う焼却灰、下水道から発
生する活性汚泥焼却灰なども、熔融固化により安全性が
高まった様に見られたが、酸性域での重金属溶出が見い
だされて、必ずしも熔融固化が安定でなく、更にセメン
ト固化を行うことが安全であるとされている。しかし、
セメント固化も６価クロム問題と、セメントの高アルカ
リにより鉛及びカドミウムの両者が共存する状態では同
時に溶出を押さえることが困難であるという問題があ
る。又、一時、有機キレート化合物による安定化処理が
行われていたが、長期安定性が悪く、特にセメント併用
系では、有機キレートの分解が確認されている。更に、
工場跡地などの土壌汚染は重金属類と有機塩素化合物の
複合汚染が多く、多元的な処理が可能な方法が求められ
ている。

【０００４】これらを安定的に処理する方法として、固
化剤としてポルトランドセメントに代わる物質を使用す
る方法が試みられ、アルミナセメント、珪酸ソーダ、石
灰、高炉スラグ、高炉セメントなどが用いられている
が、それぞれに問題点があり、単独でなく２種類以上の
組み合わせにより行われている。また、前記有機キレー
トとして、有機硫黄化合物及びＥＤＴＡ、グルコン酸、
クエン酸、キレート樹脂として、イミノ二酢酸キレート
樹脂、ポリアミン樹脂、アミドキシム樹脂、グルカミン
樹脂、ジチオカルバミン酸樹脂、チオ尿素樹脂などが検
討されているが、長期安定性に欠ける。更に、鉄塩、フ
ェライト、無機キレートも含めて検討されているが結果
は必ずしも好ましくない。例えば、リン酸塩のポリリン
酸アンモニウム、及びその他のリン酸塩、水酸アパタイ
ト、ボビーライトなどをセメントと混合する方法では、
リンがセメントの遅延剤として働き、セメントの強度発
現を阻害する問題がある。

【０００５】更に、これらの安定化問題は、単一重金属
では有効でであるが、複合重金属汚染では、重金属類の
中で両性重金属類が混在すると処理を困難とする場合が
多かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決する方
法として、一般的には、重金属類を水酸化合物の低い溶
解度にして、セメントのごとく水和により硬化し、凝結
時間が大幅に調整可能で、ｐＨが１１．０以下の耐水性
の高い、キレート性の水硬性セメントが要求される。こ
の条件を満足し、更に選択的に有機塩素化合物を取り込
む物質は、活性炭の類いで吸着物質の分子の大きさに対
応した空孔を有する選択可能な自由度のものが好まし
い。

【０００７】又、固化物の表面硬度が６Ｈ以上と高く耐
摩耗性の良好な物性は、焼却灰等を固化した場合に表面
に露出することを防止し、酸性雨に耐え得る耐酸性をも
たらすため、好ましい。

【０００８】本発明者は、これらの要求を満足する環境
改善セメント組成物について鋭意検討した結果、マグネ
シヤ質を主成分とし、これに特定の化合物を併用したも
のが極めて高い性能を有することを見出し、本発明を完
成した。

【０００９】即ち、本発明はマグネシヤ質７０〜１５５
重量部、リン酸塩５〜３０重量部（この内リン酸塩キレ
ート剤１〜５重量部を含む）、活性炭５〜３０重量部、
有機酸０．２〜２．０重量部を必須成分とする環境改善
セメント組成物、並びにマグネシヤ質７０〜１５５重量
部、炭酸化合物５〜２５重量部、リン酸塩キレート剤１
〜５重量部、活性炭５〜３０重量部、有機酸０．２〜
２．０重量部を必須成分とする環境改善セメント組成
物、並びにマグネシヤ質７０〜１５５重量部、リン酸塩
５〜３０重量部（この内リン酸塩キレート剤１〜５重量
部を含む）、炭酸化合物５〜１０重量部、活性炭５〜３
０重量部、有機酸０．２〜２．０重量部を必須成分とす
る環境改善セメント組成物である。

【００１０】本発明によれば、環境汚染物質に対し、本
発明のセメント組成物３〜１００重量％と水４０〜１７
０重量％を添加し、固化処理することにより、環境汚染
物質を効果的に処理することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるマグネシヤ質とは、若干の鉄を含む
炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、カンラン石、
滑石、蛇紋岩を８００℃近くで焼成して得られる、軽焼
マグネシヤ及び軽焼ホルステライト、軽焼滑石、軽焼蛇
紋岩を２００メッシュ以下に粉砕して必要により２種以
上を混合したものである。

【００１２】一方、マグネシヤ質の硬化剤となり得る物
質としては、リン酸塩と炭酸塩が挙げられる。これらは
単品又は混合して使用することができ、リン酸塩として
は、リン酸肥料等に用いられている、リン酸アンモニウ
ム、ポリリン酸アンモニウム、スーパーリン酸、過リン
酸石灰、重過リン酸石灰、過リン酸マグネシウム、重過
リン酸マグネシウム、腐食酸、リクニンスルホン酸、ク
エン酸可溶の重焼リン、熔リン、トーマスリン肥などで
ある。これらは、ＭｇＯ含有量に換算して１００重量部
あたりＰ₂Ｏ₅として３〜２５重量部を０．１〜１．０重
量部の腐食酸、リクニンスルホン酸、クエン酸存在下に
反応させる方法である。この時、他の水溶性ピロリン酸
塩、トリポリリン酸塩、ポリリン酸塩好ましくは、縮合
リン酸塩、ポリリン酸塩を添加しても良く、メタリン酸
ポリリン酸ソーダ、酸性ピロリン酸ソーダ、トリポリリ
ン酸ソーダ１〜５重量部をリン酸キレート剤として添加
する、更にこれらは２種以上を混合使用することができ
る。

【００１３】又一方、炭酸塩もマグネシヤ質の硬化剤と
なり利用することができ、例えば無機炭酸塩として重
曹、重炭酸カリ、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモ、
炭酸グアーニジン、正炭酸マグネシウムをＭｇＯ含有量
に換算して１００重量部あたりＣＯ₃として３〜２５重
量部添加する、有機炭酸化合物として炭酸エチレン、炭
酸プロピレン、トリアセチン、エチレングリコールジア
セテート、γ−ブチルラクトンをＭｇＯ含有量に換算し
て１００重量部あたりＣＯ₃として５〜２５重量部添加
する。これらは同時に０．１〜１．０重量部の腐食酸、
リクニンスルホン酸、クエン酸存在の下に反応させると
凝結時間を調節する、又、２種以上を混合使用すること
ができる。更に上記リン酸塩と混合して２種類以上の硬
化剤として複合使用が可能で、重金属類をアルカリサイ
ドで共沈させて、吸着させることができる。

【００１４】又、更に凝結遅延のみならず、上記マグネ
シヤ質及び水不溶リン酸塩の可溶化剤と炭酸塩の凝結時
間を調節する目的で用いることができ、上記腐食酸、リ
クニンスルホン酸、クエン酸以外にこれらのナトリウム
塩、アンモニウム塩を用いることができ、グルコン酸ソ
ーダ、２−ケトグルタール酸ソーダを併用しても良く２
種以上を混合使用することができる。

【００１５】本発明に使用される活性炭は、各種の活性
炭中比較的空孔率の大きいものが適しており、空孔の深
さが１００Å〜２００Å、空孔φ５Å〜３０Åであるも
のが好ましい。特に重金属類にはＬ／Ｄが４〜６：１．
０の空孔の深さが１００Å〜１５０Å、空孔φ５Å〜２
５Åのものであり、ＰＣＢ及びダイオキシン類ではＬ／
Ｄが７〜１０：１．０の空孔深さ１５０Å〜２００Å、
空孔φ１５Å〜３０Åのものが適している。これらは粉
末の形で添加され、重金属類又は有機塩素化合物の含有
量により５〜３０重量部を使用する。活性炭の原料由来
としては、重金属類及び低分子有機塩素化合物に対して
は塩化亜鉛錻活ヤシ殻活性炭が好ましくは、ＰＣＢ及び
ダイオキシン類に対しては塩化亜鉛錻活ピトモス活性炭
が好ましい。これらは、重金属類の水酸化物を吸着さ
せ、更に上記硬化物で固化することにより、より効果の
高い安定化処理を可能にすることができる。

【００１６】以上にあげた、マグネシヤ質の硬化剤とし
て、リン酸塩（リン酸肥料）、各種の炭酸塩及びリン酸
塩キレート剤と可溶化剤と凝結遅延剤を含む有機酸類及
び活性炭を含む組成物を、重金属及び有機塩素化合物の
封止目的に応じて配合する。基本配合は、ＭｇＯ含有量
で換算すると軽焼マグネシヤを使用する場合７０〜８０
重量部に対し、リン酸塩５〜３０重量部、有機酸０．２
〜２．０重量部に必要によりリン酸塩キレート剤１〜５
重量部、活性炭５〜３０重量部を添加する。軽焼ホルス
テライトでは１０３〜１１８重量部に対し、リン酸塩５
〜３０重量部、有機酸０．２〜２．０重量部に必要によ
りリン酸塩キレート剤１〜５重量部、活性炭５〜３０重
量部を添加する。軽焼滑石、軽焼蛇紋岩では、１１４〜
１５５重量部に対し、リン酸塩５〜３０重量部、有機酸
０．２〜２．０重量部に必要によりリン酸塩キレート剤
１〜５重量部、活性炭５〜３０重量部を添加する。この
組成物の特徴はリン酸塩の選択により凝結時間が設定で
きることと、必ずしもリン酸塩キレート剤を必要としな
い点である。ただし、軽焼ホルステライト、軽焼滑石、
軽焼蛇紋岩の反応活性が低い場合は、３０重量部〜５０
重量部の軽焼マグネシヤをこれらに追加して使用するこ
とができる。

【００１７】又、軽焼マグネシヤ１００重量部に炭酸化
合物を使用する場合は５〜２５重量部を、軽焼ホルステ
ライトでは１０３〜１１８重量部に対し炭酸化合物３〜
２３量部、軽焼滑石、軽焼蛇紋岩では、１１４〜１５５
重量部に対し炭酸化合物３〜２０量部を使用する、好ま
しくは７〜１５重量部添加する、この組成物の特徴は、
凝結時間が始発を瞬結から４時間に腐食酸、リクニンス
ルホン酸、クエン酸、グルコン酸ソーダ、２−ケトグル
タール酸ソーダの添加量で設定できる利点がある。他だ
し軽焼ホルステライト、軽焼滑石、軽焼蛇紋岩の反応活
性が低い場合は、３０重量部〜５０重量部の軽焼マグネ
シヤをこれらに追加して使用することができる。

【００１８】更に、リン酸塩と炭酸化合物を併用する場
合において、軽焼マグネシヤ１００重量部にリン酸塩５
〜３０重量部（この内リン酸塩キレート剤１〜５重量部
を含む）、炭酸化合物５〜１０重量部を混合添加して、
リン酸塩の長時間凝結と炭酸化合物の初期凝結の利点を
活用でき様々な現場条件に対応できる物性を発現でき
る、他だし軽焼ホルステライト、軽焼滑石、軽焼蛇紋岩
の反応活性が低い場合は、３０重量部〜５０重量部の軽
焼マグネシヤをこれらに追加して使用することができ
る。

【００１９】本発明の組成物は、マグネシヤ質粉末、リ
ン酸塩粉末（この内リン酸塩キレート剤粉末）、炭酸化
合物粉末、活性炭粉末、有機酸粉末を任意に混合して、
水分により反応させることを特徴とする組成物である、
好ましくは、これらの粉末度が２００メッシュ以下であ
り、特にマグネシヤ質粉末及び水不溶リン酸塩粉末は好
ましくは３００メッシュ以下が適している。

【００２０】この組成物は、マグネシヤ質粉末に対する
リン酸塩粉末及び炭酸化合物粉末の添加量が非化学量論
的配合で、理論化学当量より、極めて少なく、ボビーラ
イトとは大きく異なる。化学組成で一般式は、Ｍｇ₈Ｈ₂
（ＰＯ₄）₆・５Ｈ₂Ｏであるとされている。又、炭酸化
合物における反応では３４％以下の理論量になり、反応
生成物は塩基性炭酸マグネシウムで、リン酸塩と炭酸塩
の併用系では、非化学量論リン酸マグネシウムと非化学
量論塩基性炭酸マグネシウムの混合物である。未反応の
マグネシヤ質は水酸化マグネシウムとして存在し、最終
的には空気中の炭酸ガスと反応して、塩基性炭酸マグネ
シウムを与える。

【００２１】本発明の組成物は、マグネシヤ質粉末、リ
ン酸塩粉末（この内リン酸塩キレート剤粉末）、炭酸化
合物粉末、有機酸粉末が水により反応する過程では重金
属類がリン酸塩と反応してリン酸塩キレートを形成する
ことが知られているが、この状態における錯塩の安定度
が低く、ｐＨに左右され易く不安定な外因が多い。金属
イオン［Ｍ］とキレート剤［ｍＺ］が反応した場合、
［Ｍ］＋［ｍＺ］≦ＭＺmが好ましく、この反応を右に
移行させるにはリン酸塩キレート重金属をマグネシウム
塩として不溶化させることでキレート効果を高めること
ができる。一般的に重金属類の溶解度の最も低下するｐ
Ｈ領域は１０〜１１で水酸化マグネシウムのｐＨに近
く、リン酸塩キレートの生成領域に一致するため重金属
類の封止に適している。

【００２２】本発明の組成物は、マグネシヤ質粉末、リ
ン酸塩粉末（この内リン酸塩キレート剤粉末）、炭酸化
合物粉末、有機酸粉末に活性炭を添加する組成物では重
金属類のリン酸キレートを良く吸着し、水不溶の有機塩
素溶剤及びＰＣＢ、ダイオキシン類を選択的に吸着でき
るため上記マグネシヤ質粉末、リン酸塩粉末（この内リ
ン酸塩キレート剤粉末）、炭酸化合物粉末、有機酸粉末
組成物より更に安定化に寄与することができる、重金属
類のリン酸塩キレート固化物は、長期間に酸性雨などに
より抽出を受ける場合が考えられ、化学的安定性のみな
らず活性炭吸着により物理的安定性を固化と併用する系
でより高い安定性を獲得し、酸性抽出を受けにくくな
る。又、有機塩素溶剤及びＰＣＢ、ダイオキシン類は極
性が低く親水性が小さいため、これらを水系で除去する
ことが困難で様々な物理的方法が組み合わされている
が、活性炭を含む固化が最も効率が良く約２／１００．
０００にＰＣＢ、ダイオキシン類を低減することができ
る。

【００２３】本発明の組成物である、マグネシヤ質粉末
として軽焼マグネシヤを８０重量部に対し、重過リン酸
石灰１０重量部、ポリリン酸ソーダ１重量部、無水クエ
ン酸粉末０．２重量部からなる粉体組成物を、関東ロー
ム１００重量部に１０重量部添加して水６５重量部で混
練りするとセメント系固化剤に比較して約３倍の３．５
Ｎ／ｍｍ²の一軸圧縮強度が得られる。この硬化物のｐ
Ｈは１０．０で植生及び魚貝類に悪影響を与えずセメン
ト系の様な白化現象がなく、耐水性が良好である。本組
成物は、無水クエン酸を使用して凝結時間を調節し、２
０℃のニートセメントの凝結時間を始発１時間４５分〜
４時間３５分に調節が可能であり、本発明の市販リン酸
塩の種類を水溶性リン酸含有量で比較すると、リン酸ア
ンモニウム７４〜８５％、ポリリン酸アンモニウム５０
〜７０％、過リン酸石灰１６〜２０％、重過リン酸石灰
３０〜４８％、重過リン酸マグネシウム３０〜４８％、
重焼リン３５％、熔リン３０％、メタリン酸マグネシウ
ム７０％でこの数値によりリン酸塩の配合量を調節す
る。ただし、完全可溶なリン酸アンモニウム、ポリリン
酸アンモニウムは非常にマグネシヤ質との反応が早く、
重過リン酸石灰の水溶性リン酸量より低い値で使用する
ことが好ましく、遅延剤として酸性リン酸ソーダ等をあ
らかじめ反応させた物を使用する。熔リンは凝結時間の
長い用途に適し、７日間凝結を遅延させることが可能で
ある。

【００２４】本発明の組成物における炭酸化合物の用法
は、マグネシヤ質粉末として軽焼マグネシヤを８０重量
部に対し、重曹１５重量部、ポリリン酸ソーダ１重量
部、無水クエン酸粉末０．４重量部からなる粉体組成物
のニートセメントの凝結時間は２０℃で１時間１０分で
あり、無水クエン酸を無添加では、始発３分１５秒終結
６分２５秒と急結性で粉末塩化第一鉄を２重量部添加す
ると瞬結するようになる。これに比較して、軽焼マグネ
シヤを８０重量部に対し、重炭酸アンモ１５重量部、ポ
リリン酸ソーダ１重量部、無水クエン酸粉末０．４重量
部からなる粉体組成物は、ニートセメントの凝結時間が
２０℃で４５分で無水クエン酸無添加では、始発２分１
５秒で瞬結する。軽焼マグネシヤを８０重量部に対し、
エチレンカーボネート２０重量部、ポリリン酸ソーダ１
重量部、無水クエン酸粉末なしの粉体組成物は、ニート
セメントの凝結時間は２０℃で１時間４５分であり、粉
末塩化第一鉄を２重量部添加すると６分２５秒で硬化す
る。同一添加量、同一組成、同一条件の各炭酸化合物、
炭酸プロピレンで凝結時間が１時間４５分、トリアセチ
ン凝結時間が１５分、エチレングリコールジアセテート
凝結時間が１時間３４分、γ−ブチルラクトン凝結時間
が１時間５２分と炭酸化合物の反応性により凝結時間に
違いが認められる。

【００２５】本発明の組成物中、リン酸塩硬化と炭酸化
合物併用系の用法は、リン酸塩の影響により特に酸性塩
では炭酸化合物の遅延剤として作用し凝結時間が長くな
る傾向がある、例えば軽焼マグネシヤを８０重量部に対
し、重過リン酸石灰１０重量部、重曹５重量部、ポリリ
ン酸ソーダ１重量部、無水クエン酸粉末０．４重量部か
らなる粉体組成物のニートセメントの凝結時間は２０℃
で２時間７分であり、始発のみが遅延し終結は２時間３
４分で１日強さは、重過リン酸石灰のみより３５％向上
した。以上のようにマグネシヤ質に対する３種類の硬化
剤の選択と有機酸の添加量で凝結時間を自由に調節でき
る利点がある。

【００２６】本発明の主たる組成物のマグネシヤ質は、
軽焼マグネシヤ及び軽焼ホルステライト、軽焼滑石、軽
焼蛇紋岩粉末であり、軽焼マグネシヤＭｇＯとしての含
有量低い嫌いがある、しかし、これらに軽焼マグネシヤ
を１０〜３０重量部追加混合すると、軽焼マグネシヤの
反応活性と同等な配合が行える。軽焼ホルステライト、
軽焼滑石、軽焼蛇紋岩粉末を用いると珪酸を含有するた
め耐酸性を向上させることができるばかりか、軽焼マグ
ネシヤ資源が地域により偏在しているのに対し、軽焼ホ
ルステライト、軽焼滑石、軽焼蛇紋岩資源は、比較的広
範囲に分布するため、軽焼マグネシヤより安価に大量供
給が可能であるとされている。このため、セメントより
焼成温度が低く生産性が良い利点は、軽焼マグネシヤを
多少混合する組成物配合では用途により非常にコスト面
で有利である。軽焼ホルステライトは、焼成方法により
不活性になり易いが、塩焼き又は塩化マグネシウム焼き
により、この問題を解決することができる。原鉱石産地
により鉄分５〜１０％を含有するため焼成粉末は茶褐色
になる傾向があり、軽焼マグネシヤの白色又は淡黄色と
異なるが、用途により使い分けるこど色調は問題がな
い。

【００２７】本発明の組成物を使用するにあたり、セメ
ントに使用される減水剤及び流動化剤を使用すると、ス
ラリーの性質を改善することができる、上記に上げた有
機酸類の添加は、減水作用もあり、ニトロフミン酸塩、
リグニンスルホン酸塩、クエン酸はマグネシヤ質の良好
な減水作用を有する。ナフタリン系、メラミン系、ポリ
カルボン酸系も併用して利用可能であり、起泡剤、増粘
剤、消泡剤、各種の高分子エマルジョンを使用すること
ができる。

【００２８】

【作用】１）本発明の環境改善セメント組成物は、主成
分にマグネシヤ質を用いるものでリン酸塩を硬化剤とす
る場合は、従来のリン酸マグネシヤセメントの反応モル
と異なり、リン酸塩量が極めて少ない非化学量論的配合
である。一方の炭酸化合物を使用する場合においても炭
酸化合物量が極めて少ない非化学量論的配合であり。両
者の併用系でも同様な非化学量論的配合である。これら
の原料組成は安全性が極めて高い、肥料成分又は食品添
加物かこれに準ずる原料を使用するため、万一自然界に
拡散しても安全性が高くｐＨも低く、主原料のマグネシ
ヤ質の溶解度は０．０００９で石灰の０．１６に比較し
て１／１７７であり、凝結時間が自由に調節できる利点
とセメント系に匹敵する物理的強度を有する。２）セメント系固化剤の欠点であるＣｒ6+の問題がな
く、ローム系土壌では少量で固化が可能であり、有機土
壌及びセメント系で固化不能な産業廃棄物、汚泥、廃石
灰、海底堆積物、温泉汚泥、硫黄含有物などを固化し、
重金属類、有機溶剤、ＰＣＢ、ダイオキシンなどを安定
化することができる。特に複合土壌汚染防止や河川汚泥
などの複雑な含有物に有効で、アンモニヤ、メルカプタ
ン、硫化水素、などの臭気を固定できる消臭作用があ
る。３）有害物質含有がなくｐＨが低いため、生物環境適合
し環境負荷がないため、成型物は土に直接循環させるこ
とができ、農業用途や魚礁、護岸コンクリートなどの従
来のセメントにない広範囲な再資源的用途がある。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明を実施例により更に具体的に
説明するが、本発明は、これらの例によって、限定され
るものではない。実施例１Ｏ市下水道活性汚泥焼却灰の環境省４６号試験による原
灰１００重量部と、本発明の環境改善セメント組成物
（以下本発明組成物という）である軽焼マグネシヤ（２
００メッシュ以下）８５重量部、重焼リン粉末（２００
メッシュ以下）１５重量部、無水石膏５重量部、無水ク
エン酸０．１重量部の粉体混合物３０重量部を混合し
て、これに水７０重量部を添加して５分間ポバートミキ
サーで混合し、５０φ×１００の土質試験型枠に充填し
て硬化させた。２８日間室温気中養生した成型物をＪＩ
ＳＡ１２１６に従い、圧縮試験を行った。この結果
は、３６．４Ｎ／ｍｍ²であった。この破砕供試体を５
ｍｍ以下に粉砕して、篩分し環境省４６号試験を行い重
金属類の検出を行った。重金属等の溶出試験の結果を表
１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例２Ｋ市焼却炉飛灰を環境省４６号試験により分析し、本発
明の組成物として軽焼マグネシヤ（２００メッシュ以
下）８５重量部、重焼リン粉末（２００メッシュ以下）
１５重量部、無水石膏５重量部、無水クエン酸０．１重
量部にポリリン酸ソーダ２．０重量部、ビート活性炭
３．０重量部の粉体混合物３５重量部を上記焼却炉飛灰
１００重量部と混合して、これに水６０重量部を添加し
て５分間ポバートミキサーで混合し、５０φ×１００の
土質試験型枠に充填して硬化させた。２８日間室温気中
養生した成型物をＪＩＳＡ１２１６に従い、圧縮試
験を行った。この結果は、２３．２Ｎ／ｍｍ²であっ
た。この破砕供試体を５ｍｍ以下に粉砕して、篩分し環
境省４６号試験を行い重金属類の検出を行った。結果を
表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】＊ダイオキシン含有飛灰固化処理物０．２
７ng/ｌは、１８０℃／１０ｋｇのオートクレーブ６時
間処理により０．０１ng/ｌ以下にすることができた。実施例３関東ロームに環境省４６号試験基準値の１０倍、１００
倍量の重金属類（塩化水銀、塩化カドミウム、硝酸鉛、
重クロム酸カリ、３塩化ヒ素、塩化銅）を添加した。本
発明組成物として軽焼マグネシヤ（２００メッシュ以
下）８５重量部、重過リン酸石灰粉末（２００メッシュ
以下）１５重量部、無水石膏５重量部、無水クエン酸
０．１重量部にポリリン酸ソーダ２．０重量部、ビート
活性炭３．０重量部の粉体混合物３５重量部を上記関東
ローム１００重量部と混合して、これに水６５重量部を
添加して５分間ポバートミキサーで混合して、５０φ×
１００の土質試験型枠に充填して硬化させる。２８日間
室温気中養生した成型物をＪＩＳＡ１２１６に従
い、圧縮試験を行った。この結果、１４．３Ｎ／ｍｍ²
であった。この破砕供試体を５ｍｍ以下に粉砕して、篩
分し環境省４６号試験を行い重金属類の検出を行った。
表３に負荷試験の結果を示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】実施例４軽焼ホルステライト（３６０メッシュ全通）１００重量
部に重曹１５重量部、無水クエン酸０．４重量部、キー
レト剤兼硬化剤としてポリリン酸アンモニウム２重量部
を粉体混合して、本発明のセメント組成物を得た。２０
℃の始発時間は１時間１６分、終結時間は１時間４６分
であり、無水クエン酸無添加の２０℃の始発時間は４．
２分、終結時間は７．４分であった。これを含水率３０
０％河川汚泥１００重量部に本発明のセメント組成物５
０重量部添加して、５分間ポバートミキサーで混合し、
５０φ×１００の土質試験型枠に充填したところ、６時
間後には硬化した。７日間室温気中養生した成型物をＪ
ＩＳＡ１２１６に従い、圧縮試験を行うと、０．４
３Ｎ／ｍｍ2 の強度を示した。固化物の臭気は完全に消
失して無臭であった。実施例５本発明の配合代表例を、表４に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】＊活性炭量は、適宜目的に応じて５〜２
０重量部を添加する。＊凝結試験及び強さ試験は、ＪＩＳＲ５２０１に
準じて試験を行った。＊供試体ｐＨは、５ｍｍ以下に粉砕して１０倍量の純
水に７日間浸けて試験を行った。＊アオコ発生日数は、供試体ｐＨに用いた試験に従い
室温野外放置の試験結果である。＊ポルトランドセメント供試体を上記と比較すると、
この期間内ではアオコ発生がない。実施例６採取河川堆積（汚泥含水率２００％）１００重量部に、
実施例５−配合４の本発明組成物２０重量部(活性炭５
重量部を含む）を混合して固化させた。固化物の７日後
のコーン指数は５．０でｐＨは８．７であった。実施例７乾燥した関東ローム１００重量部に、トリクロロエタン
２重量部及びテトラクロロエチレン２重量部を混合し
て、実施例５−配合７の本発明組成物３０重量部とビー
ト活性炭１０重量部及びビート活性炭１５重量部を加え
て、水７５重量部で混練りして固化させた。この試料を
５ｍｍ以下に粉砕して、６時間水で浸透抽出を行い、濾
過して抽出液をＪＩＳＫ０１２５５．２に準じて試
験を行った。結果を表５に示す。

【００３８】

【表５】

【００３９】この負荷試験では、酒精用活性炭でも同様
な結果を得た。実施例８乾燥した関東ローム１００重量部に、活性炭２００重量
部、実施例５−配合１の本発明組成物３０重量部に水７
０重量部を加えて、混合し粒径３．５ｍｍ〜５．４ｍｍ
の造粒品を得た。この造粒品を直径１００ｍｍφ、長さ
１０００ｍｍのパイプに充填して、上部より汚泥水を流
下させると、精透して臭気のない水が得られた。この水
にアンモニヤ水１０ｍｇ／ｌ及び４０％リン酸１０ｍｇ
／ｌを添加して下部から流失する水をサンプリングして
アンモニヤ及びリン酸を定量すると、アンモニヤ０．０
００１ｍｇ／ｌ、リン酸０．００００６ｍｇ／ｌであ
った。更に、この造粒品１ｋｇを水１０ｌの水槽に入れ
金魚を飼育すると２８日間金魚の死亡率は０であった。比較例１アカメダカ１００匹を水１０ｌ中に放流し、１分間２０
０ｃｃの曝気を行いつつポルトランドセメントスラリー
（セメント１００ｇ／水１００ｇ）を少量ずつ添加した
ところ、ＬＣ50に至る急性毒性は、１６．５ｇ／ｌであ
った。一方、本発明の環境セメント組成物は、同様の試
験の結果、ＬＣ50に至る急性毒性は、６３．５ｇ／ｌで
あった。比較例２ポルトランドセメント固化と本発明の環境セメント組成
物固化の重金属類の溶出量を図１に示す。試験方法は環
境庁１３号試験及び環境庁４６号試験に準じて行った。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、ポルトランドセメントに代わ
る固化剤を目指すものであり、リン酸塩のキレート作用
により重金属を補捉し、活性炭の併用で有機塩素化合物
を安定化できる複合型環境対応セメント組成物である。
本発明のセメント組成物は、環境負荷が極めて低く、直
接生物環境を犯すことがなく、廃棄する場合でも肥料成
分として循環が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポルトランドセメント固化と本発明の環境セ
メント組成物固化の重金属類の溶出量を比較するグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 18:10 Ｃ０４Ｂ 22:16 Ａ 22:16 22:10 22:10 24:04 24:04 9:04 9:04） (72)発明者小堀茂次埼玉県幸手市大字幸手3826−３東武化学株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA36 AA41 AA47 CA45 CC03 CC13 DA03 DA10 4D059 AA00 BG00 DA08 DA39 DA61 DA66 DB08 EB11 4G012 PA11 PA14 PB02 PB03 PB05 PB08 PB16 PD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシヤ質７０〜１５５重量部、リン
酸塩５〜３０重量部（この内リン酸塩キレート剤１〜５
重量部を含む）、活性炭５〜３０重量部、有機酸０．２
〜２．０重量部を必須成分とする環境改善セメント組成
物。
【請求項２】マグネシヤ質７０〜１５５重量部、炭酸
化合物５〜２５重量部、リン酸塩キレート剤１〜５重量
部、活性炭５〜３０重量部、有機酸０．２〜２．０重量
部を必須成分とする環境改善セメント組成物。
【請求項３】マグネシヤ質７０〜１５５重量部、リン
酸塩５〜３０重量部（この内リン酸塩キレート剤１〜５
重量部を含む）、炭酸化合物５〜１０重量部、活性炭５
〜３０重量部、有機酸０．２〜２．０重量部を必須成分
とする環境改善セメント組成物。
【請求項４】環境汚染物質に対し、請求項１〜３の何
れか１項記載のセメント組成物３〜１００重量％と水４
０〜１７０重量％を添加し、固化処理することを特徴す
る環境汚染物質の処理方法。