JP2003305448A - Solidification method of waste and solidified body - Google Patents
Solidification method of waste and solidified bodyInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を固化する
ための処理方法およびこれにより得られる固化処理体に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a treatment method for solidifying waste and a solidified body obtained by the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】廃棄物を処分する際、これらに有害物質
が含有されている場合には、有害物質の溶出による環境
汚染を防止するためにこれを固化して固定する必要があ
る。廃棄物の固化のためには、通常は固化用のセメント
等が用いられている。セメントで廃棄物を固化処理体と
することで水銀、鉛、クロム、カドミウム、砒素、アン
チモン、ＰＣＢ等を固定することができる。また、鉛、
六価クロム、シアン等物質を含有する場合もセメントを
多量に使用すれば固定可能であるが、費用がかかり、廃
棄物の量も増加するので最終処分場の負担が大きくなる
という問題がある。多量のセメントを用いずに有害物質
を含む廃棄物を固化処理するために、特開２０００−１
５２２０号公報にはセメントに凝集剤を含有させた有害
物質固定用水硬性組成物が開示されている。2. Description of the Related Art When disposing of waste, if these contain harmful substances, it is necessary to solidify and fix them in order to prevent environmental pollution due to elution of the harmful substances. For the solidification of waste, cement or the like for solidification is usually used. By using cement to solidify the waste, mercury, lead, chromium, cadmium, arsenic, antimony, PCB, etc. can be fixed. Also lead,
Even if a substance such as hexavalent chromium or cyan is contained, it can be fixed by using a large amount of cement, but there is a problem in that it is expensive and the amount of waste increases, so that the burden on the final disposal site increases. To solidify a waste containing a harmful substance without using a large amount of cement, JP-A-2000-1
Japanese Patent No. 5220 discloses a hydraulic composition for fixing harmful substances in which cement contains a flocculant.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開２０００
−１５２２０号公報等に記載のセメントを用いる方法
は、廃棄物の固化のために新たな資源を投入するもので
あるので資源の有効利用の点では好ましくない。また、
セメントを用いて製造した固化処理体は高アルカリ性を
示すので、固化処理体の周囲環境をアルカリ化する恐れ
もある。However, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000
The method using cement described in Japanese Patent Publication No. -15220, etc. is not preferable from the viewpoint of effective use of resources, because new resources are input to solidify the waste. Also,
Since the solidified body produced by using cement exhibits high alkalinity, the environment surrounding the solidified body may be alkalized.
【０００４】また一方で、都市ごみ焼却灰、焼却灰溶融
スラグ、溶融飛灰、塩素バイパスダスト等の廃棄物が塩
素を含有している場合、セメントを用いてこれらを固化
する場合には、塩素の固定能力が低いという問題があ
る。On the other hand, when wastes such as municipal waste incineration ash, incineration ash molten slag, molten fly ash, chlorine bypass dust, etc. contain chlorine, when solidifying them with cement, chlorine is used. There is a problem that the fixation ability of is low.
【０００５】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、塩素を含有する廃棄物において
塩素及び重金属系の有害物質を固定可能とし、資源の有
効利用が可能な固化処理方法を提供し、これを用いて、
塩素の環境への溶出が少なく、周囲環境のアルカリ化を
防止できる固化処理体を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, to fix chlorine and heavy metal-based harmful substances in chlorine-containing wastes, and to effectively use resources. And use this to
An object of the present invention is to provide a solidification-treated product which is less likely to elute chlorine into the environment and can prevent alkalizing of the surrounding environment.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の特徴は以下の通りである。The features of the present invention for solving the above problems are as follows.
【０００７】（１）高炉水砕スラグと刺激剤とを主成分
とする固化処理材を水の存在下で廃棄物に混合し、該廃
棄物を固化させることを特徴とする、廃棄物の固化処理
方法。(1) Solidification of waste, which is characterized in that a solidification treatment material mainly containing granulated blast furnace slag and a stimulant is mixed with waste in the presence of water to solidify the waste. Processing method.
【０００８】（２）固化処理材がさらに石膏を含有する
ことを特徴とする、（１）に記載の廃棄物の固化処理方
法。(2) The method for solidifying waste according to (1), wherein the solidifying material further contains gypsum.
【０００９】（３）刺激剤が製鋼スラグであることを特
徴とする、（１）または（２）に記載の廃棄物の固化処
理方法。(3) The method for solidifying waste according to (1) or (2), wherein the stimulant is steelmaking slag.
【００１０】（４）製鋼スラグが溶銑脱硫スラグである
ことを特徴とする、（３）に記載の廃棄物の固化処理方
法。(4) The method for solidifying waste according to (3), characterized in that the steelmaking slag is hot metal desulfurization slag.
【００１１】（５）製鋼スラグがエージング処理を経た
製鋼スラグであることを特徴とする、（３）または
（４）に記載の廃棄物の固化処理方法。(5) The method for solidifying waste according to (3) or (4), wherein the steelmaking slag is a steelmaking slag that has been subjected to an aging treatment.
【００１２】（６）（１）ないし（５）のいずれかに記
載の固化処理方法により固化処理して得られたことを特
徴とする廃棄物の固化処理体。(6) A solidified body of waste obtained by solidifying by the solidifying method according to any one of (1) to (5).
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明では、都市ごみ等のごみ焼
却灰、焼却灰溶融スラグ、溶融飛灰、塩素バイパスダス
ト等の廃棄物を固化するために、高炉水砕スラグに刺激
剤を添加した固化処理材を水の存在下で廃棄物に混合
し、これらの廃棄物に含まれる重金属、ＰＣＢ等を固定
化するとともに、同じ廃棄物に含まれる塩素を固定化す
ることを可能とする。固化処理材には、さらに石膏を添
加すると効果的であり、また刺激剤としては、製鋼スラ
グを用いる事が好ましい。また、製鋼スラグとしては、
溶銑脱硫スラグを用いる事が好ましく、エージング処理
を経たものを用いる事がより好ましい。またこれにより
初期強度の高い廃棄物の固化処理体を得ることができ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a stimulant is added to granulated blast furnace slag in order to solidify waste such as refuse incineration ash such as municipal waste, incinerated ash molten slag, molten fly ash, chlorine bypass dust and the like. The solidification treatment material is mixed with wastes in the presence of water to fix heavy metals, PCBs and the like contained in these wastes, and also to fix chlorine contained in the same wastes. It is effective to add gypsum to the solidified material, and it is preferable to use steelmaking slag as the stimulant. Also, as steelmaking slag,
It is preferable to use a hot metal desulfurization slag, and it is more preferable to use a hot metal desulfurized slag. Further, by this, it is possible to obtain a solidified body of waste having a high initial strength.
【００１４】まず、本発明で用いる固化処理材について
説明する。First, the solidifying material used in the present invention will be described.
【００１５】本発明で用いる固化処理材は、高炉水砕ス
ラグと、刺激剤とを主成分とするものである。固化処理
材は、高炉水砕スラグに刺激剤を添加する以外に、セメ
ント等の他の固化材を含むことも可能であるが、高炉水
砕スラグと刺激剤とを合計で８０mass%以上含有するこ
とが好ましい。高炉水砕スラグは潜在水硬性を有するシ
リカ含有物質であり、刺激剤を添加し、水を加えて混練
すると硬化して、セメントと同様に重金属を固定するこ
とができる。これは、シリカ含有物質のガラスを構成し
ている網目構造体中のシリカの鎖状結合が刺激剤により
切断され、珪酸イオンがカルシウムイオンと水和反応し
てＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ系水和物を形成するためであ
る。刺激剤としてはアルカリを含有している必要があ
り、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシ
ウムなどを含有する石灰微粉末やセメントなどを用いる
ことができる。これらは刺激剤としてだけでなく、カル
シウム源としても機能する。このような固化処理材を従
来のセメントの代替として廃棄物等を固化するために用
いた場合、緻密なカルシウムシリケート水和物（ＣａＯ
−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ）を生成し、固化する。カルシウムシ
リケート水和物は微細な細孔を有する構造であり、細孔
内に重金属を取り込みつつ固化する。細孔の直径は数ｎ
ｍであり、セメント水和物と比較しても小さく、取り込
まれた重金属は容易に離脱できない。また高炉水砕スラ
グはＡｌ含有量が多いため、水和反応により塩素を含む
水和物であるフリーデル氏塩（３ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｃ
ａＣｌ2−１０Ｈ2Ｏ）の生成能力が大きく、このため塩
素を固定する能力が高い。また、ケイ酸カルシウム水和
物などにも塩素を吸着ないし内包して固定する作用があ
る。The solidifying material used in the present invention is mainly composed of granulated blast furnace slag and a stimulant. The solidification treatment material may contain other solidification materials such as cement in addition to the addition of the stimulant to the granulated blast furnace slag, but the total content of the granulated blast furnace slag and the stimulant is 80 mass% or more. It is preferable. Granulated blast furnace slag is a silica-containing substance having latent hydraulic properties, and when stimulants are added and water is added and kneaded, the slag hardens to fix heavy metals like cement. This is because the chain bond of silica in the network structure constituting the glass of the silica-containing substance is cut by the stimulant, and the silicate ion hydrates with the calcium ion to cause CaO—SiO 2 —H 2 O system. This is to form a hydrate. The stimulant must contain an alkali, and lime fine powder or cement containing calcium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide or the like can be used. They function not only as stimulants but also as sources of calcium. When such a solidifying material is used as a substitute for conventional cement to solidify waste, etc., a dense calcium silicate hydrate (CaO
-SiO 2 -H 2 O) to generate and solidified. Calcium silicate hydrate has a structure having fine pores and solidifies while incorporating heavy metals in the pores. The diameter of the pores is a few n
m, which is smaller than that of the cement hydrate, and the heavy metal taken in cannot be easily released. Since granulated blast furnace slag has a large Al content, Friedel salt (3CaO-Al 2 O 3 -C) which is a hydrate containing chlorine due to a hydration reaction.
aCl 2 -10H 2 O) has a large ability to generate, and therefore has a high ability to fix chlorine. Further, it also has an action of adsorbing or encapsulating chlorine to fix calcium silicate hydrate.
【００１６】本発明で用いる固化処理材は、上記のよう
にして使用するので、微粉状態であることが好ましく、
高炉水砕スラグは３０００ｃｍ2／ｇ（単位質量あたり
の比表面積：ブレーン比表面積）程度以上の微粉末であ
ることが好ましい。Since the solidifying material used in the present invention is used as described above, it is preferably in a fine powder state,
The granulated blast furnace slag is preferably a fine powder of about 3000 cm 2 / g (specific surface area per unit mass: Blaine specific surface area) or more.
【００１７】本発明で用いる固化処理材は、高炉水砕ス
ラグに刺激剤と石膏を添加したものであることが好まし
い。石膏はその一部が水和反応過程において膨張性の水
和物であるエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３Ｃ
ａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ）を生成する。後述するように、エ
トリンガイトの生成は固化処理体の強度特性の向上に寄
与する。石膏を固化処理材に、固化処理材中の割合で５
〜２０mass%程度添加すると、強度特性の面で望まし
い。石膏は通常品以外に石膏ボード廃材などから得られ
るリサイクル石膏も利用可能であり、リサイクル品を用
いることは環境保全上望ましい。The solidifying material used in the present invention is preferably a granulated blast furnace slag to which a stimulant and gypsum are added. A part of gypsum is an expandable hydrate, ettringite (3CaO ・ Al 2 O 3・ 3C) in the hydration reaction process.
aSO 4 · 32H 2 O) is generated. As will be described later, the generation of ettringite contributes to the improvement of the strength characteristics of the solidified body. Gypsum as a solidified material, 5 in the solidified material
Addition of about 20 mass% is desirable in terms of strength characteristics. For gypsum, recycled gypsum obtained from waste gypsum board, etc. can be used in addition to ordinary products, and it is desirable to use recycled products for environmental protection.
【００１８】本発明で用いる固化処理材の刺激剤として
は、製鋼スラグを用いる事が好ましい。製鋼スラグは鉄
鋼製造プロセスにおいて生じる副生成物であり、同プロ
セスにおいて大量に生成し且つ非常に安価な材料であ
る。この製鋼スラグは、溶銑などを溶鋼に精錬するため
の種々の工程で発生し、例えば、脱炭スラグ、溶銑脱燐
スラグ、溶銑脱硫スラグ、溶銑脱珪スラグ、取鍋精錬ス
ラグ、電気炉製鋼スラグなどがある。製鋼スラグの化学
成分はスラグが生成する精錬工程によりある程度の差は
あるが、主な化学成分は酸化カルシウム（ＣａＯ）、二
酸化珪素、酸化アルミニウム、鉄などである。製鋼スラ
グ中には精錬時に使用されたＣａＯの一部が未反応の状
態で残存しており、この未反応ＣａＯが刺激剤としての
はたらきをする。固化処理材の刺激剤として製鋼スラグ
を用いる場合は、粒径５ｍｍ以下が８５％以上、０．０
７５ｍｍ以下が１０％以上の粒度のものを用いることが
好ましい。Steel slag is preferably used as the stimulant for the solidifying material used in the present invention. Steelmaking slag is a by-product generated in a steel manufacturing process, and is a very inexpensive material that is produced in a large amount in the process. This steelmaking slag is generated in various processes for refining molten pig iron and the like into molten steel. and so on. The chemical composition of steelmaking slag varies to some extent depending on the refining process in which the slag is produced, but the main chemical composition is calcium oxide (CaO), silicon dioxide, aluminum oxide, iron and the like. In the steelmaking slag, part of CaO used during refining remains in an unreacted state, and this unreacted CaO serves as a stimulant. When steelmaking slag is used as a stimulant for the solidified material, the particle size of 5 mm or less is 85% or more, 0.0
It is preferable to use particles having a particle size of 75 mm or less and 10% or more.
【００１９】製鋼スラグとしては、溶銑脱硫スラグを用
いることが好ましい。溶銑脱硫スラグ（以下、単に“脱
硫スラグ”という）は鉄鋼製造プロセスの脱硫工程で発
生するスラグであり、組成及び形態面で以下のような特
徴を有している。As the steelmaking slag, it is preferable to use hot metal desulfurization slag. Hot metal desulfurization slag (hereinafter, simply referred to as “desulfurization slag”) is a slag generated in a desulfurization step of a steel manufacturing process, and has the following characteristics in terms of composition and form.
【００２０】（１）磁気選別などによる地金除去後にお
いて、ＣａＯの含有量が５０mass％以上と高く、未反応
ＣａＯも多く含まれているため刺激剤としての効果が高
い。(1) The content of CaO is as high as 50 mass% or more after removing the metal by magnetic selection and the like, and since a large amount of unreacted CaO is also contained, it is highly effective as a stimulant.
【００２１】（２）形態として、他の製鋼スラグに較べ
て細粒の割合が多いので、破砕・磨砕コストを省略し又
は大幅に軽減することができる。(2) Since the proportion of fine grains is higher than that of other steelmaking slags in the form (2), the crushing / grinding cost can be omitted or greatly reduced.
【００２２】（３）硫黄分を１〜４mass％程度含有して
いる。硫黄は化学的に酸素と同じように負２価元素とし
て金属と反応して硫化物を形成しやすいため、重金属の
固定に有効である。また、スラグ中に硫黄分が多いと、
その一部が水和反応過程において膨張性の水和物である
エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・
３２Ｈ2Ｏ）を生成し、このようなエトリンガイトの生
成が固化処理体の強度特性の向上に寄与する。これは初
期の強度向上にエトリンガイトの生成が寄与する（つま
り、初期においてセメント粒子間の隙間をエトリンガイ
トが埋めることにより強度が向上する）ためであると考
えられている。そして生成したエトリンガイトが潜在水
硬性を有するシリカ含有物質である高炉水砕スラグの乾
燥収縮の緩和に寄与し、その結果、強度特性が向上する
ものと考えられる。したがって、この点においても脱硫
スラグは従来の刺激剤である石灰微粉末と比較して優れ
た特性を有している。(3) It contains a sulfur content of about 1 to 4 mass%. Like oxygen, sulfur chemically reacts with a metal as a negative divalent element to easily form a sulfide and is therefore effective in fixing heavy metals. Also, if the slag contains a large amount of sulfur,
A portion of which is expandable hydrate in hydration process ettringite (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 ·
32H 2 O), and the formation of such ettringite contributes to the improvement of the strength characteristics of the solidified body. It is considered that this is because the generation of ettringite contributes to the initial strength improvement (that is, the strength is improved by the ettringite filling the gaps between the cement particles in the initial stage). It is considered that the generated ettringite contributes to alleviation of drying shrinkage of granulated blast furnace slag, which is a silica-containing substance having latent hydraulicity, and as a result, strength characteristics are improved. Therefore, also in this respect, the desulfurized slag has excellent properties as compared with the lime fine powder which is a conventional stimulant.
【００２３】脱硫スラグは、鉄鋼製造プロセスの脱硫を
目的とした精錬工程で発生するスラグであるが、その精
錬方式（例えば、精錬設備、精錬容器、精錬方法）は特
に限定されない。Desulfurization slag is a slag generated in a refining process for the purpose of desulfurization in a steel manufacturing process, but its refining method (for example, refining equipment, refining vessel, refining method) is not particularly limited.
【００２４】磁気選別などによる地金（鉄分）除去処理
後の脱硫スラグの組成は、例えば、酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）：５８mass％、酸化珪素：（ＳｉＯ2）１６mass
％、酸化アルミニウム：（Ａｌ2Ｏ3）１０mass％、全
鉄：６mass％、硫黄：３．５mass％である。The composition of the desulfurized slag after the treatment of removing the metal (iron) by magnetic sorting is, for example, calcium oxide (C
aO): 58 mass%, silicon oxide: (SiO 2 ) 16 mass
%, Aluminum oxide: (Al 2 O 3 ) 10 mass%, total iron: 6 mass%, sulfur: 3.5 mass%.
【００２５】また、本発明で用いる固化処理材では、刺
激剤として用いる製鋼スラグとして予めエージング処理
した製鋼スラグを用いることにより、得られる固化処理
体の強度を上昇させることができる。これは、製鋼スラ
グに予めエージング処理を実施しておくことにより、製
鋼スラグ中の未反応ＣａＯが水和反応により水酸化カル
シウムが生成する際に約２倍もの体積膨張を伴うことに
起因する固化処理体の膨張が抑えられるためであり、そ
の結果、固化処理体の強度低下が防止される。また、脱
硫スラグの場合には未反応ＣａＯを多く含有するため、
このようなエージング処理の効果は特に大きい。In the solidifying material used in the present invention, the strength of the solidified body obtained can be increased by using the steel slag that has been aged in advance as the steel slag used as the stimulant. This is because the unreacted CaO in the steelmaking slag undergoes a volume expansion of about 2 times when calcium hydroxide is produced by the hydration reaction by performing aging treatment on the steelmaking slag in advance. This is because expansion of the treated body is suppressed, and as a result, reduction in strength of the solidified body is prevented. In addition, since desulfurized slag contains a large amount of unreacted CaO,
The effect of such aging treatment is particularly great.
【００２６】ここで、エージング処理とは製鋼スラグを
湿空中又は水中におくことによって水分（水、温水、蒸
気など）と反応させ、スラグの体積膨張や崩壊を事前に
起こさせておく処理であり、その方法は特に問わない
が、常温でエージング処理する方法としては、スラグ
を湿空下におく方法、容器などを用いてスラグを水中
におく（沈める）方法などが考えられる。ここで、上記
の方法では、スラグを水中以外で水分と反応しやすい
条件下におけばよく、例えば、野積みのスラグに散水す
る方法（人為的な散水の他に降雨でもよい）などでもよ
い。Here, the aging treatment is a treatment in which the steelmaking slag is allowed to react with moisture (water, hot water, steam, etc.) by placing it in moist air or water to cause volume expansion or collapse of the slag in advance. Although the method is not particularly limited, examples of the method of performing the aging treatment at room temperature include a method of placing the slag in a moist air, a method of placing the slag in water using a container or the like (submerging). Here, in the above method, the slag may be subjected to conditions other than water that easily react with moisture, and for example, a method of spraying slag in an open field (manual watering as well as rainfall) may be used. .
【００２７】また、製鋼スラグのなかでも脱硫スラグは
特に未反応ＣａＯが多く反応性に富むため、他の製鋼ス
ラグに較べてエージング処理の期間がかなり短くて済
む。すなわち、脱硫スラグの湿空中又は水中でのエージ
ング処理の期間は１日以上、好ましくは７日以上とする
ことが望ましいが、最長でも２ヶ月程度あれば十分であ
る。他の製鋼スラグでは湿空中又は水中でのエージング
処理の期間は６ヶ月以上とすることが望ましい。Among the steelmaking slags, desulfurization slag is particularly rich in unreacted CaO and thus highly reactive, so that the aging treatment period is considerably shorter than that of other steelmaking slags. That is, the period of aging treatment of desulfurized slag in wet air or water is preferably 1 day or longer, preferably 7 days or longer, but a maximum of about 2 months is sufficient. For other steelmaking slags, the aging treatment period in wet air or water is preferably 6 months or longer.
【００２８】また、製鋼スラグをさらに確実にエージン
グ処理するため、蒸気エージングや温水エージングなど
を実施してもよく、これらによれば湿空中又は水中での
エージング処理よりも短期間で処理を完了することがで
きる。Further, in order to perform the aging treatment of the steelmaking slag more surely, steam aging or hot water aging may be carried out. According to these, the treatment is completed in a shorter period than the aging treatment in wet air or water. be able to.
【００２９】このようなエージング処理を行うことによ
り、上述したような基本的な効果に加えて、製鋼スラグ
が崩壊することによりスラグの細粒化が進み、固化処理
材の材料として必要な微粒分の回収率が向上するという
効果も得られる。特に、脱硫スラグの場合は先に述べた
ように元々細粒分が多い上、これにエージング処理によ
る崩壊作用が加わるため、微粒分の回収率が特に高くな
る利点がある。By carrying out such an aging treatment, in addition to the above-mentioned basic effects, the steelmaking slag is collapsed to make the slag finer, and the fine particle content necessary as a material for the solidifying material is increased. It is also possible to obtain the effect of improving the recovery rate of. In particular, desulfurization slag originally has a large amount of fine particles as described above, and since it has a disintegrating action due to aging treatment, it has an advantage that the recovery rate of fine particles becomes particularly high.
【００３０】以上の点からして、製鋼スラグ（特に、脱
硫スラグ）のエージング処理は、スラグから固化処理材
の材料に適した微粒分を高い比率で回収する手段として
も有効である。From the above point of view, the aging treatment of steelmaking slag (particularly desulfurization slag) is also effective as a means for recovering a high proportion of fine particles suitable for the material of the solidification treatment material from the slag.
【００３１】上記の固化処理材において、刺激剤である
製鋼スラグの配合量が２mass％未満では、刺激剤として
の作用が十分に得られない。一方、製鋼スラグの配合量
が多いほどアルカリ刺激が強くなり、刺激剤としての効
果は高まるが、過剰に配合すると相対的に高炉水砕スラ
グの割合が減少し、また、水和反応時の水酸化カルシウ
ムの生成やエトリンガイトの生成（特に、脱硫スラグの
場合）による膨張の影響を受けやすくなり、固化処理体
の強度が低下しやすい。製鋼スラグの配合量が３０mass
％を超えるとこのような傾向が顕著になるため、固化処
理体の強度を問題とする場合は、その配合量は３０mass
％以下とする。In the above-mentioned solidified material, if the compounding amount of the steelmaking slag as the stimulant is less than 2 mass%, the action as the stimulant cannot be sufficiently obtained. On the other hand, as the content of steelmaking slag increases, the alkali stimulus becomes stronger and the effect as a stimulant increases, but when it is added in excess, the proportion of granulated blast furnace slag decreases relatively, and the water content during hydration reaction also increases. It tends to be affected by expansion due to the formation of calcium oxide and the formation of ettringite (particularly in the case of desulfurization slag), and the strength of the solidified body is likely to decrease. Steelmaking slag content is 30mass
If the content exceeds 30%, such a tendency becomes remarkable, so when the strength of the solidified body is a problem, the blending amount is 30 mass.
% Or less.
【００３２】以上のような本発明の固化処理材は、セメ
ントと比較して安価であり、しかもスラグをリサイクル
材として有効利用できるので、廃棄物の処理には好適で
ある。本発明は、上記の固化処理材を水の存在下で廃棄
物に混合し、都市ごみ等の焼却灰、溶融飛灰、塩素バイ
パスダスト等の塩素を含有する廃棄物を固化させること
を特徴とする固化処理方法である。固化処理材と水とを
予め混合してから、廃棄物と混合することも、固化処理
材と水と廃棄物を同時に混合して混練することも可能で
あるが、廃棄物を混合する前に固化処理材の水和反応を
防止できるので同時混合が好ましい。The solidifying material of the present invention as described above is inexpensive as compared with cement, and since slag can be effectively used as a recycling material, it is suitable for waste treatment. The present invention is characterized in that the above-mentioned solidification treatment material is mixed with waste in the presence of water to solidify waste containing incineration ash such as municipal waste, molten fly ash, chlorine bypass dust and the like. This is a solidification treatment method. It is possible to mix the solidifying material and water in advance and then mix it with the waste, or it is possible to mix the solidifying material, water and the waste at the same time to knead, but before mixing the waste Simultaneous mixing is preferable because the hydration reaction of the solidified material can be prevented.
【００３３】廃棄物を固化処理する際の廃棄物に対する
固化処理材の配合量は、廃棄物に固化処理材を配合後の
状態で固化処理材を２０mass%以上とすることが好まし
い。廃棄物の塩素含有量にもよるが、２０mass%未満で
は塩素の固定作用が十分ではなく、得られる固化処理体
の強度も十分ではない。土壌環境基準や水道法の水質基
準を十分に満たすためには、固化処理材を４０mass%以
上とすることがより好ましい。固化処理材の配合量が多
いほど、有害物質の固定作用が大きく固化処理体の強度
も増加するが、廃棄物の割合が少なくなるため、廃棄物
処理の経済性、効率の面からは適当でない。この点を考
慮すると、固化処理材の配合量は、廃棄物に固化処理材
を配合後の状態で固化処理材を７０mass%以下とするこ
とが好ましい。When solidifying the waste, the amount of the solidifying material to be mixed with the waste is preferably 20 mass% or more after the solidifying material is mixed with the waste. Although it depends on the chlorine content of the waste, if it is less than 20 mass%, the fixing action of chlorine is not sufficient and the strength of the obtained solidified product is not sufficient. In order to sufficiently satisfy the soil environmental standard and the water quality standard of the Water Supply Act, it is more preferable that the solidifying material is 40 mass% or more. The greater the amount of the solidification treatment compound, the greater the effect of fixing harmful substances and the higher the strength of the solidification treatment product, but the proportion of waste is small, so it is not appropriate from the economical and efficiency aspects of waste treatment. . Considering this point, it is preferable that the amount of the solidified material is 70 mass% or less after the solidified material is mixed with the waste.
【００３４】次に、本発明の固化処理体について説明す
る。Next, the solidified product of the present invention will be described.
【００３５】本発明の固化処理体は、廃棄物を高炉水砕
スラグとその刺激剤とを用いた上記の固化処理材により
固化したものである。上記の固化処理材を用いているの
で、塩素や重金属の溶出がほとんど無いことが特徴であ
る。高炉水砕スラグ（微粉末）は、刺激剤存在下で水と
反応し、カルシウムシリケート水和物を生成し、硬化す
る。カルシウムシリケート水和物は微細な細孔を有する
構造のため、細孔内に重金属を取り込みつつ硬化体を形
成する。微細な細孔は数ｎｍサイズとセメント水和物と
比較しても小さく、取り込まれた重金属は容易に離脱で
きない。また、塩素は先に述べたように、フリーデル氏
塩の生成とともに固定され、同時に硬化も進行する。The solidified body of the present invention is obtained by solidifying waste with the solidified material described above using granulated blast furnace slag and its stimulant. Since the above-mentioned solidified material is used, it is characterized in that chlorine and heavy metals are hardly eluted. Granulated blast furnace slag (fine powder) reacts with water in the presence of a stimulant to produce calcium silicate hydrate and hardens. Since calcium silicate hydrate has a structure having fine pores, it forms a hardened body while incorporating heavy metals in the pores. The fine pores are a few nm in size, which is small compared to cement hydrate, and the heavy metal taken in cannot be easily released. Further, as described above, chlorine is fixed together with the formation of Friedel's salt, and at the same time, the hardening also proceeds.
【００３６】したがって本発明の固化処理体は、廃棄物
を固化して廃棄する場合にも、固化処理体をリサイクル
材として再利用する場合にも、環境に優しい素材であ
る。また、セメントを用いて製造した固化処理体に比べ
て低アルカリ性であるので、この点でも環境に与える影
響の少ないものである。Therefore, the solidified body of the present invention is an environmentally friendly material both when solidifying and discarding waste and when recycling the solidified body as a recycling material. Further, since it has a low alkalinity as compared with the solidified body produced by using cement, it has little influence on the environment in this respect as well.
【００３７】[0037]
【実施例】固化処理材として、ブレーン比表面積４００
０ｃｍ2／ｇの高炉水砕スラグ微粉末、二水石膏、およ
び刺激剤としてエージング処理を行っていない脱硫スラ
グ粉（０．０７５ｍｍ篩い下の脱硫スラグ粉）をそれぞ
れ用い、これらの配合比率を変えて表１に示す記号Ａ〜
Ｅ、Ｇ、Ｈの固化処理材を作製した。Example As a solidifying material, a Blaine specific surface area of 400
0 cm 2 / g ground granulated blast furnace slag powder, dihydrate gypsum, and desulfurized slag powder (desulfurized slag powder under a 0.075 mm sieve) that has not been aged as a stimulant are used, and their mixing ratios are changed. And symbol A shown in Table 1
Solidification treated materials of E, G and H were produced.
【００３８】これらの固化処理材に、廃棄物として都市
ごみ焼却灰を表１に示す割合（固化処理材：焼却灰）で
加え、さらに適当量の水を加えて混練し、室温、水中養
生にて記号Ａ〜Ｅ、Ｇ、Ｈの固化処理体を製造した。ま
た普通ポルトランドセメントを固化処理材として用い
て、記号Ｆ、Ｉの固化処理体を同様に製造した。これら
の強度（製造後２８日後）と鉛、塩素の溶出を測定し
た。強度の測定はJIS R 5201に準じで行い、鉛、塩素の
溶出は環境庁告知４６号に基づく溶出試験にて行った。
これらの結果を表１に併せて示す。To these solidified materials, municipal waste incineration ash was added as waste at a ratio shown in Table 1 (solidified material: incinerated ash), and an appropriate amount of water was further added and kneaded to cure at room temperature in water. To produce a solidified product of symbols A to E, G, and H. Further, ordinary Portland cement was used as a solidification material, and solidification products of symbols F and I were similarly manufactured. These strengths (28 days after production) and the elution of lead and chlorine were measured. The strength was measured according to JIS R 5201, and the elution of lead and chlorine was carried out by an elution test based on Notification 46 of the Environmental Agency.
The results are also shown in Table 1.
【００３９】[0039]
【表１】 [Table 1]
【００４０】固化処理材に高炉水砕スラグ、脱硫スラグ
を混合して用いたＢ、およびさらに石膏を加えたＣ〜
Ｅ、Ｇ、Ｈではいずれも２０ＭＰａ以上の強度が確保さ
れた。Ｂ〜Ｅ、Ｇの固化処理体については、鉛は不検出
であり、土壌環境基準０．０１ｍｇ／Ｌを下回り、塩素
も水道法の水質基準（２００ｍｇ／Ｌ以下）を大きく下
回る溶出量であった。固化処理材に対する焼却灰の量が
少ないＧ（固化処理材：焼却灰＝６：４）では、特に塩
素の溶出量を低く抑えることができた。固化処理材に対
する焼却灰の量が多いＨ（固化処理材：焼却灰＝２：
８）では、鉛は０．０２ｍｇ／Ｌ検出されたが、固化処
理材にセメントを用いた記号Ｉ（固化処理材：焼却灰＝
２：８）と比較すると鉛溶出量は減少しており、塩素の
溶出量は水道法の水質基準を下回っていた。B used by mixing granulated blast furnace slag and desulfurized slag with the solidified material, and C with gypsum added.
In each of E, G, and H, a strength of 20 MPa or more was secured. Regarding the solidified products of B to E and G, lead was not detected, the amount was less than the soil environmental standard of 0.01 mg / L, and chlorine was also an amount of elution far below the water quality standard of the Waterworks Law (200 mg / L or less). It was In G (solidified material: incinerated ash = 6: 4), which has a small amount of incinerated ash with respect to the solidified material, it was possible to particularly suppress the elution amount of chlorine to be low. A large amount of incinerated ash relative to the solidified material H (solidified material: incinerated ash = 2:
In 8), 0.02 mg / L of lead was detected, but the symbol I (solidification treated material: incineration ash =) using cement as the solidification treated material
The amount of lead elution was smaller than that of 2: 8), and the amount of chlorine elution was below the water quality standard of the Waterworks Law.
【００４１】固化処理材と都市ごみ焼却灰の比率（固化
処理材：焼却灰）が同じ固処理化体で比較すると、固化
処理材に刺激剤を添加しなかったＡ、固化処理材にセメ
ントを用いたＦ、Ｉに対して、本発明の固化処理方法を
用いて固化した固化処理体では鉛、塩素の溶出が低下し
た。また、強度もセメント並であった。Comparing the solidified materials having the same ratio of the solidified material and the municipal waste incineration ash (solidified material: incinerated ash), no stimulant was added to the solidified material, and cement was added to the solidified material. In contrast to the F and I used, the solidified body solidified by the solidification method of the present invention had reduced lead and chlorine elution. The strength was also comparable to that of cement.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、塩
素を含有する廃棄物の固化処理において、塩素及び重金
属系の有害物質の溶出の少ない固化処理体を得る事がで
きる。このため環境汚染を防止することができる。本発
明の固化処理体は、周囲環境のアルカリ化を防止でき、
廃棄物や産業副生成物を主原料としているので安価であ
り、資源の有効利用の点で地球環境に貢献できる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a solidified body in which chlorine and heavy metal-based harmful substances are less eluted during solidification of chlorine-containing waste. Therefore, environmental pollution can be prevented. The solidified body of the present invention can prevent alkalization of the surrounding environment,
Since waste and industrial by-products are the main raw materials, it is inexpensive and can contribute to the global environment in terms of effective use of resources.
───────────────────────────────────────────────────── 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 22/06 Ｃ０４Ｂ 22/14 Ｂ 22/14 28/08 28/08 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ (72)発明者 薮田 和哉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 達人 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AB03 AB06 CA04 CA15 CA45 CB13 CB21 CC11 CC13 4G012 MA00 MB23 PA29 PB03 PB11 PC04 PC11 PD01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C04B 22/06 C04B 22/14 B 22/14 28/08 28/08 B09B 3/00 ZAB (72) Invention Person Kazuya Yabuta 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuto Takahashi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-Term (Reference) 4D004 AA36 AB03 AB06 CA04 CA15 CA45 CB13 CB21 CC11 CC13 4G012 MA00 MB23 PA29 PB03 PB11 PC04 PC11 PD01
Claims (6)
る固化処理材を水の存在下で廃棄物に混合し、該廃棄物
を固化させることを特徴とする、廃棄物の固化処理方
法。1. A solidification treatment of waste, which is characterized in that a solidification treatment material mainly composed of granulated blast furnace slag and a stimulant is mixed with waste in the presence of water to solidify the waste. Method.
を特徴とする、請求項１に記載の廃棄物の固化処理方
法。2. The waste solidification treatment method according to claim 1, wherein the solidification treatment material further contains gypsum.
する、請求項１または請求項２に記載の廃棄物の固化処
理方法。3. The method for solidifying waste according to claim 1 or 2, wherein the stimulant is steelmaking slag.
を特徴とする、請求項３に記載の廃棄物の固化処理方
法。4. The method for solidifying waste according to claim 3, wherein the steelmaking slag is hot metal desulfurization slag.
スラグであることを特徴とする、請求項３または請求項
４に記載の廃棄物の固化処理方法。5. The method for solidifying waste according to claim 3, wherein the steelmaking slag is a steelmaking slag that has been subjected to an aging treatment.
載の固化処理方法により固化処理して得られたことを特
徴とする廃棄物の固化処理体。6. A solidified body of waste obtained by solidifying by the solidifying method according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109850978A (en) * | 2019-01-23 | 2019-06-07 | 昆明理工大学 | A kind of heavy nonferrous smelting sewage and sludge integral treatment method |
-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002114475A patent/JP2003305448A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109850978A (en) * | 2019-01-23 | 2019-06-07 | 昆明理工大学 | A kind of heavy nonferrous smelting sewage and sludge integral treatment method |
| CN109850978B (en) * | 2019-01-23 | 2022-05-27 | 昆明理工大学 | Integrated treatment method for heavy color smelting sewage and sludge |
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