JP2003311253A - 水溶脱性を低減させるための固体廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自然の又は模擬水溶脱条件下で試験した場合に
廃棄物が重金属を溶脱せず、非有害物として分類され得
るように、重金属で汚染された固体廃棄物における重金
属、特に鉛、ＡｓおよびＣｄの溶脱を減少させる方法を
提供すること。 【解決手段】鉛を含む固体廃棄物または材料を、三重過
リン酸石灰、過リン酸塩、リン酸、リン灰土、廃棄リン
酸、グリーンリン酸、琥珀リン酸、およびアルミニウム
の仕上作業から得られる共生成物であるリン酸と硫酸の
混合物からなる群より選ばれる天然に由来の砒素および
／またはカドミウムを有するフォスフェートと、ポルト
ランドセメントと、鉄を含有した他の砒素および／また
はカドミウムの沈澱剤とに接触させて、水溶脱試験下で
の該固体廃棄物または材料からの鉛の溶脱と該フォスフ
ェートからの砒素および／またはカドミウムの溶脱を低
減する方法であって、該固体廃棄物または材料は廃棄物
流の自由流れが制限されずに接触され、鉛、砒素および
カドミウムの溶脱を日本水溶脱試験で１０ｐｐｂ未満ま
で低減させる、鉛と砒素および／またはカドミウムの溶
脱の低減方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体廃棄物の処理
方法に関する。さらに詳しくは、水溶脱性を低減させる
ための固体廃棄物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】過去２０年間以上、重金属を含む有害廃
棄物、特に鉛、砒素、クロム、銅、カドミウム、亜鉛な
どの重金属を含む有害廃棄物の潜在的な危険性は、直接
的にヒトに対する、そして周囲の環境に対する危険性を
低減、あるいは消滅させるために、地域団体、公衆意識
およびこれまでの厳格な規制取締者のテーマであった。

【０００３】地下水への重金属、特に鉛の溶脱は、飲料
水の供給および環境が汚染されるであろうという危険性
から、重大な関心事である。たいていの土壌および廃棄
物からの重金属の溶脱は、雨水または地表水中へのそれ
らの可溶化から生じており、必ずしも、アメリカ合衆国
における廃棄物規制で考慮されるような、固体廃棄物の
ごみ処理場が溶脱する環境からの溶脱によるものではな
い。

【０００４】固体廃棄物は、４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．パート２
６１に従って、米国環境保護局（Ｕ．Ｓ．ＥＰＡ）によ
り有害物として分類される。４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．パート２
６１のサブパートＤに「列挙」されていたり、あるいは
パート２６１のサブパートＣで定義されているような有
害廃棄物の特徴を１つ以上示す固体廃棄物は、いずれも
有害物として定義されうる。これらの特徴とは、（１）
可燃性、（２）腐食性、（３）反応性および（４）毒性
である。４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．パート２６１．２４（ａ）
は、汚染物質のリストと、それらが関連する最大許容濃
度を含んでいる。４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．パート２６１の付録
２で指定されているような毒特性溶脱法(Toxicity Char
acteristic Leaching Procedure)（ＴＣＬＰ）分析を用
いて試験した際に、鉛などの汚染物質がその最大許容濃
度を超えるなら、その材料は有害物として分類される。
ＴＣＬＰ試験は、ともに、試験される有害廃棄物が処分
されると仮定される分解ごみのごみ処理場の侵出液を模
擬した抽出液である、脱イオン水であるＴＣＬＰ流体
２、または水酸化ナトリウム緩衝液を有する脱イオン水
であるＴＣＬＰ流体１のいずれかにおける希酢酸を用
い、これにより酢酸の溶脱条件に供する。現在のとこ
ろ、溶脱しうる鉛（Ｐｂ）を含有する廃棄物は、ＴＣＬ
Ｐ分析における鉛の抽出レベルが５．０ｍｇ／Ｌ（mill
igrams per liter) あるいはｐｐｍ（parts per millio
ns) を超えるなら、毒特性により有害廃棄物として分類
される。ＴＣＬＰ試験は、最も悪い溶脱条件、つまり活
発に分解する局地的なごみ処理場の内部で、典型的にみ
られるであろう溶脱条件を模擬して計画される。そのよ
うなごみ処理場は、通常、約５±０．５のｐＨを有して
おり、わずかに酸性である。

【０００５】さらに、Ｕ．Ｓ．ＥＰＡの土地処理規制
（land disposal regulations)（ＬＤＲ）は、ＴＣＬＰ
分析の結果、これらの最大許容濃度を超えて溶脱する固
体廃棄物の土地処理を禁止している。土地処理規制は、
これらの廃棄物を、地表水、廃棄物の堆積物、ごみ処理
場あるいは４０Ｃ．Ｆ．Ｒ．パート２６１．１０におい
て定義されているような他の土地処理物中に置く以前
に、重金属が前記した最大許容濃度を超えるレベルで固
体廃棄物から溶脱しないように処理することを要求して
いる。ＰｂＴＣＬＰのもっとも最近のＬＤＲレベルは、
０．７５ｐｐｍ（parts per million)であり、Ｃｄは
０．１１ｐｐｍである。

【０００６】加えて、さまざまな州でも、ＴＣＬＰ基準
を超える濃度では溶脱しないが、前記した一定の他の基
準または異なった溶脱条件下で溶脱する固体廃棄物に特
別な処理を要求する規制を発布している。例えば、テキ
サス州はＴＣＬＰ分析の下で、１．５〜５．０ｍｇ／Ｌ
の鉛を溶脱する固体廃棄物を非有害物であるクラス１固
体廃棄物として分類する。これらの廃棄物には、ＴＣＬ
Ｐ結果が１．５ｍｇ／Ｌ未満である場合よりも、より費
用のかかる特別な処理が必要とされる。それゆえ、固体
廃棄物の処理目的は、しばしば、これらのごみ処理場溶
脱条件下で試験した際に、有害物の基準である５．０ｍ
ｇ／Ｌよりかなり低いＴＣＬＰ溶脱結果を得ることであ
りうる。

【０００７】米国特許第５，２０２，０３３号明細書
は、固体廃棄物添加剤と、フォスフェート、カルボネー
トおよびサルフェートを源とする追加のｐＨ調整剤とを
組み合わせて使用する、固体廃棄物からの重金属のＴＣ
ＬＰ溶脱を低減させるインシトゥー（in situ)方法を記
載している。

【０００８】米国特許第５，０３７，４７９号明細書で
は、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、反応性炭
酸カルシウムおよび反応性炭酸マグネシウムからなる群
より選ばれた緩衝剤を有する固体廃棄物を、三重過リン
酸石灰（ＴＳＰ）、リン酸アンモニウム、リン酸二アン
モニウム、リン酸、ホウ酸および金属鉄からなる群より
選ばれたアニオンを含有する酸または塩のいずれかであ
る添加剤と混合することにより、鉛などの溶脱しうる金
属をＴＣＬＰの非許容レベルで含有する、高度な有害廃
棄物を処理する方法を開示している。

【０００９】米国特許第４，８８９，６４０号明細書で
は、固体廃棄物を、反応性炭酸カルシウム、反応性炭酸
マグネシウムおよび反応性炭酸カルシウムマグネシウム
からなる群より選ばれた試薬と混合することによる、鉛
を含むＴＣＬＰ有害廃棄物の処理から、方法および混合
物を開示している。

【００１０】米国特許第４，６５２，３８１号明細書で
は、廃水を、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化
カルシウムを用いて処理し、重金属の分離を完了させる
ことにより、硫酸、重金属などの電池機械装置の廃棄物
で汚染された産業廃水を処理する方法を開示している。
しかしながら、これは固体廃棄物の場合には用いられな
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自然の又は
模擬水溶脱条件下で試験した場合に廃棄物が重金属を溶
脱せず、非有害物として分類され得るように、重金属で
汚染された固体廃棄物における重金属、特に鉛、Ａｓお
よびＣｄの溶脱を減少させる方法を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、（１）
鉛を含む固体廃棄物または材料を、三重過リン酸石灰、
過リン酸塩、リン酸、リン灰土、廃棄リン酸、グリーン
リン酸、琥珀リン酸、およびアルミニウムの仕上作業か
ら得られる共生成物であるリン酸と硫酸の混合物からな
る群より選ばれる天然に由来の砒素および／またはカド
ミウムを有するフォスフェートと、ポルトランドセメン
トと、鉄を含有した他の砒素および／またはカドミウム
の沈澱剤とに接触させて、水溶脱試験下での該固体廃棄
物または材料からの鉛の溶脱と該フォスフェートからの
砒素および／またはカドミウムの溶脱を低減する方法で
あって、該固体廃棄物または材料は廃棄物流の自由流れ
が制限されずに接触され、鉛、砒素およびカドミウムの
溶脱を日本水溶脱試験で１０ｐｐｂ未満まで低減させ
る、鉛と砒素および／またはカドミウムの溶脱の低減方
法、ならびに（２）鉛を含む固体廃棄物または材料を、
骨質リン鉱、ジカルシウムフォスフェートおよび非酸化
リン灰土からなる群より選ばれた本質的に砒素および／
またはカドミウムがないフォスフェートに接触させて、
水溶脱試験下での該固体廃棄物または材料からの鉛の溶
脱を低減する方法、に関する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、鉛で汚染された土壌を
フォスフェートを用いて処理することにより、自然条件
下または模擬した水溶脱試験の下での鉛の溶脱性を、廃
棄物規制により許容される程度にまで低減させることが
できるという、出願人の発見に基づいている。驚くべき
ことに、フォスフェートで処理した土壌は鉛の水溶脱試
験には通過したが、土壌試料のほとんどは砒素（Ａｓ）
および／またはカドミウム（Ｃｄ）の同種の水溶脱試験
に落ちた。ＡｓおよびＣｄの水溶脱試験の不合格は、フ
ォスフェート中に天然に由来の汚染物としてこれらの重
金属が添加されていることに起因しているということが
出願人により発見された。このように、天然に由来のＡ
ｓ、Ｃｄなどの重金属を含有するフォスフェートを単独
で使用して鉛の溶脱を低減させることは、ＡｓおよびＣ
ｄのレベルを州および／または国の環境規制により指示
されている最大許容濃度以上に上げうる。そのような汚
染は、これまで産業関係者には認識されておらず、した
がって本明細書に記載されている解決すべき問題点およ
びその解決法は出願人の新規な発見である。

【００１４】前記問題を考慮すると、いくつかの解決法
があるが、そのうちのいくつかは経済的に耐えがたい負
担となる。工業用、技術用および農業用グレードのフォ
スフェートは、特に大きな廃棄現場にとっては経済的に
唯一実行可能なフォスフェート源である。したがって、
これらのフォスフェートの形態で自然に存在する他の重
金属、特にＡｓおよびＣｄを補償する方法を提供するこ
とを本質としている。本明細書に記載された、本発明は
ＡｓおよびＣｄの汚染レベルによって引き起こされるか
かる補償を考慮している。代わりの方法は、骨質リン
鉱、ジカルシウムフォスフェート、食用リン酸、非酸化
リン灰土などの、重金属を本質的に含まないフォスフェ
ート源を用いるものである。廃棄物のＡｓおよびＣｄ汚
染の問題は、食品用グレードのリン酸（ＡｓおよびＣｄ
を除去していない）または非酸化リン灰土（Ａｓおよび
Ｃｄ溶脱性でない）の使用により完全に排除されるが、
これらの使用コストは、特に大スケールの廃棄現場には
経済的に非常に高い。

【００１５】それゆえに、本発明は、自然条件下または
日本水溶脱試験、スイス逐次水溶脱試験およびＡＮＳＩ
１６．１逐次脱イオン水溶脱試験などの模擬水溶脱試験
下での水溶脱に供される土壌や固体を含む重金属に汚染
された廃棄物または材料の処理に関する。本発明は、自
然の又は模擬水溶脱条件下で試験した場合に廃棄物が重
金属を溶脱せず、非有害物として分類され得るように、
重金属で汚染された固体廃棄物における重金属、特に
鉛、ＡｓおよびＣｄの溶脱を減少させる方法に関する。
該方法は、重金属含有材料または廃棄物をフォスフェー
トおよび砒素またはカドミウム沈殿剤と接触させて、該
材料または廃棄物について行った水溶脱試験により測定
した際、ＡｓおよびＣｄを含む重金属の溶解性を前記材
料または廃棄物中にもともとある重金属より低減させる
ことを含む。好ましい態様において、フォスフェート
は、三重過リン酸石灰であり、沈殿剤は、鉄源、例え
ば、ポリフェリックサルフェート、硫酸第二鉄、硫化鉄
またはポルトランドセメントを含む。フォスフェートと
Ａｓおよび／またはＣｄ沈殿剤を組み合わせることによ
って、溶脱可能なＡｓおよびＣｄが水溶脱試験下で溶脱
可能でない水不溶性沈殿物の形成を引き起こすことによ
り、フォスフェートに自然に存在するＡｓおよび／また
はＣｄを微量に補正できる。

【００１６】他の態様において、カドミウム溶脱の減少
は、フォスフェート、ＡｓまたはＣｄ沈殿剤および緩衝
化化合物の組合せを用いて廃棄物または材料のｐＨを約
ｐＨ９〜約ｐＨ１０の間に調節することにより、増大さ
れ得る。好適な緩衝化剤は、工業の分野で公知の他のも
のの中でも石灰および酸化マグネシウムを含む。

【００１７】本発明は、水溶脱条件下での鉛、砒素、カ
ドミウム、銅、亜鉛などの重金属の溶脱可能性を減少さ
せ、従って、保管、輸送、再利用または処理のいずれか
の間、水、雨水または表面溶脱条件に供された、安定化
した廃棄物の安全な取り扱いを確実にし、また、最終産
物の安定化を安定で安全なものとして考える。本発明
は、開放された工業現場、廃棄貯蔵セル、廃棄物の堆積
物、廃棄モノフィラメントなどの非埋め立て地条件下お
よび所定の土壌、材料または廃棄物の有害性の決定のた
めに水溶脱の模擬を意図する規制試験下での重金属の溶
脱の減少に特に有用である。

【００１８】本発明は、（１）化学的および物理学的規
制基準；（２）廃棄物自体の物理学的特性、例えば、粒
径分布、有機含量および粘土含量；ならびに（３）金属
溶脱性を減少させる廃棄物の能力および所望の規制また
は水溶脱レベルを考慮することにより選ばれる処理添加
剤の添加および混合により水溶脱進行下での固体廃棄物
の溶脱性を減少させる固体廃棄物の処理を含む。

【００１９】本発明は、雨水および表面水溶脱条件下な
らびに日本、スイス、ドイツ、スウェーデン、オランダ
での廃棄物調節規制で定義される規定水抽出試験条件下
および脱イオン水による廃棄物の逐次溶脱に関するアメ
リカ原子力標準（American Nuclear Standards) 下での
重金属の溶脱性を減少する方法を提供する。従来技術の
添加剤および混合物では、雨水および水溶脱条件を重視
せず、ＴＣＬＰの埋め立て地溶脱条件下での金属の溶脱
性を減少させることにのみ注目してきた。ＴＣＬＰ廃棄
物安定化について特許された多くの方法は、水溶脱環境
に曝された場合、鉛などの両性金属の溶脱可能性の増加
を引き起こしたり、土壌または処理された廃棄物中の酸
度レベルまたはアルカリ度レベルを、開放された水溶脱
環境中でさらされる廃棄物の水環境への溶脱または有害
な影響を生じる程度まで増加させる。簡単に説明する
と、ＴＣＬＰ試験レベルのみで処理することにより、多
くの処理方法は、安定化した廃棄物の現実世界の溶脱条
件を創り出しているが、それはもともと未処理の廃棄物
特性よりなんら優れていない。しばしば、設計者は、す
べての取り扱い条件下で廃棄物のあらゆる危険可能性を
考慮せずに、コストおよびＴＣＬＰ基準のみに基づいて
安定化方法を選択してきた。本発明は、廃棄物中の金属
の溶脱が水溶脱条件下でどのように影響されるかを考慮
することにより、重金属、特に鉛、ＡｓおよびＣｄの溶
脱を減少する方法を提供する。

【００２０】本発明の使用に好適なフォスフェート源
は、リン酸、リン酸塩、Ｐ₂ Ｏ₅ 、それらの組み合わせ
およびリン酸、リン酸塩および／またはＰ₂ Ｏ₅ に加え
て１以上の非フォスフェート成分を含有する組成物を含
むが、これらに限定されない。かかる１以上の非フォス
フェート成分を含有する好適な組成物の例は、三重過リ
ン酸石灰（ＴＳＰ）、過リン酸塩、一過リン酸石灰（Ｓ
ＳＰ）、リン酸、リン灰土、グリーンリン酸、琥珀リン
酸、およびリン酸および一般的には硝酸および／または
硫酸を含有する、アルミニウムの化学みがきまたは化学
仕上げから得られるリン酸共生成物の溶液を含む。好適
なリン酸は、オルトリン酸、次リン酸、メタリン酸およ
びピロリン酸を含む。リン酸塩は、例えば、リン酸一ア
ンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸水素二ナト
リウム、リン酸三ナトリウムおよびそれらの組み合わせ
を含む。土壌または廃棄物に適用するフォスフェートの
量は、重金属（例えば、鉛）汚染の程度によるだろう。
該量は、当業者により水溶脱試験を用いて存在する溶脱
可能な鉛または他の重金属のレベルを決定することで直
ぐに確かめることができる。一般に、安定化されている
固体廃棄物に対するフォスフェートの重量パーセント
は、０．１％〜１０％の範囲であり得、固体廃棄物に対
する還元剤の重量パーセントは、０．５％〜２０％の範
囲であり得る。好ましい態様において、約０．５重量％
のフォスフェート（例えば、ＴＳＰ）は、鉛ついてのほ
とんどの水溶脱試験を通過するのに十分である。選ばれ
たフォスフェートのグレードにより、フォスフェート
は、自然に生じる鉄複合体などの自然にある砒素および
／またはカドミウム沈殿剤を含有してもよい。この例に
おいて、物理的に砒素および／またはカドミウム沈殿剤
を添加する必要はないかもしれない。砒素および／また
はカドミウム汚染物の存在は、フォスフェートに自然に
含有される砒素および／またはカドミウム沈殿剤の存在
により中和され得る。

【００２１】フォスフェートは、単独でまたはシリケー
ト、硫化物、石灰および酸化物等の他の沈殿剤と組み合
わせて使用して、鉛に加えて、カドミウム、水銀、砒素
および亜鉛などの他の重金属を安定化させることができ
る。

【００２２】不溶性砒素またはカドミウム沈殿剤を形成
し得るあらゆる沈殿剤が、本明細書で使用することがで
き、容易に当業者に理解される。重金属含有固体廃棄物
または材料を沈殿剤と接触させ、水溶脱試験を用いて溶
脱の度合いを測定することにより沈殿剤の量を決定す
る。好適なＡｓおよび／またはＣｄ沈殿剤の例は、硫酸
第二鉄、硫化鉄、ポリフェリックサルフェート、ポリフ
ェリックスルフィドおよびポルトランドセメントを含む
が、これらに限定されない。沈殿剤の目的は、砒素およ
び／またはカドミウムの水不溶性複合体／沈殿物を形成
することである。したがって、この沈殿複合化剤の土壌
または廃棄物への添加量は、水不溶性沈殿物／複合体の
形成を経て、Ａｓおよび／またはＣｄの溶脱を最大限に
許容される規制レベル以内、例えば、日本水溶脱試験で
は１０ｐｐｂ未満に減少するのに適した量であるべきで
ある。Ａｓおよび／またはＣｄ沈殿剤の量も、鉄含有沈
殿剤を用いる場合には、廃棄物中に存在するまたは沈殿
剤中に存在する鉄含量に依存するだろう。例えば、ポル
トランドセメントは硫酸第二鉄または硫化鉄より含まれ
る鉄が少なく、従ってより多くが必要とされるだろう。
鉄含有複合化剤の好ましい量は、モル基準でフォスフェ
ートの量、例えば、フォスフェート荷重に対して約１重
量％〜約１０重量％に等しいかまたはそれより少ないだ
ろう。処理されるべき廃棄物または材料が鉄または、Ａ
ｓおよび／またはＣｄを沈殿することが知られた他の剤
を含有するのであれば、ＡｓまたはＣｄ沈殿を全く使用
する必要はないかもしれない。したがって、廃棄物また
は材料中に含有される重金属を安定化する最適の方法を
確実にするために、フォスフェート処理前に材料または
廃棄物の金属含量のベースライン測定を確立する必要が
ある。

【００２３】本明細書において、汚染された廃棄物また
は材料は、水溶脱条件下で溶脱し得る重金属（類）を含
むあらゆる固形物を包含することを意図する。ここで、
水溶脱条件とは、天然の手段（例えば、雨水または地上
水）による重金属（類）を含有する廃棄物または材料、
あるいは模擬水溶脱条件（例えば、上記に例示されたよ
うな規定された水溶脱試験）からの重金属（類）の溶解
を意味すると定義する。

【００２４】ここで、材料または廃棄物の安定化とは、
重金属を含む材料または廃棄物からの重金属、特に鉛の
溶脱性を低減させることとして定義され、材料または廃
棄物における水溶脱試験の実施により決定される。重金
属を含む材料は廃棄物である必要がなく、その中で重金
属を安定化させることが望ましい重金属を含むあらゆる
材料であってもよいことがわかるであろう。その材料は
最終的に廃棄物になり得る。本発明の方法による安定化
に好適な廃棄物としては、一般的には、廃棄物流中の固
形物（例えば、通常、廃棄処理される、工業的プロセス
からの液状または乾燥状の材料）、廃棄物の堆積物、廃
棄物から別の廃棄物へさらに処理される材料が含まれ
る。廃棄物流中において、固形状の廃棄物は、任意に、
液体または気体に混入しても良い。本発明の方法によっ
て安定化され得る廃棄物には、天然の溶脱、流去水、蒸
留水による抽出、酢酸による逐次抽出、TLCP、および／
またはクエン酸による溶脱若しくは抽出に供したときに
重金属を溶脱し得る、種々のタイプの廃棄物材料が含ま
れる。このような重金属が溶脱し得る廃棄物の例として
は、例えば、針金の切断くず、自動シュレッダーの切断
くず、電気めっき処理に由来のスラッジ、都市スラッ
ジ、サンドブラストの廃棄物、電気放電集塵機、クーポ
ラ金属炉、土壌（例えば、小銃射場の汚れ、都市スラッ
ジ、固形廃棄物、下水スラッジ、鋳物砂）、開放された
工業用地、廃棄物の堆積物、廃棄物貯蔵室、廃棄物モノ
フィルズ、埋め立て、廃棄物焼却灰（例えば、集塵灰ま
たはフィルター灰）、精錬灰、浮遊灰（例えば、製鉄く
ず浮遊灰）がある。

【００２５】廃棄物材料が廃棄物焼却集塵灰若しくはフ
ィルター灰、精錬灰、製鉄くず浮遊灰、または酸性ガス
のコントロールのために酸化カルシウムの添加により、
アルカリ性である廃棄物材料であるのなら、フォスフェ
ートなどの重金属沈殿剤を酸の形態で選択して、水溶脱
条件下での廃棄物の高いｐＨを下げることができる。逆
に言えば、酸性の廃棄物にドロマイト性石灰、酸化マグ
ネシウム等のアルカリ緩衝剤を添加し、安定化された廃
棄物が低ｐＨ条件下で溶脱するカドミウム、鉛等の塩基
性金属の水溶を回避する水溶脱条件下で充分なアルカリ
度を有していることを確かめてもよい。

【００２６】強度の物理的基準または凝集の特性が、沈
殿添加剤のみでは適合しないなら、ポルトランドセメン
ト（ＰＣ）を添加し、廃棄物微粒子をセメント状に凝集
させたり、あるいは廃棄物マトリックスを固めることが
できる。セメントを添加すれば、安定化された廃棄物の
試験結果全体を低減させるのに有益であることを明らか
にする溶脱を抑制する条件も与えられるが、ポルトラン
ドセメントや他の石灰試薬を用い、水におけるｐＨが約
１０．５を超える程度において、酸化カルシウムの使用
と生成する水酸化物の濃縮がＰｂ等の両性金属の溶脱を
引き起こさないことを確かめる場合には、多大な注意を
払わなければならない。

【００２７】該フォスフェートならびにＡｓおよび／ま
たはＣｄ沈殿剤は、該材料または廃棄物に、別々に、同
時に、組合せて、連続的に、間欠的に、または他のどの
ような順番もしくは順序のいずれでも添加することがで
きる。該フォスフェートおよび／または沈殿剤は、水溶
液またはスラリー状で固体で、該材料または廃棄物に添
加することができることもわかる。さらに、該フォスフ
ェートおよび沈殿剤は、混合せずに、あるいは任意に混
合して該材料または廃棄物と接触させることができる。

【００２８】この方法においては、該フォスフェートお
よび沈殿剤は、廃棄物が生成している際に用いたり、廃
棄物流に含まれている廃棄物に用いたり、および／また
は廃棄物の堆積物に蓄えられた廃棄物に用いることがで
きる。１つの態様において、フォスフェートおよび沈殿
剤は、鉛を含む廃棄物が生じる前に、重金属を含む廃棄
物源に添加する。例えば、フォスフェートおよび沈殿剤
は、銅線を切断する前に、該銅線の絶縁体にスプレー、
塗布、添加、混合したり、あるいは接触させ、それによ
って安定化した重金属を含む廃棄物をつくることができ
る。

【００２９】もう１つの態様において、フォスフェート
および沈殿剤を該材料または廃棄物をつくる装置に塗布
する。例えば、フォスフェートおよび沈殿剤は、操作前
あるいは操作中に、断線装置にスプレー、塗布したり、
あるいは接触させることができる。これは、重金属
（類）をインサイトまたはインラインで安定化させるこ
とができる。

【００３０】さらにもう１つの態様において、フォスフ
ェートおよび沈殿剤は、一般に、廃棄物流の自由流れを
制限させずに、廃棄物流に含まれる廃棄物と接触させ
る。例えば、フォスフェートおよび沈殿剤は、自由流れ
の廃棄物流中にある廃棄物上またはその中に、注入、ス
プレー、塗布または他の適当な手段により導入すること
ができる。あるいは、フォスフェートおよび沈殿剤は、
廃棄物流中の廃棄物を導入および／または輸送する装置
に塗布することができる。例えば、装置の操作前または
その操作の際に、フォスフェートおよび沈殿剤をスクリ
ューコンベアなどの断線の廃棄物の搬送装置に、スプレ
ー、塗布したり、あるいは接触させることができる。さ
らに、焼却炉のユニットに対しては、サイクロン分離装
置、ボルテックス分離装置などの燃焼ガスから固体を分
離するための気体／固体分離装置に、フォスフェートお
よび沈殿剤をスプレー、塗布したり、あるいは接触さ
せ、それにより、固体の廃棄物を気体の不用な生成物か
ら分離しながら、該固体の廃棄物を処理することができ
る。

【００３１】さらなる態様において、フォスフェートお
よび沈殿剤を廃棄物の堆積物に含まれている廃棄物と接
触させることができる。一般的には、フォスフェートお
よび沈殿剤は、廃棄物の堆積物の表面に添加する。任意
に、該フォスフェートおよび沈殿剤を廃棄物の堆積物中
に導入する。該フォスフェートおよび沈殿剤を廃棄物の
堆積物中に導入する好適な手段には、例えば、表面また
は表層のすき起こしおよび／または灌漑をし、水をスプ
レーしたり、あるいは水を注入することが含まれる。す
き起こしで混合するのなら、該フォスフェートおよび沈
殿剤は、通常、約１〜３フィートの深さで廃棄物の堆積
物中に混入する。

【００３２】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。

【００３３】実施例１ 種々の工業的作業で得られた鉛で汚染された土壌を含む
１４８区画（１００フィート×１００フィート）に粉砕
された三重過リン酸石灰（０．５重量％）をすき込ん
だ。次に、その土壌を日本の水溶脱試験に供し、鉛、砒
素およびカドミウムのレベルを測定し、フォスフェート
を添加する前に測定した基準測定値と比較した。フォス
フェートで処理した土壌は、鉛の溶脱試験に合格した
が、区画の６６％しか砒素の水溶脱試験に合格しなかっ
た。日本において許容される砒素のレベルは、１０ｐｐ
ｂ未満である。砒素の水溶脱試験に合格しなかった区画
のサンプルには、砒素が約１３〜約１５ｐｐｂ含まれて
いた。フォスフェートの添加前には、砒素およびカドミ
ウムが検出されるレベルにはなかった。フォスフェート
を添加した後、カドミウムのレベルが増したが、規定値
を超えなかった。

【００３４】実施例２ 表１は、種々の廃棄物処理地で得られた固体廃棄物のサ
ンプルを用いた処理能力の研究、およびＴＳＰ、ＳＳ
Ｐ、共生したリン酸溶液（ＣＯＰ）、ＭＧＯ、シリケー
ト、サルフェート、スルフィド、およびドロマイト石灰
の単独または組み合わせあるいはクロム還元剤である硫
酸第一鉄（ＦＳ）との組合せなどの重金属沈澱剤の添加
による、対応する前記廃棄物の溶脱能の低減で得られた
水溶脱試験データの編集を示す。ある沈澱剤の組合せ、
特にフォスフェートとシリケートは、Ｐｂの溶解性を制
御するのに非常に効果的であることがわかった。ある固
体廃棄物に対しては、固体廃棄物に対する重金属の沈澱
剤および還元剤の好適な比は、水質規制試験の手続きお
よび水分野における溶脱条件の評価のもとで実験によっ
て決まるであろう。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１中のデータは、固体廃棄物をＴＳＰ、
シリケート、スルフィド、硫酸第一鉄還元剤などの重金
属沈澱剤と混合したときに、許容される水溶脱基準が得
られることを示している。ある場合には、フォスフェー
トとシリケートの組合せによる沈澱効果には、重金属の
水溶脱が許容されるｐｐｍレベルの溶脱の規制値に低減
されることが要求される。ある場合には、ＴＣＬＰに合
格するのに好適な方法は、水溶脱のもとでは重金属の制
御に適していないこと、およびＰｂのＴＣＬＰ低減に対
するある化学的方法は、水析出法のもとで試験をした鉛
の溶脱を増加させるであろうことが示されている。固体
廃棄物の各サンプルは、該サンプルを乾燥させ、秤量す
ることにより、ＴＳＰ、珪酸ナトリウム、スルフィド、
ドロマイト石灰などの重金属沈澱剤０．１０〜１０．０
乾燥重量％を各サンプルに添加することにより、そして
廃棄物のＣｒ⁺⁶初期組成に対してＣｒ⁺⁶還元剤などの硫
酸第一鉄０〜５．０乾燥重量％を添加することにより、
試験のために調製した。

【００３７】６時間日本法、４８時間スイス浸水法など
のＴＣＬＰおよび水溶脱試験のもとで測定したとき、Ｃ
ｒ⁺³がフォスフェートのリン灰石に置換され、それによ
り、Ｃｒの溶解性が低減されているときにも、硫酸第一
鉄一水和物（ＦｅＳＯ₄ ・Ｈ ₂ Ｏ）または硫酸第一鉄七
水和物（ＦｅＳＯ₄ ・７Ｈ₂ Ｏ）と、粉砕された三重過
リン酸石灰、またはリン酸、硫酸および硫酸カルシウム
を含むグリーン酸フォスフェートなどのカルシウムを含
むフォスフェートとの組合せが（ＦｅおよびＡｌ塩と組
合せて）Ｃｒ⁺⁶（６価クロム）をＣｒ⁺⁵（３価クロム）
に還元する効果を有することがわかる。過去の方法で
は、土壌のＣｒ⁺⁶を還元するために硫酸第一鉄および石
灰が使用されているが（スタンフォース（Stanforth)、
アメリカ特許第４，８８９，６４０号、第４，９５０，
４０９号、第５，２０２，０３３号明細書）、非常に安
定なＣｒ置換のリン灰石は、未だ製造されていない。硫
酸第一鉄が存在すること、特に過剰量で存在することに
より、砒素の溶脱を制御するとともに、６価クロムの溶
脱を制御することができること、即ち、硫酸第一鉄の還
元体により、砒素が沈澱しうることも観察される。

【００３８】

【表２】

【００３９】本発明は、特に、その好ましい態様に関し
て示し、述べてきたが、請求の範囲に定義された発明の
精神および範囲から逸脱せずに形態および詳細において
当業者が種々の変更をすることができることが理解され
るであろう。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、水溶脱試験下で試験を
したときに重金属を含む固体廃棄物または材料から溶脱
する、有害でなく、還元された重金属を製造することが
できる。さらに、本発明によれば、自然の又は模擬水溶
脱条件下で試験した場合に廃棄物が重金属を溶脱せず、
非有害物として分類され得るように、重金属で汚染され
た固体廃棄物における重金属、特に鉛、ＡｓおよびＣｄ
の溶脱を減少させることができる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛を含む固体廃棄物または材料を、三重
   過リン酸石灰、過リン酸塩、リン酸、リン灰土、廃棄リ
   ン酸、グリーンリン酸、琥珀リン酸、およびアルミニウ
   ムの仕上作業から得られる共生成物であるリン酸と硫酸
   の混合物からなる群より選ばれる天然に由来の砒素およ
   び／またはカドミウムを有するフォスフェートと、ポル
   トランドセメントと、鉄を含有した他の砒素および／ま
   たはカドミウムの沈澱剤とに接触させて、水溶脱試験下
   での該固体廃棄物または材料からの鉛の溶脱と該フォス
   フェートからの砒素および／またはカドミウムの溶脱を
   低減する方法であって、該固体廃棄物または材料は廃棄
   物流の自由流れが制限されずに接触され、鉛、砒素およ
   びカドミウムの溶脱を日本水溶脱試験で１０ｐｐｂ未満
   まで低減させる、鉛と砒素および／またはカドミウムの
   溶脱の低減方法。
2. 【請求項２】 鉄を含有した他の砒素および／またはカ
   ドミウムの沈澱剤が、硫酸第二鉄、硫化鉄、ポリフェリ
   ックサルフェート、ポリフェリックスルフィドおよび硫
   酸第一鉄からなる群より選ばれる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 フォスフェートと、ポルトランドセメン
   トと、鉄を含有した他の砒素および／またはカドミウム
   沈澱剤を別々に、同時に、順にまたは断続的に廃棄物ま
   たは材料に添加する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 鉛含有廃棄物が、廃棄物の堆積物に含ま
   れている請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 噴霧、すき込み、混合または塗布によ
   り、フォスフェート、ポルトランドセメントおよび／ま
   たは鉄を含有した他の沈澱剤を鉛含有廃棄物または材料
   と接触させる請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 廃棄物が土壌である請求項１記載の方
   法。
7. 【請求項７】 鉛を含む固体廃棄物または材料をさらに
   緩衝化剤と接触させる、請求項１〜６いずれか記載の方
   法。
8. 【請求項８】 鉛を含む固体廃棄物または材料を、骨質
   リン鉱、ジカルシウムフォスフェートおよび非酸化リン
   灰土からなる群より選ばれた本質的に砒素および／また
   はカドミウムがないフォスフェートに接触させて、水溶
   脱試験下での該固体廃棄物または材料からの鉛の溶脱を
   低減する方法。