JP2004041959A

JP2004041959A - 不燃物中有害金属の溶出防止方法

Info

Publication number: JP2004041959A
Application number: JP2002204043A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takeuchi; 竹内　正幸
Original assignee: Dairyu Kk
Current assignee: Dairyu Kk
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】生物に対する有害物質である金属、特に重金属を含有する不燃物が、水分の多い環境中に廃棄された場合、金属が溶出せず、その含有量の多少に拘わらず確実に溶出防止処理できるようにすることである。
【解決手段】焼却灰もしくは鉱滓または両者の混合物からなる不燃物に、三リン酸のアルカリ金属塩などからなる水溶性三リン酸塩を混合し、この混合物を８０〜２００℃に加熱することにより、前記不燃物中の金属を非水溶性のリン酸金属塩に化成することからなる不燃物中有害金属の溶出防止方法とする。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、不燃物を廃棄するときに有害な重金属類が水に溶出しないように処理する不燃物中有害金属の溶出防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焼却灰もしくは鉱滓または両者混合された不燃性で固体状の廃棄物を廃棄する場合、予め、その廃棄物に含まれる可能性のある有害物質の環境中への溶出防止のための処理が必要である。
【０００３】
そのような有害物質溶出防止方法の代表例として封入法があり、不燃性廃棄物としては、例えば溶鉱炉で鉄鉱石から製鉄または非鉄金属の精錬を行なう場合に生じ、溶鉱炉の上部に溜まる溶融酸化物からなる鉱滓（スラグとも別称される。）が挙げられる。
【０００４】
鉱滓の成分を含む鉄鉱石には、通常、人体に有害な重金属が含まれる場合は少ないが、特に非鉄金属を精錬する場合に、鉛や六ッ化クロムなどの有害な重金属類が溶融し鉱滓に混在する可能性が高い。
【０００５】
一方、都市ごみや有機汚泥などを燃焼させて灰化した物の残渣である焼却灰には、金属や塩素が混入している場合があり、特に煙道や集塵機に溜まる灰には、有害な重金属の他、ダイオキシンなどの塩素系化合物からなる有害物質が濃縮されていると考えられる。
【０００６】
そのため、焼却灰などを廃棄し、または埋め立てや土木材料などに利用する場合の前処理として、コンクリート、セメント、アスファルトなどを用いて固化してから廃棄または再利用するなどの対策が採られてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のコンクリート等を用いた有害物質含有不燃物の固化方法では、有害物質を封入するコンクリートなどにひび割れが生じるため、雨水や地下水などへの溶出による環境汚染が完全に防止されているとはいえず、特に重金属類が水界へ溶出するので、生物環境に大きな問題を長期間に亘って生じさせることになる。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、生物に対する有害物質である金属、特に重金属類を含有する不燃物について、このものが水分の多い環境中に廃棄または土木材料として再利用された場合、金属が溶出せず、また含有する金属の多少に拘わらず確実に水に溶出が防止されるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、焼却灰もしくは鉱滓または両者の混合物からなる不燃物に、水溶性三リン酸塩を混合し、この混合物を加熱することにより、前記不燃物中の有害金属を非水溶性のリン酸金属塩に化成することからなる不燃物中有害金属の溶出防止方法としたのである。
【００１０】
上記したように構成されるこの発明の方法では、不燃物中に含まれる重金属類その他の金属は、水溶性の三リン酸塩と化合して三リン酸の金属塩になり、これは非水溶性であるから、不燃物に接した水中に溶出されることなく固定される。
【００１１】
また、金属と水溶性の三リン酸塩との反応は、加熱工程によって確実に行なわれるから、金属含有量の多少に拘わらず、不燃物中の金属類の溶出は確実に防止される。
【００１２】
前記の水溶性三リン酸塩としては、三リン酸のアルカリ金属塩を適用することが水に易溶性であるので好ましい。
【００１３】
また、加熱温度は、８０〜２００℃であることが、非水溶性の三リン酸金属塩を効率よく生成させるために好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明に用いる金属類含有の不燃物は、焼却灰もしくは鉱滓または両者の混合物からなるものである。
【００１５】
前者の焼却灰は、都市ごみや有機汚泥その他の可燃性の廃棄物をゴミ焼却場などで燃焼させて灰化した物（飛灰を含む。）および残渣である。
【００１６】
後者の鉱滓は、鉄系または非鉄系金属を鉱物質原料から精錬する際に、高炉や転炉などの溶鉱炉の上部に溜まる非金属溶融酸化物である。通常、鉱滓は、脈石または不純物が融剤と結合し、目的の金属から分離したケイ素、アルミニウム、カルシウムなどのように還元されない非金属の酸化物からなり、含有成分としては、石灰、マグネシア、無水珪酸、アルミナなどである。
【００１７】
上述の不燃性粉粒体に含まれる可能性のある金属としては、水銀（Ｈｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）等またはこれらの化合物が挙げられ、通常は重金属類およびその化合物である。
【００１８】
この発明に用いる水溶性三リン酸塩は、線状ポリリン酸塩である三リン酸（Ｈ_５Ｐ_３Ｏ_１０）の水素が金属で置換されて生ずる塩のうち、水溶性のものであり、トリポリリン酸塩とも通称されるものである。
【００１９】
この発明に適用される具体的な水溶性三リン酸塩の例としては、三リン酸のアルカリ金属塩であり、その代表例としては、三リン酸ナトリウムが挙げられる。
【００２０】
水溶性三リン酸塩と不燃物の好ましい配合割合は、水溶性三リン酸塩／不燃物（重量比）が、１〜５００ｐｐｍ（０．０５〜５０重量％）であり、より好ましくは２０〜４０ｐｐｍである。因みに、加熱焼成のための温度は、８０℃以上であり、より好ましくは１００〜２００℃が好ましい。
【００２１】
【実施例および比較例】
〔実施例１〜４、比較例１〕
表１に示す組成の有害物質標準液（水溶液）を調製し、これに焼却灰８００ｇを分散状態に混合し、混合液を濾過して２００℃で３０分焼成することにより、有害金属を含有する焼却灰（不燃物）を作製した。この金属含有焼却灰の有害金属濃度（ｗｔ　ｐｐｍ）を測定した結果を表１中に併記した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
上記のようにして得られた金属含有焼却灰２００ｇに対して、１５０メッシュの篩いを通過させた三リン酸ナトリウムを３重量％含有する鉱滓（以下、「ＴＰＰ鉱滓」と称する。）を配合しスラリー化した。その際、三リン酸ナトリウムの不燃物（焼却灰と鉱滓の合計）中の濃度が表２に示す各濃度（０、１５、３０、４５、６０ｗｔ　ｐｐｍ）となるように添加混合し、次いでろ過して固液分離し、得られた固体を２００℃で１時間の加熱することにより焼成した。
【００２４】
得られた焼成物の水中環境下での金属溶出性をＪＩＳ　Ｋ０１０２（Ｃｕ；５２．４、Ｐｂ；５４．３、Ｃｄ；５５．３）に準拠した抽出試験方法によって調べ、このとき検出された有害金属（銅、鉛、カドミウム）の各濃度（ｗｔ　ｐｐｍ）を表２中に併記した。
【００２５】
【表２】

【００２６】
表２の結果からも明らかなように、ＴＰＰ鉱滓を混合し焼成した実施例１〜４では、いずれも有害な金属はその溶出性が防止または充分に抑制されており、特にＴＰＰ鉱滓濃度が３０ｐｐｍ以上の実施例２〜４では完全に溶出が防止されていた。
【００２７】
実施例１では、有害な金属の溶出性は、極めて少なく、充分に抑制されていると考えられる。
【００２８】
一方、ＴＰＰ鉱滓を混合せずに焼成した比較例１は、有害な金属は多量に溶出し、全く溶出防止ができなかった。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、所定の不燃物に、水溶性三リン酸塩を混合し、この混合物を加熱することにより、不燃物中に含まれる重金属類その他の金属は、水溶性の三リン酸塩と化合して三リン酸の金属塩になり、これは非水溶性であるから、生物に有害な物質である金属、特に重金属を含有する不燃物が、水分の多い環境中に廃棄された場合でも、金属の含有量の多少に拘わらず確実に金属の溶出防止処理ができるという利点がある。

Claims

焼却灰もしくは鉱滓または両者の混合物からなる不燃物に、水溶性三リン酸塩を混合し、この混合物を加熱することにより、前記不燃物中の有害金属を非水溶性のリン酸金属塩に化成することからなる不燃物中有害金属の溶出防止方法。
水溶性三リン酸塩が、三リン酸のアルカリ金属塩である請求項１に記載の不燃物中有害金属の溶出防止方法。
加熱温度が、８０〜２００℃である請求項１または２に記載の不燃物中有害金属の溶出防止方法。