JP2006224025A - Method for immobilizing fluorine and/or boron - Google Patents

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Yasuhiko Fujii
泰彦 藤井
Toshiki Matsui
敏樹 松井
Tomoko Okita
朋子 沖田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insolubilizing agent capable of insolubilizing fluorine and/or boron, more particularly rapidly and efficiently and selectively insolubilizing or immobilizing the fluorine and/or the boron even in the coexistence of miscellaneous ions in a wide concentration range from a high concentration to a low concentration. <P>SOLUTION: The method for insolubilizing the fluorine and/or boron of a solid content containing the fluorine and/or boron comprises insolubilizing the fluorine and/or boron by using the insolubilizing agent containing calcium aluminate and calcium silicate and curing the fluorine and/or boron by allowing moisture of 5 to 250wt% to coexist in the total of the solid content and the insolubilizing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フッ素及び/又はホウ素を効果的に不溶化する不溶化方法を提供するものであり、水分の存在下で、石炭灰、焼却灰又はスラッジ等の固形分に不溶化剤を添加・混合して固形分のフッ素及び/又はホウ素を不溶化するものであり、共存イオンが存在しても、迅速に効率よく、フッ素及び/又はホウ素を不溶化・固定化できる不溶化方法を提供する。   The present invention provides an insolubilization method that effectively insolubilizes fluorine and / or boron. In the presence of moisture, an insolubilizing agent is added to and mixed with solid components such as coal ash, incineration ash, or sludge. Provided is an insolubilization method capable of insolubilizing and immobilizing fluorine and / or boron quickly and efficiently even in the presence of coexisting ions.

従来、石炭をエネルギー源として用いた後の石炭灰は、資源の有効利用の観点から、セメント原料、土壌改良材等に用いられている。   Conventionally, coal ash after using coal as an energy source has been used as a cement raw material, a soil improvement material, and the like from the viewpoint of effective use of resources.

しかしながら、石炭灰中には、フッ素及び/又はホウ素が環境基準以上に含まれている場合があり、溶出による二次汚染の可能性を含んでいる。また、産業廃棄物系のスラッジなどには、フッ素及び/又はホウ素が環境基準以上、場合によっては廃棄物処理法の埋立処分に係る判定基準(以下、「埋立基準」という。)以上に含まれている場合があり、埋立処分さえも問題となる場合がある。   However, in coal ash, fluorine and / or boron may be contained in excess of environmental standards, which includes the possibility of secondary contamination due to elution. Also, industrial waste sludge and the like contain fluorine and / or boron above the environmental standard, and in some cases above the judgment standard (hereinafter referred to as “landfill standard”) related to landfill disposal in the Waste Management Law. And even landfill disposal can be a problem.

従来、水系および土壌中の有害イオンを不溶化・固定化する環境技術が数多く提案されているが、広い濃度範囲のフッ素及び/又はホウ素などの有害アニオンを環境に負荷を与えずに、効率的、選択的かつ安価に処理できる材料は現在のところ知られていない。   Many environmental technologies that insolubilize and immobilize harmful ions in water and soil have been proposed in the past. However, a wide range of concentrations of harmful anions such as fluorine and / or boron can be used efficiently without causing environmental impact. There are currently no known materials that can be processed selectively and inexpensively.

そこで、無害・安価であって、効率よく石炭灰などの固形分中のフッ素及び/又はホウ素を不溶化・固定化する材料が要求されている。   Therefore, a material that is harmless and inexpensive and that efficiently insolubilizes and immobilizes fluorine and / or boron in solid contents such as coal ash is required.

従来、カルシウム化合物、アルミニウム化合物又はカルシウムアルミネートを用いてフッ素、ホウ素の低減、不溶化する技術が知られている(特許文献1〜8)。   Conventionally, techniques for reducing and insolubilizing fluorine and boron using calcium compounds, aluminum compounds, or calcium aluminates are known (Patent Documents 1 to 8).

特開昭57−27191号公報JP-A-57-27191 特開昭57−81881号公報JP-A-57-81881 特開2000−246267号公報JP 2000-246267 A 特開2000−225383号公報JP 2000-225383 A 特開2000−335946号公報JP 2000-335946 A 特開2001−239273号公報JP 2001-239273 A 特開2002−66548号公報JP 2002-66548 A 特開2002−136965号公報JP 2002-136965 A

石炭灰などの固形分中のフッ素及び/又はホウ素を効率よく不溶化できる材料は、現在、最も要求されているところであるが、この要求を満たすような不溶化剤、不溶化方法は未だに提供されていない。   A material that can efficiently insolubilize fluorine and / or boron in a solid content such as coal ash is currently most demanded, but an insolubilizing agent and an insolubilizing method that satisfy this requirement have not yet been provided.

即ち、前出特許文献1には、フッ素イオンとして200mg/L程度の排水を1mg/L程度まで低減できることが記載されているが、排水のpH調整や多段工程が必要であるなど非常に煩雑な処理を必要とするものである。   That is, in the above-mentioned Patent Document 1, it is described that wastewater of about 200 mg / L can be reduced to about 1 mg / L as fluorine ions, but it is very complicated such as pH adjustment of wastewater and a multistage process. It requires processing.

前出特許文献2には、ホウ素イオンとして10から500mg/L程度含有する模擬排水を3mg/L程度まで低減できることが記載されているが、現在求められている環境基準を満足させることができるレベルとは言い難い。   In the above-mentioned patent document 2, it is described that simulated waste water containing about 10 to 500 mg / L as boron ions can be reduced to about 3 mg / L, but the level that can satisfy the currently required environmental standards. It's hard to say.

前出特許文献3乃至5には、カルシウムアルミネート化合物を用いてフッ素を固定化することが記載されているが、多量の固定化剤を必要としており、フッ素を十分に不溶化できるとは言い難いものである。また、フッ素と同時にホウ素を十分に不溶化できるとは言い難い。   Patent Documents 3 to 5 described above describe immobilizing fluorine using a calcium aluminate compound, but a large amount of immobilizing agent is required, and it cannot be said that fluorine can be sufficiently insolubilized. Is. Moreover, it cannot be said that boron can be sufficiently insolubilized simultaneously with fluorine.

前出特許文献6には、フッ素およびホウ素を高度処理できることが記載されているが、現在求められている環境基準を満足させることができるレベルとは言い難いものである。また実施形態が複雑なので、利用する場所が限定されるものである。   In the above-mentioned Patent Document 6, it is described that fluorine and boron can be processed at a high level, but it is difficult to say that the level can satisfy the currently required environmental standards. Moreover, since embodiment is complicated, the place to utilize is limited.

前出特許文献7及び8には、マグネシウムなどを含む岩塩型酸化物を排水処理に利用する方法が記載されているが、低濃度のフッ素イオン・ホウ素イオンの除去方法については、言及されていない。またこの方法では有害である硝酸イオンを不溶化剤の製造に多量に用いており、必ずしも推奨されるべき製造方法とは言い難いものである。   In the aforementioned Patent Documents 7 and 8, there is described a method of using rock salt type oxides containing magnesium or the like for wastewater treatment, but there is no mention of a method for removing low concentrations of fluorine ions and boron ions. . In addition, this method uses a large amount of harmful nitrate ions in the production of the insolubilizing agent, and is not necessarily a recommended production method.

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。   The technical problem can be achieved by the present invention as follows.

即ち、本発明は、フッ素及び/又はホウ素を含有する固形分のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、カルシウムアルミネートとケイ酸カルシウムとを含有する不溶化剤を用いるとともに、固形分と不溶化剤との合計量に対して5〜250重量%の水分を存在させて養生することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明1)。   That is, the present invention is a method for insolubilizing fluorine and / or boron containing solids containing fluorine and / or boron, using an insolubilizing agent containing calcium aluminate and calcium silicate, and insolubilizing with solids. This is a method for insolubilizing fluorine and / or boron, characterized by curing in the presence of 5 to 250% by weight of water relative to the total amount of the agent (Invention 1).

また、本発明は、本発明1のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、前記不溶化剤がカルシウムアルミネート及びケイ酸カルシウムとともに、酸化カルシウム、水酸化カルシウム及び炭酸カルシウムから選ばれる一種以上を含有することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明2)。   Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method of the present invention 1, wherein the insolubilizing agent is one or more selected from calcium oxide, calcium hydroxide and calcium carbonate together with calcium aluminate and calcium silicate. It is a fluorine and / or boron insolubilization method characterized by containing (Invention 2).

また、本発明は、カルシウムアルミネートがCa12Al1433及び/又はCaAlであることを特徴とする本発明1又は2のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明3)。 Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method according to the present invention 1 or 2, wherein the calcium aluminate is Ca 12 Al 14 O 33 and / or Ca 3 Al 2 O 6 (present Invention 3).

また、本発明は、ケイ酸カルシウムがCaSiO又はCaSiOのいずれかであることを特徴とする本発明1乃至3のいずれかのフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明4)。 Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method according to any one of the present inventions 1 to 3, wherein the calcium silicate is either Ca 3 SiO 5 or Ca 2 SiO 4 (this Invention 4).

また、本発明は、本発明1乃至4のいずれかのフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、前記不溶化剤は更に、硫酸カルシウム及び/又は硫酸カルシウム水和物を含有することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明5)。   Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method according to any one of the present inventions 1 to 4, wherein the insolubilizing agent further contains calcium sulfate and / or calcium sulfate hydrate. This is a method for insolubilizing fluorine and / or boron (Invention 5).

また、本発明は、フッ素及び/又はホウ素を含有する固形分が、石炭灰、焼却灰又はスラッジであることを特徴とする本発明1乃至5のいずれかのフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明6)。   Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method according to any one of the present inventions 1 to 5, wherein the solid content containing fluorine and / or boron is coal ash, incineration ash or sludge. There is (Invention 6).

また、本発明は、本発明1乃至6のいずれかのフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、養生を常温で行うことを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法である(本発明7)。   Further, the present invention is the fluorine and / or boron insolubilization method according to any one of the present inventions 1 to 6, wherein the curing is performed at room temperature (this invention) 7).

本発明に係るフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法は、広い濃度範囲のフッ素及び/又はホウ素を不溶化・固定化できるので、石炭灰、焼却灰又はスラッジ等の固形分の無害化に用いる場合には、水分の存在下で石炭灰などの固形分に不溶化剤を添加し一定期間養生を行うことによって、固形分からのフッ素及び/又はホウ素の溶出を環境基準値以下に抑制でき、また、フッ素及び/又はホウ素の含有量が著しく高い固形分であっても埋立基準以下に低減することができるので、フッ素及び/又はホウ素の不溶化方法として好適である。   The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to the present invention can insolubilize and immobilize fluorine and / or boron in a wide concentration range, so when used for detoxifying solids such as coal ash, incineration ash or sludge. By adding an insolubilizing agent to solids such as coal ash in the presence of moisture and curing for a certain period of time, elution of fluorine and / or boron from the solids can be suppressed below the environmental standard value, and fluorine and / or Or even if it is solid content with a remarkably high content of boron, it can be reduced below the landfill standard, so it is suitable as a method for insolubilizing fluorine and / or boron.

また、本発明に係るフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法によって処理された石炭灰などの固形分は、路盤材、土壌改良材等に再利用された場合でも、用いた不溶化剤自体が無害・無毒であるので、環境への負荷は小さいものである。また、本発明に係るフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法によってフッ素及び/又はホウ素を不溶化・固定化した固形分は、強固な塊状とならないため、目的とする用途に応じて粉末状で使用することができる。   In addition, solid content such as coal ash treated by the fluorine and / or boron insolubilization method according to the present invention is harmless / non-toxic even when the insolubilizer itself used is reused for roadbed materials, soil improvement materials, etc. Therefore, the load on the environment is small. In addition, the solid content obtained by insolubilizing and immobilizing fluorine and / or boron by the fluorine and / or boron insolubilization method according to the present invention does not form a strong lump, so it should be used in powder form according to the intended application. Can do.

本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。   The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.

先ず、本発明におけるフッ素及び/又はホウ素を不溶化する不溶化剤(以下、「不溶化剤」とする。)について述べる。   First, an insolubilizing agent (hereinafter referred to as “insolubilizing agent”) for insolubilizing fluorine and / or boron in the present invention will be described.

本発明における不溶化剤はカルシウムアルミネートとともに、ケイ酸カルシウムを含有する。
必要により、更に、酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムから選ばれる一種以上を含有するか、硫酸カルシウムを含有させてもよく、不溶化の効果がより高くなる。
The insolubilizing agent in the present invention contains calcium silicate together with calcium aluminate.
If necessary, it may further contain one or more selected from calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate, or may contain calcium sulfate, so that the effect of insolubilization becomes higher.

カルシウムアルミネートとしては、Ca12Al1433、CaAl及びCaAl等であり、好ましくはCa12Al1433、CaAlである。 Calcium aluminate is Ca 12 Al 14 O 33, Ca 3 Al 2 O 6 and CaAl 2 O 4 or the like, preferably a Ca 12 Al 14 O 33, Ca 3 Al 2 O 6.

本発明におけるケイ酸カルシウムとしては、CaSiO、CaSiO、CaSiO等又はそれらの水和物等が好ましく、より好ましくはCaSiO、CaSiOが好ましい。 The calcium silicate in the present invention, CaSiO 3, Ca 2 SiO 4 , Ca 3 SiO 5 , etc., or a hydrate thereof are preferable, and more preferably Ca 3 SiO 5, Ca 2 SiO 4 are preferred.

本発明における不溶化剤において、硫酸カルシウムを含有する場合には、不溶化効果がより高くなる。   When the insolubilizing agent in the present invention contains calcium sulfate, the insolubilizing effect becomes higher.

本発明における硫酸カルシウムとしては、CaSO又はCaSO・nHOが好ましい。 The calcium sulfate in the present invention, CaSO 4 or CaSO 4 · nH 2 O is preferable.

また、本発明における不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、ケイ素含有量はSiO換算で10〜50重量%が好ましい。不溶化剤中のケイ素含有量が前記範囲外の場合には、フッ素の不溶化・固定化は可能であるが、ホウ素の不溶化・固定化が十分ではなくなる。より好ましくは10〜40重量%である。 Further, the insolubilizing agent in the present invention, when subjected to composition analysis by X-ray fluorescence to be described later, the silicon content is preferably 10 to 50 wt% in terms of SiO 2. When the silicon content in the insolubilizing agent is outside the above range, fluorine can be insolubilized / immobilized, but boron insolubilization / immobilization is not sufficient. More preferably, it is 10 to 40% by weight.

また、本発明における不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、アルミニウム含有量はAl換算で10〜40重量%が好ましい。不溶化剤中のアルミニウム含有量が前記範囲外の場合には、フッ素、ホウ素の不溶化・固定化が十分ではなくなる。より好ましくは10〜30重量%である。 Further, the insolubilizing agent in the present invention, when subjected to composition analysis by X-ray fluorescence to be described later, the aluminum content is preferably 10 to 40 wt% in terms of Al 2 O 3. When the aluminum content in the insolubilizing agent is outside the above range, insolubilization / immobilization of fluorine and boron is not sufficient. More preferably, it is 10 to 30% by weight.

また、本発明における不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、カルシウム含有量はCaO換算で40〜80重量%が好ましい。不溶化剤中のカルシウム含有量が前記範囲外の場合には、フッ素、ホウ素の不溶化・固定化が十分ではなくなる。
殊に、酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムを含有する場合には、50〜80重量%がより好ましい。
Moreover, in the insolubilizing agent in this invention, when the composition analysis by the fluorescent X ray mentioned later is performed, 40-80 weight% of calcium content is preferable in conversion of CaO. When the calcium content in the insolubilizing agent is outside the above range, insolubilization / immobilization of fluorine and boron is not sufficient.
In particular, when it contains calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate, 50 to 80% by weight is more preferable.

本発明おける不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、ケイ素とアルミニウムとの含有割合は、それぞれSiO換算及びAl換算の重量割合(SiO/Al)で、40/60〜70/30が好ましい。ケイ素とアルミニウムとの含有割合が前記範囲外の場合には、フッ素及び/又はホウ素を十分に不溶化・固定化することが困難となる。 In the insolubilizing agent in the present invention, when composition analysis by fluorescent X-ray described later is performed, the content ratio of silicon and aluminum is the weight ratio of SiO 2 conversion and Al 2 O 3 conversion (SiO 2 / Al 2 O 3, respectively). ) And 40/60 to 70/30 are preferable. When the content ratio of silicon and aluminum is outside the above range, it becomes difficult to sufficiently insolubilize and fix fluorine and / or boron.

また、本発明における不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、カルシウムとアルミニウムとの含有割合は、それぞれCaO換算及びAl換算の重量割合(CaO/Al)で、60/40〜95/5が好ましい。カルシウムとアルミニウムとの含有割合が前記範囲外の場合には、フッ素及び/又はホウ素を十分に不溶化・固定化することが困難となる。
殊に、酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムを含有する場合には、カルシウムとアルミニウムとの含有割合(CaO/Al)は70/30〜95/5が好ましい。
Further, the insolubilizing agent in the present invention, when subjected to composition analysis by X-ray fluorescence to be described later, the content of calcium and aluminum, the weight ratio of the respective terms of CaO and Al 2 O 3 in terms of (CaO / Al 2 O 3 ) And 60/40 to 95/5 are preferable. When the content ratio of calcium and aluminum is out of the above range, it becomes difficult to sufficiently insolubilize and fix fluorine and / or boron.
In particular, when calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate is contained, the content ratio of calcium and aluminum (CaO / Al 2 O 3 ) is preferably 70/30 to 95/5.

また、本発明における不溶化剤において、後述する蛍光X線による組成分析を行った場合、硫黄とアルミニウムとの含有割合は、それぞれSO換算及びAl換算の重量割合(SO/Al)で、10/90〜40/60が好ましい。カルシウムとアルミニウムとの含有割合が前記範囲外の場合には、フッ素及び/又はホウ素を十分に不溶化、固定化することが困難となる。 Further, the insolubilizing agent according to the present invention, when subjected to composition analysis by X-ray fluorescence to be described later, the content of sulfur and aluminum, the weight ratio of each converted to SO 3 and Al 2 O 3 in terms of (SO 3 / Al 2 O 3 ) is preferably 10/90 to 40/60. When the content ratio of calcium and aluminum is out of the above range, it becomes difficult to sufficiently insolubilize and immobilize fluorine and / or boron.

本発明における不溶化剤は、後述する方法でX線回折による分析を行った場合、ケイ酸カルシウムの含有割合の合計を100としたとき、カルシウムアルミネートの含有割合の合計量は5〜1000であることが好ましい。5未満の場合には、カルシウムアルミネートの有害アニオンを固定するサイトが少なく、また、カルシウムアルミネートが関与する水和反応の進行が不十分となり、十分な不溶化効果を発揮することが困難となる。1000を越える場合には、ケイ酸カルシウムを主体とする水和反応やポゾラン反応が十分に進行せず、不溶化の十分な効果を発揮することが困難である。より好ましくは10〜500である。   When the insolubilizing agent in the present invention is analyzed by X-ray diffraction according to the method described later, the total content of calcium aluminate is 5 to 1000 when the total content of calcium silicate is 100. It is preferable. If it is less than 5, there are few sites for fixing the harmful anions of calcium aluminate, and the progress of the hydration reaction involving calcium aluminate becomes insufficient, making it difficult to exert a sufficient insolubilizing effect. . If it exceeds 1000, the hydration reaction or pozzolanic reaction mainly composed of calcium silicate does not proceed sufficiently, and it is difficult to exert a sufficient effect of insolubilization. More preferably, it is 10-500.

また、本発明における不溶化剤は、ケイ酸カルシウムの含有割合の合計を100としたとき、酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムの含有割合は0〜200が好ましい。   Moreover, the insolubilizing agent in this invention WHEREIN: When the sum total of the content rate of a calcium silicate is set to 100, 0-200 are preferable for the content rate of a calcium oxide, a calcium hydroxide, or a calcium carbonate.

また、本発明における不溶化剤は、ケイ酸カルシウムの含有割合の合計を100としたとき、硫酸カルシウムの含有割合は、1〜100であることが好ましい。   The insolubilizing agent in the present invention preferably has a calcium sulfate content of 1 to 100 when the total content of calcium silicate is 100.

本発明における不溶化剤の粒子形状は不定形状ないし粒状である。   The particle shape of the insolubilizing agent in the present invention is indefinite or granular.

本発明における不溶化剤の平均粒子径は0.2〜50.0μmが好ましい。本発明に係る不溶化剤は850〜1450℃の高温下で焼成して調製することから、0.2μm以下の粒子は工業的に生産することが困難である。平均粒子径が0.2μm未満でも機能的な問題はないが、粉末の取扱いが困難である。50μmを超える場合には、石炭灰などのフッ素及び/又はホウ素を含有する固形分との混合時の均一性が悪化し添加量が多く必要になるなどの作業面、コスト面などで好ましくない。好ましくは0.5〜40.0μmである。   The average particle diameter of the insolubilizing agent in the present invention is preferably 0.2 to 50.0 μm. Since the insolubilizing agent according to the present invention is prepared by baking at a high temperature of 850 to 1450 ° C., it is difficult to industrially produce particles having a size of 0.2 μm or less. Even if the average particle size is less than 0.2 μm, there is no functional problem, but it is difficult to handle the powder. When it exceeds 50 μm, it is not preferable in terms of work, cost, and the like in that uniformity during mixing with solids containing fluorine and / or boron such as coal ash is deteriorated and a large amount of addition is required. Preferably it is 0.5-40.0 micrometers.

本発明における不溶化剤のBET比表面積値は0.1〜10m/gが好ましい。BET比表面積値が0.1m/g未満の場合には、石炭灰などのフッ素及び/又はホウ素を含有する固形分との混合時の均一性が低下し、添加量が多くなるなどの作業面、コスト面などの点から好ましくない。本発明における不溶化剤は850〜1450℃の高温下で焼成して調製することから、10m/gを超える不溶化剤を工業的に生産することは困難である。また、BET比表面積値が10m/gを超える不溶化剤は機能的な問題はないが、粉末としての取扱いが困難である。より好ましくは0.3〜5m/gである。 The BET specific surface area value of the insolubilizing agent in the present invention is preferably from 0.1 to 10 m 2 / g. When the BET specific surface area value is less than 0.1 m 2 / g, work such as reduction in uniformity during mixing with solids containing fluorine and / or boron, such as coal ash, increases the amount added This is not preferable in terms of cost and cost. Since the insolubilizing agent in the present invention is prepared by baking at a high temperature of 850 to 1450 ° C., it is difficult to industrially produce an insolubilizing agent exceeding 10 m 2 / g. An insolubilizer having a BET specific surface area value exceeding 10 m 2 / g has no functional problem, but is difficult to handle as a powder. More preferably, it is 0.3-5 m < 2 > / g.

次に、本発明における不溶化剤の製造法について述べる。   Next, the manufacturing method of the insolubilizer in this invention is described.

まず、本発明におけるカルシウムアルミネートの製造法について述べる。   First, the manufacturing method of the calcium aluminate in this invention is described.

本発明におけるカルシウムアルミネートは、カルシウム化合物とアルミニウム化合物とを混合した後、850〜1200℃の温度で酸化性また大気雰囲気で加熱処理して得ることができる。また、必要に応じて更に粉砕処理や、無機物、有機物又はポリマーでの表面処理を行うことができる。   The calcium aluminate in the present invention can be obtained by mixing a calcium compound and an aluminum compound and then heat-treating at a temperature of 850 to 1200 ° C. in an oxidizing or atmospheric atmosphere. Further, if necessary, a pulverization treatment or a surface treatment with an inorganic substance, an organic substance or a polymer can be performed.

カルシウム化合物としては、水酸化カルシウム(消石灰)、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、硝酸カルシウム等を使用することができ、好ましくは水酸化カルシウム、炭酸カルシウムである。カルシウム化合物の平均粒子径としては、0.2〜20μmのものが好ましい。   As the calcium compound, calcium hydroxide (slaked lime), calcium carbonate, calcium oxide, calcium nitrate and the like can be used, and calcium hydroxide and calcium carbonate are preferred. The average particle size of the calcium compound is preferably 0.2 to 20 μm.

アルミニウム化合物としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム等を使用することができ、好ましくは水酸化アルミニウムである。アルミニウム化合物の平均粒子径としては0.1〜20μmのものが好ましい。   As the aluminum compound, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitrate or the like can be used, and aluminum hydroxide is preferable. The average particle size of the aluminum compound is preferably 0.1 to 20 μm.

カルシウム化合物とアルミニウム化合物との混合割合は、所定の組成割合となるように混合すればよい。   What is necessary is just to mix the mixing ratio of a calcium compound and an aluminum compound so that it may become a predetermined | prescribed composition ratio.

前記製造法における混合機として、らいかい機、ローラー式混合機、振動ミル、ビーズミル、ディスク型湿式攪拌混合槽などが使用できる。   As a mixer in the manufacturing method, a raking machine, a roller type mixer, a vibration mill, a bead mill, a disk type wet stirring and mixing tank, or the like can be used.

本発明における不溶化剤の前駆体である混合物の混合状態は、その後の固相反応を均一に速やかに起させるため、混合機及び混合条件の選定が重要であり、湿式攪拌混合槽などの湿式混合機を用いることが均一混合の面で好ましい。   In the mixing state of the mixture which is a precursor of the insolubilizing agent in the present invention, the subsequent solid phase reaction is caused uniformly and promptly. Therefore, it is important to select a mixer and mixing conditions. It is preferable to use a machine in terms of uniform mixing.

加熱温度が850℃未満の場合には、混合粉末の脱水反応、脱炭酸反応および固相反応が進行しない又は、進行速度が極めて遅いため好ましくない。また加熱温度が1200℃を超える場合には、生成複合酸化物粒子の粒子サイズが増大して、水系での有害アニオンとの反応性が低下するので好ましくない。加熱温度は900〜1150℃がより好ましい。加熱時間は、工業的生産性を考慮すれば、30分〜180分が好ましい。加熱雰囲気は、酸化性または大気性雰囲気であればよい。加熱生成物粒子中に炭酸イオンが多く含まれると水系における有害アニオンとの反応性が低下するので、炭酸ガス中での加熱処理は好ましくない。   When the heating temperature is less than 850 ° C., the dehydration reaction, decarboxylation reaction and solid phase reaction of the mixed powder do not proceed, or the proceeding speed is extremely slow, which is not preferable. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1200 ° C., the particle size of the generated composite oxide particles increases, and the reactivity with harmful anions in the aqueous system decreases, which is not preferable. The heating temperature is more preferably 900 to 1150 ° C. In consideration of industrial productivity, the heating time is preferably 30 minutes to 180 minutes. The heating atmosphere may be an oxidizing or atmospheric atmosphere. When a large amount of carbonate ions are contained in the heated product particles, the reactivity with harmful anions in the aqueous system is lowered, so heat treatment in carbon dioxide gas is not preferable.

また本発明において加熱処理後の粉末を乾式粉砕し、無機物、有機物、ポリマーで表面処理してもよい。   In the present invention, the powder after the heat treatment may be dry-pulverized and surface-treated with an inorganic material, an organic material, or a polymer.

乾式粉砕処理は、加熱処理後の粉末の平均粒子径を小さくすることができるため、不溶化剤の固形分中でのフッ素及び/又はホウ素との反応性を向上させることができる。乾式粉砕処理に使用できる装置として、自由式粉砕機、ハンマーミルなどを使用することができる。   Since the dry pulverization treatment can reduce the average particle size of the powder after the heat treatment, the reactivity with fluorine and / or boron in the solid content of the insolubilizing agent can be improved. As an apparatus that can be used for the dry pulverization treatment, a free pulverizer, a hammer mill, or the like can be used.

また、加熱処理後の粉末を無機物、有機物又はポリマーなどで表面処理することによって、フッ素及び/又はホウ素との反応性や固形分中での分散性を制御することができる。表面処理剤としては、反応性を促進するためには親水性の有機物、ポリマー、無機物を使用することもできる。また、ロジン化合物、シランカップリング剤、高級脂肪酸等で疎水性にして反応が徐々に進むように制御することもできる。上記の表面処理剤による不溶化剤粉末に対する被覆量は、複合酸化物粒子粉末に対して各々0.1〜5重量%が好ましい。表面処理機としては、らいかい機・振動ミル、ローラー型混合機や、湿式で攪拌機の付いた槽などを使用することができる。   In addition, by subjecting the powder after the heat treatment to a surface treatment with an inorganic substance, an organic substance, a polymer, or the like, the reactivity with fluorine and / or boron and the dispersibility in a solid content can be controlled. As the surface treatment agent, a hydrophilic organic material, polymer, or inorganic material can be used to promote reactivity. It can also be controlled so that the reaction proceeds gradually by making it hydrophobic with a rosin compound, a silane coupling agent, a higher fatty acid or the like. The coating amount of the surface treatment agent on the insolubilizer powder is preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the composite oxide particle powder. As the surface treatment machine, it is possible to use a roughing machine, a vibration mill, a roller type mixer, a wet tank equipped with a stirrer, or the like.

本発明におけるケイ酸カルシウムを含有する不溶化剤は、前記カルシウムアルミネートの製造法において、カルシウムアルミネートとともにケイ酸カルシウムが生成する量のカルシウム化合物、アルミニウム化合物及びケイ素化合物とを混合した後、850〜1450℃の温度で酸化性また大気雰囲気で加熱処理して製造する方法、あらかじめ作製したカルシウムアルミネートと、あらかじめ作製したケイ酸カルシウム又はポルトランドセメントなどのケイ酸カルシウムを主成分とする材料とを混合する方法等によって得ることができる。   The insolubilizing agent containing calcium silicate in the present invention is a mixture of calcium aluminate and an amount of calcium silicate produced together with calcium aluminate in the calcium aluminate production method, and then 850 to A method of manufacturing by heating at 1450 ° C. in an oxidizing or atmospheric atmosphere, mixing a pre-manufactured calcium aluminate and a pre-manufactured calcium silicate or a material mainly composed of calcium silicate such as Portland cement It can obtain by the method of doing.

本発明における酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムを含有する不溶化剤は、前記カルシウムアルミネートの製造法において、カルシウム化合物とアルミニウム化合物との割合を調整してカルシウムを過剰に存在させることによって製造する方法、あらかじめ作製したカルシウムアルミネートと酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウムとを混合する方法等によって得ることができる。なお、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムは、酸化カルシウムが水分又は二酸化炭素と反応して生成するものであり、本発明における不溶化剤を保存している過程で酸化カルシウムから変化して生成することもある。   The insolubilizing agent containing calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate in the present invention is produced by adjusting the ratio of the calcium compound and the aluminum compound in the calcium aluminate production method so that calcium is present in excess. It can be obtained by a method, a method in which calcium aluminate prepared in advance and calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate are mixed. Calcium hydroxide and calcium carbonate are produced by the reaction of calcium oxide with moisture or carbon dioxide, and may be produced by changing from calcium oxide in the process of preserving the insolubilizer in the present invention. .

本発明における硫酸カルシウムを含有する不溶化剤は、カルシウム化合物と硫酸分とを反応させて、あらかじめ作製したカルシウムアルミネートと混合する方法等によって得ることができる。   The insolubilizing agent containing calcium sulfate in the present invention can be obtained by a method in which a calcium compound and a sulfuric acid component are reacted and mixed with calcium aluminate prepared in advance.

必要に応じて、更に、粉砕処理や、無機物、有機物又はポリマーでの表面処理を行うことができる。   If necessary, pulverization and surface treatment with an inorganic substance, an organic substance, or a polymer can be further performed.

次に、本発明に係る不溶化方法について述べる。   Next, the insolubilization method according to the present invention will be described.

本発明に係る不溶化方法は、有害アニオンを放出させる可能性のある固形物(石炭灰など)に不溶化剤を共存させるとともに、水分を存在させて有害アニオンの水系への溶出を抑制させる。以下、本発明におけるフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法について説明する。   In the insolubilization method according to the present invention, an insolubilizing agent is allowed to coexist with a solid substance (such as coal ash) that may release harmful anions, and water is present to suppress the elution of harmful anions into an aqueous system. Hereinafter, the method for insolubilizing fluorine and / or boron in the present invention will be described.

本発明においては、固形分に対する不溶化剤の添加量は0.1〜25重量%が好ましい。0.1重量%未満の場合には、不溶化反応の進行が遅くなるので好ましくない。25重量%を越える場合には、効果が飽和するので、必要以上に添加する意味がない。より好ましくは0.5〜18重量%である。   In the present invention, the amount of the insolubilizing agent added to the solid content is preferably 0.1 to 25% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the progress of the insolubilization reaction is slow, which is not preferable. If it exceeds 25% by weight, the effect is saturated, so there is no point in adding more than necessary. More preferably, it is 0.5 to 18% by weight.

本発明においては、固形分と不溶化剤との合計量に対して5〜250重量%の水分を存在させる。水分の存在量が5重量%未満の場合には、不溶化反応の進行が遅くなるので好ましくない。250重量%を越える場合には、効果が飽和するとともに、過剰な水分により処理対象物と不溶化剤との混合物がペースト状又はスラリー状となり、土壌解消剤として好ましくなく、埋立処分の場合でも重量が増加するため好ましくない。より好ましくは、10〜200重量%である。   In the present invention, 5 to 250% by weight of water is present with respect to the total amount of the solid content and the insolubilizing agent. If the amount of water present is less than 5% by weight, the progress of the insolubilization reaction is slow, which is not preferable. When it exceeds 250% by weight, the effect is saturated, and the mixture of the treatment object and the insolubilizing agent becomes a paste or a slurry due to excessive moisture, which is not preferable as a soil decontaminating agent, and the weight is increased even in landfill disposal. Since it increases, it is not preferable. More preferably, it is 10 to 200% by weight.

本発明において不溶化剤を接触させるときの温度(養生のときの温度)は、特に制限されないが、本発明では、常温でもフッ素及び/又はホウ素を容易に不溶化処理できる。極端に低温の場合、例えば、5℃以下の場合には不溶化剤の反応速度が小さくなるために、有害アニオンの捕捉速度が小さくなる。通常使用される温度範囲は5〜90℃が好ましく、より好ましくは10〜50℃である。   In the present invention, the temperature when contacting the insolubilizing agent (curing temperature) is not particularly limited, but in the present invention, fluorine and / or boron can be easily insolubilized at room temperature. When the temperature is extremely low, for example, when the temperature is 5 ° C. or lower, the reaction rate of the insolubilizing agent is small, and the trapping rate of harmful anions is small. The normally used temperature range is preferably 5 to 90 ° C, more preferably 10 to 50 ° C.

本発明においては、養生時に圧力の制御を行う必要はなく、常圧(大気圧)下で不溶化処理を行えばよい。   In the present invention, it is not necessary to control the pressure during curing, and the insolubilization process may be performed under normal pressure (atmospheric pressure).

養生のための時間は、固形分中のフッ素及び/又はホウ素の含有量に応じて変化させればよいが、通常、12時間〜10日程度である。   The time for curing may be changed according to the content of fluorine and / or boron in the solid content, but is usually about 12 hours to 10 days.

<作用>
本発明において重要な点は、本発明における不溶化剤を用いて水分の共存下で、固形物から溶出するフッ素及び/又はホウ素などの低濃度から高濃度の有害なアニオンを不溶化・固定化できるという事実である。
<Action>
An important point in the present invention is that insolubilizing agents in the present invention can be used to insolubilize and immobilize low to high concentrations of harmful anions such as fluorine and / or boron eluted from solids in the presence of moisture. It is a fact.

本発明において、カルシウムアルミネートは、フッ素イオン、ホウ素イオン又はフッ素イオン及びホウ素イオンを含んだ1価又は2価のアニオンを吸着するとともに、急速な硬化反応により不溶化・固定化するものである。   In the present invention, calcium aluminate adsorbs monovalent or divalent anions containing fluorine ions, boron ions, or fluorine ions and boron ions, and is insolubilized and immobilized by a rapid curing reaction.

また、ケイ酸カルシウムの機能は未だ十分解明できていないが、カルシウムアルミネートが、フッ素イオン、ホウ素イオン又はフッ素イオン及びホウ素イオンを含んだ1価又は2価のアニオンを吸着した後、さらに、持続的に、硬化反応が進行し、不溶化・固定化を促進するものと本発明者は推定している。   In addition, the function of calcium silicate has not yet been fully elucidated. However, after calcium aluminate adsorbs monovalent or divalent anions containing fluorine ions, boron ions or fluorine ions and boron ions, it continues further. In particular, the inventor presumes that the curing reaction proceeds to promote insolubilization and immobilization.

酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は炭酸カルシウム及び硫酸カルシウムの機能は未だ十分解明できていないが、各化合物が、一旦、フッ素及び/又はホウ素と可逆的に結合し、カルシウムアルミネート又はケイ酸カルシウムと水分との硬化反応において、フッ素及び/又はホウ素を橋渡しする機能を発揮しているものと本発明者は推定している。   Although the functions of calcium oxide, calcium hydroxide or calcium carbonate and calcium sulfate have not yet been fully elucidated, each compound once binds reversibly to fluorine and / or boron, and calcium aluminate or calcium silicate and moisture. The present inventor presumes that a function of bridging fluorine and / or boron is exhibited in the curing reaction.

本発明においては、水分の存在下で石炭灰などの固形分と不溶化剤とを接触させるので、効率よくフッ素及び/又はホウ素を不溶化することができる。   In this invention, since solid content, such as coal ash, and an insolubilizing agent are made to contact in presence of a water | moisture content, a fluorine and / or boron can be insolubilized efficiently.

前述したとおり、本発明で用いる不溶化剤は反応性が高いので、少量の使用でも固形分中のフッ素及び/又はホウ素を強固に固定化・不溶化することができる。   As described above, since the insolubilizing agent used in the present invention has high reactivity, fluorine and / or boron in the solid content can be firmly fixed and insolubilized even when used in a small amount.

なお、本発明では、不溶化処理された石炭灰などの固形分は、強固に硬化することがないので、粉末としての取扱いが可能で、土壌改良剤等の用途に用いることができる。   In the present invention, insolubilized solid matter such as coal ash does not harden, so that it can be handled as a powder and used for applications such as a soil conditioner.

本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。   A typical embodiment of the present invention is as follows.

不溶化剤の平均粒子径は電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示したものである。   The average particle diameter of the insolubilizing agent is indicated by the average value of numerical values measured from electron micrographs.

不溶化剤の各金属元素の含有量は、「蛍光X線装置(理学電機(株)製、RIX2100)」を用いて酸化物換算の含有量を重量百分率で示した。   The content of each metal element in the insolubilizing agent was expressed in terms of weight percentage in terms of oxide by using a “fluorescent X-ray apparatus (manufactured by Rigaku Corporation, RIX2100)”.

不溶化剤の結晶相の同定は、「X線回折装置RINT2500(理学電機(株)製)」(管球:Cu、管電圧:40kV、管電流:300mA、ゴニオメーター:広角ゴニオメーター、サンプリング幅:0.010°、走査速度:4.00°/min、発散スリット:1/2°、散乱スリット:1/2°、受光スリット:0.15mm)を使用して行った。各結晶相の含有割合は、回折データに基づいて簡易定量法によって求めた。   The crystal phase of the insolubilizer is identified by “X-ray diffractometer RINT2500 (manufactured by Rigaku Corporation)” (tube: Cu, tube voltage: 40 kV, tube current: 300 mA, goniometer: wide angle goniometer, sampling width: 0.010 °, scanning speed: 4.00 ° / min, diverging slit: 1/2 °, scattering slit: 1/2 °, light receiving slit: 0.15 mm). The content ratio of each crystal phase was determined by a simple quantitative method based on diffraction data.

BET比表面積値はBET法により測定した値で示した。   The BET specific surface area value was shown as a value measured by the BET method.

固形分中の構成元素の含有量は、「蛍光X線装置(理学電機(株)製、RIX2100)」を用いて酸化物換算の含有量を重量百分率で示した。   The content of the constituent elements in the solid content was expressed as a percentage by weight in terms of oxide by using a “fluorescent X-ray apparatus (manufactured by Rigaku Corporation, RIX2100)”.

固形分中のフッ素イオン濃度は、アルカリ溶融イオンクロマトグラフ法でイオン濃度を測定した。
固形分中のホウ素イオン濃度は、粉末を塩酸などの酸による溶解、又はK、NaCO等のアルカリによる融解を行い、前記「プラズマ発光分光分析装置 SPS4000(セイコー電子工業(株))」を用いて評価した。
The fluorine ion concentration in the solid content was measured by an alkali fusion ion chromatographic method.
The boron ion concentration in the solid content is determined by dissolving the powder with an acid such as hydrochloric acid or melting with an alkali such as K 2 S 2 O 7 or Na 2 CO 3. (Inc.) ”.

石炭灰又はスラッジ中の炭素量、硫黄量は「炭素・硫黄分析装置((株)堀場製作所製 EMIA−820W)」で測定した。   The amount of carbon and sulfur in the coal ash or sludge were measured with a “carbon / sulfur analyzer (EMIA-820W, manufactured by Horiba, Ltd.)”.

固形分から溶出するフッ素イオン濃度はイオンクロマトグラフ法でイオン濃度を測定した。
固形分から溶出するホウ素イオン濃度は前記「プラズマ発光分光分析装置 SPS4000(セイコー電子工業(株))」を用いて評価した。
The concentration of fluorine ions eluted from the solid content was measured by ion chromatography.
The boron ion concentration eluted from the solid content was evaluated using the above-mentioned “Plasma Optical Emission Spectrometer SPS4000 (Seiko Electronics Co., Ltd.)”.

石炭灰の性状
不溶化処理の対象として、石炭灰2種類、スラッジ1種類を用意した。これらについて、環境庁告示46号に準じた振とう試験によって溶出するフッ素及びホウ素の濃度を測定した。
Properties of coal ash Two types of coal ash and one type of sludge were prepared as targets for insolubilization treatment. About these, the density | concentration of the fluorine and boron which were eluted by the shaking test according to Environment Agency notification 46 was measured.

不溶化処理に用いた石炭灰及びスラッジの組成を表1に示す。   Table 1 shows the composition of coal ash and sludge used for the insolubilization treatment.

Figure 2006224025
Figure 2006224025

<不溶化剤を適用した石炭灰のフッ素及びホウ素の溶出量の評価方法>
環境庁告示46号に準じて測定を行った。
即ち、養生した後の対象物を風乾し100gを測り取り、10倍量のイオン交換水を加えて、振とう機(振とう回数200回/分,振とう幅4.5cm)で6時間振とうして、その後該水溶液から固形分を濾別した。濾液中のフッ素イオン濃度をイオンクロマトグラフ法で測定し、ホウ素イオン濃度を前記「プラズマ発光分光分析装置 SPS4000(セイコー電子工業(株))」を用いて評価した。
<Evaluation method of elution amount of fluorine and boron in coal ash to which insolubilizing agent is applied>
Measurements were made in accordance with Environmental Agency Notification No.46.
That is, the object after curing was air-dried, 100 g was measured, 10 times the amount of ion-exchanged water was added, and the mixture was shaken for 6 hours with a shaker (200 shakes / min, shake width 4.5 cm). Then, the solid content was filtered off from the aqueous solution. The fluorine ion concentration in the filtrate was measured by an ion chromatograph method, and the boron ion concentration was evaluated using the above-mentioned “plasma emission spectroscopic analyzer SPS4000 (Seiko Electronics Co., Ltd.)”.

不溶化剤1:不溶化剤の製造
消石灰粉末50.0g(JIS特号、BET比表面積値15m/g、Ca=0.67molに相当)と水酸化アルミニウム68.6g(住友化学製C−301,BET比表面積値2.0m/g、Al=0.88molに相当)をライカイ機を用いて1時間混合した。得られた混合粉末70gをアルミナ製るつぼに入れ、空気中、1000℃において2時間マッフル炉で加熱処理した。
加熱処理後の粒子粉末30gと普通ポルトランドセメント170gとをライカイ機を用いて1時間粉砕・混合した。得られた粒子粉末は灰白色であった。
Insolubilizer 1: Production of insolubilizer 50.0 g of slaked lime powder (JIS special name, BET specific surface area value 15 m 2 / g, equivalent to Ca = 0.67 mol) and 68.6 g of aluminum hydroxide (C-301, manufactured by Sumitomo Chemical) BET specific surface area value of 2.0 m 2 / g, equivalent to Al = 0.88 mol) was mixed for 1 hour using a Reika machine. 70 g of the obtained mixed powder was put in an alumina crucible and heat-treated in a muffle furnace at 1000 ° C. for 2 hours in air.
30 g of the powder powder after heat treatment and 170 g of ordinary Portland cement were pulverized and mixed for 1 hour using a Leica machine. The obtained particle powder was grayish white.

得られた不溶化剤の構成元素は、CaOが71.6%、Alが10.2%、SiOが10.5%、SOが1.5%、Feが4.0%、その他が2.2%であった。SiO/Al比は1.0であり、CaO/Al比は7.0であり、SO/Al比は0.15であった。
また、不溶化剤を構成する結晶相の同定の結果、Ca12Al1433及びCaAlのカルシウムアルミネート、CaSiO及びCaSiOのケイ酸カルシウム、Ca(OH)、CaSO・nHOの混合相であった。それぞれの結晶相の割合は、Ca12Al1433及びCaAlのカルシウムアルミネートの合計量が19、CaSiO及びCaSiOのケイ酸カルシウムの合計量が67、Ca(OH)2が3、CaSO・nHOが4、その他が7であった。
平均粒子径0.8μm、BET比表面積値2.0m/gであった。
Constituent elements of the obtained insolubilizer were 71.6% CaO, 10.2% Al 2 O 3 , 10.5% SiO 2 , 1.5% SO 3 , and 4% Fe 2 O 3 . 0% and others were 2.2%. The SiO 2 / Al 2 O 3 ratio was 1.0, the CaO / Al 2 O 3 ratio was 7.0, and the SO 3 / Al 2 O 3 ratio was 0.15.
Moreover, as a result of identification of the crystal phase constituting the insolubilizing agent, calcium aluminate of Ca 12 Al 14 O 33 and Ca 3 Al 2 O 6 , calcium silicate of Ca 2 SiO 4 and Ca 3 SiO 5 , Ca (OH) 2 and a mixed phase of CaSO 4 · nH 2 O. The proportion of each crystal phase is 19 in which the total amount of calcium aluminate of Ca 12 Al 14 O 33 and Ca 3 Al 2 O 6 is 19, and the total amount of calcium silicate of Ca 2 SiO 4 and Ca 3 SiO 5 is 67, Ca (OH) 2 was 3, CaSO 4 · nH 2 O was 4, and others were 7.
The average particle size was 0.8 μm, and the BET specific surface area value was 2.0 m 2 / g.

不溶化剤2〜6、
カルシウムアルミネート原料の種類、Ca/Al比、加熱温度を種々変更し、ケイ酸カルシウム原料の種類、その含有割合を種々変更した以外は前記実施例1と同様にして不溶化剤を得た。
Insolubilizer 2-6,
An insolubilizing agent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of calcium aluminate raw material, the Ca / Al ratio, and the heating temperature were variously changed, and the type of calcium silicate raw material and the content ratio thereof were variously changed.

得られた不溶化剤の諸特性を表2に示す。   Various properties of the obtained insolubilizer are shown in Table 2.

Figure 2006224025
Figure 2006224025

<不溶化試験>
実施例1
石炭灰1に対して3重量%の不溶化剤1を添加し、次いで、前記石炭灰及び不溶化剤の合計量に対して、25重量%の水分を添加した。その後、5日間そのまま保持し養生した。
不溶化処理後の固形分について、前記<不溶化剤を適用した石炭灰のフッ素及びホウ素の溶出量の評価方法>に従って、フッ素及びホウ素の溶出量を測定した。
<Insolubilization test>
Example 1
3% by weight of the insolubilizing agent 1 was added to the coal ash 1, and then 25% by weight of water was added to the total amount of the coal ash and the insolubilizing agent. Thereafter, it was kept for 5 days and cured.
With respect to the solid content after the insolubilization treatment, the elution amounts of fluorine and boron were measured according to the above <Method for evaluating the elution amount of fluorine and boron in coal ash to which an insolubilizing agent was applied>.

実施例2〜11、比較例1〜7:
対象物の種類、不溶化剤の種類及び添加量、水分の添加量、養生期間を種々変化させた以外は、前記実施例1と同様にして不溶化試験を行った。不溶化処理の条件、不溶化試験後の各対象物のフッ素及びホウ素の溶出量を表3に示す。
Examples 2-11, Comparative Examples 1-7:
The insolubilization test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the type of the object, the type and addition amount of the insolubilizing agent, the addition amount of water, and the curing period were variously changed. Table 3 shows the conditions of insolubilization treatment and the elution amounts of fluorine and boron in each object after the insolubility test.

Figure 2006224025
Figure 2006224025

本発明に係る不溶化方法は、広い濃度範囲のフッ素及び/又はホウ素を不溶化・固定化できるので、石炭灰などに含有される有害アニオンであるフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法として好適である。
また、本発明に係る不溶化方法は、複雑な処理工程を必要とせず、簡便な処理方法である。更に、フッ素化合物、ホウ素化合物と塩化物イオン、硫酸イオン、炭酸イオンなどが共存した石炭灰などの固形分中のフッ素化合物、ホウ素化合物の不溶化・固定化に対しても、本発明に係る不溶化方法は有効である。
Since the insolubilization method according to the present invention can insolubilize and fix fluorine and / or boron in a wide concentration range, it is suitable as an insolubilization method for fluorine and / or boron, which are harmful anions contained in coal ash and the like.
In addition, the insolubilization method according to the present invention is a simple processing method without requiring a complicated processing step. Furthermore, the insolubilization method according to the present invention is also applicable to insolubilization and immobilization of fluorine compounds and boron compounds in solids such as coal ash in which fluorine compounds, boron compounds and chloride ions, sulfate ions, carbonate ions coexist. Is valid.

さらに、本発明における不溶化剤は無害な元素または化合物から構成されているので、該不溶化剤を含有する固形分を埋め立て処分した場合であっても、環境への負荷は小さい。   Furthermore, since the insolubilizing agent in the present invention is composed of harmless elements or compounds, even when the solid content containing the insolubilizing agent is disposed of in landfill, the burden on the environment is small.

不溶化剤2のX線回折パターン。X-ray diffraction pattern of insolubilizer 2.

Claims (7)

フッ素及び/又はホウ素を含有する固形分のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、カルシウムアルミネートとケイ酸カルシウムとを含有する不溶化剤を用いるとともに、固形分と不溶化剤との合計量に対して5〜250重量%の水分を存在させて養生することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 A method for insolubilizing solid fluorine and / or boron containing fluorine and / or boron, wherein an insolubilizing agent containing calcium aluminate and calcium silicate is used, and the total amount of the solid and insolubilizing agent is used. A method for insolubilizing fluorine and / or boron, comprising curing in the presence of 5 to 250% by weight of water. 請求項1記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、前記不溶化剤がカルシウムアルミネート及びケイ酸カルシウムとともに、酸化カルシウム、水酸化カルシウム及び炭酸カルシウムから選ばれる一種以上を含有することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 2. The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to claim 1, wherein the insolubilizing agent contains at least one selected from calcium oxide, calcium hydroxide and calcium carbonate together with calcium aluminate and calcium silicate. A method for insolubilizing fluorine and / or boron. カルシウムアルミネートがCa12Al1433及び/又はCaAlであることを特徴とする請求項1又は2記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 Fluorine and / or boron method of insolubilization of claim 1 or 2, wherein the calcium aluminate is Ca 12 Al 14 O 33 and / or Ca 3 Al 2 O 6. ケイ酸カルシウムがCaSiO又はCaSiOのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to any one of claims 1 to 3, wherein the calcium silicate is either Ca 3 SiO 5 or Ca 2 SiO 4 . 請求項1乃至4のいずれかに記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、前記不溶化剤は更に、硫酸カルシウム及び/又は硫酸カルシウム水和物を含有することを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 5. The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to claim 1, wherein the insolubilizing agent further contains calcium sulfate and / or calcium sulfate hydrate. Alternatively, boron insolubilization method. フッ素及び/又はホウ素を含有する固形分が、石炭灰、焼却灰又はスラッジであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。 The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid content containing fluorine and / or boron is coal ash, incinerated ash, or sludge. 請求項1乃至6のいずれかに記載のフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法であって、養生を常温で行うことを特徴とするフッ素及び/又はホウ素の不溶化方法。

The method for insolubilizing fluorine and / or boron according to any one of claims 1 to 6, wherein curing is performed at room temperature.

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