JP2007245016A

JP2007245016A - 廃棄物焼却灰の処理方法及びその処理方法によって得た砂代替材並びに砕石代替材

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Publication number: JP2007245016A
Application number: JP2006072406A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tanaka; 泰広田中; Tamaki Sakurai; 玉貴櫻井; Yukio Kozai; 幸男香西; Toshinori Muraoka; 利紀村岡; Chikanori Kumagai; 親徳熊谷
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP4191199B2

Abstract

【課題】廃棄物焼却灰に含まれる重金属類を除去するとともに、その残渣を有効に利用することができる廃棄物焼却灰の処理方法を提供すること。
【解決手段】重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する。
廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、分級後の粒度分（Ｂ）の焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、都市ゴミ、産業廃棄物、ゴミ固形燃料等の廃棄物を焼却する際に発生する焼却灰の処理方法に関する。

我が国における廃棄物の減容化処理としては、焼却処理が主流となっており、焼却によって大量に発生する焼却灰（廃棄物焼却灰）が埋め立て処分されるため、最終処分場の不足が深刻な社会問題となっている。この点で、廃棄物焼却灰を有効利用することができる技術の開発は環境にやさしい社会を実現するために重要なテーマであり、本出願人は水和固化反応を利用して廃棄物焼却灰を土木資材等として有効に利用できる技術を開発した（特許第３４１５０６６号参照）。この技術を用いれば、廃棄物焼却灰を重金属類の溶出量が土壌環境基準を満たす土木資材とすることができる。しかし、近年、重金属類の含有量自体を低減することが要求される方向にあるため、重金属類の除去技術を開発することが必要である。そこで、本出願人は焼成により重金属類を除去するために、焼成不適物を選別除去した残りの焼却灰をすべて加熱して重金属類を除去する技術を検討したが、この方法では重金属類の含有量が少なくて処理の必要のない粒度分までも一緒に処理されるため、資源の有効利用の面からは好ましい方法とは言えない。

一方、廃棄物焼却灰から重金属を除去する方法の一つとして酸抽出処理があるが、酸抽出後の物質に水和固化技術を適用するためには、その物質を中性ないしアルカリ性にする必要があり、酸抽出処理により抽出した物質が酸性になると、中性ないしアルカリ性にするための余分な添加剤が必要になり、処理コストが増加するという問題がある。

さらに、この種の先行技術として、特許文献１ないし３には、次に説明するような廃棄物焼却灰の処理技術が提案されている。

すなわち、特許文献１には、焼却炉から排出される焼却灰から大型不燃物や金属を除去する第１工程と、除去後の焼却灰を粒径によって粗粒灰、中粒灰、細粒灰および微粒灰に分級する第２工程と、粗粒灰と中粒灰はそのまま回収し、細粒灰には重金属固定処理をして回収し、微粒灰にはダイオキシン分解処理をする第３工程からなる焼却残渣処理方法が開示されている。

また、特許文献２には、焼却灰や煤塵等の有害重金属を含む廃棄物を、重金属類を多く溶出する粒度分と、少なく溶出する粒度分に分級し、各粒度分の重金属類の溶出量に応じて安定化処理を施す廃棄物の処理方法が開示されている。

さらに、特許文献３には、廃棄物焼却炉から発生した排ガス中のダストを集塵機で捕集し、この集塵ダストを分級手段により分級して重金属の含有量が少ない粗粒分と重金属の含有量が多い微粒分に分別し、粗粒分を安定化処理設備へ送って重金属の安定化処理を行い、微粒分を重金属回収処理設備へ送って処理する廃棄物焼却ダストの処理方法が開示されている。
特開２０００−２３３１７４号公報特開平８−２６７０４６号公報特開２００２−１０２８３５号公報

しかし、特許文献１と２に記載された処理方法では、重金属類の除去処理が行われないため、処理後の物質の重金属類の含有量は低減されない。また、特許文献３に記載された処理方法では、微粒分から重金属類を回収した後の残渣が有効に利用されていない。

このように、従来の廃棄物焼却灰の処理方法では重金属類の除去処理が行われないか、たとえ、重金属類の除去処理が行われた場合でも、重金属類を回収した後の残渣が有効に利用されていない。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、廃棄物焼却灰に含まれる重金属類を除去するとともに、その残渣を有効に利用することができる廃棄物焼却灰の処理方法を提供することにある。また、本発明の目的は、その処理方法によって砂代替材並びに砕石代替材として好適の素材を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明者は、廃棄物焼却灰の粒度によって重金属類の含有量が異なることに着目し、重金属類を多く含有する粒度分の焼却灰だけを取り出して重金属類の除去処理を行い、その重金属類除去処理によって得られる物質と重金属類の除去処理を行わない粒度分の焼却灰を混合して混合物を得ることにより土木資材として有効に利用しうるとの発想に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明の廃棄物焼却灰の処理方法は、重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、分級後の粒度分（Ｂ）の焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴としている。

また、本発明の廃棄物焼却灰の処理方法は、重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と上記粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴としている。

さらに、本発明の廃棄物焼却灰の処理方法は、重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、廃棄物焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と上記粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴としている。

上記混合物を砂代替材として利用することが好ましい。

重金属類の除去処理を酸抽出により行うことが好ましい。

重金属類の除去処理を焼成により行うことが好ましい。

混合工程に引き続いて、混合物を水和固化する水和固化工程を有し、水和固化によって得た水和固化体を破砕して、破砕物を得ることが好ましい。

上記破砕物を砕石代替材として利用することが好ましい。

本発明は上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。
（１）請求項１、２、３記載の発明によれば、重金属類を除去処理することにより、廃棄物焼却灰を安全な土木資材として有効に利用することができる。また、重金属類の含有量の多い粒度分の焼却灰だけを取り出して重金属類を除去処理する方法を採用することにより、重金属類の除去処理コストを低減することができる。
（２）請求項４、５記載の発明によれば、重金属類の除去処理の現実的な方法を提供することができる。
（３）廃棄物焼却灰には、アルカリ金属（ＮａやＫなど）やアルカリ土類金属（ＣａやＭｇなど）の酸化物が比較的多く含まれている。そこで、重金属類の除去処理を行うことによって得られる物質と、重金属類の除去処理を行わない粒度分の焼却灰とを混合することにより、その混合物の性状を中性ないし弱アルカリ性にすることができる。水和固化反応は、アルカリ条件下でスムーズに進行するので、請求項６記載の発明によれば、酸抽出による重金属類の除去処理を行った場合でも、重金属類の除去処理を行うことによって得られる物質と重金属類の除去処理を行わない粒度分の焼却灰とを混合すれば、混合物の性状を中性ないし弱アルカリ性にしうるので、必要に応じて反応条件を調整することにより水和固化反応をスムーズに進めることができる。
（４）請求項７、８記載の発明は、廃棄物焼却灰の安全で経済的な利用技術を提供することができる。

請求項１、２および３に記載の発明は、分級工程と、重金属類の除去処理工程と、鉄類および非鉄金属類の除去工程と、混合工程を有しており、請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４または５に記載の発明の混合工程に引き続く水和固化工程を有している。以下には、これら各処理工程の好ましい実施の形態について説明する。
（１）分級工程
分級工程は、廃棄物焼却灰を重金属類の含有量の多い粒度分と、重金属類の含有量の少ない粒度分とに分級する工程である。その分級手段は公知の手段を採用することができる。例えば、振動スクリーン、回転スクリーン、バースクリーン、重力式分級器、遠心力分級器などを用いることができる。
（２）重金属類の除去処理工程
重金属類の除去処理手段としては、例えば、以下に説明するロータリーキルン、流動層式焙焼炉、酸抽出処理などを用いることができる。
ａ．ロータリーキルン
重金属類の含有量が多い粒度分の焼却灰をロータリーキルンに装入して１０００℃程度に加熱することにより、重金属類は排ガスとともにロータリーキルンから排出され、ロータリーキルン内の物質は無害化される。このロータリーキルン内の無害化された物質が、重金属類の含有量が多い焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質に相当する。

そして、ロータリーキルンから排出されたガスを２００℃以下に急冷して排ガス中の重金属類をバグフィルターにより二次飛灰として回収する。その二次飛灰に湿式処理等を施すことにより重金属類の濃縮を行い、鉛・亜鉛等の重金属類を精錬原料として回収する。
ｂ．流動層式焙焼炉
重金属類の含有量が多い粒度分の焼却灰を流動層式焙焼炉に供給し、焙焼温度を融点以下の温度として、炉底部から供給される空気により炉内に流動層を形成することにより、焙焼された焼却灰の一部は流動層上端部から排出される。この流動層上端部から排出される物質が、重金属類の含有量が多い焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質に相当する。

そして、重金属類を含む焼却灰の他の部分は飛灰となって排ガスとともに炉頂部から排出され、その飛灰をサイクロンで捕集し、飛灰中の重金属類を精錬原料として回収する。
ｃ．酸抽出処理
重金属類の含有量が多い粒度分の焼却灰を塩酸、硫酸などの酸性水溶液に懸濁させ、重金属類を酸性水溶液に溶出させたのち脱水処理して脱水ケーキと濾液に分離し、脱水ケーキを乾燥処理する。この乾燥処理後のケーキが、重金属類の含有量が多い焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質に相当する。

そして、濾液中に薬品を注入して重金属類を水酸化物、硫化物などとし、その水酸化物や硫化物を含む液に凝集剤を添加して重金属類を凝集させて回収し、精錬原料として利用する。
（３）鉄類および非鉄金属類の除去工程
鉄類を取り除く手段としては、磁力選別機を利用することができる。

アルミニウムや銅などの非鉄金属類を取り除く手段としては、磁気のあるドラム内にアルミニウムや銅などの非鉄金属類を投入し、ドラムを高速回転させることにより発生させた強力な高周波磁界によりアルミニウムや銅などに渦電流を生じさせ、その渦電流の作用によって反発力を得て、アルミニウムや銅などをはじき出す仕組みである渦電流選別機を用いることができる。
（４）混合工程
混合手段としては公知の各種手段を採用することができる。例えば、プラネタリーミキサ、パドルミキサなどを用いることができる。
（５）水和固化工程
水和固化反応は以下のように進行する。

重金属類の含有量が多い焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の焼却灰との混合物に水を供給すると、上記焼却灰に含まれるシリカ（ＳｉＯ₂）やアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）とＣａイオンが反応（ポゾラン反応）して、ケイ酸カルシウム水和物やアルミン酸カルシウム水和物等の結晶鉱物を形成しながら、混合物は硬化する。

以上のような水和固化反応は、具体的には下記のようにして実行することができる。

重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の焼却灰との混合物に、水と、必要に応じてアルカリ薬剤とＳｉＯ₂を含む物質を添加して混練する。これらの物質は別々に混練機に供給してもよく、または２種以上の物質を予め混合した状態で混練機に供給することもできる。その混練物を成形機（例えば、型枠成形機）に供給して成形した後脱型し、前養生室で前養生し（例えば、約４０℃）、次に前養生物を本養生室で水蒸気養生（例えば、約８０℃）して固化体を得る。さらに、破砕機で固化体を破砕し、砕石状固化体を得る。これら混練機、成形機、前養生室、本養生室および破砕機によって固化体製造装置が構成される。なお、成形工程および脱型工程を省略したり、前養生工程を省略したり、造粒工程および加圧工程を加えたりすることもできる。

以上のようにして得られる固化体は、性状が安定している上に強度も高く、且つＰｂ等の重金属の含有量が少なくなっており、路盤等の土木資材として有効に利用することができる。

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。
（１）廃棄物焼却灰の分級
〔分級例１〕
廃棄物焼却灰としては、ある都市ゴミ焼却場から排出されたものを用いた。そして、この焼却灰の一部を分級した。その結果、焼却灰の粒径と、Ｐｂ含有量および篩下積算割合との関係について図１に示すような関係を得た。図１において、記号「◆」は篩下の焼却灰に含まれるＰｂの積算割合（重量％）を示し、記号「■」は篩下の焼却灰の積算割合（重量％）を示し、記号「△」は篩下の焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）を示し、記号「●」は篩上の焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）を示す。図１の横軸は対数目盛である。

なお、図１には記号「◆」は８個示されているが、最も左の「◆」記号から右方の「◆」記号に向かって、順に０．０７５mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、０．１５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、０．３００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、０．６００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、１．１８０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、２．３６０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、４．７５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）、９．５００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰に含まれるＰｂのＰｂ全量に対する比率（重量％）を示す。

また、図１には記号「■」は８個示されているが、最も左の「■」記号から右方の「■」記号に向かって、順に０．０７５mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、０．１５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、０．３００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、０．６００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、１．１８０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、２．３６０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、４．７５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）、９．５００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰の焼却灰全量に対する比率（重量％）を示す。

また、図１には記号「△」は８個示されているが、最も左の「△」記号から右方の「△」記号に向かって、順に０．０７５mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．１５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．３００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．６００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、１．１８０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、２．３６０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、４．７５０mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、９．５００mmの篩いの目開きを通過した焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）を示す。

また、図１には記号「●」は８個示されているが、最も左の「●」記号から右方の「●」記号に向かって、順に０．０７５mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．１５０mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．３００mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、０．６００mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、１．１８０mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、２．３６０mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、４．７５０mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）、９．５００mmの篩いの目開きを通過しなかった焼却灰のＰｂの含有量（ｍｇ／ｋｇ）を示す。

以下の表１には、図１の各記号の基礎となった数値を示す。

さらに、図１の中の篩下の焼却灰に含まれるＰｂの積算割合（重量％、実線で示す）と篩下の焼却灰の積算割合（重量％、点線で示す）を取り出して図２に示す。図２の横軸は対数目盛である。図２は積算割合を示すから、曲線の傾斜が急であるほど、その粒径の範囲に多くの物質が含まれていることを示す。そこで、図２を見ると、粒径が約０．４mmから５．０mmの範囲に、Ｐｂ全体の約８０重量％が含まれているが、この粒径範囲の焼却灰の比率は全体の５５％程度であることが分かる。もちろん、対象とする焼却灰の性状や種類によって、焼却灰の粒径と、Ｐｂ含有量および篩下積算割合との関係は様々であり、別の分級例を次に示す。
〔分級例２〕
上記とは別の都市ゴミ焼却場から排出された廃棄物焼却灰を用い、この焼却灰の一部を分級した結果、焼却灰の粒径と、Ｐｂ含有量および篩下積算割合との関係について図３に示すような関係を得た。図３において、記号「◆」、記号「■」、記号「△」および記号「●」の意味は図１と同じである。図３の横軸は対数目盛である。以下の表２には、図３の各記号の基礎となった数値を示す。

さらに、図３の中の篩下の焼却灰に含まれるＰｂの積算割合（重量％、実線で示す）と篩下の焼却灰の積算割合（重量％、点線で示す）を取り出して図４に示す。図４の横軸は対数目盛である。図４は積算割合を示すから、曲線の傾斜が急であるほど、その粒径の範囲に多くの物質が含まれていることを示す。そこで、図４を見ると、粒径が約０．３mmから５．０mmの範囲に、Ｐｂ全体の約７０重量％が含まれているが、この粒径範囲の焼却灰の比率は全体の４５％程度であることが分かる。
（２）廃棄物焼却灰の処理
図２においては、焼却灰の粒径が約０．４mmから５．０mmの範囲に、Ｐｂ全体の約８０重量％が含まれているので、この粒径範囲に含まれる焼却灰が本発明でいう重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）の焼却灰であり、上記粒径範囲に含まれない焼却灰が本発明でいう重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）の焼却灰である。

また、図４においては、焼却灰の粒径が約０．３mmから５．０mmの範囲に、Ｐｂ全体の約７０重量％が含まれているので、この粒径範囲に含まれる焼却灰が本発明でいう重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）の焼却灰であり、上記粒径範囲に含まれない焼却灰が本発明でいう重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）の焼却灰である。

このように、廃棄物焼却設備から排出される廃棄物焼却灰の粒径分布と重金属類の分布は、廃棄物の種類や焼却設備の構造やその運転条件などによって異なることもある。そこで、上記粒度分（Ａ）と（Ｂ）の分別に際しては、排出された廃棄物焼却灰について粒径と重金属類含有量の関係を調べた結果に基づいて、重金属類の除去処理の対象となる粒度分（Ａ）の粒径範囲の焼却灰には、焼却灰全体に含まれる重金属類を極力多く含有するとともに、その粒径範囲にある焼却灰の焼却灰全体に対する比率は低くなるように、粒度分（Ａ）の焼却灰と粒度分（Ｂ）の焼却灰を決定するのが好ましい。
〔処理例１〕
図５は本発明の廃棄物焼却灰の処理方法の一例の工程図を示す。以下に、各工程順に説明する。
《分級》
ある都市ゴミ焼却場から排出された廃棄物焼却灰を公知の篩分級器により分級して、分級例１の重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）の焼却灰と重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）の焼却灰を得た。
《重金属類の除去処理（酸抽出処理）》
分級例１の重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）の焼却灰に対して、図６に示すような概略構成の酸抽出処理設備で重金属類の除去処理を施した。図６において、１は貯槽、２は溶解槽、３は遠心脱水機、４は処理物収集ピットである。

すなわち、上記粒度分（Ａ）の焼却灰を貯槽１に投入した後、粒度分（Ａ）の焼却灰をスクリューフィーダ５により所定のｐＨ値の塩酸を満たした溶解槽２に供給し、粒度分（Ａ）の焼却灰を塩酸に溶解させた。このようにして重金属類を酸性水溶液中に完全に溶解させた後、ポンプ６により遠心脱水機３に供給し、脱水ケーキと濾液に分離し、脱水ケーキを処理物収集ピット４に収集した後乾燥処理を施し、このケーキを後記する混合工程に供給した。また、濾液には重金属類を水酸化物や硫化物などにするために必要な薬剤（ＮａＯＨやＮａ₂Ｓなど）を添加した。そして、この重金属類の水酸化物や硫化物を含有する液に重金属類の凝集剤を添加して重金属類を精錬原料として回収し、残りの濾液には必要な処理を施した。
《破砕処理》
分級例１の重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）の焼却灰を公知のハンマーミルに供給して、後記する磁力選別およびアルミ類選別のために必要な粒度に破砕した。
《磁力選別》
粒度分（Ｂ）の焼却灰をハンマーミルで破砕することによって得た粉体を公知の磁力選別機に供給して鉄類を回収した。
《アルミ類選別》
鉄類を回収した後の粉体を渦電流選別機に供給して、アルミニウムや銅などを回収した。
《粒度調整》
アルミニウムや銅などを回収した後の粉体を公知のボールミルに供給して後記する処理に必要な粒度に調整した。
《混合》
酸抽出処理の結果得られたケーキと、粒度調整した後の粉体とを公知のプラネタリーミキサで混合した。この結果得られた混合物には必要な乾燥処理を施した後、砂代替材として利用することもできる。
《水和固化》
プラネタリーミキサに、水と、添加剤（アルカリ剤、シリカ）を加えて十分に混練した。この混練物を公知の圧縮−振動式成形機に供給して所定の形状に成形した。そして、この成形物を成形機から脱形後、蒸気養生室に供給して４０℃で前養生を行い、その成形物を再び蒸気養生室に供給して８０℃で水蒸気雰囲気による本養生を行い、水和固化体を得た。
《破砕》
上記水和固化体をハンマーミルで所定の粒度に破砕することにより、砕石代替材を得た。
〔処理例２〕
図７は本発明の廃棄物焼却灰の処理方法の他の例の工程図を示す。この処理方法は分級前に破砕と磁力選別とアルミ類選別を行った点と、重金属類の除去処理手段として図８に示すようなロータリーキルンを使用した点が、図５に示す処理方法と異なる。重複説明を避けるため、図５と同じ処理方法についての詳細な説明は省略し、ロータリーキルンを用いた焼成による重金属類の除去処理方法について、以下に説明する。

すなわち、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）の焼却灰１１を図８に示すロータリーキルン１２のフィーダ１３に投入した。焼却灰１１はロータリーキルン１２内を左から右方向に流れ、一方、約１０００℃程度の焼成ガスは煙突１４に向かってロータリーキルン１２内を右から左方向に流れる。この焼成過程で焼却灰中の重金属類は排ガスとともに煙突１４から排出された。一方、フィーダ１３から投入された焼却灰１１は、無害化された焼却灰１５となってロータリーキルン１２から排出された。この無害化された焼却灰を粒度調整した後の粒度分（Ｂ）の粉体と混合して、水和固化に供した。１６はバーナーである。

煙突１４から排出されたガスは２００℃以下に急冷して排ガス中の重金属類をバグフィルター（図示せず）により二次飛灰として回収した。その二次飛灰に湿式処理等を施すことにより重金属類の濃縮を行い、鉛・亜鉛等の重金属類を精錬原料として回収した。
〔処理例３〕
図９は本発明の廃棄物焼却灰の処理方法の他の例の工程図を示す。この処理方法は、重金属類の含有量の多い粒度分（Ａ）の焼却灰に対して破砕と磁力選別とアルミ類選別を行った点が図５に示す処理方法と異なる。

すなわち、分級例２の重金属類の含有量の多い粒度分（Ａ）の焼却灰に対して、同上破砕処理と同上磁力選別と同上アルミ類選別を施した後、同上酸抽出処理による重金属類の除去処理を行い、酸抽出処理の結果得られたケーキと粒度調整した後の粒度分（Ｂ）の焼却灰とをプラネタリーミキサで混合し、その混合物に対して同上水和固化と同上破砕処理を施すことにより、砕石代替材を得た。

以上のようにして、本発明の処理方法によれば、廃棄物焼却灰に含まれる重金属類を除去し、その残渣を土木資材等として有効に利用することができる。

ある都市ゴミ焼却場から排出された廃棄物焼却灰の一部について、粒径と、Ｐｂ含有量および篩下積算割合との関係を示す図である。図１の中の篩下の焼却灰に含まれるＰｂの積算割合（重量％、実線で示す）と篩下の焼却灰の積算割合（重量％、点線で示す）を取り出して示す図である。別の都市ゴミ焼却場から排出された廃棄物焼却灰の一部について、粒径と、Ｐｂ含有量および篩下積算割合との関係を示す図である。図３の中の篩下の焼却灰に含まれるＰｂの積算割合（重量％、実線で示す）と篩下の焼却灰の積算割合（重量％、点線で示す）を取り出して示す図である。本発明の廃棄物焼却灰の処理方法の一例の工程図である。酸抽出処理設備の概略構成図である。本発明の廃棄物焼却灰の処理方法の他の例の工程図である。ロータリーキルンの概略構成を示す断面図である。本発明の廃棄物焼却灰の処理方法のさらに他の例の工程図である。

符号の説明

１貯槽
２溶解槽
３遠心脱水機
４処理物収集ピット
５スクリューフィーダ
６ポンプ
１１焼却灰
１２ロータリーキルン
１３フィーダ
１４煙突
１５無害化された焼却灰
１６バーナー

Claims

重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、
廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、
分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、
分級後の粒度分（Ｂ）の焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、
粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と、鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴とする廃棄物焼却灰の処理方法。
重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、
廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、
分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、
鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、
粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と上記粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴とする廃棄物焼却灰の処理方法。
重金属類、鉄類および非鉄金属類を含有する廃棄物焼却灰を処理する方法であって、
廃棄物焼却灰に含まれる鉄類および非鉄金属類を取り除く工程と、
鉄類および非鉄金属類を取り除いた後の廃棄物焼却灰を、重金属類の含有量が多い粒度分（Ａ）と、重金属類の含有量が少ない粒度分（Ｂ）とに分級する分級工程と、
分級後の粒度分（Ａ）の焼却灰に含まれる重金属類を除去処理する工程と、
粒度分（Ａ）の焼却灰に重金属類の除去処理を施すことによって得られる物質と上記粒度分（Ｂ）の焼却灰を混合することによって混合物を得る混合工程とを有することを特徴とする廃棄物焼却灰の処理方法。
重金属類の除去処理を酸抽出により行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の廃棄物焼却灰の処理方法。
重金属類の除去処理を焼成により行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の廃棄物焼却灰の処理方法。
混合工程に引き続いて、混合物を水和固化する水和固化工程を有し、水和固化によって得た水和固化体を破砕して、破砕物を得ることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の廃棄物焼却灰の処理方法。
請求項１、２、３、４または５記載の廃棄物焼却灰の処理方法によって得た混合物からなる砂代替材。
請求項６記載の廃棄物焼却灰の処理方法によって得た破砕物からなる砕石代替材。