JP2011079919A

JP2011079919A - 不溶化材

Info

Publication number: JP2011079919A
Application number: JP2009232042A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Matsuyama; 祐介松山; Hiroshi Hayashi; 浩志林
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-05
Also published as: JP4481360B1

Abstract

【課題】汚染濃度の高い土壌や、排水に対して、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる不溶化材を提供する。
【解決手段】炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が５０〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜５０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で５．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物を含む不溶化材。
【選択図】なし

Description

本発明は、重金属類等を含む汚染土壌等から当該重金属等が溶出するのを抑制したり、あるいは、重金属類等を含む排水中の当該重金属等を不溶化することのできる不溶化材に関する。

近年、工場、事業所、産業廃棄物処理場の跡地などにおいて、土壌が鉛、６価クロム、ヒ素等の重金属類やフッ素等（以下、重金属類等ともいう。）で汚染されていることが、しばしば報告されている。このように土壌が重金属類等で汚染されると、その汚染が地下水にまで広がり、人体や穀物にまで影響を及ぼすという安全衛生上の問題がある。また、当該土壌の汚染濃度が環境基準値を超える場合には、跡地をそのまま利用できなくなり、土地を有効利用することができないという問題もある。そのため、重金属類等を不溶化して、汚染の拡大を防止することが望まれている。
また、重金属類等を含む排水を処理する場合、重金属類等を不溶化することができれば、固液分離によって、重金属類等の含有率が減少した液分を容易に得ることができ、排水処理を効率的に行なうことができる。

このような事情下において、重金属類等を不溶化するための技術が種々提案されている。
例えば、酸化マグネシウムを含む重金属溶出抑制固化材が提案されている（特許文献１）。
また、ＭｇＯおよび／またはＭｇＯ含有材からなることを特徴とする有害物質汚染土壌用固化不溶化剤が提案されている（特許文献２）。
また、７００〜１，０００℃で焼成され、粉末度４，０００ｃｍ^２／ｇ以上に調整した酸化マグネシウムを、汚染土壌等に添加・混合することにより、該汚染土壌等を固化して、汚染物質の不溶化を行う汚染土壌等の固化・不溶化方法が提案されている（特許文献３）。
また、固化可能なバインダー中に物質を取り込む方法であって、当該方法が、スラリーとして、又は次のスラリーの形成のために、物質をバインダーと混合する工程を含み、該バインダーが苛性酸化マグネシウム源を含んでおり、及びスラリーに、バインダーの固化を促進する固化剤を加える工程を含む方法が提案されている（特許文献４）。
さらに、波長１．５４０５Åにおける粉末Ｘ線回折スペクトルが、２θ＝４２.８°±０.３°にピークの頂点を有し、該ピークのベースラインを基準とした半値幅が０．３２〜１.５°であることを特徴とする潜晶質マグネシアが提案されている（特許文献５）。

特開２００３−１１７５３２号公報特開２００３−２２５６４０号公報特開２００３−３３４５２６号公報特表２００５−５２３９９０号公報特開２００７−２２９０２号公報

酸化マグネシウム（軽焼マグネシア等）を不溶化材として用いる特許文献１〜５の技術によると、汚染濃度の低い土壌に対しては、重金属類等の溶出を抑制することができる。しかし、汚染濃度の高い土壌に対しては、未だその効果（重金属類等の溶出抑制効果）は不十分であり、重金属類等の溶出量を所定の値（例えば、環境基準値）以下にするためには、不溶化材の使用量が増加し、高コストになるという問題がある。さらにこの場合、不溶化材の添加後のボリュームが大きくなり、副次的な対策が必要になるなどの問題がある。
一方、重金属類等を含む排水の処理技術の分野においても、少ない添加量で重金属類等を十分に不溶化することのできる不溶化材が望まれている。
そこで、本発明は、汚染濃度の高い土壌や、排水に対して、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる不溶化材を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物を含む不溶化材によれば、本発明の上記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が５０〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜５０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で５．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物を含むことを特徴とする不溶化材。
［２］ブレーン比表面積が２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤ_p ⁿ）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、ふるい残分を表し、Ｄ_pは粒径（μｍ）であり、ふるいの目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．８０〜１．４５である上記［１］に記載の不溶化材。
［３］上記不溶化材は、粒状または粉状の固体物に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］上記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して、石膏を５０質量部以下の配合量で含む上記［３］に記載の不溶化材。
［５］上記不溶化材は、排水に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。

本発明の不溶化材によると、汚染濃度の高い土壌や、焼却灰等の重金属含有ダスト等に対しても、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる。
また、本発明の不溶化材によると、重金属類等を含む排水に対して、少ない添加量で、重金属類等を十分に不溶化することができる。この場合、排水を固液分離することによって、重金属類等の含有率が減少した液分を容易に得ることができ、排水処理を効率的に行なうことができる。

本発明の不溶化材は、（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物、を必須成分として含み、さらに必要に応じて他の任意成分を含む。
［（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物］
本発明の不溶化材に用いる（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物は、炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなるものである。
なお、本発明において、軽焼マグネシア部分水和物は、通常、粉末のものが用いられる。
炭酸マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、マグネサイト、ドロマイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の炭酸マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、ブルーサイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の水酸化マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
軽焼マグネシアは、酸化マグネシウムを主成分として含む。本発明で用いる、軽焼マグネシアを部分的に水和してなる軽焼マグネシア部分水和物は、水和により得られた水酸化マグネシウムと、酸化マグネシウムとを後述の特定の割合で含む。このような軽焼マグネシア部分水和物を用いることにより、土壌等の固体物中もしくは排水中における重金属類等の溶出に対する高い抑制効果を得ることができる。
焼成する際の温度は、５５０〜１，４００℃、好ましくは６５０〜１，４００℃、より好ましくは７５０〜１，０００℃、さらに好ましくは８６０〜９５０℃、特に好ましくは８７０〜９２０℃である。該温度が５５０℃未満であると、軽焼マグネシアが生成し難く、一方、１，４００℃を超えると、重金属類等の不溶化の効果が低下する。

（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率は５０〜９６．５質量％、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは７０〜９４質量％、特に好ましくは７５〜９３質量％である。
（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物中、水酸化マグネシウムの含有率は３．５〜５０質量％、好ましくは４〜４０質量％、より好ましくは５〜３０質量％、特に好ましくは６〜２０質量％である。
酸化マグネシウムの含有率が５０質量％未満、あるいは水酸化マグネシウムの含有率が５０質量％を超えると、重金属類等の不溶化の効果が低下する。一方、酸化マグネシウムの含有率が９６．５質量％を超えるか、あるいは、水酸化マグネシウムの含有率が３．５質量％未満であると、特に重金属類等による汚染の高い土壌等において、重金属類等の溶出を抑制する効果が低下する。

本発明において、得られる軽焼マグネシア部分水和物に含まれる酸化カルシウム及び／又は水酸化カルシウムの合計の含有率は、軽焼マグネシア部分水和物（１００質量％）中、酸化物換算で、５．０質量％以下、好ましくは４．０質量％以下、より好ましくは３．０質量％以下、特に好ましくは２．０質量％以下である。該含有率が５．０質量％を超えると、特に重金属類等による汚染の高い土壌等において、重金属類等の溶出を抑制する効果が低下する。
なお、軽焼マグネシア部分水和物は、上記成分（ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）₂）以外の他の成分（具体的には、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃等の不純物）を含むことができる。他の成分の含有率は、好ましくは４．０質量％以下、より好ましくは３．０質量％以下、特に好ましくは２．５質量％以下である。該含有率が４．０質量％を超えると、重金属類等の溶出を抑制する効果が低下することがある。

軽焼マグネシアを水和する方法としては、得られる軽焼マグネシア部分水和物中の各成分（酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及びカルシウム）の含有率が上記特定の範囲内となればよく、特に限定されないが、例えば、下記（１）又は（２）の方法が挙げられる。
（１）軽焼マグネシアに水を添加して混合する方法
（２）軽焼マグネシアを相対湿度８０％以上の環境下に、１週間以上保持する方法
なお、水和反応の前に、軽焼マグネシアを粉砕することが好ましい。

本発明の不溶化材を構成する軽焼マグネシアのブレーン比表面積は、好ましくは２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは４，５００〜１５，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは４，８００〜１０，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５，２００〜８，０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは５，５００〜６，５００ｃｍ^２／ｇである。該値を上記数値範囲内に調整することにより、重金属類等の溶出を抑制する効果を高めることができ、特に、重金属類等の溶出量の大きい土壌等に対しても少量で溶出を抑制することができる。また、ブレーン比表面積が８，０００ｃｍ^２／ｇ以下であると、ブレーン比表面積が８，０００ｃｍ^２／ｇを超える場合に困難なスラリーでの添加も可能となる。

［（Ｂ）石膏］
本発明の不溶化材は、土壌、焼却灰等の粒状または粉状の固体物に添加するためのものである場合、石膏を含むことができる。
石膏を適量含むことによって、粒状または粉状の固体物の固化強度を増大させることができる。なお、固化強度は、一軸圧縮強度を測定することによって評価することができる。
石膏の例としては、無水石膏、二水石膏、半水石膏が挙げられる。
石膏の配合量は、軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して、無水物換算で、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３〜３５質量部、さらに好ましくは８〜３０質量部、特に好ましくは１２〜２５質量部である。
石膏の配合量が５０質量部を超えると、固化強度が低下するばかりか、重金属類等の溶出を抑制する効果が低下する。
本発明の不溶化材を構成する石膏のブレーン比表面積は、好ましくは３，０００〜８，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３，５００〜６，５００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは４，０００〜６，０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは４，５００〜５，５００ｃｍ^２／ｇである。該値を上記数値範囲内に調整することにより、重金属類等の溶出を抑制する効果を高めることができ、特に、重金属類等の溶出量の大きい土壌等に対しても少量で溶出を抑制することができる。
なお、石膏が上記ブレーン比表面積を既に有する場合は、粉砕を行わず、そのまま用いることができる。

本発明の不溶化材は、ブレーン比表面積が２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤ_p ⁿ）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、ふるい残分を表し、Ｄ_pは粒径（μｍ）であり、ふるいの目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．８０〜１．４５となる粒度構成を有することが好ましい。不溶化材の粒度構成を上記のように調整することにより、重金属類等の溶出を抑制する効果を高めることができ、特に、重金属類等の溶出量の大きい土壌等に対しても少量で溶出を抑制することができる。
不溶化材のブレーン比表面積は、より好ましくは４，８００〜１０，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５，２００〜８，０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは５，５００〜６，５００ｃｍ^２／ｇである。
ロジン・ラムラーの式におけるｎ値は、より好ましくは０．９０〜１．３０、特に好ましくは０．９５〜１．２０である。
なお、ロジン・ラムラーの式におけるｎ値は、例えば、日機装社製９３２０−Ｘ１０（粒度分布測定装置）を用いて測定することができる。測定に際しては、１００ｍｌビーカー内に収容した分散媒エタノール２０ｍｌに対して試料０．０５ｇを加えるものとし、アズワン社製の超音波洗浄機（ＶＳ−１００・周波数５０ｋＨｚ）を用いて１分間超音波分散後に測定を行う。測定は、試料の屈折率が１．７２の条件で行うものとする。

本発明の不溶化材は、軽焼マグネシア部分水和物のみからなる場合、例えば、下記（ａ）の方法により得られる。
（ａ）軽焼マグネシアを粉砕して所定の粒度を有する粉砕物を得る工程と、該粉砕物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末を得る工程と、を含む方法
本発明の不溶化材は、軽焼マグネシア部分水和物及び石膏からなる場合、例えば、下記（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの方法により得られる。
（ｂ）軽焼マグネシアと石膏とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を粉砕して所定の粒度を有する混合物の粉砕物を得る工程と、前記混合物の粉砕物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と石膏の粉末とからなる混合物を得る工程と、を含む方法
（ｃ）軽焼マグネシアを粉砕して、所定の粒度を有する軽焼マグネシア粉砕物を得る工程と、石膏を粉砕して、所定の粒度を有する石膏の粉砕物を得る工程と、前記軽焼マグネシア粉砕物と前記石膏の粉砕物とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と石膏の粉末とからなる混合物を得る工程と、を含む方法
（ｄ）軽焼マグネシアを粉砕して、所定の粒度を有する軽焼マグネシア粉砕物を得る工程と、前記軽焼マグネシア粉砕物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末を得る工程と、石膏を粉砕して、所定の粒度を有する石膏の粉末を得る工程と、前記軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と前記石膏の粉末とを混合して、これらの混合物を得る工程と、を含む方法
これら（ｂ）〜（ｄ）の方法の中で、重金属類等の溶出を抑制する効果、及び作業性の観点から、（ｂ）又は（ｃ）の方法が好ましく、（ｂ）の方法が、より好ましい。

上記の各方法において、粉砕前の軽焼マグネシアは、粒径が１μｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。また、粉砕前の石膏は、粒径が１μｍ〜１００ｍｍであることが好ましく、２μｍ〜５０ｍｍであることがより好ましい。このような粒径を有する粉砕前の軽焼マグネシア及び石膏を用いることにより、本発明の不溶化材の粒度を容易に調整することができる。

本発明の不溶化材の添加量は、粒状または粉状の固体物（例えば、土壌、焼却灰等）に対する添加材として用いる場合、添加対象物の性状や施工条件、重金属類等の溶出量や添加対象物の要求性能等にもよるが、一般的には、粒状または粉状の固体物１ｍ^３あたり５０〜４００ｋｇが好ましく、１００〜３５０ｋｇがより好ましい。該量が５０ｋｇ未満では、排水中の重金属類等の溶出の抑制効果が不十分となる。該量が４００ｋｇを超えると、排水中の重金属類等の溶出の抑制効果の向上が頭打ちとなり、また、処理後の体積が増大するとともに、処理コストも増大する。
この場合、不溶化材の添加方法としては、不溶化材を粉体のまま添加・混合するドライ添加、あるいは、水を加えてスラリーとして添加・混合するスラリー添加を採用することができる。スラリー添加の場合の水／不溶化材の質量比は、０．５〜１．５が好ましく、０．８〜１．２がより好ましい。
本発明の不溶化材は、土壌に対して特に好適に用いられるが、土壌以外のもの、例えば、下水汚泥焼却灰、鶏糞焼却灰、製紙スラッジ焼却灰、石炭焼却灰等の焼却灰、焼却炉の排ガス中からバグフィルター、電気集塵機等のダスト捕集手段によって捕集した焼却飛灰等のダスト類や、重金属類等に汚染されたトンネルズリ、コンクリートガラ、スラグ類等の粒状の固体物にも用いることができる。

本発明の不溶化材の添加量は、排水に対する添加材として用いる場合、添加対象物の性状や施工条件、重金属類等の溶出量や添加対象物の要求性能等にもよるが、一般的には、排水１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部、より好ましくは０．３〜４質量部、特に好ましくは０．５〜２質量部である。
該量が０．１質量部未満では、排水中の重金属類等の溶出の抑制効果が不十分となる。該量が１０質量部を超えると、排水中の重金属類等の溶出の抑制効果の向上が頭打ちとなり、また、処理コストが増大する。

以下、実施例に基いて本発明を説明する。
［不溶化材の調製］
以下の不溶化材Ａ〜Ｎを調製した。
（１）不溶化材Ａ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管したもの
（２）不溶化材Ｂ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて２０日間保管したもの
（３）不溶化材Ｃ：「不溶化材Ａ」１００質量部に対してブレーン比表面積５，５００ｃｍ²／ｇの天然無水石膏を１８質量部添加し、混合したもの
（４）不溶化材Ｄ：「不溶化材Ｂ」１００質量部に対してブレーン比表面積５，５００ｃｍ²／ｇの天然無水石膏を１８質量部添加し、混合したもの
（５）不溶化材Ｅ：「不溶化材Ａ」１００質量部に対してブレーン比表面積５，５００ｃｍ²／ｇの天然無水石膏を３質量部添加し、混合したもの
（６）不溶化材Ｆ：「不溶化材Ａ」１００質量部に対してブレーン比表面積５，５００ｃｍ²／ｇの天然無水石膏を５０質量部添加し、混合したもの
（７）不溶化材Ｇ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、エア・ジェット式ふるい装置で粒度調整した後、相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管したもの
（８）不溶化材Ｈ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、エア・ジェット式ふるい装置で粒度調整した後、相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管したもの
（９）不溶化材Ｉ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度６０％の保管室にて２０日間保管したもの
（１０）不溶化材Ｊ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて５０日間保管したもの
（１１）不溶化材Ｋ：カルシウムの含有率の高いマグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管したもの
（１２）不溶化材Ｌ：マグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物１００質量部に対し、試薬（関東化学社製；特級）である水酸化マグネシウム１１．５質量部を添加し混合したもの
（１３）不溶化材Ｍ：カルシウムの含有率の高いマグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて２０日間保管したもの
（１４）不溶化材Ｎ：カルシウムの含有率の高いマグネサイトを８９０℃で焼成してなる軽焼マグネシアを粉砕して得られた粉砕物を、相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管したもの

［汚染土壌等の準備］
以下の汚染土壌、焼却灰、及び排水を準備した。
（１）ヒ素汚染土壌
湿潤密度１．６７ｇ／ｃｍ³、含水比５１．５％のシルト土２０００ｇに対し、ヒ酸水素ナトリウム・７水和物０．０４ｇを添加して混合し、ヒ素汚染土壌を得た。
（２）フッ素汚染土壌
湿潤密度１．５３ｇ／ｃｍ³、含水比７６．３％の粘性土２０００ｇに対し、フッ化カリウム０．０６ｇを添加して混合し、フッ素汚染土壌を得た。
（３）鉛汚染土壌
湿潤密度１．７１ｇ／ｃｍ³、含水比１０．５％の砂質土２０００ｇに対し、硝酸鉛（II）０．５０ｇを添加して混合し、鉛汚染土壌を得た。
（４）焼却灰
一般家庭ごみの焼却炉から焼却灰（都市ごみ焼却灰）を回収した。
（５）ヒ素汚染排水
水１００質量部に対して、０．００４３質量部のヒ酸水素ナトリウム（関東化学社製；特級）を添加して、ヒ素汚染排水を得た。
（６）フッ素汚染排水
水１００質量部に対して、０．００５８質量部のフッ化カリウム（関東化学社製；特級）を添加して、フッ素汚染排水を得た。
（７）鉛汚染排水
水１００質量部に対して、０．００３２質量部の硝酸鉛（II）（関東化学社製；特級）を添加して、鉛汚染排水を得た。

［試験方法］
（１）不溶化材の成分組成
Ｘ線回折、熱重量分析および化学分析値から算出した。
（２）ブレーン比表面積
「ＪＩＳＲ５２０１」に準じて測定した。
（３）ロジン・ラムラー式のｎ値
１００ミリリットル容量のビーカー中に、エタノール（分散媒）２０ミリリットル、不溶化材０．０５ｇを添加し、アズワン社製の超音波洗浄機（ＶＳ−１００・周波数５０ｋＨｚ）を用いて１分間超音波分散した。その後、日機装社製９３２０−Ｘ１０（粒度分布測定装置）を用いて、ロジン・ラムラー式のｎ値を求めた。なお、試料の屈折率は１．７２の条件で行うものとする。
（４）一軸圧縮強度
汚染土壌に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌を得た。この改良土壌の一軸圧縮強度を、ＪＩＳＡ１２１６に準じて測定した。

（５）溶出試験１（ヒ素）
（ａ）土壌
ヒ素汚染土壌（含水比：７０％）に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からのヒ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、ヒ素の環境基準値は０．０１ｍｇ／リットルである。
（ｂ）焼却灰
焼却灰に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良焼却灰からのヒ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。
（ｃ）排水
ヒ素汚染排水に対し、不溶化材を添加し、２００回／分で４時間振とうした後の排水からのヒ素の溶出量を測定した。この際、不溶化材の添加後のｐＨも測定した。

（６）溶出試験２（フッ素）
（ａ）土壌
フッ素汚染土壌（含水比：７５％）に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からのフッ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、フッ素の環境基準値は０．８ｍｇ／リットルである。
（ｂ）焼却灰
焼却灰に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良焼却灰からのフッ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。
（ｃ）排水
フッ素汚染排水に対し、不溶化材を添加し、２００回／分で４時間振とうした後の排水からのヒ素の溶出量を測定した。この際、不溶化材の添加後のｐＨも測定した。

（７）溶出試験３（鉛）
（ａ）土壌
鉛汚染土壌（含水比：７０％）に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からの鉛の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、鉛の環境基準値は０．０１ｍｇ／リットルである。
（ｂ）排水
鉛汚染排水に対し、不溶化材を添加し、２００回／分で４時間振とうした後の排水からのヒ素の溶出量を測定した。この際、不溶化材の添加後のｐＨも測定した。

（８）溶出試験４（６価クロム）
焼却灰に対し、不溶化材を添加し、材齢７日の改良焼却灰からの６価クロムの溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、６価クロムの環境基準値は０．０５ｍｇ／リットルである。

［実施例１〜８、比較例１〜５］
表１に示すように、汚染土壌に各種の不溶化材を添加した場合（実施例１〜８、比較例１〜４）及び不溶化材を添加しない場合（比較例５）のヒ素等の溶出量及び一軸圧縮強度（表１中、「一軸強度」と略す。）を測定した。結果を表１に示す。
なお、表１中、「添加量（ｋｇ／ｍ³）」は、不溶化材の添加前の汚染土壌１ｍ³に対する不溶化材の添加量（ｋｇ）を表す。

表１から、本発明に該当する不溶化材を用いた場合（実施例１〜８）、少ない添加量で汚染土壌からのヒ素等の溶出量を低く抑えうること、及び、一軸圧縮強度も良好な値であることがわかる。一方、比較例１、２では、水酸化マグネシウムの含有率が本発明で規定する数値範囲から外れているため、実施例１〜８に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量が大きい。比較例３では、カルシウムの含有率（酸化物換算）が本発明で規定する数値範囲を超えているため、実施例１〜８に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量が大きい。比較例４では、軽焼マグネシア部分水和物ではなく、軽焼マグネシアと試薬である水酸化マグネシウムの混合物を用いているため、実施例１〜８に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量が大きい。比較例５では、不溶化材を用いていないため、ヒ素、フッ素、鉛の溶出量が非常に大きい。

［実施例９〜１０、比較例６〜９］
表２に示すように、焼却灰に各種の不溶化材を添加した場合（実施例９〜１０、比較例６〜８）及び不溶化材を添加しない場合（比較例９）のヒ素等の溶出量を測定した。結果を表２に示す。
なお、表２中、「添加量（ｋｇ／ｍ³）」は、不溶化材の添加前の焼却灰１ｍ³に対する不溶化材の添加量（ｋｇ）を表す。

表２から、本発明に該当する不溶化材を用いた場合（実施例９〜１０）、少ない添加量で焼却灰からのヒ素等の溶出量を低く抑えうることがわかる。一方、比較例６、７では、水酸化マグネシウムの含有率が本発明で規定する数値範囲から外れているため、実施例９〜１０と同程度にヒ素、フッ素、６価クロムの各溶出量を低く抑えるためには、不溶化材の添加量を実施例９〜１０よりも大きくしなければならないことがわかる。比較例８では、カルシウムの含有率（酸化物換算）が本発明で規定する数値範囲を超えているため、実施例９〜１０と同程度にヒ素、フッ素、６価クロムの各溶出量を低く抑えるためには、不溶化材の添加量を実施例９〜１０よりも大きくしなければならないことがわかる。比較例９では、不溶化材を用いていないため、ヒ素、フッ素、６価クロムの溶出量が非常に大きい。

［実施例１１〜１４、比較例１０〜１５］
表３に示すように、汚染排水に各種の不溶化材を添加した場合（実施例１１〜１４、比較例１０〜１４）及び不溶化材を添加しない場合（比較例１５）のヒ素等の溶出量を測定した。結果を表３に示す。
なお、表３中、「排水に対する添加量（質量％）」は、不溶化材の添加前の排水１００質量％に対する不溶化材の添加量（質量％）を表す。

表３から、本発明に該当する不溶化材を用いた場合（実施例１１〜１４）、少ない添加量で汚染排水からのヒ素等の溶出量を排水基準以下に低く抑えうることがわかる。一方、比較例１０、１１では、水酸化マグネシウムの含有率が本発明で規定する数値範囲から外れているため、実施例１１〜１４に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量のバランスが悪い。比較例１２、１３では、カルシウムの含有率（酸化物換算）が本発明で規定する数値範囲を超えているため、実施例１１〜１４に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量が大きい。比較例１４では、軽焼マグネシア部分水和物ではなく、軽焼マグネシアと試薬である水酸化マグネシウムの混合物を用いているため、実施例１１〜１４に比べて、同一添加量でのヒ素、フッ素、鉛の溶出量が大きい。比較例１５では、不溶化材を用いていないため、ヒ素、フッ素、鉛の溶出量が非常に大きい。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物を含む不溶化材によれば、本発明の上記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が５０〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜５０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で５．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物を含むこと（ただし、炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末を、前記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して２０〜７０質量部含む場合を除く。）を特徴とする不溶化材。
［２］ブレーン比表面積が２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤ_p ⁿ）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、ふるい残分を表し、Ｄ_pは粒径（μｍ）であり、ふるいの目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．８０〜１．４５である上記［１］に記載の不溶化材。
［３］上記不溶化材は、粒状または粉状の固体物に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］上記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して、石膏を５０質量部以下の配合量で含む上記［３］に記載の不溶化材。
［５］上記不溶化材は、排水に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物を含む不溶化材によれば、本発明の上記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が５０〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜５０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で５．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物を含むこと（ただし、炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末を、前記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して２０〜７０質量部加えた場合を除く。）を特徴とする不溶化材。
［２］ブレーン比表面積が２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤ_p ⁿ）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、ふるい残分を表し、Ｄ_pは粒径（μｍ）であり、ふるいの目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．８０〜１．４５である上記［１］に記載の不溶化材。
［３］上記不溶化材は、粒状または粉状の固体物に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］上記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して、石膏を５０質量部以下の配合量で含む上記［３］に記載の不溶化材。
［５］上記不溶化材は、排水に添加するためのものである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。

Claims

炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を５５０〜１，４００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が５０〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜５０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で５．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物を含むことを特徴とする不溶化材。
ブレーン比表面積が２，５００〜２０，０００ｃｍ^２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤ_p ⁿ）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、ふるい残分を表し、Ｄ_pは粒径（μｍ）であり、ふるいの目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．８０〜１．４５である請求項１に記載の不溶化材。
上記不溶化材は、粒状または粉状の固体物に添加するためのものである請求項１又は２に記載の不溶化材。
上記軽焼マグネシア部分水和物１００質量部に対して、石膏を５０質量部以下の配合量で含む請求項３に記載の不溶化材。
上記不溶化材は、排水に添加するためのものである請求項１又は２に記載の不溶化材。