JP2011226811A - 溶出試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水中に浸漬させた試料から溶出した成分の溶出量を測定する溶出試験方法において、試料となる固体状の無機物を、自由粉砕かつ連続粉砕が可能な粉砕機を用いて粒度が2mm以下の範囲となるように粉砕し、粉砕後の無機物を常温から90℃以下の浸漬水中に浸漬させることで溶出した可溶出成分のうち、鉛、六価クロム、カドミウム、ヒ素、セレン、フッ素及びホウ素からなる群より選択された少なくともいずれか1種以上の成分の溶出量を測定することとした。
【選択図】図20
Description
本発明に係る溶出試験方法は、製鋼スラグ等の無機物を路盤材、細・粗骨材、地盤改良材、海洋・港湾向け材料のような土木建築用資材として有効利用する際に、周辺環境に対しての安全性を評価する際に行う、無機物からの可溶出成分(重金属等)の溶出量の測定方法に関するものである。
第1に、本発明者は、無機物と浸漬水との接触面積には、試料の粉砕方法が影響すると考え、この点について検討した。その結果、以下に示す理由により、本発明に係る溶出試験方法では、試料となる固体状の無機物を、自由粉砕かつ連続粉砕が可能な粉砕機を用いて粒度が2mm以下の範囲となるように粉砕することとした。
まず、本発明者は、同一の試料に対して、ジョークラッシャーを用いて粒度が2mm以下となるように粉砕した場合と、ベッセルミル粉砕機を用いて粒度が2mm以下となるように粉砕した場合について、粉砕後の粒度分布を調べた。粒度分布の測定は、JIS R1629のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法に準拠して行った。具体的には、粉砕後の試料(製鋼スラグ粒子)1.0gを100mlの分散媒(水)に加え、超音波振動を与えることで、試料を分散媒中に分散させて試料溶液を調製した。試料の分散は、超音波振動を与えることでなく、攪拌することによって行ってもよい。さらに、試料溶液を調製セイシン企業製のレーザ回折散乱式粒度分布測定器(SKレーザーマイクロンサイザーLMS−2000e)の循環経路に循環させ、分散媒に分散させた粒子にレーザ光を照射し、散乱パターンを検出した。この散乱パターンに基づき、散乱分布強度から粒度分布を求めた。
本試験では、CaOが45質量%である製鋼スラグを試料として使用し、この製鋼スラグ約200gを採取し、ジョークラッシャーとベッセルミルのそれぞれにより粉砕した後に全量2mmの篩目を通過させた。粉砕時間は、ジョークラッシャーの場合は、約1秒とし、ベッセルミルの場合は、1秒および240秒とした。以上のようにして、粉砕後に2mmの篩目(JIS Z 8801−1:2006記載のふるい網の公称目開き2mm)を通過させた(以下、「2mmアンダー」とも言う。)スラグを50g採取し、この製鋼スラグを500ml(試料重量の10倍の量)の水(pH5.8〜6.3の純水)に、例えばフラスコのようなガラス製容器等(以下、「溶出容器」とする。)中で浸漬させた。
第2に、本発明者は、製鋼スラグと浸漬水との接触面積の大きさには、溶出処理時における試料粒子の崩壊状況も影響すると考えた。そこで、本発明者は、試料粒子と浸漬水との接触面積の大きさは、試料を浸漬水に浸漬させ、可溶出成分を溶出させるときの溶出方法によって制御し得ると考えた。
試料として、CaO含有率が45質量%の製鋼スラグを約200g採取し、ジョークラッシャーにより粉砕して2mmアンダーの製鋼スラグを得た。
次に、振とう処理の場合には、上述のようにして得られた2mmアンダーの製鋼スラグを50g採取し、採取した製鋼スラグの質量の10倍量(500ml)の水(pH5.8〜6.3の純水)中にポリエチレン製溶出容器内(以下、「溶出容器」と記載する)で浸漬させた。
超音波処理の場合には、上述のようにして得られた2mmアンダーの製鋼スラグを10g採取し、採取した製鋼スラグの質量の10倍量(100ml)の水(pH5.8〜6.3の純水)中に、溶出容器内で浸漬させた。
以上の実験の結果を図6に示す。図6は、公定法(振とう処理)と超音波処理とを用いた場合の試料からの鉛の溶出量の測定値のバラツキを比較した図である。なお、図6には、鉛に関する結果を示したが、その他の可溶出成分(6価クロム、フッ素、カドミウム、ヒ素、セレン、ホウ素)についても同様な傾向が見られた。
溶出処理方法として超音波処理を採用した場合において、分析精度が安定する(バラツキが小さくなる)理由として、以下のことが考えられる。
なお、超音波洗浄装置の発振周波数は28〜68kHz程度が常用されており、上述した通り、発振周波数28kHzで製鋼スラグ粒子の崩壊状況のバラツキの安定効果、すなわち、製鋼スラグ粒子の崩壊の促進効果が得られている。また、上述した製鋼スラグ粒子の崩壊の機構であれば、発振周波数が高いほど、製鋼スラグ粒子の崩壊は促進されるものと考えられる。従って、発振周波数28kHz以上であれば安定したスラグ崩壊が得られるか、あるいは、少なくとも超音波洗浄装置で常用される発振周波数の上限(68kHz)までは同様の効果が得られるものと予測される。
第3に、本発明者は、可溶出成分の浸漬水への溶解度には、可溶出成分の物性や、浸漬水および試料の温度等が影響すると考え、このうち、浸漬水の温度について検討した。その結果、以下に示す理由により、本発明に係る溶出試験方法では、粉砕した試料(無機物)を浸漬する浸漬水の温度を常温から90℃以下として溶出処理を行うこととした。
上述した方法と同様に、試料として、CaO含有率が45質量%の製鋼スラグを約200g採取し、ジョークラッシャーにより粉砕して得られた2mmアンダーの製鋼スラグを10g採取し、採取した製鋼スラグの質量の10倍量(100ml)の水(pH5.8〜6.3の純水)中に、溶出容器内で浸漬させた。
図7〜図9に示すように、6価クロム、鉛、フッ素のいずれの成分についても、溶出温度45℃〜90℃の範囲では、超音波溶出処理の開始後5分以降に溶出率(溶出量)が大幅に増加する傾向にあり、10分以降は溶出量が飽和する傾向にあった。また、図7〜図12に示すように、6価クロム、鉛、フッ素のいずれの成分についても、溶出温度が45℃以上で5分以上の超音波溶出を行った場合、溶出率が高く、相対標準偏差が低く、溶出量の測定値のバラツキが小さいものであった。特に、超音波溶出による溶出時間を10分以上とした場合には、溶出率は70%以上であり、また、相対標準偏差が5%程度以下であり、溶出量の測定値のバラツキが極めて小さいものであった。このように、超音波溶出を採用した場合、溶出温度を45℃以上(溶出時間は5分以上)とすることで、溶出量の測定値のバラツキを小さくできるため、測定された溶出量に所定の係数を乗ずることで、精度良く公定法による溶出(振とう処理)を360分間行った場合の溶出量の測定値を予測することができる。
次に、本発明者らは、超音波溶出処理を行い、溶出温度を上述した45℃〜90℃の範囲とした場合の溶出時間の範囲について検討した。より具体的には、溶出温度60℃で超音波溶出を行った場合と、公定法に規定されるように常温で振とう処理を行った場合とで、両溶出方法の溶出率(%)および相対標準偏差(%)を比較することにより、最適な溶出時間を検討した。
図13〜図15に示すように、6価クロム、鉛、フッ素のいずれの成分についても、超音波溶出の場合には、溶出処理開始後10分程度で溶出率が飽和する(溶出率がほとんど増加しなくなり、ほぼ一定となる)傾向が見られた。一方、振とう処理の場合には、溶出処理開始後180分程度経過してから飽和する傾向が見られた。
第4に、本発明者は、上記3の検討結果を基に、加熱した浸漬水を用いて超音波溶出処理を行った場合の分析精度について、さらに検討を進めた。
上述した方法と同様に、試料として、CaO含有率が45質量%の製鋼スラグを約200g採取し、ジョークラッシャーにより粉砕して2mmアンダーの製鋼スラグを得た。
以上の実験の結果を図16に示す。図16は、公定法(振とう処理)と超音波処理とを用いた場合の試料からの鉛の溶出量の測定値のバラツキを比較した図である。なお、図16には、鉛に関する結果を示したが、その他の溶出物(6価クロム、フッ素、カドミウム、ヒ素、セレン、ホウ素)についても同様な傾向が見られた。
第5に、本発明者は、溶出試験に用いる試料の必要量(質量)に関する検討を行った。この検討を行ったのは、公定法における振とう処理では、試料の量がある程度多くないと、振とう機からの振動が試料粒子に伝わりにくいため、可溶出成分の溶出が進まないが、超音波処理の場合には、非常に微細な震動が試料粒子に与えられるため、試料の量が少なくても可溶出成分の溶出が進むと考えられるためである。その結果、以下に示す理由により、本発明に係る溶出試験方法では、公定法の場合よりも少ない質量の試料を用いても、公定法と比較して同等以上の分析精度が得られる、という知見を得た。
上述した方法と同様に、試料として、CaO含有率が45質量%の製鋼スラグを約200g採取し、ジョークラッシャーにより粉砕して2mmアンダーの製鋼スラグを得た。
以上の実験の結果を図17〜図19に示す。図17は、試料質量の違いによる6価クロムの溶出量の測定値のバラツキを比較した図である。図18は、試料質量の違いによるフッ素の溶出量の測定値のバラツキを比較した図である。図19は、試料質量の違いによる鉛の溶出量の測定値のバラツキを比較した図である。なお、図17〜図19には、6価クロム、フッ素および鉛に関する結果を示したが、その他の溶出物(カドミウム、ヒ素、セレン、ホウ素)についても同様な傾向が見られた。
以上のような検討から、本発明者は、以下に説明するような溶出試験方法を見出した。以下、図20を参照しながら、本発明の好適な実施形態に係る溶出試験方法について詳細に説明する。図20は、本発明の好適な実施形態に係る溶出試験方法の流れを示すフローチャートである。
本発明に係る溶出試験方法は、水中に浸漬させた試料から溶出した成分の溶出量を測定する方法であって、下記の条件を必須とするものである。
(A)試料となる固体状の無機物を、自由粉砕かつ連続粉砕が可能な粉砕機を用いて、粒度が2mm以下の範囲となるように粉砕する。
(B)粉砕後の無機物を常温から90℃以下の浸漬水中に浸漬させることで溶出した可溶出成分のうち、鉛、六価クロム、カドミウム、ヒ素、セレン、フッ素及びホウ素からなる群より選択された少なくともいずれか1種以上の成分の溶出量を測定する。
6価クロムの溶出量の測定方法としては、JIS K0102に定められた所謂ジフェニルカルバジド吸光光度法を使用することができる。具体的には、前処理を行った検液にジフェニルカルバジド試薬を添加し、Cr6+を呈色させる。この呈色溶液に光を照射し、波長540nm付近の吸光度からCr(VI)の量を測定する。
鉛の溶出量の測定方法としては、JIS K0102に定められた所謂ICP発光分光分析法を使用することができる。具体的には、前処理を行った検液に溶媒抽出操作を行い、この溶液を発光部に導入し、Pbの発光強度からPb量を測定する。
フッ素の測定方法としては、JIS K0102に定められた所謂ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法を使用することができる。具体的には、検液中のフッ素化合物を蒸留分離し、ランタン(III)とアリザリンコンプレキソンとの錯体を加え、これがフッ素化物イオンと反応して生じる青い色の複合錯体を含んだ溶液に光を照射し、波長620nm付近の吸光度からF量を測定する。
以上のステップS101〜S111を含む本発明に係る溶出試験方法によれば、製鋼スラグ等の無機物中の可溶出成分の溶出量の測定値のバラツキが少なく、分析精度の高い溶出試験方法を提供することができる。また、本発明に係る溶出試験方法によれば、上記のようなバラツキが少なく、精度の高い分析を従来よりも短時間で行うことができる。
(b)長時間の振とう処理を行なった場合、振とう処理中にスラグ粒内の亀裂によってスラグ粒は破砕される。ベッセルミル粉砕機では試料物性や破砕条件により、スラグ粒への亀裂の入り方の変動が大きい。
11 固定ジョー
12 可動ジョー
13 側面板(サイドプレート)
14A,14B トグル
15 ピットマン
16 偏心軸
17 フライホイル
18 トグルブロック
19 固定用ボルト
20 油圧ジャッキ
21 テンションロッド
22 テンションスプリング
111 (固定ジョー用)歯板
121 (可動ジョー用)歯板
123 可動ジョー軸
161 ベアリング
Claims (3)
- 水中に浸漬させた試料から溶出した成分の溶出量を測定する溶出試験方法において、
前記試料となる固体状の無機物を、自由粉砕かつ連続粉砕が可能な粉砕機を用いて粒度が2mm以下の範囲となるように粉砕し、
前記粉砕後の無機物を常温から90℃以下の浸漬水中に浸漬させることで溶出した可溶出成分のうち、鉛、六価クロム、カドミウム、ヒ素、セレン、フッ素及びホウ素からなる群より選択された少なくともいずれか1種以上の成分の溶出量を測定することを特徴とする、溶出試験方法。 - 前記可溶出成分を溶出させる際に、前記浸漬水に超音波を加えることを特徴とする、請求項1に記載の溶出試験方法。
- 前記浸漬水の温度を45℃以上とすることを特徴とする、請求項1または2に記載の溶出試験方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011247694A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Jfe Steel Corp | 無機成分の溶出方法、無機成分の分析方法、無機成分の溶出装置、および無機成分の分析装置 |
JP2012255689A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 無機酸化物系材料中鉛含有量測定方法、無機酸化物系材料分別方法、及び無機酸化物系材料製造方法 |
JP2014025848A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スラグの溶出試験方法、並びに溶出量測定方法 |
JP2014219388A (ja) * | 2013-04-08 | 2014-11-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | 石膏からのフッ素溶出量分析方法 |
JP2019174132A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅スラグの評価方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4868299A (ja) * | 1971-12-18 | 1973-09-18 | ||
JPS61234334A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 粒状肥料の自動分析法 |
JP2002214199A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 土壌汚染域の確定方法 |
-
2010
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4868299A (ja) * | 1971-12-18 | 1973-09-18 | ||
JPS61234334A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 粒状肥料の自動分析法 |
JP2002214199A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 土壌汚染域の確定方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6013011500; 日本工業標準調査会: 'JIS スラグ類の化学物質試験方法-第1部:溶出量試験方法' JIS K 0058-1 , 20050320 * |
JPN6013011502; 黒田泰弘 他: '解体コンクリートからの六価クロム溶出に関する研究' 日本建築学会構造系論文集 第74巻, 第646号, 200912, 第2155-2161頁 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011247694A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Jfe Steel Corp | 無機成分の溶出方法、無機成分の分析方法、無機成分の溶出装置、および無機成分の分析装置 |
JP2012255689A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 無機酸化物系材料中鉛含有量測定方法、無機酸化物系材料分別方法、及び無機酸化物系材料製造方法 |
JP2014025848A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スラグの溶出試験方法、並びに溶出量測定方法 |
JP2014219388A (ja) * | 2013-04-08 | 2014-11-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | 石膏からのフッ素溶出量分析方法 |
JP2019174132A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅スラグの評価方法 |
JP7002005B2 (ja) | 2018-03-27 | 2022-02-04 | 住友金属鉱山株式会社 | 銅スラグの評価方法 |
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