JP2013032431A - Elution reducing material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elution reducing material excellent in the elution suppression action on heavy metals and the like.SOLUTION: The elution reducing material contains a lightly fired product which is obtained by lightly firing a mineral containing as main components magnesium carbonate (MgCO) and calcium carbonate (CaCO), and containing MgCO(0<x≤1, 0<y<3) produced by decarbonation of the MgCO, and MgCOand CaCO.

Description

本発明は、主として汚染土壌等から有害重金属が溶出することを抑制する溶出低減材に関する。   The present invention relates to an elution reducing material that suppresses the elution of harmful heavy metals mainly from contaminated soil and the like.

近年、工場跡地における土壌汚染や、産業廃棄物等の不法投棄による土壌汚染が社会問題として指摘されるようになり、このような汚染土壌から化学物質が溶出することを抑制する方法が、種々試みられている。   In recent years, soil contamination at the site of factories and soil contamination due to illegal dumping of industrial waste, etc. have been pointed out as social problems, and various attempts have been made to prevent chemical substances from eluting from such contaminated soil. It has been.

例えば、該汚染土壌中に含まれる重金属に対しては、酸化マグネシウム、軽焼ドロマイト、セメント、ゼオライト、鉄塩、高炉スラグなど用いて溶出低減処理を図ることが提案されている。なかでも、ドロマイトは、栃木県葛生地方など日本国内でも大量に産出する鉱物であるため、比較的安価に入手することができ、該ドロマイトを低温で焼成した軽焼ドロマイトは、溶出低減材としても注目されている(下記特許文献1参照)。   For example, it has been proposed that a heavy metal contained in the contaminated soil be subjected to an elution reduction treatment using magnesium oxide, light burned dolomite, cement, zeolite, iron salt, blast furnace slag, or the like. Among them, dolomite is a mineral that is produced in large quantities in Japan such as the Kuzuu region in Tochigi Prefecture, so it can be obtained relatively inexpensively. It is attracting attention (see Patent Document 1 below).

ところで、この軽焼ドロマイトは、ドロマイトの主成分であるCaCO3やMgCO3に由来するカルシウムイオンやマグネシウムイオンが、ポゾラン反応やゲル化反応を起こすことによって重金属の溶出を抑制するものと言われているが、従来の軽焼ドロマイトにおいては、重金属等の溶出抑制効果が十分とは言えず、溶出低減効果を高めるために他の溶出低減手段を併用しなければならないという問題があった。 By the way, this light-burned dolomite is said to suppress elution of heavy metals by causing calcium ions and magnesium ions derived from CaCO 3 and MgCO 3 which are the main components of dolomite to cause a pozzolanic reaction or a gelling reaction. However, the conventional light-burning dolomite has a problem that the elution suppression effect of heavy metals and the like is not sufficient, and another elution reduction means must be used in combination in order to enhance the elution reduction effect.

特開2006−289306号公報JP 2006-289306 A

本発明は、上述の如き従来技術の問題点に鑑み、重金属等の溶出抑制作用の優れた溶出低減材を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an elution reducing material having an excellent elution suppressing action for heavy metals and the like in view of the problems of the prior art as described above.

本発明に係る溶出低減材は、炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを主成分として含む鉱物が軽焼されてなり、且つ前記MgCO3が脱炭酸されることで生成されるMgCxy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)と、MgCO3と、CaCO3とを含む軽焼生成物を含有することを特徴としている。 The elution reducing material according to the present invention is produced by lightly burning a mineral containing magnesium carbonate (MgCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) as main components, and degassing the MgCO 3. It is characterized by containing a lightly burned product containing MgC x O y (where 0 <x ≦ 1, 0 <y <3), MgCO 3 and CaCO 3 .

本発明に係る溶出低減材は、炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを主成分として含む鉱物が軽焼された軽焼生成物であって、前記鉱物中に含まれる炭酸マグネシウムの一部が脱炭酸されて生成されるMgCxy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)を含み、さらに、脱炭酸されていない炭酸マグネシウム(MgCO3)および炭酸カルシウム(CaCO3)を含む、すなわち、3つの成分を含む軽焼生成物を含む溶出低減材であるため、優れた溶出抑制作用を発揮させることができる。 The elution reducing material according to the present invention is a lightly burned product obtained by lightly burning a mineral containing magnesium carbonate (MgCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) as main components, and the magnesium carbonate contained in the mineral Part of MgC x O y produced by decarboxylation (provided that 0 <x ≦ 1, 0 <y < 3 ), and magnesium carbonate that has not been decarboxylated (MgCO 3 ) and Since it is an elution reducing material containing calcium carbonate (CaCO 3 ), that is, a light-burning product containing three components, an excellent elution suppressing action can be exhibited.

尚、本発明における軽焼とは、前記鉱物を加熱して、前記鉱物中の炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部を脱炭酸させることをいう。 The light burning in the present invention means that the mineral is heated to decarboxylate a part of magnesium carbonate (MgCO 3 ) in the mineral.

本発明に係る溶出低減材において、前記軽焼生成物は、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、前記MgCxyのピークが、MgCO3およびCaCO3の各ピークの中間領域に示されることが好ましい。 In the elution reducing material according to the present invention, the light burned product has a MgC x O y peak of MgCO 3 and CaCO 3 in a spectrum corresponding to O1s detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It is preferably shown in the middle region of each peak.

本発明の溶出低減材に含まれる前記軽焼生成物において、前記のような前記MgCxy、MgCO3、CaCO3が含まれていることは、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて示される前記各ピークによって、明確に検証可能である。
すなわち、前記のようなピークを示す前記軽焼生成物であれば、優れた溶出抑制作用を発揮させうる状態で前記MgCxy、MgCO3、CaCO3の各成分が含有されている軽焼生成物である。
It is detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) that the lightly burned product contained in the elution reducing material of the present invention contains the MgC x O y , MgCO 3 , and CaCO 3 as described above. It can be clearly verified by the respective peaks shown in the spectrum corresponding to O1s.
That is, if the light-burning product exhibiting the peak as described above, the light-burning product containing each component of MgC x O y , MgCO 3 , and CaCO 3 in a state where an excellent elution suppressing action can be exhibited. Product.

本発明において、前記軽焼生成物は、酸化カルシウム(CaO)を実質的に含まないことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the lightly burned product does not substantially contain calcium oxide (CaO).

前記鉱物中のCaCO3が脱炭酸されたCaOを実質的に含まない軽焼生成物を含むことによって、より、溶出抑制作用を発揮させることができる。
尚、CaOを実質的に含まない、とは、前記軽焼生成物の、X線回析法(XRD)による同定結果およびX線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、CaOのピークを示さないことをいう。
By including a light-burned product substantially free of CaO obtained by decarboxylation of CaCO 3 in the mineral, it is possible to further exert an elution suppressing effect.
In addition, CaO substantially does not contain in the spectrum corresponding to O1s detected by the identification result by the X ray diffraction method (XRD) and X ray photoelectron spectroscopy (XPS) of the light burning product. , CaO indicates no peak.

本発明に係る溶出低減材は、さらに、水溶性硫酸塩を含有することが好ましい。   The elution reducing material according to the present invention preferably further contains a water-soluble sulfate.

前記水溶性硫酸塩をさらに含有することによって、より高い溶出抑制作用を発揮させることができる。   By further containing the water-soluble sulfate, a higher elution suppression effect can be exhibited.

また、本発明において、前記水溶性硫酸塩が硫酸第一鉄であることが好ましい。   In the present invention, the water-soluble sulfate is preferably ferrous sulfate.

特に、前記水溶性硫酸塩として硫酸第一鉄を用いた場合には、より一層高い溶出抑制作用を発揮させることができる。   In particular, when ferrous sulfate is used as the water-soluble sulfate, an even higher elution suppression effect can be exhibited.

本発明によれば、重金属等の溶出抑制作用の優れた溶出低減材を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the elution reduction material excellent in the elution suppression effect | action of heavy metals etc.

実施例の溶出低減材についての、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルSpectrum corresponding to O1s detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for the elution-reducing material of the example 比較例の溶出低減材についての、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトル。The spectrum corresponding to O1s detected by the X ray photoelectron spectroscopy (XPS) about the elution reducing material of a comparative example. 比較例の溶出低減材についての、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトル。The spectrum corresponding to O1s detected by the X ray photoelectron spectroscopy (XPS) about the elution reducing material of a comparative example. 比較例の溶出低減材についての、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトル。The spectrum corresponding to O1s detected by the X ray photoelectron spectroscopy (XPS) about the elution reducing material of a comparative example. 実施例および比較例の溶出低減材についての、X線回析によって検出されるスペクトル。The spectrum detected by the X-ray diffraction about the elution reduction material of an Example and a comparative example.

以下、本発明に係る溶出低減材について実施形態として具体的に説明する。
本実施形態の溶出低減材は、炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを主成分として含む鉱物が軽焼されてなり、且つ前記炭酸マグネシウムが脱炭酸されることで生成されるMgCxy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)と、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を含有するものである。
Hereinafter, the elution reducing material according to the present invention will be specifically described as an embodiment.
The elution reducing material of the present embodiment is produced by lightly burning a mineral containing magnesium carbonate (MgCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) as main components and decarboxylating the magnesium carbonate. MgC x O y (however, satisfying 0 <x ≦ 1, 0 <y <3), magnesium carbonate (MgCO 3 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ). is there.

炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムとを主成分として含む前記鉱物とは、炭酸マグネシウムを20質量%以上、好ましくは40質量%以上含み、且つ炭酸カルシウムを15質量%以上、好ましくは 50質量%以上含む鉱物を好適に用いることができる。
前記鉱物の具体例としては、ドロマイト等を挙げることができる。
The mineral containing magnesium carbonate and calcium carbonate as main components is a mineral containing 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more of magnesium carbonate, and containing 15% by mass or more, preferably 50% by mass or more of calcium carbonate. It can be used suitably.
Specific examples of the mineral include dolomite.

前記ドロマイトとしては、炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムとを含有してなるものであれば特に限定されず、天然に産出するドロマイト(白雲石)のほか、水酸化マグネシウムスラリーと石灰乳との混合物を焼成して得られた合成ドロマイト等を用いることもできる。
なお、天然に産出するドロマイトは、一般に、CaO/MgOで表わされる複塩のモル比が0.70〜1.63の範囲であり、CaCO3をCaO換算で概ね9〜40質量%、MgCO3をMgO換算で概ね10〜38質量%含有するものである。
The dolomite is not particularly limited as long as it contains magnesium carbonate and calcium carbonate. In addition to dolomite produced in nature, a mixture of magnesium hydroxide slurry and lime milk is calcined. Synthetic dolomite obtained in this way can also be used.
In addition, the dolomite produced in nature generally has a molar ratio of a double salt represented by CaO / MgO in the range of 0.70 to 1.63, CaCO 3 is approximately 9 to 40% by mass in terms of CaO, MgCO 3 Is approximately 10 to 38% by mass in terms of MgO.

本実施形態の前記鉱物は、前記したようなMgCxyと、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む生成物が生成されるように軽焼する。
かかる軽焼の際の温度条件としては、640〜990℃の範囲とし、好ましくは690〜890℃とし、さらに好ましくは760〜850℃とする。
また、軽焼時間は温度条件によっても変動するが、通常、10〜60分である。
The mineral of this embodiment is lightly burned so that a product containing MgC x O y , magnesium carbonate (MgCO 3 ), and calcium carbonate (CaCO 3 ) as described above is generated.
As temperature conditions at the time of this light baking, it is set as the range of 640-990 degreeC, Preferably it is set as 690-890 degreeC, More preferably, it is set as 760-850 degreeC.
The light baking time varies depending on temperature conditions, but is usually 10 to 60 minutes.

前記のような軽焼を行なうことにより、前記鉱物中に含まれる炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部を脱炭酸してMgCxy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)を生成することができる。
すなわち、前記軽焼を行なうことにより、前記鉱物中の炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxyとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム(CaCO3)は実質的には脱炭酸させないことによって、前記MgCxyと、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を得ることができる。
前記鉱物を、高温長時間焼成して完全な焼成物とした場合、前記鉱物中に含まれる炭酸マグネシウム(MgCO3)が脱炭酸されると同時に、炭酸カルシウム(CaCO3)も脱炭酸されてしまい、前記のような3つの成分を実質的に含む軽焼生成物を得ることができない。
By performing the light baking as described above, a part of magnesium carbonate (MgCO 3 ) contained in the mineral is decarboxylated to satisfy MgC x O y (where 0 <x ≦ 1, 0 <y <3). Meet.) Can be generated.
That is, by performing the light firing, a part of the magnesium carbonate (MgCO 3 ) in the mineral remains as it is, and at the same time, a part of the magnesium carbonate is decarboxylated into MgC x O y, and further in the mineral of calcium carbonate (CaCO 3) is by not substantially to decarboxylation, and the MgC x O y, and magnesium carbonate (MgCO 3), to obtain a light burned product comprising a calcium carbonate (CaCO 3) it can.
When the mineral is fired at a high temperature for a long time to obtain a completely fired product, magnesium carbonate (MgCO 3 ) contained in the mineral is decarboxylated and at the same time, calcium carbonate (CaCO 3 ) is decarboxylated. It is not possible to obtain a lightly burned product substantially containing the above three components.

前記軽焼生成物における前記MgCxyは、例えば、MgCO3の基本構造が脱炭酸によって変化し基本構造の規則性が崩れた不定形な形で存在していると考えられる。 The MgC x O y in the lightly burned product is considered to exist in an amorphous form in which, for example, the basic structure of MgCO 3 is changed by decarboxylation and the regularity of the basic structure is broken.

また、前記軽焼生成物における前記MgCO3および前記MgCxyはおそらく非晶質であると考えられる。
前記鉱物中の炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxyとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム(CaCO3)は実質的には脱炭酸させない状態で軽焼を停止することによって、残存するMgCO3および生成されるMgCxyは非晶質化するものと考えられる。
このことは、前記のようなXRDによる同定結果およびXPSによる検出スペクトル解析から推測しうる。
すなわち、前記軽焼生成物を、XPSによる成分分析を行うと、MgCO3およびMgCxyのピークが検出されるが、同時にXRDによる同定を行うと、MgCO3およびMgCxyは検出されない。これは、XRDでは結晶質のものしか検出できないため、前記軽焼生成物中に含まれる前記MgCO3および前記MgCxyは非晶質化しているものと推定される。
Also, the MgCO 3 and the MgC x O y in the light burn product are probably considered to be amorphous.
A part of the magnesium carbonate (MgCO 3 ) in the mineral remains as it is, and at the same time, a part of the magnesium carbonate is decarboxylated into MgC x O y, and the calcium carbonate (CaCO 3 ) in the mineral is substantially In this case, it is considered that the remaining MgCO 3 and the produced MgC x O y become amorphous by stopping the light baking without decarboxylation.
This can be inferred from the identification result by XRD and the detection spectrum analysis by XPS as described above.
That is, when the light-burning product is subjected to component analysis by XPS, peaks of MgCO 3 and MgC x O y are detected. However, if identification is performed simultaneously by XRD, MgCO 3 and MgC x O y are not detected. . This is presumed that the MgCO 3 and the MgC x O y contained in the light-fired product are amorphous because XRD can detect only crystalline ones.

前記軽焼生成物における、前記MgCO3および前記MgCxyの合計含有量は、32.1質量%〜40.3質量%、好ましくは34.5質量%〜39.6質量%であることが好ましい。
かかる範囲の含有量であることで、溶出低減材とした場合に溶出低減効果を向上させることができる。
The total content of the MgCO 3 and the MgC x O y in the light-fired product is 32.1% by mass to 40.3% by mass, preferably 34.5% by mass to 39.6% by mass. Is preferred.
When the content falls within this range, the elution reduction effect can be improved when the elution reducing material is used.

前記軽焼生成物における、前記CaCO3の含有量は40質量%〜65質量%、好ましくは45質量%〜65質量%であることが好ましい。
かかる範囲の前記CaCO3の含有量であることで、溶出低減材とした場合に、長期間溶出低減効果を維持することができる。
前記MgCO3および前記MgCxyの合計含有量、前記CaCO3の含有量の測定は、例えば、JIS R2212−4に規定するマグネシア及びドロマイト質耐火物の成分分析方法、または、X線回析法(XRD)による同定結果およびX線光電子分光法(XPS)による成分分析により、測定することが可能である。
The CaCO 3 content in the lightly burned product is 40% to 65% by mass, preferably 45% to 65% by mass.
When the content of the CaCO 3 is in this range, the elution reduction effect can be maintained for a long time when the elution reducing material is used.
The total content of the MgCO 3 and the MgC x O y and the content of the CaCO 3 can be measured by, for example, a component analysis method for magnesia and dolomite refractories as defined in JIS R2212-4, or X-ray diffraction It can be measured by the identification result by XRD (XRD) and component analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

前記軽焼生成物が前記のような3つの成分を実質的に含む軽焼生成物であることは、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるスペクトルにおいて示される前記各ピーク値によって明確に確認できる。
本実施形態では、例えば、X線光電子分光装置 Sigma Probe(VGサイエンティフィック社製)を用いて、前記軽焼生成物を試料ペレットに埋めて表面をエッチング処理等適宜前処理した試料を分析し、検出されるXPSスペクトルのO1sに対応するスペクトルにおけるピークを調べることで、前記軽焼生成物が前記のような3つの成分を含む場合には、各成分のピークが現れる。
That the light burn product is a light burn product substantially containing the above three components is clearly shown by the peak values shown in the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). I can confirm.
In the present embodiment, for example, an X-ray photoelectron spectrometer Sigma Probe (manufactured by VG Scientific) is used to analyze a sample that has been appropriately pretreated such as by burying the light-fired product in a sample pellet and etching the surface. By examining the peak in the spectrum corresponding to O1s of the detected XPS spectrum, the peak of each component appears when the light burn product contains the above three components.

尚、本実施形態の前記軽焼生成物は、CaOを実質的に含まないことが好ましい。
前記鉱物を軽焼した場合には、前記鉱物中のMgCO3の一部を脱炭酸させるが、CaCO3を実質的には脱炭酸する温度での焼成ではないため、前記軽焼生成物中には、実質的にCaOは含まれていない。
In addition, it is preferable that the said light baking product of this embodiment does not contain CaO substantially.
When the mineral is lightly baked, a part of MgCO 3 in the mineral is decarboxylated, but since it is not calcination at a temperature at which CaCO 3 is substantially decarboxylated, Is substantially free of CaO.

前記軽焼生成物がCaOを実質的に含まないことは、例えば、X線回析法(XRD)による同定結果および前記X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、CaOのピークが現れないことで確認することができる。   The fact that the lightly burned product is substantially free of CaO is, for example, in an identification result by X-ray diffraction (XRD) and a spectrum corresponding to O1s detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), This can be confirmed by the absence of a CaO peak.

前記軽焼生成物は、前記鉱物を軽焼することで質量が減少するが、かかる軽焼による質量減少率は9〜20%、好ましくは10〜17%、より好ましくは16〜17%であるように軽焼することが好ましい。
前記軽焼による質量減少率をこのような数値範囲内とすることにより、炭酸マグネシウム等からの脱炭酸反応を適切に生じさせ、前記鉱物中の炭酸マグネシウムの一部を残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxyとし、かかる脱炭酸によって生じる前記MgCxyと、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を適切に生成させることができるものと考えられる。
The mass of the light-burning product is reduced by lightly burning the mineral, but the mass reduction rate due to the light-burning is 9 to 20%, preferably 10 to 17%, more preferably 16 to 17%. It is preferable to lightly burn.
By making the mass reduction rate due to light burning within such a numerical range, decarboxylation reaction from magnesium carbonate or the like is appropriately generated, and at the same time, a part of the magnesium carbonate in the mineral remains, and at the same time, magnesium carbonate some of decarboxylated as MgC x O y, and the MgC x O y caused by such decarboxylation, and magnesium carbonate (MgCO 3), and light burnt product suitably containing calcium carbonate (CaCO 3) It is thought that it can be generated.

尚、焼成雰囲気等の他の焼成条件や、焼成に用いる焼成装置については、従来公知の焼成条件および焼成装置を採用することができる。   In addition, about other baking conditions, such as baking atmosphere, and the baking apparatus used for baking, a conventionally well-known baking condition and baking apparatus are employable.

また、本発明に係る溶出低減材は、必要に応じて、さらに、水溶性硫酸塩が添加されていてもよい。
前記水溶性硫酸塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム等を挙げることができ、中でも、硫酸第一鉄を用いることが好ましい。
Moreover, the elution reducing material according to the present invention may further contain a water-soluble sulfate as necessary.
Examples of the water-soluble sulfate include ferrous sulfate, aluminum sulfate, aluminum potassium sulfate, and sodium aluminum sulfate. Among these, ferrous sulfate is preferably used.

本実施形態の溶出低減材において、前記水溶性硫酸塩を加える場合には、前記軽焼生成物100重量部に対して、5〜90重量部、好ましくは、5〜30重量部とすることが好ましい。
前記水溶性硫酸塩を前記範囲に配合することで、重金属等の溶出を抑制することが可能となり、特に、長期間にわたって、安定して溶出低減効果が継続して得られる。
In the elution reducing material of the present embodiment, when the water-soluble sulfate is added, it is 5 to 90 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the lightly burned product. preferable.
By blending the water-soluble sulfate within the above range, it becomes possible to suppress elution of heavy metals and the like, and in particular, the elution reduction effect can be obtained stably over a long period of time.

本実施形態の溶出低減材は、例えば、重金属等を含む汚染土壌等に添加する場合には、土壌中の重金属の量に応じて適宜好ましい量を混合することができるが、例えば、汚染土壌に対して20〜200kg/m3、好ましくは50〜150kg/m3の濃度になるように添加することが好ましい。 When the elution reducing material of the present embodiment is added to, for example, contaminated soil containing heavy metals or the like, a preferable amount can be appropriately mixed depending on the amount of heavy metals in the soil. On the other hand, it is preferable to add to a concentration of 20 to 200 kg / m 3 , preferably 50 to 150 kg / m 3 .

以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

《成分分析》
軽焼生成物の調整
栃木県葛生地方産出のドロマイト(住友大阪セメント株式会社唐沢鉱業所産)を準備し、800℃の電気炉で0分(加熱処理しない:比較例1)、30分間加熱したもの(実施例1)、及び120分間加熱したもの(比較例2)を準備した。
さらに、市販のMgO(泉工業株式会社製、商品名:酸化マグネシウム(純度19.99%)(比較例3)を準備した。
<Component analysis>
Preparation of light baked products Dolomite (from Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., Karasawa Mining Co., Ltd.) produced in Kuzuu, Tochigi Prefecture was prepared and heated for 30 minutes in an 800 ° C electric furnace (no heat treatment: Comparative Example 1) for 30 minutes. (Example 1) and one heated for 120 minutes (Comparative Example 2) were prepared.
Furthermore, commercially available MgO (made by Izumi Kogyo Co., Ltd., trade name: magnesium oxide (purity: 19.99%) (Comparative Example 3) was prepared.

軽焼生成物の成分分析
上記各実施例および比較例を、X線光電子分光装置:Sigma Probe(VGサイエンティフィック社製)を用いて分析した。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
X線源: AlKα線(1486.6eV)
検出角度:約45°
ビーム径:100W/400μm
パスエネルギー(ワイドスキャン):100eV、Ar(30),C(20),O(30),Mg(10),Ca(10)、(カッコ内は積算回数)
パスエネルギー(元素ナロースキャン):20eV
測定元素:Ar,C,O,Mg,Ca
Ar+イオンスパッタ速度:約2nm/min(Ta25膜に換算)
Component analysis of light-fired products The above Examples and Comparative Examples were analyzed using an X-ray photoelectron spectrometer: Sigma Probe (manufactured by VG Scientific).
The measurement conditions are as follows.
"Measurement condition"
X-ray source: AlKα ray (1486.6 eV)
Detection angle: about 45 °
Beam diameter: 100W / 400μm
Pass energy (wide scan): 100 eV, Ar (30), C (20), O (30), Mg (10), Ca (10), (number of times in parentheses)
Path energy (element narrow scan): 20 eV
Measurement elements: Ar, C, O, Mg, Ca
Ar + ion sputtering rate: about 2 nm / min (converted to Ta 2 O 5 film)

前記試料はそれぞれInペレットに埋めて平らにし、カーボンテープで試料台に固定した。
測定は各試料とも300秒、Arイオンでスパッタによるエッチング処理後、測定した。
Each of the samples was buried in In pellets and flattened, and fixed to the sample stage with carbon tape.
Each sample was measured after 300 seconds of etching treatment by sputtering with Ar ions.

図1乃至図4に、各実施例および比較例のXPSスペクトルのOs1のスペクトルを示す。
また、表1には各実施例および比較例の分析結果を示す。
1 to 4 show the Os1 spectrum of the XPS spectrum of each example and comparative example.
Table 1 shows the analysis results of each example and comparative example.

図1は実施例1のXPSスペクトルである。
図1および表1に示すように、実施例1の軽焼生成物からは、MgCO3およびCaCO3のピークの間の領域に2種類のMgCxyのピークが現れている。
すなわち、実施例1の軽焼生成物は、ドロマイト中のMgCO3の一部が脱炭酸されたMgCxyを含み、且つ、MgCO3およびCaCO3も含むことを示している。
一方、CaOの位置にはピークが見られないことから、実施例1の軽焼生成物では、ドロマイト中の成分であるCaCO3が脱炭酸されたCaOを含んでいないことを示している。
FIG. 1 is an XPS spectrum of Example 1.
As shown in FIG. 1 and Table 1, two types of MgC x O y peaks appear in the region between the MgCO 3 and CaCO 3 peaks from the light burn product of Example 1.
That is, the lightly burned product of Example 1 shows that a part of MgCO 3 in dolomite contains decarboxylated MgC x O y and also contains MgCO 3 and CaCO 3 .
On the other hand, since no peak is observed at the position of CaO, the lightly burned product of Example 1 indicates that CaCO 3 which is a component in dolomite does not contain decarboxylated CaO.

図2に示す比較例1は、ドロマイト中の成分であるMgCO3及びCaCO3のピークのみを示している。
図3に示す比較例2は、MgCxyのピークを示しており、MgCO3のピークは示していない。
これは、ドロマイト中のMgCO3のほとんどが脱炭酸されてMgCxyとなったためと考えられる。
さらに、比較例2はCaOのピークも示しており、これはCaCO3の一部が脱炭酸されていると考えられる。
図4に示す比較例3はMgOのピークを示している。実施例1および比較例2では、この比較例3で示されるピークの位置にはピークを示しておらず、すなわち、実施例1および比較例2で軽焼または焼成によって生成されるMgCxyはMgOとは異なる化合物であることがわかる。
Comparative Example 1 shown in FIG. 2 shows only peaks of MgCO 3 and CaCO 3 that are components in dolomite.
Comparative Example 2 shown in FIG. 3 shows a peak of MgC x O y and does not show a peak of MgCO 3 .
This is probably because most of MgCO 3 in dolomite was decarboxylated to become MgC x O y .
Further, Comparative Example 2 also shows a peak of CaO, which is considered that a part of CaCO 3 is decarboxylated.
Comparative Example 3 shown in FIG. 4 shows an MgO peak. In Example 1 and Comparative Example 2, no peak is shown at the peak position shown in Comparative Example 3, that is, MgC x O y produced by light firing or firing in Example 1 and Comparative Example 2. It can be seen that is a compound different from MgO.

さらに、前記各実施例および比較例を、X線回析装置:X’Pert PRO(PANalytical社製)を用いてXRD回析を行った。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
手法:粉末X線回折、スピンなし
管球:Cu
出力設定:45kV,40mA
2θ:30〜85°
ステップサイズ:0.05°2Th.
スキャンステップ時間:0.5s
スキャン種類:連続
Further, each of the above Examples and Comparative Examples was subjected to XRD diffraction using an X-ray diffraction apparatus: X′Pert PRO (manufactured by PANalytical).
The measurement conditions are as follows.
"Measurement condition"
Method: Powder X-ray diffraction, Spinless tube: Cu
Output setting: 45kV, 40mA
2θ: 30 to 85 °
Step size: 0.05 ° 2 Th.
Scan step time: 0.5s
Scan type: Continuous

図5に、各実施例および比較例のXRD回析スペクトルを示す。
前記XRD回析の結果、比較例1(加熱処理していないドロマイト)からはCaMg(CO32が、実施例1(軽焼生成物)からはCaCO3のみが、比較例2(120分焼成ドロマイト)からはCaCO3およびCaOが、比較例3(市販酸化マグネシウム)からはMgOのみが、同定された。
すなわち、実施例1のXPSスペクトルにおいてはMgCO3およびMgCxyのピークを示しているにもかかわらず、XRD同定ではこれらのマグネシウム化合物は検出されなかったことから、実施例1に含まれるMgCO3およびMgCxyはXRDで検出されない非晶質化したものであると推定される。
In FIG. 5, the XRD diffraction spectrum of each Example and a comparative example is shown.
As a result of the XRD diffraction, only CaMg (CO 3 ) 2 was obtained from Comparative Example 1 (dolomite that was not heat-treated), and only CaCO 3 was produced from Example 1 (light-fired product). CaCO 3 and CaO were identified from (calcined dolomite), and only MgO was identified from Comparative Example 3 (commercially available magnesium oxide).
That is, although the XPS spectrum of Example 1 showed MgCO 3 and MgC x O y peaks, these magnesium compounds were not detected by XRD identification, so MgCO contained in Example 1 3 and MgC x O y are presumed to be amorphous which is not detected by XRD.

溶出低減材の評価
前記比較例1(未処理ドロマイト)、実施例1、および比較例2(120分焼成ドロマイト)、ならびに前記実施例1の軽焼生成物に硫酸第一鉄一水塩(堺化学工業社製)を表2に示す配合で混合した実施例2乃至4の溶出低減材を調製し、ヒ素および鉛の溶出低減効果を以下の方法で評価した。
Evaluation of elution reducing material Comparative Example 1 (untreated dolomite), Example 1, and Comparative Example 2 (120-minute calcined dolomite), and the light-burned product of Example 1, ferrous sulfate monohydrate (一The elution reducing materials of Examples 2 to 4 prepared by mixing the chemical industry) with the formulation shown in Table 2 were prepared, and the elution reduction effect of arsenic and lead was evaluated by the following methods.

前記各実施例及び比較例をそれぞれ溶出低減材とし、ヒ素および鉛の溶出低減効果を以下の方法で評価した。
各実施例、比較例を、それぞれヒ素および鉛の5、100mg/lの標準溶液100mlに1gの割合で添加し、4時間撹拌混合した後、ろ過した際のろ液中の重金属濃度をICP分析装置(バリアンテクノロジーズジャパンリミテッド社製、装置名「VARIAN ICP 発光分光分析装置 730−ES」)を用いて測定した。その測定結果より、下記の算出式を用いて吸着除去率として求めた。

吸着除去率[%]=(初期濃度−ろ液中濃度)÷ 初期濃度 × 100

結果を下記表3に示す。
The above examples and comparative examples were used as elution reducing materials, and the elution reduction effect of arsenic and lead was evaluated by the following methods.
Each example and comparative example was added at a rate of 1 g to 100 ml of a standard solution of 5, 100 mg / l of arsenic and lead, respectively, and after stirring for 4 hours, the heavy metal concentration in the filtrate was filtered by ICP analysis. It measured using the apparatus (The product name "VARIAN ICP emission-spectral-analysis apparatus 730-ES" by a Varian Technologies Japan Limited company). From the measurement results, the adsorption removal rate was determined using the following calculation formula.

Adsorption removal rate [%] = (initial concentration-concentration in filtrate) ÷ initial concentration x 100

The results are shown in Table 3 below.

表3より、各実施例の溶出低減材は、未処理のドロマイト、加熱時間の長いドロマイトに比べいずれの重金属に対しても高い吸着除去率であることがわかる。
また、硫酸第一鉄を添加することにより、より優れた吸着作用を発揮しうるものであることが認められる。
From Table 3, it can be seen that the elution reducing material of each example has a higher adsorption removal rate for any heavy metal than untreated dolomite and dolomite with a long heating time.
It can also be seen that by adding ferrous sulfate, a more excellent adsorption action can be exhibited.

模擬汚染土による評価
以下の手順にて模擬汚染土を調製するとともに、前記実施例1及び比較例4(セメント系固化材:タフロック(住友大阪セメント社製))の溶出低減材を、前記模擬汚染土を用いてさらに評価した。
Evaluation by simulated contaminated soil The simulated contaminated soil was prepared by the following procedure, and the elution reducing material of Example 1 and Comparative Example 4 (cement-based solidifying material: Tough Rock (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)) was used as the simulated contaminated soil. Further evaluation was performed using soil.

摸擬汚染土の調製
砂質土(千葉県成田産)に、硝酸鉛、亜ヒ酸カリウム、フッ化ナトリウムを添加し、摸擬汚染土を作製した。
上記実施例1および比較例4として調製した溶出低減材を用い、摸擬汚染土に対し、粉体でそれぞれ100kg/m3の割合で添加し撹拌混合した。
そして、模擬汚染土、及び前記実施例1または比較例4を混合した後の摸擬汚染土に対し、材齢1日、7日、28日経過後において環境庁告示46号に準じて溶出試験を実施し、溶出液中の鉛、ヒ素およびフッ素の濃度について下記装置を用いて測定した。結果を下記表4に示す。
Preparation of 摸 pseudo-contaminated soil Lead-nitrate, potassium arsenite, and sodium fluoride were added to sandy soil (produced in Narita, Chiba) to produce 摸 pseudo-contaminated soil.
Using the elution reducing materials prepared as Example 1 and Comparative Example 4 above, powder was added to the pseudo-fouling soil at a rate of 100 kg / m 3 and stirred and mixed.
And, for the simulated contaminated soil and the pseudo-contaminated soil after mixing Example 1 or Comparative Example 4, the elution test was conducted according to Environment Agency Notification No. 46 after the lapse of 1 day, 7 days and 28 days of age. The concentration of lead, arsenic and fluorine in the eluate was measured using the following apparatus. The results are shown in Table 4 below.

《測定装置》
鉛濃度:グラファイトファーネス原子吸光法(日立製作所社製、装置名「Z−5000型偏光ゼーマン原子吸光光度計」)
ヒ素濃度:水素化物原子吸光法(日立製作所社製、装置名「Z−5000型偏光ゼーマン原子吸光光度計」)
フッ素濃度:ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法(ビーエルテック社製、「連続流れ分析装置 SWAAT」)
"measuring device"
Lead concentration: graphite furnace atomic absorption method (manufactured by Hitachi, Ltd., apparatus name “Z-5000 type polarization Zeeman atomic absorption photometer”)
Arsenic concentration: hydride atomic absorption method (manufactured by Hitachi, Ltd., apparatus name “Z-5000 type polarization Zeeman atomic absorption photometer”)
Fluorine concentration: Lanthanum-alizarin complexone spectrophotometric method (manufactured by LB Tech, "Sequential flow analyzer SWAAT")

表4より、実施例に係る溶出低減材は、摸擬汚染土に添加した場合、セメント系固化材を混合した場合に比べて、材齢28日経過でも、ヒ素、鉛およびフッ素に関して優れた溶出低減作用を発揮しうるものであることが認められる。
また、実施例に係る溶出低減材は、いずれの材齢経過後でも溶出液のpHを9.2〜9.8の範囲に抑制しており、pHが高くなると溶出しやすくなるヒ素などに対しても長期的に優れた溶出低減作用が発揮しうるものと認められる。
From Table 4, when the elution reducing material according to the example is added to the pseudo-fouling soil, the elution is excellent with respect to arsenic, lead and fluorine even when the material age is 28 days as compared with the case where the cement-based solidified material is mixed. It is recognized that it can exert a reducing action.
Moreover, the elution reducing material which concerns on an Example has suppressed pH of the elution liquid in the range of 9.2-9.8 after any material age, and with respect to arsenic etc. which are easy to elute when pH becomes high However, it is recognized that an excellent elution reduction effect can be exhibited in the long term.

Claims (5)

炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを主成分として含む鉱物が軽焼されてなり、且つ前記MgCO3が脱炭酸されることで生成されるMgCxy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)と、MgCO3と、CaCO3とを含む軽焼生成物を含有することを特徴とする溶出低減材。 Minerals is being light burned containing magnesium carbonate and (MgCO 3) and calcium carbonate (CaCO 3) as the main component, and MgC x O y wherein MgCO 3 is produced by being decarboxylated (where 0 < satisfy x ≦ 1,0 <y <3. a), and MgCO 3, elution reducing material, characterized in that it contains a light burned product and a CaCO 3. 前記軽焼生成物は、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、前記MgCxyのピークが、MgCO3およびCaCO3の各ピークの中間領域に示される請求項1に記載の溶出低減材。 The lightly burned product has a peak corresponding to O1s detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the peak of MgC x O y is shown in an intermediate region between each peak of MgCO 3 and CaCO 3. Item 2. The elution reducing material according to Item 1. 前記軽焼生成物は、酸化カルシウム(CaO)を実質的に含まない請求項1または2に記載の溶出低減材。   The elution reducing material according to claim 1 or 2, wherein the lightly burned product does not substantially contain calcium oxide (CaO). さらに、水溶性硫酸塩を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の溶出低減材。   The elution reducing material according to any one of claims 1 to 3, further comprising a water-soluble sulfate. 前記水溶性硫酸塩が硫酸第一鉄であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項に記載の溶出低減材。   The elution reducing material according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-soluble sulfate is ferrous sulfate.
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