JP2013116465A - 有害元素低減材及び有害元素低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る有害元素低減方法は、鉄の含有率が30質量%以上、カルシウムの含有率が10質量%以上、且つ、ケイ素含有率が10質量%以下である製鋼スラグを70質量%以上含む有害元素低減材を処理対象物に接触させることによって、処理対象物のヒ素含有量を低減、若しくは、処理対象物からのヒ素溶出量を低減させる処理工程を含む。この処理工程実行する前に、処理対象物に含まれる3価のヒ素を5価のヒ素に酸化させることが望ましい。これにより、処理対象物からヒ素を簡単、迅速、且つ、安価に除去することができる。また、全く同様の処理により、ヒ素と同時に6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛を簡単、迅速、且つ、安価に除去することができる。
【選択図】図1
Description
実施例1では、2mm目のふるいを通過するように粉砕した脱燐スラグ(Fe35.5%,Si8.5%,Al2.0%,Ca14.5%,As<5ppm)及び比較例としての高炉徐冷スラグ(Fe0.6%,Si15.8%,Al7.2%,Ca28.4%,As<5ppm)(ここで%は質量%を、ppmは質量ppmを表す)それぞれ0.1g及び0.3gに対して3価及び5価のヒ素を1μg/mL含む水溶液50mLをそれぞれ混合し、攪拌、ろ過した後、ろ液中のAs濃度をICP質量分析法を用いて定量した。攪拌時間の変化に伴う3価及び5価のヒ素の溶液中(ろ液中)の残存率の変化をそれぞれ図1,2に示す。図1,2に示すように、脱燐スラグは、高炉徐冷スラグと比較してAsに対して優れた捕集能力を示し、5価のAsにおいては、脱燐スラグ0.3gでろ液50mL中のAsが10分で75%以上、60分で80%以上が除去できることが知見された。また、3価のAsよりも5価のAsの方が効率よく除去できることが知見された。
実施例2では、始めに、褐色森林土と基材との混合土壌からなる汚染土壌認証標準物質(日本分析化学会製JSAC0462(As:71.5±2.9mg/kg),JSAC0464(As:271.1±9.0mg/kg))0.5gに対して、2mm目のふるいを通過するように粉砕したスラグを用い環境庁告示46号試験法に基づく溶出試験を行い抽出液中のAsの濃度を測定することによってAsの溶出量を測定した。ここで各スラグの組成は、脱燐スラグ(Fe35.5%,Si8.5%,Al2.0%,Ca14.5%,As<5ppm)、高炉徐冷スラグ(Fe0.6%,Si15.8%,Al7.2%,Ca28.4%,As<5ppm)(ここで%は質量%を、ppmは質量ppmを表す)である。測定結果を以下の表1に示す。表1に示すように、脱燐スラグを70%以上含むスラグを汚染土壌認証標準物質に添加した本発明例1〜8では、比較例1〜5と比較して、抽出液中のAsの濃度が低く、As溶出量の顕著な抑制効果が認められた。このことから、脱燐スラグを70%以上含むスラグを汚染土壌認証標準物質に添加することによって、Asの溶出が抑制できることが知見された。
実施例3では、脱燐スラグ(Fe35.5%,Si4.8%,Al1.8%,Ca14.7%,As<5ppm)(ここで%は質量%を表す)を、実施例1,2と同様に粉砕して2mm目のふるいにかけ、ふるいを通過したもの0.1g及び0.3gに対して5価のヒ素及び6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛をそれぞれ1μg/mLずつ含む水溶液50mLを添加、30分間攪拌後、ろ過した後、ろ液中のヒ素、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛の濃度をICP質量分析法を用いて定量した。各元素の残存率を図3に示す。図3に示すように、脱燐スラグは、ヒ素と同様、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛に対しても優れた捕集能力を示すことが知見された。また、ろ液50mL中の6価クロムが15%程度残存し、ヒ素が10〜20%程度残存した以外は、30分でほぼ全量除去できることが知見された。また、図2との比較により、ケイ素含有量が少ない脱燐スラグを使用することによって、よりヒ素が捕集されることが知見された。
実施例4では褐色森林土と基材との混合土壌からなる汚染土壌認証標準物質(日本分析化学会製JSAC0466(As:1093±32mg/kg、Cr:1483±23mg/kg、Cd:1199±19mg/kg、Hg:113.5±5.6mg/kg、Pb:1214±2.6mg/kg))0.5gに対して、実施例3で使用した脱燐スラグ(Fe35.5%,Si4.8%,Al1.8%,Ca14.7%,As<5ppm)(ここで%は質量%を表す)を実施例1〜3と同様に粉砕し、2mm目のふるいを通過したもの0.1g及び0.3gを添加、混合した。次に、この混合物に対して環境庁告示46号試験法に基づく溶出試験を行い抽出液中のヒ素、クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の濃度をICP質量分析法で測定することによってヒ素、クロム、カドミウム、水銀、鉛の溶出量を測定した。測定結果を以下の表2に示す。比較例として汚染土壌認証標準物質にスラグを添加せずに溶出試験を実施した結果を表2に併せて示す。ヒ素に関しては捕集率もあわせて示す。表2に示すように、汚染土壌認証標準物質に脱燐スラグを添加した本発明例9,10では、ヒ素に関して70%以上の高い捕集率を示したほか、クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の抽出液中の濃度がすべて0.001mg/L未満になり、スラグ添加のない場合に比べて溶出量の顕著な抑制効果が認められた。このことから、汚染土壌認証標準物質に脱燐スラグを添加することによって、処理対象物のヒ素、クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の含有量の低減とヒ素、クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の溶出とが抑制できることが知見された。
Claims (4)
- 鉄の含有率が30質量%以上、カルシウムの含有率が10質量%以上、且つ、ケイ素含有率が10質量%以下である製鋼スラグを70質量%以上含むことを特徴とする有害元素低減材。
- 鉄の含有率が30質量%以上、カルシウムの含有率が10質量%以上、且つ、ケイ素含有率が10質量%以下である製鋼スラグを70質量%以上含む有害元素低減材を処理対象物に接触させることによって、該処理対象物のヒ素含有量を低減、若しくは、該処理対象物からのヒ素溶出量を低減させる処理工程を含むことを特徴とする有害元素低減方法。
- 前記処理工程の前に、前記処理対象物に含まれる3価のヒ素を5価のヒ素に酸化させる工程含むことを特徴とする請求項2に記載の有害元素低減方法。
- 鉄の含有率が30質量%以上、カルシウムの含有率が10質量%以上、且つ、ケイ素含有率が5質量%以下である製鋼スラグを85質量%以上含む有害元素低減材を処理対象物に接触させることによって、該処理対象物のヒ素、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛のうちの少なくとも一つの元素の含有量を低減させる処理工程を含むことを特徴とする有害元素低減方法。
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