JP2019026793A - Heavy metal stabilization agent and manufacturing method therefor, and stabilization method of heavy metal using the same - Google Patents

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恒夫 小田木
Tsuneo Odagi
恒夫 小田木
孝彦 長井
Takahiko Nagai
孝彦 長井
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Abstract

To provide a heavy metal stabilization agent excellent in low temperature stability and a manufacturing method therefor, and a stabilization method of heavy metal using the same.SOLUTION: The heavy metal stabilization agent contain water and piperazine-N,N'-bisdithiocarbamate, and having specific gravity of 1.190 to 1.235. The manufacturing method of the heavy metal stabilization agent has a process for preparing a mixture containing water and piperazine-N,N'-bisdithiocarbamate, and a process for adjusting the specific gravity of the mixture to 1.190 to 1.235. The stabilization method of heavy metal has a process for mixing the heavy metal stabilization agent to a heavy metal-containing article. The stabilization method of heavy metal has a process for obtaining the heavy metal stabilization agent by the manufacturing method of the heavy metal stabilization agent and a process for mixing the heavy metal stabilization agent to the heavy metal-containing article.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、重金属固定剤及びその製造方法、並びにそれを用いた重金属の固定化方法に関する。   The present invention relates to a heavy metal fixing agent, a production method thereof, and a heavy metal immobilization method using the same.

従来、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却プラントから排出される焼却灰、排煙中からバグフィルター等で捕集された飛灰(溶融飛灰を含む。)、工場廃水、重金属で汚染された土壌などは、それらに含まれる重金属の環境への放出を阻止する必要がある。その方法としては、ジエチルアミンやピペラジンなどのアミンのカルボジチオ酸(ジチオカルバミン酸)塩からなる重金属固定剤を用いて重金属を固定化する方法が広く用いられている。   Conventionally, incineration ash discharged from incineration plants such as municipal waste and industrial waste, fly ash (including molten fly ash) collected by bag filters, etc. from smoke, contaminated with factory waste water and heavy metals Soil and the like need to prevent the release of heavy metals contained in them to the environment. As the method, a method of immobilizing heavy metals using a heavy metal fixing agent composed of a carbodithioic acid (dithiocarbamic acid) salt of an amine such as diethylamine or piperazine is widely used.

特許文献1には、ピペラジンジ−N,N’−ビスカルボジチオ酸塩(ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩)を含有する水溶液を主成分とする重金属固定剤において、ピペラジンを主成分に対して0.01〜2.5重量%含有するか、ポリアミンを主成分に対して0.01〜4.5重量%含有し、低温で凝固しないことを特徴とする重金属固定剤が記載されている。   Patent Document 1 discloses a heavy metal fixing agent mainly composed of an aqueous solution containing piperazine di-N, N′-biscarbodithioate (piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate). On the other hand, a heavy metal fixing agent characterized by containing 0.01 to 2.5% by weight or containing 0.01 to 4.5% by weight of polyamine based on the main component and not solidifying at low temperature is described. Yes.

特開2004−115639号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-15639

しかし、重金属固定剤にピペラジン又はポリアミンが含まれていると、アンモニアガスやアミンガスの発生が顕著になり、重金属の固定化処理をする際に臭気の問題が生じる場合があった。   However, when piperazine or polyamine is contained in the heavy metal fixing agent, generation of ammonia gas or amine gas becomes remarkable, and an odor problem may occur when the heavy metal is fixed.

そこで、本発明は、低温安定性に優れた重金属固定剤及びその製造方法、並びにそれを用いた重金属の固定化方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the heavy metal fixing agent excellent in low temperature stability, its manufacturing method, and the fixing method of heavy metal using the same.

本発明に係る重金属固定剤は、水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有し、比重が1.190〜1.235である。   The heavy metal fixing agent according to the present invention contains water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate and has a specific gravity of 1.190 to 1.235.

本発明に係る重金属固定剤の製造方法は、水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有する混合物を調製する工程と、前記混合物の比重を1.190〜1.235に調整する工程とを有する。   The method for producing a heavy metal fixing agent according to the present invention comprises a step of preparing a mixture containing water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate, and the specific gravity of the mixture is adjusted to 1.190 to 1.235. The process of carrying out.

本発明に係る重金属の固定化方法は、重金属含有物に前記の重金属固定剤を混合する工程を有する。   The heavy metal immobilization method according to the present invention includes a step of mixing the heavy metal fixing agent with a heavy metal-containing material.

本発明に係る重金属の固定化方法は、前記の重金属固定剤の製造方法により重金属固定剤を得る工程と、重金属含有物に前記重金属固定剤を混合する工程とを有する。   The method for immobilizing a heavy metal according to the present invention includes a step of obtaining a heavy metal fixing agent by the method for producing a heavy metal fixing agent, and a step of mixing the heavy metal fixing agent with a heavy metal-containing material.

本発明によれば、低温安定性に優れた重金属固定剤及びその製造方法、並びにそれを用いた重金属の固定化方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heavy metal fixing agent excellent in low temperature stability, its manufacturing method, and the fixing method of heavy metal using the same can be provided.

実施例で製造した重金属固定剤における比重と固形物析出温度の関係を表したグラフである。It is the graph showing the relationship between the specific gravity in the heavy metal fixing agent manufactured in the Example, and solid substance precipitation temperature.

本発明に係る重金属固定剤は、重金属含有物中の重金属を固定化するためのものである。重金属含有物としては、重金属含有焼却灰、重金属含有飛灰、重金属含有廃水、重金属含有土壌等が挙げられるが、本発明に係る重金属固定剤は、重金属含有飛灰中の重金属の固定化に有効である。固定化される重金属としては、鉛、水銀、クロム、カドミウム、亜鉛、銅、ニッケル、砒素、セレン等が挙げられるが、本発明に係る重金属固定剤は、鉛、水銀、クロム、カドミウム、亜鉛、銅の固定化に有効であり、特に鉛の固定化に有効である。   The heavy metal fixing agent according to the present invention is for fixing heavy metals in a heavy metal-containing material. Heavy metal containing materials include heavy metal containing incineration ash, heavy metal containing fly ash, heavy metal containing waste water, heavy metal containing soil, etc., but the heavy metal fixing agent according to the present invention is effective for immobilizing heavy metals in heavy metal containing fly ash. It is. Examples of the heavy metal to be immobilized include lead, mercury, chromium, cadmium, zinc, copper, nickel, arsenic, selenium, etc., but the heavy metal fixing agent according to the present invention includes lead, mercury, chromium, cadmium, zinc, It is effective for fixing copper, and particularly effective for fixing lead.

本発明に係る重金属固定剤は、水とピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩(ピペラジンジ−N,N’−ビスカルボジチオ酸塩)を含有するものであるが、通常、ピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩を含有する水溶液の状態である。ピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩は、重金属含有物中の重金属を固定化する機能を持つ化合物である。   The heavy metal fixing agent according to the present invention contains water and piperazine di-N, N′-bisdithiocarbamate (piperazine di-N, N′-biscarbodithioate). Usually, piperazine di-N, It is the state of the aqueous solution containing N'-bisdithiocarbamate. Piperazine di-N, N'-bisdithiocarbamate is a compound having a function of immobilizing heavy metals in heavy metal-containing materials.

ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩としては、ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、又はアンモニウム塩等を用いることができる。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。なかでも、熱的に安定なピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸のナトリウム塩又はカリウム塩が好ましい。なお、ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩は、ピペラジンと、二硫化炭素と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物(例えばアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物)とを水中で反応させることにより合成することができ、この反応により水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有する混合物が得られる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。   As piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate, an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt, or the like of piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate can be used. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium. Examples of the alkaline earth metal include magnesium and calcium. Of these, a thermally stable sodium salt or potassium salt of piperazine-N, N′-bisdithiocarbamic acid is preferable. Piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate includes piperazine, carbon disulfide, and an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound (for example, an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide). It can be synthesized by reacting in water, and by this reaction, a mixture containing water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate is obtained. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide and calcium hydroxide.

本発明では、重金属固定剤中のピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の含有率(濃度)を25〜45重量%に調整することが好ましい。重金属固定剤中のピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の含有率を25重量%以上とすることで、重金属を固定化する能力を高めることができる。また、重金属固定剤中のピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の含有率を45重量%以下とすることで、臭気の発生を抑えることができる。重金属固定剤中のピペラジンジ−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の含有率は、30〜41重量%に調整することがより好ましく、34〜39重量%に調整することがさらに好ましい。   In the present invention, the content (concentration) of piperazine di-N, N′-bisdithiocarbamate in the heavy metal fixing agent is preferably adjusted to 25 to 45% by weight. By setting the content of piperazine di-N, N′-bisdithiocarbamate in the heavy metal fixing agent to 25% by weight or more, the ability to immobilize heavy metals can be enhanced. Moreover, generation | occurrence | production of an odor can be suppressed by making the content rate of piperazine di-N, N'-bisdithiocarbamate in a heavy metal fixing agent into 45 weight% or less. The content of piperazine di-N, N′-bisdithiocarbamate in the heavy metal fixing agent is more preferably adjusted to 30 to 41% by weight, and further preferably adjusted to 34 to 39% by weight.

本発明に係る重金属固定剤は、重金属含有物中の重金属を固定化する機能を持つ化合物として、ジエチルジチオカルバミン酸塩(ジエチルカルボジチオ酸塩)を含んでいてもよい。   The heavy metal fixing agent according to the present invention may contain diethyldithiocarbamate (diethylcarbodithioate) as a compound having a function of fixing heavy metals in the heavy metal-containing material.

ジエチルジチオカルバミン酸塩としては、ジエチルジチオカルバミン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、又はアンモニウム塩を用いることができる。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。なかでも、熱的に安定なジエチルジチオカルバミン酸のナトリウム塩又はカリウム塩が好ましい。なお、ジエチルジチオカルバミン酸塩は、ジエチルアミンと、二硫化炭素と、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物(例えばアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物)とを水中で反応させることにより合成することができ、この反応により水とジエチルジチオカルバミン酸塩とを含有する混合物が得られる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。   As the diethyldithiocarbamate, an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, or ammonium salt of diethyldithiocarbamic acid can be used. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium. Examples of the alkaline earth metal include magnesium and calcium. Of these, the sodium salt or potassium salt of diethyldithiocarbamic acid which is thermally stable is preferable. Diethyldithiocarbamate is synthesized by reacting diethylamine, carbon disulfide, and an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound (for example, an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide) in water. And this reaction yields a mixture containing water and diethyldithiocarbamate. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide and calcium hydroxide.

ただし、ジエチルジチオカルバミン酸塩を含む重金属固定剤は、二硫化炭素ガスなどの有害ガスの発生が顕著になり、重金属の固定化処理をする際に臭気の問題が生じる。すなわち、本発明に係る重金属固定剤は、ジエチルジチオカルバミン酸塩を含んでいないことが好ましく、ジエチルジチオカルバミン酸塩を含んでいる場合でも、重金属含有物中の重金属を固定化する機能を持つ化合物(ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とジエチルジチオカルバミン酸塩)の合計に対して5重量%を超えない量であることが好ましい。   However, heavy metal fixatives containing diethyldithiocarbamate become prominent in the generation of harmful gases such as carbon disulfide gas, which causes a problem of odor when fixing heavy metals. That is, the heavy metal fixing agent according to the present invention preferably does not contain diethyldithiocarbamate, and even when it contains diethyldithiocarbamate, a compound (piperazine having a function of fixing heavy metals in the heavy metal-containing material). -N, N'-bisdithiocarbamate and diethyldithiocarbamate) are preferably in an amount not exceeding 5% by weight.

本発明に係る重金属固定剤は、水、ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩、及びジエチルジチオカルバミン酸塩以外の成分を含んでいてもよい。例えば、未反応のピペラジン、未反応の二硫化炭素、未反応のアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物、ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸、ピペラジン−N−ジチオカルバミン酸、ピペラジン−N−ジチオカルバミン酸塩、未反応のジエチルアミン、ジエチルジチオカルバミン酸等の原料由来の成分が含まれていてもよい。本発明に係る重金属固定剤に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物(例えばアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物)を積極的に添加してもよい。また、本発明に係る重金属固定剤は、安定剤としてアミン類が含まれていてもよい。   The heavy metal fixing agent according to the present invention may contain components other than water, piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate, and diethyldithiocarbamate. For example, unreacted piperazine, unreacted carbon disulfide, unreacted alkali metal compound or alkaline earth metal compound, piperazine-N, N′-bisdithiocarbamic acid, piperazine-N-dithiocarbamic acid, piperazine-N-dithiocarbamine Components derived from raw materials such as acid salts, unreacted diethylamine, and diethyldithiocarbamic acid may be included. An alkali metal compound or an alkaline earth metal compound (for example, an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide) may be positively added to the heavy metal fixing agent according to the present invention. In addition, the heavy metal fixing agent according to the present invention may contain amines as a stabilizer.

なお、特許文献1では、主成分(ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩を含有する水溶液)に対して、ピペラジンを0.01〜2.5重量%含有させるか、ポリアミンを0.01〜4.5重量%含有させることで、低温安定性を改善しているが、本発明では、ピペラジンやポリアミンを積極的に含有させる必要はない。すなわち、本発明に係る重金属固定剤における主成分(ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩を含有する水溶液)に対するピペラジンの含有率は、0.01重量%未満でもよく、0.005重量%未満でもよい。また、本発明に係る重金属固定剤における主成分(ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩を含有する水溶液)に対するポリアミンの含有率は、0.01重量%未満でもよく、0.005重量%未満でもよい。ピペラジンの含有率を2.5重量%超としたり、ポリアミンの含有率を4.5重量%超とすることもできるが、アンモニアガスやアミンガスの発生が顕著になり、重金属の固定化処理をする際に臭気の問題が生ずる場合がある。   In Patent Document 1, 0.01 to 2.5% by weight of piperazine or 0.01% of polyamine is added to the main component (an aqueous solution containing piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate). Although the low temperature stability is improved by containing ˜4.5% by weight, it is not necessary to actively contain piperazine or polyamine in the present invention. That is, the content of piperazine relative to the main component (an aqueous solution containing piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate) in the heavy metal fixing agent according to the present invention may be less than 0.01% by weight, or 0.005% by weight. It may be less. In addition, the content of polyamine relative to the main component (an aqueous solution containing piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate) in the heavy metal fixing agent according to the present invention may be less than 0.01% by weight, or 0.005% by weight. It may be less. The piperazine content can be more than 2.5% by weight, and the polyamine content can be more than 4.5% by weight. However, ammonia gas and amine gas are prominently generated, and heavy metal is fixed. Odor problems may occur.

本発明では、重金属固定剤の比重を1.190〜1.235に調整する必要がある。重金属固定剤の比重をこの範囲に調整することで、重金属固定剤の固形物析出温度が低下し、低温安定性が優れたものとなる。この理由については必ずしも定かではないが、比重が高くなれば重金属固定剤中の固形分濃度が高くなるため凝固点降下により重金属固定剤の凝固点が低下する一方、比重があまりに高すぎると重金属固定剤中の固形分濃度が飽和に近づき固形分が析出しやすくなるためと考えられる。本発明では、重金属固定剤の比重を1.200〜1.232に調整することが好ましく、1.205〜1.230に調整することがより好ましい。なお、重金属固定剤の比重は、必須成分であるピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩や、その他の任意成分(特にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物)の含有量を変更することで、調整することができる。   In the present invention, it is necessary to adjust the specific gravity of the heavy metal fixing agent to 1.190 to 1.235. By adjusting the specific gravity of the heavy metal fixing agent within this range, the solid precipitation temperature of the heavy metal fixing agent is lowered, and the low temperature stability is excellent. The reason for this is not necessarily clear, but if the specific gravity increases, the solid content concentration in the heavy metal fixing agent increases, so the freezing point of the heavy metal fixing agent decreases due to the freezing point depression, while if the specific gravity is too high, This is probably because the solid content concentration of the glass approaches saturation and the solid content tends to precipitate. In the present invention, the specific gravity of the heavy metal fixing agent is preferably adjusted to 1.200 to 1.232, more preferably adjusted to 1.205 to 1.230. The specific gravity of the heavy metal fixing agent can be changed by changing the contents of piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate, which is an essential component, and other optional components (especially alkali metal compounds or alkaline earth metal compounds). Can be adjusted.

本発明では、重金属固定剤のpHを13.0以上に調整することが好ましい。重金属固定剤のpHを13.0以上とすることで、アンモニアやアミン類などの発生を抑制することができ、臭気の発生が少ない重金属固定剤となる。また、本発明では、重金属固定剤のpHを14.5以下とすることが好ましい。重金属固定剤のpHを14.5以下とすることで、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物などの塩の混合量を少なくすることができ、コストを下げ、重金属固定剤の固定化能を下げずに維持することができる。本発明では、重金属固定剤のpHを13.4〜14.0に調整することがより好ましく、13.6〜13.8に調整することがさらに好ましい。なお、ここで言うpHとは、東亜ディーケーケー製のpHメーター(商品名:HM−41X)を用いて測定した値を意味する(以下同様)。重金属固定剤のpHは、例えば、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の含有量を変更することで、調整することができる。   In the present invention, it is preferable to adjust the pH of the heavy metal fixing agent to 13.0 or more. By setting the pH of the heavy metal fixing agent to 13.0 or higher, the generation of ammonia, amines, and the like can be suppressed, and the heavy metal fixing agent generates less odor. Moreover, in this invention, it is preferable that pH of a heavy metal fixing agent shall be 14.5 or less. By adjusting the pH of the heavy metal fixing agent to 14.5 or less, the amount of salt such as alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide can be reduced, reducing the cost and fixing the heavy metal fixing agent. It can be maintained without lowering the ability. In the present invention, it is more preferable to adjust the pH of the heavy metal fixing agent to 13.4 to 14.0, and even more preferably to 13.6 to 13.8. In addition, pH said here means the value measured using the pH meter (brand name: HM-41X) by Toa DKK (it is the same below). The pH of the heavy metal fixing agent can be adjusted, for example, by changing the content of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound.

本発明では、重金属固定剤に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の濃度を0.75〜1.50重量%に調整することが好ましい。重金属固定剤に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の濃度を0.75重量%以上とすることで、重金属固定剤の比重やpHを所望の値に調整しやすくなる。また、重金属固定剤に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の濃度を1.50重量%以下とすることで、重金属固定剤による重金属を固定化する能力を維持することができる。本発明では、重金属固定剤に含まれるアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の濃度を1.00〜1.48重量%に調整することがより好ましく、1.25〜1.45重量%に調整することがさらに好ましい。   In the present invention, the concentration of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound contained in the heavy metal fixing agent is preferably adjusted to 0.75 to 1.50% by weight. By setting the concentration of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound contained in the heavy metal fixing agent to 0.75% by weight or more, the specific gravity and pH of the heavy metal fixing agent can be easily adjusted to desired values. Moreover, the ability to fix heavy metals by the heavy metal fixing agent can be maintained by setting the concentration of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound contained in the heavy metal fixing agent to 1.50% by weight or less. In the present invention, the concentration of the alkali metal compound or alkaline earth metal compound contained in the heavy metal fixing agent is more preferably adjusted to 1.00 to 1.48% by weight, and adjusted to 1.25 to 1.45% by weight. More preferably.

重金属固定剤の固形物析出温度は、−11℃以下であることが好ましく、−12℃以下であることがより好ましく、−15℃以下であることがさらに好ましい。重金属固定剤の固形物析出温度が−11℃以下であれば、低温安定性が優れていると言える。なお、本発明における重金属固定剤の固形物析出温度とは、後述する実施例に記載された手法で測定した温度である。   The solid precipitation temperature of the heavy metal fixing agent is preferably −11 ° C. or lower, more preferably −12 ° C. or lower, and further preferably −15 ° C. or lower. If the solid precipitation temperature of the heavy metal fixing agent is −11 ° C. or less, it can be said that the low temperature stability is excellent. In addition, the solid substance precipitation temperature of the heavy metal fixing agent in this invention is the temperature measured by the method described in the Example mentioned later.

以上の実施形態は、低温安定性に優れた重金属固定剤及びその製造方法の発明として捉えることができるが、重金属固定剤の保管方法の発明として捉えることもできる。すなわち、水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有する重金属固定剤を保管する際に、比重を1.190〜1.235に調整することで、重金属固定剤の固形物析出温度が低下し、低温においても安定に保管することができるようになる。重金属固定剤の保管方法における好ましい実施形態は、上述のとおりである。   Although the above embodiment can be understood as an invention of a heavy metal fixing agent excellent in low-temperature stability and a method for producing the same, it can also be understood as an invention of a method for storing a heavy metal fixing agent. That is, when storing a heavy metal fixing agent containing water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate, the solid gravity of the heavy metal fixing agent is precipitated by adjusting the specific gravity to 1.190 to 1.235. The temperature decreases, and it becomes possible to store stably even at low temperatures. Preferred embodiments of the heavy metal fixing agent storage method are as described above.

以上のような本発明に係る重金属固定剤は、重金属含有焼却灰、重金属含有飛灰、重金属含有廃水、重金属含有土壌等の重金属含有物に混合することで、重金属を固定化することができる。重金属固定剤の使用量については、重金属含有物に含まれる重金属の種類や量により適宜調整すればよいが、重金属含有物に対して2.8重量%以上であることが好ましく、3.0重量%以上であることがより好ましい。   The heavy metal fixing agent according to the present invention as described above can immobilize heavy metals by mixing with heavy metal-containing materials such as heavy metal-containing incineration ash, heavy metal-containing fly ash, heavy metal-containing wastewater, and heavy metal-containing soil. The amount of heavy metal fixing agent used may be appropriately adjusted depending on the type and amount of heavy metal contained in the heavy metal-containing material, but is preferably 2.8% by weight or more based on the heavy metal-containing material, 3.0% by weight. % Or more is more preferable.

重金属含有物中の重金属(特にPb)の含有量に関しては、通常、300〜10000mg/kgである。また、重金属含有物のPb溶出量が5mg/L以上であれば本発明の効果が大きく発揮され、好ましくは10mg/L以上であり、より好ましくは20mg/L以上であり、さらに好ましくは30mg/L以上である。重金属含有物のPb溶出量が多いほど少量の重金属固定剤で重金属の固定化効果が得られるため、重金属含有物のPb溶出量が多いことは問題にならないが、重金属含有物のPb溶出量は通常100mg/L以下である。なお、重金属含有物のPb溶出量は、例えば、焼却飛灰100gに対して重金属固定剤3gと水27gを添加し、ミキサーで十分混練し、24時間養生後、環境庁告示第13号に基づき、Pb溶出試験を行うことで、測定することができる。   The content of heavy metal (particularly Pb) in the heavy metal-containing material is usually 300 to 10,000 mg / kg. Further, if the Pb elution amount of the heavy metal-containing material is 5 mg / L or more, the effect of the present invention is exerted greatly, preferably 10 mg / L or more, more preferably 20 mg / L or more, and further preferably 30 mg / L. L or more. The larger the amount of Pb eluted from heavy metals, the greater the effect of immobilizing heavy metals with a smaller amount of heavy metal fixing agent. Therefore, it is not a problem that the amount of Pb eluted from heavy metals is large. Usually 100 mg / L or less. The Pb elution amount of the heavy metal-containing material is, for example, based on the Environmental Agency Notification No. 13 after adding 3 g of heavy metal fixing agent and 27 g of water to 100 g of incinerated fly ash, thoroughly kneading with a mixer, and curing for 24 hours. It can be measured by conducting a Pb elution test.

<比較例1>
攪拌棒、温度計、分液ロート、冷却器を付けた3L四つ口フラスコに、ピペラジン345g及び水1067gを投入し、完全に溶解させた。さらに、48.5重量%水酸化カリウム983gを加えて、攪拌しながら二硫化炭素605gを2時間かけて静かに滴下した。このときの温度は35〜40℃になるようにした。二硫化炭素の全量を滴下した後、さらに40℃で1時間攪拌を続けることで、重金属固定剤(A)を得た。重金属固定剤(A)のピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩(PPD)濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Comparative Example 1>
Piperazine (345 g) and water (1067 g) were charged into a 3 L four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer, separatory funnel, and condenser, and completely dissolved. Furthermore, 983 g of 48.5% by weight potassium hydroxide was added, and 605 g of carbon disulfide was gently added dropwise over 2 hours while stirring. The temperature at this time was set to 35 to 40 ° C. After dripping the whole quantity of carbon disulfide, the heavy metal fixing agent (A) was obtained by continuing stirring at 40 degreeC for further 1 hour. The piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate (PPD) concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (A) are shown in Table 1.

<比較例2>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水4.4部を混合したものを重金属固定剤(B)とした。重金属固定剤(B)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Comparative example 2>
A heavy metal fixing agent (B) was prepared by mixing 4.4 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (B).

<実施例1>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水7.6部を混合したものを重金属固定剤(C)とした。重金属固定剤(C)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Example 1>
A heavy metal fixing agent (C) was prepared by mixing 7.6 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (C).

<実施例2>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水11.9部を混合したものを重金属固定剤(D)とした。重金属固定剤(D)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Example 2>
A heavy metal fixing agent (D) was prepared by mixing 11.9 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (D).

<実施例3>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水17.1部を混合したものを重金属固定剤(E)とした。重金属固定剤(E)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Example 3>
A heavy metal fixing agent (E) was prepared by mixing 17.1 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (E).

<比較例3>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水25.8部を混合したものを重金属固定剤(F)とした。重金属固定剤(F)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Comparative Example 3>
A heavy metal fixing agent (F) was prepared by mixing 25.8 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (F).

<比較例4>
重金属固定剤(A)100重量部に対して水40.0部を混合したものを重金属固定剤(G)とした。重金属固定剤(G)のPPD濃度、比重、pH、及びKOH濃度を表1に示す。
<Comparative example 4>
A heavy metal fixing agent (G) was prepared by mixing 40.0 parts of water with 100 parts by weight of the heavy metal fixing agent (A). Table 1 shows the PPD concentration, specific gravity, pH, and KOH concentration of the heavy metal fixing agent (G).

<固形物析出温度>
得られた重金属固定剤(A)〜(G)の固形物析出温度を測定した。具体的には、各重金属固定剤100gを4本のスクリュー管に量り取り、ポータブル低温冷凍冷蔵庫を用いて1日間保管し、固形物の析出の有無を確認した。ポータブル低温冷凍冷蔵庫内の温度を−8℃から1℃ずつ下げながら実施し、4本のうち2本のスクリュー管にて固形物の析出が確認された温度を固形物析出温度とした。結果を表1に示すとともに、重金属固定剤の比重と固形物析出温度の関係を表したグラフを図1に示す。
<Solid matter precipitation temperature>
The solid precipitation temperature of the obtained heavy metal fixing agents (A) to (G) was measured. Specifically, 100 g of each heavy metal fixing agent was weighed into four screw tubes and stored for 1 day using a portable low-temperature refrigerator-freezer to confirm the presence or absence of solid matter precipitation. The temperature in the portable low-temperature refrigerator-freezer was lowered from −8 ° C. by 1 ° C., and the temperature at which solid precipitation was confirmed in two of the four screw tubes was defined as the solid precipitation temperature. While showing a result in Table 1, the graph showing the relationship between the specific gravity of a heavy metal fixing agent and solid substance precipitation temperature is shown in FIG.

Figure 2019026793
Figure 2019026793

以上のように、本発明に係る重金属固定剤は、固体析出温度が−11℃以下となっており、低温安定性に優れていることが分かる。   As described above, it can be seen that the heavy metal fixing agent according to the present invention has a solid precipitation temperature of −11 ° C. or lower and is excellent in low-temperature stability.

Claims (10)

水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有し、比重が1.190〜1.235である
重金属固定剤。
A heavy metal fixing agent containing water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate and having a specific gravity of 1.190 to 1.235.
pHが13.0以上である
請求項1に記載の重金属固定剤。
The heavy metal fixing agent according to claim 1, wherein the pH is 13.0 or more.
前記ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の濃度が25〜45重量%である
請求項1又は2に記載の重金属固定剤。
The heavy metal fixing agent according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the piperazine-N, N'-bisdithiocarbamate is 25 to 45% by weight.
固形物析出温度が−11℃以下である
請求項1〜3のいずれか1項に記載の重金属固定剤。
The heavy metal fixing agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the solid precipitation temperature is -11 ° C or lower.
水とピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩とを含有する混合物を調製する工程と、
前記混合物の比重を1.190〜1.235に調整する工程と
を有する
重金属固定剤の製造方法。
Preparing a mixture containing water and piperazine-N, N′-bisdithiocarbamate;
And a step of adjusting the specific gravity of the mixture to 1.190 to 1.235.
前記混合物のpHを13.0以上に調整する工程
をさらに有する
請求項5に記載の重金属固定剤の製造方法。
The manufacturing method of the heavy metal fixing agent of Claim 5 which further has the process of adjusting pH of the said mixture to 13.0 or more.
前記混合物に含まれる前記ピペラジン−N,N’−ビスジチオカルバミン酸塩の濃度を25〜45重量%に調整する工程
をさらに有する
請求項5又は6に記載の重金属固定剤の製造方法。
The method for producing a heavy metal fixing agent according to claim 5 or 6, further comprising a step of adjusting the concentration of the piperazine-N, N'-bisdithiocarbamate contained in the mixture to 25 to 45% by weight.
前記重金属固定剤の固形物析出温度が−11℃以下である
請求項5〜7のいずれか1項に記載の重金属固定剤の製造方法。
The method for producing a heavy metal fixing agent according to any one of claims 5 to 7, wherein a solid matter precipitation temperature of the heavy metal fixing agent is -11 ° C or lower.
重金属含有物に請求項1〜4のいずれか1項に記載の重金属固定剤を混合する工程
を有する
重金属の固定化方法。
The heavy metal immobilization method which has the process of mixing the heavy metal fixing agent of any one of Claims 1-4 with a heavy metal containing material.
請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法により重金属固定剤を得る工程と、
重金属含有物に前記重金属固定剤を混合する工程と
を有する
重金属の固定化方法。
Obtaining a heavy metal fixing agent by the method according to any one of claims 5 to 8,
And a step of mixing the heavy metal fixing agent with a heavy metal-containing material.
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