JP3198850B2

JP3198850B2 - ごみ焼却飛灰の無害化処理方法

Info

Publication number: JP3198850B2
Application number: JP00097895A
Authority: JP
Inventors: 啓介中原; 雅弘須藤
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH08187480A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却設備から排出
する飛灰を廃棄処分するための処理方法であって、特
に、乾式集塵機よりも上流の排ガス流路に水酸化カルシ
ウムなどを含むものの粉末を吹き込んだ際に捕集された
飛灰（以下、アルカリ飛灰という）を無害化処理する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却設備の操業においては、焼却炉
から発生する排ガス中に塩化水素が含まれているので、
この塩化水素を除去する処理が行なわれる。この排ガス
中の塩化水素除去方法の一つとして、乾式集塵機よりも
上流の排ガス流路に消石灰などの水酸化カルシウム含有
物質の粉末を吹き込んで、水酸化カルシウムと塩化水素
を反応させ、これによって塩化水素を捕捉する方法があ
る。この方法においては、塩化水素と水酸化カルシウム
の反応生成物や未反応の水酸化カルシウム含有物質が捕
集される。このため、この際に捕集されるもの（アルカ
リ飛灰）の中には、焼却炉から飛散してくる通常の飛灰
と共に、塩化水素と水酸化カルシウムの反応生成物であ
る塩化カルシウムやその複塩、未反応の水酸化カルシウ
ム含有物質などが多量に含まれている。

【０００３】また、ごみ焼却の際には、沸点が低い金属
化合物が排ガス中に移行し、これが下流の乾式集塵機で
捕集されるので、アルカリ飛灰に限らず、この飛灰中に
は、鉛、カドミウムなどの有害重金属も混入している。
そして、このような有害重金属を含むものをそのまま埋
め立て処分すると、有害重金属を含む液が流出する恐れ
があるので、重金属の溶出を防止するための対策がなさ
れている。

【０００４】飛灰からの重金属の溶出を防止する方法の
一つとして、アルカリ飛灰に重金属を固定する薬剤を添
加し、重金属を不溶性物質にする方法がある。上記薬剤
としては、ジチオカルバミン酸系などの液体キレート剤
が使用される。

【０００５】しかし、処理する飛灰がアルカリ飛灰であ
る場合には、未反応の水酸化カルシウムや、塩化カルシ
ウムと水酸化カルシウムの複塩などか含まれているの
で、その性状が通常の飛灰とは異なっており、通常の飛
灰の場合と同じ処理を行なっても、重金属を十分に固定
することはできない。すなわち、アルカリ飛灰中には上
記のようなアルカリ成分が含まれているので、その溶出
液のｐＨが１２以上になる。しかし、上記のジチオカル
バミン酸系の液体キレート剤が効率よく重金属を捕捉す
ることができるｐＨの領域は、４〜１２である。このた
め、ｐＨが１２以上の領域においては、液体キレート剤
が重金属を捕捉する性能が低下してしまう。また、ｐＨ
１２以上の高ｐＨ領域においては、両性金属である鉛
（Ｐｂ）が水酸化錯イオンとなって溶解しやすくなるの
で、Ｐｂの溶出を抑制することが難しくなる。

【０００６】このような問題に対処し、アルカリ飛灰を
処理するための改良技術が開示されている（ＰＰＭ，p.
39〜48,1994/1 ）。この方法は、アルカリ飛灰に、液体
キレート剤と共にｐＨ調整剤として塩化鉄を添加し、液
体キレート剤が効率よく反応するｐＨ領域になるよう
に、処理物のｐＨを調整するものである。この処理によ
って、ｐＨが１２以下になるので、Ｐｂの固定が確実に
行われるものとされている。また、添加された塩化鉄が
水酸化鉄ゲルとなり、この水酸化鉄ゲルが重金属を吸着
して固定する作用もなすものとされている。

【０００７】なお、液体キレート剤を添加する上記方法
による処理においては、アルカリ飛灰と液体キレート剤
を混練するだけであるので、処理物中には重金属の一部
が固定されない状態で存在し、また、液体キレート剤の
一部も未反応のまま存在する。そして、上記未反応の液
体キレート剤は、埋め立て処分後に、処理物中の重金属
が溶解するようなことがあった場合に、溶解した重金属
を直ちに固定し、重金属の流出を防止する役目をなすも
のとされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、液体キレート
剤と共に塩化鉄を添加する従来のアルカリ飛灰の処理方
法においては、次のような問題点がある。すなわち、ア
ルカリ飛灰中には、多量のアルカリ成分（主として、水
酸化カルシウム）が含まれているので、アルカリ飛灰の
ｐＨを適正な範囲にするためには、かなり多量の塩化鉄
を添加しなければならない。

【０００９】そして、多量の塩化鉄が添加されたアルカ
リ飛灰の処理物が埋め立て処分された後に、例えば、酸
性雨が降って処理物が酸性液で洗われる状態になった場
合、処理物周辺に存在する液のｐＨが低下し、固定され
ていない一部の重金属の溶解が起こる。また、ｐＨの低
下によって、塩化鉄の添加によって生成した水酸化鉄が
溶解し、多量の鉄イオンが生成する。このような状態に
なると、未反応のまま存在していた液体キレート剤が溶
解してきた重金属と反応する際に、同時に、多量の鉄イ
オンとも反応しなければならないので、液体キレート剤
が目的外の反応に消費されてしまう。このため、液体キ
レート剤の量が足りなくなる。また、水酸化鉄が溶解す
ると、この水酸化鉄に吸着されていた重金属も放出され
てしまうので、液体キレート剤の不足量はさらに多くな
る。このような問題が発生しないようにするためには、
アルカリ飛灰の処理時に、高価なキレート剤を多量に添
加しておかなくてはならない。

【００１０】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、重金属が効率よく捕捉さ
れ、液体キレート剤の添加量を節減することができるア
ルカリ飛灰の無害化処理方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明においては、ごみ焼却設備の排ガ
ス流路に水酸化カルシウム含有物質の粉末が投入された
際に捕集されたアルカリ飛灰に、ケイソウ土、ヒューム
ドシリカ、石炭灰、ごみ焼却灰、カオリン、ベントナイ
ト、およびシリカゲルの中から選ばれる１種又は２種以
上の二酸化珪素含有物質の粉末および液体キレート剤を
混合し、この混合物を水蒸気雰囲気下で加熱処理する。

【００１２】また、請求項２の発明においては、ごみ焼
却設備の排ガス流路に水酸化カルシウム含有物質の粉末
および二酸化珪素含有物質の粉末が投入された際に捕集
されたアルカリ飛灰に液体キレート剤を混合し、この混
合物を水蒸気雰囲気下で加熱処理する。

【００１３】また、請求項３の発明においては、ごみ焼
却設備の排ガス流路に水酸化カルシウム含有物質の粉末
が投入された際に捕集されたアルカリ飛灰に二酸化珪素
含有物質の粉末を混合し、この混合物を水蒸気雰囲気下
で加熱処理した後、この加熱処理物に液体キレート剤を
混合する。

【００１４】また、請求項４の発明においては、ごみ焼
却設備の排ガス流路に水酸化カルシウム含有物質の粉末
および二酸化珪素含有物質の粉末が投入された際に捕集
されたアルカリ飛灰を水蒸気雰囲気下で加熱処理した
後、この加熱処理物に液体キレート剤を混合する。

【００１５】そして、請求項５の発明においては、請求
項１の発明または請求項２の発明において、アルカリ飛
灰を水蒸気雰囲気下で加熱処理するに際し、予め、加熱
処理する混合物を粒状化する。

【００１６】なお、上記した液体キレート剤とは、母体
に親水性のキレート形成基を有する水溶性の化合物であ
って、重金属イオンと選択的に反応して強力なキレート
結合を形成し、水に不溶性の金属錯体を生成するもする
ものの総称である。

【００１７】

【作用】アルカリ飛灰に液体キレート剤を添加して重金
属を捕捉する処理を行う場合、その処理時の反応を効率
よく行わせるためには、アルカリ飛灰のｐＨが１２以下
の適正な領域になるようにすることが必要であると共
に、仮に、処理物の廃棄処分後の雰囲気が酸性状態にな
っても、その際に、金属イオンの溶出ができるだけ少な
く抑えられるようにすることが必要である。

【００１８】この点について、本発明では、アルカリ成
分である水酸化カルシウムと二酸化珪素を反応させ、ケ
イ酸カルシウムを生成させる処理を行う。水酸化カルシ
ウムをケイ酸カルシウムに変えることによって、処理物
のｐＨが低下し、液体キレート剤が重金属を効率よく捕
捉するｐＨ領域の値になる。また、上記ケイ酸カルシウ
ムは酸性雰囲気になれば溶解し、Ｃａイオンが生成する
が、ジチオカルバミン酸系の液体キレート剤は選択性を
有し、Ｃａイオンを捕捉しない。このため、ケイ酸カル
シウムの溶解が起こっても、液体キレート剤が余分に消
費されることはない。

【００１９】このため、本発明においては、アルカリ飛
灰に液体キレート剤を加える際に、二酸化珪素含有物質
の粉末を混合し、この混合物を水蒸気雰囲気下で加熱処
理（以下、水蒸気雰囲気下における加熱処理を水蒸気養
生という）する。この処理によって、アルカリ飛灰中に
含まれている水酸化カルシウムや塩化カルシウムと水酸
化カルシウムの複塩などのカルシウム化合物がケイ酸カ
ルシウムになり、安定化される。

【００２０】この処理においては、アルカリ飛灰に、ケ
イソウ土、ヒュームドシリカ、石炭灰などのシリカ質ダ
スト、ごみ焼却灰のようなシリカ分が多く含まれている
焼却灰、あるいはカオリン、ベントナイトなどの粘土類
などの二酸化珪素含有物質の粉末を液体キレート剤と共
に混合し、必要により水を加えた後、この混合物を水蒸
気養生する。

【００２１】このアルカリ飛灰の水蒸気養生に際し、ア
ルカリ飛灰中には、塩化カルシウム、水酸化カルシウ
ム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウ
ム、水酸化カルシウムと塩化カルシウムの複塩（ＣａＣ
ｌ（ＯＨ））など様々な形態のカルシウム化合物が存在
しているので、その反応は複雑であり、必ずしも、一義
的に示すことはできないが、主として、カルシウム化合
物と二酸化珪素が反応し、ケイ酸カルシウム水和物ゲル
が生成するものと考えられる。例えば、カルシウム化合
物が水酸化カルシウムである場合には、次の（１）式の
反応が起こるものと考えられる。

【００２２】

【化１】

【００２３】なお、上記処理時に添加する二酸化珪素含
有物質としては、反応性がよい非晶質の二酸化珪素を含
むものが望ましい。

【００２４】また、例えば、ごみ焼却設備の排ガス流路
に水酸化カルシウム含有物質と共に二酸化珪素含有物質
が投入された際のアルカリ飛灰などのように、捕集され
たアルカリ飛灰中に、既に、二酸化珪素含有物質の粉末
が含まれており、その量が、アルカリ成分を中和し、処
理物のｐＨ値を所定の領域まて下げることができる程度
に存在している場合には、二酸化珪素含有物質を加える
ことなく、そのアルカリ飛灰に液体キレート剤を加えて
水蒸気養生する。この場合にも、上記と同様の反応が進
行する。

【００２５】水蒸気養生する際、アルカリ飛灰と上記添
加物の混合物を、皿型造粒機、プレス機、ブリケットマ
シンなどで成型し、粒状化しておくことが望ましい。処
理するアルカリ飛灰の混合物を粒状化しておくと、水蒸
気養生する際に、水蒸気の通気が容易に行なわれるの
で、水蒸気養生する際に、混合物を攪拌する必要がな
く、処理混合物を静置しておいただけでも水蒸気との接
触が十分に行なわれ、反応が進行する。また、粒状化し
ておくと、処理後の移動、運搬などの取扱時や廃棄処分
後における飛散が起こらなくなる。このため、粒状化さ
れたアルカリ飛灰の処理混合物は、移動、運搬などの取
扱時に破壊されない程度の強度を有することが望まし
い。

【００２６】そして、（１）式の反応が行なわれると、
アルカリ飛灰中に含まれているＰｂ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｒ
などの重金属類の溶出が防止されるという副次的効果が
得られる。この重金属類の溶出が防止されるのは、生成
するケイ酸カルシウムと重金属類が複合化合物を形成し
たり、あるいはケイ酸カルシウム水和物ゲルに重金属類
が吸着されたりすることによるものであろうと考えられ
る。

【００２７】上述のような作用も期待し、かつ液体キレ
ート剤による重金属の捕捉性能を効率よく発現させるた
めには、その溶出液のｐＨが適正な範囲の値になるよう
に、処理物の性状を調整する必要がある。上記二つの条
件を満たすｐＨ値の範囲は８〜１２程度である。また、
さらに好ましい範囲は９〜１１である。

【００２８】なお、液体キレート剤には、高分子型のも
のと、低分子型のものとがあるが、何れも同じキレート
形成基を有するものであるので、上記何れの液体キレー
ト剤を使用する場合においても、適正なｐＨ領域は上記
の範囲と同じである。

【００２９】溶出液が適正なｐＨを示す処理物は、アル
カリ飛灰の水蒸気養生を適当な条件にすれば得られる。
これは、水蒸気養生の反応がＳｉ／Ｃａ比や温度または
時間によって、反応の進行度合やケイ酸カルシウム水和
物ゲルの生成量が変わることに基づくものであって、二
酸化珪素含有物質粉末の添加量や温度または処理時間を
適宜変えれば、処理物の溶出液のｐＨを上記範囲内に調
整することができる。

【００３０】液体キレート剤を添加してアルカリ飛灰中
の重金属を捕捉・固定する場合、まず、アルカリ飛灰と
二酸化珪素含有物質だけを混合した後、この混合物を水
蒸気養生し、次いで、この処理物に液体キレート剤を混
合させてもよい。

【００３１】アルカリ飛灰の処理を、水蒸気養生処理と
液体キレート剤を混合する処理の２段階に分けて行う
と、水蒸気養生処理においては、生成したケイ酸カルシ
ウムによって重金属が固定され、第１段階の重金属溶出
防止がなされる。次いで、液体キレート剤を混合する処
理においては、その一部が固定された一次処理物中の重
金属が、液体キレート剤によって捕捉・固定され、第２
段階の重金属溶出防止がなされる。このため、液体キレ
ート剤の添加量が一層節減される。

【００３２】また、本発明において使用する液体キレー
ト剤は水蒸気養生した際に保持される程度の温度範囲に
おける耐熱性は有るが、特別に高い温度にしたり、ある
いは、処理時間を長時間にしたりする水蒸気養生を実施
するような場合には、液体キレート剤の一部が劣化する
こともあり得る。このため、液体キレート剤の耐熱性が
懸念される上記のような条件で水蒸気養生を行う場合に
は、アルカリ飛灰の処理を水蒸気養生した後に液体キレ
ート剤を添加した方がよい。

【００３３】アルカリ飛灰に対する二酸化珪素含有物質
粉末の添加量は、事前に実験的に求めた結果に基づいて
決定される。これは、二酸化珪素含有物質粉末の添加量
はアルカリ飛灰中の塩化カルシウムや水酸化カルシウム
の含有量によって決定されるものであるが、アルカリ飛
灰中のカルシウム化合物は、様々な形態で存在してお
り、単なる化学分析値だけでは、それぞれの化合物の含
有量を算定することは難しく、また、それぞれのカルシ
ウム化合物の反応性がアルカリ飛灰の発生源やその性状
によって異なるためである。

【００３４】二酸化珪素含有物質粉末を添加・混合する
方法としては、二酸化珪素含有物質粉末を、ごみ焼却設
備の乾式集塵機から排出されたアルカリ飛灰と共にミキ
サに入れて混合してもよいし、アルカリ飛灰をバグフィ
ルターなどの乾式集塵機で捕集する際に、その上流側の
排ガス流路に投入し、アルカリ飛灰と共に捕集して混合
してもよい。二酸化珪素含有物質粉末を添加・混合する
上記２方法のうち、アルカリ飛灰と二酸化珪素含有物質
粉末の混合をアルカリ飛灰の捕集時に行なう方法による
場合、その際の乾式集塵機がバグフィルターのような濾
過式のものであって、かつ投入する二酸化珪素含有物質
粉末がケイソウ土などのような嵩高の粉末であれば、こ
れらの粉末が濾過助材の役目をなし、バグフィルターに
おける圧力損失の上昇が抑えられる。

【００３５】水蒸気養生の温度は、アルカリ飛灰を水蒸
気養生する際に液体キレート剤が存在しているか否かに
よって決める必要がある。液体キレート剤が含まれてい
ない混合物を水蒸気養生する場合には、反応温度は８０
℃〜３００℃程度の範囲であるのがよい。しかし、液体
キレート剤が含まれている混合物を水蒸気養生する場合
には、液体キレート剤の耐熱温度を考慮しなくてはなら
ないので、反応温度は８０℃〜２００℃程度の範囲にす
るのがよい。ただし、水酸化カルシウムと二酸化珪素の
反応速度は高温域であるほど大きくなるが、水蒸気養生
温度をあまり高温にすると、水蒸気養生の反応槽が高圧
用の装置になるので、設備コストが高くなる。このた
め、実用的には、水蒸気圧が１００３ｋＰａを超えない
範囲の温度（１８０℃以下）にすることが望ましい。

【００３６】

【実施例】

（実施例１）表１に示す組成のアルカリ飛灰１００ｇ
に、二酸化珪素の割合が表２に示す値になるように、シ
リカゲルの微粉末３０ｇを加え、さらに表２に示す割合
でジチオカルバミン酸系の高分子型液体キレート剤（分
子量１００００〜２００００）を加えた後、水を加えて
混練した。この混練物をステンレス容器に載せ、内容量
が１リットルのオートクレーブに入れ、１６０℃まで加
熱し、そのまま２時間保持した。そして、冷却した後、
オートクレーブから上記混練物（水蒸気養生処理物）を
取り出した。この水蒸気養生処理は、液体キレート剤の
添加割合を変えて、２回実施した。

【００３７】これらの水蒸気養生処理物を１０５℃で６
時間乾燥し、５mm以下の粒度になるように破砕した後、
このうちの約１０ｇを秤取し、これに９０mlの蒸留水を
加えて６時間振盪した。そして、振盪後の泥漿液を補足
粒子径が１μｍのフィルタで濾過し、濾液のｐＨと、濾
液中の重金属の濃度を分析した。また、比較のために、
無処理のアルカリ飛灰についても、上記と同様に振盪処
理し、その溶出液の分析を行なった。これらの結果を表
２に示す。

【００３８】表２において、二酸化珪素の添加量（kg／
飛灰kg）は、実験に供したアルカリ飛灰１ｋｇに対す
る、添加したシリカゲル中の二酸化珪素重量の比であ
る。また、Ｓｉ／Ｃａは、アルカリ飛灰とシリカゲルを
混合した処理物中に含まれるＣａ量とＳｉ量のmol 比で
ある。また、液体キレート剤添加量はアルカリ飛灰重量
に対する液体キレート剤重量の比である。

【００３９】表２の結果で明らかなように、実施例の分
析値においては、ｐＨが１０．５前後まで低下し、液体
キレート剤が重金属を効率よく捕捉することができるｐ
Ｈ領域の値になった。また、Ｐｂ濃度は０．３mg/l以下
になり、極めて良好であった。なお、ごみ焼却設備の排
ガス流路に消石灰の粉末と共に二酸化珪素含有物質とし
てケイソウ土を投入し、飛灰の捕集時に二酸化珪素含有
物質を添加・混合したアルカリ飛灰についても、上記実
施例１と同じ条件で水蒸気養生処理を行ったが、この際
に得た処理物の溶出液のｐＨおよびＰｂ濃度は表２に記
載した値と大差がなく、良好であった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】（比較例１）表１に示す組成のアルカリ飛
灰を使用し、実施例１とは異なる２方法の処理実験を行
った。一方の処理方法においては、ジチオカルバミン酸
系の高分子型液体キレート剤（分子量１００００〜２０
０００）を加えて混練する処理だけを行い、この混練物
を、実施例１の場合と同様に振盪処理し、その溶出液の
分析を行なった。この処理実験に際しては、液体キレー
ト剤の添加率を２％〜６％の範囲で３段階に変えて実施
した。この結果は表３に示す。

【００４３】他の処理方法においては、液体キレート剤
を添加しないで、シリカゲルを加えただけで水蒸気養生
した。この実験においては、液体キレート剤を添加しな
かったこと以外は、実施例１の場合と全く同様の操作を
行い、同一条件で実施した。この結果は表３に示す。

【００４４】まず、液体キレート剤だけを添加したNo.1
〜No.3の実験結果においては、液体キレート剤の添加量
を増やすにしたがって、有害重金属であるＰｂの濃度が
低下している。そして、液体キレート剤の添加率を６％
にしたNo.3の実験では、Ｐｂの濃度が０．２２mg/lまで
低下した。しかし、ｐＨは無処理飛灰の場合と変わらな
い値となり、液体キレート剤が重金属を効率よく捕捉す
ることができるｐＨ領域から外れた値のままであった。

【００４５】次に、シリカゲルを添加して水蒸気養生し
たNo.4の実験においては、ｐＨは１０．３まで低下し、
好ましいｐＨ領域の値になった。しかし、Ｐｂの濃度は
約０．５mg/lまで低下しているものの、将来における排
出規制の強化が予想されることを考えると、必ずしも良
好の値であるとは言えない。

【００４６】

【表３】

【００４７】（実施例２）表１に示す組成のアルカリ飛
灰を使用し、ジチオカルバミン酸系の低分子型液体キレ
ート剤（分子量５０００以下）を添加する処理実験を行
った。この実験においては、液体キレート剤を変えたこ
と以外は実施例１と全く同様に実施した。この結果を表
４に示す。

【００４８】表４に示すように、低分子型の液体キレー
ト剤を使用した場合には、液体キレート剤の添加量が少
なくても、その単位体積当たりのキレート形成基の数が
多いので、溶出液中の重金属濃度は実施例１の結果と同
等か、それ以上に良好な値であった。

【００４９】

【表４】

【００５０】（実施例３）表１に示す組成のアルカリ飛
灰を使用し、水蒸気養生温度と二酸化珪素の添加量を変
えた実験を行った。上記アルカリ飛灰１０ｋｇに、二酸
化珪素の割合が表５に示す値になるように、シリカゲル
の微粉末を加え、さらに、アルカリ飛灰に対し４％量の
ジチオカルバミン酸系の高分子型液体キレート剤（分子
量１００００〜２００００）を加えた後、水を加えて混
練した。この混練物をオートクレーブに装入し、温度を
１２０℃または１６０℃まで上げ、水蒸気養生を３時間
行った。水蒸気養生した処理物については、その１００
ｇを採取し、これに９００mlの蒸留水を加えて６時間振
盪した。振盪後の泥漿液を補足粒子径が１μｍのフィル
タで濾過し、濾液のｐＨと、濾液中の重金属の濃度を分
析した。これらの結果を表５に示す。

【００５１】表５において、まず、ｐＨ値については、
実施した水蒸気養生温度および二酸化珪素添加量の範囲
では、何れの測定値も１２以下になっており、液体キレ
ート剤が重金属を効率よく捕捉することができる領域の
値になった。

【００５２】次に、表５のＰｂの濃度を、表３に記載さ
れている比較例１（水蒸気養生をしなかった場合）の値
と比べてみると、液体キレート剤を６％添加した比較例
１のNo.3の値が０．２２mg/lであるのに対し、実施例３
のNo.2およびNo.3では液体キレート剤を４％しか添加し
なかったが、Ｐｂの濃度は何れも０．２mg/l以下になっ
ており、液体キレート剤を多量に加えた比較例１の値よ
りも良好であった。

【００５３】また、水蒸気養生温度と、溶出液のｐＨお
よびＰｂの濃度との関係をみると、その何れの値につい
ても、１２０℃で行ったNo.2の値よりも１６０℃で行っ
たNo.3の方が低くなっており、温度の効果が認められ
た。

【００５４】また、Ｓｉ／Ｃａの値と、溶出液のｐＨお
よびＰｂの濃度との関係をみると、Ｓｉ／Ｃａを０．８
４にしたNo.2およびNo.3においては、ｐＨ、Ｐｂ濃度の
何れについても、極めて良好の値になっているが、Ｓｉ
／Ｃａを０．４３にしたNo.1の場合には、Ｐｂ濃度がや
や高くなっており、ｐＨの値も１２に近づいているの
で、このＳｉ／Ｃａの値が、液体キレート剤が重金属を
効率よく捕捉するための二酸化珪素の添加量の下限界を
示しているものと思われる。

【００５５】

【表５】

【００５６】（実施例４）表１に示す組成のアルカリ飛
灰１０ｋｇに、シリカゲル粉末３ｋｇ、ジチオカルバミ
ン酸系の高分子型液体キレート剤（分子量１００００〜
２００００）４％を加えた後、水を加えて混練した。こ
の混練物を常圧の反応槽に装入し、水蒸気を通気しなが
ら約８０℃に保持した。この状態で４８時間経過させた
後、処理物を取出した。これらの処理物については、実
施例３の場合と同様に処理し、濾液のｐＨと、濾液中の
重金属の濃度を分析した。これらの結果を表６に示す。

【００５７】この実施例においては、水蒸気養生の温度
を８０℃まで下げたが、養生時間を長くしているので、
ｐＨおよびＰｂの濃度は十分に低下しており、良好な値
であった。

【００５８】

【表６】

【００５９】（実施例５）表１に示す組成のアルカリ飛
灰を使用し、水蒸気養生後に液体キレート剤を添加する
実験を行った。上記アルカリ飛灰１０ｋｇにシリカゲル
の微粉末３ｋｇを加え、さらに水を加えて混練した。こ
の混練物をオートクレーブに装入し、温度を１２０℃で
３時間の水蒸気養生を行った。水蒸気養生終了後、処理
物を取り出し、アルカリ飛灰に対し４％量のジチオカル
バミン酸系の高分子型液体キレート剤（分子量１０００
０〜２００００）を加えて混練した。この処理物を、実
施例３の場合と同様に処理し、濾液のｐＨと、濾液中の
重金属の濃度を分析した。これらの結果を表７に示す。

【００６０】この実施例５は、水蒸気養生の条件を実施
例３（表５）のNo.2と同じにして行ったものである。し
かし、その結果を溶出液のＰｂ濃度について、比較して
みると、液体キレート剤を加えた後に水蒸気養生をした
実施例３のNo.2よりも、水蒸気養生後に液体キレート剤
を加えた実施例５の方が良好であった。

【００６１】

【表７】

【００６２】（実施例６）アルカリ飛灰にシリカゲルや
液体キレート剤を加えた後、この混合物を粒状にし、こ
の粒状物を水蒸気養生する実験を行った。表１に示す組
成のアルカリ飛灰１０ｋｇに、シリカゲルの微粉末３ｋ
ｇを加え、さらにアルカリ飛灰に対して４％分のジチオ
カルバミン酸系の高分子型液体キレート剤（分子量１０
０００〜２００００）を加えた後、水を加えて混練し
た。この混練物をブリケットマシンで成型して、長径が
約３cmのアーモンド形の成型体を得た。この成型体を容
量２０リットルのオートクレーブに装入し、１２０℃で
３時間水蒸気養生した。この処理条件は実施例３（表
５）におけるNo.2の条件と同じであった。

【００６３】水蒸気養生した処理物については、実施例
３の場合と同様に処理し、濾液のｐＨと、濾液中の重金
属の濃度を分析した。これらの分析値は表８に示すよう
に、実施例３（表５）におけるNo.2の値と大差なく、良
好な値であった。

【００６４】

【表８】

【００６５】

【発明の効果】本発明によれは、アルカリ飛灰に二酸化
珪素含有物質および液体キレート剤を混合し、この混合
物を水蒸気養生するので、アルカリ飛灰中の水酸化カル
シウムなどのアルカリ成分が二酸化珪素と反応してケイ
酸カルシウムになり、処理物のｐＨが液体キレート剤が
重金属を効率よく捕捉することができる領域になる。こ
のため、液体キレート剤の添加量を節減できる。また、
ケイ酸カルシウムを生成させることによって、アルカリ
飛灰中の重金属が固定されるので、液体キレート剤の添
加量がさらに少なくて済む。

【００６６】また、本発明によれば、アルカリ飛灰に二
酸化珪素含有物質の粉末を加え水蒸気養生して一部の重
金属を固定した後、この加熱処理物に液体キレート剤を
混合するので、液体キレート剤の添加量が一層節減され
る。

【００６７】また、本発明によれば、アルカリ飛灰の水
蒸気養生に際し、予め、処理する混合物を粒状にしてお
くので、水蒸気養生する際の水蒸気の通気が容易にな
り、反応の進行が促進される。さらに、搬送時や廃棄処
分後などにおける飛散が起こらなくなる。

フロントページの続き (56)参考文献特開平８−66671（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118087（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−124619（ＪＰ，Ａ) 特開平１−218672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 F23J 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ごみ焼却設備の排ガス流路に水酸化カル
シウム含有物質の粉末が投入された際に捕集されたアル
カリ飛灰に、ケイソウ土、ヒュームドシリカ、石炭灰、
ごみ焼却灰、カオリン、ベントナイト、およびシリカゲ
ルの中から選ばれる１種又は２種以上の二酸化珪素含有
物質の粉末および液体キレート剤を混合し、この混合物
を水蒸気雰囲気下で加熱処理することよりなるごみ焼却
飛灰の無害化処理方法。
【請求項２】ごみ焼却設備の排ガス流路に水酸化カル
シウム含有物質の粉末および二酸化珪素含有物質の粉末
が投入された際に捕集されたアルカリ飛灰に液体キレー
ト剤を混合し、この混合物を水蒸気雰囲気下で加熱処理
することよりなるごみ焼却飛灰の無害化処理方法。
【請求項３】ごみ焼却設備の排ガス流路に水酸化カル
シウム含有物質の粉末が投入された際に捕集されたアル
カリ飛灰に二酸化珪素含有物質の粉末を混合し、この混
合物を水蒸気雰囲気下で加熱処理した後、この加熱処理
物に液体キレート剤を混合することよりなるごみ焼却飛
灰の無害化処理方法。
【請求項４】ごみ焼却設備の排ガス流路に水酸化カル
シウム含有物質の粉末および二酸化珪素含有物質の粉末
が投入された際に捕集されたアルカリ飛灰を水蒸気雰囲
気下で加熱処理した後、この加熱処理物に液体キレート
剤を混合することよりなるごみ焼却飛灰の無害化処理方
法。
【請求項５】請求項１または請求項２に記載のごみ焼
却飛灰の無害化処理方法において、アルカリ飛灰を水蒸
気雰囲気下で加熱処理するに際し、予め、加熱処理する
混合物を粒状化することを特徴とするごみ焼却飛灰の無
害化処理方法。