JP3291643B2 - 水銀除去方法 - Google Patents
水銀除去方法Info
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- C22B43/00—Obtaining mercury
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- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土壌中の有害な金
属の除去に関するものである。
属の除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水銀で汚染された土壌は、非常に有害で
あり、厳しく規制されている。これら土壌を経済的に、
かつ不溶化処理ではなく確実に浄化する方法は未だ存在
していない。従来、土壌から水銀や水銀化合物の影響を
除く方法には、Ｎａ2 Ｓ溶液などを散布混合して、土壌
中の水銀を不溶性の硫化水銀（ＨｇＳ）とするか、水で
洗い除く、或いはキルンによる高温加熱除去などによる
方法がある。
あり、厳しく規制されている。これら土壌を経済的に、
かつ不溶化処理ではなく確実に浄化する方法は未だ存在
していない。従来、土壌から水銀や水銀化合物の影響を
除く方法には、Ｎａ2 Ｓ溶液などを散布混合して、土壌
中の水銀を不溶性の硫化水銀（ＨｇＳ）とするか、水で
洗い除く、或いはキルンによる高温加熱除去などによる
方法がある。
【０００３】水銀汚染土壌の処理方法は、国で決められ
た基準値以下の場合は覆土することのみで対処してもよ
いが、基準値以上の場合、大きくは次の２つに分けられ
る。 原位置における不透水シートあるいはシートパイル及
びベントナイトを用いた囲い込み封じ込め処理。 特に濃度が高く掘削の場合、Ｎａ2 Ｓ（硫化ナトリウ
ム）溶液の散布混合による不溶化を行った後、コンクリ
ート製の貯留ピットを作成し、その中へ汚染土を入れ上
より蓋をして覆土を行う。
た基準値以下の場合は覆土することのみで対処してもよ
いが、基準値以上の場合、大きくは次の２つに分けられ
る。 原位置における不透水シートあるいはシートパイル及
びベントナイトを用いた囲い込み封じ込め処理。 特に濃度が高く掘削の場合、Ｎａ2 Ｓ（硫化ナトリウ
ム）溶液の散布混合による不溶化を行った後、コンクリ
ート製の貯留ピットを作成し、その中へ汚染土を入れ上
より蓋をして覆土を行う。
【０００４】しかし、従来の方法では次のような問題点
がある。 ＜イ＞どの処理方法も基本的には不溶化封じ込めである
ため、実際の処理では人為作業が数多く伴うこととなる
ことから、作業者の健康に対する影響が問題となる。 ＜ロ＞上記原位置における処理の場合は、不透水シート
などによって、囲い込み封じ込められているだけなので
水銀はそのまま残留しており、シートの経年変化や地震
等の影響によって再汚染する可能性があり、しかも上部
には建物等の建築は許可されない。 ＜ハ＞上記掘削による処理の場合、掘削した後の土地は
再利用することは可能であるが、別途、掘削汚染土を貯
蔵するためのピット用地が必要となる。又、この場合は
人によるピット管理が義務づけられている。 ＜ニ＞水で洗い流す方法は、多量の水が必要であり、更
にその水から水銀を除去する必要がある。 ＜ホ＞キルンによる加熱では、水銀化合物の沸点が５５
０℃付近であるので、５００℃乃至１０００℃で加熱す
るため、経済的に問題があり、また他の含有有害物も気
化排出されるので、除去装置が複雑で大規模となる。
がある。 ＜イ＞どの処理方法も基本的には不溶化封じ込めである
ため、実際の処理では人為作業が数多く伴うこととなる
ことから、作業者の健康に対する影響が問題となる。 ＜ロ＞上記原位置における処理の場合は、不透水シート
などによって、囲い込み封じ込められているだけなので
水銀はそのまま残留しており、シートの経年変化や地震
等の影響によって再汚染する可能性があり、しかも上部
には建物等の建築は許可されない。 ＜ハ＞上記掘削による処理の場合、掘削した後の土地は
再利用することは可能であるが、別途、掘削汚染土を貯
蔵するためのピット用地が必要となる。又、この場合は
人によるピット管理が義務づけられている。 ＜ニ＞水で洗い流す方法は、多量の水が必要であり、更
にその水から水銀を除去する必要がある。 ＜ホ＞キルンによる加熱では、水銀化合物の沸点が５５
０℃付近であるので、５００℃乃至１０００℃で加熱す
るため、経済的に問題があり、また他の含有有害物も気
化排出されるので、除去装置が複雑で大規模となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水銀化合物
を含有する土壌から水銀を容易に除去することにある。
を含有する土壌から水銀を容易に除去することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、水銀化合物を
含有する土壌から水銀を除去する水銀除去方法におい
て、土壌に添加剤を混合し、該水銀化合物の沸点より低
い温度で加熱し、水銀を土壌から除去する水銀除去方
法、又は、土壌にシリカ鉱物と添加剤を混合し、該水銀
化合物の沸点より低い温度で加熱し、水銀を土壌から除
去する水銀除去方法である。
含有する土壌から水銀を除去する水銀除去方法におい
て、土壌に添加剤を混合し、該水銀化合物の沸点より低
い温度で加熱し、水銀を土壌から除去する水銀除去方
法、又は、土壌にシリカ鉱物と添加剤を混合し、該水銀
化合物の沸点より低い温度で加熱し、水銀を土壌から除
去する水銀除去方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。 ＜イ＞水銀化合物の除去方法の概要 硫化水銀などの水銀化合物で汚染された土壌に添加剤を
混合し、水銀化合物の沸点より低い温度、例えば２００
℃乃至３００℃程度で加熱する。この結果、土壌に混合
していた水銀化合物の含有量が減少する。この処理にお
いて、汚染土壌がシリカ（二酸化珪素、ＳｉＯ2 ）を含
有しているか、もし含有していないか又は含有量が少な
い場合は、シリカ鉱物などのシリカを汚染土壌に混合す
る。
する。 ＜イ＞水銀化合物の除去方法の概要 硫化水銀などの水銀化合物で汚染された土壌に添加剤を
混合し、水銀化合物の沸点より低い温度、例えば２００
℃乃至３００℃程度で加熱する。この結果、土壌に混合
していた水銀化合物の含有量が減少する。この処理にお
いて、汚染土壌がシリカ（二酸化珪素、ＳｉＯ2 ）を含
有しているか、もし含有していないか又は含有量が少な
い場合は、シリカ鉱物などのシリカを汚染土壌に混合す
る。
【０００８】＜ロ＞添加剤 添加剤は、遷移金属、マグネシウム、カルシウム、亜
鉛、アルミニウム又はそれらの化合物が用いられる。遷
移金属は、鉄、ニッケル、マンガンが好ましく、更に鉄
が好ましい。遷移金属、マグネシウム、亜鉛、又はアル
ミニウムの化合物では、塩化物が好ましく、更に鉄又は
ニッケルの塩化物であるＦｅＣｌ2 、ＦｅＣｌ3 又はＮ
ｉＣｌ2 が好ましい。なお、汚染土壌に既に添加剤の成
分が十分に含有している場合は、新たに添加剤を混合す
る必要はない。
鉛、アルミニウム又はそれらの化合物が用いられる。遷
移金属は、鉄、ニッケル、マンガンが好ましく、更に鉄
が好ましい。遷移金属、マグネシウム、亜鉛、又はアル
ミニウムの化合物では、塩化物が好ましく、更に鉄又は
ニッケルの塩化物であるＦｅＣｌ2 、ＦｅＣｌ3 又はＮ
ｉＣｌ2 が好ましい。なお、汚染土壌に既に添加剤の成
分が十分に含有している場合は、新たに添加剤を混合す
る必要はない。
【０００９】＜ハ＞土壌 土壌には、通常、多数の物質を含有しており、その中で
もシリカは代表的な含有物質である。ヘドロなどのよう
に主に有機物を含有している場合、又はシリカが十分に
含有していない場合は、シリカ鉱物などのシリカの含有
する土壌やそれ自体を混合する必要がある。シリカを含
有している土壌として、標準砂や珪砂などが使用され
る。これら土壌の粒径を小さくし、反応表面積を大きく
すると、更に反応の効率を高めることができる。シリカ
は結晶性を有していると良く、結晶性のあるシリカ鉱物
の中で石英、チャート、又は正長石が好ましい。
もシリカは代表的な含有物質である。ヘドロなどのよう
に主に有機物を含有している場合、又はシリカが十分に
含有していない場合は、シリカ鉱物などのシリカの含有
する土壌やそれ自体を混合する必要がある。シリカを含
有している土壌として、標準砂や珪砂などが使用され
る。これら土壌の粒径を小さくし、反応表面積を大きく
すると、更に反応の効率を高めることができる。シリカ
は結晶性を有していると良く、結晶性のあるシリカ鉱物
の中で石英、チャート、又は正長石が好ましい。
【００１０】＜ニ＞土壌の加熱 土壌の加熱方法として、例えば、対象とする汚染土壌の
周囲を建物などによって密閉・囲い込み、作業環境の気
密性を高める。この作業環境の中で、例えばバックホウ
などの建設機械を用いて汚染土壌を掘削する。掘削され
た土壌はロータリーキルンなどの焼却炉中に投入され、
除去したい水銀化合物の沸点より低い温度、例えば２０
０℃乃至３００℃程度で加熱される。その際、焼却炉中
を減圧状態に保ち、蒸気化した水銀が炉外に漏れないよ
うにして、汚染土壌中の水銀の蒸気化を促進させる。
周囲を建物などによって密閉・囲い込み、作業環境の気
密性を高める。この作業環境の中で、例えばバックホウ
などの建設機械を用いて汚染土壌を掘削する。掘削され
た土壌はロータリーキルンなどの焼却炉中に投入され、
除去したい水銀化合物の沸点より低い温度、例えば２０
０℃乃至３００℃程度で加熱される。その際、焼却炉中
を減圧状態に保ち、蒸気化した水銀が炉外に漏れないよ
うにして、汚染土壌中の水銀の蒸気化を促進させる。
【００１１】＜ホ＞添加剤の混合 添加剤の混合方法は、例えばロータリーキルンを使用す
る場合、汚染土壌をロータリーキルン内に投入する際、
添加剤を同時に投入し、攪拌・混合・加熱する。攪拌は
予めロータリーキルン内に設けた攪拌翼によって行わ
れ、加熱中継続して行ない、汚染土壌と添加剤の反応を
十分に進行させる。
る場合、汚染土壌をロータリーキルン内に投入する際、
添加剤を同時に投入し、攪拌・混合・加熱する。攪拌は
予めロータリーキルン内に設けた攪拌翼によって行わ
れ、加熱中継続して行ない、汚染土壌と添加剤の反応を
十分に進行させる。
【００１２】＜ヘ＞蒸気化した水銀の捕集方法 蒸気化した元素状の水銀は、経気道吸収率が大変大きく
危険であるため、加熱処理によって蒸発した水銀は、系
外に漏らすことなく完全に捕集しなければならない。捕
集方法は、例えば、蒸気化した元素状の水銀を急冷して
凝集・沈殿させる。凝集・沈殿しなかった水銀蒸気は、
硫酸酸性下の過マンガン酸カリウム溶液に酸化分解捕集
される。更に捕集できなかった水銀蒸気は、水銀吸着専
用の活性炭によって吸着除去させる。
危険であるため、加熱処理によって蒸発した水銀は、系
外に漏らすことなく完全に捕集しなければならない。捕
集方法は、例えば、蒸気化した元素状の水銀を急冷して
凝集・沈殿させる。凝集・沈殿しなかった水銀蒸気は、
硫酸酸性下の過マンガン酸カリウム溶液に酸化分解捕集
される。更に捕集できなかった水銀蒸気は、水銀吸着専
用の活性炭によって吸着除去させる。
【００１３】
【実施例】以下に水銀化合物の除去の実験例を説明す
る。 ＜イ＞実験装置と条件（図１） 実験装置は、汚染土壌を加熱する加熱反応槽１０、流量
計１１、土壌から蒸発する水銀蒸気を十分に捕集できる
数段階の捕集設備、即ち水銀蒸気洗浄ビン１２、吸収反
応器１３、及び活性炭吸着カラム１４、減圧ビン１５、
減圧調整アスピレータ１６などを備えている。
る。 ＜イ＞実験装置と条件（図１） 実験装置は、汚染土壌を加熱する加熱反応槽１０、流量
計１１、土壌から蒸発する水銀蒸気を十分に捕集できる
数段階の捕集設備、即ち水銀蒸気洗浄ビン１２、吸収反
応器１３、及び活性炭吸着カラム１４、減圧ビン１５、
減圧調整アスピレータ１６などを備えている。
【００１４】汚染土壌は、磁性坩堝に入れられ、加熱反
応槽１０に配置され、スライダック電圧調整器１７で電
圧を加えて所定温度に保持される。加熱反応槽１０の圧
力は９９乃至９６ｋＰａ（７４０〜７２０ｍｍＨｇ）と
し、加熱温度は２００℃（±２０℃）とし、処理時間を
２時間とし、装置内ガス流量は４００ｍｌ乃至５００ｍ
ｌとした。土壌から気化した水銀蒸気は水銀蒸気洗浄ビ
ン１２で２℃乃至３℃に冷却され、ほとんど排液溜めに
捕集された。
応槽１０に配置され、スライダック電圧調整器１７で電
圧を加えて所定温度に保持される。加熱反応槽１０の圧
力は９９乃至９６ｋＰａ（７４０〜７２０ｍｍＨｇ）と
し、加熱温度は２００℃（±２０℃）とし、処理時間を
２時間とし、装置内ガス流量は４００ｍｌ乃至５００ｍ
ｌとした。土壌から気化した水銀蒸気は水銀蒸気洗浄ビ
ン１２で２℃乃至３℃に冷却され、ほとんど排液溜めに
捕集された。
【００１５】本実験のモニタリング方法は、土壌加熱前
後に土壌サンプルを行い、赤木法（過塩素酸＋硝酸＋硫
酸）による湿式土譲分解を行った。分解後、適宜希釈
し、フレームレス原子吸光分析によって総水銀濃度を測
定した。
後に土壌サンプルを行い、赤木法（過塩素酸＋硝酸＋硫
酸）による湿式土譲分解を行った。分解後、適宜希釈
し、フレームレス原子吸光分析によって総水銀濃度を測
定した。
【００１６】＜ロ＞供試土壌 供試土壌として、標準砂（豊浦産標準砂の使用）、ロー
ム土（火山灰性粘性土）及び水俣水銀汚染土壌（Ｈｇと
して０．４５ｍｇ／５ｇ（湿潤物当り実測値９０ｐｐ
ｍ））を使用した。ただし、ローム土は風乾物を用い、
ふるい法により粒径を２ｍｍ乃至１ｍｍに統一したもの
を使用した。これらの供試土壌の物性を表１乃至表２に
示す。なお、土壌に付加する供試水銀は、α−ＨｇＳ
（関東化学）を使用した。硫化水銀は、水銀化合物の中
でも最も安定しているので、硫化水銀から水銀を分離除
去できれば、他の水銀化合物からも水銀を分離除去可能
である。
ム土（火山灰性粘性土）及び水俣水銀汚染土壌（Ｈｇと
して０．４５ｍｇ／５ｇ（湿潤物当り実測値９０ｐｐ
ｍ））を使用した。ただし、ローム土は風乾物を用い、
ふるい法により粒径を２ｍｍ乃至１ｍｍに統一したもの
を使用した。これらの供試土壌の物性を表１乃至表２に
示す。なお、土壌に付加する供試水銀は、α−ＨｇＳ
（関東化学）を使用した。硫化水銀は、水銀化合物の中
でも最も安定しているので、硫化水銀から水銀を分離除
去できれば、他の水銀化合物からも水銀を分離除去可能
である。
【表１】
【表２】
【００１７】以下に各種添加剤を用いた加熱実験（実験
１）を示す。 ＜イ＞添加剤の種類 水銀量が２０ｍｇＨｇ／１０ｇ（標準砂）の土壌中に添
加剤を添加する。添加剤として、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ、
ＫＣｌ、ＣａＣｌ2 、ＣａＯ、ＭｎＣＯ3 、ＭｎＣ
ｌ2 、ＭｎＯ2 、ＭｎＳＯ4 、Ｆｅ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ
3 Ｏ4 、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3 、ＦｅＳＯ4 、モール
塩、ＦｅＯ（ＯＨ）、フェロセン、ＮｉＣｌ2 、Ｎｉ
Ｏ、ＺｎＣｌ2 、ＡｌＣｌ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ａｌ2
Ｏ3 を使用する。
１）を示す。 ＜イ＞添加剤の種類 水銀量が２０ｍｇＨｇ／１０ｇ（標準砂）の土壌中に添
加剤を添加する。添加剤として、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ、
ＫＣｌ、ＣａＣｌ2 、ＣａＯ、ＭｎＣＯ3 、ＭｎＣ
ｌ2 、ＭｎＯ2 、ＭｎＳＯ4 、Ｆｅ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｆｅ
3 Ｏ4 、ＦｅＣｌ2、ＦｅＣｌ3 、ＦｅＳＯ4 、モール
塩、ＦｅＯ（ＯＨ）、フェロセン、ＮｉＣｌ2 、Ｎｉ
Ｏ、ＺｎＣｌ2 、ＡｌＣｌ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ａｌ2
Ｏ3 を使用する。
【００１８】添加剤の添加濃度は、各化合物中の金属元
素として０．０１ｍｏｌ濃度（ｇ）とする。例えば、Ｎ
ａＣｌでは化合物の式量５８．５であるので０．５９
（ｇ）、ＭｇＣｌでは化合物の式量９５．２２であるの
で０．９５（ｇ）、Ｆｅでは元素自体で式量５５．８５
であるので０．５６（ｇ）、Ｆｅ2 Ｏ3 では化合物の式
量１６０であるので０．８（ｇ）、モール塩では化合物
の式量３９２．１４であるので３．９２（ｇ）、又はフ
ェロセンでは化合物の式量２４３．６であるので２．４
４（ｇ）を用いる。
素として０．０１ｍｏｌ濃度（ｇ）とする。例えば、Ｎ
ａＣｌでは化合物の式量５８．５であるので０．５９
（ｇ）、ＭｇＣｌでは化合物の式量９５．２２であるの
で０．９５（ｇ）、Ｆｅでは元素自体で式量５５．８５
であるので０．５６（ｇ）、Ｆｅ2 Ｏ3 では化合物の式
量１６０であるので０．８（ｇ）、モール塩では化合物
の式量３９２．１４であるので３．９２（ｇ）、又はフ
ェロセンでは化合物の式量２４３．６であるので２．４
４（ｇ）を用いる。
【００１９】＜ロ＞実験１の結果 各種添加剤による硫化水銀（ＨｇＳ）の除去効果の結果
を図２に示す。この実験から、添加剤を添加しないサン
プルに比して、遷移金属及び典型元素の金属であるマグ
ネシウム、亜鉛、アルミニウムに効果があり、典型元素
の金属より遷移金属の方が全体的に効果が有り、鉄とニ
ッケルに効果があり、また塩化物に効果が有あった。Ｆ
ｅＣｌ2 及びＦｅＣｌ3 の添加効果が非常に良く、初期
の水銀濃度２０ｍｇＨｇ／１０ｇが、２００℃、２時間
で０．１ｍｇ以下になり、硫化水素の除去率がそれぞれ
９９．７％、９９．０％に達した。またニッケルの塩化
物ＮｉＣｌ2 でも除去率が７２％であった。
を図２に示す。この実験から、添加剤を添加しないサン
プルに比して、遷移金属及び典型元素の金属であるマグ
ネシウム、亜鉛、アルミニウムに効果があり、典型元素
の金属より遷移金属の方が全体的に効果が有り、鉄とニ
ッケルに効果があり、また塩化物に効果が有あった。Ｆ
ｅＣｌ2 及びＦｅＣｌ3 の添加効果が非常に良く、初期
の水銀濃度２０ｍｇＨｇ／１０ｇが、２００℃、２時間
で０．１ｍｇ以下になり、硫化水素の除去率がそれぞれ
９９．７％、９９．０％に達した。またニッケルの塩化
物ＮｉＣｌ2 でも除去率が７２％であった。
【００２０】以下に塩化鉄の添加剤の促進反応について
の各種実験を示す。 ＜イ＞添加剤ＦｅＣｌ2 とＨｇＳの純品混合物の加熱実
験（実験２） 実験２は添加剤ＦｅＣｌ2 とＨｇＳだけを混合し（土壌
の混合無し）、加熱する。添加剤の添加量は実験１と同
量で０．０１ｍｏｌ（ｇ）に設定し、硫化水銀ＨｇＳの
初期量は２０ｍｇ（水銀として１７．４ｍｇ）とする。
２時間２００℃加熱処理の結果、水銀は１６．９ｍｇと
なり、殆ど水銀の減少はなく、硫化水銀は添加剤だけで
は除去されなかった。添加剤ＦｅＣｌ2 を使用すると、
塩素ガスを発生し、鉄は酸化鉄になる。
の各種実験を示す。 ＜イ＞添加剤ＦｅＣｌ2 とＨｇＳの純品混合物の加熱実
験（実験２） 実験２は添加剤ＦｅＣｌ2 とＨｇＳだけを混合し（土壌
の混合無し）、加熱する。添加剤の添加量は実験１と同
量で０．０１ｍｏｌ（ｇ）に設定し、硫化水銀ＨｇＳの
初期量は２０ｍｇ（水銀として１７．４ｍｇ）とする。
２時間２００℃加熱処理の結果、水銀は１６．９ｍｇと
なり、殆ど水銀の減少はなく、硫化水銀は添加剤だけで
は除去されなかった。添加剤ＦｅＣｌ2 を使用すると、
塩素ガスを発生し、鉄は酸化鉄になる。
【００２１】＜ロ＞標準砂の塩酸添加による加熱実験
（実験３） 実験３は、標準砂１０ｇ中に硫化水銀２０ｍｇを混合し
たサンプルａと脱鉄（熱濃塩酸による脱鉄）した標準砂
を用いたサンプルｂを用いて硫化水銀の除去率を求め
た。熱濃塩酸による標準砂からの金属の溶出割合を表３
に示す。
（実験３） 実験３は、標準砂１０ｇ中に硫化水銀２０ｍｇを混合し
たサンプルａと脱鉄（熱濃塩酸による脱鉄）した標準砂
を用いたサンプルｂを用いて硫化水銀の除去率を求め
た。熱濃塩酸による標準砂からの金属の溶出割合を表３
に示す。
【表３】
【００２２】この実験で塩酸の添加量は、０．０１ｍｏ
ｌ（ｇ）のＦｅＣｌ2 中に含有される塩素量と同様に設
定した。１Ｎ溶液５ｍｌとした。この実験結果におい
て、サンプルａ（標準砂と塩酸）の場合の硫化水銀の除
去率は、９３．０％であり、サンプルｂ（脱鉄砂と塩
酸）の場合の硫化水銀の除去率は、３６．０％であっ
た。塩酸による脱鉄砂は、通常の標準砂に比べて硫化水
銀の除去率は約１／３まで低下した。塩酸添加による蒸
発促進効果は、塩酸の塩素と砂中の鉄の存在下で、Ｆｅ
Ｃｌ2 を添加したと同様の状態が砂中において再現して
いる。脱鉄砂の場合は鉄の量が減少したので、除去率が
減少している。
ｌ（ｇ）のＦｅＣｌ2 中に含有される塩素量と同様に設
定した。１Ｎ溶液５ｍｌとした。この実験結果におい
て、サンプルａ（標準砂と塩酸）の場合の硫化水銀の除
去率は、９３．０％であり、サンプルｂ（脱鉄砂と塩
酸）の場合の硫化水銀の除去率は、３６．０％であっ
た。塩酸による脱鉄砂は、通常の標準砂に比べて硫化水
銀の除去率は約１／３まで低下した。塩酸添加による蒸
発促進効果は、塩酸の塩素と砂中の鉄の存在下で、Ｆｅ
Ｃｌ2 を添加したと同様の状態が砂中において再現して
いる。脱鉄砂の場合は鉄の量が減少したので、除去率が
減少している。
【００２３】＜ハ＞標準砂可変による加熱実験（実験
４） 実験４は、添加剤ＦｅＣｌ2 と硫化水銀２３ｍｇ（Ｈｇ
として２０ｍｇ）の添加量を一定として標準砂量を４段
階（１０００倍から５０００倍）に変化させて混合す
る。標準砂は豊浦産標準砂であり、Ｘ線解析からシリカ
を主成分としており、粒径は均一であり、平均係数は
１．５で、平均粒径は０．１８ｍｍである。標準砂量を
可変とした水銀の除去率を図３に示してあり、除去率が
９０％以上になるためには、砂量は水銀に対して２００
０倍以上が必要であった。
４） 実験４は、添加剤ＦｅＣｌ2 と硫化水銀２３ｍｇ（Ｈｇ
として２０ｍｇ）の添加量を一定として標準砂量を４段
階（１０００倍から５０００倍）に変化させて混合す
る。標準砂は豊浦産標準砂であり、Ｘ線解析からシリカ
を主成分としており、粒径は均一であり、平均係数は
１．５で、平均粒径は０．１８ｍｍである。標準砂量を
可変とした水銀の除去率を図３に示してあり、除去率が
９０％以上になるためには、砂量は水銀に対して２００
０倍以上が必要であった。
【００２４】＜ニ＞添加量可変による加熱実験（実験
５） 実験５は、標準砂量と硫化水銀濃度を一定にして、添加
剤ＦｅＣｌ2 の添加量を水銀モル濃度に対して１００
倍、等倍、１／１０倍、１／１００倍の４段階に変化さ
せて混合する。添加量を可変とした水銀の除去率を図４
に示す。添加剤ＦｅＣｌ2 の添加濃度が水銀に対して等
倍以上であると、２００℃、２時間加熱後で硫化水銀の
除去率は９９．５％以上の値を示したが、等倍よりも低
い添加濃度では、除去率は低下し１／１００倍では除去
率が５０％程度となった。
５） 実験５は、標準砂量と硫化水銀濃度を一定にして、添加
剤ＦｅＣｌ2 の添加量を水銀モル濃度に対して１００
倍、等倍、１／１０倍、１／１００倍の４段階に変化さ
せて混合する。添加量を可変とした水銀の除去率を図４
に示す。添加剤ＦｅＣｌ2 の添加濃度が水銀に対して等
倍以上であると、２００℃、２時間加熱後で硫化水銀の
除去率は９９．５％以上の値を示したが、等倍よりも低
い添加濃度では、除去率は低下し１／１００倍では除去
率が５０％程度となった。
【００２５】以下に、ローム土と水俣湾ヘドロの硫化水
銀の加熱除去について説明する。 ＜イ＞ローム土と水俣湾ヘドロの土壌（実験６） 実験６は、ローム土に硫化水銀を添加し、水銀として２
０ｍｇ／１０ｇとした。また、水俣湾ヘドロは水銀とし
て０．４５ｍｇ／５ｇであった。添加剤ＦｅＣｌ2 は
０．０１ｍｏｌとした。実験６の結果を表４に示す。ロ
ーム土と水俣湾ヘドロでは、標準砂と同様の効果は得ら
れなかった。
銀の加熱除去について説明する。 ＜イ＞ローム土と水俣湾ヘドロの土壌（実験６） 実験６は、ローム土に硫化水銀を添加し、水銀として２
０ｍｇ／１０ｇとした。また、水俣湾ヘドロは水銀とし
て０．４５ｍｇ／５ｇであった。添加剤ＦｅＣｌ2 は
０．０１ｍｏｌとした。実験６の結果を表４に示す。ロ
ーム土と水俣湾ヘドロでは、標準砂と同様の効果は得ら
れなかった。
【表４】
【００２６】＜ロ＞標準砂の添加（実験７、実験８） 実験７は、ローム土と水俣湾ヘドロに添加剤ＦｅＣｌ2
を増量し、標準砂を添加した。添加剤ＦｅＣｌ2 を０．
０２ｍｏｌとし、ローム土に対して標準砂を０％、２０
％、４０％の割合で変化させ、ヘドロに対して標準砂を
０％、５０％の割合で変化させた。この実験結果を図５
に示す。標準砂の添加量が増えると、除去率が比例して
増えることが示されている。
を増量し、標準砂を添加した。添加剤ＦｅＣｌ2 を０．
０２ｍｏｌとし、ローム土に対して標準砂を０％、２０
％、４０％の割合で変化させ、ヘドロに対して標準砂を
０％、５０％の割合で変化させた。この実験結果を図５
に示す。標準砂の添加量が増えると、除去率が比例して
増えることが示されている。
【００２７】実験８は、水俣湾ヘドロに豊浦産標準砂を
混合した際の除去率を図６に示す。添加剤ＦｅＣｌ2 は
０．０１ｍｏｌ（１．２６８ｇ）を使用した。この実験
結果を図６に示す。実験７と同様に、標準砂の添加量が
増えると、除去率が比例して増えることが示されてい
る。
混合した際の除去率を図６に示す。添加剤ＦｅＣｌ2 は
０．０１ｍｏｌ（１．２６８ｇ）を使用した。この実験
結果を図６に示す。実験７と同様に、標準砂の添加量が
増えると、除去率が比例して増えることが示されてい
る。
【００２８】＜ハ＞標準砂の添加（実験９） 実験９は、水俣湾ヘドロに標準砂より石英成分が多く、
また粒径も細かい８号珪砂を混合した土壌を用いた。８
号珪砂は９７％乃至９９％以上が石英成分である。８号
珪砂は直径が０．０５ｍｍ乃至０．１ｍｍ（標準砂は
０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度である）で、表面積は標
準砂の１０倍程度である。図７にこの実験データを示
す。この結果から、標準砂の約１／１０の量の珪砂で水
銀除去率９５％が得られた。この加熱蒸発反応は、反応
表面積に比例して迅速化される。
また粒径も細かい８号珪砂を混合した土壌を用いた。８
号珪砂は９７％乃至９９％以上が石英成分である。８号
珪砂は直径が０．０５ｍｍ乃至０．１ｍｍ（標準砂は
０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度である）で、表面積は標
準砂の１０倍程度である。図７にこの実験データを示
す。この結果から、標準砂の約１／１０の量の珪砂で水
銀除去率９５％が得られた。この加熱蒸発反応は、反応
表面積に比例して迅速化される。
【００２９】以下に、シリカ鉱物の種類による除去率を
示す。 ＜イ＞シリカ鉱物の添加（実験１０） 実験１０は、各シリカ鉱物（石英、チャート、正長石お
よび輝石）５ｇに対して０．０１２ｇのＨｇＳを添加し
て、２００℃で２時間加熱し、加熱蒸発反応を調べたも
のである。この結果を図８に示し、石英、チャート、正
長石は、加熱蒸発反応の効率が非常に高いことを示して
いる。
示す。 ＜イ＞シリカ鉱物の添加（実験１０） 実験１０は、各シリカ鉱物（石英、チャート、正長石お
よび輝石）５ｇに対して０．０１２ｇのＨｇＳを添加し
て、２００℃で２時間加熱し、加熱蒸発反応を調べたも
のである。この結果を図８に示し、石英、チャート、正
長石は、加熱蒸発反応の効率が非常に高いことを示して
いる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞水銀化合物で汚染された土壌から水銀を除去する
のに、従来５００℃乃至１０００℃であったものが、水
銀化合物の沸点より低い２００℃乃至３００℃の低い温
度で水銀を除去することができた。 ＜ロ＞低温で除去できるので、他の有害物質が排出され
ることが少ないので、除去装置も簡単で小規模にするこ
とができる。 ＜ハ＞土壌を低温で加熱するので、土壌そのものの変化
割合が小さい。したがって、生きた土として、すぐ再利
用することができる。 ＜ニ＞水銀及びその化合物（安定で除去の難しい硫化水
銀を含む）を汚染土壌より除去回収するものである。よ
って、汚染された土壌は、元の状態にまで復元され、再
利用することが可能となる。
できる。 ＜イ＞水銀化合物で汚染された土壌から水銀を除去する
のに、従来５００℃乃至１０００℃であったものが、水
銀化合物の沸点より低い２００℃乃至３００℃の低い温
度で水銀を除去することができた。 ＜ロ＞低温で除去できるので、他の有害物質が排出され
ることが少ないので、除去装置も簡単で小規模にするこ
とができる。 ＜ハ＞土壌を低温で加熱するので、土壌そのものの変化
割合が小さい。したがって、生きた土として、すぐ再利
用することができる。 ＜ニ＞水銀及びその化合物（安定で除去の難しい硫化水
銀を含む）を汚染土壌より除去回収するものである。よ
って、汚染された土壌は、元の状態にまで復元され、再
利用することが可能となる。
【図１】水銀汚染土壌の加熱実験装置の概要図
【図２】添加剤別の水銀除去率を示す図
【図３】標準砂量可変による水銀除去率を示す図
【図４】添加剤可変による水銀除去率を示す図
【図５】ローム土とヘドロでの標準砂可変による水銀除
去率を示す図
去率を示す図
【図６】ヘドロでの標準砂可変による水銀除去率を示す
図
図
【図７】珪砂量可変による水銀除去率を示す図
【図８】シリカ鉱物別による水銀除去率を示す図
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−130435（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−501601（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09C 1/08 B09C 1/06
Claims (4)
- 【請求項１】水銀化合物を含有する土壌から水銀を除去
する水銀除去方法において、 土壌に遷移金属、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ア
ルミニウム、又はこれらの化合物の中で少なくとも一種
類を添加剤として混合し、２００℃乃至３００℃の 温度で加熱し、 水銀を土壌から除去することを特徴とする、 水銀除去方法。 - 【請求項２】水銀化合物を含有する土壌から水銀を除去
する水銀除去方法において、 土壌にシリカ鉱物と遷移金属、マグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、アルミニウム、又はこれらの化合物の中で少
なくとも一種類を添加剤として混合し、２００℃乃至３００℃の 温度で加熱し、 水銀を土壌から除去することを特徴とする、 水銀除去方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の水銀除去
方法において、 該化合物は、塩化物である ことを特徴とする、 水銀除去方法。 - 【請求項４】請求項２に記載の水銀除去方法において、 該シリカ鉱物の粒径を小さくする ことを特徴とする、 水銀除去方法。
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|---|---|---|---|
| JP20380595A JP3291643B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 水銀除去方法 |
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| US08/672,715 US5803663A (en) | 1995-07-18 | 1996-06-28 | Mercury-removal method |
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|---|---|
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| CN102648045A (zh) * | 2009-07-06 | 2012-08-22 | 马尔系统公司 | 用于除去流体流中污染物的介质、及其制备和使用方法 |
| DE102010017075B4 (de) | 2010-05-25 | 2013-02-07 | Sascha Schröder | Verfahren zur Dekontamination von mit verdampfbaren metallischen und/oder verdampfbaren kohlenstoffhaltigen organischen Schadstoffen belasteten Erdreich |
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| CN104174635B (zh) * | 2014-09-03 | 2016-06-22 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 含汞废渣的处理方法及处理设备 |
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| US5245120A (en) * | 1991-12-27 | 1993-09-14 | Physical Sciences, Inc. | Process for treating metal-contaminated materials |
| US5300137A (en) * | 1992-09-18 | 1994-04-05 | Pittsburgh Mineral And Environmental Technology, Inc. | Method for removing mercury from contaminated soils and industrial wastes and related apparatus |
| DE4243313A1 (de) * | 1992-12-21 | 1994-06-23 | Ubib Unternehmens Und Innovati | Verfahren zur Dekontaminierung quecksilberbelasteter Feststoffe und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens |
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- 1996-06-28 US US08/672,715 patent/US5803663A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-15 DE DE69610532T patent/DE69610532T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-15 EP EP96111389A patent/EP0754502B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-15 ES ES96111389T patent/ES2151980T3/es not_active Expired - Lifetime
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