JP3455363B2 - 重金属固定剤の安定化方法 - Google Patents

重金属固定剤の安定化方法

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英昭 権平
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物などの焼却プラントから排ガスとともに排出される
灰分、例えば、電気集塵機で捕集されるEP灰や、バグ
フィルターで捕集された灰分など(本明細書では「飛
灰」と略称する)を無害化処理する技術に関する。 【0002】 【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物などから排出され
る飛灰には人体に有害な重金属類が多量に含まれてお
り、特に鉛、カドミウム、水銀などは飛灰の処理地にお
いて雨水などによる溶出が問題とされている。そのため
の対策として、例えば、焼却灰に石灰、硫酸第一鉄、水
を添加・混合する方法(特開昭54−60773号)、
重金属含有集塵ダストまたは焼却灰に、NaSまたはN
aSHを主成分とする処理剤を添加、攪拌または造粒す
る方法(特開昭58−67389号)、水銀などを含有
するごみ焼却灰中に液体キレートを散布する方法(特開
昭63−205192号)などが知られている。また、
本出願人も飛灰に重金属固定剤と水とを添加して混練、
固化する方法を提案している(特開平6−7925
4)。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、重金属固定剤
の中には、その使用時、有毒な二硫化炭素ガス、硫化カ
ルボニルガス等を発生する場合がある。本発明は、重金
属固定剤で飛灰処理をしても有毒なガスを発生しない重
金属固定剤の安定化方法を提供することである。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明はジチオカルボキ
シル基を有する化合物を主成分とする重金属固定剤で重
金属含有飛灰を処理するにあたり、その重金属固定剤に
その主成分の0.1〜100モル%のアミンを含有させ
ることを特徴とする重金属固定剤の安定化方法である。 【0005】ジチオカルボキシル基を有する化合物を主
成分とする重金属固定剤を用いて重金属含有飛灰を処理
し、無害化しようとする場合、その処理中に有害な二硫
化炭素ガスや硫化カルボニルガスが発生する場合があ
る。本発明はこのジチオカルボキシル基を有する化合物
を重金属固定剤として使用してもこれらの有毒ガスを発
生することのない重金属固定剤の安定化方法である。 【0006】 【発明の実施の形態】本発明のジチオカルボキシル基を
有する化合物とは 【0007】 【化1】 【0008】で表される官能基を分子内に一つ以上もっ
た化合物であり、この官能基をもった化合物としてはジ
チオカルバミン酸がある。 【0009】このジチオカルバミン酸はアミンと二硫化
炭素を反応させることによって容易に得ることができ
る。この反応は溶媒中で行っても良い。ジチオカルバミ
ン酸は通常不安定であり、アンモニウム塩、カリウムや
ナトリウムウなどのアルカリ塩、カルシウムやバリウム
などのアルカリ土類塩にして安定化させている。 【0010】本発明によって安定化されうる重金属固定
剤として使用されるジチオカルボキシル基を有する化合
物としては以下のものを挙げることができる。 【0011】 【化2】 【0012】(ここで、R1 、R2 は水素原子または置
換基を有してもよいアルキル基を表す。但し少なくとも
一つは置換基を有してもよいアルキル基を表す。またR
1 とR2 は結合して環を形成してもよい。MはNa、
K、Ba、Caなどのアルカリ金属またはアルカリ土類
金属を表し、nは価数である。さらに、Mn+はアンモニ
ウム基(NH4 + )やアルキルアミン基(R3 NH+
であってもよい。Rは水素原子または置換基を有しても
よいアルキル基を表す) 【0013】 【化3】 【0014】(ここで、X,Zは水素原子または置換基
を有してもよいアルキル基を表し、Yは置換基を有して
もよいアルキレン基である。l,mは0以上の整数を表
し、mはm=l+2を満たす。M,nは前記と同じであ
る。) 【0015】これらの内、特に代表的な化合物は、トリ
ス(ジチオカルボキシ)ジエチレントリアミン、N1
2 −ビス(ジチオカルボキシ)ジエチレントリアミン
またはその塩などのジチオカルボキシル基またはその塩
をN−置換基として有するアミン化合物であり、アミン
としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミ
ン、ブチルアミン等の低分子一級アミン、ジメチルアミ
ン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミ
ン等の低分子二級アミン、エチレンジアミン、1,3−
プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、イミノビスプ
ロピルアミン等の多価アミン、ポリエチレンイミン、ポ
リアリルアミン等のポリアミン、ピロリジン、ピペリジ
ン、ピペラジン、ヘキサメチレンイミン等の環状アミン
などを挙げることができる。 【0016】また、以下のイミン系、ピロリジン系など
高分子系化合物も使用できる。 【0017】 【化4】【0018】(R1 ,M,n,は前記と同じであり、
k,p,qは0以上の整数を表し、k,pは同時には0
でない。またqはq=k+pを満たす。) 【0019】 【化5】 【0020】(R1 ,M,n,は前記と同じであり、r
は1以上の整数を表す。) 【0021】 【化6】 【0022】(M,nは前記と同じであり、tは1以上
の整数を表す。) 【0023】これらの重金属固定剤はその1種または2
種以上を混合して用いることができる。 【0024】二硫化炭素などの発生を防止するために添
加するアミンとしては、二級のアミノ基をもった脂肪族
アミンを用いることができる。置換基として芳香族の置
換基をもっていても良い。例えばジメチルアミン、ジエ
チルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジアミルア
ミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジシク
ロヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ジアリルアミ
ン、N−メチルエチルアミン、N−エチルプロピルアミ
ン、N−メチルブチルアミン、N−エチルブチルアミ
ン、N−メチルヘキシルアミン、N−メチルシクロヘキ
シルアミン、N−エチルシクロヘキシルアミン、N−メ
チルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、ピロ
リジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、チオモ
ルホリン、ヘキサメチレンイミン、2−メチルアミノエ
タノール、2−エチルアミノエタノール、2−ブチルア
ミノエタノール、イミノジエタノール、イミノビスイソ
プロパノール等が挙げられる。また、二級アミノ基を分
子内に少なくとも一つもった多価アミンも用いることが
できる。例えば、N−メチルエチレンジアミン、N−エ
チルエチレンジアミン、N−ブチルエチレンジアミン、
N,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N′−ジエ
チルエチレンジアミン、N−メチル−1,3−プロパン
ジアミン、N,N′−ジメチル−1,3−プロパンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、イミノビスプロピルアミン、ポリエチレンイミ
ン、N−(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジア
ミン、N,N′−ビス(3−アミノプロピル)エチレン
ジアミン、3,3′−イミノビス(N,N′−ジメチル
プロピルアミン)等が挙げられる。 【0025】添加量は、主成分であるジチオカルボキシ
ル基を有する化合物に対して0.1〜100モル%、好
ましくは0.5〜50モル%である。 【0026】添加方法は、あらかじめ重金属固定剤に添
加してもよいし、飛灰を処理する際に重金属固定剤とと
もに添加してもよい。また添加するアミンがジチオカル
ボキシル基を有する化合物の原料である場合はその製造
過程に添加または未反応物として含有させてもよい。最
適な添加方法は主成分を水溶液などの剤とする際に添加
する方法である。 【0027】 【実施例】本発明を以下の実施例により具体的に説明す
る。但し、本発明は下記実施例によって何ら制限を受け
るものではない。 【0028】比較例 容器にジエチレントリアミン 103gと水 189
g、25wt%NaOH水溶液 480gを入れ、温浴
中で40℃以上にならないように攪拌しながら二硫化炭
素228gを滴下して反応を行い、トリス(ジチオカル
ボキシ)ジエチレントリアミンのNa塩の赤色透明水溶
液を得た。この原液を10wt%の水溶液に希釈したも
のを40gと飛灰A及びB(ともにストーカー炉乾式E
P灰)100gとをホバートミキサーにて混練した。混
練物は50〜60℃に発熱したので、直ちに混練物の直
上の二硫化炭素ガスの濃度をガス検知管(北川式141
SB0.8−50ppm)で測定したところ、飛灰Aで
は16ppm、飛灰Bでは20ppmでいずれも安全基
準の10ppmを上回っていた。 【0029】実施例 比較例で得たトリス(ジチオカルボキシ)ジエチレント
リアミンのNa塩の赤色透明水溶液に25モル%のジエ
チレントリアミンを添加、混合した調製液を12.5w
t%に希釈した水溶液 40gを用いた以外は比較例と
同様の操作を行った。二硫化炭素ガス濃度を測定したと
ころ、Aは検出限界以下(ND)、Bは2ppmでいず
れも安全基準の10ppm以下であった。 【0030】使用した飛灰A、Bの組成を表1に示す。 【0031】 【表1】 【0032】 【発明の効果】ジチオカルボキシル基を有する化合物を
主成分とする重金属固定剤を用いて重金属含有飛灰を処
理し、無害化しようとする場合、その処理中に発生する
有害な二硫化炭素ガスなどの発生を防止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−79254(JP,A) 特開 平5−50055(JP,A) 特開 平1−99679(JP,A) 特開 昭64−90083(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 A62D 3/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ジチオカルボキシル基を有する化合物を
    主成分とする重金属固定剤で重金属含有飛灰を処理する
    にあたり、その重金属固定剤にその主成分の0.1〜1
    00モル%のアミンを含有させることを特徴とする重金
    属固定剤の安定化方法。
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