JP3728807B2 - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重金属含有灰の処理方法に係り、特に、重金属含有灰を容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理物からの重金属の溶出を確実に防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミや産業廃棄物を焼却プラントで焼却すると、焼却灰や燃焼排ガスに同伴して飛灰（以下、焼却灰と飛灰を重金属含有灰とする。）が発生する。この飛灰を捕捉するために、従来、バグフィルタや電気集塵機が設置され、集塵された飛灰や焼却灰は埋立て、地盤工事などに有効利用されている。
【０００３】
ところで、こうして得られる重金属含有灰中には、重金属が含有されているため、重金属含有灰を埋立て等に利用するに当っては、重金属含有灰中の重金属の溶出を防止する処理を施す必要がある。特に、排ガス中のＨＣｌ、ＳＯ_Ｘを消石灰で除去する時に発生する未反応の消石灰などを多く含む飛灰は、水と接触した時のｐＨが高くなり、鉛が多量に溶出する場合があるため、これを防止する必要がある。
【０００４】
従来、重金属含有灰の重金属溶出防止方法としては、溶融法、セメント固化法、酸或いはその他の溶媒による抽出法、薬剤処理法などが提案されているが、設備、運転管理、処理コスト等の面から薬剤処理法が重視されている。
【０００５】
薬剤処理法としては、飛灰や飛灰と焼却灰の混合物に水酸化カルシウムの存在下で特定量の水溶性リン酸又はその塩を添加して、カドミウム及び鉛の溶出を防止する方法（特公平４−６１７１０号公報）が提案されている。
【０００６】
また、特開平７−２０４６０５号公報には、固体酸と固結防止剤を主成分とする廃棄物処理材が提案されている。この特開平７−２０４６０５号公報において、固体酸としては、(1)酸性白土、ベントナイト、カオリン等の天然粘土鉱物、(2)シリカゲルやアルミナに硫酸、リン酸等を付着させたもの、(3)カチオン交換樹脂などが例示されている。また、固結防止剤としては、シリカゲル、ケイソウ土、ベントナイト、活性白土などが挙げられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特公平４−６１７１０号公報記載の水溶性リン酸又はその塩を添加する方法では、未反応の消石灰を多量に含んでいる飛灰に対しては、未反応の消石灰との反応に添加した水溶性リン酸又はその塩が消費されるため、溶出液のｐＨが下がらず、鉛の溶出を防止し得ないという問題がある。
【０００８】
また、特開平７−２０４６０５号公報記載の廃棄物処理材は、固体の酸と固体の固活防止剤とからなる粉末状のものであるため、重金属含有灰との反応性が十分ではなく、また、取り扱い性に難があり、定量供給が容易ではないという欠点がある。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決し、重金属含有灰との反応性が高く、取り扱い性にも優れた処理剤により、ｐＨ調整を必要とすることなく、重金属含有灰を容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理物からの重金属の溶出を確実に防止する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の重金属含有灰の処理方法は、重金属含有灰に、水と粘土と正リン酸を加えて混練することにより重金属含有灰中の重金属を固定化することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、重金属含有灰に水と粘土と正リン酸とを添加して混練することにより、重金属含有灰中の鉛やカドミウムなどの重金属を正リン酸と反応させ、リン酸鉛、リン酸カドミウムなどの難溶性塩として固定化すると共に、これら難溶性塩や重金属を粘土の表面に吸着させることにより、安定に固定化することができる。
【００１２】
このような固定化反応機構において、本発明ではリン酸系重金属固定化剤として正リン酸を用いるため、リン酸系重金属固定化剤と重金属含有灰との反応性が高く、また、簡易な薬注設備で容易にリン酸系重金属固定化剤の定量供給を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明においては、重金属含有灰に、粘土と、水及び正リン酸とを加えて混練することにより重金属含有灰中の重金属を固定化する。
【００１５】
本発明方法において粘土としては、活性白土、酸性白土、ベントナイト、カオリン、陶土などの一般土壌構成塩のいずれを用いても良い。これら粘土は１種を単独で用いても、２種以上を併用しても良い。
【００１６】
本発明において、粘土の添加量は、重金属含有灰に対して１〜５０重量％とするのが好ましい。
【００１７】
本発明において、正リン酸の添加量は重金属含有灰に対して１〜２０重量％とするのが好ましい。
【００１８】
また、本発明において、重金属含有灰に対する水の添加量は、１０〜６０重量％とするのが好ましい。従って、正リン酸の水溶液を添加する場合は、この水添加量となるように水溶液濃度を調整するか、或いは、必要に応じて別途水を添加する。ただ、処理後の含水率による効果に大差はなく、水の添加量は作業性等の面から任意に設定できる。
【００１９】
本発明方法において、重金属含有灰に水、粘土及び正リン酸を添加する際、これらの添加順に特に制限はなく、どのような順序で添加しても良く、また同時添加でも良い。また、予めこれらを混合してスラリー状にして添加しても良い。
【００２０】
本発明によれば、重金属含有灰に、水、粘土及び正リン酸を加えて混練することにより、重金属の溶出が殆どない混練物が得られる。
【００２１】
なお、混練方法は、重金属含有灰と添加物とが均一に混ざる方法であれば、どのような方法を用いてもよい。この混合物は、通常の場合、埋立処分される。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２３】
なお、実施例及び比較例において、処理した飛灰（原灰）の成分組成は表１に示す通りである。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例１〜４，比較例１〜１１
原灰５０ｇを５００ｍｌのポリビーカーに採り、水を原灰に対して４０重量％添加し、これに活性白土及び／又は正リン酸を表２に示す量添加し（ただし、比較例１では添加物なし）、スパーテルで十分に混練した。この処理物について環境庁告示１３号試験に準じて溶出試験を行い、結果を表２に示した。
【００２６】
【表２】

【００２７】
表２より次のことが明らかである。
【００２８】
即ち、無処理（比較例１）ではＰｂが溶出する。また、活性白土のみ（比較例２〜６）では、大量に添加してもＰｂの溶出を防止し得ず、リン酸のみ（比較例７〜１１）では、Ｐｂの溶出防止のためには、原灰に対して２０重量％も添加する必要がある。
【００２９】
これに対して、活性白土及び正リン酸を添加した場合には、少ない添加量でＰｂの溶出を防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の重金属含有灰の処理方法によれば、
(1) 未反応の消石灰を含む飛灰や未反応の消石灰を含まない飛灰などあらゆる飛灰に対しても、ｐＨ調整することなく、鉛やカドミウムなどの有害重金属を確実に固定化することができる。
(2) 一般の土壌成分である粘土を使用するため、無害化処理や埋立処分後も安定かつ安全である。
(3) 正リン酸を用いるため、重金属含有灰との反応性が高く、また、定量供給が容易で簡易な薬注設備で容易に正リン酸の定量供給を行える。
等の効果のもとに、重金属含有灰を容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理物からの重金属の溶出を確実に防止することができる。

Claims (1)

1. 重金属含有灰に水と粘土と正リン酸を加えて混練することにより、重金属含有灰中の重金属を固定化することを特徴とする重金属含有灰の処理方法。