JP3948967B2

JP3948967B2 - Manufacturing method of artificial aggregate

Info

Publication number: JP3948967B2
Application number: JP2002018090A
Authority: JP
Inventors: 敏夫今井; 宇幹玉重
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003212620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等に用いられる人工骨材に関し、より詳しくは、重金属で汚染された土壌を原料の一部として用いて製造される人工骨材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の焼却処理施設の周辺や、工場跡地等において、重金属で汚染された土壌の存在が問題視されている。
このような重金属で汚染された土壌を処理する方法としては、例えば、現場で汚染土壌を固化して、重金属が周囲に溶出しないように処理する方法や、非汚染土壌と汚染土壌とを遮断する工事を行なう方法が知られている。しかし、現場で処理する方法は、汚染土壌中の重金属が除去されずに残存するため、将来的に周囲に拡散する可能性を否定することができない。
【０００３】
一方、汚染土壌をトラックで搬出して、処理工場で汚染土壌中の重金属を除去した後、処理後の土壌を現場等に埋め戻す方法も知られている。しかし、現場から処理工場への汚染土壌の運搬に加えて、処理後の土壌を処理工場から現場等に再度、運搬しなければならないことから、輸送費等に多大なコストがかかるのが実情である。
そのため、汚染土壌を処理工場に運搬して重金属を除去する処理を行なった後、処理後の土壌を有用な用途に利用することができれば、極めて、望ましいことになる。
【０００４】
このような汚染土壌の利用技術として、例えば、特開平１１−９２１９２号公報には、汚染物質により汚染された汚染土等を原料とし、主として可燃性廃棄物を燃料として原料を溶融し、冷却して人工骨材を製造する技術が、記載されている。
しかし、上記公報に記載されている技術は、▲１▼汚染土を溶融するに際し、１６００℃以上の超高温に加熱する必要があり、エネルギー費が多大になること、▲２▼超高温に耐える炉材を必要とするなど、設備やメンテナンス費が多大になること、▲３▼汚染土中の重金属を十分に除去することができないこと、等の問題点がある。
【０００５】
ところで、廃棄物を原料として用い、焼成法によって人工骨材を製造する場合、一般的に、焼成工程の前工程として、原料を成形、造粒等によって球状物等の粒状物に加工する工程を設けている。例えば、特開２００２−３２４８号公報中の実施例には、ごみ焼却飛灰等からなる原料の粉砕物を押し出し成型機で成型した後、ロータリーキルンで焼成し、骨材を得る技術が記載されている。
【０００６】
しかし、この技術は、▲１▼成形等によって得られる粒状物は、乾燥後であっても磨り減りに耐えられるほどの十分な強度を有していないので、被加熱物がキルン内を転動しながら低温部から高温部へと移動しつつ焼成されるように構成したロータリーキルン等の加熱手段を用いたのでは、部分的に粉化してしまい、歩留まりが悪いこと、▲２▼原料を粒状物にする工程（すなわち、成形や造粒の工程）に要するコストが、人工骨材の製造コストの増大を招くこと、等の問題点がある。これらの問題点は、原料として汚染土壌を用いた場合であっても、同様に生じるものと考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、汚染土壌を溶融して人工骨材を製造する場合には、１６００℃以上の高温にする必要があるため、エネルギー費が多大になること等の問題がある。また、廃棄物から焼成法によって人工骨材を製造する場合には、ロータリーキルン内で、廃棄物からなる粒状物が部分的に粉化し、歩留まりが悪いこと等の問題がある。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を有することなく、重金属で汚染された土壌から重金属を十分に除去することができるとともに、重金属が除去された土壌を、無害な人工骨材として再資源化することのできる人工骨材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質（例えば、塩素を含む合成樹脂からなる廃材の粉砕物等）の混合物を、ロータリーキルン内で所定の温度条件下で加熱することによって、コンクリート等の骨材として用いるのに適する寸法を有する略球状の粒状物が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明（請求項１）の人工骨材の製造方法は、重金属（例えば、鉛）で汚染された土壌と、塩素を含む物質（例えば、ポリ塩化ビニル樹脂からなる廃プラスチックを３ｍｍ程度以下の寸法に粉砕してなる粉砕物）とを混合して、混合物を得る工程と、成形または造粒の処理を施さずに上記混合物をロータリーキルン内に投入し、該ロータリーキルン内において、１１００〜１６００℃の温度で上記混合物の加熱処理を行ない、粒状物を得る工程と、上記粒状物を冷却した後、篩い分けを行ない、人工骨材（例えば、粒径５〜２０ｍｍのもの）を得る工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法によれば、土壌に含まれている重金属が、塩素を含む物質に含まれている塩素分と反応して、重金属の塩化物として揮発するので、土壌から重金属（例えば、鉛等の有害な重金属）が除去される。また、重金属が除去された土壌は、ロータリーキルン内での転動作用及び加熱による部分溶融によって、５〜２０ｍｍ程度の粒径を有する略球状の粒状物を含む被処理物となる。そのため、被処理物を篩い分けることによって、５〜２０ｍｍ程度の粒径を有する略球状の人工骨材を得ることができる。
【００１０】
本発明の方法において、上記塩素を含む物質の具体例として、例えば、塩素を含む高分子物質（例えば、ポリ塩化ビニル樹脂からなる廃プラスチックの粉砕物）及び／又はアルカリ土類金属の塩化物（例えば、塩化カルシウム）が挙げられる（請求項２）。
本発明の方法において、上記重金属で汚染された土壌中の重金属の具体例として、例えば、鉛、カドミウム、水銀、砒素、セレン、アンチモン、亜鉛、銅からなる群より選択される一種以上の重金属が挙げられる（請求項３）。
本発明の方法において、上記ロータリーキルン内にアルカリ金属を含有する物質（例えば、酸化ナトリウムを組成物中に含む廃ガラスの粉砕物）を投入して、上記混合物と接触させることができる（請求項４）。
このようにアルカリ金属を含有する物質を投入することによって、ロータリーキルンから排出される焼成物（人工骨材）中に塩素分が残留することを回避することができる。
本発明の方法において、上記重金属で汚染された土壌として、例えば、焼却主灰及び／又は焼却飛灰を含むものが挙げられる（請求項５）。
本発明の方法において、上記重金属で汚染された土壌として、例えば、工場敷地内及び／又は工場跡地内から採集された土壌を含むものが挙げられる（請求項６）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の人工骨材の製造方法は、重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質とを混合して、混合物を得る工程（原料調製工程）と、ロータリーキルン内において、１１００〜１６００℃の温度で混合物（人工骨材の原料）の加熱処理を行なう工程（焼成工程）と、加熱処理後の混合物を冷却後、篩い分けを行ない、所望の寸法の人工骨材を得る工程（篩い分け工程）とを含むものである。
以下、各工程について詳述する。
【００１３】
［原料調製工程］
重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質とを混合して、人工骨材の原料である混合物を得る工程である。
重金属で汚染された土壌としては、例えば、都市ごみ等の一般廃棄物や産業廃棄物の焼却施設から排出される焼却主灰及び／又は焼却飛灰が、周辺地域に飛散または廃棄されて堆積し、天然の土壌と混じり合った土壌や、焼却主灰及び／又は焼却飛灰と、天然の土壌を人為的に混合させた土壌や、稼動中または休止中の工場敷地内の土壌や、工場跡地の土壌等が挙げられる。
重金属で汚染された土壌を発生し得る工場としては、例えば、金属製品製造工場、化学工場、電気機械器具製造工場等のように重金属を含む物質を製造工程等で使用する工場が挙げられる。これらの工場では、製造施設からの漏出や、工場内での重金属含有廃棄物の不適切な取り扱い等によって、敷地内で重金属汚染が起きる可能性があり、実際に、工場敷地内における重金属汚染が、しばしば問題になっている。
【００１４】
土壌に含まれる重金属としては、例えば、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）、砒素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）等の有害な重金属が挙げられる。
本明細書中において、「重金属で汚染されている」とは、土壌中の重金属の含有率が、通常の土壌（天然の土壌）よりも有意に高いことを意味する。すなわち、天然の土壌とは異なり、人為的に生じる重金属含有物質（例えば、焼却主灰、焼却飛灰、工場で発生する重金属を含む廃棄物等）が混入した影響が認められる土壌のことを、本明細書中で「重金属で汚染された土壌」と称する。
【００１５】
重金属で汚染された土壌の典型例として、例えば、環境省の「土壌の汚染に係る環境基準」（公害対策基本法第９条の規定に基づく土壌の汚染に係る環境基準；平成１３年改正）に定められている基準を超える含有量で重金属を含む土壌が挙げられる。該環境基準は、鉛、カドミウム、水銀（総水銀）、砒素、セレン等について、土壌中の含有量の基準値を定めている。具体的には、該環境基準の別表に記載されている方法で調製された検液中の重金属の含有量について、次のように環境基準を定めている。
［重金属の環境基準］
鉛：検液１リットル当たり、０．０１ｍｇ以下
カドミウム：検液１リットル当たり、０．０１ｍｇ以下
総水銀：検液１リットル当たり、０．０００５ｍｇ以下
砒素：検液１リットル当たり、０．０１ｍｇ以下
セレン：検液１リットル当たり、０．０１ｍｇ以下
【００１６】
重金属で汚染された土壌は、塩素を含む物質と混合する前に、予め、所定の寸法のふるい目（例えば、３０〜５０ｍｍのふるい目）を有するふるいや、磁選機等を用いて、木片、金属片、コンクリート片、磁石等の異物を取り除いておくことが望ましい。
【００１７】
本発明の方法で用いられる塩素を含む物質としては、例えば、塩素を含む高分子物質、アルカリ土類金属の塩化物等が挙げられる。
塩素を含む高分子物質としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニル系樹脂（例えば、エチレン・塩化ビニル共重合樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂等）、ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）等の塩素を含む樹脂からなる成形物の粉砕物が挙げられる。
塩素を含む樹脂からなる成形物の破砕物は、例えば、最大寸法が３ｍｍ以下となるように粉砕して用いられる。この場合、重金属で汚染された土壌の無害化処理と同時に、廃プラスチックの再資源化を達成することができる。また、廃プラスチックの燃焼によって大量の熱が発生するので、外部の熱源（例えば、バーナー）における燃料使用量が減り、エネルギー費を削減することができる。
アルカリ土類金属の塩化物としては、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。
【００１８】
重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質の混合割合は、土壌中のアルカリ金属及び重金属類が塩化物を形成するのに十分な量の塩素が供給されるように、汚染土壌に対する塩素を含む物質の必要量を概算した上で、定めればよい。具体的には、土壌の化学組成や、土壌に混入している焼却灰等の化学組成や、塩素を含む物質中の塩素の含有率等を考慮して、該混合割合を定めればよい。一般的には、重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質の混合割合は、重金属で汚染された土壌中のアルカリ金属元素及び重金属元素の全量が塩化するのに必要な化学量論的に導かれる塩素量の１．２倍〜３倍の塩素が、塩素を含む物質中に含まれるように、定めることが望ましい。
重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質とを混合するには、確実かつ効率的に混合することのできる方法であれば任意であり、例えば、容器回転式混合機、機械撹拌式混合機、気流式混合機等を用いることができる。また、汚染土壌と、塩素を含む物質の両者を粉砕機に同時に投入して、混合粉砕する方法を用いてもよい。
【００１９】
重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質の混合物は、次工程の焼成工程の前に、成形、造粒等の処理を施す必要がなく、直ちに、次工程のロータリーキルン内に投入される。このように、本発明においては、成形、造粒等の工程を別途、設ける必要がないことから、汚染土壌の処理に要する労力及び費用を削減することができる。
重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質を混合するに際して、次工程の焼成工程における造粒を促進するために、緻密化調整剤として、カルシウム含有物質、アルミナ含有物質、鉄成分含有物質、ベントナイト等の粘土類等を添加することができる。
なお、重金属で汚染された土壌と、塩素を含む物質は、次工程の焼成工程で用いられるロータリーキルン内に別々に投入し、ロータリーキルンの回転を利用して混合することもできる。
【００２０】
［焼成工程］
原料調製工程で得られた混合物（人工骨材の原料）をロータリーキルン内において１１００〜１６００℃の温度で加熱処理する工程である。
ロータリーキルンは、例えば、所定の速度で回転する円筒状の胴体部の一端に、混合物を投入するための投入口を設け、他端に、混合物が焼成してなる焼成物を排出するための排出口を設けるとともに、投入口から排出口に向かって胴体部を若干下方に傾斜させ、かつ、内熱式または外熱式の加熱手段を設けてなるものである。ここで、内熱式の加熱手段としては、例えば、胴体部の内側を加熱するために排出口付近に胴体部の内方に向けて設置したバーナーが挙げられる。また、外熱式の加熱手段としては、例えば、胴体部の周囲に胴体部の壁面に向けて設置した複数のバーナーが挙げられる。胴体部は、例えば、２０〜１００ｍの長さ、１．０〜５．０ｍの内径、３／１００〜５／１００の傾斜、０．５〜３．５ｒｐｍの回転速度を有する。
ロータリーキルン内における混合物（人工骨材の原料）の滞留時間は、例えば、４０〜９０分間である。
【００２１】
ロータリーキルン内の温度は、１１００〜１６００℃の範囲内に調整される。該温度が１１００℃未満では、混合物（人工骨材の原料）が適度の粒径を有する略球状の粒状物が形成され難くなり、該温度が１６００℃を超えると、混合物が溶融して、適度の粒径を有する略球状の粒状物が形成され難くなることに加えて、超高温の温度条件を保持するためのエネルギー費及び設備費が大幅に増加する。
ロータリーキルン内において、重金属で汚染された土壌に含まれる重金属は、塩素を含む物質に含まれる塩素分とともに、重金属の塩化物からなる揮発分として揮発し、投入口を通ってロータリーキルンの外部へと排出される。この際、土壌中のアルカリ金属（例えば、ナトリウムやカリウム）も、塩化物となり、重金属の塩化物と同様に揮発し、ロータリーキルンの外部へと排出される。
【００２２】
排出された揮発分（例えば、塩化鉛）は、空冷等によって冷却され、重金属を含む煤塵（固体のダスト状物）となった後、バグフィルタ等の集塵装置で捕集され、周囲の環境中への拡散が防止される。捕集された重金属を含有する煤塵は、処理を施して、純度の高い人工鉱石とし、山元還元することが可能である。
なお、塩素を含む物質を用いず、重金属で汚染された土壌のみをロータリーキルン内で焼成した場合には、重金属が十分に揮発せず、汚染土壌に含まれている重金属を除去して無害化しようとする本発明の目的を達成することができない。
ロータリーキルン内を高温部へ向かって移動する重金属で汚染された土壌と塩素を含む物質との混合物は、温度の上昇に伴って、まず、重金属の塩化物を形成し、続いて、この重金属の塩化物とアルカリ金属の塩化物の揮発が起こる。重金属の揮発による除去が完了した混合物は、さらに高温部へ移動すると、当該混合物の一部が溶融して、液相を形成するようになる。回転するロータリーキルンの転動作用と液相形成によって、非溶融部分は、次第に粒状物となり、その径を増大させていく。そして、最終的に粒径５〜２０ｍｍの略粒状物を含む粒状物の集合体へと造粒される。
【００２３】
塩素を含む物質が、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等の廃プラスチックである場合、廃プラスチックは、予め、粉砕して、例えば最大寸法が３ｍｍ以下の粒状物または粉状物とし、ロータリーキルン内に投入する前に、重金属で汚染された土壌と混合しておくと、ロータリーキルン内で良好な混合状態を確保することができ、重金属の揮発が促進されるので、好ましい。ただし、ロータリーキルンへの投入前の混合の工程を省略した場合であっても、廃プラスチックの粉砕物は、ロータリーキルンの投入口に投入することによって、ロータリーキルン内で、重金属で汚染された土壌と混合することができる。
【００２４】
塩素を含む物質が、アルカリ土類金属の塩化物（例えば、塩化カルシウム）である場合、該塩化物は、粉状、粒子状、顆粒状等の形態であってもよいが、著しい潮解性を有し、扱いづらいことから、予め、水中に溶かして水溶液としておくことが好ましい。この水溶液は、ロータリーキルンへの投入前に、重金属で汚染された土壌に添加し、撹拌混合しておくことが好ましい。撹拌混合の方法としては、水溶液を汚染土壌に噴霧した後、この汚染土壌を混合機に投入して撹拌する方法や、混合機の中で撹拌されている汚染土壌に対して、水溶液を散布する方法等が挙げられる。得られた混合物は、アルカリ土類金属の塩化物を均一な密度で含むので、ロータリーキルン内に投入された後、該混合物中の重金属の揮発が促進される。
なお、アルカリ土類金属の塩化物を粉状等の形態で添加する場合、当該塩化物の潮解を回避するために、ロータリーキルンに投入される前の約９０℃以上に加熱された雰囲気下で、当該塩化物を汚染土壌に添加することが好ましい。
【００２５】
本発明の方法において、ロータリーキルン内にアルカリ金属を含有する物質を投入して、重金属で汚染された土壌と塩素を含む物質との混合物と接触させるようにすると、ロータリーキルンから排出される焼成物（人工骨材）中に塩素分が残留することを回避することができる。
ここで、アルカリ金属を含有する物質として、例えば、酸化ナトリウムを組成物中に含む廃ガラスの粉砕物や、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
このようにアルカリ金属を含有する物質をロータリーキルン内に投入する理由を詳しく説明すると、次の通りである。
通常、ロータリーキルンを用いる加熱処理では、被加熱物の投入口と反対の側に主燃料の熱源バーナーが設置され、被加熱物（本発明においては、重金属で汚染された土壌と塩素を含む物質の混合物）は、キルンの回転に伴って投入口から熱源の方向、すなわち、低温部から高温部へ向かって移動する。この移動の過程で、汚染土壌中の重金属の塩化揮発による除去が達成されるわけであるが、重金属の十分な除去を達成するために、過剰の塩素分が添加される。すると、被加熱物中の重金属の十分な除去が達成される反面、塩素分が残留するという問題が生じる。このような塩素分の残留は、被加熱物を人工骨材として再資源化する上で好ましくない。そこで、アルカリ金属を含有する物質をロータリーキルン内へ投入することによって、アルカリ金属を塩素分と共にアルカリ金属の塩化物（例えば、塩化ナトリウム）として揮発させ、人工骨材の中に塩素分が残留しないようにするのである。
アルカリ金属を含有する物質をロータリーキルン内に投入する方法としては、アルカリ金属を含有する物質を空気輸送する管路の先端を、ロータリーキルンの排出口またはその近傍の開口部に取り付けて、適宜の吹き込み速度でロータリーキルン内にアルカリ金属を含有する物質を吹き込む方法や、ロータリーキルンの中間付近に開閉蓋を設けて、ロータリーキルンを一回転させる毎に開閉蓋を開けて、アルカリ金属を含有する物質を投入する方法等を採用することができる。
【００２６】
ロータリーキルンから排出された焼成物（粒状物）は、空冷等で冷却された後、所定のふるい目の寸法を有するふるいによって篩い分けられ、所定の粒度（例えば、粒径５〜２０ｍｍ）を有する人工骨材となる。この人工骨材は、必要に応じて水洗され、表面に付着している塩素分が除去される。
本発明の人工骨材は、ロータリーキルン内で重金属が揮発し除去されているため、実質的に重金属を含まず、無害化されたものである。ここで、「実質的に重金属を含まない」とは、具体的には、前述の「土壌の汚染に係る環境基準」の基準値未満の量で重金属を含むことをいう。
また、本発明の人工骨材は、ロータリーキルン内で塩素が重金属と共に揮発し除去されており、しかも、ロータリーキルンから排出された後に、必要に応じて、水洗されているので、コンクリートに悪影響を及ぼす塩素分（具体的には、他のコンクリート材料と共に混練する際に、水中に溶解して塩化物イオンとなる水溶性の塩素分）を含まず、コンクリート等の材料として好適なものである。
また、本発明の人工骨材は、天然岩石を溶融膨張させて製造される従来の不定形の人工骨材と異なり、所定の速度で回転するロータリーキルン内で混合物が転動することによって得られるものであるため、略球状の形状を有する。そのため、本発明の人工骨材をセメント等の他の材料と共に混合してコンクリートを製造した場合、コンクリートの流動性が良好になり、水の使用量を削減することができる。特に、ロータリーキルンから排出される粒状物（焼成物）は、５〜２０ｍｍ程度の粒度範囲内において球状に近い形状を有する傾向があるため、５〜２０ｍｍ程度の粒度（粒径）を有する粒状物を篩い分けて回収することによって、適度の寸法を有する人工骨材を得ることができる。
【００２７】
本発明の人工骨材は、主として石英、クリストバライト、アノーサイト、ムライト等の鉱物相及びガラス相によって構成されており、当該人工骨材中に微量で残留する重金属も、これら鉱物相及びガラス相の構成元素の一部を置換する形で固定化されている。したがって、人工骨材に含まれている微量の重金属は、外部に溶出せず、無害な状態に留まる。
【００２８】
【実施例】
以下、実験例によって本発明の方法を説明する。
［実施例１］
鉛で汚染された土壌（ＰｂＯの濃度：１４５０ｐｐｍ）を工場跡地で採集し、ふるい目の寸法が４０ｍｍであるふるいを用いて、この土壌から塊状のコンクリート片等の異物を除去した。次いで、ドラム型の乾燥装置及びボールミルを用いて、乾燥及び粉砕を行なった。一方、建設廃材として回収されたポリ塩化ビニル樹脂製のパイプを、二軸のせん断破砕機を用いて、３ｍｍ以下の寸法を有する樹脂粉砕物となるように粉砕した。
次に、異物を除去した土壌１００重量部当たり、樹脂粉砕物１１．５重量部を混合し、混合物を得た。この混合物を、胴体部の内径１５００ｍｍ、胴体部の長さ２８ｍ、胴体部の回転速度１ｒｐｍで、胴体部の内面がレンガで形成されているロータリー式の加熱炉の中に、２トン／時間の量で供給し、キルンの最高温度が１４００℃の条件下で加熱処理した。キルンから排出された粒状物を空冷した後、ふるいを用いて篩い分けし、粒径５〜２０ｍｍの球状の人工骨材を得た。
【００２９】
得られた人工骨材の物性は、絶乾比重が２．１４、２４時間吸水率が２．７％、引張強度が３２０ｋｇｆ／ｃｍ^２、ＰｂＯの除去率が９９．５％以上であった。このことから、得られた人工骨材が、コンクリート等の骨材として好適に使用し得ることがわかった。
また、得られた人工骨材について、ＪＩＳＫ０１０２（５４．２）に基づく分析方法によって、鉛の溶出量を測定したところ、鉛の溶出量は０．００１ｍｇ／ｋｇであり、土壌の環境基準を下回っていた。
【００３０】
［実施例２］
廃棄物の焼却場の周辺地域内の土壌を想定して、都市ごみ焼却場から排出された焼却主灰と、天然の土壌とを１：３の重量比で混合し、汚染土壌を調製した。調製された汚染土壌中のＺｎＯ及びＰｂＯの濃度は、各々、８８０ｐｐｍ、２２０ｐｐｍであった。この汚染土壌を、実施例１で用いたものと同じロータリーキルンの中に、２トン／時間の量で供給した。その際、汚染土壌がロータリーキルンに搬送される途中であって、温度が９０℃を超える雰囲気下において、塩化カルシウムを汚染土壌に添加した。塩化カルシウムの添加量は、汚染土壌１００重量部当たり、２０重量部となるように調整した。ロータリーキルンの最高温度を１３００℃として、汚染土壌と塩化カルシウムの混合物を加熱処理した後、当該混合物からなる粒状物（焼成物）をキルンから排出し、空冷した。その後、粒状物を、ふるいを用いて篩い分けし、粒径５〜２０ｍｍの球状の人工骨材を得た。
得られた人工骨材の物性は、絶乾比重が１．８７、２４時間吸水率が１３．５％、引張強度が２８０ｋｇｆ／ｃｍ^２、ＺｎＯの除去率が７４．１％、ＰｂＯの除去率が９９．５％であった。このことから、得られた人工骨材が、コンクリート等の骨材として好適に使用し得ることがわかった。
また、得られた人工骨材について、ＪＩＳＫ０１０２（５４．２）に基づく分析方法によって、鉛の溶出量を測定したところ、鉛の溶出量は０．００１ｍｇ／ｋｇであり、土壌の環境基準を下回っていた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の人工骨材の製造方法によれば、重金属で汚染された土壌から重金属を十分に除去することができるとともに、重金属が除去された土壌を、無害な人工骨材として再資源化することができる。また、本発明の方法で用いられる塩素を含む物質として、廃プラスチックの粉砕物を用いた場合には、廃棄物の再資源化を実現することができるとともに、廃プラスチックが燃料となるため、人工骨材の焼成のための燃料の量を削減することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an artificial aggregate used for concrete and the like, and more particularly to an artificial aggregate manufactured using soil contaminated with heavy metals as a part of a raw material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the presence of soil contaminated with heavy metals has been regarded as a problem in the vicinity of waste incineration facilities, factory sites, and the like.
As a method of treating soil contaminated with such heavy metals, for example, the contaminated soil is solidified on site to prevent heavy metals from eluting to the surroundings, or non-contaminated soil and contaminated soil are blocked. A method of performing construction is known. However, since the heavy metal in the contaminated soil remains without being removed in the on-site treatment method, the possibility of spreading to the surroundings in the future cannot be denied.
[0003]
On the other hand, a method is also known in which contaminated soil is carried out by truck, and heavy metals in the contaminated soil are removed at a treatment plant, and then the treated soil is backfilled on the site. However, in addition to transporting contaminated soil from the site to the treatment plant, the treated soil must be transported again from the treatment plant to the site. is there.
Therefore, it would be extremely desirable if the soil after the treatment was transported to a treatment plant and the heavy metal was removed, and then the treated soil could be used for a useful purpose.
[0004]
As a technique for using such contaminated soil, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-92192 discloses that a contaminated soil or the like contaminated with a pollutant is used as a raw material, and the raw material is mainly melted and burned using combustible waste as a fuel. Techniques for manufacturing artificial aggregates are described.
However, in the technique described in the above publication, (1) when the contaminated soil is melted, it is necessary to heat it to an extremely high temperature of 1600 ° C. or higher, which increases the energy cost, and (2) withstands the extremely high temperature. There are problems such as a large amount of equipment and maintenance costs, such as requiring furnace materials, and (3) the inability to sufficiently remove heavy metals in contaminated soil.
[0005]
By the way, when manufacturing an artificial aggregate by a firing method using waste as a raw material, generally, as a pre-process of the firing step, a step of processing the raw material into a granular material such as a spherical material by granulation or the like. Provided. For example, in Examples in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-3248, there is described a technique for obtaining an aggregate by forming a pulverized material made of waste incineration fly ash or the like with an extrusion molding machine and then firing it with a rotary kiln. Yes.
[0006]
However, in this technique, (1) the granular material obtained by molding or the like does not have sufficient strength to withstand abrasion even after drying, so that the object to be heated rolls in the kiln. However, if heating means such as a rotary kiln configured to be fired while moving from the low temperature part to the high temperature part is used, it is partially pulverized and the yield is poor, and (2) the raw material is granular. There is a problem that the cost required for the step (i.e., the molding and granulation step) increases the manufacturing cost of the artificial aggregate. These problems are considered to occur similarly even when contaminated soil is used as a raw material.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when producing artificial aggregate by melting contaminated soil, it is necessary to raise the temperature to 1600 ° C. or higher. Moreover, when manufacturing an artificial aggregate from a waste material by a firing method, there are problems such as that the granular material made of waste is partially pulverized in the rotary kiln and the yield is poor.
Therefore, the present invention can sufficiently remove heavy metals from soil contaminated with heavy metals without having the above-mentioned problems of the prior art, and can recycle the soil from which heavy metals have been removed as harmless artificial aggregates. It is an object of the present invention to provide a method for producing an artificial aggregate that can be converted into an artificial aggregate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor obtained a mixture of soil contaminated with heavy metals and a substance containing chlorine (for example, a pulverized waste material made of synthetic resin containing chlorine) from a rotary kiln. The present invention was completed by finding that a substantially spherical granular material having a size suitable for use as an aggregate such as concrete can be obtained by heating under a predetermined temperature condition.
That is, the method for producing an artificial aggregate of the present invention (Claim 1) is a method in which a soil contaminated with heavy metal (for example, lead) and a waste plastic made of a chlorine-containing substance (for example, polyvinyl chloride resin) are about 3 mm or less. A pulverized product obtained by pulverizing to a size of 1) to obtain a mixture, The mixture is put into a rotary kiln without being molded or granulated, In the rotary kiln, the mixture is heated at a temperature of 1100 to 1600 ° C. to obtain a granular material, and after cooling the granular material, sieving is performed, Artificial aggregates (for example, those with a particle size of 5-20 mm) The process of obtaining.
[0009]
According to the method of the present invention, heavy metals contained in soil react with chlorine contained in a substance containing chlorine and volatilize as chlorides of heavy metals. Harmful heavy metals) are removed. Moreover, the soil from which the heavy metal has been removed becomes an object to be treated containing a substantially spherical granular material having a particle diameter of about 5 to 20 mm by rolling operation in the rotary kiln and partial melting by heating. Therefore, a substantially spherical artificial bone having a particle size of about 5 to 20 mm can be obtained by sieving the object to be processed.
[0010]
In the method of the present invention, specific examples of the substance containing chlorine include, for example, a polymer substance containing chlorine (for example, a pulverized waste plastic made of polyvinyl chloride resin) and / or an alkaline earth metal chloride ( For example, calcium chloride) is mentioned (claim 2).
In the method of the present invention, specific examples of the heavy metal in the soil contaminated with the heavy metal include, for example, one or more heavy metals selected from the group consisting of lead, cadmium, mercury, arsenic, selenium, antimony, zinc, and copper. (Claim 3).
In the method of the present invention, a substance containing an alkali metal (for example, pulverized waste glass containing sodium oxide in the composition) can be introduced into the rotary kiln and brought into contact with the mixture. ).
By introducing a substance containing an alkali metal in this way, it is possible to avoid the chlorine content remaining in the fired product (artificial aggregate) discharged from the rotary kiln.
In the method of the present invention, examples of the soil contaminated with the heavy metal include those containing incinerated main ash and / or incinerated fly ash (claim 5).
In the method of the present invention, examples of the soil contaminated with the heavy metal include soil collected from the factory site and / or the factory site (claim 6).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing an artificial aggregate according to the present invention includes a step of mixing a soil contaminated with heavy metals and a substance containing chlorine to obtain a mixture (raw material preparation step), and a temperature of 1100 to 1600 ° C. in a rotary kiln. The step of performing the heat treatment of the mixture (raw material of the artificial aggregate) (firing step), the step of cooling the mixture after the heat treatment, and performing sieving to obtain the desired size of the artificial aggregate (sieving step) Is included.
Hereinafter, each process is explained in full detail.
[0013]
[Raw material preparation process]
This is a process of obtaining a mixture which is a raw material for artificial aggregate by mixing soil contaminated with heavy metals and a substance containing chlorine.
As soil contaminated with heavy metals, for example, incineration main ash and / or incineration fly ash discharged from municipal solid waste and industrial waste incineration facilities is scattered or deposited in the surrounding area. Soil mixed with natural soil, incinerated main ash and / or incinerated fly ash, artificially mixed with natural soil, soil in factory premises that is in operation or at rest Soil.
Factories that can generate soil contaminated with heavy metals include, for example, factories that use substances containing heavy metals in manufacturing processes, such as metal product manufacturing factories, chemical factories, and electrical machinery / equipment manufacturing factories. In these factories, there is a possibility that heavy metal contamination will occur on the premises due to leakage from manufacturing facilities and inappropriate handling of heavy metal-containing waste in the factories. Often become a problem.
[0014]
Examples of heavy metals contained in soil include lead (Pb), cadmium (Cd), mercury (Hg), arsenic (As), selenium (Se), antimony (Sb), zinc (Zn), copper (Cu), and the like. Of harmful heavy metals.
In the present specification, “contaminated with heavy metals” means that the content of heavy metals in soil is significantly higher than that of normal soil (natural soil). In other words, unlike natural soil, soil that is affected by the inclusion of artificially generated heavy metal-containing substances (for example, incineration main ash, incineration fly ash, waste containing heavy metals generated in factories, etc.) This is referred to herein as “soil contaminated with heavy metals”.
[0015]
Typical examples of soil contaminated with heavy metals include, for example, the Ministry of the Environment's “Environmental Standards Concerning Soil Contamination” (Environmental Standards Concerning Soil Contamination Based on Article 9 of the Pollution Control Basic Law; Examples include soils containing heavy metals with a content exceeding the established standards. The environmental standard defines the reference value of the content in soil for lead, cadmium, mercury (total mercury), arsenic, selenium and the like. Specifically, the environmental standard is defined as follows for the heavy metal content in the test solution prepared by the method described in the separate table of the environmental standard.
[Environmental standards for heavy metals]
Lead: 0.01 mg or less per liter of test solution
Cadmium: 0.01 mg or less per liter of test solution
Total mercury: 0.0005 mg or less per liter of test solution
Arsenic: 0.01 mg or less per liter of test solution
Selenium: 0.01 mg or less per liter of test solution
[0016]
Before mixing the soil contaminated with heavy metals with a chlorine-containing substance, use a sieve having a predetermined size (for example, 30-50 mm sieve), a magnetic separator, etc. It is desirable to remove foreign matters such as metal pieces, concrete pieces and magnets.
[0017]
Examples of the substance containing chlorine used in the method of the present invention include a high-molecular substance containing chlorine, an alkaline earth metal chloride, and the like.
Examples of the polymer substance containing chlorine include polyvinyl chloride resin (PVC), polyvinyl chloride resin (eg, ethylene / vinyl chloride copolymer resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer resin), and polyvinylidene chloride resin. Examples thereof include a pulverized product made of a resin containing chlorine such as (PVDC).
A crushed product of a molded product made of a resin containing chlorine is used after being pulverized so that the maximum dimension is 3 mm or less, for example. In this case, recycling of waste plastic can be achieved simultaneously with detoxification treatment of soil contaminated with heavy metals. Further, since a large amount of heat is generated by the combustion of waste plastic, the amount of fuel used in an external heat source (for example, a burner) is reduced, and the energy cost can be reduced.
Examples of the alkaline earth metal chloride include calcium chloride and magnesium chloride.
[0018]
The mixing ratio between soil contaminated with heavy metals and substances containing chlorine is determined by the amount of chlorine in the contaminated soil so that the alkali metal and heavy metals in the soil supply a sufficient amount of chlorine to form chlorides. Estimate the required amount of substances to be included. Specifically, the mixing ratio may be determined in consideration of the chemical composition of the soil, the chemical composition of the incinerated ash mixed in the soil, the chlorine content in the substance containing chlorine, and the like. In general, the mixing ratio between soil contaminated with heavy metals and substances containing chlorine is the stoichiometric amount required for the total amount of alkali metal elements and heavy metal elements in soil contaminated with heavy metals to be salified. It is desirable to determine that chlorine that is 1.2 to 3 times the amount of chlorine introduced is included in the chlorine-containing substance.
In order to mix the soil contaminated with heavy metals and the substance containing chlorine, any method that can reliably and efficiently mix the material is optional. For example, a container rotary mixer, a mechanical stirring mixer An airflow mixer or the like can be used. Moreover, you may use the method of throwing both contaminated soil and the substance containing chlorine into a grinder simultaneously, and carrying out mixing grinding.
[0019]
The mixture of soil contaminated with heavy metal and a substance containing chlorine does not need to be subjected to processing such as molding and granulation before the next baking step, and is immediately put into the rotary kiln of the next step. As described above, in the present invention, it is not necessary to separately provide steps such as molding and granulation, so that labor and cost required for treating contaminated soil can be reduced.
When mixing soil containing heavy metal and substances containing chlorine, in order to promote granulation in the next firing step, as a densification regulator, calcium-containing substances, alumina-containing substances, iron-component-containing substances, Clays such as bentonite can be added.
In addition, the soil contaminated with heavy metals and the substance containing chlorine can be separately fed into a rotary kiln used in the next firing step, and mixed using rotation of the rotary kiln.
[0020]
[Baking process]
In this step, the mixture (raw material of artificial aggregate) obtained in the raw material preparation step is heat-treated in a rotary kiln at a temperature of 1100 to 1600 ° C.
For example, the rotary kiln is provided with an inlet for charging the mixture at one end of a cylindrical body rotating at a predetermined speed, and an outlet for discharging a fired product obtained by firing the mixture at the other end. And the body portion is slightly inclined downward from the inlet to the outlet, and an internal heating type or external heating type heating means is provided. Here, as the internal heating type heating means, for example, a burner installed in the vicinity of the discharge port toward the inside of the body part in order to heat the inside of the body part may be mentioned. Moreover, as an external heating type heating means, for example, a plurality of burners installed around the body portion toward the wall surface of the body portion can be cited. The body portion has, for example, a length of 20 to 100 m, an inner diameter of 1.0 to 5.0 m, an inclination of 3/100 to 5/100, and a rotation speed of 0.5 to 3.5 rpm.
The residence time of the mixture (raw material for artificial aggregate) in the rotary kiln is, for example, 40 to 90 minutes.
[0021]
The temperature in the rotary kiln is adjusted within a range of 1100 to 1600 ° C. When the temperature is less than 1100 ° C., it becomes difficult for the mixture (raw material of artificial aggregate) to form a substantially spherical granular material having an appropriate particle size. When the temperature exceeds 1600 ° C., the mixture is melted, In addition to the fact that it becomes difficult to form a substantially spherical granular material having a particle size of 1 mm, energy costs and equipment costs for maintaining ultra-high temperature conditions are greatly increased.
Heavy metals contained in soil contaminated with heavy metals in the rotary kiln are volatilized as volatiles composed of chlorides of heavy metals together with chlorine contained in substances containing chlorine, and are discharged to the outside of the rotary kiln through the inlet. Is done. At this time, alkali metals (for example, sodium and potassium) in the soil also become chlorides, volatilize in the same manner as heavy metal chlorides, and are discharged to the outside of the rotary kiln.
[0022]
The discharged volatile matter (for example, lead chloride) is cooled by air cooling or the like, becomes dust (solid dust) containing heavy metal, and is collected by a dust collector such as a bag filter, and the surrounding environment Inward diffusion is prevented. The dust containing the collected heavy metal can be treated to obtain high-purity artificial ore and reduced to the base.
If only soil contaminated with heavy metals is baked in a rotary kiln without using chlorine-containing substances, the heavy metals will not volatilize sufficiently, and the heavy metals contained in the contaminated soil should be removed and rendered harmless. The object of the present invention cannot be achieved.
The mixture of heavy metal-contaminated soil and chlorine-containing substances moving in the rotary kiln toward the high temperature section first forms heavy metal chlorides as the temperature rises, followed by the chlorination of this heavy metal. And alkali metal chlorides volatilize. When the mixture, which has been removed by volatilization of heavy metal, moves further to the high temperature part, a part of the mixture melts to form a liquid phase. By the rolling operation of the rotating rotary kiln and the liquid phase formation, the non-molten portion gradually becomes a granular material, and its diameter increases. And it granulates finally to the aggregate | assembly of the granular material containing a substantially granular material with a particle size of 5-20 mm.
[0023]
When the substance containing chlorine is a waste plastic such as polyvinyl chloride resin or polyvinylidene chloride resin, the waste plastic is pulverized in advance to form, for example, a granular material or a powdery material having a maximum dimension of 3 mm or less, and in the rotary kiln. It is preferable to mix it with soil contaminated with heavy metals before putting it into, since a good mixed state can be secured in the rotary kiln and the volatilization of heavy metals is promoted. However, even if the mixing step before charging into the rotary kiln is omitted, the waste plastic pulverized material is mixed with the soil contaminated with heavy metals in the rotary kiln by being charged into the rotary kiln inlet. be able to.
[0024]
When the chlorine-containing substance is an alkaline earth metal chloride (for example, calcium chloride), the chloride may be in the form of powder, particles, granules, etc. Since it is difficult to handle, it is preferable to previously dissolve it in water to prepare an aqueous solution. This aqueous solution is preferably added to the soil contaminated with heavy metals and mixed with stirring before being charged into the rotary kiln. As a method of stirring and mixing, after spraying the aqueous solution onto the contaminated soil, the contaminated soil is put into the mixer and stirred, or the aqueous solution is sprayed on the contaminated soil being stirred in the mixer. Methods and the like. Since the obtained mixture contains the alkaline earth metal chloride at a uniform density, the volatilization of heavy metals in the mixture is promoted after being put into the rotary kiln.
In addition, when adding the alkaline earth metal chloride in the form of powder or the like, in order to avoid the deliquescence of the chloride, in an atmosphere heated to about 90 ° C. or more before being put into the rotary kiln, It is preferable to add the chloride to the contaminated soil.
[0025]
In the method of the present invention, when a substance containing an alkali metal is introduced into a rotary kiln and brought into contact with a mixture of soil contaminated with heavy metals and a substance containing chlorine, a fired product (artificial product) discharged from the rotary kiln. It can be avoided that chlorine remains in the aggregate.
Here, examples of the substance containing an alkali metal include pulverized waste glass containing sodium oxide in the composition and alkali metal salts such as sodium carbonate.
The reason why the alkali metal-containing substance is charged into the rotary kiln will be described in detail as follows.
Usually, in the heat treatment using a rotary kiln, a heat source burner for the main fuel is installed on the side opposite to the inlet of the object to be heated, and in the object to be heated (in the present invention, soil containing chlorine and a substance containing chlorine is contaminated). As the kiln rotates, the mixture moves from the inlet to the heat source, that is, from the low temperature portion to the high temperature portion. In the process of this movement, removal of heavy metals in the contaminated soil by chlorination is achieved, but in order to achieve sufficient removal of heavy metals, excess chlorine is added. Then, although sufficient removal of the heavy metal in a to-be-heated material is achieved, the problem that a chlorine content remains arises. Such residual chlorine content is not preferable for recycling the object to be heated as an artificial aggregate. Therefore, by introducing a substance containing an alkali metal into the rotary kiln, the alkali metal is volatilized as an alkali metal chloride (for example, sodium chloride) together with chlorine, so that no chlorine remains in the artificial aggregate. To do.
As a method of introducing a substance containing alkali metal into the rotary kiln, the tip of a pipe for pneumatically transporting the substance containing alkali metal is attached to the discharge port of the rotary kiln or an opening in the vicinity thereof, and an appropriate blowing speed is set. A method of blowing a substance containing an alkali metal into the rotary kiln, a method of providing an open / close lid near the middle of the rotary kiln, opening the open / close lid every time the rotary kiln is rotated, and introducing a substance containing an alkali metal, etc. Can be adopted.
[0026]
The fired product (granular material) discharged from the rotary kiln is cooled by air cooling or the like, and then sieved by a sieve having a predetermined sieve size, and has a predetermined particle size (for example, a particle size of 5 to 20 mm). It becomes aggregate. This artificial aggregate is washed with water as necessary, and the chlorine content adhering to the surface is removed.
Since the heavy metal is volatilized and removed in the rotary kiln, the artificial aggregate of the present invention is substantially free of heavy metal and rendered harmless. Here, “substantially free of heavy metals” specifically means that heavy metals are included in an amount less than the standard value of the “environmental standard related to soil contamination” described above.
In the artificial aggregate of the present invention, chlorine is volatilized and removed together with heavy metals in the rotary kiln, and after being discharged from the rotary kiln, it is washed with water as necessary. It is suitable as a material for concrete and the like, and does not contain a component (specifically, a water-soluble chlorine component that dissolves in water and becomes chloride ions when kneaded with other concrete materials).
The artificial aggregate of the present invention is obtained by rolling the mixture in a rotary kiln rotating at a predetermined speed, unlike a conventional amorphous artificial aggregate produced by melting and expanding natural rock. Therefore, it has a substantially spherical shape. Therefore, when concrete is manufactured by mixing the artificial aggregate of the present invention together with other materials such as cement, the fluidity of the concrete is improved and the amount of water used can be reduced. In particular, since the granular material (baked product) discharged from the rotary kiln tends to have a spherical shape within a particle size range of about 5 to 20 mm, a granular material having a particle size (particle size) of about 5 to 20 mm is used. By sieving and collecting, an artificial aggregate having an appropriate size can be obtained.
[0027]
The artificial aggregate of the present invention is mainly composed of a mineral phase such as quartz, cristobalite, anorthite, mullite and a glass phase, and heavy metals remaining in a minute amount in the artificial aggregate are also composed of these mineral phase and glass phase. It is fixed in the form of replacing some of the constituent elements. Therefore, a trace amount of heavy metal contained in the artificial aggregate does not elute to the outside and remains harmless.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the method of the present invention will be described with reference to experimental examples.
[Example 1]
Soil contaminated with lead (PbO concentration: 1450 ppm) was collected at a factory site, and foreign matters such as massive concrete pieces were removed from the soil using a sieve having a sieve mesh size of 40 mm. Next, drying and pulverization were performed using a drum-type drying apparatus and a ball mill. On the other hand, a pipe made of polyvinyl chloride resin collected as construction waste was pulverized into a resin pulverized product having a dimension of 3 mm or less using a biaxial shear crusher.
Next, 11.5 parts by weight of the pulverized resin was mixed per 100 parts by weight of the soil from which the foreign matters had been removed to obtain a mixture. This mixture was put into a rotary heating furnace having an inner diameter of 1500 mm, a length of the body part of 28 m, a rotation speed of the body part of 1 rpm, and an inner surface of the body part made of bricks at 2 tons / hour. The heat treatment was performed under the condition that the maximum temperature of the kiln was 1400 ° C. The particulate matter discharged from the kiln was air-cooled and then sieved using a sieve to obtain a spherical artificial bone material having a particle size of 5 to 20 mm.
[0029]
The physical properties of the obtained artificial aggregate are as follows: absolute dry specific gravity 2.14, 24-hour water absorption 2.7%, tensile strength 320 kgf / cm ² The removal rate of PbO was 99.5% or more. From this, it was found that the obtained artificial aggregate can be suitably used as an aggregate such as concrete.
Moreover, about the obtained artificial aggregate, when the amount of lead elution was measured by the analysis method based on JIS K0102 (54.2), the amount of lead elution was 0.001 mg / kg. It was below.
[0030]
[Example 2]
Assuming the soil in the surrounding area of the waste incineration plant, incinerated main ash discharged from the municipal waste incineration plant and natural soil were mixed at a weight ratio of 1: 3 to prepare contaminated soil. The concentrations of ZnO and PbO in the prepared contaminated soil were 880 ppm and 220 ppm, respectively. This contaminated soil was fed into the same rotary kiln used in Example 1 in an amount of 2 tons / hour. At that time, calcium chloride was added to the contaminated soil in an atmosphere in which the contaminated soil was being transported to the rotary kiln and the temperature exceeded 90 ° C. The amount of calcium chloride added was adjusted to 20 parts by weight per 100 parts by weight of contaminated soil. The maximum temperature of the rotary kiln was set to 1300 ° C., and the mixture of contaminated soil and calcium chloride was heat-treated, and then the granular material (baked product) made of the mixture was discharged from the kiln and air-cooled. Thereafter, the granular material was sieved using a sieve to obtain a spherical artificial bone material having a particle size of 5 to 20 mm.
The physical properties of the obtained artificial aggregate were as follows: absolute dry specific gravity 1.87, 24-hour water absorption 13.5%, tensile strength 280 kgf / cm ² ZnO removal rate was 74.1%, and PbO removal rate was 99.5%. From this, it was found that the obtained artificial aggregate can be suitably used as an aggregate such as concrete.
Moreover, about the obtained artificial aggregate, when the amount of lead elution was measured by the analysis method based on JIS K0102 (54.2), the amount of lead elution was 0.001 mg / kg. It was below.
[0031]
【The invention's effect】
According to the method for producing an artificial aggregate of the present invention, heavy metal can be sufficiently removed from soil contaminated with heavy metal, and the soil from which heavy metal has been removed is recycled as harmless artificial aggregate. Can do. In addition, when waste plastic pulverized material is used as the chlorine-containing substance used in the method of the present invention, waste can be recycled and waste plastic can be used as a fuel. The amount of fuel for firing the aggregate can be reduced.

Claims

A soil contaminated with heavy metals, by mixing a substance containing chlorine, and a step of obtaining a mixture, the mixture was poured into a rotary kiln without applying molding or granulation process, in the said rotary kiln, 1100 to An artificial bone material comprising a step of heating the mixture at a temperature of 1600 ° C. to obtain a granular material, and a step of cooling the granular material and then sieving to obtain an artificial bone material Manufacturing method.

The method for producing an artificial aggregate according to claim 1, wherein the substance containing chlorine is a high-molecular substance containing chlorine and / or a chloride of an alkaline earth metal.

The artificial bone material according to claim 1 or 2, wherein the heavy metal in the soil contaminated with the heavy metal is one or more selected from the group consisting of lead, cadmium, mercury, arsenic, selenium, antimony, zinc, and copper. Production method.

The method for producing an artificial aggregate according to any one of claims 1 to 3, wherein a substance containing an alkali metal is introduced into the rotary kiln and brought into contact with the mixture.

The method for producing an artificial aggregate according to any one of claims 1 to 4, wherein the soil contaminated with the heavy metal contains incinerated main ash and / or incinerated fly ash.

The manufacturing method of the artificial aggregate of any one of Claims 1-4 with which the soil contaminated with the said heavy metal contains the soil collected from the factory site and / or the factory ruins.