JP4363657B2 - Method and apparatus for stabilizing incineration fly ash - Google Patents

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本発明は、都市ゴミや産業廃棄物、下水汚泥等の焼却プラントから排出される焼却飛灰、溶融飛灰、焼却灰の安定化、さらには金属汚染物、土壌、産業廃棄物を処理する技術に関するものである。   The present invention is a technology for stabilizing incineration fly ash, molten fly ash, incineration ash discharged from incineration plants such as municipal waste, industrial waste, sewage sludge, and processing metal contaminants, soil, and industrial waste. It is about.

産業廃棄物や都市ゴミの焼却処理の際に発生する焼却飛灰は、最終的には埋め立て処理されるが、これらの焼却飛灰は重金属類を含有しているので、埋め立て処理を行った後に、雨水などによって重金属類が溶出しないように固定化しなければならない。この焼却飛灰の固定化処理に関しては、「セメント固化法」、「酸、その他の溶媒による抽出法」、「溶融固定化」、「薬剤添加法」のいずれかの処理を行うことが義務づけられている。このうち、「薬剤添加法」は、他の方法に比べて一般的に装置並びに取り扱いが簡便なため、種々検討されている。薬剤添加法とは、所定量の水と薬剤と焼却飛灰とを混練して反応させ、有害な重金属類を固定化する方法である。この目的で用いられる薬剤としては、重金属類とキレート化合物を形成して、水に不溶性の安定な固定化物を形成する有機キレート重金属固定化剤、鉄塩などの無機重金属固定化剤がある。   Incineration fly ash generated during the incineration of industrial waste and municipal waste is finally landfilled, but since these incineration fly ash contains heavy metals, after landfill treatment It must be fixed so that heavy metals are not eluted by rainwater. Regarding the immobilization of incineration fly ash, it is obliged to carry out any of the following methods: "Cement solidification method", "Extraction method with acid or other solvent", "Melting fixation", or "Chemical addition method". ing. Among these, the “drug addition method” has been studied in various ways because it is generally easier to handle and handle than other methods. The chemical addition method is a method in which a predetermined amount of water, a chemical and incineration fly ash are kneaded and reacted to fix harmful heavy metals. Examples of the drug used for this purpose include organic chelate heavy metal immobilizing agents that form chelate compounds with heavy metals to form stable immobilization products that are insoluble in water, and inorganic heavy metal immobilizing agents such as iron salts.

有機キレート重金属固定化剤としては、ジアルキルジチオカルバミン酸やジアルキルジチオカルバミン酸基を分子内に2個以上有する化合物のアルカリ金属塩又は遷移金属塩、具体的には、ジエチルジチオカルバミン酸、N,N,N,N−テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミン、ピペラジンビスジチオカルバミン酸などのカリウム塩、ナトリウム塩、亜鉛塩、鉄塩などがある。また、無機重金属固定化剤のうち、鉄塩系のものとしては、硫酸第1鉄、塩化第1鉄などの第1鉄塩、ポリ硫酸鉄、塩化第2鉄、硫酸第2鉄などの第2鉄塩がある。鉄塩を用いた焼却飛灰の処理方法としては、第1鉄塩及び/又は第2鉄塩を焼却飛灰中に添加し重金属類を固定化する方法、また、還元性を持つ第一鉄塩を硫酸バンドなどの無機凝集剤と共に添加することにより、6価クロム、砒素、セレンなどの重金属類を効率的に固定化する方法が提案されている。鉄塩は、有機液体キレート剤と較べ廉価であり、極めて生態影響の低い材料であるため、焼却飛灰の安定化処理剤としての利用価値は高い。
特開2004−209372号公報 特開平8−99075号公報
As the organic chelate heavy metal immobilizing agent, an alkali metal salt or a transition metal salt of a compound having two or more dialkyldithiocarbamic acid or dialkyldithiocarbamic acid groups in the molecule, specifically, diethyldithiocarbamic acid, N 1 , N 2 , There are potassium salts such as N 3 , N 5 -tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine, piperazine bisdithiocarbamic acid, sodium salts, zinc salts, iron salts and the like. Among the inorganic heavy metal fixing agents, iron salt-based ones include ferrous sulfates such as ferrous sulfate and ferrous chloride, ferrous sulfates such as polyiron sulfate, ferric chloride, and ferric sulfate. There are two iron salts. As a method for treating incineration fly ash using iron salt, ferrous salt and / or ferric salt is added to incineration fly ash to immobilize heavy metals, and reducing ferrous iron There has been proposed a method for efficiently immobilizing heavy metals such as hexavalent chromium, arsenic and selenium by adding a salt together with an inorganic flocculant such as a sulfate band. Since iron salt is cheaper than organic liquid chelating agents and has a very low ecological effect, it has a high utility value as a stabilizer for incineration fly ash.
JP 2004-209372 A JP-A-8-99075

本発明は、安価で安全性の高い鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤を用いて重金属類の溶出を防止する焼却飛灰の新規な安定化方法と装置を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the novel stabilization method and apparatus of incineration fly ash which prevents the elution of heavy metals using a cheap and highly safe iron salt or organic chelate heavy metal fixing agent.

上記課題を解決するために、本発明では、焼却飛灰と、第1鉄塩と第2鉄塩の混合物で、第1鉄(Fe2+)+第2鉄(Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0である鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤と、水とを混練して得られる混練物を、温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境にて大気と接触させ養生することを特徴とする焼却飛灰の安定化方法としたものである。
上記安定化方法において、混練物は、NaOH換算したアルカリ分が前記鉄塩(第1鉄塩+第2鉄塩)に対してモル比で0.5〜4.0であり、該アルカリ分は、混練物の溶出液の酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量であることができる。
また、本発明では、焼却飛灰を安定化する装置において、焼却飛灰と、第1鉄塩と第2鉄塩の混合物で、第1鉄(Fe2+)+第2鉄(Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0である鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤と水を混練して混練物を得る混練機と、得られた混練物を温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境で養生する加温、加湿及び送風手段を備えた養生装置とを有することを特徴とする焼却飛灰の安定化装置としたものである。
In order to solve the above problems, in the present invention, incineration fly ash, and a mixture of ferrous salt and ferric salt, ferrous iron (Fe2 +) with respect to ferrous iron (Fe2 +) + ferric iron (Fe3 +). The kneaded product obtained by kneading an iron salt or organic chelate heavy metal immobilizing agent having a molar ratio [Fe2 + / (Fe2 + Fe3 +)] of 0.2 to 1.0 and water, at a temperature of 40 to 150 ° C., relative It is a method for stabilizing incineration fly ash characterized by curing in contact with the atmosphere in an environment with a humidity of 40% or more.
In the stabilization method, the kneaded product is 0.5 to 4.0 in a molar ratio alkali content that NaOH-equivalent with respect to the iron salt (ferrous salt + ferric), the alkali content is It can alkali content der Rukoto obtained from the acid consumption of the eluate of the kneaded material (pH 8.3).
Moreover, in this invention, in the apparatus which stabilizes incineration fly ash, it is the 1st with respect to 1st iron (Fe2 +) + 2nd iron (Fe3 +) with a mixture of incineration fly ash and a ferrous salt and a ferric salt. A kneader for obtaining a kneaded product by kneading an iron salt or organic chelate heavy metal fixing agent having a molar ratio of iron (Fe2 +) [Fe2 + / (Fe2 + Fe3 +)] of 0.2 to 1.0 and water was obtained. The incinerator fly ash stabilization device is characterized by having a curing device equipped with heating, humidification and air blowing means for curing the kneaded material in an environment having a temperature of 40 to 150 ° C. and a relative humidity of 40% or more. is there.

以上、詳述したように焼却飛灰に、金属塩、特に、鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤を添加して得られる混練物を40〜150℃ 、相対湿度40%以上の環境にて養生することを特徴とする焼却飛灰の安定化方法によれば、下記のような効果を奏することができた。
(1)薬剤使用量の低減
(2)処理性能の向上と安定化
(3)難処理重金属である6価クロムやセレンやひ素、アンチモンなどの溶出防止
(4)混練成型物どうしの固着防止、粉塵発生防止
As described above, a kneaded product obtained by adding a metal salt, particularly an iron salt or an organic chelate heavy metal fixing agent to incinerated fly ash is cured in an environment of 40 to 150 ° C. and a relative humidity of 40% or more. According to the method for stabilizing incineration fly ash characterized in that the following effects can be obtained.
(1) Reduction of drug usage (2) Improvement and stabilization of processing performance (3) Prevention of elution of difficult-to-process heavy metals such as hexavalent chromium, selenium, arsenic and antimony (4) Prevention of sticking between kneaded molded products, Prevention of dust generation

以下、本発明の各種実施形態を、焼却飛灰の処理を例として説明する。本発明において対象となる焼却飛灰は、特に限定されるものではないが、都市ゴミや産業廃棄物、下水汚泥の焼却施設から排出される焼却飛灰(EP、BF、マルチサイクロン等で捕集されたばいじん)である。
本発明の安定化方法を、概略構成図である図1を用いて説明すると、通常、ばいじん1は、集塵装置2によりろ過され、集塵装置2で分離された焼却飛灰は、貯留サイロ3に貯められる。焼却飛灰5は、貯留サイロ3から重量計4で計量されて混練機6へ送られ、そこで加湿水タンク11からの加湿水が添加される。この際、加湿水中に重金属固定化剤12を含有させておくのが普通であり、重金属固定化剤12を含有した加湿水が混練機6へ供給される。混練機から出た混練物は、搬出コンベア9で処理灰ピット10へ送られる。通常、混練機から出た混練物は、搬出コンベア上及び灰ピットで搬出されるまで養生(乾燥固化)される。
搬出コンベアは、養生コンベアとも言われるが、混練機から出た混練物を処理灰ピットまで運ぶ単なる搬送用コンベアである。
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described by taking incineration fly ash treatment as an example. The incineration fly ash which is a target in the present invention is not particularly limited, but is collected by incineration fly ash (EP, BF, multi-cyclone, etc.) discharged from incineration facilities for municipal waste, industrial waste, and sewage sludge. ).
The stabilization method of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic configuration diagram. Normally, dust 1 is filtered by a dust collector 2, and the incineration fly ash separated by the dust collector 2 is stored in a storage silo. 3 is saved. The incineration fly ash 5 is weighed from the storage silo 3 with a weight meter 4 and sent to the kneader 6 where humidified water from the humidified water tank 11 is added. At this time, the heavy metal fixing agent 12 is usually contained in the humidified water, and the humidified water containing the heavy metal fixing agent 12 is supplied to the kneader 6. The kneaded material that has come out of the kneader is sent to the treated ash pit 10 by the carry-out conveyor 9. Usually, the kneaded material which came out of the kneader is cured (dried and solidified) until it is carried out on the carry-out conveyor and in the ash pit.
The carry-out conveyor is also referred to as a curing conveyor, but is simply a conveyor for carrying the kneaded product from the kneader to the treatment ash pit.

従来の処理は、混練時に加湿された混練物(又は混練成型物)を、搬出コンベア上又は処理灰ピットで大気と接触させ自然乾燥するのみであり、養生に注目したものではなかった。すなわち、混練物に大気接触下、積極的に湿度を付与し、加熱養生する工程はなかった。本発明は、積極的に養生を行うものである。
本発明者らは、鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤を用いた焼却飛灰の薬剤処理方法について鋭意検討した結果、焼却飛灰に鉄塩を添加して得られる混練物を、温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境にて養生することにより、特に、重金属類の溶出を効率的に抑制できることを見出し、本発明の完成に至った。対象となる元素としては、鉛、カドミウム、水銀、クロム、ひ素、セレンなどの有害な重金属類や、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、アンチモン、モリブデン、ホウ素、フッ素などが挙げられる。
In the conventional treatment, the kneaded product (or kneaded molded product) humidified at the time of kneading is merely brought into contact with the atmosphere on the carry-out conveyor or the treated ash pit and naturally dried, and is not focused on curing. That is, there was no process of positively applying humidity to the kneaded product under atmospheric contact and heat curing. The present invention actively performs curing.
As a result of intensive studies on a chemical treatment method for incineration fly ash using an iron salt or an organic chelate heavy metal fixing agent, the present inventors have obtained a kneaded product obtained by adding iron salt to incineration fly ash at a temperature of 40 to It was found that elution of heavy metals can be effectively suppressed by curing in an environment of 150 ° C. and a relative humidity of 40% or more, and the present invention has been completed. Target elements include harmful heavy metals such as lead, cadmium, mercury, chromium, arsenic, selenium, magnesium, aluminum, calcium, vanadium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, tin, antimony, molybdenum, Examples thereof include boron and fluorine.

本発明は、鉄塩を用いた焼却飛灰の処理方法に限定されるものではなく、有機キレート重金属固定化剤を使用した焼却飛灰の処理、さらには金属等の汚染土壌や産業廃棄物に対する処理にも適用することができる。
従来、焼却飛灰の加熱処理方法として、ハーゲンマイヤ式加熱分解技術などが提案されている。この方法は、焼却飛灰をリアクタ(飛灰加熱器)において、無酸素状態で350℃前後まで温度を上げて、ダイオキシン類を分解することを目的とした技術である。
一方、本発明は、空気(酸素)共存条件において、混練物を温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境条件におくことにより、重金属類を固定化することを目的とする技術であり、ハーゲンマイヤ法とは根本的に異なる。
The present invention is not limited to the method for treating incinerated fly ash using iron salts, but also for treating incinerated fly ash using an organic chelate heavy metal immobilizing agent, and for contaminated soil and industrial waste such as metals. It can also be applied to processing.
Conventionally, as a heat treatment method for incineration fly ash, Hagenmeier type thermal decomposition technology has been proposed. This method is a technique aimed at decomposing dioxins by raising the temperature of incinerated fly ash to about 350 ° C. in an oxygen-free reactor (fly ash heater).
On the other hand, the present invention is a technique for immobilizing heavy metals by placing the kneaded material in an environmental condition of a temperature of 40 to 150 ° C. and a relative humidity of 40% or more under the coexistence conditions of air (oxygen). This is fundamentally different from the Hagenmeier method.

また、特公昭61-47154号公報では、重金属を含む廃棄物を鉄塩の存在下にアルカリを加えて混合後、300℃未満に保持する方法が、特許第3176162号公報では、重金属含有物に水、2価鉄を加え、その後該混合物中に燃焼排ガスを添加しながら、pHを7.0〜11.5、かつ温度を30〜99℃にして処理する方法が開示されている。しかしながら、これら方法では、被処理物と接触する雰囲気の湿度については全く規定していない。本発明は、被処理物と接触する雰囲気の湿度を、本発明の範囲として処理することにより、重金属固定効果が高くなることを新たに見出したものである。被処理物と接触する雰囲気の湿度を、本発明の範囲として処理することにより、重金属固定効果が高まるのは、被処理物の急激な乾燥が防止され、フェライト化反応が促進する結果であると推測される。被処理物中の水分量が多い場合であっても、加熱処理のみでは、被処理物の表層で急激な乾燥がおこり、フェライト化が不充分となり均一な処理ができない結果、処理物全体としてのフェライト化率は上がらない。   Japanese Patent Publication No. 61-47154 discloses a method in which waste containing a heavy metal is mixed with an alkali in the presence of an iron salt and then kept at a temperature of less than 300 ° C. In Japanese Patent No. 3176162, A method is disclosed in which water and divalent iron are added, and then the flue gas is added to the mixture, and the pH is set to 7.0 to 11.5 and the temperature is set to 30 to 99 ° C. However, in these methods, the humidity of the atmosphere in contact with the object to be processed is not defined at all. This invention newly discovered that the heavy metal fixation effect became high by processing the humidity of the atmosphere which contacts a to-be-processed object as the range of this invention. By treating the humidity of the atmosphere in contact with the object to be processed as the scope of the present invention, the effect of fixing the heavy metal is increased as a result of preventing rapid drying of the object to be processed and promoting the ferritization reaction. Guessed. Even when the amount of water in the workpiece is large, the heat treatment alone causes rapid drying of the surface layer of the workpiece, resulting in insufficient ferrite and uniform treatment. Ferrite ratio does not increase.

本発明では、焼却飛灰に鉄塩と水を添加した混練物を、養生条件を整えて積極的にフェライト化を行い、重金属固定や重金属溶出防止効果を発揮させるものである。
また、該有機キレート重金属固定化剤を使用して重金属溶出抑制を行っても、本発明の養生を付加することで、重金属固定や重金属溶出防止効果を発揮させることができる。
つまり、焼却飛灰に鉄塩を添加しなくても、焼却飛灰中の鉄化合物、鉄塩化物などの鉄塩によるフェライト化と養生により、難溶解性のカルシウム化合物、炭酸カルシウムなどや銅や亜鉛、マンガンなど鉄以外の水酸化物による固化作用が強固になり、重金属固定や重金属溶出防止がより一層可能になる。
養生温度については、40〜150℃であり、好ましくは60〜100℃である。40℃未満では、混練物中の重金属類のフェライト化合物としての安定化が遅く、実用化が難しい。150℃を越えると、混練物表面の乾燥が急激に進み、重金属固定効果が減少する。
In the present invention, a kneaded product obtained by adding iron salt and water to incinerated fly ash is actively ferritized by adjusting the curing conditions, thereby exhibiting the effect of fixing heavy metals and preventing heavy metal elution.
Moreover, even if it suppresses heavy metal elution using this organic chelate heavy metal fixing agent, heavy metal fixation and a heavy metal elution prevention effect can be exhibited by adding the curing of this invention.
In other words, even if iron salt is not added to incineration fly ash, ferritization and curing with iron salts such as iron compounds and iron chlorides in incineration fly ash make it difficult to dissolve calcium compounds, calcium carbonate, copper, etc. Solidification action by hydroxides other than iron such as zinc and manganese becomes stronger, and it becomes possible to fix heavy metals and prevent heavy metal elution.
About curing temperature, it is 40-150 degreeC, Preferably it is 60-100 degreeC. If it is less than 40 degreeC, stabilization as a ferrite compound of the heavy metals in a kneaded material will be slow, and practical use will be difficult. If it exceeds 150 ° C., the surface of the kneaded material is rapidly dried, and the effect of fixing heavy metals is reduced.

以下に、養生装置について具体例を示し説明する。図2に示すように、送風機と加温装置と加湿装置を備える養生装置を、混練機と処理灰ピットの間に、設置することができる。養生装置は、単なる乾燥装置ではなく、この装置を通過する間に、混練物中の重金属類をフェライト化合物として安定化するためのものである。すなわち、単なる乾燥では、処理物から重金属類が溶出し易いのに対し、本装置により養生することにより、重金属類を安定化し固定できるという大きな違いがある。
図3に、ホッパー型養生装置の概略図を示した。混練物は、加湿用散水装置と散気管を備えるホッパーに蓄えられる。必要に応じて、散気管から空気又は加温空気、加温加湿空気を送ることができる。また、必要に応じて、加湿用散水装置から散水することができる。
さらに、養生装置本体(ホッパー)を保温、加熱することができる。混練物自体が熱を持ち、温度が60℃以上あれば、加温せず養生装置を保温するだけでよい。加湿用散水装置に散水用のノズルスプレーを配備し、連続的又は間欠的に散水することができる。加温、加湿空気として、焼却排ガスなどの高温ガスを水に通気させて発生させた水蒸気を用いることができる。さらに、加湿散水装置から温水を散布することもできる。また、養生装置本体(ホッパー)の保温、加熱は、焼却排ガス又は温水をホッパ−外壁に設けたジャケットに導入し、間接的に行うこともできる。
Below, a specific example is demonstrated and demonstrated about a curing device. As shown in FIG. 2, a curing device including a blower, a heating device, and a humidifying device can be installed between the kneader and the treated ash pit. The curing device is not a simple drying device, but is for stabilizing heavy metals in the kneaded material as a ferrite compound while passing through this device. That is, there is a big difference that heavy metals can be stabilized and fixed by curing with this apparatus, while heavy metals are likely to be eluted from the treated product by simple drying.
FIG. 3 shows a schematic diagram of a hopper type curing apparatus. The kneaded product is stored in a hopper that includes a watering device for humidification and an air diffuser. If necessary, air, warmed air, warmed humidified air can be sent from the diffuser. Moreover, it can sprinkle from the watering apparatus for humidification as needed.
Furthermore, the curing device main body (hopper) can be kept warm and heated. If the kneaded material itself has heat and the temperature is 60 ° C. or higher, it is only necessary to keep the curing device warm without heating. A nozzle spray for watering can be provided in the watering device for humidification to spray water continuously or intermittently. As heating and humidified air, water vapor generated by passing a high-temperature gas such as incineration exhaust gas through water can be used. Furthermore, warm water can be sprayed from the humidifying watering device. Moreover, the heat retention and heating of the curing device body (hopper) can be indirectly performed by introducing incineration exhaust gas or hot water into a jacket provided on the outer wall of the hopper.

図4に、キルン型養生装置の概略図を示した。搬送装置(コンベア)上の混練物は、加温加湿装置(加温用ヒーター、空気又は加湿空気又は加温加湿空気排出装置、蒸気配管などから構成される)を備えるキルン型養生装置に送られる。開口部があるので、自然換気によりフェライト化に必要な空気は供給できる。また、必要に応じて、空気又は加温空気、加温加湿空気を送ることができる。加温、加湿空気として、焼却施設などから排出される排ガスを水に通気させて発生させた水蒸気を用いてもよい。加温加湿装置は、搬送装置全体に備えても良く、搬送装置の前段部分のみに備えてもよい。養生装置前後は、開放状態にあるので空気を自然通気してもよいし、養生装置の通気を良くするために、装置出口部に換気口又は排気ファンなどの強制換気、送風装置を設けることもできる。
本装置に供給される混練物の形状は、特に限定されないが、養生効率を高めるため、ペレット状であれば直径1〜10mm、長さ1〜30mm、粒状であれば直径1〜10mmが好ましい。また、養生前に混練物を粉砕し装置に供給してもよい。混練成型機の種類については特に限定されず、振動型ミキサー、パン型造粒式ミキサー、二軸ベンチニーダ式ミキサーなど適宜使用できる。
FIG. 4 shows a schematic view of a kiln type curing device. The kneaded material on the conveying device (conveyor) is sent to a kiln type curing device equipped with a warming / humidifying device (comprising a warming heater, air or humidified air or warmed humidified air discharging device, steam piping, etc.). . Since there is an opening, air necessary for ferritization can be supplied by natural ventilation. Moreover, air, warm air, and warm humid air can be sent as needed. As heating and humidified air, water vapor generated by aeration of exhaust gas discharged from an incineration facility or the like may be used. The heating / humidifying device may be provided in the entire conveying device, or may be provided only in the front stage portion of the conveying device. Before and after the curing device is in an open state, air may be naturally ventilated, or in order to improve the ventilation of the curing device, forced ventilation such as a ventilation port or an exhaust fan or a blower device may be provided at the outlet of the curing device. it can.
Although the shape of the kneaded material supplied to this apparatus is not specifically limited, In order to improve curing efficiency, a diameter of 1 to 10 mm, a length of 1 to 30 mm are preferable for pellets, and a diameter of 1 to 10 mm is preferable for granules. Further, the kneaded product may be pulverized and supplied to the apparatus before curing. The type of the kneading machine is not particularly limited, and a vibration mixer, a bread granulator, a biaxial bench kneader mixer, or the like can be used as appropriate.

第1鉄塩と第2鉄塩をアルカリ分が含まれる焼却飛灰に添加した場合は、下記(1)式と(2)式に示した反応以外に、下記(3)式に示すようにマグネタイト(Fe)が生成する。
xM2+ + (3-x)Fe2+ + 6OH- →MxFe(3-x)(OH)・・・(1)
xM2+ + yFe3+ + 2(x+3/2y)OH- →MxFey(OH)2(x+3/2y)・・・(2)
Fe2+ + 2Fe3+ + 4OH- →FeO+ 2H・・・(3)
〔ここで、MはPb、Cd、Hg、Znなどの重金属類を示す。〕
このマグネタイトは、重金属の捕捉作用が極めて大きく、Feの一部が他の金属で置換されることにより、安定した重金属溶出抑制能を持つ一種のフェライトを生成する。
When ferrous salt and ferric salt are added to incinerated fly ash containing alkali, as shown in the following formula (3) in addition to the reactions shown in the following formulas (1) and (2) Magnetite (Fe 3 O 4 ) is produced.
xM 2+ + (3-x) Fe 2+ + 6OH → M x Fe (3-x) (OH) 6 (1)
xM 2 + + yFe 3 +2 (x + 3 / 2y) OH → MxFey (OH) 2 (x + 3 / 2y) (2)
Fe 2+ + 2Fe 3+ + 4OH → Fe 3 O 4 + 2H 2 (3)
[Wherein M represents a heavy metal such as Pb, Cd, Hg, or Zn. ]
This magnetite has an extremely large heavy metal trapping action, and a part of Fe is replaced with another metal, thereby generating a kind of ferrite having a stable heavy metal elution suppressing ability.

また、第1鉄塩をアルカリ分が含まれる焼却飛灰に添加した場合は、次の2段階の反応で安定した重金属溶出抑制能を持つ一種のフェライトを生成する。
中和反応:xM2+ + (3-x)Fe2+ + 6OH- →MxFe(3-x)(OH)・・・(1)
酸化反応:MxFe(3-x)(OH)+1/2O →MxFe(3-x)O+ 3HO・・・(4)
フェライト化反応は、アルカリ域で起こる酸化反応であり、酸素共存下、高温、高湿度条件で促進される。フェライト化反応には諸説あるが、Fe(OH)あるいは部分的にFe2+が重金属(M2+)に置換した水酸化物(MxFe(3-x)(OH))が、表面から酸化されフェライトが生成するものと考えられる。また、水酸化第1鉄と水酸化第2鉄の混合物の場合、温度、湿度、酸素により水酸化第1鉄がオキシ水酸化鉄(FeOOH)に酸化され、さらにオキシ水酸化鉄と水酸化第2鉄が反応し、重金属のフェライト化合物が生成されるものと考えられる。
Moreover, when ferrous salt is added to incinerated fly ash containing an alkali component, a kind of ferrite having a stable heavy metal elution suppressing ability is generated by the following two-stage reaction.
Neutralization reaction: xM 2+ + (3-x) Fe 2+ + 6OH → M x Fe (3-x) (OH) 6 (1)
Oxidation reaction: M x Fe (3-x) (OH) 6 +1/2 O 2 → M x Fe (3-x) O 4 + 3H 2 O (4)
The ferritization reaction is an oxidation reaction that occurs in an alkaline region, and is accelerated under high temperature and high humidity conditions in the presence of oxygen. Although there are various theories on the ferritization reaction, a hydroxide (MxFe (3-x) (OH) 6 ) in which Fe (OH) 2 or Fe 2+ is partially substituted with heavy metal (M 2+ ) is observed from the surface. It is thought that it is oxidized to produce ferrite. In the case of a mixture of ferrous hydroxide and ferric hydroxide, the ferrous hydroxide is oxidized to iron oxyhydroxide (FeOOH) by temperature, humidity, and oxygen. It is considered that ferric iron reacts to produce a heavy metal ferrite compound.

焼却時に発生する塩化水素(HCl)や硫黄酸化物(SOx)などの酸性排ガスの処理方法は、乾式・半乾式処理又は湿式処理に大別される。乾式・半乾式処理は、消石灰又は消石灰スラリーを集塵機の前段に吹き込み、酸性ガスを反応除去し、飛灰と共に集塵機で捕集するシステムであり、焼却飛灰のアルカリ含有量が高くなり易い。一方、湿式処理は、集塵機で飛灰を捕集した後に、排ガスを苛性ソーダ(NaOH)などのアルカリ液で洗浄するシステムであり、焼却飛灰のアルカリ含有量は、乾式・半乾式処理と比較すると低くなる。このため、焼却飛灰のアルカリ度は、排ガスの処理方式により大きく異なる。
前記、反応式(1)〜(4)は、アルカリ条件で進行し易い反応である。本発明において、アルカリ分とは、(i)焼却飛灰中のアルカリ分、又は、(ii)混練工程で添加されるアルカリ分と焼却飛灰中のアルカリ分の合計であり、その含有量は、アルカリ分をNaOHに換算したモル量が鉄塩のモル量に対して、モル比として0.5〜4.0、より好ましくは2.0〜4.0がよい。
Methods for treating acidic exhaust gas such as hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxide (SOx) generated during incineration are roughly classified into dry / semi-dry treatment or wet treatment. The dry / semi-dry treatment is a system in which slaked lime or slaked lime slurry is blown into the front stage of the dust collector, the acidic gas is removed by reaction, and the fly ash is collected by the dust collector. On the other hand, the wet process is a system in which exhaust ash is collected by a dust collector and the exhaust gas is washed with an alkaline liquid such as caustic soda (NaOH). The alkali content of incinerated fly ash is compared with the dry and semi-dry process. Lower. For this reason, the alkalinity of the incinerated fly ash varies greatly depending on the exhaust gas treatment method.
The reaction formulas (1) to (4) are reactions that easily proceed under alkaline conditions. In the present invention, the alkali content is (i) the alkali content in the incineration fly ash, or (ii) the alkali content added in the kneading step and the alkali content in the incineration fly ash, and the content is The molar amount of alkali content converted to NaOH is 0.5 to 4.0, more preferably 2.0 to 4.0 as the molar ratio with respect to the molar amount of the iron salt.

前記において、(i)焼却飛灰のアルカリ分とは、焼却飛灰の溶出液の、酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量として表すことができる。酸消費量(pH8.3)はJIS K 102 15.2(1998)に準じて求めることができる。(ii)混練工程で添加されるアルカリ分とは、混練工程で添加される薬剤などに由来するアルカリ分である。
(i)焼却飛灰のアルカリ分又は(ii)混練工程で添加されるアルカリ分と焼却飛灰のアルカリ分の合計量を求める方法として、焼却飛灰又は混練物の溶出液を調製し、その溶出液について酸消費量(pH8.3)を測定することが好ましい。本発明において、充分な効果を得るために重要なアルカリ分は、炭酸水素塩に由来するアルカリ分ではなく、水酸化物や炭酸塩に由来するアルカリ分である。アルカリ分の指標としては、酸消費量(pH8.3)以外に、酸消費量(pH4.8)やpHが挙げられるが、いずれの方法も炭酸水素塩に由来するアルカリ分が含まれた指標である。このため、(i)焼却飛灰のアルカリ分又は(ii)混練工程で添加されるアルカリ分と焼却飛灰のアルカリ分の合計量を、焼却飛灰又は混練物の溶出液を調製し、その溶出液について酸消費量(pH8.3)を測定して求め、鉄塩の添加率を決めることにより、より安定した信頼性の高い処理が可能となる。
In the above, (i) the alkali content of incineration fly ash can be expressed as the alkali amount determined from the acid consumption (pH 8.3) of the eluate of incineration fly ash. The acid consumption (pH 8.3) can be determined according to JIS K 0 102 15.2 (1998). (Ii) The alkali component added in the kneading step is an alkali component derived from the chemical added in the kneading step.
As a method for determining the total amount of alkalis in (i) incineration fly ash or (ii) alkalis added in the kneading step and alkalis in incineration fly ash, an eluate of incineration fly ash or kneaded material is prepared, It is preferable to measure the acid consumption (pH 8.3) for the eluate. In the present invention, an alkali component important for obtaining a sufficient effect is not an alkali component derived from a bicarbonate but an alkali component derived from a hydroxide or a carbonate. Examples of the alkali content index include acid consumption (pH 4.8) and pH in addition to the acid consumption (pH 8.3). Both methods include an index including an alkali content derived from bicarbonate. It is. Therefore, (i) the alkali content of the incinerated fly ash or (ii) the total amount of the alkali component added in the kneading step and the alkali content of the incinerated fly ash, prepare the eluate of the incinerated fly ash or the kneaded product, By measuring the acid consumption (pH 8.3) of the eluate and determining the addition rate of the iron salt, a more stable and reliable treatment can be performed.

鉄塩としては、硫酸第1鉄、塩化第1鉄などの第1鉄塩、ポリ硫酸鉄、塩化第2鉄、硫酸第2鉄などの第2鉄塩など任意のものを用いることができるが、鉄塩が第1鉄塩と第2鉄塩の混合物で、第1鉄+第2鉄に対する第1鉄のモル比が0.2〜1.0の範囲であることが好適である。また、混練時に添加する加湿水の量は、通常20〜40重量%(対飛灰)であるが、混練物の状態により適宜調節することができる。水分過剰になると、流動性が高まり、固化しない混練成型物どうしの固着が生じるなどの問題が生じる。また、水分過少になると、フェライト化が不充分になるばかりか固化せず、処理物は飛散してしまい、処理物の飛散を防止するという本来の目的を達成できない。本発明における焼却飛灰に対する水分量は、20〜40重量%が好適であり、混練成型物どうしの固着防止、粉塵発生防止ができる。   As the iron salt, any iron salt such as ferrous sulfate such as ferrous sulfate and ferrous chloride, and ferric salt such as polyiron sulfate, ferric chloride, and ferric sulfate can be used. It is preferable that the iron salt is a mixture of a ferrous salt and a ferric salt, and the molar ratio of the ferrous iron to the ferrous iron + ferric iron is in the range of 0.2 to 1.0. Further, the amount of humidified water added at the time of kneading is usually 20 to 40% by weight (against fly ash), but can be appropriately adjusted depending on the state of the kneaded product. If the water content is excessive, the fluidity is increased, and problems such as sticking of the kneaded molded products that do not solidify occur. In addition, when the water content is too low, not only the ferritization becomes insufficient, but also solidification does not occur and the processed product is scattered, and the original purpose of preventing the processed product from being scattered cannot be achieved. The water content with respect to the incinerated fly ash in the present invention is preferably 20 to 40% by weight, and can prevent sticking between the kneaded molded products and dust generation.

有機キレート重金属固定化剤としては、公知の固定化剤がいずれも使用できるが、ジアルキルジチオカルバミン酸やジアルキルジチオカルバミン酸基を分子内に2個以上有する化合物のアルカリ金属塩又は遷移金属塩、具体的には、ジエチルジチオカルバミン酸、N,N,N,N−テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミン、ピペラジンビスジチオカルバミン酸などのカリウム塩、ナトリウム塩、亜鉛塩、鉄塩などが好適に使用できる。
また、本発明による養生期間は、焼却飛灰の性状や養生条件により異なり、一概には決められないが、10分〜24時間養生することが好ましい。また、本発明による混練物の養生後、さらに自然乾燥しても良いし、強制加熱し乾燥させてもよい。
本発明によれば、従来の処理では難しかった6価クロム、砒素、セレンなどの難処理重金属類も効率的に固定化することができるため、焼却飛灰の重金属類の溶出を確実に防止することが可能である。
As the organic chelate heavy metal immobilizing agent, any known immobilizing agent can be used. Alkali metal salts or transition metal salts of compounds having two or more dialkyldithiocarbamic acid or dialkyldithiocarbamic acid groups in the molecule, specifically, is diethyldithiocarbamate, N 1, N 2, N 3, N 5 - tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine, potassium salts such as piperazine bis dithiocarbamate, sodium salts, zinc salts, etc. are preferably used iron it can.
Further, the curing period according to the present invention varies depending on the properties of the incinerated fly ash and the curing conditions and is not generally determined, but is preferably cured for 10 minutes to 24 hours. Further, after curing the kneaded product according to the present invention, it may be further naturally dried, or may be forcedly heated and dried.
According to the present invention, difficult-to-process heavy metals such as hexavalent chromium, arsenic, and selenium, which have been difficult with conventional processing, can be efficiently immobilized, so that elution of heavy metals from incineration fly ash is reliably prevented. It is possible.

以下の実施例により、本発明を具体的に説明する。
試験方法は以下の通りである。
(1)試料
The following examples illustrate the invention.
The test method is as follows.
(1) Sample

Figure 0004363657
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(2)重金属溶出試験
500mLのプラスチック製ビーカーに飛灰100g、水30g及び所定量の薬剤を添加してスパチラを用いて約5分間混練し、粘土状にした後、所定条件で10分〜48時間養生した。その後、サンプルを5mm以下に粉砕し、環境庁告示第13号試験法に基づいて重金属の溶出試験を行った。
(3)添加薬剤
塩化第1鉄溶液:Fe含有量10重量%(和光純薬工業製、試薬1級、塩化第1鉄4水和物を蒸留水に溶解して調製)
ポリ鉄溶液 :Fe含有量5.2重量%(日鉄鉱業製)
有機キレート重金属固定化剤:N,N,N,N−テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム塩の50重量%溶液
(2) Heavy metal dissolution test 100 g of fly ash, 30 g of water and a predetermined amount of chemicals were added to a 500 mL plastic beaker, kneaded for about 5 minutes using a spatula, made into a clay, and then 10 minutes to 48 under predetermined conditions. Cured for hours. Thereafter, the sample was pulverized to 5 mm or less, and a heavy metal dissolution test was conducted based on the Environmental Agency Notification No. 13 test method.
(3) Additives Ferrous chloride solution: Fe content 10% by weight (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent grade 1, prepared by dissolving ferrous chloride tetrahydrate in distilled water)
Polyiron solution: Fe content 5.2% by weight (manufactured by Nippon Steel Mining)
Organic chelate heavy metal immobilizing agent: N 1 , N 2 , N 3 , N 5 -tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine sodium salt 50 wt% solution

実施例1
薬剤が塩化第1鉄溶液で、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が1.0(即ち、Fe3+が0)の場合の試料Aに対する試験結果を表2に示す。第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が3.4の条件で比較すると、養生温度が40〜150℃であり、相対湿度が40%以上である場合、鉛の溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を満たした(No.1〜3、6〜7、13〜18)。養生温度20℃、相対湿度40%で風乾したとき(No.20)、100℃以上に加温したが相対湿度が40%未満と低いとき(No.9〜12,21)、相対湿度84%、養生温度20℃のとき(No.19)は、鉛の溶出濃度が埋立基準値(0.3mg/L)を超えた。
また、養生温度が40〜150℃であり、相対湿度が40%以上であっても、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(molas NaOH)のモル比が5.1のとき(No.4)は、鉛の溶出濃度が埋立基準値(0.3mg/L)を超えた。養生時間については、0.15hと比較し0.5h以上の方が鉛の溶出濃度が抑制される傾向にあった(No.13〜18)。
Example 1
The drug is ferrous chloride solution, and the molar ratio of ferrous iron (Fe 2+ ) to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+ )] Table 2 shows the test results for the sample A when is 1.0 (ie, Fe 3+ is 0). When the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) obtained from the acid consumption (pH 8.3) to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is compared under the condition of 3.4, the curing temperature is When it is 40-150 degreeC and relative humidity is 40% or more, the elution density | concentration of lead satisfy | filled the landfill standard value (0.3 mg / L) (No. 1-3, 6-7, 13-18) . When air-dried at a curing temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 40% (No. 20), when heated to 100 ° C. or higher but the relative humidity is less than 40% (No. 9-12, 21), a relative humidity of 84% When the curing temperature was 20 ° C. (No. 19), the lead elution concentration exceeded the landfill reference value (0.3 mg / L).
Further, even when the curing temperature is 40 to 150 ° C. and the relative humidity is 40% or more, the acid consumption (pH 8.3) with respect to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) was obtained. When the molar ratio of alkali amount (molas NaOH) was 5.1 (No. 4), the elution concentration of lead exceeded the landfill reference value (0.3 mg / L). As for the curing time, the elution concentration of lead tended to be suppressed when the time was 0.5 h or more compared with 0.15 h (No. 13 to 18).

Figure 0004363657
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実施例2
試料Aを対象に、薬剤として塩化第1鉄溶液とポリ鉄溶液を使用し、養生時間1時間、養生温度100℃、相対湿度80%において試験した結果を表3に示す。
第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0であり、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.5〜4.0の範囲にある場合(No.3〜5、8〜9、12〜13)、鉛の溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を満たしたが、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0や0.1のとき(No.1,2,6)や第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.3や5.0のとき(No.7,10,11,14)には、鉛の溶出濃度が埋立基準値(0.3mg/L)を超えた。
Example 2
Table 3 shows the results of testing for sample A using ferrous chloride solution and polyiron solution as chemicals, with a curing time of 1 hour, a curing temperature of 100 ° C., and a relative humidity of 80%.
In a molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0.2 to 1.0 Yes, the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) to the ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is in the range of 0.5 to 4.0. In some cases (No. 3-5, 8-9, 12-13), the elution concentration of lead satisfied the landfill standard value (0.3 mg / L), but ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) when the molar ratio [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+ )] of ferrous iron (Fe 2+ ) is 0 or 0.1 (No. 1, 2, 6) or ferrous iron When the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) obtained from the acid consumption (pH 8.3) to + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is 0.3 or 5.0 (No. 7, 10 , 11, 14), the elution concentration of lead exceeded the landfill reference value (0.3 mg / L).

Figure 0004363657
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実施例3
試料Bを対象に、薬剤として塩化第1鉄溶液とポリ鉄溶液を使用し、養生時間1時間、養生温度100℃、相対湿度80%において試験した結果を表4に示す。
第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0であり、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.5〜4.0の範囲にある場合(No.3,4,6〜8)、鉛の溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を満たした。第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.4であったとき(No.5,9,11,13)や、4.7〜4.8であったとき(No.10,12,14)は、鉛の溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を満足することはできなかった。また、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0のとき(No.1,2)も、埋立基準値(0.3mg/L)を超えた。
Example 3
Table 4 shows the results of the test for sample B using ferrous chloride solution and polyiron solution as chemicals, with a curing time of 1 hour, a curing temperature of 100 ° C., and a relative humidity of 80%.
In a molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0.2 to 1.0 Yes, the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) to the ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is in the range of 0.5 to 4.0. In some cases (No. 3, 4, 6-8), the elution concentration of lead satisfied the landfill reference value (0.3 mg / L). When the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) obtained from the acid consumption (pH 8.3) to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) was 0.4 (No. 5, 9, 11, 13) or 4.7 to 4.8 (No. 10, 12, 14), the elution concentration of lead satisfies the landfill standard value (0.3 mg / L). could not. Further, when the molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0 (No. 1, 2) also exceeded the landfill reference value (0.3 mg / L).

Figure 0004363657
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実施例4
試料Cを対象に、薬剤として塩化第1鉄溶液とポリ鉄溶液を使用し、養生時間1時間、養生温度100℃、相対湿度80%において試験した結果を表5に示す。
第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0であり、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.5〜4.0の範囲にある場合、6価クロムの溶出濃度は埋立基準値(1.5mg/L)を満たした(No.1〜3,7〜12)。第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0のとき(No.4)や、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が5.0〜5.1のとき(No.13〜15)は、6価クロムの溶出濃度は埋立基準値(1.5mg/L)を超えた。
Example 4
Table 5 shows the test results of sample C using ferrous chloride solution and polyiron solution as chemicals, with a curing time of 1 hour, a curing temperature of 100 ° C., and a relative humidity of 80%.
In a molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0.2 to 1.0 Yes, the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) to the ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is in the range of 0.5 to 4.0. In some cases, the elution concentration of hexavalent chromium satisfied the landfill reference value (1.5 mg / L) (No. 1-3, 7-12). Ferrous + ferric when the molar ratio of (Fe 2+ + Fe 3+) first iron to (Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0 (No.4) Or when the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) with respect to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is 5.0 to 5.1 ( No. 13 to 15), the elution concentration of hexavalent chromium exceeded the landfill reference value (1.5 mg / L).

Figure 0004363657
Figure 0004363657

実施例5
試料Dを対象に、薬剤として塩化第1鉄溶液とポリ鉄溶液を使用し、養生時間1時間、養生温度100℃、相対湿度80%において試験した結果を表6に示す。
第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0であり、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が0.5〜4の範囲にあるとき(No.1〜3,7〜9,11〜12)は、セレンの溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を満たした。
第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0のとき(No.4〜6)や、第1鉄+第2鉄(Fe2++Fe3+)に対する酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量(mol as NaOH)のモル比が5.0のとき(No.13〜15)は、セレンの溶出濃度は埋立基準値(0.3mg/L)を超えた。
Example 5
Table 6 shows the test results of sample D using ferrous chloride solution and polyiron solution as chemicals, with a curing time of 1 hour, a curing temperature of 100 ° C., and a relative humidity of 80%.
In a molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0.2 to 1.0 Yes, when the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is in the range of 0.5-4 (Nos. 1-3, 7-9, 11-12), the elution concentration of selenium satisfied the landfill reference value (0.3 mg / L).
When the molar ratio of the first iron to ferrous + ferric (Fe 2+ + Fe 3+) ( Fe 2+) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+) ] is 0 (No.4~ 6) or when the molar ratio of the alkali amount (mol as NaOH) determined from the acid consumption (pH 8.3) to ferrous iron + ferric iron (Fe 2+ + Fe 3+ ) is 5.0 (No. 6). 13 to 15), the elution concentration of selenium exceeded the landfill reference value (0.3 mg / L).

Figure 0004363657
Figure 0004363657

実施例6
試料Aを対象に、薬剤として有機キレート重金属固定化剤を使用し試験した結果を表7に示す。
有機キレート重金属固定化剤の添加率が3w/w%、養生時間が24時間の場合で比較すると、鉛の溶出濃度は、温度30℃、相対湿度40%のときには、0.10mg/Lであった(No.2)のに対し、本発明の養生条件(温度40〜150℃、相対湿度40%以上)で養生したNo.4〜6及びNo.9では0.05mg/L以下に抑制された。
Example 6
Table 7 shows the results of testing using the organic chelate heavy metal immobilizing agent as a drug for sample A.
When the addition rate of the organic chelate heavy metal immobilizing agent is 3 w / w% and the curing time is 24 hours, the elution concentration of lead is 0.10 mg / L when the temperature is 30 ° C. and the relative humidity is 40%. (No. 2), No. 2 cured under the curing conditions of the present invention (temperature 40 to 150 ° C., relative humidity 40% or more). 4-6 and no. In 9, it was suppressed to 0.05 mg / L or less.

Figure 0004363657
Figure 0004363657

実施例7
試料Cを対象に、薬剤として有機キレート重金属固定化剤を使用し試験した結果を表8に示す。
有機キレート重金属固定化剤の添加率が3w/w%、養生時間が24時間の場合で比較すると、6価クロムの溶出濃度は、温度30℃、相対湿度60%のときには1.2mg/Lであった(No.2)のに対し、本発明の養生条件(温度40〜150℃、相対湿度40%以上)で養生したNo.3〜5及びNo.7〜10では1.1mg/L以下に抑制された。
Example 7
Table 8 shows the results of testing using the organic chelate heavy metal immobilizing agent as a drug for sample C.
When the addition rate of the organic chelate heavy metal immobilizing agent is 3 w / w% and the curing time is 24 hours, the elution concentration of hexavalent chromium is 1.2 mg / L when the temperature is 30 ° C. and the relative humidity is 60%. (No. 2), the No. 2 cured under the curing conditions of the present invention (temperature 40 to 150 ° C., relative humidity 40% or more). 3-5 and no. In 7-10, it was suppressed to 1.1 mg / L or less.

Figure 0004363657
Figure 0004363657

実施例8
試料Dを対象に、薬剤として有機キレート重金属固定化剤を使用し試験した結果を表9に示す。
有機キレート重金属固定化剤の添加率が3w/w%、養生時間が24時間の場合で比較すると、セレンの溶出濃度は、温度30℃、相対湿度60%のときには、0.8mg/Lであった(No.2)のに対し、本発明の養生条件(温度40〜150℃、相対湿度40%以上)で養生したNo.3〜5及びNo.7では0.7mg/L以下に抑制された。同様に有機キレート重金属固定化剤の添加率が3w/w%、養生時間が24時間の場合で比較すると、アンチモンの溶出濃度は、温度30℃、相対湿度60%のときには0.3mg/Lあった(No.2)のに対し、本発明の養生条件(温度40〜150℃、相対湿度40%以上)で養生したNo.3〜5及びNo.7では0.1mg/L以下に抑制された。
Example 8
Table 9 shows the results of testing using the organic chelate heavy metal immobilizing agent as a drug for sample D.
When the rate of addition of the organic chelate heavy metal immobilizing agent is 3 w / w% and the curing time is 24 hours, the elution concentration of selenium is 0.8 mg / L when the temperature is 30 ° C. and the relative humidity is 60%. (No. 2), No. 2 cured under the curing conditions of the present invention (temperature 40 to 150 ° C., relative humidity 40% or more). 3-5 and no. 7 was suppressed to 0.7 mg / L or less. Similarly, when the addition rate of the organic chelate heavy metal immobilizing agent is 3 w / w% and the curing time is 24 hours, the elution concentration of antimony is 0.3 mg / L when the temperature is 30 ° C. and the relative humidity is 60%. (No. 2), No. 2 cured under the curing conditions of the present invention (temperature 40 to 150 ° C., relative humidity 40% or more). 3-5 and no. 7 was suppressed to 0.1 mg / L or less.

Figure 0004363657
Figure 0004363657

本発明の安定方法を説明する概略構成図。The schematic block diagram explaining the stabilization method of this invention. 養生装置の設定位置を説明する概略構成図。The schematic block diagram explaining the setting position of a curing device. ホッパー型養生装置の概略構成図。The schematic block diagram of a hopper type curing apparatus. キルン型養生装置の概略構成図で、(a)正面図、(b)A−A養生装置の断面図。It is a schematic block diagram of a kiln type curing device, (a) Front view, (b) AA sectional view of an AA curing device.

符号の説明Explanation of symbols

1:ばいじん、2:バグフィルター(集塵機)、3:貯留サイロ、4:重量計、5:飛灰、6:混練機、9:搬出コンベア、10:処理灰ピット、11:加湿水タンク、12:重金属固定化剤   1: Dust, 2: Bag filter (dust collector), 3: Storage silo, 4: Weight scale, 5: Fly ash, 6: Kneading machine, 9: Unloading conveyor, 10: Treated ash pit, 11: Humidified water tank, 12 : Heavy metal fixing agent

Claims (3)

焼却飛灰と、第1鉄塩と第2鉄塩の混合物で、第1鉄(Fe2+)+第2鉄(Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0である鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤と、水とを混練して得られる混練物を、温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境にて大気と接触させ養生することを特徴とする焼却飛灰の安定化方法。 The molar ratio of the incineration fly ash, a mixture of ferrous salt and the ferric salt, ferrous for ferrous (Fe 2+) + ferric (Fe 3+) (Fe 2+) [Fe 2 + / (Fe 2+ + Fe 3+ )] is 0.2 to 1.0, and a kneaded product obtained by kneading water with an organic chelate heavy metal fixing agent and a temperature of 40 to 150 ° C., A method for stabilizing incinerated fly ash, comprising curing in contact with the atmosphere in an environment having a relative humidity of 40% or more. 前記混練物は、NaOH換算したアルカリ分が前記鉄塩(第1鉄塩+第2鉄塩)に対してモル比で0.5〜4.0であり、該アルカリ分は、混練物の溶出液の酸消費量(pH8.3)から求めたアルカリ量であることを特徴とする請求項1記載の焼却飛灰の安定化方法。 The kneaded product is 0.5 to 4.0 in a molar ratio alkali content that NaOH-equivalent with respect to the iron salt (ferrous salt + ferric), the alkali component is eluted kneaded product the method for stabilizing incineration fly ash according to claim 1, wherein the alkali quantity der Rukoto obtained from acid consumption of the liquid (pH 8.3). 焼却飛灰を安定化する装置において、焼却飛灰と、第1鉄塩と第2鉄塩の混合物で、第1鉄(Fe2+)+第2鉄(Fe3+)に対する第1鉄(Fe2+)のモル比〔Fe2+/(Fe2++Fe3+)〕が0.2〜1.0である鉄塩又は有機キレート重金属固定化剤と、水とを混練して混練物を得る混練機と、得られた混練物を温度40〜150℃、相対湿度40%以上の環境で養生する加温、加湿及び送風手段を備えた養生装置とを有することを特徴とする焼却飛灰の安定化装置。 In an apparatus for stabilizing incineration fly ash, incineration fly ash and a mixture of ferrous salt and ferric salt, ferrous iron against ferrous iron (Fe 2+ ) + ferric iron (Fe 3+ ) ( An iron salt or organic chelate heavy metal fixing agent having a molar ratio [Fe 2+ ) [Fe 2+ / (Fe 2+ + Fe 3+ )] of 0.2 to 1.0 and water are kneaded and kneaded. And a curing device equipped with a heating, humidifying and blowing means for curing the obtained kneaded material in an environment having a temperature of 40 to 150 ° C. and a relative humidity of 40% or more. Ash stabilization device.
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