JP5674152B2 - フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 - Google Patents
フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5674152B2 JP5674152B2 JP2011168640A JP2011168640A JP5674152B2 JP 5674152 B2 JP5674152 B2 JP 5674152B2 JP 2011168640 A JP2011168640 A JP 2011168640A JP 2011168640 A JP2011168640 A JP 2011168640A JP 5674152 B2 JP5674152 B2 JP 5674152B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mgco
- reducing material
- arsenic
- caco
- fluorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
すなわち、前記のようなピークを示す前記軽焼生成物であれば、優れた溶出抑制作用を発揮させうる状態で前記MgCxOy、MgCO3、CaCO3の各成分が含有されている軽焼生成物である。
尚、CaOを実質的に含まない、とは、前記軽焼生成物の、X線回析法(XRD)による同定結果およびX線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、CaOのピークを示さないことをいう。
本実施形態の溶出低減材は、炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを主成分として含む鉱物が軽焼されてなり、且つ前記炭酸マグネシウムが脱炭酸されることで生成されるMgCxOy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)と、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を含有するものである。
前記鉱物の具体例としては、ドロマイト等を挙げることができる。
なお、天然に産出するドロマイトは、一般に、CaO/MgOで表わされる複塩のモル比が0.70〜1.63の範囲であり、CaCO3をCaO換算で概ね9〜40質量%、MgCO3をMgO換算で概ね10〜38質量%含有するものである。
かかる軽焼の際の温度条件としては、640〜990℃の範囲とし、好ましくは690〜890℃とし、さらに好ましくは760〜850℃とする。
また、軽焼時間は温度条件によっても変動するが、通常、10〜60分である。
すなわち、前記軽焼を行なうことにより、前記鉱物中の炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxOyとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム(CaCO3)は実質的には脱炭酸させないことによって、前記MgCxOyと、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を得ることができる。
前記鉱物を、高温長時間焼成して完全な焼成物とした場合、前記鉱物中に含まれる炭酸マグネシウム(MgCO3)が脱炭酸されると同時に、炭酸カルシウム(CaCO3)も脱炭酸されてしまい、前記のような3つの成分を実質的に含む軽焼生成物を得ることができない。
前記鉱物中の炭酸マグネシウム(MgCO3)の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxOyとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム(CaCO3)は実質的には脱炭酸させない状態で軽焼を停止することによって、残存するMgCO3および生成されるMgCxOyは非晶質化するものと考えられる。
このことは、前記のようなXRDによる同定結果およびXPSによる検出スペクトル解析から推測しうる。
すなわち、前記軽焼生成物を、XPSによる成分分析を行うと、MgCO3およびMgCxOyのピークが検出されるが、同時にXRDによる同定を行うと、MgCO3およびMgCxOyは検出されない。これは、XRDでは結晶質のものしか検出できないため、前記軽焼生成物中に含まれる前記MgCO3および前記MgCxOyは非晶質化しているものと推定される。
かかる範囲の含有量であることで、溶出低減材とした場合に溶出低減効果を向上させることができる。
かかる範囲の前記CaCO3の含有量であることで、溶出低減材とした場合に、長期間溶出低減効果を維持することができる。
前記MgCO3および前記MgCxOyの合計含有量、前記CaCO3の含有量の測定は、例えば、JIS R2212−4に規定するマグネシア及びドロマイト質耐火物の成分分析方法、または、X線回析法(XRD)による同定結果およびX線光電子分光法(XPS)による成分分析により、測定することが可能である。
本実施形態では、例えば、X線光電子分光装置 Sigma Probe(VGサイエンティフィック社製)を用いて、前記軽焼生成物を試料ペレットに埋めて表面をエッチング処理等適宜前処理した試料を分析し、検出されるXPSスペクトルのO1sに対応するスペクトルにおけるピークを調べることで、前記軽焼生成物が前記のような3つの成分を含む場合には、各成分のピークが現れる。
前記鉱物を軽焼した場合には、前記鉱物中のMgCO3の一部を脱炭酸させるが、CaCO3を実質的には脱炭酸する温度での焼成ではないため、前記軽焼生成物中には、実質的にCaOは含まれていない。
前記軽焼による質量減少率をこのような数値範囲内とすることにより、炭酸マグネシウム等からの脱炭酸反応を適切に生じさせ、前記鉱物中の炭酸マグネシウムの一部を残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してMgCxOyとし、かかる脱炭酸によって生じる前記MgCxOyと、炭酸マグネシウム(MgCO3)と、炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む軽焼生成物を適切に生成させることができるものと考えられる。
前記水溶性硫酸塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム等を挙げることができ、中でも、硫酸第一鉄を用いることが好ましい。
前記水溶性硫酸塩を前記範囲に配合することで、重金属等の溶出を抑制することが可能となり、特に、長期間にわたって、安定して溶出低減効果が継続して得られる。
軽焼生成物の調整
栃木県葛生地方産出のドロマイト(住友大阪セメント株式会社唐沢鉱業所産)を準備し、800℃の電気炉で0分(加熱処理しない:比較例1)、30分間加熱したもの(実施例1)、及び120分間加熱したもの(比較例2)を準備した。
さらに、市販のMgO(泉工業株式会社製、商品名:酸化マグネシウム(純度19.99%)(比較例3)を準備した。
上記各実施例および比較例を、X線光電子分光装置:Sigma Probe(VGサイエンティフィック社製)を用いて分析した。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
X線源: AlKα線(1486.6eV)
検出角度:約45°
ビーム径:100W/400μm
パスエネルギー(ワイドスキャン):100eV、Ar(30),C(20),O(30),Mg(10),Ca(10)、(カッコ内は積算回数)
パスエネルギー(元素ナロースキャン):20eV
測定元素:Ar,C,O,Mg,Ca
Ar+イオンスパッタ速度:約2nm/min(Ta2O5膜に換算)
測定は各試料とも300秒、Arイオンでスパッタによるエッチング処理後、測定した。
また、表1には各実施例および比較例の分析結果を示す。
図1および表1に示すように、実施例1の軽焼生成物からは、MgCO3およびCaCO3のピークの間の領域に2種類のMgCxOyのピークが現れている。
すなわち、実施例1の軽焼生成物は、ドロマイト中のMgCO3の一部が脱炭酸されたMgCxOyを含み、且つ、MgCO3およびCaCO3も含むことを示している。
一方、CaOの位置にはピークが見られないことから、実施例1の軽焼生成物では、ドロマイト中の成分であるCaCO3が脱炭酸されたCaOを含んでいないことを示している。
図3に示す比較例2は、MgCxOyのピークを示しており、MgCO3のピークは示していない。
これは、ドロマイト中のMgCO3のほとんどが脱炭酸されてMgCxOyとなったためと考えられる。
さらに、比較例2はCaOのピークも示しており、これはCaCO3の一部が脱炭酸されていると考えられる。
図4に示す比較例3はMgOのピークを示している。実施例1および比較例2では、この比較例3で示されるピークの位置にはピークを示しておらず、すなわち、実施例1および比較例2で軽焼または焼成によって生成されるMgCxOyはMgOとは異なる化合物であることがわかる。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
手法:粉末X線回折、スピンなし
管球:Cu
出力設定:45kV,40mA
2θ:30〜85°
ステップサイズ:0.05°2Th.
スキャンステップ時間:0.5s
スキャン種類:連続
前記XRD回析の結果、比較例1(加熱処理していないドロマイト)からはCaMg(CO3)2が、実施例1(軽焼生成物)からはCaCO3のみが、比較例2(120分焼成ドロマイト)からはCaCO3およびCaOが、比較例3(市販酸化マグネシウム)からはMgOのみが、同定された。
すなわち、実施例1のXPSスペクトルにおいてはMgCO3およびMgCxOyのピークを示しているにもかかわらず、XRD同定ではこれらのマグネシウム化合物は検出されなかったことから、実施例1に含まれるMgCO3およびMgCxOyはXRDで検出されない非晶質化したものであると推定される。
前記比較例1(未処理ドロマイト)、実施例1、および比較例2(120分焼成ドロマイト)、ならびに前記実施例1の軽焼生成物に硫酸第一鉄一水塩(堺化学工業社製)を表2に示す配合で混合した実施例2乃至4の溶出低減材を調製し、ヒ素および鉛の溶出低減効果を以下の方法で評価した。
各実施例、比較例を、それぞれヒ素および鉛の5、100mg/lの標準溶液100mlに1gの割合で添加し、4時間撹拌混合した後、ろ過した際のろ液中の重金属濃度をICP分析装置(バリアンテクノロジーズジャパンリミテッド社製、装置名「VARIAN ICP 発光分光分析装置 730−ES」)を用いて測定した。その測定結果より、下記の算出式を用いて吸着除去率として求めた。
吸着除去率[%]=(初期濃度−ろ液中濃度)÷ 初期濃度 × 100
結果を下記表3に示す。
また、硫酸第一鉄を添加することにより、より優れた吸着作用を発揮しうるものであることが認められる。
以下の手順にて模擬汚染土を調製するとともに、前記実施例1及び比較例4(セメント系固化材:タフロック(住友大阪セメント社製))の溶出低減材を、前記模擬汚染土を用いてさらに評価した。
砂質土(千葉県成田産)に、硝酸鉛、亜ヒ酸カリウム、フッ化ナトリウムを添加し、摸擬汚染土を作製した。
上記実施例1および比較例4として調製した溶出低減材を用い、摸擬汚染土に対し、粉体でそれぞれ100kg/m3の割合で添加し撹拌混合した。
そして、模擬汚染土、及び前記実施例1または比較例4を混合した後の摸擬汚染土に対し、材齢1日、7日、28日経過後において環境庁告示46号に準じて溶出試験を実施し、溶出液中の鉛、ヒ素およびフッ素の濃度について下記装置を用いて測定した。結果を下記表4に示す。
鉛濃度:グラファイトファーネス原子吸光法(日立製作所社製、装置名「Z−5000型偏光ゼーマン原子吸光光度計」)
ヒ素濃度:水素化物原子吸光法(日立製作所社製、装置名「Z−5000型偏光ゼーマン原子吸光光度計」)
フッ素濃度:ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法(ビーエルテック社製、「連続流れ分析装置 SWAAT」)
また、実施例に係る溶出低減材は、いずれの材齢経過後でも溶出液のpHを9.2〜9.8の範囲に抑制しており、pHが高くなると溶出しやすくなるヒ素などに対しても長期的に優れた溶出低減作用が発揮しうるものと認められる。
Claims (5)
- 炭酸マグネシウム(MgCO3)と炭酸カルシウム(CaCO3)とを含む鉱物が軽焼されてなり、且つ前記MgCO3が脱炭酸されることで生成されるMgCxOy(但し、0<x≦1、0<y<3を満たす。)と、MgCO3と、CaCO3とを含む軽焼生成物を含有し、
前記鉱物は、炭酸マグネシウムを20質量%以上、炭酸カルシウムを15質量%以上含むことを特徴とするフッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材。 - 前記軽焼生成物は、X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、前記MgCxOyのピークが、MgCO3およびCaCO3の各ピークの中間領域に示される請求項1に記載のフッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材。
- 前記軽焼生成物は、X線回析法(XRD)による同定結果および前記X線光電子分光法(XPS)によって検出されるO1sに対応するスペクトルにおいて、CaOのピークが現れないものである請求項1または2に記載のフッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材。
- さらに、水溶性硫酸塩を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材。
- 前記水溶性硫酸塩が硫酸第一鉄であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項に記載のフッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011168640A JP5674152B2 (ja) | 2011-08-01 | 2011-08-01 | フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011168640A JP5674152B2 (ja) | 2011-08-01 | 2011-08-01 | フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013032431A JP2013032431A (ja) | 2013-02-14 |
JP5674152B2 true JP5674152B2 (ja) | 2015-02-25 |
Family
ID=47788563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011168640A Active JP5674152B2 (ja) | 2011-08-01 | 2011-08-01 | フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5674152B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6149646B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2017-06-21 | 住友大阪セメント株式会社 | 水銀汚染土壌からの水銀溶出低減方法およびそれに用いる水銀溶出低減材の製造方法 |
JP6485514B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2019-03-20 | 住友大阪セメント株式会社 | 重金属等汚染対策材及び前記汚染対策材を用いた重金属等汚染対策工法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3455952B2 (ja) * | 1999-01-11 | 2003-10-14 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 有害物の固定方法 |
JP4219461B2 (ja) * | 1999-01-25 | 2009-02-04 | 信秀 前田 | ダイオキシン類による汚染物の改良剤およびその用途 |
JP2001149776A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-05 | Nobuhide Maeda | ダイオキシン発生抑制材及びその製造方法、並びにこれを用いてなるダイオキシンの発生の抑制方法 |
JP2008080223A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Nisshoku Corp | フッ化物イオン捕捉材およびその使用方法 |
JP4343259B1 (ja) * | 2008-11-07 | 2009-10-14 | 太平洋セメント株式会社 | 不溶化材 |
JP5628486B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2014-11-19 | 国立大学法人東京工業大学 | 重金属溶出抑制材及びそれを含む硬化性組成物 |
-
2011
- 2011-08-01 JP JP2011168640A patent/JP5674152B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013032431A (ja) | 2013-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5019188B2 (ja) | 重金属の溶出低減材の製造方法 | |
Kim et al. | A simultaneous stabilization and solidification of the top five most toxic heavy metals (Hg, Pb, As, Cr, and Cd) | |
JP5682809B2 (ja) | 重金属またはフッ素の溶出低減材の製造方法 | |
JP2010131517A (ja) | 不溶化材 | |
JP2012092180A (ja) | 中性固化材用の添加材、中性固化材および重金属類の溶出抑制方法 | |
JP2010214254A (ja) | 重金属溶出抑制材及びそれを含む硬化性組成物 | |
JP5158462B2 (ja) | 有害金属の溶出低減固化法 | |
JP2013031796A (ja) | 溶出低減材、溶出低減材の製造方法および溶出低減方法 | |
JP5674152B2 (ja) | フッ素、ヒ素及び重金属溶出低減材 | |
JP2010207659A (ja) | 焼石膏を含有した重金属等不溶化固化材 | |
JP5915202B2 (ja) | 不溶化方法 | |
JP5196332B2 (ja) | 重金属溶出低減材およびその製造方法 | |
JP5013005B1 (ja) | 不溶化剤およびその製造方法 | |
JP2012055815A (ja) | 重金属類の溶出抑制方法 | |
JP6066268B2 (ja) | 重金属溶出低減材及び焼却灰の重金属溶出低減方法 | |
JP2006224025A (ja) | フッ素及び/又はホウ素の不溶化方法 | |
JP2012036243A (ja) | 重金属類の溶出抑制材及び溶出抑制方法 | |
JP6358513B2 (ja) | フッ素溶出低減材及びフッ素溶出低減方法 | |
JP2008255171A (ja) | 無機系有害成分の固定化剤 | |
JP6149646B2 (ja) | 水銀汚染土壌からの水銀溶出低減方法およびそれに用いる水銀溶出低減材の製造方法 | |
WO2014054131A1 (ja) | 溶出低減材 | |
JP2014097477A (ja) | 有害物質不溶化材及び有害物質の不溶化方法 | |
JP6656912B2 (ja) | 不溶化材の選別方法 | |
JP2013031795A (ja) | 溶出低減材および溶出低減材の製造方法 | |
JP2007222695A (ja) | 有害金属溶出低減材及びそれを用いた有害金属の溶出低減方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140919 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5674152 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |