JP5862036B2 - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
当該マグネシウム化合物は、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる1種以上である(1)〜(4)いずれか1項に記載の処理方法。
本発明における処理剤は、マグネシウム化合物及び二価鉄塩を含む。処理剤中の二価鉄塩は、重金属含有灰に含まれるクロム化合物中の六価クロムを無害な三価クロムに還元する。二価鉄塩を単独で使用すると、重金属含有灰のpHが下がり、重金属含有灰から鉛やカドミニウムを溶出させてしまうという問題がある。しかし、本発明では、二価鉄塩とともに、アルカリ剤であるマグネシウム化合物を併用し、かつ、処理剤中のリン酸化合物の量を制限することにより、上記の溶出を防ぐことができる。
本発明者らは、リン酸化合物及び二価鉄塩を使用した、従来の重金属含有灰の処理方法においては、処理剤中のリン酸化合物及び二価鉄塩が反応し、リン酸第一鉄等の化合物が生成され、重金属含有灰中の六価クロムに対する二価鉄塩の有効利用量を減少させ、二価鉄塩の薬剤効果を阻害することを見出した。
二価鉄塩としては特に限定されず、塩化第一鉄及び硫酸第一鉄等からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
マグネシウム化合物としては特に限定されず、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムは、重金属含有灰のpHを上げることができ、かつ、重金属含有灰のpHを9.5〜10.5程度において、pHを緩衝する機能を有するため好ましい。
本発明の方法において、重金属含有灰に水銀も含まれる場合には、ジチオカルバミン酸系キレート剤、例えばピペラジンジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、テトラエチレンペンタミンジチオカルバミン酸塩、ポリアミンジチオカルバミン酸塩等を併用することができる。
重金属含有固形物としては、クロム化合物を含む重金属含有固形物であれば特に限定されず、廃棄物焼却炉(灰溶融炉、ガス化溶融炉、産業廃棄物焼却炉等)、炭化炉、木屑ボイラ、発電ボイラ、製鋼電気炉等の焼却、溶融施設等の燃焼施設において発生する重金属含有灰であってもよい。具体的には、排ガス処理施設から発生する飛灰やガス処理残渣、煤塵等が挙げられる。飛灰は、燃焼炉、溶融炉等においてバグフィルター、電気集塵機等により燃焼排ガスから捕集される灰であり、ガス処理残渣は、HClやSOx等のガスとCa(OH)2やNaHCO3等のガス処理剤の反応生成物である。
重金属含有灰への処理剤の混合方法は特に限定されないが、例えば、バッチ式混練機、連続的混練機等を使用し、飛灰等の重金属含有灰に処理剤とともに少量の加湿水を添加して混練することができる。マグネシウム化合物及び二価鉄塩は、混合して、又は別々に添加してよい。特に限定されるものではないが、より効果的に六価クロムの溶出を抑制するためには、マグネシウム化合物を先に添加し、その後、二価鉄塩を添加、水混練りする方法がよい。
重金属含有灰試料として、本実施例では、下記の飛灰試料を使用した。
飛灰番号1:都市ごみ溶融炉施設より発生した溶融飛灰
飛灰番号2:製鋼電気炉施設より発生した電気炉ダスト
なお、各算出値は下記のように求めた。
<P−アルカリ度>
飛灰/純水=100(質量比)以上となる割合で飛灰及び純水を撹拌した。撹拌後に、フェノールフタレインを滴下し、次いで、紫色の液体が無色になるまで1/50N 硫酸水溶液を滴下し、硫酸滴定量を求めた。
<P−酸度>
飛灰/純水=100(質量比)以上となる割合で飛灰及び純水を撹拌した。撹拌後に、フェノールフタレインを滴下し、次いで、無色の液体が紫色になるまで1/50N 水酸化ナトリウム水溶液で滴下し、水酸化ナトリウム滴定量を求めた。
<総クロム(T−Cr)鉛、カドミウム及び水銀>
各試料について、底質調査法に準じた前処理を行った後に、当該前処理で作製した濾液中の各種重金属含有量を測定し、各試料の質量あたりの含有量に換算し、各試料中の重金属の含有量を算出した。濾液中の各種重金属含有量は、試料数g(適量)をるつぼに入れ、水、硝酸、塩酸等を適量添加した後に、加熱濃縮、次いで、加温溶解した後に濾過し、濾過後の濾液を原子吸光法で測定することによって特定した。なお、総クロム(T−Cr)、鉛、カドミウムの測定は、工場排水試験法(JISK−0102)に準拠して測定し、水銀は、環境庁告示59号に準拠して測定した。その結果を表1及び表2に示す。
各試料に添加する処理剤を表3及び4に示す。
なお、表中、「85%MgO」は85%酸化マグネシウム粉末を示す。「32%FeCl2」は、32%塩化第一鉄水溶液(「アッシュナイトT−101」(栗田工業株式会社製))を示す。「FeSO4・7H2O」は、99%硫酸第一鉄・7水和物「JIS試薬特級」(和光純薬工業株式会社製)を示す。「75%H3PO4」は、75%リン酸水溶液「アッシュナイトR−303」(栗田工業株式会社製)を示す。以下、表中の「%」とは、質量%を示す。
また、各処理剤中に含まれる各試料中の総クロム(T−Cr)に対するマグネシウム又は鉄のモル比、各処理剤中に含まれる鉄に対するマグネシウムのモル比、及び各処理剤中に含まれる鉄に対するリンのモル比を算出した。
これらの結果を表5及び6に示す。また、各試料に添加した加湿水の添加量を表5及び6に示す。なお、「添加量」とは、飛灰の重量当たりの、添加した薬剤の質量を示す。
なお、処理剤の添加順序は、マグネシウム化合物を用いる試験については、マグネシウム化合物、次いで二価鉄塩、リン酸の順で飛灰試料に添加した後に混練した。
混練後、得られた混練物を処理灰として、環境庁告示13号試験(イ)法に準拠した溶出試験を実施した。本試験は、処理灰50gを1Lのポリエチレン製容器に入れ、純水を500ml(固液比;L/S=10)加え、振とう機で6時間振とうした後、濾紙「GS−25」(孔径1μm、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて吸引濾過した濾液を溶出液とし、当該溶出液中の重金属を分析した。なお、溶出液のpH、溶出液中の六価クロム、鉛、及びカドミニウムの含有量は、工場排水試験法(JISK−0102)に準拠して測定し、溶出液中の水銀の含有量は、環境庁告示59号に準拠して分析した。その結果を表7及び8に示す。
Claims (5)
- 重金属含有灰の処理方法であって、
クロム化合物を含む重金属含有灰を、アルカリ剤であるマグネシウム化合物及び二価鉄塩を含む処理剤と混合する工程を含み、
前記二価鉄塩の鉄換算による量に対する、前記処理剤中のリン酸化合物のリン換算による量のモル比が0.02以下(0を含む)であり、
前記重金属含有灰中の総クロムの含有量に対する、前記二価鉄塩の鉄換算による量のモル比が20以上100以下であり、
前記重金属含有灰100質量%に対する、前記マグネシウム化合物のマグネシウム換算による量の質量比が7質量%以上である処理方法。 - 前記重金属含有灰中の総クロムの含有量に対する、前記マグネシウム化合物のマグネシウム換算による量のモル比が30以上150以下である請求項1記載の処理方法。
- 前記処理剤には、リン酸化合物が含まれない請求項1又は2に記載の処理方法。
- 前記重金属含有灰の鉛含有量は、4000mg/kg以下である請求項1〜3いずれか1項に記載の処理方法。
- 前記二価鉄塩は、塩化第一鉄及び硫酸第一鉄からなる群より選ばれる1種以上であり、
前記マグネシウム化合物は、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる1種以上である請求項1〜4いずれか1項に記載の処理方法。
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