JP5913675B1 - 有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で効率的に有害物質を不溶化することができる有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法を提供する。【解決手段】酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを含む有害物質不溶化剤、及び、酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを、有害物質を含有する有害物質含有物に混合する有害物質の不溶化方法である。【選択図】なし

Description

本発明は、有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法に関する。

鉄鋼製造プロセスで発生するスラグ、工場廃水、工場跡地や汚染土壌の地下水、焼却灰、石炭灰、鋳物砂、廃石膏等に含まれるフッ素や重金属等の有害物質の処理方法として、従来、様々な方法が検討されている。このような背景の中、我が国では平成１５年に土壌汚染対策法が制定され、重金属等として、カドミウム及びその化合物、鉛及びその化合物、六価クロム化合物、ヒ素及びその化合物、水銀及びその化合物、セレン及びその化合物、フッ素及びその化合物、ホウ素及びその化合物、並びにシアン化合物が第二種特定有害物質に特定されている。

上記のなかでも、鉄鋼製造プロセスで発生するスラグは、蛍石由来のフッ素を高濃度で含有しており、スラグの再利用にあたってはフッ素の溶出が問題となる場合がある。現在、スラグを路盤材等に再利用する際には、平成３年環境庁告示４６号溶出試験（以下、「４６号溶出試験」ともいう）や、ＪＩＳに規定された溶出試験方法を用い、溶出量が土壌環境基準を満たしているかの確認が行われている。これまで、ＪＩＳに規定された再利用時の有り姿でフッ素の溶出試験を行っていたが、今後は４６号溶出試験に規定される−２．００ｍｍでの溶出試験が課せられ、より厳しい溶出試験へと規格が改定される可能性がある。そのため、従来クリアしていたスラグにおいても不溶化処置が必要となるものもあり、溶出を防止するための不溶化剤や不溶化方法のさらなる検討が必要となる。

このような中、例えば、特許文献１では、酸性溶液に対して固体状のリン酸アルカリ（土類）金属塩を溶解させてなるフッ素不溶化剤が提案されている。また、特許文献２では、無機系廃棄物に対して難溶性カルシウム化合物（水酸化カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸カルシウム）を添加、混合し、その後フッ素吸着材（モノサルフェート、エトリンガイト、アパタイト、マグネシア、水酸化マグネシウム）を添加、混合させフッ素を０．８ｍｇ／Ｌ以下とする土壌固化剤が提案されている。さらに、特許文献３ではフッ素含有量が０．１５ｍａｓｓ％以上の鉄鋼スラグ（Ａ）に対して、リンとカルシウム含有の鉱物相を有し且つフッ素含有量が０．１５ｍａｓｓ％未満の鉄鋼スラグ（Ｂ）を添加し、フッ素を含む難溶性化合物を生成させ、スラグに固定する処理方法が提案されている。

特開２００９−１８９９２７号公報 特開２０１２−２１４５９１号公報 特開２００９−４０６５０号公報

しかし、特許文献１のフッ素不溶化剤は、固体状リン酸アルカリ（土類）金属塩を溶解させてスラグに添加するため、金属塩を溶解させる設備や工程が増えてしまう。また、リンのみでの処理のため、貴重な資源であるリンを多量に使用し処理コストが高くなってしまう。

特許文献２の土壌固化剤は、廃棄物１００重量部に対して、難溶性カルシウム化合物が１〜２５０重量部、フッ素吸着材が０．１〜１０重量部と多量に処理剤を添加する場合があり、やはり処理コストが高くなってしまう。

特許文献３の処理方法では、リン含有量が０．３ｍａｓｓ％以上（好ましくは０．６ｍａｓｓ％以上）、且つ４６号溶出試験で溶出されるカルシウム溶出量が１００ｍｇ／Ｌ以上の鉄鋼スラグ（Ｂ）を使用する等といった制限があり、処理が煩雑化してしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、短時間で効率的に有害物質を不溶化することができる有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、酸性を示しアルミニウムを含む化合物と、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物との組み合わせにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は下記のとおりである。
［１］ 酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂと、を含む有害物質不溶化剤。
［２］ 有害物質不溶化剤により不溶化される有害物質が第二種特定有害物質から選ばれる１種以上である［１］に記載の有害物質不溶化剤。
［３］ 前記化合物Ａが、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、及びアルミナの少なくともいずれかである［１］又は［２］に記載の有害物質不溶化剤。
［４］ 前記化合物Ｂがドロマイト又はドロマイト系化合物である［１］〜［３］のいずれかに記載の有害物質不溶化剤。
［５］ 化合物Ａ１００質量部に対する前記化合物Ｂの配合量が１０〜２００質量部である［１］〜［４］のいずれかに記載の有害物質不溶化剤。

［６］ 酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを、有害物質を含有する有害物質含有物に混合する有害物質の不溶化方法。
［７］ 前記化合物Ａ、前記化合物Ｂ、及び前記有害物質含有物の混合順序が下記（１）〜（３）のいずれかである［６］に記載の有害物質の不溶化方法。
（１）前記化合物Ａと前記化合物Ｂとを混合した状態で、又は、前記化合物Ａと前記化合物Ｂと別々に同時若しくは逐次、前記有害物質含有物に混合する。
（２）前記化合物Ａと前記有害物質含有物とを混合した後、前記化合物Ｂを混合する。
（３）前記化合物Ｂと前記有害物質含有物とを混合した後、前記化合物Ａを混合する。
［８］ 前記混合順序が前記（１）に記載の順序であり、［１］〜［５］のいずれかに記載の有害物質不溶化剤を用いて、前記（１）の混合を行う［７］に記載の有害物質の不溶化方法。
［９］ 前記（１）において、前記有害物質含有物との混合時に加水し、造粒する［８］に記載の有害物質の不溶化方法。

本発明によれば、短時間で効率的に有害物質を不溶化することができる有害物質不溶化剤及び有害物質の不溶化方法を提供することができる。

［１］有害物質不溶化剤
本発明の有害物質不溶化剤（以下、単に「不溶化剤」ということがある）は、酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを含む。

化合物Ａにおいては、結晶中に含有されているアルミニウム成分が有害物質である重金属等を吸着し固定化することで不溶化（不溶出化）がなされると推察される。
また、化合物Ａ中のアルミニウム成分は、化合物Ｂ中のカルシウム成分とともにエトリンガイト（アルミン酸三カルシウム）のような結晶を形成し、その際に有害物質を結晶中に捕捉することでこれを不溶化すると推察される。
また、化合物Ｂ中のマグネシウム成分は、生成されたエトリンガイトの結晶構造内に一部取り込まれ、エトリンガイトの結晶性を低下させ初期反応性を高める作用を果たすと共に、水酸化マグネシウムを生成する際に結晶構造内に有害物質を結晶内に捕捉しこれを不溶化すると推察される。
上記のとおり、化合物Ａと化合物Ｂとが共存することで、それぞれ単独の場合に比べて、短時間で効率的に有害物質を不溶化することができる。

本発明の有害物質不溶化剤により不溶化される有害物質含有物としては、液状物及び固形状物が挙げられ、液状物としては有害物質を含む排水、固形状物としては鉄鋼製造プロセスで発生するスラグ、有害物質を含む土壌、焼却灰、石炭灰、鋳物砂、廃石膏等である。有害物質含有物としては固形状物が好ましく、なかでも、スラグであることがより好ましい。

有害物質含有物に含まれる有害物質としては、平成１５年に施行された土壌汚染対策法で規定された第二種特定有害物質に含まれるカドミウム、鉛、六価クロム、ヒ素、水銀、セレン、フッ素、ホウ素及びシアン、さらにはアンチモン等を例示することができ、これらの化合物も含まれる。なかでも、本発明の有害物質不溶化剤が高い不溶化効果を発揮する観点から好適なものは、カドミウム、セレン、ヒ素、フッ素、ホウ素及びアンチモンであり、より好適なものはフッ素、ホウ素及びアンチモンである。本発明では、有害物質含有物の排水、土壌、焼却灰、石炭灰、スラグ、鋳物砂、廃石膏には、上記で例示した有害物質を１種単独で含んでいても、２種以上を含んでいてもよい。

化合物Ａは酸性を示すが、この「酸性」とは１００ｍｌの純水にアルミニウムを含む化合物を１ｇ溶解若しくは分散した、溶液若しくは分散液の状態でｐＨが６．０以下となっていることをいう。ｐＨが６．０以下となっていることでアルカリ性を示す化合物Ｂと効率的に反応することができる。
このような化合物Ａとしては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミナ等が挙げられ、なかでも、硫酸アルミニウムが好ましい。
なお、化合物Ａは１種の化合物であっても、複数種の化合物の混合物であってもよい。

マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとしては、カルシウム成分によるエトリンガイトの形成に伴う有害物質の不溶化を促進させる観点から、「カルシウム含む化合物」及び「マグネシウム及びカルシウムを含む化合物」の少なくともいずれかであることが好ましく、カルシウム成分とともにマグネシウム成分が共存する複合効果によって有害物質の不溶化をより促進させる観点から、「マグネシウム及びカルシウムを含む化合物」であることがより好ましい。

化合物Ｂのうち、マグネシウムを含む化合物としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられ、なかでも、酸化マグネシウムが好ましい。

また、化合物Ｂのうち、カルシウムを含む化合物としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシウム等が挙げられ、なかでも、炭酸カルシウム、酸化カルシウムが好ましい。

さらに、マグネシウム及びカルシウムを含む化合物としては、ドロマイト及びドロマイトから誘導されるドロマイト系化合物が挙げられる。ドロマイト系化合物としては、半焼成ドロマイト、軽焼ドロマイト、水酸化ドロマイト等が挙げられる。

ここでドロマイト（Ｄｏｌｏｍｉｔｅ）とは、カルサイト（Ｃａｌｃｉｔｅ）と呼ばれる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）と、マグネサイト（Ｍａｇｎｅｓｉｔｅ）と呼ばれる炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）との、理想的には１：１の複塩である。成分的にみれば、これはカルサイトとマグネサイトとの中間に位置する物質である。ドロマイトを比較的温和な条件で加熱すれば、脱炭酸反応が起こって、「軽焼ドロマイト」と呼ばれる酸化カルシウム（ＣａＯ）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）との混合物が得られる。軽焼ドロマイトに水を加えて消化すれば、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）と水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）との混合物である、水酸化ドロマイトが得られる。

また、半焼成ドロマイトとは、酸化マグネシウム及び炭酸カルシウムを主成分とするドロマイト半焼成品を指す。半焼成ドロマイトは、ドロマイトを６００〜９００℃の温度で焼成することにより、ドロマイト成分中の炭酸マグネシウムの大部分を脱炭酸させて、酸化マグネシウムとする一方で、炭酸カルシウムはほとんど脱炭酸させず、そのまま残すようにして得ることができる。

半焼成ドロマイト中の遊離酸化マグネシウムの含有量としては、８質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることがさらに好ましい。
ここで、遊離酸化マグネシウムの含有量とは、ドロマイト中の炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）が脱炭酸して生成した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の量（質量％）として算出される量をいう。その算出は、つぎの手順に従って行うことができる。

まず、ＪＩＳ Ｒ９０１１の「石灰の分析方法」に規定された方法により、ＣａＯ、ＭｇＯおよびＩｇ.ｌｏｓｓ（強熱減量）を分析する。つぎに、分析によって得た遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％に達しているか否かによって、下記（ｉ）又は（ii）のいずれかを選ぶ。

（ｉ）遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％以上のとき：分析で得たＭｇＯの値を、そのまま遊離酸化マグネシウムの量として採用する。
（ii）遊離酸化カルシウムの量が１．５質量％未満のとき：遊離酸化マグネシウムの量は、［分析で得たＭｇＯ−ＭｇＣＯ₃として存在するＭｇＯ］によって算出する。
ＭｇＣＯ₃として存在するＭｇＯの量は、下記式により求める。
ＭｇＣＯ₃として存在するＭｇＯ（質量％）＝｛Ｉｇ.ｌｏｓｓ−（ＣａＯ÷５６×４４）｝÷４４×４０

軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイトとしては、ＪＩＳ Ｒ９００１に規定する特号及び１号の軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイトが好適である。軽焼ドロマイトは、有害物質含有物である排水、土壌、焼却灰又は石炭灰等に含まれる水と反応して消化により水和され、水酸化ドロマイトに変化するので、水酸化ドロマイトを調製する工程を省略して軽焼ドロマイトをそのまま用いても水酸化ドロマイトによる効果が発揮される。

ドロマイト及びドロマイト系化合物は、その化合物中にマグネシウム成分及びカルシウム成分が結晶粒子レベルで共存しているため、化合物Ａのアルミニウム成分とマグネシウム成分及びカルシウム成分との３成分の協働的効果が発揮されやすいと推察され、より短時間で有害物質の不溶化を行うことができる。
したがって、化合物Ｂとしては、ドロマイト及びドロマイト系化合物が好ましく、なかでも半焼成ドロマイトがより好ましい。

なお、化合物Ｂは１種の化合物であっても、複数種の化合物の混合物であってもよい。 また、ドロマイト及びドロマイト系化合物には、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄等の他の成分を本発明の効果を妨げない範囲で含有していてもよい。

化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量は１０〜２００質量部であることが好ましく、１０〜１５０質量部であることがより好ましい。１０〜２００質量部であることで処理対象の組成に合わせ最適な条件に調整することができる。
すなわち、例えば、後述するような遊離石灰（ｆｒｅｅ−ＣａＯ）の量が多い有害物質含有物（ｆｒｅｅ−ＣａＯ：５〜２０質量％）の場合、化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量は、１０〜７０質量部、１０〜３０質量部、１０〜１５質量部の順に好ましい。
また、遊離石灰（ｆｒｅｅ−ＣａＯ）の量がある程度多い有害物質含有物（ｆｒｅｅ−ＣａＯ：０．１〜５質量％）の場合、化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量は、６０〜１５０質量部、６０〜１１０質量部、６０〜８０質量部の順に好ましい。

本発明の不溶化剤には、本発明の効果を妨げない範囲で他の成分を含んでもよい。他の成分としては、スラリー化のための水等が例示できる。

［２］有害物質の不溶化方法
本発明の有害物質の不溶化方法は、酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを、有害物質を含有する有害物質含有物に混合する。ここで、化合物Ａ及び化合物Ｂの詳細は既述のとおりである。

有害物質を含有する有害物質含有物に対して、本発明の有害物質不溶化剤を、粉末状で投入混合する方法、水と混合してスラリー状にして混合する方法等、公知の方法を適用することで、十分に有害物質を不溶化することができる。粉末で投入する場合は、化合物Ａと化合物Ｂとを予め混合したものを投入してもよいし、化合物Ａと化合物Ｂとを別々で同時に投入してもよく、別々に逐次投入することもできる。スラリー状で投入する場合、水に対する不溶化剤の質量比〔不溶化剤／水〕は０．０３〜０．２であることが好ましい。

既述のとおり、化合物Ａ、化合物Ｂ、及び有害物質含有物の混合順序としては、特に限定はない。例えば、一部の化合物Ａ及び／又は化合物Ｂを有害物質含有物の混合し、さらに一部若しくは残りの化合物Ｂ及び／又は化合物Ａを有害物質含有物に混合するような逐次添加混合や、それぞれを一括して混合する一括混合等、有害物質含有物や周りの環境に応じて設定することができる。そのような中でも、下記（１）〜（３）のいずれかであることが好ましい。

（１）化合物Ａと化合物Ｂとを混合した状態で、又は、化合物Ａと化合物Ｂと別々に同時若しくは逐次、有害物質含有物に混合する。
（２）化合物Ａと有害物質含有物とを混合した後、化合物Ｂを混合する。
（３）化合物Ｂと有害物質含有物とを混合した後、化合物Ａを混合する。

混合順序としては、（１）に記載の順序が好ましく、既述の本発明の有害物質不溶化剤を用いて、（１）の混合を行うことがより好ましい。
なお、本発明の有害物質不溶化剤は、主として化合物Ａと化合物Ｂとで構成されているが、これらは有害物質含有物に混合する時点で共存していれば、本発明の有害物質不溶化剤としての使用に該当するものである。

化合物Ａ、化合物Ｂ、及び有害物質含有物を混合した際は、その後加水し、造粒することが好ましい。かかる処理により、処理対象物を高強度の造粒物にすることができる。加水の際の水の量は、混合物（化合物Ａ＋化合物Ｂ＋有害物質含有物、又は、不溶化剤＋有害物質含有物）１００質量部に対して１０〜５０質量部であることが好ましく、２０〜４０質量部であることがより好ましい。また造粒する際には、公知の造粒装置を使用することができ、造粒後の粒径は４０ｍｍ程度以下とすることが好ましく、２０ｍｍ程度以下とすることがより好ましい。当該粒径は、ＪＩＳ標準篩により測定することができる。

以下、有害物質含有物の種類に応じた処理方法を例示するが本発明はこれらに限定されるものではない。

（スラグの処理方法）
本発明における、スラグに対する不溶化方法は、上記不溶化剤をスラグと混合することにより、スラグ中の有害物質を不溶化する方法が好ましい。
有害物質不溶化剤のスラグへの添加量は、好ましくは１０〜１００ｋｇ／ｔ−スラグである。不溶化剤の添加量が１０ｋｇ／ｔ−スラグ以上であると、スラグと不溶化剤が十分に混合され、スラグ中の有害物質の溶出の抑制効果が十分に得られる。不溶化剤の添加量が１００ｋｇ／ｋｇ以下であると、不溶化剤の添加量に応じた有害物質の溶出の抑制効果が得られ、処理後の処理コストの増大を抑えることができる。この観点から、不溶化剤の添加量は、１５〜９０ｋｇ／ｔ−スラグであることがより好ましく、３０〜７５ｋｇ／ｔ−スラグであることがさらに好ましい。

ここで、スラグとしては、鉄鋼製造工程において副産物として発生する鉄鋼スラグが挙げられ、炉の種類や冷却方法の違いにより、高炉スラグ（高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグ）、製鋼スラグ（転炉スラグ、電気炉スラグ）といった性状の異なるものがある。鉄鋼スラグは石灰（ＣａＯ）とシリカ（ＳｉＯ_２）を主成分としており、その他の成分として、高炉スラグの場合はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と少量の硫黄（Ｓ）を含み、製鋼スラグの場合は酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有している。製鋼スラグの場合、金属元素（例えば鉄等）が酸化物の形でスラグ中に取り込まれているが、精錬時間が短く石灰含有量が高いため、副原料の石灰の一部が未溶解のまま遊離石灰（ｆｒｅｅ−ＣａＯ）として残るものもある。本発明ではいずれのスラグに対しても適用できる。

上記のようなスラグの中でも、特にスラグ中のｆｒｅｅ−ＣａＯが多いとスラグのｐＨが高くなり、有害成分が溶出しやすくなるといった不具合が生じやすい。そのような場合でも本発明の不溶化剤によれば短時間で効率的に有害物質の不溶化処理が行える。上記の場合のスラグ中のｆｒｅｅ−ＣａＯは０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．１〜５質量％であることがより好ましい。

なお、スラグ中のｆｒｅｅ−ＣａＯは、下記のようにして求めることができる。まず、スラグを２００メッシュ以下に粉砕し、その粉砕物にエチレングリコールを添加して、８０℃程度で抽出させて抽出液を得る。その後、その抽出液をＩＣＰにて分析し、その分析値からＣａ（ＯＨ）_２分を引くことでｆｒｅｅ−ＣａＯを求めることができる。

また、不溶化剤とスラグとを混合した後のｐＨは７〜１１.５であることが好ましい。

（排水処理方法）
本発明における、有害物質含有排水に対する不溶化方法としては、本発明の不溶化剤を有害物質含有排水に投入し、混合攪拌する方法が好ましい。さらに、排水中の有害物質の濃度をより効果的に低減する観点から、多段式で処理する方法、例えば、有害物質不溶化剤を有害物質含有排水中に投入し、ろ過分離により沈殿物を除去した後、再度ろ液に有害物質不溶化剤を投入し反応させることにより有害物質を不溶化する方法が好ましい。

有害物質不溶化剤の排水への添加量としては、排水中の有害物質濃度に対して、決定する必要がある。例えば、有害物質がフッ素であれば、処理後の排水中のフッ素濃度が排水基準値である８ｍｇ／Ｌ以下になるように最適な添加量を定める必要がある。排水中のフッ素濃度が数千ｍｇ／Ｌのような高濃度の排水に対しては、多段式で処理することにより使用量を削減できる。

以上の観点から、有害物質不溶化剤を一度に添加する量としては、有害物質含有排水に対して、好ましくは０．０５〜５質量％となる量である。有害物質不溶化剤の添加量が０．０５質量％以上であると、排水中の有害物質の溶出の抑制効果が十分に得られる。有害物質不溶化剤の添加量が５質量％以下であると、不溶化剤の添加量に応じた有害物質の溶出の抑制効果が得られ、攪拌時の負荷や処理コストの増大を抑えることができる。この観点から、有害物質不溶化剤の添加量は、有害物質含有排水に対して、０．１〜１．５質量％であることがより好ましく、０．１〜１．０質量％であることがさらに好ましく、０．４〜０．８質量％であることが特に好ましい。

処理時間としては、通常１０分〜２４時間、好ましくは３０分〜２時間である。
有害物質不溶化剤の添加後における処理排水ｐＨは、十分な処理性能を引き出す上でｐＨが７〜１３であることが好ましく、共存物質として鉛や亜鉛等を含む場合はｐＨが１０〜１２であることがより好ましい。

（土壌処理方法）
本発明における、有害物質含有土壌に対する不溶化方法は、上記不溶化剤を土壌と混合することにより、土壌中の有害物質を不溶化する方法が好ましい。
有害物質不溶化剤の土壌への添加量は、好ましくは５０〜３００ｋｇ／ｍ^３である。不溶化剤の添加量が５０ｋｇ／ｍ^３以上であると、施工時に土壌と不溶化剤が十分に混合され、土壌中の有害物質の溶出の抑制効果が十分に得られる。不溶化剤の添加量が３００ｋｇ／ｍ^３以下であると、不溶化剤の添加量に応じた有害物質の溶出の抑制効果が得られ、処理後の土壌体積の増大や処理コストの増大を抑えることができる。この観点から、不溶化剤の添加量は、５０〜１５０ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましく、５０〜１００ｋｇ／ｍ^３であることがさらに好ましい。
不溶化剤の添加後における処理土壌は、地下水への汚染や人への暴露という観点からは、ｐＨが６〜８であることが好ましく、ｐＨが７〜８であることがより好ましい。

（焼却灰処理方法／石炭灰処理方法）
本発明における、焼却灰又は石炭灰に含まれる有害物質の不溶化方法としては、上記不溶化剤を焼却灰又は石炭灰と混合することにより、焼却灰又は石炭灰に含まれる有害物質を不溶化する方法が好ましい。
この有害物質不溶化剤の焼却灰又は石炭灰への添加量は、焼却灰又は石炭灰に対して、好ましくは１〜５０質量％である。不溶化剤の添加量が１質量％以上であると、施工時に焼却灰と不溶化剤が十分に混合され、焼却灰又は石炭灰中の有害物質の溶出の抑制効果が十分に得られる。不溶化剤の添加量が５０質量％以下であると、不溶化剤の添加量に応じた有害物質の溶出の抑制効果が得られ、処理後の焼却灰又は石炭灰の体積の増大や処理コストの増大を抑えることができる。この観点から、不溶化剤の添加量は、焼却灰又は石炭灰に対して、３〜３０質量％であることがより好ましく、５〜２０質量％であることがさらに好ましい。

焼却灰又は石炭灰としては、例えば、製紙工場からペーパースラッジ焼却灰、木質バイオマス燃料をボイラーで燃やした際に発生するバイオマス系焼却灰、都市ゴミ焼却炉で発生する焼却灰（ばいじん、飛灰及び主灰）、石炭火力発電の際に発生する石炭灰、下水汚泥焼却灰、各種産業廃棄物等の燃焼灰等が挙げられるが、有害物質を含む焼却灰又は石炭灰であれば、これらに限定されない。

不溶化剤と焼却灰又は石炭灰とを混合した混合物を得た後、有害物質の溶出抑制効果を高める観点から、水を加え該混合物を養生することもできる。養生方法に特に制限はなく、不溶化剤と焼却灰又は石炭灰との混合物を単に放置するだけでもよく、その混合物を緩やかに混合しながら行なってもよい。養生期間としては１〜３０日間が好ましく、３〜１０日がより好ましい。１日以上であれば十分な有害成分の溶出抑制効果と強度発現効果が得られ、３０日以内であれば有害成分の溶出抑制効果の改善が見られる。
本発明の有害物質不溶化方法により焼却灰又は石炭灰を処理することで、環境庁告示第４６号に従った環境基準値を満足した焼却灰又は石炭灰を路盤材等に有効利用することができる。

（その他の有害物質含有物の処理方法）
その他の有害物質含有物に対しても、既述の「有害物質含有物の処理方法」を参考に、必要に応じて公知の処理方法を参考にして有害物質の不溶化を行うことができる。
その他の有害物質含有物としては、鋳物砂、廃石膏等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。

以上のとおり、本発明の有害物質の不溶化方法は単に不溶化剤を有害物質含有固形物と混合するだけでよいので、時間的にも作業的にも効率の高いものである。

次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１〜３及び比較例１，２）
硫酸アルミニウム、半焼成ドロマイト、ハイドロキシアパタイトを下記表１のとおりに配合して実施例１〜３及び比較例１，２の有害物質不溶化剤を作製した。
なお、硫酸アルミニウム、半焼成ドロマイト、ハイドロキシアパタイトは以下に示すものを使用した。
・硫酸アルミニウム：大明化学社製硫酸アルミニウム
・半焼成ドロマイト：吉澤石灰工業社製メタルクリア-１０００
・ハイドロキシアパタイト：和光純薬工業社製 試薬ハイドロキシアパタイト

各例の不溶化剤を２．００ｍｍ以下に粉砕した鉄鋼スラグＡとの配合比が表１に示すように袋内で混合して鉄鋼スラグ（スラグＡ）の不溶化処理を行い、平成３年環境庁告示第４６号に基づくフッ素の溶出試験を行った。スラグＡはｆｒｅｅ−ＣａＯを（ＣａＯやＣａ（ＯＨ）_２の形態で）５〜２０質量％含む物である。結果を下記表１に示す。
なお、比較例１は、不溶化処理を行っていない例である。また、溶出試験のｐＨはＨＯＲＩＢＡ製ｐＨメーターで分析し、Ｆ濃度についてはＪＩＳＫ０１０２に準拠し吸光光度法により求めた。

比較例２に示すように、ハイドロキシアパタイトでは不溶化効果が見られるものの、フッ素濃度が基準値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たす程ではなかった。実施例１に示すように、硫酸アルミニウム９０質量％、半焼成ドロマイト１０質量％の配合の不溶化剤をスラグ１００質量部に対し５質量部加えることでフッ素溶出量が基準値以下となった。
なお、実施例２，３では、ｆｒｅｅ−ＣａＯの含有量が高かったため、フッ素濃度が基準値（０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たさなかったが、これについては、不溶化剤の添加量を増やすことで基準値以下とすることができる。

（実施例４〜６及び比較例３〜５）
硫酸アルミニウム、半焼成ドロマイトを下記表２のとおりに配合して実施例４〜６及び比較例３〜５の有害物質不溶化剤を作製した。
なお、硫酸アルミニウム、半焼成ドロマイトは「実施例１〜３及び比較例１，２」で使用したものを用いた。

各例の不溶化剤を２．００ｍｍ以下に粉砕した電気炉スラグ（スラグＢ）との配合比が表２に示すように袋内で混合してスラグＢ不溶化処理を行い、平成３年環境庁告示第４６号に基づくフッ素の溶出試験を行った。スラグＢはｆｒｅｅ−ＣａＯ（ＣａＯやＣａ（ＯＨ）_２の形態で）を０．１〜５質量％含む物である。結果を下記表２に示す。
なお、比較例３は、不溶化処理を行っていない例である。また、溶出試験は「実施例１〜３及び比較例１，２」と同様とした。

比較例４の半焼成ドロマイトだけの場合でも一定の溶出防止効果が得られたが、実施例４〜６に示すように硫酸アルミニウムとの組み合わせでさらに高い効果が発揮された。半焼成ドロマイト中のＭｇＯによる不溶化効果と、エトリンガイトによる不溶化効果が相乗的に得られたためと思われる。比較例５に示すように、硫酸アルミニウムだけで行うと、ｐＨが低くなり、溶出防止効果が不十分で環境基準値を満たすことができなかった。

Claims (9)

1. 酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、
   マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂと、を含み、
   化合物Ｂがドロマイト又はドロマイト系化合物であり、
   化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量が１０〜２００質量部である、有害物質不溶化剤。
2. 有害物質不溶化剤により不溶化される有害物質が第二種特定有害物質から選ばれる１種以上である請求項１に記載の有害物質不溶化剤。
3. 前記化合物Ａが、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、及びアルミナの少なくともいずれかである請求項１又は２に記載の有害物質不溶化剤。
4. 前記化合物Ｂが半焼成ドロマイトである請求項１〜３のいずれか１項に記載の有害物質不溶化剤。
5. 酸性を示しアルミニウムを含む化合物Ａと、マグネシウム及びカルシウムの少なくともいずれかを含む化合物Ｂとを、有害物質を含有する有害物質含有物に混合する有害物質の不溶化方法であって、
   化合物Ｂがドロマイト又はドロマイト系化合物であり、
   化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量が１０〜２００質量部である、有害物質の不溶化方法。
6. 前記有害物質含有物中の遊離石灰が５〜２０質量％の場合、化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量を１０〜７０質量部とし、
   前記有害物質含有物中の遊離石灰が０．１〜５質量％の場合、化合物Ａ１００質量部に対する化合物Ｂの配合量を６０〜１５０質量部とする請求項５に記載の有害物質の不溶化方法。
7. 前記化合物Ａ、前記化合物Ｂ、及び前記有害物質含有物の混合順序が下記（１）〜（３）のいずれかである請求項５又は６に記載の有害物質の不溶化方法。
   （１）前記化合物Ａと前記化合物Ｂとを混合した状態で、又は、前記化合物Ａと前記化合物Ｂと別々に同時若しくは逐次、前記有害物質含有物に混合する。
   （２）前記化合物Ａと前記有害物質含有物とを混合した後、前記化合物Ｂを混合する。
   （３）前記化合物Ｂと前記有害物質含有物とを混合した後、前記化合物Ａを混合する。
8. 前記混合順序が前記（１）に記載の順序であり、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有害物質不溶化剤を用いて、前記（１）の混合を行う請求項７に記載の有害物質の不溶化方法。
9. 前記（１）において、前記有害物質含有物との混合時に加水し、造粒する請求項８に記載の有害物質の不溶化方法。