JP6031270B2 - 有害元素低減方法 - Google Patents
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実施例1では、転炉スラグ(Fe22.6%,Si4.5%,Al2.8%,Ca25.8%,As<5ppm,Se<5ppm)及び比較例としての高炉徐冷スラグ(Fe0.6%,Si15.8%,Al7.2%,Ca28.4%,As<5ppm,Se<5ppm)(ここで%は質量%を表す)を、それぞれ粉砕し2mm目のふるいにかけ、ふるいを通過したもの0.1g及び0.3gに対してそれぞれ3価及び5価のヒ素を1μg/ml含む水溶液50mLを添加、攪拌、ろ過した後、ろ液中のAs濃度をICP質量分析法を用いて定量した。攪拌時間の変化に伴う3価及び5価のヒ素の残存率の変化、及びろ液の初期のpHをそれぞれ図1,2に示す。図1,2に示すように、転炉スラグは、高炉徐冷スラグと比較してAsに対して優れた捕集能力を示し、5価のAsにおいては、転炉スラグ0.3gでろ液50mL中のAsが10分で90%以上、30分でほぼ全量除去できることが知見された。また、3価のAsよりも5価のAsの方が効率よく除去できることが知見された。
実施例2では、始めに、褐色森林土と基材との混合土壌からなる汚染土壌認証標準物質(日本分析化学会製JSAC0462(As:71.5±2.9mg/kg),JSAC0464(As:271.1±9.0mg/kg))0.5gに対して、スラグ類を表1に示すように混合した。スラグ類は粉砕し2mm目のふるいを通過したものを用いた。次に、この混合物に対して環境庁告示46号試験法に基づく溶出試験を行い抽出液中のAsの濃度を測定することによってAsの溶出量を測定した。ここで、各スラグの組成は、転炉スラグ(Fe22.6%,Si4.5%,Al2.8%,Ca25.8%,As<5ppm,Se<5ppm)、脱硫スラグ(Fe29.9%,Si2.8%,Al2.1%,Ca27.8%,As<5ppm,Se<5ppm)、高炉徐冷スラグ(Fe0.6%,Si15.8%,Al7.2%,Ca28.4%,As<5ppm,Se<5ppm)である(ここで%は質量%を表す)。測定結果を以下の表1に示す。表1に示すように、汚染土壌認証標準物質に転炉スラグ又は脱硫スラグを添加した本発明例1〜8では、転炉スラグ又は脱硫スラグがAsを捕集するため、比較例1〜5と比較して、抽出液中のAsの濃度が低く、As溶出量の顕著な抑制効果が認められた。このことから、汚染土壌認証標準物質に転炉スラグ又は脱硫スラグを添加することによって、処理対象物のAs含有量の低減およびAsの溶出が抑制できることが知見された。
実施例3では、実施例1,2で使用したものと同じ転炉スラグ(Fe22.6%,Si4.5%,Al2.8%,Ca25.8%,As<5ppm,Se<5ppm)及び脱硫スラグ(Fe29.9%,Si2.8%,Al2.1%,Ca27.8%,As<5ppm,Se<5ppm)(ここで%は質量%を表す)を、実施例1,2と同様に粉砕して2mm目のふるいにかけ、ふるいを通過したもの0.1g及び0.3gに対してそれぞれ、5価のヒ素及び6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛をそれぞれ1μg/mLずつ含む水溶液50mLを添加、30分間攪拌、ろ過した後、ろ液中のヒ素、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛の濃度をICP質量分析法を用いて定量した。ろ液中の各元素の濃度より、転炉スラグ及び脱硫スラグに捕集されなかった各元素の残存率を図3に示す。図3に示すように、転炉スラグ及び脱硫スラグは、ヒ素と同様、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛に対しても優れた捕集能力を示した。また、6価クロムについては、転炉スラグの添加に伴いろ液50mL中の6価クロムが30%程度残存、ニッケルについては、転炉スラグ0.1gの添加に伴いろ液50mL中のニッケルが14%残存、カドミウムについては、転炉スラグ0.1gの添加に伴いろ液50mL中のカドミウムが28%残存した以外は、30分でほぼ全量除去できることができた。
実施例4では、褐色森林土と基材との混合土壌からなる汚染土壌認証標準物質(日本分析化学会製JSAC0466(As:1093±32mg/kg、Cr:1483±23mg/kg、Cd:1199±19mg/kg、Hg:113.5±5.6mg/kg、Pb:1214±2.6mg/kg))0.5gに対して、実施例1〜3で使用した転炉スラグ(Fe22.6%,Si4.5%,Al2.8%,Ca25.8%,As<5ppm,Se<5ppm)及び脱硫スラグ(Fe29.9%,Si2.8%,Al2.1%,Ca27.8%,As<5ppm,Se<5ppm)(ここで%は質量%を表す)を実施例1〜3と同様に粉砕し、2mm目のふるいを通過したもの0.1g及び0.5gを添加、混合した。次に、この混合物に対して環境庁告示46号試験法に基づく溶出試験を行い抽出液中のヒ素、6価クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の濃度をICP質量分析法で測定することによってヒ素、6価クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の溶出量を測定した。測定結果を以下の表2に示す。比較例として汚染土壌認証標準物質にスラグを添加せずに溶出試験を実施した結果を表2に併せて示す。ヒ素に関しては捕集率もあわせて示した。表2に示すように、汚染土壌認証標準物質に転炉スラグ又は脱硫スラグを添加した本発明例9〜12では、転炉スラグ又は脱硫スラグがAsを捕集し、さらに、6価クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の抽出液中の濃度がすべて0.001mg/L未満になり、スラグ添加のない場合に比べて溶出量の顕著な抑制効果が認められた。このことから、汚染土壌認証標準物質に転炉スラグ又は脱硫スラグを添加することによって、処理対象物のヒ素、6価クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の含有量の低減と、ヒ素、6価クロム、カドミウム、水銀、及び鉛の溶出とが抑制できることが知見された。
実施例5では、実施例1で使用したものと同じ転炉スラグ(転炉スラグAと称する:Fe22.6%,Si4.5%,Al2.8%,Ca25.8%,As<5ppm,Se<5ppm)及び組成の異なる2種の転炉スラグ(転炉スラグBと称する:Fe13.3%,Si18.8%,Al1.9%,Ca23.6%,As<5ppm,Se<5ppm及び転炉スラグCと称する:Fe21.3%,Si9.8%,Al2.8%,Ca24.6%,As<5ppm,Se<5ppm)(ここで%は質量%を表す)をそれぞれ粉砕し2mm目のふるいにかけ、ふるいを通過したもの0.1g及び0.3gに対してそれぞれ5価のヒ素を1mg/L含む水溶液50mLを添加、30分間攪拌、ろ過した後、ろ液中のAs濃度をICP質量分析法を用いて定量した。定量結果を表3に示す。表3に示すように、転炉スラグAでは85%を超える高いAs捕集率が得られている。これに対して、Feの含有率が20質量%未満、ケイ素含有率が10質量%超えの転炉スラグBを用いた場合には、As捕集率は20%未満と著しく低い。また、Feの含有率は20質量%以上、ケイ素含有率5〜10質量%の転炉スラグCを用いた場合には、As捕集率は60%前後であり、スラグBよりも高いAs捕集率が得られたものの、ケイ素含有率が5質量%未満のスラグAの場合に比べて捕集率は低い。以上のことから、同じ転炉スラグであっても、本発明に係る成分組成を満たすことが高効率なAs捕集には不可欠であることが知見された。
Claims (3)
- 鉄の含有率が20質量%以上であり、カルシウムの含有率が20質量%以上であり、且つ、ケイ素含有率が10質量%以下である製鋼スラグを85質量%以上含む有害元素低減材をpH9以上の条件下で処理対象物に接触させることによって、該処理対象物のヒ素含有量を低減させる処理工程を含むことを特徴とする有害元素低減方法。
- 前記処理工程の前に、前記処理対象物に含まれる3価のヒ素を5価のヒ素に酸化させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の有害元素低減方法。
- 鉄の含有率が20質量%以上であり、カルシウムの含有率が20質量%以上であり、且つ、ケイ素含有率が10質量%以下である製鋼スラグを85質量%以上含む有害元素低減材をpH9以上の条件下で処理対象物に接触させることによって、該処理対象物のヒ素、6価クロム、ベリリウム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、及び鉛のうちの少なくとも一つの元素の含有量を低減させる処理工程を含むことを特徴とする有害元素低減方法。
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