JP7436200B2 - 廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための不溶化材に関する。
廃棄物から、有害物質である重金属類の溶出を抑制する処理方法として、廃棄物に不溶化材を添加して混合し、重金属類を不溶化する方法が知られている。
例えば、特許文献１には、Ｓｅ含有灰に第一鉄塩を添加、混練することにより、該Ｓｅ含有灰からのＳｅの溶出を防止するＳｅ含有灰の処理方法において、該Ｓｅ含有灰にアルカリを添加して該Ｓｅ含有灰をｐＨ１１以上とした後、ｐＨ１１以上を維持した状態で第一鉄塩の添加、混練を行うことを特徴とするＳｅ含有灰の処理方法が記載されている。
また、特許文献２には、重金属類を含む焼却灰、酸化マグネシウム含有物質、鉄化合物、及び水を含むことを特徴とする固化不溶化体が記載されている。該固化不溶化体は、重金属類を含む焼却灰を含むにもかかわらず、重金属類の溶出量が低く、土工資材として使用しても、土壌が重金属類によって汚染されるおそれがないものである。
例えば、特許文献１には、Ｓｅ含有灰に第一鉄塩を添加、混練することにより、該Ｓｅ含有灰からのＳｅの溶出を防止するＳｅ含有灰の処理方法において、該Ｓｅ含有灰にアルカリを添加して該Ｓｅ含有灰をｐＨ１１以上とした後、ｐＨ１１以上を維持した状態で第一鉄塩の添加、混練を行うことを特徴とするＳｅ含有灰の処理方法が記載されている。
また、特許文献２には、重金属類を含む焼却灰、酸化マグネシウム含有物質、鉄化合物、及び水を含むことを特徴とする固化不溶化体が記載されている。該固化不溶化体は、重金属類を含む焼却灰を含むにもかかわらず、重金属類の溶出量が低く、土工資材として使用しても、土壌が重金属類によって汚染されるおそれがないものである。
本発明の目的は、廃棄物に含まれている重金属類を不溶化することができる不溶化材を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、不溶化材であって、該不溶化材は、塩化鉄含有物質を含むものであり、該塩化鉄含有物質は、塩化鉄を主成分として含み、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、かつ、目開き２５０μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が
９０質量％以下である不溶化材によれば、上記目的を達成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、以下の［１］～［６］を提供するものである。
［１］ 廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための不溶化材であって、上記不溶化材は、塩化鉄含有物質を含むものであり、上記塩化鉄含有物質は、塩化鉄を主成分として含み、上記塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、かつ、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であることを特徴とする不溶化材。
［２］ 上記塩化鉄が塩化第一鉄である前記［１］に記載の不溶化材。
９０質量％以下である不溶化材によれば、上記目的を達成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、以下の［１］～［６］を提供するものである。
［１］ 廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための不溶化材であって、上記不溶化材は、塩化鉄含有物質を含むものであり、上記塩化鉄含有物質は、塩化鉄を主成分として含み、上記塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、かつ、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であることを特徴とする不溶化材。
［２］ 上記塩化鉄が塩化第一鉄である前記［１］に記載の不溶化材。
［３］ 上記塩化鉄含有物質は、乾燥状態（水分含有率：０質量％）にある時から、２０℃、相対湿度７０％の条件下で、３時間静置した場合における吸湿率が５．０質量％以下のものである前記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］ さらに、セメント、生石灰、消石灰、軽焼ドロマイト及び高炉スラグ微粉末から選ばれる１種以上を含む前記［１］～［３］のいずれかに記載の不溶化材。
［５］ 前記［１］～［４］のいずれかに記載の不溶化材と、重金属類を含む廃棄物を混合して、上記廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための方法であって、上記廃棄物中、ＳＯ３とＣａＯの質量比（ＳＯ３／ＣａＯ）が０．０３～０．６であり、かつ、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の質量比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）が０．８～２０．０であることを特徴とする、廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
［６］ 上記廃棄物に含まれる重金属類が、セレン及びその化合物、ひ素及びその化合物、鉛及びその化合物、ふっ素及びその化合物、並びに、六価クロム化合物から選ばれる少なくとも１種である前記［５］に記載の不溶化処理方法。
［４］ さらに、セメント、生石灰、消石灰、軽焼ドロマイト及び高炉スラグ微粉末から選ばれる１種以上を含む前記［１］～［３］のいずれかに記載の不溶化材。
［５］ 前記［１］～［４］のいずれかに記載の不溶化材と、重金属類を含む廃棄物を混合して、上記廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための方法であって、上記廃棄物中、ＳＯ３とＣａＯの質量比（ＳＯ３／ＣａＯ）が０．０３～０．６であり、かつ、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の質量比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）が０．８～２０．０であることを特徴とする、廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
［６］ 上記廃棄物に含まれる重金属類が、セレン及びその化合物、ひ素及びその化合物、鉛及びその化合物、ふっ素及びその化合物、並びに、六価クロム化合物から選ばれる少なくとも１種である前記［５］に記載の不溶化処理方法。
本発明の不溶化材によれば、廃棄物に含まれている重金属類を不溶化することができる。
本発明の不溶化材は、廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための不溶化材であって、不溶化材は、塩化鉄含有物質を含むものであり、塩化鉄含有物質は、塩化鉄を主成分として含み、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、かつ、目開き２５０μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であるものである。以下、詳しく説明する。
塩化鉄を主成分として含む塩化鉄含有物質とは、塩化鉄含有物質中の塩化鉄の含有率が、無水物換算で、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは９８質量％以上であるものである。該含有率が９０質量％以上であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。
塩化鉄を主成分として含む塩化鉄含有物質とは、塩化鉄含有物質中の塩化鉄の含有率が、無水物換算で、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは９８質量％以上であるものである。該含有率が９０質量％以上であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。
塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合は、５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは７５質量％以上である。該割合が５０質量％未満であると、廃棄物からの重金属類の溶出量が大きくなる。
また、塩化鉄含有物質全量中、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合は、９０質量％以下、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下、さらに好ましくは５０質量％以下、特に好ましくは４０質量％以下である。該割合が９０質量％を超える場合、廃棄物からの重金属類の溶出量が大きくなる。
また、塩化鉄含有物質全量中、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合は、９０質量％以下、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下、さらに好ましくは５０質量％以下、特に好ましくは４０質量％以下である。該割合が９０質量％を超える場合、廃棄物からの重金属類の溶出量が大きくなる。
塩化鉄含有物質に含まれる塩化物は、塩化第一鉄（塩化鉄（ＩＩ））及び塩化第二鉄（塩化鉄（ＩＩＩ））のいずれでもよい。一般に、塩化第一鉄は塩化第二鉄に比べて高価ではあるが、不純物を多く含むもの（低品質であるもの）であれば、安価に入手できる観点から、本発明において、このような低品質の塩化第一鉄を用いてもよい。
また、塩化鉄含有物質に含まれる塩化鉄は、無水物であっても水和物（例えば、塩化第一鉄２水和物、塩化第一鉄４水和物）であってもよい。
また、塩化鉄含有物質に含まれる塩化鉄は、無水物であっても水和物（例えば、塩化第一鉄２水和物、塩化第一鉄４水和物）であってもよい。
塩化鉄含有物質を、乾燥状態（水分含有率：０質量％）にある時から、２０℃、相対湿度７０％の条件下で、３時間静置した場合における吸湿率は、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは０．５～４．８質量％、さらに好ましくは１．０～４．５質量％、特に好ましくは１．８～４．０質量％である。上記吸湿率が５．０質量％以下であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。
不溶化材中の塩化鉄含有物質の含有率は、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくする観点から、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上、特に好ましくは３０質量％以上である。
本発明の不溶化材は、さらに、セメント、生石灰、消石灰、軽焼ドロマイト及び高炉スラグ微粉末から選ばれる１種以上（以下、「アルカリ性材料」ともいう。）を含んでいてもよい。アルカリ性材料を含むことによって、不溶化処理後の廃棄物のｐＨを中性からアルカリ領域（例えば、５．８～１３．０）とし、該廃棄物を、土工資材等としての再利用する際に、その用途に制限が生じないようにしたり、不溶化処理後の廃棄物を造粒し（粒度を大きくする）強度を付与することができる。
セメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、エコセメント等が挙げられる。
セメントの例としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、エコセメント等が挙げられる。
不溶化材中のアルカリ性材料の含有率は、好ましくは０～９５質量％、より好ましくは５～９０質量％、さらに好ましくは１０～８０質量％、特に好ましくは２０～７５質量％である。該含有率が１０質量％以上であれば、不溶化処理後の廃棄物のｐＨを中性領域とする効果や、不溶化処理後の廃棄物の粒度を大きくして強度を付与することができる。該含有率が９５質量％以下であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。
アルカリ性材料のブレーン比表面積は、好ましくは２，０００～１０，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２，５００～９，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，０００～８，０００ｃｍ２／ｇである。該比表面積が２，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、重金属類の溶出量をより小さくすることができる。該比表面積が１０，０００ｃｍ２／ｇ以下であれば、材料の入手が容易となる。
本発明の不溶化材は、廃棄物からの重金属類の溶出量がより小さくなる観点から、粉粒状物であることが好ましい。
ここで、本明細書中、「粉粒状」とは、粉状の材料（０．１ｍｍ未満の粒度を有するもの；粉体）の集合体、粒状の材料（０．１ｍｍ以上の粒度を有するもの；粒体）の集合体、または、粉状の材料および粒状の材料を含む集合体の形態を有することを意味する。また、「粉粒状物」とは、粉体の集合体、粒体の集合体、または、粉体および粒体を含む集合体を意味する。さらに、「粒度」とは、粉体または粒体における最大寸法（例えば、断面がだ円である粒体においては、長軸の寸法をいう。）である。
ここで、本明細書中、「粉粒状」とは、粉状の材料（０．１ｍｍ未満の粒度を有するもの；粉体）の集合体、粒状の材料（０．１ｍｍ以上の粒度を有するもの；粒体）の集合体、または、粉状の材料および粒状の材料を含む集合体の形態を有することを意味する。また、「粉粒状物」とは、粉体の集合体、粒体の集合体、または、粉体および粒体を含む集合体を意味する。さらに、「粒度」とは、粉体または粒体における最大寸法（例えば、断面がだ円である粒体においては、長軸の寸法をいう。）である。
本発明の廃棄物の不溶化処理方法は、上述の不溶化材と、重金属類を含む廃棄物を混合して、上記廃棄物に含まれている重金属類を不溶化する方法であって、上記廃棄物中、ＳＯ３とＣａＯの質量比（ＳＯ３／ＣａＯ）が０．０３～０．６であり、かつ、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の質量比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）が０．８～２０．０であるものである。
不溶化処理の対象となる重金属類は、土壌汚染対策法（平成１５年）に規定されている第二種特定有害物質である。具体的には、カドミウム及びその化合物、シアン化合物、六価クロム化合物、水銀及びその化合物、セレン及びその化合物、鉛及びその化合物、ひ素及びその化合物、ふっ素及びその化合物、並びに、ほう素及びその化合物のいずれかである。なお、フッ素及びホウ素は重金属ではないが、フッ素及びその化合物、及び、ホウ素及びその化合物は重金属類に含まれるものとする。
これらは、廃棄物中に、１種含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。
重金属類の中でも、不溶化処理が難しく、比較的に問題となりやすい金属元素であるにもかかわらず、不溶化することができる観点から、６価クロム化合物、セレン及びその化合物、ひ素及びその化合物、鉛及びその化合物、並びに、ふっ素及びその化合物から選ばれる少なくとも１種が、本発明における不溶化の対象物として好適である。
不溶化処理の対象となる重金属類は、土壌汚染対策法（平成１５年）に規定されている第二種特定有害物質である。具体的には、カドミウム及びその化合物、シアン化合物、六価クロム化合物、水銀及びその化合物、セレン及びその化合物、鉛及びその化合物、ひ素及びその化合物、ふっ素及びその化合物、並びに、ほう素及びその化合物のいずれかである。なお、フッ素及びホウ素は重金属ではないが、フッ素及びその化合物、及び、ホウ素及びその化合物は重金属類に含まれるものとする。
これらは、廃棄物中に、１種含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。
重金属類の中でも、不溶化処理が難しく、比較的に問題となりやすい金属元素であるにもかかわらず、不溶化することができる観点から、６価クロム化合物、セレン及びその化合物、ひ素及びその化合物、鉛及びその化合物、並びに、ふっ素及びその化合物から選ばれる少なくとも１種が、本発明における不溶化の対象物として好適である。
本明細書中、廃棄物とは、産業廃棄物または一般廃棄物をいう。
産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物をいう。
産業廃棄物の例としては、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等）、建築廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰（例えば、石炭灰、鶏糞灰、家畜糞灰、バイオマス灰、汚泥焼却灰）、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰、各種副産物、未利用資源（使用されずに残存した材料等）等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物をいう。
一般廃棄物の例としては、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。
中でも、重金属類をより不溶化することができる観点から、焼却灰が好適である。また、焼却灰の生成前の材料（例えば、焼却灰が石炭灰であれば、石炭）を６００～１，３００℃（好ましくは６２０～１２５０℃、より好ましくは６５０～１，１００℃、特に好ましくは６５０～１，０００℃）で加熱したことによって生成された焼却灰がより好適である。
産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物をいう。
産業廃棄物の例としては、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等）、建築廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰（例えば、石炭灰、鶏糞灰、家畜糞灰、バイオマス灰、汚泥焼却灰）、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰、各種副産物、未利用資源（使用されずに残存した材料等）等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物をいう。
一般廃棄物の例としては、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。
中でも、重金属類をより不溶化することができる観点から、焼却灰が好適である。また、焼却灰の生成前の材料（例えば、焼却灰が石炭灰であれば、石炭）を６００～１，３００℃（好ましくは６２０～１２５０℃、より好ましくは６５０～１，１００℃、特に好ましくは６５０～１，０００℃）で加熱したことによって生成された焼却灰がより好適である。
また、廃棄物中、ＳＯ３とＣａＯの質量比（ＳＯ３／ＣａＯ）は、好ましくは０．０３～０．６、より好ましくは０．０４～０．５、特に好ましくは０．０５～０．４５である。上記質量比が０．０３以上であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。上記質量比が０．６以下であれば、ＳＯ３の量が少ないため、保管時に硫化水素が発生するリスクが低くなり、土工資材等としての再利用する際に、その用途に制限が生じにくくなる。
また、廃棄物中、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の質量比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）は、好ましくは０．８～２０．０、より好ましくは１．０～１５．０、特に好ましくは１．５～１２．０ある。上記質量比が０．８以上であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。上記質量比が２０．０以下であれば、不溶化処理後の廃棄物に含まれるＣａＯの量をより小さくして、発熱や反応性等の問題から、不溶化処理後の廃棄物を土工資材等としての再利用する際の、用途の制限が起こりにくくなる。
重金属類を含む廃棄物１００質量部に対する、不溶化材の量（無水物換算）は、好ましくは０．１～２０質量部、より好ましくは０．５～１５質量部、特に好ましくは１．０～１０質量部である。該量が０．１質量部以上であれば、廃棄物からの重金属類の溶出量をより小さくすることができる。該量が２０質量部以下であれば、不溶化材にかかるコストの過度の上昇を防ぐことができる。
不溶化材と重金属類を含む廃棄物を混合する方法の例としては、粉粒体のままの不溶化材と、重金属類を含む廃棄物を混合する方法や、不溶化材に水を加えてスラリーとし、該スラリーと、重金属類を含む廃棄物を混合する方法等が挙げられる。
不溶化材と重金属類を含む廃棄物を混合する方法の例としては、粉粒体のままの不溶化材と、重金属類を含む廃棄物を混合する方法や、不溶化材に水を加えてスラリーとし、該スラリーと、重金属類を含む廃棄物を混合する方法等が挙げられる。
上述した廃棄物の不溶化処理方法を行う前に、後述する粒度測定工程と判定工程を含む廃棄物の処理の適否の評価方法を行ってもよい。該評価方法を予め行うことで、重金属類を含む廃棄物の効率的な不溶化処理を行うことができる。
［粒度測定工程］
本工程は、不溶化材に使用される塩化鉄含有物質について、篩分けを行い、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合、及び、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合を測定する工程である。
［粒度測定工程］
本工程は、不溶化材に使用される塩化鉄含有物質について、篩分けを行い、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合、及び、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合を測定する工程である。
［判定工程］
本工程は、塩化鉄含有物質が、粒度測定工程で測定した、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であるという条件を満たしているかを調べて、上記塩化鉄含有物質が上記条件を満たしている場合に、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を、該不溶化材と重金属類を含む廃棄物との混合による不溶化処理に用いられる不溶化材とし、上記塩化鉄含有物質が上記条件を満たしていない場合に、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて、上記不溶化処理を行わないと判定する工程である。
本工程において、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて、上記不溶化処理を行わないとした場合、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上となり、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下となるように上記塩化鉄含有物質の粒度を調整したうえで、調整後の塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて不溶化処理を行ってもよい。
本工程は、塩化鉄含有物質が、粒度測定工程で測定した、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であるという条件を満たしているかを調べて、上記塩化鉄含有物質が上記条件を満たしている場合に、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を、該不溶化材と重金属類を含む廃棄物との混合による不溶化処理に用いられる不溶化材とし、上記塩化鉄含有物質が上記条件を満たしていない場合に、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて、上記不溶化処理を行わないと判定する工程である。
本工程において、上記塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて、上記不溶化処理を行わないとした場合、塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上となり、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下となるように上記塩化鉄含有物質の粒度を調整したうえで、調整後の塩化鉄含有物質を含む不溶化材を用いて不溶化処理を行ってもよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）廃棄物Ａ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：１０．２、ＳＯ３／ＣａＯ：０．１３、セレン及びその化合物の溶出量：０．０２ｍｇ／リットル、
（２）廃棄物Ｂ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：３．２、ＳＯ３／ＣａＯ：０．１５、セレン及びその化合物の溶出量：０．０２ｍｇ／リットル、
（３）廃棄物Ｃ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：２．０、ＳＯ３／ＣａＯ：０．０７、ひ素及びその化合物の溶出量：０．０３３ｍｇ／リットル、ふっ素及びその化合物の溶出量：２．１ｍｇ／リットル
（４）廃棄物Ｄ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：２．６、ＳＯ３／ＣａＯ：０．４５、鉛及びその化合物の溶出量：０．０５２ｍｇ／リットル、
（５）廃棄物Ｅ；汚泥、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：１．８、ＳＯ３／ＣａＯ：０．２２、六価クロム化合物の溶出量：０．０９ｍｇ／リットル
なお、廃棄物Ａ～Ｅからの重金属類の溶出量は、環境省告示第１８号に準拠して測定した値である。
［使用材料］
（１）廃棄物Ａ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：１０．２、ＳＯ３／ＣａＯ：０．１３、セレン及びその化合物の溶出量：０．０２ｍｇ／リットル、
（２）廃棄物Ｂ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：３．２、ＳＯ３／ＣａＯ：０．１５、セレン及びその化合物の溶出量：０．０２ｍｇ／リットル、
（３）廃棄物Ｃ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：２．０、ＳＯ３／ＣａＯ：０．０７、ひ素及びその化合物の溶出量：０．０３３ｍｇ／リットル、ふっ素及びその化合物の溶出量：２．１ｍｇ／リットル
（４）廃棄物Ｄ；焼却灰、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：２．６、ＳＯ３／ＣａＯ：０．４５、鉛及びその化合物の溶出量：０．０５２ｍｇ／リットル、
（５）廃棄物Ｅ；汚泥、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３：１．８、ＳＯ３／ＣａＯ：０．２２、六価クロム化合物の溶出量：０．０９ｍｇ／リットル
なお、廃棄物Ａ～Ｅからの重金属類の溶出量は、環境省告示第１８号に準拠して測定した値である。
（６）塩化鉄含有物質Ａ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄２水和物：１質量％、塩化第一鉄４水和物：９８質量％）
（７）塩化鉄含有物質Ｂ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄２水和物：３３質量％、塩化第一鉄４水和物：６５質量％）
（８）塩化鉄含有物質Ｃ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄２水和物：６５質量％、塩化第一鉄４水和物：３４質量％）
（９）塩化鉄含有物質Ｄ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄４水和物：９９質量％）
なお、塩化鉄含有物質Ａ～ＤのｐＨ等の物性を以下の方法等に従って測定した。結果を表１に示す。
（ｉ）ｐＨ及びＯＲＰ（酸化還元電位）の測定
２０℃の条件下で、塩化鉄含有物質と蒸留水を、質量比（塩化鉄含有物質／蒸留水）が１／１０となる量で混合し攪拌した後、３時間経過した際のｐＨ、及び、ＯＲＰを、「ＪＩＳ Ｋ ０１０２：２０１３（工業排水試験方法）」１２．１ガラス電極法を用いて測定した。
（ｉｉ） 篩通過量の測定
塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合（以下、「５００μｍ篩通過量」ともいう。また、表１中、「５００μｍ篩」と示す。）、及び、目開き２５０μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合（以下、「２５０μｍ篩通過量」ともいう。また、表１中、「２５０μｍ篩」と示す。）を、「ＪＩＳ Ｚ ８８１５：１９９５（ふるい分け試験方法通則）」に準拠して測定した。
（ｉｉｉ） 吸湿率
塩化鉄含有物質を、乾燥状態（水分含有率：０質量％）にある時から、２０℃、相対湿度７０％の条件下で、３時間静置した場合における吸湿率を、以下の式に基いて算出した。
吸湿率（単位：質量％）＝｛（吸湿後の塩化鉄含有物質の質量－吸湿前の塩化鉄含有物質の質量）／吸湿前の塩化鉄含有物質の質量｝×１００
以上の（ｉ）～（ｉｉｉ）の測定の結果を表１に示す。
（７）塩化鉄含有物質Ｂ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄２水和物：３３質量％、塩化第一鉄４水和物：６５質量％）
（８）塩化鉄含有物質Ｃ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄２水和物：６５質量％、塩化第一鉄４水和物：３４質量％）
（９）塩化鉄含有物質Ｄ；塩化鉄：９８質量％以上（塩化第一鉄４水和物：９９質量％）
なお、塩化鉄含有物質Ａ～ＤのｐＨ等の物性を以下の方法等に従って測定した。結果を表１に示す。
（ｉ）ｐＨ及びＯＲＰ（酸化還元電位）の測定
２０℃の条件下で、塩化鉄含有物質と蒸留水を、質量比（塩化鉄含有物質／蒸留水）が１／１０となる量で混合し攪拌した後、３時間経過した際のｐＨ、及び、ＯＲＰを、「ＪＩＳ Ｋ ０１０２：２０１３（工業排水試験方法）」１２．１ガラス電極法を用いて測定した。
（ｉｉ） 篩通過量の測定
塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合（以下、「５００μｍ篩通過量」ともいう。また、表１中、「５００μｍ篩」と示す。）、及び、目開き２５０μｍの篩を通過する塩化鉄含有物質の割合（以下、「２５０μｍ篩通過量」ともいう。また、表１中、「２５０μｍ篩」と示す。）を、「ＪＩＳ Ｚ ８８１５：１９９５（ふるい分け試験方法通則）」に準拠して測定した。
（ｉｉｉ） 吸湿率
塩化鉄含有物質を、乾燥状態（水分含有率：０質量％）にある時から、２０℃、相対湿度７０％の条件下で、３時間静置した場合における吸湿率を、以下の式に基いて算出した。
吸湿率（単位：質量％）＝｛（吸湿後の塩化鉄含有物質の質量－吸湿前の塩化鉄含有物質の質量）／吸湿前の塩化鉄含有物質の質量｝×１００
以上の（ｉ）～（ｉｉｉ）の測定の結果を表１に示す。
（１０）高炉セメント；太平洋セメント社製、ブレーン比表面積：３，７５０ｃｍ２／ｇ
（１１）普通ポルトランドセメント；太平洋セメント社製、ブレーン比表面積：３，３５０ｃｍ２／ｇ
（１２）生石灰；ブレーン比表面積：６，８００ｃｍ２／ｇ
（１３）軽焼ドロマイト；ブレーン比表面積：７，２６０ｃｍ２／ｇ
（１１）普通ポルトランドセメント；太平洋セメント社製、ブレーン比表面積：３，３５０ｃｍ２／ｇ
（１２）生石灰；ブレーン比表面積：６，８００ｃｍ２／ｇ
（１３）軽焼ドロマイト；ブレーン比表面積：７，２６０ｃｍ２／ｇ
［実施例１、比較例１～２］
表２に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質と高炉セメントからなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ａを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ａ１００質量部に対して、１質量部となる量（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量（表２～３中、「セレン溶出量」ともいう。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表２に示す。
表２に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質と高炉セメントからなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ａを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ａ１００質量部に対して、１質量部となる量（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量（表２～３中、「セレン溶出量」ともいう。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表２に示す。
表２から、実施例１（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：７６．９質量％、２５０μｍ篩通過量：３３．２質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていることがわかる。
一方、比較例１（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）及び比較例２（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
一方、比較例１（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）及び比較例２（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
［実施例２～３、比較例３～４］
表３に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質とアルカリ性材料からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｂを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｂ１００質量部に対して、７質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表３に示す。
表３に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質とアルカリ性材料からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｂを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｂ１００質量部に対して、７質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表３に示す。
表３から、実施例２（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：７６．９質量％、２５０μｍ篩通過量：３３．２質量％）、及び実施例３（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：９５．４質量％、２５０μｍ篩通過量：７９．1質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていることがわかる。
一方、比較例３（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）、及び、比較例４（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
一方、比較例３（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）、及び、比較例４（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からのセレン及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定されたセレン及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
［実施例４、比較例５～６］
表４に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質とアルカリ性材料からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｃを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｃ１００質量部に対して、５質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのひ素及びその化合物、並びに、ふっ素及びその化合物の溶出量（表４中、各々、「ひ素溶出量」、「ふっ素溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表４に示す。
表４に示す種類及び配合割合で、塩化鉄含有物質とアルカリ性材料からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｃを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｃ１００質量部に対して、５質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からのひ素及びその化合物、並びに、ふっ素及びその化合物の溶出量（表４中、各々、「ひ素溶出量」、「ふっ素溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表４に示す。
表４から、実施例４（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：７６．９質量％、２５０μｍ篩通過量：３３．２質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からのひ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたひ素及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たし、かつ、不溶化処理後の廃棄物からのふっ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたふっ素及びその化合物の溶出基準値（０．８ｍｇ／リットル以下）を満たしていることがわかる。
一方、比較例５（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）、及び、比較例６（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からのひ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたひ素及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしておらず、かつ、不溶化処理後の廃棄物からのふっ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたふっ素及びその化合物の溶出基準値（０．８ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
一方、比較例５（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：０質量％、２５０μｍ篩通過量：０質量％）、及び、比較例６（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からのひ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたひ素及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしておらず、かつ、不溶化処理後の廃棄物からのふっ素及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定されたふっ素及びその化合物の溶出基準値（０．８ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
［実施例５、比較例７］
表５に示す種類の塩化鉄含有物質からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｄを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｄ１００質量部に対して、５質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からの鉛及びその化合物溶出量（表５中、「鉛溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表３に示す。
表５に示す種類の塩化鉄含有物質からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｄを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｄ１００質量部に対して、５質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からの鉛及びその化合物溶出量（表５中、「鉛溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表３に示す。
表５から、実施例５（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：７６．９質量％、２５０μｍ篩通過量：３３．２質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からの鉛及びその化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定された鉛及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていることがわかる。
一方、比較例７（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からの鉛及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定された鉛及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
一方、比較例７（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からの鉛及びその化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定された鉛及びその化合物の溶出基準値（０．０１ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
［実施例６、比較例８］
表６に示す種類の塩化鉄含有物質からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｅを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｅ１００質量部に対して、１質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からの六価クロム化合物溶出量（表６中、「六価クロム溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表６に示す。
表６に示す種類の塩化鉄含有物質からなる粉粒状の不溶化材と、廃棄物Ｅを、同時にホバート社製の縦型ミキサに投入した後、３分間混合して不溶化処理を行った。なお、不溶化材の量は、廃棄物Ｅ１００質量部に対して、１質量部（無水物換算）とした。
不溶化処理後の廃棄物からの六価クロム化合物溶出量（表６中、「六価クロム溶出量」と示す。）を、環境省告示第１８号に準拠して測定した。結果を表６に示す。
表６から、実施例６（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：９５．４質量％、２５０μｍ篩通過量：７９．1質量％）では、不溶化処理後の廃棄物からの六価クロム化合物の溶出量が、環境省告示第１８号で規定された六価クロム化合物の溶出基準値（０．０５ｍｇ／リットル以下）を満たしていることがわかる。
一方、比較例８（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からの六価クロム化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定された六価クロム化合物の溶出基準値（０．０５ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
一方、比較例８（塩化鉄含有物質中、５００μｍ篩通過量：１００質量％、２５０μｍ篩通過量：９２．９質量％）における、不溶化処理後の廃棄物からの六価クロム化合物の溶出量は、環境省告示第１８号で規定された六価クロム化合物の溶出基準値（０．０５ｍｇ／リットル以下）を満たしていないことがわかる。
Claims (5)
- 廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための不溶化材であって、
塩化鉄を主成分として含む塩化鉄含有物質を含み、上記塩化鉄含有物質は、上記塩化鉄含有物質全量中、目開き５００μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が５０質量％以上であり、かつ、目開き２５０μｍの篩を通過する上記塩化鉄含有物質の割合が９０質量％以下であるものである不溶化材と、
重金属類を含む廃棄物を混合して、上記廃棄物に含まれている重金属類を不溶化するための方法であって、
上記廃棄物中、ＳＯ ３ とＣａＯの質量比（ＳＯ ３ ／ＣａＯ）が０．０３～０．６であり、かつ、ＣａＯとＡｌ ２ Ｏ ３ の質量比（ＣａＯ／Ａｌ ２ Ｏ ３ ）が０．８～２０．０であることを特徴とする、廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。 - 上記塩化鉄が塩化第一鉄である請求項１に記載の廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
- 上記塩化鉄含有物質は、乾燥状態（水分含有率：０質量％）にある時から、２０℃、相対湿度７０％の条件下で、３時間静置した場合における吸湿率が５．０質量％以下のものである請求項１又は２に記載の廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
- 上記不溶化材は、さらに、セメント、生石灰、消石灰、軽焼ドロマイト及び高炉スラグ微粉末から選ばれる１種以上を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
- 上記廃棄物に含まれる重金属類が、セレン及びその化合物、ひ素及びその化合物、鉛及びその化合物、ふっ素及びその化合物、並びに、６価クロム化合物から選ばれる少なくとも１種である請求項１～４のいずれか１項に記載の廃棄物に含まれている重金属類の不溶化処理方法。
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