JPH05509038A - 有害廃棄物処理方法及び組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 関連する出願 本出願は、１９９０年５月２日に出願された米国特許出願第０７１５１８．０４ ０号の一部継続出願であり、該出願は１９８８年５月２７日に出願され現在係属 中の米国特許出願第１９９，５５６号の継続出願であり、該出願は１９８７年９ 月２８日に出願され現在米国特許第４，８３９，１１５号である米国特許出願第 １０１，９０８号の一部継続出願であり、該出願は１９８７年５月２１日に出願 され現在米国特許第４，７３２，７８２号である米国特許出願第０５３，５６１ 号の分割出願であり、該出願は１９８６年３月２４日に出願され現在は放棄され ている米国特許出願第８４３，３１６号の一部継続出願である。米国特許出願第 ５１８，０４０号はまた、１９８８年５月１６日に出願され現在係属中の米国特 許出願第０７／１６８，７１５号の一部継続出願であり、該出願は（ａ）１９８ ７年５月２１日に出願され現在米国特許第４，７３２，７８２号である米国特許 出願第０７１０５３．５６１号の一部継続出願であり、該出願は１９８６年３月 ２４日に出願され現在は放棄されている米国特許出願第０６／８４３゜３１６号 の一部継続出願であり、また（ｂ）１９８７年５月１５日に出願され現在米国特 許第４，７４７，８７８号である米国特許出願第０７１０４９．９０６号の一部 継続出願であり、該出願は１９８６年３月２４日に出願され現在は放棄されてい る米国特許出願第０７／８４３．３１６号の分割出願である。以上の全ての出願 及び特許の開示内容は、この参照によって本明細書中に取り込むものとする。

聚−五一凶−貨−１ 杢ｌ盟優迭！分互 本発明は、産業によって生み出される有害廃棄物、好ましくは液状の有害廃棄物 の処理に関するものである。

翌産旦五菫 有害廃棄化学物質、例えば放射性廃棄物、発ガン性廃棄物などを処理し、危険性 を許容レベルまで減少させるための最も望ましい方法の一つは、そのような化学 物質を固化させることである。そのような有害物質をセメント、砂及び砂利から なるコンクリートと混合し、また場合によってはさらに他の添加物と混合して固 体塊を作成することについて、これまでに多くの研究がなされてきている。しか しそのような方法は、混合用車両における汚染の問題、流出物および換気に関す る問題を提起する。用いられている別の方法は、コンクリート、スチール、ガラ ス及びこれらの組み合わせからなるコンテナを建造し、そのような化学物質を不 定期間にわたって収容するものである。しかしそのような方法は、許容できない 程の故障率を有するものであることが判明している。現在までのところ、コンク リート容器への完全収容が、恐らくは最良の方法である。しかしながら、産業界 において現在用いられているコンクリートは水和水の割合が高く、セメントの一 部が過剰の有害液体を吸着して廃棄物をそこに固定化する機会は殆ど残されてい ない。即ち、水和水の割合が高いために、液体を吸着するというコンクリートの 能力の殆ど大部分は使用されてしまっているのである。

吸着剤を添加することにより液状の有害物質又は放射性物質を処理して、その取 扱い及び搬送、並びに最終的なその貯蔵を単純化しようと試みることは、一般的 な慣行である。これまでに用いられてきている物質には、ケイソウ土、ゾノライ ト及びクロライドのようなひる石又は膨張雲母、ポルトランドセメント及び石膏 セメント、並びにカルシウムベントナイトのような粘度物質がある。これらの物 質についての問題点は、満足できる結果に及ばない程度の比較的少量の液状物だ けしか吸着その他により処理されず、また複雑な混合設備が必要であってそれが また汚染されるということである。例えば、液状物質は５５ガロン（２１０リツ トル）入りのドラム缶により搬送され処理されるが、上記の吸着剤を用いた場合 には、固形の組成物は得られないか、或いは仮に部分的に得られたとしても、搬 送又は貯蔵の間に液体の分離が生ずることが判明している。分離された又は独立 した液体はどのようなものでも特に望ましくない。なぜなら裂開した容器や開い ている容器から漏れる潜在的な危険性があるからである。

これについては以下の米国特許が関連している。

木星豊丘１号　泣五皇 ３．９８３，０５０　メッチャム ４．１１６，７０５　チャッペル ４．１７４，２９３　コロンボ他 ４．７７５，４９４　ロウゼル他 ４．８５５，０８３　カガヮ他 ４．９１３，８３５　マンデル他 Ｌ２チャム（米国特許第３，９８３，０５０号）は、乾燥した焼成放射性廃棄物 を収容している金属製キャニスタに対して乾燥セメントパウダーを添加して用い 、キャニスタを密封する前にセメントパウダーをキャニスタの壁の内側表面と接 触させることを記載している。容器の壁が損傷すると、周囲環境の水分がセメン トと接触してセメントを固化し、それによって壁を密封する。一つの実施例にお いて、セメントは乾燥した廃棄物と混合され、金属製キャニスタ内に入れられて いる。

チャッペル（米国特許第４，１１６，７０５号）は、水の存在下において有害廃 棄物を（ｉ）珪酸アルミニウム又はアルミノ珪酸塩、及び（ｉ　ｉ）ポルトラン ドセメントにより処理してスラリーを形成し、このスラリーを硬化させて、内部 に有害廃棄物を包蔵している石及び結晶マトリックスとすることからなる方法を 記載している。

ロウゼル他（米国特許第４，７７５，４９４号）は、放射性又は有害液状廃棄物 を容器内に入れ、組成物が容器内で実質的に固形物となるまで、間隔を置いてナ トリウムモンモリロナイトを添加することによりかかる物質を処理するという概 念を開示している。

コロンボ他（米国特許第４，１７４，２９３号）は、容器内の大量の粉末ポルト ランドセメント全体にわたって廃棄物水溶液を現場で分散させ、セメントを硬化 し、硬化したセメントに対してその後、モノマーと重合触媒の混合物を注入し、 モノマーを重合させることからなる、廃棄物水溶液の処理方法を記載している。

この容器は次いで、適当に貯蔵される。

カガワ他（米国特許第４，８５５，０８３号）は、粉末鉱サイ、珪酸塩、水溶性 物質、高分子量化合物、有機酸金属塩及び炭酸カルシウムからなる凝固剤を記載 している。この凝固剤はＰＣＢのような有機ハロゲン化物と混合されて固形複合 物質が形成され、それはその後に焼却される。

マンデル他（米国特許第４，９１３，８３５号）は、有害なアルカリスピルに対 して有機酸中和剤を含有する粒状組成物を散布することを教示している。

現在においてもまだなお、セメント状組成物を使用前に水と混合し、水利を開始 させて有害廃棄物をその場所に固定するようセメント状粒子を湿らせることが、 一般的に必須の事項である。一般に、何らかの型式による混合が必要である。通 常、表面に指示を書いである容器に入れられているプレミックスの製造業者のあ るものは、乾燥しｊこセメント状組成物のプレミックスを穴又は容器に入れ、次 いで上から、又はチューブを介して水を添加することを推奨している。別のある 製造業者らは、プレミックスをバッグに入れ、バッグに入れた混合物を水を通し て落下させ、次いでバッグを配置した後に、バッグを通して混合物へと水を浸透 させている。しかしながら、これらの方式はセメント状組成物の完全な水和を可 能にするものではない。セメント中への適切な量の水の均一な分散を得るために は、モルタルミキサー、コンクリートミキサー及び手での混合が用いられてきて いる。従来技術によれば、セメントと混合される水の量は、非常に狭い範囲内で ｍ節されねばならず、水の量が少な過ぎたり多過ぎたりすると、効果のない、又 は使用不能な物質が得られる。セメント状混合物は、最初に乾燥成分を水と混合 し湿潤してからでなければ、乾燥状態では水中へと又は湿潤表面へと直接に適用 することはできない。

以上を要するに、廃棄物質をセメント状組成物で固化することは公知である。し かしながら、それは廃棄物質をセメント状組成物と混合して本質的に完全な水和 を得るか、或いは混合しながら又は混合なしに液状物をセメント状組成物に添加 することの何れかによって達成されるものである。セメント状組成物を混合なし に有害廃棄物に対して添加し、固化した塊を製造することについては、技術的に 何の教示も示唆もない。

王及肌立旦煎上１力 本発明の目的は、搬送又は埋蔵された場合に環境的に有害でないように、有害廃 棄組成物を固化する方法を提供することである。

有害廃棄物を固定化するために提供される方法は、乾燥した、任意に速硬性のセ メント状組成物を準備し、該セメント状組成物がある硬化時間を有し、少なくと も一つのセメント結合剤の微細分割粒子の形態を持ち、 ある量の有害廃棄物を含むある容積の水を準備し、及び例えばある量の乾燥セメ ント状組成物を前記ある容積の水へと入れることからなる。好ましくは、水の容 積は前記ある量のセメント状組成物を水和するのに必要な量よりも多い。水はセ メント状組成物の粒子と接触し、この粒子を水和する。

セメント状組成物の粒子の大部分は、前記容積の水中での沈降速度がほぼ同じで あり、セメント状組成物が水を通って沈降し２、このセメント状組成物の沈降の 結果として過剰の水を置換することが可能となる。水和されたセメント状組成物 は次いで、硬化した、実質的に偏析のない塊へと形成され、前記量の有害廃棄物 を固定化する。

本発明者らが見い出したものは、乾燥したセメント状処方をあらゆるサイズの骨 材と共に、或いはそれなしで、種々の作用目的（例えば不透水性、強度、吸着制 御又は沈降速度を増大させるため）で添加剤と共に、或いはそれなしで、液状有 害廃棄物（変性又は希釈されているか又はされていない）を介してポンプ給送し 、吹き込み、注入して使用することにより、合理的で安全な処理及び搬送が行え るように廃棄物を固定化した固体塊を形成することができるということである。

かかる乾燥セメント状混合物を用いると、セメントは、付加的な吸着剤と共に又 はそれなしで、或いは中和用化学物質を添加し又は添加せずに、単位容積ベース でみて吸着し固化しうる化学物質の量を数倍に増大させることができる。この方 法は、少量の化学物質にも、また露天の数トンの化学物質にも適用できる。乾燥 系が液状廃棄物を水和するのを可能にする添加用化学物質及び／又は中和剤を、 乾燥セメント状物質部分又は液状化学物質の部分の何れにも添加することができ る。

乾燥セメント状組成物は、少なくとも一つのセメント結合剤の微細分割された粒 子を有する。この組成物は通常は容器内に、例えば関連する指示が書かれたバッ グ内に入れられている。セメントは例えばポルトランドセメント、石膏、高アル ミニウムセメント、又はこれらの混合物であるが、これらに限定されるものでは ない。燐酸マグネシウム又は他の速硬性化合物もまた、使用することができる。

粒子の大部分は、水気での沈降速度がほぼ同じであり、従って有害廃棄物を含有 している水を通して注入された場合、この物質が大きく偏析することはない。

セメント状組成物はさらに、砂又は骨材粒子或いはこれらの組み合わせからなる 充填材成分を含むことができる。但し、これらの粒子の大部分が、有害廃棄物を 含有している水中において、セメント粒子とほぼ同じ沈降速度を有することが条 件である。また、セメント状組成物はほぼ５０容量％の水を吸着し及び／又は結 合することのできるものでなければならない。セメント状混合物が許容できる水 の量が多いほど、最終製品は良好である。

セメント状組成物に他の添加剤を用いることも可能である。そのような添加剤と しては、硬化促進剤、減水剤、防水剤、ポリマー、乾燥収縮防止剤、湿潤収縮防 止剤、石灰、顔料その他があるが、これらに限定されるものではない。またこれ らは、組成物を改質し、或いは特定の物性を付与するために添加されるものであ る。好ましい添加剤は、有害廃棄物に対する「中和剤」である。「中和剤」とい う用語を用いることで本明細書では、有害廃棄物を実質的により危険性の少ない 廃棄物に変換させ、及び／又は固化したセメント状組成物から廃棄物が実質的に 漏出することを防止する化合物又は組成物を意味している。

有害廃棄物質を処理するための本発明の改良形の方法は、水と有害廃棄物を５５ ガロン（２１０リツトル）のドラム缶に入れ、次いで上述の手順により処理する ことにより実行され得る。任意に、ラグーン、池、例えば沈澱池も、そのように して処理することができる。結果的に得られる組成物は、液体の分離や劣化、或 いは漏出などの徴候なしに、長期間にわたって種々の条件の下に取り扱い、搬送 及び貯蔵することができる。これらの利点及びその他の利点は、以下の詳細な説 明においてより詳しく説明する。

好ましい　施例の詳細な説明 本発明は、過剰の水を通じて又は湿潤表面に対して注入され、こて塗りされ、ト レミー（吐き管）を介して入れられ、或いは散布される乾燥セメント状組成物に 関するものであり、この水は有害廃棄物を有する。混合することなしに、セメン ト組成物は水和し、凝結硬化の後に、内部に有害廃棄物を固定化している固化製 品が得られる。ポルトランドセメント、石膏、高アルミナセメント、他の特殊セ メント及びその組み合わせ、及び燐酸マグネシウムのような他の化学物質からな るセメント状組成物を、全て上首尾に使用することができる。唯一の制限は、セ メント状組成物の少なくとも一つの成分が水和し、又は水と反応するということ である。。

本発明により有害液状廃棄コンパウンドを固化し固定化する方法は、そのような 物質の非常に多種多様なものに対して使用することができる。例えば放射性廃棄 物の処理分野においては、処置し処理しなければならない液状物質には、タービ ン油、切削油及び潤滑油、フレオンＴＦのような原子炉成分を減少させるために 用いられる溶剤スラッジ、ストツダード溶剤のような洗浄用溶剤、汚染除去溶媒 及び以上に述べた炭化水素物質の水溶性混合物特に、５から約７５％の炭化水素 を含む混合物、或いは１００％迄の炭化水素を含むもののような原子炉プラント の液体が含まれる。さらに、そのような廃棄物の大部分の量は、約９５％以上の 水を含み放射性物質で汚染された水溶液、例えば原子炉プラントのタービンに由 来するグリースである。病院関係に由来する汚染液体は、ガンの治療に用いられ る放射性物質を含んでいる。そのような汚染源からの特に普通にみられる物質に は、コバルト５７、コバルト５８及びコバルト６０のような放射性コバルト、セ シウム、プルトニウム及びウラン同位体その他がある。しかしながら本発明によ れば、どのような放射性廃棄物質も本発明の方法により処理できるということが 理解されるべきである。

他の一般的な有害廃棄物質には、酸、塩基、ＰＣＢ及びダイオキシンその他を含 む塩素化炭化水素がある。この場合も、これらは放射性物質と同様に実質的に水 溶液、特に９５％又はそれ以上の水を有する水溶液であり、或いはこれらはかな りの量の炭化水素を含有している水溶液混合物である。

有害廃棄物はまた、アルミニウム、ホウ素、カドミウム、クロム、銅、鉄、鉛、 マンガン、ニッケル、錫、亜鉛、砒素、アンチモン、バリウム、コバルト、ガリ ウム、ハフニウム、水銀、モリブデン、ニオブ、ストロンチウム、タンタル、ト リウム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、セレン、銀、或いはこれらの元素 の何れかの化合物を含み得る。廃棄物はフッ化物、硫酸塩、燐酸塩、硝酸塩、亜 硝酸塩、亜硫酸塩、シアン化物、硫化物、チオシアン酸塩、チオ硫酸塩、フェリ シアン化カリウム又はフェロシアン化カリウムのようなアニオンを含み得るもの であり、また酸、アルカリ、プロティン、炭水化物、脂肪、薬物、プルシアンブ ルー又はターンプルブルー、清浄剤、鉱油、タール又はグリースを含み得る。

本発明により処理することのできる廃棄物の他の例には、次のものがある。

例えば鉱山の選鉱サイ、浮き滓、特にＡｓ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＣＮ、Ｐｂ、Ｈ ｇ、Ｓｅ、Ｚｎ又はｓｂを含有している鉱山及び冶金廃棄物。重工業により産生 される、溶剤を除去された塗料廃棄物の如き塗料廃棄物。硫化物染料浴。例えば 石油化学工業、一般化学工業又は染料工業などの、広い範囲の工業において用い られる無機触媒。プリント回路板廃棄物のような、電気及び電子工業の廃棄物。

印刷及び複写の廃棄物。電気メッキ及び表面仕上げの廃棄物。火薬工業の廃棄物 。

ゴム及びプラスチック工業により産生されるラテックス廃棄物及びシアン化物、 水銀及び亜鉛廃棄物。電気バッテリー製造の廃棄物。繊維工業の廃棄物。石油化 学工業により産生されるシアン化物、砒素、クロム又はその他の無機廃棄物。有 鉛石油スラッジ。パルプ及び紙工業の廃棄物。皮革工業の廃棄物。一般化学工業 により産生される無機スラッジ。アスベスト廃棄物。焼却炉及びガス清浄設備か らの集塵塔。

水路の沈泥及び浚渫物。ガス浄化のための廃酸化物。電気集塵装置に集められた ダストの如き、セメント及び石灰工業の廃棄物。表面硬化によるシアン化廃棄物 。例えば発電所における燃焼燃料からの燃料油灰分、家庭ゴミの燃焼灰分、及び 汚水スラッジその他の焼却灰分。汚水スラッジ。例えばアルミニウム、亜鉛、銅 又は鉛などの、例えば金属精錬及び精製からの精錬及び金属精製工業の廃棄物。

鉄及びスチール工業の廃棄物。例えば硫化カルシウム又は硫化ナトリウムなどの 、硫化廃棄物。さらには酸及びアルカリの廃棄物である。

前述したように、セメント状組成物に対する添加剤として、有害廃棄物の「中和 剤」を用いることが好ましい。しかしながら本発明は、この「中和剤」を有害廃 棄物に対して添加することをも考慮している。

本発明は、如上に示した廃棄物質や「中和剤」、或いはその組み合わせに限定さ れるものではない。

「中和剤」という用語を用いることにより、本明細書では、有害廃棄物を実質的 に有害でない廃棄物に変換させ、及び／又は固化したセメント状組成物から廃棄 物が実質的に漏出することを防止する化合物又は組成物を意味している。

使用される特定の中和剤及びその量は、有害廃棄物の種類に大きく依存している 。特定の有害廃棄物に対する特定の中和剤、及びその有効量は以下の通りである 。

有害廃棄物　中和剤　有効量 バリウム　Ｋ□Ｓ０４及び　中和剤の合計は、有害熱分解法シリカ 水銀　硫黄及び　廃棄物の少なくとも化学熱分解決シリカ ニッケル　Ｎａミオ　Ｏｓ及び　量論的等量存在熱分解法シリカ フェニレンジアミン　レゾルシノール及びＣａ　（ＯＨ）　ｚ フェノール　酢酸ビニル−エチレン コポリマー 鉛　ルムナイト（Ｌｕｍｎ　ｉ　ｔ　ｅ）セメント（ＨＡＣ） 水銀　硫黄及び熱分解法シリカ 速硬性のセメント状組成物を使用することが可能である。「速硬性」という用語 を使用することにより本明細書では、最も普通のポルトランドセメント、即ちタ イプＩ又はタイプＩＩよりも速く硬化するセメント状組成物を意味している。

「セメント結合剤」という用語を使用することにより、本明細書では通常、セメ ント的な性質を有し、水と接触することにより水和により硬化又は凝固して、ブ ロック、型、構造物、壁、床、又は荷重を支持し若しくは耐える部材として用い るためのその他の表面に有用な固形塊を形成する物質を意味している。セメント 結合剤は単独で、或いは種々の添加剤及び通常砂又は骨材である充填材と共に使 用され、凝固及び硬化の後に所望の部材を形成する。ポルトランドセメントのよ うな周知のセメント結合剤に加えて、変性ポルトランドセメント、アルミナセメ ント、石膏及びその変性物、燐酸マグネシウムセメントその他、及び珪酸塩のよ うな他の物質もまた、この用語の範囲内にあるものとして意図されている。なぜ ならこれらの物質はセメントと同様の仕方で挙動するからである。珪酸アルミニ ウムはこのタイプの物質のはっきりとした例であり、この物質は前述した他のセ メント物質に比べて比較的高価であることから、特別の用途に用いられる。他の 特殊セメントもまた使用することができる。

これらのセメント状組成物の配合が適切に調節された場合には、濡らし過ぎるこ となくセメントを完全に湿潤させる問題、成分の偏析の問題、及び硬化した製品 の圧縮強度の喪失の問題は、大きく減じられ又は排除される。

セメントコーティングが望ましい場合には、コーティングすべき表面領域はまず 予備湿潤され、有害物質を含んでいる水で飽和される。

乾燥セメント状混合物はこの表面上に置かれ、湿潤表面と即座に反応する。層を 付加したりコーティングの厚みをより厚くしたりすることが必要な場合には、最 初のセメント層を予備湿潤し、その上に乾燥組成物を直接に散布して厚みを増大 させ、コーティング全体の構造強度を増大させることができる。

有害廃棄物をその上に有するか又は有しない水平表面に対しては、セメントを注 入すべき領域は有害廃棄物を含有している水で満たされ、次いで本発明の乾燥セ メント状組成物をこの水中へと注入することができる。過剰の水はセメント状組 成物で置換され、次いでこの組成物は硬化されて、その中の有害廃棄物を固定化 する。これは工具、混合装置、水測定補助装置その他の必要なしに、有害廃棄物 のセメントによる速い、簡単な固定化を提供する。

水和の速度を制御することは、多くの用途へとつながる。例えば垂直表面をコー ティングするためには、非常に速硬性のセメント状組成物を用いることができ、 それによってたるみや下がり、又は結合欠陥などの問題点を除去することができ る。表面の粒子が適度に湿潤されていない状況では、水を追加的に表面に適用し てより活性化を図り、一層の仕上げを行う。有害廃棄物を固定化するために好ま しい硬化時間は約１０分以下であり、所望の場合には約５分以下である。液体が 大量の場合には、より長い硬化時間が好ましい。水和熱を最小限とし、より完全 な反応を行って一体構造の形成を促進し、又は長期の設置条件に合致するために は、例えば−日といった「長期」の硬化時間を用いることが好ましい。

従来は、有害廃棄物を固定化するための水の量を調節するについての困難性が常 に存在していた。この問題点は本発明により解決される。

なぜならば水の量は、乾燥セメント状組成物それ自体の配合によって制御される からである。例えば、有害廃棄物を含有している水を容器、例えばドラム缶に入 れ、次いで注入、散布又はスクリーニングによって乾燥セメント状物質を容器内 へと、所望のレベルに達するまで入れることができる。セメント状混合物の硬化 速度は、その特定の用途のニーズに合致するように調整することができる。必要 とされる水の量は、使用される特定の組成物及び用途に依存している。

特定の状況によっては、キャビテ仏例えば廃棄物処理ビットに少量の水を入れて おき、次いでセメント状混合物の最初の部分をこの水の中に入れる。この処理を 行っている間に、セメント状混合物の残りの部分を入れると同時に、有害廃棄物 を含有している追加の水を種々の方法によってビットの中へと入れることができ る。セメント状混合物が最終容積に達したならば、混合物全部を水を通して注ぎ 込んだ場合と同様に、こて塗り又はその他の仕上げの目的で、表面領域全体に散 布を行うことができる。

キャビティ又はキャニスタが多孔質であって水を保持することができない状況で は、キャビティの表面を完全に濡らし、次いで速硬性セメント状混合物を導入し て孔の表面を部分的にシールして、水を保持するようにすることができる。次い でこのライニングされた容器内へと有害廃棄物を含有する水を注入腰前述のよう に処理することが可能である。

乾燥成分の密度と大きさを制御し、また水中での沈降速度を制御することは、セ メント状混合物の挙動を適切にするために不可欠である。

硬化の遅いセメント状混合物が用いられた場合には沈降速度が速くなるような種 々の大きさ及び密度の物質を使用するという能力は、セメント状粒子の水による 活性化速度を増大して均質な混合物を形成することによって高められる。

一定のセメント状組成物の使用に対する変更又は調整は、特定の用途のニーズに 対応するために行われる。最も理想的な状況は、全ての乾燥成分について沈降速 度を均衡させ、全ての粒子が適切に水和され、もし存在するならば骨材と一体化 されるようにセメントの硬化時間を制御することである。セメント成分の選択に 応じて、結合剤の硬化時間は数秒まで加速でき、又は数日へと遅延させることが できる。

組成物によっては、硬化剤は必要とされない。さらにまた組成物は、ある種の物 性を改善し又は付与する目的で、系と融和性のある数多くの化学物質又は添加剤 を含有することができる。硬化促進剤、減水剤、接着剤、凝結剤、或いは揚水又 は防水補助剤などの添加剤も、本発明の組成物に添加することができる。これら の添加剤又は変性剤は水又はセメント混合物に対して、どのような順序又は組み 合わせでも添加することができる。

骨材が重すぎることが判明した場合には、系全体の中で密度を均衡状態に保つた めに、より小さな骨材又はより軽量の骨材を用いることができる。

本発明は以下の事項を提供する。

１、乾燥セメントを使用できる。

２、セメントと砂を使用できる。

３、セメント、砂及び骨材を使用できる。

４、全てのタイプのセメントを使用できる。

５、石膏、石灰その他といった全てのタイプのセメント状粒子を使用できる。

６、全てのタイプの化学セメントを、水溶性部分と共にであっても使用できる。

７、湿潤混合又はブレンド設備は必要ない。

８、使用する前にセメント状混合物に対する水の添加は必要なく、従って設備及 び廃棄物を洗浄することは必要でない。

９、トレミー、吐き管又はパイプが必要とされるような深水条件の下で使用する 場合、本明細書に記載の物質はチューブから乾燥状態で配置でき、ラインの端部 において得られる水によって活性化される。

これにより全ての搬送装置を湿潤セメント又は汚染水のない状態に保つことがで きる。

１０．混合物中におけるセメント含有量が低すぎて、適切な強度の発現が防止さ れたり水の過剰な吸収が阻止できず、混合組成物の弱化や偏析という結果を招来 するような場合には、より多くのセメントが、或いは吸水性物質が添加されて、 過剰の永により混合組成物の品質が劣化するのが防止される。

吸着能力が低すぎるセメントａ合物は、過剰湿潤及び偏析を防止するために混合 物中に追加の吸収剤を含有すべきである。理想的には、混合物中のセメント状組 成物は、可能な限り最大の吸水量を有するべきである。結合剤に対する化学的に 結合された水の割合が高くなればなるほど、より良好でより融通性のある製品が 得られる。

約２０重量％のセメントを含有しているセメント状混合物は、用途に応じて追加 的なセメント又は吸水剤を必要とし、又は必要としない。

一般には、本発明の組成物及び方法に用いるには少なくとも３５重量％のセメン ト結合剤が好ましい。

セメント組成物は、多数のセメント結合剤の中の何れかにより変性することがで きる。そのようなものとしては、ポルトランドセメント、燐酸マグネシウムセメ ント、マグネシウムセメント、高アルミナセメント、さらには完全にセメント結 合剤及び／又はポルトランドセメント結合剤及び／又はポリマーであろうとなか ろうと、その他のセメント状組成物が含まれるが、これらに限定されるものでは ない。これらの組成物は次いで液状廃棄物中に注入され、水和して固化するよう 放置される。このような固化は、条件に応じて数分、数時間又は数日で生ずる。

乾燥セメント状組成物を深く注入することは、条件により定まる所要の硬化時間 に合わせてゆっくりと注入することにより、層状又は塊状でもって達成すること ができる。

多くの場合に、これらの有害廃棄化学物質の幾つかのものは、セメント状結合剤 が有害化学物質を使い尽くして固形塊へと水和するように、単に水及び／又は添 加剤で希釈することによっても固化することができる。

これらの固化した廃棄物は、適切に配合されているならば、基礎及びその他の多 （の建築構成物として使用することができる。但し、不透過性のセメント状混合 物、防水コーティング、放射線シールド、不透過性コーティング、或いは基材た る塊と反応しないある種の化学コーティングを用いることによって、放射性物質 その他の危険物質の浸出が制御されることが条件である。

廃棄化学物質組成の数は不確定であり、処理しなければならない作業条件も不定 である。各々の状況は細心に分析しなければならないが、しかし、セメント状結 合剤を乾燥状態で用い、それを大きさとは無関係に容器内へ、或いは範囲とは無 関係に流出領域へと注入し、危険な廃棄物を固化して処理可能な塊とするという 原理は、有害液体廃棄物があるという状況を迅速に排除するための、今日で最も 有効な手法である。

同じ方法を用いて、固形の有害廃棄物、例えば放射性固体（例えば金属又はコン クリート部材）を処理することができる。これは、かがる固形有害廃棄物質を容 器内に収容し、それを水で被覆してから、特別に調製したセメント状組成物を水 を介して注入して塊を固化することによって達成される。

一放射性が極度に強かったり、発煙又は化学物質が特に有害な状況においては、 かかる化学物質を変性するのに必要な添加剤即ち中和剤を含有するようにセメン ト状組成物を変性することができる。それにより、かかる添加剤が反応してセメ ント状組成物と共に固形塊を形成し、人を傷つけたり混合設備に不要の汚損を生 じたりすることなしに、これを次に安全な距離から乾燥状態で液状廃棄物へと吹 き込み又はポンプ給送することができる。吹き込み又はポンプ給送ユニットの、 容器内まで入り込んだ端部は切断可能であり、それは収容容器又は固形化物の一 部をなすことになる。

本発明により製造された固形化組成物は、例えば埋め立て、庭石、構造材料の製 造、グラウトの調製、家庭ゴミなどの他の廃棄物の収容、広がった鉱山、採石場 、遺跡、湖沼、河口及び海洋からの土地造成などに使用できる。本発明の処理対 象に適合していない家庭廃棄物も、しかしながら、スラリー塊又は岩の中に埋設 することができ、これによって多くの場合その処理に伴う臭気及びネズミ類の有 害性を克服することができる。

水以外の液体、例えば二成分熱硬化性有機化合物を使用する場合でも、骨材又は 砂をその液体又は化学物質を介して沈降させることができ、かくして重力により 、又は液体を通って進む固形成分により最終混合物のブレンドを生じさせ、その 結果骨材又は砂と、化学物質とによる固形塊が得られる。

実　施　例 本発明の範囲は、以下の実施例によりさらに説明される。これは本発明の好まし い実施例を例示するものであるが、本発明の範囲を限定するものと解釈されては ならない。

以下に述べる実施例において、各々のセメント状組成物の成分は、水中で実質的 に同じ沈降速度を有する微細分割された粒子から製造され、かくして前述した利 点が達成されるものである。

寒一度一五−１ 有害溶　（バリウム）の ７０％　ルムナイトセメント ２０％　Ｋ、ＳＯ。

１０％　ＥＭＳ−９６０熱分解決シリカ水中への乾燥ブレンド注入（対照） ２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の水を収容している３つの 立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体１ユ　且［Ｉ　Ｐｓｉ ｌ　３日　２５０ 物質は、全ての液体を流出物なしに吸着した。上部表面にスプレー（５％の酢酸 バリウム　び９５％の水）２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１ の試験溶液を収容している３つの立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体１号　経時　Ｐｓｉ ｌ−両画■１■■――――−一―■■−―■■−■−■■■−■―■■■――１ 　３日　２５０ 物質は、全ての液体を流出物なしに吸着した。上部表面にスプレー五豊望！工水 旦ム９ ８０％　ルムナイトセメント １０％　硫黄 １０％　ＥＭＳ−９６０熱分解法シリカ水中への乾燥ブレンド注入（対照） ２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の水を収容している２つの 立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体１５　経時　Ｐｓｉ ｌ　４日　６７５ 物質は疎水性のように見えた。物質は全ての液体を吸着した。上部表面にスプレ ーを行った。

２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の試験溶液を収容している ３つの立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体１号　経時　Ｐｓｉ ｌ　４日　４７５ 疎水性物質は、全ての液体を吸着した。上部表面にスプレーを行つた。

８０％　ルムナイトセメント １０％　炭酸ナトリウム １０％　ＥＭＳ−９６０熱分解法シリカ水中への乾燥ブレンド注入（対照） ２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の水を収容している２つの 立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体番号　旦ｎ　Ｐｓｉ ｌ　４日　３００ 物質は全ての液体を吸着した。上部表面にスプレーを行った。

２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の試験溶液を収容している ３つの立方体中に、乾燥ブレンドを注入した。

立方体番号　経時　Ｐｓｉ ｌ　４日　１２５ 物質は全ての液体を吸着した。上部表面にスプレーを行った。

実施例４ 有害溶　（バラフェニレンジアミンニッケル）の固化による固定化 ２％　レゾルシノール １０％　Ｃａ（ＯＨ）ｘ ２０％　フライアッシュ 水　への乾燥ブレンド注入（対照） ２インチ（５１ミリ）立方の型の各々の中に６０ｍ１の水を収容している２つの 立方体中に、乾燥ブし・ンドを注入した。

立方体の色は、黄と赤である。物質は全ての液体を吸着した。上部表面にスプレ ーを行った。

試験溶液への乾燥ブレンド注入 （バラフェニレンジアミン１％溶液、９９％水中）２インチ（５１ミリ）立方の 型の各々の中に６０ｍ１の試験溶液を収容している３つの立方体中に、乾燥ブレ ンドを注入した。

立方体１号　且！　旦土工 １　４日　１８７ 立方体の色は、黄、ダークブラウン、赤茶である。セメント凝集物は、添加の間 に水面上を滑らかに動き回っていた。物質は全ての液体を吸着した。上部表面に スプレーを行った。

本明細書に開示した本発明が前述した目的を充足するものであることは明らかで あるが、当業者には数多くの修正及び実施が想到可能であることが理解されよう 。請求の範囲は、そのような全ての修正及び実施例を、本発明の真の思想及び範 囲内に包含されるものとしてカッく−することを意図している。

！−−ムーー豊 有′ｓＲ棄物を固定化するための方法が提供される。この方法は、少なくとも一 つのセメント結合剤の微細分割粒子の形態を有し、硬化可能な乾燥セメント状組 成物を準備し、セメント状組成物を水中へと入れることにより単に生ずる混合の 他にはセメント状組成物と水とのいかなる種類の物理的混合もなしに、この乾燥 セメント状組成物のある量を有害廃棄物へと、追加的な量の水と共に又は水なし で入れることからなる。セメント状組成物の粒子の大部分は、水中での沈降速度 がほぼ同じである。所定容積の水の中に注入された場合に、乾燥セメント状組成 物は水と接触して乾燥セメント状組成物の粒子が水和され、水を通して沈降する このセメント状組成物の粒子は過剰の水を置換し、水和したセメント状組成物の 粒子を実質的に偏析のない塊に形成する。

水和したセメント状組成物は次いで、凝固及び硬化して固形塊となる。

硬化時間は数秒以下から数時間、さらには数日まで変化し得るものであり、有害 廃棄物は固定化される。セメント状組成物は、有害廃棄物のための中和剤を有す ることができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．有害廃棄物を固定化するための方法であって、（ａ）乾燥セメント状組成物 を準備し、該セメント状組成物がある硬化時間を有し、少なくとも一つのセメン ト結合剤の微細分割粒子の形態を持つものであり、 （ｂ）ある量の有害廃棄物を含むある容積の水を準備し、（ｃ）ある量の乾燥セ メント状組成物を前記容積の水へと入れ、水の容積が前記ある量のセメント状組 成物を水和するのに必要な量よりも多いものであり、 水がセメント状組成物の粒子と接触して該粒子を水和するものであり、 セメント状組成物の粒子の大部分が、前記容積の水中でほぼ同じ沈降速度を有し 、 （ｄ）セメント状組成物を水を通して沈降させ、このセメント状組成物の沈降の 結果として過剰の水を置換し、（ｅ）水和されたセメント状組成物を、硬化した 、実質的に偏析のない塊へと形成し、前記量の有害廃棄物を固定化することから なる方法。 ２．硬化時間が一日を越える、請求項１の方法。 ３．有害廃棄物を固定化するための方法であって、（ａ）ある硬化時間を有し、 少なくとも一つのセメント結合剤の徴細分割粒子の形態を持つ速硬性乾燥セメン ト状組成物を準備し、（ｂ）ある量の有害廃棄物を含むある容積の水を準備し、 （ｃ）セメント状組成物を単に水の中へと適用することにより生ずる混合の他に はセメント状組成物と水とのいかなるタイプの物理的混合もなしに、ある量の乾 燥セメント状組成物を前記容積の水へと入れ、 セメント状組成物の粒子の大部分が、前記容積の水中でほぼ同じ沈降速度を有し 、 前記容積の水へと注入された場合に水が乾燥セメント状組成物と接触して乾燥セ メント状組成物の粒子を水和し、水を通って沈降するセメント状組成物の粒子が 過剰の水を置換して、水和したセメント状組成物の粒子を実質的に偏析のない塊 に形成し、 （ｄ）水和したセメント状組成物を少なくとも前記硬化時間にわたって凝固及び 硬化させて固形塊となし、有害廃棄物を固定化することからなる方法。 ４．有害廃棄物を固定化するための方法であって、（ａ）少なくとも一つのセメ ント結合剤の徴細分割粒子の形態を持つ速硬性乾燥セメント状組成物を準備し、 該セメント状組成物がある硬化時間を有し、 （ｂ）ある量の有害廃棄物を含むある容積の水を準備し、（ｃ）乾燥セメント状 組成物を、穴の中にある特定の容積の水と合わせて前記量のセメント状組成物を 完全に水和するのに必要な量よりも少ない量の前記容積の水へと入れ、セメント 状組成物の粒子の大部分が、前記容積の水中でほぼ同じ沈降速度を有し、粒子が 水を通って沈降するにつれてセメント状組成物の粒子に接触する水により粒子を 水和し、（ｄ）セメント状組成物を水を通して沈降させ、このセメント状組成物 の沈降の結果として過剰の水を置換し、（ｅ）水和されたセメント状組成物を、 硬化した、実質的に偏析のない塊へと形成し、前記量の有害廃棄物を固定化する ことからなる方法。 ５．硬化時間が約１０分未満である、請求項１の方法。 ６．硬化時間が約１０分である、請求項１の方法。 ７．硬化時間が約５分未満である、請求項１の方法。 ８．硬化時間が約５分である、請求項１の方法。 ９．セメント結合剤がセメント状組成物の組成の約２０重量％未満存在する、請 求項１の方法。 １０．セメント結合剤がボルトランドセメント、変性ボルトランドセメント、石 膏、高アルミナセメント、燐酸マグネシウム又はそれらの組み合わせである、請 求項１の方法。 １１．組成物がさらにある量の充填材成分を含み、少なくとも約３５重量％のセ メント結合剤を有する混合物を提供しており、該充填材成分が粒子形態を有し、 その大部分がセメント粒子とほぼ同じ沈降速度を有する、請求項１の方法。 １２．充填材成分が砂、骨材又はこれらの組み合わせからなる、請求項１０の方 法。 １３．砂又は骨材の充填材成分をさらに含む、請求項１の方法。 １４．セメント状組成物が乾燥ブレンドされて均質なコンシステンシーを有する 、請求項１の方法。 １５．過剰の水の一部を吸着するために十分な量の追加的セメントを添加するこ とをさらに含む、請求項１の方法。 １６．組成物に対して特定の性質を付写するために、硬化促進剤、減水化合物、 揚水補助剤、吸水化合物、防水剤、ポリマー、湿潤収縮防止剤又は乾燥収縮防止 剤の少なくとも一つを含む、請求項１の方法。 １７．セメント結合剤が少なくとも３５重量％の量で存在する、請求項１の方法 。 １８．セメント状組成物がさらに、有害廃棄物の量に対する有効量の中和剤を含 む、請求項１の方法。 １９．中和剤が硫酸カリウムであり、有害廃棄物がバリウムカチオンである、請 求項１８の方法。 ２０．中和剤が硫黄であり、有害廃棄物が水銀である、請求項１８の方法。 ２１．中和剤が炭酸ナトリウムであり、有害廃棄物がニッケルカチオンである、 請求項１８の方法。 ２２．中和剤がレゾルシノール及び無機又は有機塩基であり、有害廃棄物がフェ ニレンジアミンである、請求項１８の方法る２３．中和剤が酢酸ビニル−エチレ ンコポリマーであり、有害廃棄物がフェノールである、請求項１８の方法。 ２４．中和剤がＨＡＣセメントであり、有害廃棄物が鉛カチオンである、請求項 １８の方法。 ２５．注入により流人が行われる、請求項１の方法。 ２６．吹き込みにより流入が行われる、請求項１の方法。 ２７．トレミーを介しての注入により流入が行われる、請求項１の方法。