JPH06166862A

JPH06166862A - 飛灰の重金属固定剤及び無害化処理方法

Info

Publication number: JPH06166862A
Application number: JP5225024A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Miyakoshi; 暢章宮腰; Masatoshi Okumura; 正利奥村; Keigo Kato; 敬五加藤
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】飛灰中に含まれる重金属の雨水等への溶出を簡
便な方法で安定して防止するための重金属固定剤及び重
金属無害化処理方法を提供する。【構成】飛灰中に、所定量の水、トリス（ジチオカルボ
キシ）ジエチレントリアミン、又は、Ｎ¹，Ｎ²−ビス
（ジチオカルボキシ）ジエチレントリアミン及びそれら
の塩から選ばれる少なくとも１種等の重金属キレート化
剤及び無機硫化物とを所定の割合で製剤化した重金属固
定剤を添加、混練する。【効果】重金属キレート剤及び無機硫化物の相乗効果に
より、安定した重金属固定化効果が得られ、重金属の溶
出を効果的に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ゴミや産業廃棄物
などの焼却プラントから排ガスとともに排出される灰
分、たとえば電気集塵機で捕集されたＥＰ灰や、バグフ
ィルターで捕集された灰分など（本明細書では「飛灰」
と略称する）を無害化する処理方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミや産業廃棄物などの飛灰には、
人体に有害な重金属類が多量に含まれており、特に鉛、
カドミウム、水銀等は飛灰の処分地において雨水などに
よる溶出が問題とされている。そのため、雨水による流
出対策として、飛灰にセメントと水を添加して混練、固
化する方法や、飛灰に含まれる重金属を酸によって抽出
し、飛灰を無害化する方法等が行われている。

【０００３】しかしながら、これらの処理方法は、いず
れも実用上不都合な方法である。すなわち、セメントを
用いて固化する方法は、使用するセメントの量が多大な
ため処理コストが高くなったり、重金属の固定化が不完
全なため、飛灰中の重金属濃度が高くなると、雨水への
溶出濃度が上昇する。また、酸抽出する方法は、抽出操
作が煩雑であり、さらに、抽出液からの重金属の無害
化、排水の無害化等の操作が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、上記問題
点を解決するため、従来比較的普及している設備を使用
し、安価で、都市ゴミや産業廃棄物の焼却炉から発生し
た飛灰中に含まれる重金属の雨水等への溶出を簡単な方
法で長期にわたり安定して防止するための飛灰中の重金
属の無害化処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
を重ねた結果、重金属を含む飛灰に、水とキレート化剤
と無機硫化物とを添加混練することにより、飛灰中の重
金属とキレート化剤及び無機硫化物とが反応して、水に
不溶性のキレート化合物及び水に不溶性の重金属硫化物
を生成し、飛灰からの重金属の溶出が防止し得ることを
見出した。

【０００６】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであって、都市ゴミや産業廃棄物の焼却炉で発生した
重金属を含む飛灰に、水とキレート化剤及び無機硫化物
を添加混練することにより、飛灰中の重金属を水に対し
不溶性にしたことを特徴とするものである。以下、本発
明を詳細に説明する。

【０００７】本発明において使用できる重金属固定剤中
のキレート化剤とは、重金属イオンの存在下に重金属イ
オンと反応してキレートを形成しうる物質をいう。例え
ば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラ
エチレンペンタミン、トリエチレンテトラミン、１，３
−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪
族ポリアミンに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化カルシウム等のアルカリ存在下に二硫化炭素を反応
させて得られる脂肪族ポリアミンのジチオカルバミン酸
誘導体又はそれらの塩を挙げることができる。また、そ
のほか、ジメチルカルバミン酸、ジエチルカルバミン酸
等のジアルキルカルバミン酸又はそれらの塩等も本発明
において使用することができる。

【０００８】これら重金属固定剤中のキレート化剤は、
上記の１種以上が単独又は混合して使用される。

【０００９】本発明において使用するキレート化剤とし
ての脂肪族ポリアミンのジチオカルバミン酸誘導体の塩
としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩及
びアンモニウム塩等を例示することができる。

【００１０】本発明において使用する重金属固定剤中の
無機硫化物としては、硫化ナトリウム、硫化カリウム、
水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、Ｎａ₂Ｓ₄、Ｋ₂
Ｓ₄等で代表される多硫化物等が例示でき、それらの１
種又は２種以上を混合して使用することができる。

【００１１】本発明において使用する重金属固定剤中の
キレート化剤の配合比率は、１〜８０重量％であり、通
常、１〜３０重量％で使用される。重金属固定剤中のキ
レート化剤の配合比率が１重量％以下になると、重金属
の固定効率が悪くなり、飛灰に対する重金属固定剤の添
加量が多くなる。また、重金属固定剤中のキレート化剤
の配合比率が８０重量％以上では、重金属の固定効果に
問題はないが、添加量に比例した効果が得られず、重金
属固定剤の製造上の問題があり、又、飛灰の無害化処理
費も高くなる。

【００１２】本発明において使用する重金属固定剤中の
無機硫化物の配合比率は、１〜３０重量％、望ましくは
５〜２０重量％である。重金属固定剤中の無機硫化物の
配合比率が１重量％以下になると、重金属の固定効果を
維持するためにキレート化剤の配合比率が相対的に多く
しなければならず、そのため、無害化処理の費用が高く
なる。また、重金属固定剤中の無機硫化物の配合比率が
３０重量％以上になると、製剤中の成分濃度が高くなる
ため、無機硫化物が析出したり、飛灰の固化を阻害した
り、飛灰処理後の重金属固化能の経時劣化が顕著になる
恐れがある。

【００１３】本発明において重金属固定化剤の添加量
は、飛灰中の重金属の含有量や重金属の形態、および重
金属固定化剤のキレート化剤および無機硫化物の配合比
率により異なるが、通常、飛灰に対して０．１〜１０重
量％である。

【００１４】本発明において加えられる水の量は、処理
される飛灰の種類と混練後の混練物の取扱方法により異
なるが、通常、飛灰に対して１０〜７０重量％である。

【００１５】本発明の金属固定化剤は、混練時に特にｐ
Ｈ調整を行わなくとも十分効果的に重金属を固定するこ
とができ、添加混練する際には特にｐＨ調整を行う必要
はないが、本発明の重金属固定剤の混練時のｐＨと金属
溶出濃度の関係はいずれも重金属の種類によって異な
る。飛灰中に含まれる重金属類である鉛、カドミウム、
クロム、ニッケル、亜鉛に対しては、ｐＨ４〜１０の範
囲で使用すると重金属の固定化力が増し、飛灰からの重
金属の溶出防止がより確実になる。

【００１６】本発明の重金属固定剤は、飛灰に添加混練
することにより、飛灰中の重金属とキレート化剤及び無
機硫化物とが反応して、水に不溶性のキレート化合物及
び水に不溶性の重金属硫化物が生成し、無機硫化物とキ
レート化合物両者の働きにより、飛灰中に含まれる重金
属の雨水等への溶出をより効果的に防止する飛灰の無害
化処理方法である。

【００１７】混練後の処理については、埋め立て、海洋
投棄等のその後の処理目的に応じて、セメント固結等、
造粒、成形等の処理を行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下に、実施例によりさらに詳細に本発明を
説明する。但し、本発明は下記実施例によって何ら制限
をうけるものではない。（重金属固定剤の調製）まず、以下に示す組成で重金属
固定剤を配合した。重金属固定剤Ａトリス（ジチオカルボキシカルシウム）ジエチレントリアミン１０重量％硫化ナトリウム１５重量％重金属固定剤Ｂトリス（ジチオカルボキシナトリウム）ジエチレントリアミン１０重量％硫化水素ナトリウム１５重量％重金属固定剤ＣＮ¹，Ｎ²−ビス（ジチオカルボキシナトリウム）ジエチレントリアミン５重量％トリス（ジチオカルボキシナトリウム）ジエチレントリアミン５重量％硫化ナトリウム１５重量％重金属固定剤ＤＮ¹，Ｎ²−ビス（ジチオカルボキシカルシウム）ジエチレントリアミン３重量％トリス（ジチオカルボキシカルシウム）ジエチレントリアミン１重量％硫化ナトリウム２０重量％

【００１９】（実施例１〜６）鉛１７７０ｐｐｍ，亜鉛
４９８０ｐｐｍ，クロム３２ｐｐｍ，カドミウム７４ｐ
ｐｍ，銅３３０ｐｐｍを含む都市ゴミ焼却炉飛灰１００
重量部に対し、水３５重量％、重金属固定化剤Ａ〜Ｄを
２〜５重量％を加え、混練し、混練物を１週間放置後、
環境庁告示第１３号の方法により金属の溶出試験を行っ
た。結果を表１に纏めて示した。

【００２０】（実施例７〜８）上記都市ゴミ焼却炉飛灰
１００重量部に対し、水３５重量％、セメント１５重量
％、重金属固定化剤Ａ，Ｂを２重量％を加え、混練し、
混練物を１週間放置後、環境庁告示第１３号の方法によ
り金属の溶出試験を行った。結果を表１に纏めて示し
た。

【００２１】（比較例１）上記都市ゴミ焼却炉飛灰１０
０重量部に対し、水３５重量％、セメント１５重量％を
加え、混練し、混練物を１週間放置後、環境庁告示第１
３号の方法により金属の溶出試験を行った。結果を表１
に纏めて示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】（実施例９）Ｎ¹，Ｎ²−ビス（ジチオカ
ルボキシナトリウム）ジエチレントリアミンの３０％水
溶液０．５重量部および硫化ナトリウム（６０％フレー
ク品）の０．３重量部を混合して重金属固定化剤Ｅを調
整した。鉛１７５０ｐｐｍを含む都市ゴミ焼却飛灰１０
０重量部に対し、水４０重量部及び調整した重金属固定
化剤Ｅの１．１重量部を加え、混練し、混練物を１週間
放置後、環境庁告示第１３号の方法により金属の溶出試
験を行った。その結果、鉛イオンの溶出量は１．０ｐｐ
ｍであり、良好な重金属の固定化効果が得られた。

【００２４】（実施例１０）Ｎ¹，Ｎ²−ビス（ジチオ
カルボキシナトリウム）ジエチレントリアミンの３０％
水溶液０．３重量部及びＮａ₂Ｓ₄の３０％水溶液０．
５重量部を混合して重金属固定化剤Ｆを調整した。鉛１
７５０ｐｐｍを含む都市ゴミ焼却飛灰１００重量部に対
し、水４０重量部及び調整した重金属固定化剤Ｆの０．
８重量部を加え、混練し、混練物を１週間放置後、環境
庁告示第１３号の方法により金属の溶出試験を行った。
その結果、鉛イオンの溶出量は１．０ｐｐｍであり、良
好な重金属の固定化効果が得られた。

【００２５】（比較例２）鉛１７５０ｐｐｍを含む都市
ゴミ焼却飛灰１００重量部に対し、水４０重量部及びＮ
¹，Ｎ²−ビス（ジチオカルボキシナトリウム）ジエチ
レントリアミンの３０％水溶液１．１重量部を加え、混
練し、混練物を１週間放置後、環境庁告示第１３号の方
法により金属の溶出試験を行った。その結果、鉛イオン
の溶出量は３．８ｐｐｍであり、重金属の固定化効果は
不十分であった。

【００２６】（比較例３）鉛１７５０ｐｐｍを含む都市
ゴミ焼却飛灰１００重量部に対し、水４０重量部及び硫
化ナトリウム（６０％フレーク品）の０．５５重量部を
加え、混練し、混練物を１週間放置後、環境庁告示第１
３号の方法により金属の溶出試験を行った。その結果、
鉛イオンの溶出量は２．１ｐｐｍであり、重金属の固定
化効果は不十分であった。

【００２７】（比較例４）鉛１７５０ｐｐｍを含む都市
ゴミ焼却飛灰１００重量部に対し、水４０重量部及びＮ
¹，Ｎ²−ビス（ジチオカルボキシナトリウム）ジエチ
レントリアミンの３０％水溶液０．８重量部を加え、混
練し、混練物を１週間放置後、環境庁告示第１３号の方
法により金属の溶出試験を行った。その結果、鉛イオン
の溶出量は１１．０ｐｐｍであり、重金属の固定化効果
は不十分であった。

【００２８】（比較例５）鉛１７５０ｐｐｍを含む都市
ゴミ焼却飛灰１００重量部に対し、水４０重量部及びＮ
ａ₂Ｓ₄の３０％水溶液０．８重量部を加え、混練し、
混練物を１週間放置後、環境庁告示第１３号の方法によ
り金属の溶出試験を行った。その結果、鉛イオンの溶出
量は１３．０ｐｐｍであり、重金属の固定化効果は不十
分であった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の重金属固
定剤は重金属キレート剤及び無機硫化物を配合したもの
である。本発明の重金属固定剤を使用する飛灰の無害化
処理方法は、上記キレート剤と無機硫化物との相乗効果
によって、飛灰中に含まれる重金属の雨水等への溶出を
ほぼ完全に防止することができるものである。

【００３０】また、本発明の飛灰無害化処理方法は、現
在多くの都市ゴミや産業廃棄物の焼却炉で飛灰処理のた
め実施されている湿潤設備やセメント固結装置等をその
まま使用することができるため、特別な設備を必要とせ
ず、経済的にも極めて有利な方法である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キレート化剤及び無機硫化物を含有するこ
とを特徴とする飛灰の重金属固定剤。
【請求項２】キレート化剤１〜３０重量％及び無機硫化
物１〜３０重量％を含有することを特徴とする請求項１
に記載の飛灰の重金属固定剤。
【請求項３】キレート化剤が、脂肪族ポリアミンのジチ
オカルバミン酸誘導体又はそれらの塩の中から選ばれた
１種又は２種以上の化合物であることを特徴とする請求
項１に記載の飛灰の重金属固定剤。
【請求項４】飛灰に、所要量の水と請求項１に記載の重
金属固定剤とを添加し混練することを特徴とする飛灰の
無害化処理方法。