JPH09276817A - 重金属含有灰の重金属溶出防止処理方法 - Google Patents

重金属含有灰の重金属溶出防止処理方法

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JPH09276817A
JPH09276817A JP8087787A JP8778796A JPH09276817A JP H09276817 A JPH09276817 A JP H09276817A JP 8087787 A JP8087787 A JP 8087787A JP 8778796 A JP8778796 A JP 8778796A JP H09276817 A JPH09276817 A JP H09276817A
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JP
Japan
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cement
heavy metal
ash
hydration reaction
heavy metals
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Application number
JP8087787A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Miyatani
寿博 宮谷
Toshihiko Takagi
敏彦 高木
Seiji Watari
清爾 渡
Kiyoshi Shimizu
清 清水
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属含有の高アルカリ性集塵灰を処理する
に際し、水和反応及びフェライト化反応を促進させて、
重金属の流出を確実に防止すること。 【解決手段】 重金属含有灰2に乾燥状態でセメント4
を添加し、混合機7で充分に攪拌・混合した後、混練機
9において2価鉄及び水を加えて混練することによりセ
メントによる水和反応及び2価鉄によるフェライト化反
応を行わせる。これにより、重金属含有灰とセメントが
均一に混合された状態で水和反応を起こし、重金属がセ
メントの水和反応固溶結晶体の中に容易に取り込まれて
固定さる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ、産業廃
棄物などの廃棄物の焼却によって排出される焼却灰、排
ガス集塵灰等の重金属含有灰の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物排出量の増加と焼
却率の増加に伴い、焼却廃棄物である焼却灰や排ガス集
塵灰の発生量が増え、その中に含まれる重金属が新しい
環境汚染源として問題となってきている。これら灰廃棄
物のうち特に排ガス集塵灰は、水銀、亜鉛、鉛などの低
沸点・低融点重金属を多く含有し、これらが環境に放出
された場合、雨水等に溶解溶出するため、種々の防止技
術が用いられている。
【0003】例えば、セメントにより固定化する方法
や、特開平6−134436号公報に記載されている様
に、重金属含有灰に、水、2価鉄を加え、混練すること
によりフェライト化し重金属の溶出を防止する方法が提
案されている。
【0004】また、特開平5−185054に記載され
ている様に、集塵灰に水可溶性硫酸塩、硫黄含有化合物
及び水硬性セメントを配合し、これに水を加えて固化す
る方法等が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】また、最近は廃棄物の
焼却による排ガス中の塩化水素(HCl)や亜硫酸ガス
(SOX)の排出規制が厳しく、その対策として、排ガ
ス中に消石灰(Ca(OH)2)を添加して、HClや
SOXを除去しているため、重金属含有灰中のpHが1
2〜13と高くなっている。
【0006】更に、排ガス集塵灰の溶出基準も厳しくな
っており、特に、各種の重金属の中でも鉛は、基準値
0.3mg/l以下でなければならない。しかしなが
ら、pH12.5以上では、単にセメント法やフェライ
ト法等だけでは、上記基準値の達成は困難である。セメ
ント法やフェライト法でこれらの基準値を達成するため
には、pHを12以下に下げる必要があり、例えば、多
量の硫酸(H2SO4)の添加が必要となり、処理費用が
高くなるという問題がある。また、硫酸を添加した場合
には、水との反応熱により多量の水蒸気が発生するとと
もに、重金属との反応による有毒ガスも発生するという
問題がある。
【0007】上記特開平5−185054号公報に記載
の方法において、硫酸を使用する必要はないが、以下に
示す理由により、重金属の溶出を十分に防止することは
できない。すなわち、同公報には、高アルカリ性集塵灰
に、水可溶性硫酸塩、粉末イオウ、硫黄含有化合物及び
水硬性セメントを添加し、これに水を加えて混練する方
法が開示されているが、重金属含有の高アルカリ性集塵
灰に、セメント、水、水可溶性硫酸塩を同時に添加した
場合には、重金属含有灰とセメントが水で団子状とな
り、混練処理を行なった場合でも、重金属含有灰とセメ
ントが十分に混合出来ない。このため、セメントの水和
反応固溶結晶体の中に、重金属を十分に取り込むことが
困難となる。その結果、水和反応とフェライト化反応の
相乗効果も不十分となる。
【0008】このように、上記特開平5−185054
号公報に記載の方法においては、事前にセメントと灰中
の鉛等の重金属を充分に混合接触させておらず、また、
水可溶性硫酸塩等の吸湿性成分を事前に混合させている
ので、灰中の鉛等の重金属とセメントを充分に混合接触
出来ず、次に、水を添加しても、灰中の鉛等の重金属と
セメントが充分に接触出来ず、セメントの水和反応中に
重金属を充分に取込むことが出来ない。
【0009】そこで本発明は、重金属含有の高アルカリ
性集塵灰とセメントとを十分に乾燥している状態で混合
することにより、水和反応及びフェライト化反応を促進
させて、重金属の流出を確実に防止することを課題とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明においては、先
ず、重金属含有の高アルカリ性集塵灰に、乾燥状態で普
通セメント或いは早強セメントを5〜30g/灰100
gの割合で添加し、充分に攪拌・混合する。セメントの
量がこれよりも少ないと十分な水和反応が期待できず、
また、これよりも多いと、セメントはアルカリ性が強い
ため、pHを下げる効果も奏する高価な2価鉄の作用効
果が薄れ処理が不完全なものとなるという不都合があ
る。その後、2価鉄(FeSO4・7H2O(5〜30g
/灰100g))及び水を加え、混練することにより、
従来のセメントによる水和反応による固定化法にフェラ
イト化反応を組合わせて重金属含有の高アルカリ性集塵
灰を処理する。これにより、pHが12〜13程度の高
い値であっても、両者の相乗効果により、重金属含有灰
の重金属溶出防止を行うことができる。
【0011】重金属含有灰のpHが高い場合には、比表
面積が大きいセメントを使うことが望ましい。例えば、
普通セメントの比表面積が3,000cm2/gである
のに対して、早強セメントの比表面積は4,350cm
2/gであり、早強セメントの方が普通セメントよりも
単位重量当たりの表面積が広いので、重金属含有灰と接
触する面積が広くなる。これにより、重金属とセメント
との水和反応が促進され、溶出防止効果が大きくなる。
【0012】
【作用】重金属含有灰にセメントを添加し、乾燥状態で
充分に攪拌・混合することにより、重金属含有灰及びセ
メントは、粉体としての特性を維持した状態で均一に攪
拌・混合され、団子状となることはない。その後、2価
鉄及び水を加え、混練することにより、重金属含有灰と
セメントが均一に混合された状態で水和反応により重金
属がセメントの水和反応固溶結晶体の中に取り込まれて
固定される。更に、このセメントの水和反応による重金
属の固定と同時に、重金属含有灰の重金属と2価鉄とが
反応してフェライト化されて重金属が固定される。この
ように、本発明においては、水和反応が容易に起きる条
件のもとで、水和反応による固定化法にフェライト化反
応を組合わせることができ、pHが12〜13程度と高
くても、両者の相乗効果により重金属含有灰の重金属溶
出防止を行うことが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1に示す実施例に従って
本発明を説明する。
【0014】集塵灰ホッパー1には、処理すべき重金属
含有の高アルカリ性集塵灰2が貯められており、セメン
ト・ホッパー3には、普通セメント或いは早強セメント
4が貯められている。集塵灰ホッパー1からの集塵灰2
は、供給装置5を通過し、計量機6で計量後、攪拌・混
合機7に装入される。また、セメント・ホッパー3から
のセメント4は、供給装置5を通過し、計量機8で計量
後、攪拌・混合機7に装入される。攪拌・混合機7に装
入された集塵灰2とセメント4は、乾燥状態で充分に攪
拌・混合される。攪拌・混合機7においては、集塵灰2
とセメント4を十分に混合し、接触することが必要であ
るので、攪拌・混合機7としては、たとえば、羽根のつ
いた高速撹拌機、約15rpm以上で回転する1軸パド
ルまたは2軸パドルによる高速撹拌機等を使用すること
が望ましい。その後、集塵灰2とセメント4の混合物は
混練機9に入れられる。
【0015】一方、混合機10において、水と2価鉄
(FeSO4・7H2O)が混合されて混合液が作られ、
この混合液が、ポンプ11及び供給管12を介して混練
機9に入れられる。
【0016】混練機9においては、集塵灰2とセメント
4の混合物と、水と2価鉄との混合液が混練され、集塵
灰2に含まれる重金属とセメントとの間の水和反応によ
り重金属が固定され、また、集塵灰2に含まれる重金属
と2価鉄との間のフェライト化反応により重金属が固定
される。このとき、集塵灰2とセメント4は、予め乾燥
状態で充分に攪拌・混合されているので、集塵灰2とセ
メント4は均一に混合された状態にある。したがって、
集塵灰2の中の重金属とセメント4は速やかに水和反応
を生じ、重金属を効率よくセメント中に固定することが
できる。特に、セメント4として比表面積が大きな早強
セメントを使用した場合には、集塵灰2とセメント4と
の間の接触面積が広くなり、一層水和反応が促進され、
集塵灰2のpHが12〜13程度と高くても、フェライ
ト化反応と水和反応との相乗効果により重金属含有灰の
重金属溶出防止を行うことができる。混練反応後の生成
物は、固化物バンカー13に入れられ、トラック14等
の搬送手段により搬出される。
【0017】
【実施例】本発明による実施結果と、特開平5−185
054号公報に記載の従来例による実施結果の比較を表
1に示す。本発明の実施に際しては、集塵灰の供給量を
10t/日、セメント4の供給量を1t/日、FeSO
4・7H2Oの供給量を1.5t/日、水の供給量を3.
5t/日とした。実施例1は、セメントとして早強セメ
ントを使用した場合の本発明の実施結果、比較例1は、
セメントとして早強セメントを使用した場合の従来例に
よる実施結果、実施例2は、セメントとして普通セメン
トを使用した場合の本発明の実施結果、比較例2は、セ
メントとして普通セメントを使用した場合の従来例によ
る実施結果である。
【0018】本発明による溶出試験処理後のPb溶出結
果は、0.15〜0.2mg/lで、溶出基準である
0.3mg/l以下であり、基準を満足しているが、従
来例による実施結果は、6〜8mg/lとなっており、
溶出基準を満たしていない。本発明においては、特にセ
メントとして早強セメントを使用した場合には、Pb溶
出量を一層減らすことができる。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】重金属含有灰のpHが12〜13と高く
ても、重金属含有灰にセメントを加え、充分に攪拌・混
合した後、2価鉄及び水を加え、混練することにより、
セメントによる水和反応及びフェライト化反応を行わせ
て、重金属含有灰、特に溶出防止が困難である鉛の溶出
を基準値0.3mg/l以下に下げることが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による実施例を示す。
【符号の説明】
1…集塵灰ホッパー、2…集塵灰、3…セメント・ホッ
パー、4…セメント、5…供給装置、6…計量機、7…
攪拌・混合機、8…計量機、9…混練機、10…混合
機、11…ポンプ、12…供給管、13…固化物バンカ
ー、14…トラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡 清爾 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内 (72)発明者 清水 清 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重金属含有灰に乾燥状態でセメントを添
    加し、充分に攪拌・混合した後、2価鉄及び水を加えて
    混練することによりセメントによる水和反応及び2価鉄
    によるフェライト化反応を行わせることを特徴とする重
    金属含有灰の処理方法。
JP8087787A 1996-04-10 1996-04-10 重金属含有灰の重金属溶出防止処理方法 Withdrawn JPH09276817A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016203044A (ja) * 2015-04-16 2016-12-08 国立研究開発法人国立環境研究所 焼却飛灰固化体の製造方法、および水素ガス発生抑制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016203044A (ja) * 2015-04-16 2016-12-08 国立研究開発法人国立環境研究所 焼却飛灰固化体の製造方法、および水素ガス発生抑制方法

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