JPH09314097A - Stabilized incineration ash based solidifying material - Google Patents
Stabilized incineration ash based solidifying materialInfo
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は安定化された焼却灰系固
化材に関するものである。詳細には、本発明は一般廃棄
物（都市廃棄物ともいう）を焼却したあとにでる灰（特
にストーカ焼却炉または流動床焼却炉によるボトムアッ
シュまたはボトムアッシュとフライアッシュの混合した
もの）をセメント固化材として利用する際の妨げとなる
水素ガスの発生現象を解決した安定化された焼却灰系固
化材に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stabilized incineration ash solidifying material. More specifically, the present invention cements ash (particularly bottom ash or a mixture of bottom ash and fly ash by a stoker incinerator or a fluidized bed incinerator) produced after incinerating general waste (also referred to as municipal waste). The present invention relates to a stabilized incineration ash-based solidifying material that solves the phenomenon of generation of hydrogen gas that hinders its use as a solidifying material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】都市における一般廃棄物は、その処分場
の残余能力が少なくなってきたことから、多くの都市で
は焼却することで減容する方式になりつつあり、さらに
また減容化するために溶融する傾向となってきつつあ
る。この焼却灰は、管理型埋立地に処分されており、そ
の土地の有効利用もまだメドがたっていない。そこで、
セメント固化して有害物質の封じ込め技術の研究がなさ
れているが、そのアルカリ性のために鉛などの溶出があ
る。したがって、この一般廃棄物の焼却灰の有効利用お
よびセメント固化は進んでいない状況である。2. Description of the Related Art Municipal solid waste in cities is becoming the method of volume reduction by incineration in many cities, because the residual capacity of the disposal site has decreased, and in order to further reduce the volume. The tendency is to melt into. This incineration ash has been disposed of in a managed landfill, and effective use of the land has yet to be determined. Therefore,
Research has been conducted on the technology for containing toxic substances by solidifying cement, but due to its alkalinity, lead and other substances are eluted. Therefore, the effective use of the incineration ash of this general waste and the solidification of cement are not progressing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】一般廃棄物を焼却した
あとにでる灰を有効利用する一つの方法でセメント固化
があるが、セメントのアルカリ性で含有重金属が溶出し
たり両性金属が溶解することによって水素ガスを発生す
る現象でその有効利用する際の妨げとなる。このように
鉛の溶出やガスの発生があり、有効利用が困難である。
鉛などの有害物質の溶出については、特開平６−１５２
４８号公報等に記載されているように安定剤の添加で固
定化されることが知られている。Although there is cement solidification as one method of effectively utilizing the ash produced after incinerating general waste, the alkali content of the cement elutes the heavy metals contained therein or the amphoteric metals dissolve. The phenomenon of generating hydrogen gas hinders its effective use. In this way, lead is eluted and gas is generated, and it is difficult to effectively use it.
Regarding the elution of harmful substances such as lead, JP-A-6-152
It is known to be immobilized by addition of a stabilizer as described in Japanese Patent Laid-Open No. 48 and the like.
【０００４】しかし、この方法では焼却灰の中にあるア
ルミニウムのアルカリ性での加水分解で水素ガスを発生
することは妨げない。焼却灰をセメントで固化すると
き、焼却灰中にアルミニュウムなどの金属が含まれてい
ると、焼却灰、セメントおよび水を混練すると、セメン
トペーストは強いアルカリを示すので、金属はイオン化
して、同時に水素ガスを発生する。その反応は、式
（１）のようになる。However, this method does not prevent generation of hydrogen gas by alkaline hydrolysis of aluminum contained in the incineration ash. When solidifying incineration ash with cement, if the incineration ash contains a metal such as aluminum and kneading the incineration ash, cement and water, the cement paste shows a strong alkali, so the metal is ionized and at the same time. Generates hydrogen gas. The reaction is as shown in equation (1).
【化１】 そのためセメント固化体中に気泡や亀裂が生じて、固化
体の比重が小さくなり、強度も低下する。この反応を防
ぐために添加剤を加えて発生を抑制し、セメントなどの
ような安定な水硬性材料とすることにある。本発明はこ
れらの妨害因子を解決して有効利用の促進を図ることを
目的とする。Embedded image Therefore, bubbles and cracks are generated in the cement solidified product, the specific gravity of the solidified product becomes small, and the strength also decreases. In order to prevent this reaction, an additive is added to suppress the generation and to make a stable hydraulic material such as cement. The present invention aims to solve these interfering factors and promote effective utilization.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、焼却灰に水素
ガス発生抑制剤を含有させたことを特徴とする焼却灰系
固化材である。本発明は、一般廃棄物を焼却した後に出
る焼却灰すべてを対象とする。具体的には、ストーカ焼
却炉または流動床焼却炉の焼却灰が例示される。さらに
詳細には焼却灰はボトムアッシュまたはボトムアッシュ
とフライアッシュの混合灰が例示される。上記焼却灰は
焼却に伴う廃棄ガス処理としての石灰を投入した焼却灰
であることが好ましい。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is an incineration ash-based solidifying material characterized in that the incineration ash contains a hydrogen gas generation inhibitor. The present invention covers all incineration ash generated after incinerating general waste. Specific examples include incinerator ash of a stoker incinerator or a fluidized bed incinerator. More specifically, the incinerated ash is exemplified by bottom ash or a mixed ash of bottom ash and fly ash. The incineration ash is preferably incineration ash to which lime is added as a waste gas treatment associated with incineration.
【０００６】焼却灰についてさらに説明をする。廃棄物
を焼却処理すると容積は約５〜１０％に、重量は約１５
％に減らすことができる。焼却に伴って生成する有害物
質等の問題点は焼却技術の改善により焼却炉内での燃焼
プロセスである炉出口から排ガス処理装置におけるダス
トなどを中心とした大気汚染物質の除去等により発生抑
制や排出低減されている。有害物質は完全燃焼により発
生の抑制ができる。完全な燃焼を達成するために高い燃
焼ガス温度、十分なガスの対流時間、炉内での十分なガ
ス攪拌、二次空気との混合が行われる。燃焼ガス中の未
燃炭素、炭化水素などを含有しない焼却灰を得ることが
できる。さらに焼却灰中の未燃炭素、炭化水素などを減
らすために低酸素雰囲気で加熱処理することができる。
完全に燃焼された後の焼却灰は無機物質から成る。焼却
灰はセメント等の水硬性材料と混合する際に、粉砕して
用いることが望ましい。The incineration ash will be further described. When the waste is incinerated, the volume is about 5-10% and the weight is about 15%.
Can be reduced to%. Problems such as harmful substances generated by incineration can be suppressed by removing air pollutants such as dust in exhaust gas treatment equipment from the furnace outlet, which is a combustion process in the incinerator, by improving incineration technology. Emissions have been reduced. The generation of harmful substances can be suppressed by complete combustion. High combustion gas temperature, sufficient gas convection time, sufficient gas agitation in the furnace, and mixing with secondary air are performed to achieve complete combustion. It is possible to obtain incineration ash that does not contain unburned carbon, hydrocarbons, etc. in the combustion gas. Furthermore, in order to reduce unburned carbon and hydrocarbons in the incinerated ash, heat treatment can be performed in a low oxygen atmosphere.
After being completely burned, the incineration ash consists of inorganic substances. It is desirable that the incinerated ash be crushed before being mixed with a hydraulic material such as cement.
【０００７】本発明は、焼却灰として具体的には例えば
一般廃棄物をストーカ法で焼却した時の残渣を用いる
こ。特に、焼却に伴う廃棄ガス処理としての石灰投入
（ＦＤＲ）した焼却灰である。原灰は不純物を多く含ん
でいるために粒度によるふるい分けと鉄分の除去を行っ
た後、仮焼（８００℃〜４００℃）による安定化、添加
剤による重金属の溶出防止、そして水和反応の促進のた
めのセメント添加などによって、セメント系固化材とし
ての用途が開けてきているものである。以上のとおり、
本発明は原灰を粒度によるふるい分けと鉄分の除去を行
った後、仮焼処理した焼却灰および水素ガス発生抑制剤
を含有することを特徴とする焼却灰系固化材である。The present invention specifically uses, as the incineration ash, for example, the residue obtained by incinerating general waste by the stoker method. In particular, it is incinerated ash that is fed with lime (FDR) as a waste gas treatment associated with incineration. Since the raw ash contains many impurities, after sieving according to particle size and removal of iron, stabilization by calcination (800 ℃ ~ 400 ℃), prevention of heavy metal elution by additives, and promotion of hydration reaction The use as a cement-based solidifying material has been opened up by adding cement, etc. As mentioned above,
The present invention is an incineration ash-based solidifying material characterized by containing incineration ash that has been subjected to calcination after sieving raw ash by particle size and removal of iron content, and a hydrogen gas generation inhibitor.
【０００８】一般廃棄物の成分は、地域や季節によって
変わることが知られているが、焼却した後の灰の成分に
関しての研究は少ない。例えばストーカ法を例に挙げる
と、焼却温度は、もちろん廃棄物の種類によって異なっ
てくるが、一般に８００℃から１０００℃と言われてい
る。したがって、有機物など燃焼温度の低い廃棄物はほ
とんど残らない。そして、焼却は、無機物で、熔融温度
の低い化合物はガラス化していると思われる。It is known that the components of general waste vary depending on the region and season, but there are few studies on the components of ash after incineration. Taking the Stoker method as an example, the incineration temperature is generally said to be 800 ° C to 1000 ° C, although it depends on the type of waste. Therefore, almost no waste such as organic matter having a low combustion temperature remains. Then, it is considered that the incineration is an inorganic substance and a compound having a low melting temperature is vitrified.
【０００９】一般廃棄物焼却灰（一般にＭＳＷ灰とい
う）は、炭酸カルシウムやカルシウムシリケート化合物
が含まれていて、ガラス化成分の多いことも分かってい
る。さらに、時折有害重金属が含有していることも報告
されている。しかし、上記に示したように安定化操作を
施すことで、化学成分が安定化し、特別な操作なくして
製品としての性能が発揮できることがわかった。It is also known that general waste incineration ash (generally referred to as MSW ash) contains calcium carbonate and a calcium silicate compound and has a large amount of vitrification components. In addition, it is sometimes reported that harmful heavy metals are contained. However, it has been found that by performing the stabilizing operation as described above, the chemical components are stabilized and the performance as a product can be exhibited without any special operation.
【００１０】一般廃棄物焼却灰（ＭＳＷ灰）の成分につ
いて説明する。平岡らの報告（平岡，酒井「ごみ焼却飛
灰の性状と処理技術の展望」廃棄物学会誌，Ｖｏｌ．
５，Ｎｏ．１，ｐｐ３〜１７，１９９４）によると、灰
の成分は表１に示すように地域や季節によってその成分
を変えることが知られている。The components of municipal waste incineration ash (MSW ash) will be described. Report by Hiraoka et al. (Hiraoka, Sakai "Characteristics of garbage incineration fly ash and perspective of treatment technology", Journal of Japan Society of Waste Management, Vol.
5, No. 1, pp3-17, 1994), it is known that the composition of ash changes depending on the region and season as shown in Table 1.
【００１１】[0011]
【表１】 [Table 1]
【００１２】上記分析表の中には、焼却法の違い、石灰
が入っていないものも含まれている。したがって、成分
のばらつきがあるように見えるが、主としてケイ素（Ｓ
ｉ）、カルシウム（Ｃａ）であり、そのほか、アルミニ
ウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）などの金属酸化物が含まれて
いる。そして、最近問題となっている有害重金属につい
ては鉛が多く、次に水銀やカドミウムがある。さらに、
塩素（Ｃｌ）が多いのも特徴である。これら重金属の混
入が焼却灰の有効利用の促進を妨害している。[0012] The above analysis table also includes those that do not contain lime due to different incineration methods. Therefore, although it seems that there are variations in the composition, it is mainly silicon (S
i), calcium (Ca), and other metal oxides such as aluminum (Al) and iron (Fe). Of the harmful heavy metals that have become a problem recently, lead is more, followed by mercury and cadmium. further,
It is also characterized by a large amount of chlorine (Cl). The inclusion of these heavy metals hinders the promotion of effective utilization of incineration ash.
【００１３】ＭＳＷ灰を処理してセメント系固化剤とし
て有効に利用する場合の、製造された製品の成分分析を
表２に示す。Table 2 shows the component analysis of the manufactured product when MSW ash is treated and effectively used as a cement-based solidifying agent.
【００１４】[0014]
【表２】 [Table 2]
【００１５】上記表２に示されるように、酸化ケイ素
（シリカ，ＳｉＯ2）が４５％程度、酸化カルシウム
（ＣａＯ）が２２％で、残り３０％が金属酸化物であ
る。品質管理として一日に３回採取し、連続して５日間
採取した試料の分析結果（蛍光Ｘ線分析により分析した
結果である。）によると、各主成分（Ｓｉ，Ａｌ，Ｃ
ａ）の割合はほとんど変化せず、そのばらつきは非常に
小さい。そのばらつき具合を見るために各元素毎にまと
めた結果、標準偏差の非常に小さいこと、分散も非常に
小さいことから品質が非常に安定していることがわかっ
た。また、セメントの使用成分と非常に近い成分である
こともわかった。As shown in Table 2, silicon oxide (silica, SiO 2 ) is about 45%, calcium oxide (CaO) is 22%, and the remaining 30% is a metal oxide. According to the analysis results (the results of analysis by fluorescent X-ray analysis) of samples taken three times a day for quality control and continuously taken for five days, the main components (Si, Al, C
The ratio of a) hardly changes, and the variation is very small. As a result of summarizing each element in order to see the variation, it was found that the quality is very stable because the standard deviation is very small and the dispersion is also very small. It was also found that it is a component very close to the component used in cement.
【００１６】本発明の焼却灰系固化材はセメント等の水
硬性材料を添加して組成を調整することができる。その
際、焼却灰粒子の無機質成分に見合った水硬性材料を選
んで使用する。各種セメントはＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳＯ3等を主成分とし、石灰石、粘土、
けい石、銅がらみ、石膏などが原料として用いられてい
る。セメント工業では、調合した原料成分の割合から、
セメントの性質が比較的良く類推できるという経験則に
基づき化学成分から諸係数を定め、原料調合やセメント
の品質管理の目安として用いている。The composition of the incineration ash-based solidifying material of the present invention can be adjusted by adding a hydraulic material such as cement. At that time, a hydraulic material suitable for the inorganic component of the incinerated ash particles is selected and used. Various cements are CaO, SiO 2 , Al 2
O 3 , Fe 2 O 3 , SO 3 etc. as main components, limestone, clay,
Silica stone, copper shavings, plaster, etc. are used as raw materials. In the cement industry, from the ratio of the raw material components prepared,
Based on the empirical rule that the properties of cement can be relatively well inferred, various coefficients are determined from chemical components and used as a guide for raw material mixing and cement quality control.
【００１７】本発明の焼却灰系固化材に使用するセメン
ト等の水硬性材料としては、水と反応させて水和物を形
成することができるいずれの水硬性材料を使用しても良
い。通常、ポルトランドセメントが使用される。ポルト
ランドセメントの水和反応、水和過程は珪酸カルシウム
およびアルミン酸カルシウムの水和を組み合わせたもの
として大略説明できる。石膏、水酸化カルシウムなどは
アルミン酸カルシウムの水和、水和早期の反応速度を抑
えるが、そのほか各種の塩類が水和反応を促進したり遅
延作用を示すことが良く知られている。セメント用の凝
結遅延剤として使用できるものは、強度発現を損なわな
いものであることが必要であり、これらのうちで使用可
能なものが限定される。As the hydraulic material such as cement used in the incineration ash solidifying material of the present invention, any hydraulic material capable of reacting with water to form a hydrate may be used. Usually Portland cement is used. The hydration reaction and hydration process of Portland cement can be roughly explained as a combination of hydration of calcium silicate and calcium aluminate. It is well known that gypsum, calcium hydroxide, and the like suppress the reaction rate of calcium aluminate hydration and early hydration, but other various salts also accelerate or delay the hydration reaction. What can be used as a setting retarder for cement needs to be one that does not impair the strength development, and of these, usable are limited.
【００１８】本発明が用いる水素ガス発生抑制剤は、無
機硝酸塩である。一般に気泡コンクリートとして、石灰
質原料および珪酸質原料を主原料とし、これに気泡剤を
加えて多孔質化し、オートクレープ養生した軽量気泡コ
ンクリートがよく知られているが、本発明で用いる焼却
灰系固化材は気泡コンクリート材料のような性質を持っ
ている。例えば現場打ち気泡コンクリートの中でアフタ
ーフォームタイプはアルミニウム粉末を発泡剤として添
加して練り混ぜたスラリーを型枠に流し込むと、３０分
〜１時間ほどで発泡し、内部に気泡が含まれる。本発明
で使用する焼却灰系固化材は水和反応の際に水素ガスが
大量に発生する現象を伴うことから、通常の固化材とし
て利用するためにはその性質を抑制することが必要であ
る。種々の無機塩について検討した結果、無機硝酸塩が
水素ガス発生の抑制効果に優れていることがわかった。
無機硝酸塩として、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム，硝
酸カルシウムが例示される。The hydrogen gas generation inhibitor used in the present invention is an inorganic nitrate. Generally, as aerated concrete, lightweight aerated concrete that is mainly made of calcareous raw material and siliceous raw material, and is made porous by adding a foaming agent to this, and autoclaved aged concrete is well known. The material has properties like aerated concrete material. For example, in the case of in-situ aerated concrete, after-foam type foams in about 30 minutes to 1 hour when a slurry prepared by adding aluminum powder as a foaming agent and kneading and mixing is poured into a mold, and contains bubbles inside. Since the incineration ash-based solidifying material used in the present invention is accompanied by the phenomenon that a large amount of hydrogen gas is generated during the hydration reaction, it is necessary to suppress its properties in order to use it as a normal solidifying material. . As a result of examining various inorganic salts, it was found that the inorganic nitrate is excellent in the effect of suppressing the generation of hydrogen gas.
Examples of the inorganic nitrate include sodium nitrate, potassium nitrate and calcium nitrate.
【００１９】アルミニウムは両性金属であるから、酸性
でもアルカリ性でも水を分解する。一般廃棄物焼却灰の
中には、焼却中に発生するガスが大気汚染の原因になら
ないように石灰を添加してＳＯXおよびＮＯXの発生を抑
制している。このために、焼却灰のなかには多くのカル
シウムが含有されている。その成分一覧は表１に示す。
元素としては約３０〜３５％程度含有している。したが
って、水に溶解するとアルカリ性を呈する。そして、こ
のアルカリ性のために焼却灰の中に含有しているアルミ
ニウム金属が分解して水素ガスを発生する。Since aluminum is an amphoteric metal, it decomposes water whether it is acidic or alkaline. In general waste incineration ash, lime is added so that the gas generated during incineration does not cause air pollution, and the generation of SO X and NO X is suppressed. For this reason, a large amount of calcium is contained in the incineration ash. The component list is shown in Table 1.
As an element, about 30 to 35% is contained. Therefore, it becomes alkaline when dissolved in water. Then, due to this alkalinity, the aluminum metal contained in the incinerated ash decomposes to generate hydrogen gas.
【００２０】アルミニウムは、その表面に酸化皮膜を形
成することで不働体化し、酸やアルカリに対する耐性を
有することになる。しかし、アルミニウムが酸化アルミ
ニウムになるには１２００℃以上に加熱しなければなら
ない。また、表１に示したように、１０％程度含有して
いるアルミニウムとカルシウムとの化合物（すなわちカ
ルシウムアルムネート）が形成することがある。しか
し、そこまで加熱することは非常に費用がかかるため、
添加剤によるガス発生の抑制を考えた。By forming an oxide film on the surface of aluminum, aluminum becomes passivated and has resistance to acids and alkalis. However, in order for aluminum to become aluminum oxide, it must be heated to 1200 ° C. or higher. Further, as shown in Table 1, a compound of aluminum and calcium (that is, calcium aluminate) containing about 10% may be formed. However, it is very expensive to heat up there,
We considered the suppression of gas generation by additives.
【００２１】アルミニウムは硝酸イオンと反応して不働
体化することがしられていることから、予め焼却灰の中
に無機硝酸塩を添加して加水するとガスの発生は極端に
抑制された。ガスの発生速度を図１に示した。焼却灰重
量の１０倍の水で溶解すると、ガスはゆっくり発生し、
約２時間で発生がほぼ終了する。発生量はアルミニウム
の含有量に比例するが、焼却灰１ｇに対して７ｍｌのガ
スが発生する。この焼却灰に重量の２０％のセメントを
添加したものはガスの発生が早く水和開始後３０分でほ
とんどが発生する。この焼却灰の重量の１０％程度の硝
酸カリウムを添加し、よく混合した後、水和開始する。
するとそのガス発生量は４分の１以下に低下する。この
硝酸カリウムの添加量とガスの発生量との関係を示した
のが図２である。これによると、硝酸カリウム添加が有
効であることがわかる。Since aluminum is said to be passivated by reacting with nitrate ions, generation of gas was extremely suppressed by adding inorganic nitrate to the incineration ash and adding water. The gas generation rate is shown in FIG. When dissolved in 10 times the weight of incinerated ash, gas evolves slowly,
The outbreak is almost complete in about 2 hours. The generated amount is proportional to the aluminum content, but 7 ml of gas is generated for 1 g of incinerated ash. The incineration ash to which 20% by weight of cement is added rapidly generates gas, and most of it is generated 30 minutes after the start of hydration. About 10% of the weight of the incinerated ash is added to potassium nitrate and mixed well, and then hydration is started.
Then, the amount of generated gas is reduced to one fourth or less. FIG. 2 shows the relationship between the amount of potassium nitrate added and the amount of gas generated. From this, it can be seen that the addition of potassium nitrate is effective.
【００２２】無機塩として図１に硝酸ナトリウムでの試
験結果を示したが硝酸カリウムと同様の値を示した。ま
た、硫酸塩として硫酸ナトリウムを添加したが、ほとん
ど効果がなかった。このことから、アルミニウムがアル
カリ性水溶液中で加水分解して水素ガスを発生する反応
を抑制する無機塩としては硝酸イオンが有効であること
がわかる。As the inorganic salt, the test results with sodium nitrate are shown in FIG. 1, but the same values as with potassium nitrate were shown. Also, sodium sulfate was added as a sulfate, but there was almost no effect. From this, it can be seen that nitrate ion is effective as an inorganic salt that suppresses the reaction of aluminum hydrolyzing in an alkaline aqueous solution to generate hydrogen gas.
【００２３】本発明はさらに重金属溶出防止のための添
加剤を添加するこができる。重金属溶出防止のための添
加剤としては無水炭酸ナトリウム、ホウ酸が例示され
る。特開平６−１５２４８号公報に記載されているセメ
ントによるエトリンガイトの形成とともに無機金属イオ
ンによるキレート化作用により焼却灰に残存する未燃焼
有機物とともに有害重金属を封入固化する技術思想を実
現するものであれば何でもよい。In the present invention, an additive for preventing elution of heavy metals can be added. Examples of the additive for preventing the elution of heavy metals include anhydrous sodium carbonate and boric acid. As long as it realizes the technical idea of entrapping and solidifying harmful heavy metals together with unburned organic matter remaining in the incineration ash by formation of ettringite by cement and chelation by inorganic metal ions, which is described in JP-A-6-15248. Anything is fine.
【００２４】有害重金属の封入固化は二酸化ケイ素と無
水炭酸ナトリウムの反応を基礎としたものであり、二酸
化ケイ素は可溶性ケイ酸塩に変わり無水炭酸ナトリウム
との化学反応により、ケイ酸ナトリウムを生じ粘着剤と
なり、また二酸化炭素はケイ素との共有結合による結晶
化合物を作り、ケイ素と炭素との共有結合による、非常
に安定で高温に耐える有機ケイ素化合物となる。さらに
無水炭酸ナトリウムは水と反応して、水酸化ナトリウム
をつくり、水酸化ナトリウムは水によく溶けて水酸化物
イオンを電離する。ナトリウムイオンはイオン化傾向も
大きいので、金属との化学変化もおこしやすく、水酸化
物イオンは、アルカリ性で、中和反応をおこし酸性雨に
よる害を止める役目もする。ＳｉＯ2、Ｎａ2ＣＯ3、Ｃ
ａＣＯ3のようなガラスの固化成分をもち、さらに無水
ホウ酸Ｈ3ＢＯ3を加えれば硬質ガラス系のものとなるも
のであり、またＣａＣＯ3、ＳｉＯ2、ＳＯ2Ａｌ2Ｏ3、
Ｆｅ2Ｏ3、ＭｇＯ等セメント成分も混合するものであ
る。このセメントの成分は１００ｇに対して２０ｇほど
加えることにより一層の造岩作業の働きを強め、岩石の
主成分であるＨ2ＳｉＯ3＋ＳｉＯ2を長い年月をかけて
つくりあげるものである。Encapsulation and solidification of harmful heavy metals is based on the reaction between silicon dioxide and anhydrous sodium carbonate. Silicon dioxide is changed into a soluble silicate and a chemical reaction with anhydrous sodium carbonate produces sodium silicate to produce an adhesive agent. Further, carbon dioxide forms a crystalline compound by covalent bonding with silicon, and becomes an extremely stable and high temperature-resistant organosilicon compound by covalent bonding between silicon and carbon. Further, anhydrous sodium carbonate reacts with water to form sodium hydroxide, and sodium hydroxide dissolves well in water to ionize hydroxide ions. Since sodium ions have a large ionization tendency, chemical changes with metals are also likely to occur, and hydroxide ions are alkaline and cause a neutralization reaction, which also serves to stop the damage caused by acid rain. SiO 2 , Na 2 CO 3 , C
It has a glass-solidifying component such as aCO 3 , and if it is further added with boric anhydride H 3 BO 3 , it becomes a hard glass type, and CaCO 3 , SiO 2 , SO 2 Al 2 O 3 ,
Cement components such as Fe 2 O 3 and MgO are also mixed. By adding about 20 g to 100 g of this cement component, the function of rock forming work is further enhanced, and H 2 SiO 3 + SiO 2 which is the main component of rock is produced over a long period of time.
【００２５】[0025]
【実施例】本発明を実施例で詳細に説明する。本発明は
これらの実施例によって何ら限定されるものではない。The present invention will be described in detail with reference to Examples. The present invention is not limited by these examples.
【００２６】参考例１ 水和反応によるガスの発生 表２に示される焼却灰をサンプルとして５ｇ採取し、水
５０ｍｌと反応した時に発生するガスの量を計量した。
その結果、約３５ｍｌガスが発生した。発生の特徴は、
水和開始直後は２〜３分は何の反応もないが、４分経過
後からガスの発生がみられ約１００分までは毎分３〜４
ｍｌの割合でガスが出る。その後もガスは出続けるが、
その勢いは弱まる。計測は２００分まで続けたが、約３
５ｍｌ発生した。Reference Example 1 Generation of Gas by Hydration Reaction 5 g of incinerated ash shown in Table 2 was sampled, and the amount of gas generated when reacting with 50 ml of water was measured.
As a result, about 35 ml gas was generated. The characteristics of the occurrence are
Immediately after the start of hydration, there was no reaction for 2 to 3 minutes, but gas generation was observed after 4 minutes, and 3 to 4 minutes per minute until about 100 minutes.
Gas comes out at a rate of ml. After that, gas continues to be emitted,
That momentum weakens. Measurement continued for 200 minutes, but about 3
5 ml was generated.
【００２７】これがアルミニウムによる水素ガスの発生
とすると、５ｇの中にはＡｌが１２．５％（元素重量
比）含まれているから、５×０．１２５＝０．６２５ｇ
となる。反応式（１）はIf this is assumed to be the generation of hydrogen gas by aluminum, 52.5 g contains 12.5% of Al (weight ratio of elements), so 5 × 0.125 = 0.625 g
Becomes Reaction formula (1) is
【化２】 となるから、１モルのアルミニウムから１モルの水素ガ
スが発生することになる。アルミニウムの原子量は２７
であるから、０．６２５／２７＝０．０２３モルとな
る。したがって、水素も０．０２３モルとなる。１モル
は２２．３ｌ（標準状態）であるから、０．０２３×２
２．３＝０．５１ｌになるはずである。このことからす
ると、フリーなアルミニウムは３５ｍｌ／２２．３×１
０００＝０．００１６モル＝０．０４２ｇ／５ｇであ
る。Embedded image Therefore, 1 mol of hydrogen gas is generated from 1 mol of aluminum. The atomic weight of aluminum is 27
Therefore, it becomes 0.625 / 27 = 0.023 mol. Therefore, hydrogen is also 0.023 mol. Since 1 mol is 22.3 l (standard state), 0.023 × 2
It should be 2.3 = 0.51. From this, free aluminum is 35ml / 22.3 × 1
000 = 0.016 mol = 0.042 g / 5g.
【００２８】実施例１ 表２に示すセメント系固化剤を、表３に示す底泥、関東
ローム、ベントナイト泥水、沖積シルトに表４に示す添
加料で混合して強度発現をみた。その結果も表４に示
す。Example 1 The cement-based solidifying agent shown in Table 2 was mixed with the bottom mud, Kanto loam, bentonite mud, and alluvial silt shown in Table 3 with the additives shown in Table 4 to show strength development. The results are also shown in Table 4.
【００２９】[0029]
【表３】 [Table 3]
【００３０】[0030]
【表４】 [Table 4]
【００３１】[0031]
【効果】セメントのアルカリ性で含有重金属が溶出した
り両性金属が溶解することによって水素ガスを発生する
というこれらの妨害因子を解決して、一般廃棄物（都市
廃棄物ともいう）を焼却したあとにでる焼却灰すべてを
固化材として有効利用することができる。二次公害の問
題がなく、湖沼、港湾の底土（ヘドロ）の固化、軟弱地
盤（埋立地、道路等）の固化による改良、建築、土木工
事から発生する汚泥の固化処理、農業用地（畦道、農道
等）の改良、二次製品加工時のセメント及び砂の代用な
どの用途において大きな効果を期待し得る製品となる固
化材を提供することができる。[Effects] These disturbing factors of generating hydrogen gas due to the dissolution of heavy metals contained in cement and the dissolution of amphoteric metals due to alkali are solved, and after incinerating general waste (also called municipal waste) All the incinerated ash produced can be effectively used as a solidifying material. There is no problem of secondary pollution, solidification of sludge from lakes and marshes, solidification of soft ground (landfills, roads, etc.), construction, solidification of sludge generated from civil engineering works, agricultural land (ridgeways, It is possible to provide a solidifying material which can be expected to have a great effect in applications such as improvement of agricultural roads) and substitution of cement and sand during secondary product processing.
【図１】添加剤の種類とガス発生速度の関係を表す説明
図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a kind of an additive and a gas generation rate.
【図２】硝酸カリ添加量とガス発生量の関係を表す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the amount of potassium nitrate added and the amount of gas generated.
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年６月１０日[Submission date] June 10, 1996
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００７】本発明は、焼却灰として具体的には例えば
一般廃棄物をストーカ法で焼却した時の残渣を用いるこ
と特に、焼却に伴う廃棄ガス処理としての石灰投入（Ｆ
ＤＲ）した焼却灰である。原灰は不純物を多く含んでい
るために粒度によるふるい分けと鉄分の除去を行った
後、仮焼（８００℃〜４００℃）による安定化、添加剤
による重金属の溶出防止、そして水和反応の促進のため
のセメント添加などによって、セメント系固化材として
の用途が開けてきているものである。以上のとおり、本
発明は原灰を粒度によるふるい分けと鉄分の除去を行っ
た後、仮焼処理した焼却灰および水素ガス発生抑制剤を
含有することを特徴とする焼却灰系固化材である。In the present invention, as the incineration ash, specifically, for example, the residue obtained by incinerating general waste by the stoker method is used.
And especially, lime input (F
DR) incinerated ash. Since the raw ash contains many impurities, after sieving according to particle size and removal of iron, stabilization by calcination (800 ℃ ~ 400 ℃), prevention of heavy metal elution by additives, and promotion of hydration reaction The use as a cement-based solidifying material has been opened up by adding cement, etc. As described above, the present invention is an incinerated ash-based solidifying material characterized by containing incinerated ash that has been subjected to calcination after sieving the raw ash by particle size and removal of iron, and a hydrogen gas generation inhibitor.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２８[Correction target item name] 0028
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２８】実施例１ 表２に示すセメント系固化剤を、表３に示す底泥、関東
ローム、ベントナイト泥水、沖積シルトに表４に示す添
加量で混合して強度発現をみた。その結果も表４に示
す。Example 1 The cement-based solidifying agent shown in Table 2 was mixed with the bottom mud, Kanto loam, bentonite muddy water, and alluvial silt shown in Table 3 at the addition amounts shown in Table 4, and strength development was observed. The results are also shown in Table 4.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２９[Name of item to be corrected] 0029
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２９】[0029]
【表３】 [Table 3]
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３１[Correction target item name] 0031
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３１】[0031]
【効果】セメントのアルカリ性で含有重金属が溶出した
り両性金属が溶解することによって水素ガスを発生する
というこれらの妨害因子を解決して、一般廃棄物（都市
廃棄物ともいう）を焼却したあとにでる焼却灰すべてを
固化材として有効利用することができる。二次公害の問
題がなく、湖沼、港湾の底泥（ヘドロ）の固化、軟弱地
盤（埋立地、道路等）の固化による改良、建築、土木工
事から発生する汚泥の固化処理、農業用地（畦道、農道
等）の改良、二次製品加工時のセメント及び砂の代用な
どの用途において大きな効果を期待し得る製品となる固
化材を提供することができる。[Effects] These disturbing factors of generating hydrogen gas due to the dissolution of heavy metals contained in cement and the dissolution of amphoteric metals due to alkali are solved, and after incinerating general waste (also called municipal waste) All the incinerated ash produced can be effectively used as a solidifying material. There is no problem secondary pollution, lakes, solidification of the harbor of sediment (sludge), soft ground (landfill, road, etc.) improved by solidification of, architecture, solidification processing of the sludge generated from civil engineering, agricultural land (footpath , Agricultural roads, etc.), a substitute for cement and sand when processing a secondary product, and the like, which can be expected to have a great effect.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 添加剤の種類とガス発生速度の関係を表す説
明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a type of an additive and a gas generation rate.
【図２】 硝酸カリウム添加量とガス発生量の関係を表
す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between nitrate potassium amount and the gas generation amount.
Claims (10)
たことを特徴とする焼却灰系固化材。1. An incineration ash-based solidifying material, wherein the incineration ash contains a hydrogen gas generation inhibitor.
灰である請求項１の焼却灰系固化材。2. The incineration ash-based solidifying material according to claim 1, wherein the incineration ash is ash produced after incinerating general waste.
却灰である請求項２の焼却灰系固化材。3. The incineration ash-based solidifying material according to claim 2, which is incineration ash of a stoker incinerator or a fluidized bed incinerator.
ッシュとフライアッシュの混合灰である請求項３の焼却
灰系固化材。4. The incineration ash-based solidifying material according to claim 3, wherein the incineration ash is bottom ash or a mixed ash of bottom ash and fly ash.
の石灰を投入した焼却灰である請求項４の焼却灰系固化
材。5. The incineration ash-based solidifying material according to claim 4, wherein the incineration ash is an incineration ash into which lime is added as a waste gas treatment associated with incineration.
鉄分の除去を行った後、仮焼処理したものである請求項
１ないし５のいずれかの焼却灰系固化材。6. The incineration ash-based solidifying material according to claim 1, wherein the incineration ash is obtained by sieving raw ash by sieving according to particle size and removing iron, and then calcining.
請求項１ないし６のいずれかの焼却灰系固化材。7. The incineration ash-based solidifying material according to claim 1, wherein the hydrogen gas generation inhibitor is an inorganic nitrate.
固化材。8. The incineration ash-based solidifying material according to claim 7, wherein cement is added.
添加した請求項８の焼却灰系固化材。9. The incineration ash-based solidifying material according to claim 8, further comprising an additive for preventing heavy metal elution.
ウ酸を含有するものである請求項９の焼却灰系固化材。10. The incineration ash-based solidifying material according to claim 9, wherein the additive contains anhydrous sodium carbonate and boric acid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15596996A JP3685553B2 (en) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Stabilized incineration ash-based solidification material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15596996A JP3685553B2 (en) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Stabilized incineration ash-based solidification material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314097A true JPH09314097A (en) | 1997-12-09 |
| JP3685553B2 JP3685553B2 (en) | 2005-08-17 |
Family
ID=15617501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15596996A Expired - Fee Related JP3685553B2 (en) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Stabilized incineration ash-based solidification material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3685553B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013123691A (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Daikyogumi:Kk | Hydrothermally solidified foam made mainly of incineration ash, and method for producing the same |
| JP2014176847A (en) * | 2014-04-23 | 2014-09-25 | Daikyogumi:Kk | Manufacturing method of foam hydrothermally-solidified body using incineration ash as main raw material and foam hydrothermally-solidified body |
| JP2015145337A (en) * | 2015-04-17 | 2015-08-13 | 株式会社大協組 | Method for manufacturing foaming hydrothermal solidified body with burned ash as main raw material |
| CN109354422A (en) * | 2018-11-02 | 2019-02-19 | 安徽理工大学 | A kind of method-high-temperature calcination fusion method eliminated MSWI bottom ash and meet alkali foaming and intumescing |
| JP2019025446A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-21 | 宇部興産株式会社 | Storage method of municipal refuse incineration ash |
| JP2019025445A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-21 | 宇部興産株式会社 | Storage method of the municipal refuse incineration ash |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP15596996A patent/JP3685553B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3685553B2 (en) | 2005-08-17 |
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