JPH10174952A - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents

重金属含有灰の処理方法

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JPH10174952A
JPH10174952A JP8339529A JP33952996A JPH10174952A JP H10174952 A JPH10174952 A JP H10174952A JP 8339529 A JP8339529 A JP 8339529A JP 33952996 A JP33952996 A JP 33952996A JP H10174952 A JPH10174952 A JP H10174952A
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JP
Japan
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heavy metal
fixing agent
ash
phosphate
silica gel
Prior art date
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Pending
Application number
JP8339529A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Hori
好弘 堀
Akira Uchiho
顕 内保
Seiji Furukawa
清治 古川
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属含有灰を容易かつ効率的に、安全に処
理して重金属の溶出を確実に防止する。 【解決手段】 重金属含有灰に、水、シリカゲル及びリ
ン酸系重金属固定化剤を加えて混練する。 【効果】 重金属含有灰中の鉛やカドミウムなどの重金
属をリン酸系重金属固定化剤と反応させてリン酸鉛、リ
ン酸カドミウムなどの難溶性塩として安定に固定化する
と共に、これら難溶性塩や重金属をシリカゲルの表面に
吸着させることにより、pHが変動しても安定に固定化
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は重金属含有灰の処理
方法に係り、特に、重金属含有灰を容易かつ効率的に、
しかも安全に処理して、処理物からの重金属の溶出を確
実に防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物を焼却炉で焼却し
た際に発生する焼却灰や燃焼排ガスに同伴して排出され
る飛灰には、焼却炉で揮散された鉛等の重金属が含まれ
ている。また、これら焼却灰や飛灰を溶融炉で溶融処理
する際に発生する溶融スラグや溶融飛灰にも重金属類が
含有されている。従来、これらの重金属含有灰は、埋立
て処理されたり、地盤工事等に有効利用されたりしてい
る。
【0003】これらの重金属含有灰は重金属を含むこと
から、その埋立て処理又は有効利用に当っては、含有さ
れる重金属の溶出を防止する処理を施す必要がある。
【0004】特に、排ガス中のHClやSOx 等の強酸
性ガスを、消石灰等のアルカリ粉末を加えて中和した
後、集塵機によって捕捉されて排出される飛灰は、焼却
炉で揮散された重金属と中和反応生成物の他に、未反応
(過剰分)の消石灰等のアルカリ粉末を含むことから強
アルカリ性を示し、アルカリ飛灰と呼ばれているが、こ
のアルカリ飛灰は、水と接触したときのpHが高く、鉛
などの両性の重金属が多量に溶出する場合がある。
【0005】このため、特に、アルカリ飛灰について
は、重金属の溶出防止処理が重要となる。
【0006】従来、重金属含有灰の重金属溶出防止方法
としては、溶融法、セメント固化法、酸或いはその他の
溶媒による抽出法、薬剤処理法などが提案されている
が、設備、運転管理、処理コスト等の面から薬剤処理法
が重視されている。
【0007】薬剤処理法としては、飛灰或いは飛灰と焼
却灰の混合物に、水酸化カルシウム源の存在下、特定量
の水溶性リン酸又はその塩を添加して、カドミウム及び
鉛の溶出を防止する方法が提案されている。
【0008】また、ベントナイトや硫酸アルミニウム、
活性白土等の粘土鉱物等を用いて処理する方法、シリカ
ゲルを用いて処理する方法が知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の処理方法のうち、水溶性リン酸又はその塩を添加す
る方法では、未反応の消石灰を多量に含んでいる飛灰に
対しては、未反応の消石灰との反応に添加した水溶性リ
ン酸又はその塩が消費されるため、溶出液のpHが下が
らず、鉛の溶出を防止し得ないという問題がある。
【0010】また、粘土鉱物やシリカゲルを用いる方法
でも、溶出防止効果は十分ではない。例えば、実際の埋
め立て処分場などでは酸性雨によりpHは徐々に下がる
が、シリカゲルによって処理した場合、pH11〜12
の高pH域においては重金属の溶出防止効果があり、特
に、pHの高いアルカリ飛灰の処理直後の重金属溶出防
止効果は高いが、反面、pHが低下したときの溶出防止
効果は不十分である。このため、シリカゲルのみの処理
では、酸性雨の影響を受ける実際の処分場で、重金属の
溶出を長期に亘り防止することは不可能である。
【0011】なお、本発明者らは、重金属の溶出をより
確実に防止する方法として、リン酸系重金属固定化剤と
ベントナイトや活性白土等の粘土鉱物とを併用する処理
法を見出し、先に特許出願を行った(特願平8−161
788号。以下「先願」という。)。上記先願の方法に
よれば、重金属含有灰中の重金属を安定に固定化して、
その溶出を確実に防止することができるが、なお、更
に、より少量の薬剤で良好な効果を発揮する処理方法の
開発が望まれているのが現状である。
【0012】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、重金属含有灰を容易かつ効率的に、しか
も安全に処理して、処理物からの重金属の溶出をより一
層確実に防止する方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の重金属含有灰の
処理方法は、重金属含有灰に、水、シリカゲル及びリン
酸系重金属固定化剤を加えて混練することを特徴とす
る。
【0014】本発明に従って、重金属含有灰に、水とシ
リカゲルとリン酸系重金属固定化剤とを添加して混練す
ることにより、重金属含有灰中の鉛やカドミウムなどの
重金属をリン酸系重金属固定化剤と反応させてリン酸
鉛、リン酸カドミウムなどの難溶性塩として安定に固定
化すると共に、これら難溶性塩や重金属をシリカゲルの
表面に吸着させることにより、安定に固定化することが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0016】本発明において、重金属含有灰への、水、
シリカゲル及びリン酸系重金属固定化剤の添加順の違い
による処理効果の差はなく、本発明では、重金属含有灰
に水を添加した後、シリカゲル及びリン酸系重金属固定
化剤を添加しても良く、また、これらを同時に添加して
も良い。更に、予め水をシリカゲル及び/又はリン酸系
重金属固定化剤と混ぜて得られる混合物として添加して
も良い。
【0017】本発明において、重金属含有灰に添加して
混練する水の量は、重金属含有灰に対して10〜60重
量%とするのが好ましい。従って、リン酸系重金属固定
化剤の水溶液を添加する場合は、この水添加量となるよ
うに水溶液濃度を調整するか、或いは、必要に応じて別
途水を添加する。ただし、処理物の含水率により処理効
果に差が生じることはないことから、取り扱い性や作業
性の面から、水の添加量を適宜調整する。
【0018】本発明で用いるシリカゲルとしては、組成
式SiO2 ・nH2 Oで表される非晶質のケイ酸であ
り、天然品、合成品のいずれを用いても良い。シリカゲ
ルとしては、特に、比表面積の大きいものを用いるのが
好ましい。
【0019】本発明において、シリカゲルの添加量は、
重金属含有灰に対して1〜50重量%、特に1〜20重
量%とするのが好ましい。
【0020】リン酸系重金属固定化剤としては、リン酸
又はその塩が用いられ、このうち、リン酸としては正リ
ン酸や次亜リン酸、メタ亜リン酸、ピロ亜リン酸、正亜
リン酸、次リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン
酸、縮合リン酸が挙げられ、リン酸塩としては、これら
のリン酸の塩、第一リン酸塩、第二リン酸塩、例えば、
リン酸ナトリウム(NaH2 PO4 ,Na2 HPO4
Na3 PO4 )やリン酸カリウム(KH2 PO4 ,K2
HPO4 ,K3 PO4 )等が挙げられる。
【0021】本発明においては、特に正リン酸(H3
4 )、Na/PO4 モル比=1.0〜4.0のリン酸
ナトリウム、K/PO4 モル比=1.0〜4.0のリン
酸カリウム等を好適に使用することができる。
【0022】これらのリン酸及び/又はリン酸塩は1種
を単独で用いても2種以上を併用しても良く、その添加
量は重金属含有灰に対して1〜20重量%とするのが好
ましい。
【0023】本発明においては、特に、リン酸系重金属
固定化剤として液状のものを用いた場合、リン酸系重金
属固定化剤と重金属含有灰との反応性が高く、また、簡
易な薬注設備で容易にリン酸系重金属固定化剤の定量供
給を行うことができるので好ましい。液状のリン酸系重
金属固定化剤としては、前記のリン酸塩の水溶液や、そ
れ自体液状の正リン酸が挙げられる。上記リン酸及び/
又はリン酸塩を水溶液として重金属含有灰に添加する場
合、その濃度は20〜90重量%であることが好まし
い。
【0024】本発明によれば、重金属含有灰に水、シリ
カゲル及びリン酸系重金属固定化剤を添加して混練する
ことにより、少量のリン酸系重金属固定化剤の添加で重
金属の固定が可能となり、重金属の溶出の問題が殆どな
い混練物が得られる。
【0025】なお、混練方法は、重金属含有灰と添加物
とが均一に混ざる方法であれば、どのような方法を用い
ても良い。この混練物は、通常の場合、埋立処分され
る。
【0026】本発明において、処理対象となる重金属含
有灰としては、前述の焼却灰、飛灰、溶融飛灰等が挙げ
られるが、本発明は特に、重金属が溶出し易いアルカリ
飛灰の処理に好適である。
【0027】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0028】なお、以下の実施例及び比較例で試料とし
て用いた都市ごみ焼却飛灰(原灰)の成分分析値は下記
表1に示す通りである。
【0029】
【表1】
【0030】実施例1〜3,比較例1〜6 原灰50gを500mlのポリビーカーに採り、水を原
灰に対して40重量%添加し、更に、表2に示す量のシ
リカゲル及び/又は正リン酸、或いは、活性白土及び正
リン酸を添加してスパーテルで十分に混練した。ただ
し、比較例1では無処理とした。
【0031】得られた処理物(比較例1では原灰)につ
いて環境庁告示13号試験及びアベイラビリティ(Av
ailability)試験(Leaching ch
aracteristics of building
and solid waste material
s Leaching Tests−Determin
ation of the Availability
of Inorganic Components
for Leaching,Draft NEN 73
41,1993)に準じて溶出試験を行い、結果を表2
に示した。
【0032】なお、本実施例及び比較例において、環境
庁告示13号試験及びアベイラビリティ試験を行うの
は、次の理由による。
【0033】即ち、環境庁告示13号試験は処理直後の
重金属含有灰が水に浸漬されたときの重金属の溶出量を
評価するのに適した方法である。
【0034】一方、アベイラビリティ試験は、廃棄物が
何らかの要因で細かく粉砕された状態になる、酸性溶媒
と接触する、或いは、液固比が100と大きい条件下に
おいて最終的に溶出する可能性のある量(最大溶出可能
量:Availability)を把握できるという特
長がある。アベイラビリティ試験では、重金属の溶出に
ついては、低pHで陽性金属(Cd等)、中性で陰性金
属(As,Se等)が溶出し易いことを想定し、pH
4、pH7で溶出試験を行う。
【0035】ところで、鉛等の両性金属はpHが高いと
きにも溶出し易くなり、アベイラビリティ試験では溶出
量が低く見積もられる場合がある。この様な場合は、環
境庁告示13号試験の方がより厳しい評価ができると言
える。
【0036】このようなことから、本実施例及び比較例
では重金属固定化能が、処理後にpHが変動しても十分
であることを確認するため、環境庁告示13号試験とア
ベイラビリティ試験の双方による評価を行った。
【0037】
【表2】
【0038】表2より次のことが明らかである。
【0039】即ち、無処理(比較例1)ではPbが溶出
する。シリカゲル単独処理(比較例2,3)では、環境
庁告示13号試験ではPbの溶出を陸上埋立で基準の
0.3mg/L以下におさえることができるが、アベイ
ラビリティ試験ではPbの溶出を防止することができな
い。
【0040】また、正リン酸単独処理(比較例4,5)
と活性白土及び正リン酸の併用処理(比較例6)では、
アベイラビリティ試験ではPbの溶出を防止することが
できるが、環境庁告示13号試験ではPbの溶出防止効
果は不十分である。
【0041】これに対して、シリカゲル及び正リン酸の
併用処理(実施例1〜3)では、より少ない薬剤添加量
で、環境庁告示13号試験及びアベイラビリティ試験と
もにPbの溶出防止効果が確認できる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の重金属含有
灰の処理方法によれば、 未反応の消石灰を含む飛灰や未反応の消石灰を含ま
ない飛灰など、あらゆる飛灰に対しても、pH調整する
ことなく、鉛やカドミウムなどの有害重金属を確実に固
定化することができる。 実際の埋立処分場のようにpHが低下する場合でも
重金属を確実に固定化できる。 一般の土壌成分であるシリカゲルを使用するため、
無害化処理後や埋立処分後も安定かつ安全である。 等の効果のもとに、少ない薬剤添加量で重金属含有灰を
容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理物から
の重金属の溶出を確実に防止することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重金属含有灰に、水、シリカゲル及びリ
    ン酸系重金属固定化剤を加えて混練することを特徴とす
    る重金属含有灰の処理方法。
JP8339529A 1996-12-19 1996-12-19 重金属含有灰の処理方法 Pending JPH10174952A (ja)

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JP8339529A JPH10174952A (ja) 1996-12-19 1996-12-19 重金属含有灰の処理方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589654B1 (en) * 1997-10-10 2003-07-08 Duos Engineering (Usa), Inc. Construction material and method
CN106924926A (zh) * 2017-04-07 2017-07-07 张洪 一种飞灰重金属固化剂及其固化方法

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