JPH10202220A

JPH10202220A - 廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH10202220A
Application number: JP9007657A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kaneko; 行夫金子; Yoshiaki Sakakibara; 善朗榊原
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Nihon Cement Co Ltd
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】溶出試験(環境庁告示第44号)の結果が基準値
(総理府令第5号)を満足し、また、処理するにあたり多
大な設備投資を要せず、しかも、ハンドリングが容易か
つ大量処理が可能な廃棄物の処理方法を提供すること。【解決手段】有害重金属を含む廃棄物を特定の粒径に
粒度調整後、有害重金属などの塩類を溶出させ、未水和
セメントおよびセメント水和物からなる水和初期生成物
を表面に存在させた特定粒径以下の粒状物とし、次いで
該粒状物をＣＯ₂含有ガスと接触させ表面に炭酸カルシ
ウム層を形成させて、廃棄物を無害化する廃棄物の処理
方法。

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、スラッ
ジ、下水汚泥などの焼却灰、飛灰(以下、これらを総称
して“ 廃棄物”と言う)の処理方法に関し、特に廃棄物
に含まれる水に可溶な有害重金属の溶出を防止し、無害
化する処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、廃棄物には、有害な重金属Ｐ
ｂ、Ｃｄ、Ｃｒ⁶⁺、Ａｓなどが塩化物、硫酸塩など(以
下、これらを総称して“塩類”と言う)として含まれて
いる。その廃棄物を、そのまま埋立、海洋投棄など廃棄
処分(以下、単に「処分」と言う)すると塩類が分解し有害
重金属が溶出し、二次公害が生じる。そこで、従来か
ら、処分する前に廃棄物をセメント固化法、溶媒抽出法
その他の改良法によって、有害重金属を固定化・無害化
する、いわゆる中間処理を行なったのち、処分してき
た。

【０００３】従来から、可溶性有害重金属の塩類を含ん
だまま、廃棄物を大量のセメントで固化処理する方法
は、処理物から該重金属塩類が分解・溶出する恐れがあ
るとして、その前処理またはセメント固化処理法に代わ
る中間処理方法が多数提案されている。さらに、最近で
は、中間処理物を単に処分するのではなく、活用するこ
とも提案されている。

【０００４】例えば、第６回廃棄物学会研究発表会講演
論文集『水洗浄法によるごみ焼却飛灰の無害化処理の実
施事例』(ｐｐ460〜462、1995)には、洗浄槽に工業用水
および飛灰(濃度：5〜8％)を投入し、アルカリ性(ｐＨ9
〜11)に調整し、攪拌し重金属を不溶性の水酸化物にし
たのち、洗浄し脱水して重金属を固定化する方法であ
る。脱水ケ−クは埋立評価基準に適合し、可溶性重金属
含有量の少ない未処理焼却灰と共に埋め立てた旨、が示
されている。結論として、この処理法は実用的で簡便
な、現場向きの方法であるとしている。

【０００５】また、特開平8−117724号公報には上記処
理法と異なり、飛灰を水に溶解したのち、中性以下の領
域で３段階にｐＨを順次調整しその都度固液分離して、
それぞれのｐＨ段階に対応する重金属を溶出させて、飛
灰を無害化する方法も開示されている。

【０００６】最近、都市ゴミなどの焼却のさい発生する
排ガス中の塩化水素が規制され、それを除去するため
に、炉内にアルカリ粉[例、Ｃａ(ＯＨ)₂]を吹き込みな
がら、焼却する。このようなアルカリ粉を含む飛灰の処
理方法も提案されている。特開昭56−67572号公報に
は、アルカリ粉を含む飛灰を、水の存在下(飛灰に対し
水40ｗｔ％以下)、数〜10数ｖｏｌ％ＣＯ₂ガス(例、煙
道ガス)と反応させ、アルカリ粉を水に難溶性の弱アル
カリ性物質(例、ＣａＣＯ₃)に変えｐＨを低下(ｐＨ10〜
11)させて、重金属(特に、Ｐｂ)の溶出を防ぐようにし
たのち、セメント固化法を適用することが開示されてい
る。実施例の各実験によれば、飛灰 200ｇを反応させる
のに2.5時間以上を要したことが記されている。

【０００７】さらに、特定の成分を含む飛灰についての
中間処理方法およびその処理物の用途が提案されてい
る。特開平8−268737号公報は、飛灰を水または熱水(60
℃、1時間以上)に浸漬し、それに含まれている反応性成
分(例、酸化カルシウム、金属アルミニウムなど)を水酸
化物などの化合物に変えたのち、濾過し乾燥し、続いて
5％以上のＣＯ₂を含む100℃以上のガスと接触させ、水
酸化物などを炭酸塩に転化させる処理方法であって、得
られた処理物はセメント用混和材として利用できる旨
が、示されている(この混和材1重量部を、セメント4重
量部と混合したことが示されている)。なお、該公報に
は、有害重金属の無害化についての記載はないが、不安
定化合物を熱水処理した時点で、可溶性有害重金属は溶
出または不溶化するものと思われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来か
ら中間処理方法が、多数、提案されてきた。しかし、そ
れらの処理方法には、有害重金属の固定化が不十分なた
め処分後に溶出の恐れや処理量、ハンドリングなど処理
方法自体に問題があった。

【０００９】すなわち、前掲第６回廃棄物学会研究発表
会講演論文集に示された溶媒を特定範囲のｐＨにして可
溶性重金属を水酸化物に転化する方法は、一時的には重
金属は固定されるであろうが、水酸化物もまた反応性物
質であるため、条件によっては水酸化物が反応して、再
び可溶性の重金属に戻り流出する恐れがある。

【００１０】また、前掲特開平8−117724号公報の重金
属の溶出特性に合わせて溶媒のｐＨを順次調整し溶出さ
せ固液分離する方法は、ｐＨ調整と固液分離の両工程が
ｐＨを調整する数だけ必要である。それゆえ、工程が複
雑となるため、多大な設備投資を新たに必要とし、実用
性に欠ける欠点がある。

【００１１】さらに、前掲の特開昭56−67572号公報の4
0ｗｔ％以下の水を含む飛灰を攪拌しながら、ＣＯ₂ガス
と接触させる方法は、飛灰が湿潤状塊(ケ−ク)になって
おり、ＣＯ₂との接触面積が限られるため、アルカリ粉
が難溶性物質に転化するのは塊表面に存在した飛灰に限
られる。したがって、処理物の移送や埋立処分のおり、
外力により塊が容易に崩壊し、塊内部が露出し、内部に
残存する未転化の可溶性重金属が雨水に曝されると溶出
する恐れがある。そのうえ、塊が不定形をしているため
に、表面に存在するアルカリ粉の位置によってＣＯ₂ガ
スとの接触に良・不良が生じ、反応に差が生じる。それ
を解消するためには、反応時間を長くする必要があり、
処理量が著しく低下する欠点がある。

【００１２】前掲特開平8−268737号公報には、飛灰を
処理し、含有する不安定化合物を安定化することによ
り、セメントと混合して硬化体としたときに生じる発
泡、膨張破壊などを無くした点で効果が認められる。こ
の技術は、飛灰(ブレ−ン値4,000ｃｍ²／ｇ)を熱水に浸
漬し、濾過し、乾燥したのち、粉末状態でＣＯ₂ガスと
反応させ、そのままセメント用混和材とするものである
が、各工程における廃棄物は粉末のまま処理が行なわれ
るために、飛散し易く、職場環境を悪くし、かつハンド
リングを困難にすると言う欠点を有していた。また、飛
灰以外の酸化カルシウムのような反応性成分を含まない
重金属含有廃棄物への適用が難しい。

【００１３】本発明は、上記従来技術を改良すべくなさ
れたものであって、その目的は、溶出試験(注1)の結果
が基準値(注2)を満足し、また、処理するにあたり多大
な設備投資を要せず、しかもハンドリングが容易、かつ
大量処理が可能な廃棄物の処理方法を提供することにあ
る。 (注1)：環境庁告示第44号 (注2)：総理府令第5号

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定粒径以下
の廃棄物をｐＨ７以下の水で有害重金属含有塩などを溶
出させ、その後固液分離し、必要に応じて水洗した固相
の乾燥解砕物による粒状物の表面にセメントおよびセメ
ント水和物からなる水和初期の水和生成物を存在させた
特定粒径以下の粒状物とし、それをＣＯ₂含有ガスと接
触させて該粒状物の表面に微細結晶からなる炭酸カルシ
ウム層を形成させることを特徴とし、これによって、前
記目的を達成した廃棄物の処理方法である。

【００１５】すなわち、本発明は、「粒径３ｍｍ以下に
粒度調整した可溶性有害重金属の塩類を含む廃棄物を水
に分散させ、ｐＨを７以下に調整しながら該廃棄物から
塩類を溶出させ、固液分離し、必要に応じ固相を水洗
し、さらに乾燥・解砕して解砕物にしたのち、上記解砕
物のうちの粒状解砕物、および場合に応じて粉状解砕物
を造粒した造粒物の表面に、水およびセメントを用い
て、未水和セメントおよびセメント水和物からなる水和
生成物を存在させた粒径５ｍｍ以下の粒状物とし、次い
で該粒状物をＣＯ₂含有ガスと接触させて、該粒状物表
面に微細炭酸カルシウム結晶の層を形成させることを特
徴とする廃棄物の処理方法。」(請求項１)を要旨とする
ものである。また、本発明は、上記廃棄物の処理方法に
おいて、粒状物に接触させるＣＯ₂含有ガスの温度が400
℃以下であること(請求項2)、また、ＣＯ₂含有ガスが燃
焼炉排ガスであること(請求項3)、を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る廃棄物の処理方法
は、大きく分けて３工程からなる。第１は、粒度調整し
た廃棄物から有害重金属塩類を分解・溶出し固液分離し
た固相から解砕物を得る工程、第２は、粒状解砕物、場
合に応じて造粒などにより粒状化した造粒物表面に未水
和セメントおよびセメント水和物からなる初期生成物を
存在させた特定粒径以下の粒状物とする工程、および、
第３は、その粒状物を炭酸化して粒状物の表面に微細な
炭酸カルシウム結晶層を形成する工程である。

【００１７】第１の工程から説明する。本発明は、有害
重金属の塩類を分解・溶出するため、廃棄物を水に分散
し、スラリ−をｐＨ７以下に調整する。廃棄物を水に分
散させるのは、上記有害重金属の溶出のほか、廃棄物に
含まれている不安定化合物を安定化させることにある。

【００１８】有害重金属の溶出について説明する。粒径
を３ｍｍ以下に粒度調整した廃棄物を水に分散し攪拌し
てスラリ−にすると、可溶性塩類が直ちに分解・溶出し
始め、ｐＨが変化する。いかなるｐＨになるかは、廃棄
物から溶出する塩類によって決まり、アルカリ性から酸
性まで、広い範囲のｐＨ値を呈する。本発明は、廃棄物
粉粒を分散したスラリ−をｐＨ７以下に調整して可溶性
有害重金属を溶出させる(なお、溶出するのは、重金属
のほかにアルカリ金属、アルカリ土類金属なども溶出す
る)。廃棄物を水に分散し攪拌してスラリ−化した段階
で、該スラリ−がｐＨ７以下を呈した場合は、溶出後、
そのまま次工程に移行させるが、アルカリを呈した場合
は、鉱酸(硝酸、塩酸など)を用いてスラリ−をｐＨ７以
下に調整する。好ましいｐＨ値は４〜６である。

【００１９】ｐＨ７以下における調整は、設備の条件に
応じて、一定のｐＨ値で特定重金属のみを溶出させるよ
うにしても、また、ｐＨを何段階かに分け、各段階に適
応する重金属を溶出させるなど種々の方法が挙げられる
が、これらの方法について、本発明では特に限定しな
い。

【００２０】可溶性の有害重金属は、必ずしも基準値以
下にまで溶出させる必要はない。その理由は、可溶性の
有害重金属を溶出させる場合、水量、スラリ−の温度・
ｐＨ、分散(溶出)時間、廃棄物の表面積、可溶性有害重
金属の偏りなど多くの条件が影響して溶出操作が著しく
複雑になるため、この溶出工程では、水によって有害重
金属の一部を、短時間で溶出するようにして、廃棄物の
大量処理を図ったものである。本発明では、分散(溶出)
時間は特に限定するものではないが、目安としては２〜
６時間である。

【００２１】廃棄物を水に分散させスラリ−にするもう
一つの技術的意義は、廃棄物には可溶性重金属塩類以外
にアウィン、ＣａＯなどの不安定化合物がしばしば含ま
れているので、その不安定化合物を分散液へ溶出させ、
あるいは安定な化合物［例、Ｃａ(ＯＨ)₂］へ転化させ
ることにより、粒状物の形状を安定にさせることにあ
る。もし、不安定化合物が廃棄物に残ったままにしてお
くと、第２の工程で添加する水と反応して発泡・膨張し
粒状物にクラックが発生したり、粒状物を破壊したりす
る。その結果、粒状物に含まれている可溶性有害重金属
が雨水などによって溶出・流出し、二次公害を引き起こ
す原因となるので、これを防止するために水に分散させ
るのである。

【００２２】水と処理しようとする廃棄物の割合は、該
廃棄物の平均粒径によって異なるので、本発明では特定
しないが、廃棄物１重量部に対し水３重量部以上、特
に、飛灰が主な廃棄物の場合には水５重量部以上で分散
させるのが望ましい。水に分散後の廃棄物は急速に沈降
するので、沈降防止と溶出促進のために、スラリ−を攪
拌するのが好ましい。なお、本発明は、有害重金属の溶
出のために水を用いたが、溶出を促進するため、スラリ
−を加熱すること、あるいは水に代えて熱水(例えば、5
0℃以上)を使用すること、さらに、超音波を利用して溶
出を促進させることなど慣用技術を付加・置換すること
もできる。

【００２３】廃棄物は水に分散させる前に、粒径３ｍｍ
以下に粒度調整する。通常、廃棄物中、飛灰の粒径は３
ｍｍ以下のものが、焼却灰は粒塊状のものが多い。廃棄
物が飛灰のみの場合を除いて、焼却灰のみの場合および
両者が混合している場合は、水に分散する前に、廃棄物
を粒径３ｍｍ以下に粗砕し、粒度を調整しなければなら
ない。粒度調整する理由は、有害重金属の溶出面積が大
きくなること、固液分離後の固相の乾燥物を解砕したさ
い生じる粉末量が少なく、場合によっては造粒工程が省
略できること、および現有粗砕設備がそのまま利用でき
ることなどである。

【００２４】廃棄物を水に投入後、攪拌して分散させ、
スラリ−のｐＨを調整し、有害重金属を溶出させたの
ち、スラリ−を固液分離し、必要に応じ固相を水洗す
る。固液分離方法および水洗方法は慣用手段による。例
えば、スラリ−をプレスフィルタ−で固液分離し、該フ
ィルタ−に水を噴射して固相を簡単に洗浄する。一方、
固液分離後の濾液および水洗浄後の排水は、慣用方法に
したがって脱塩、不溶化、中和などの処理後、排出す
る。

【００２５】固液分離された固相、つまりケ−クは乾燥
され、解砕される。乾燥方法および解砕方法とも、慣用
手段による。乾燥後の乾燥ケ−クは、後記粒状物の粒径
(５ｍｍ以下)を考慮して、３ｍｍ以下程度に解砕するの
が好ましい。解砕物は、粉状、粒状、凝集した粒状のも
の等々の混合物であるが、できるだけ粒状のものが得ら
れるように解砕するのが好ましい。その理由は、解砕し
たさい発生する粉状解砕物の多寡により、場合によって
は造粒工程が省略できるからである。解砕機は粉末が発
生しにくい低速のパグミルなどを使用するのが好まし
い。

【００２６】次に、第２の工程を説明する。この工程
は、粒状解砕物および造粒物(場合に応じて粉状解砕物
を造粒したもの)の表面に、水およびセメントを用い
て、セメント、セメント水和物などを一様に覆われる程
度に存在させた粒径５ｍｍ以下の粒状物をつくることに
ある。

【００２７】解砕物は粉末の多寡に応じて、その後の処
理が異なる。粉状解砕物を少量混在した粒状解砕物は、
そのまま次の工程に移行し、多量の場合は、粒状解砕物
と粉状解砕物とに篩分ける。解砕物を篩分けするか否か
は、粉状解砕物が、解砕物全量の５重量％前後以上であ
れば、篩分けるのが好ましい。篩分け後、篩上の粒状解
砕物は上記粉状解砕物が少ない粒状解砕物と同様に処理
し、篩通過分(粉状解砕物)は造粒工程に移行させる。

【００２８】篩分けは、目開き0.5〜1.0ｍｍ程度の篩を
用いて行なうのが好ましい。目開きが大き過ぎると、目
開きに相当する大きな粒子が粉状解砕物に混ざり込み、
その大きな粒子が造粒を妨害し、また造粒する量も多く
なるので好ましくない。逆に、小さ過ぎると、造粒工程
が不要となる点で好ましい反面、篩分けに時間がかかり
過ぎ、処理能力が著しく低下するので好ましくない。

【００２９】前記した粉状解砕物を少量混在した粒状解
砕物および篩上の粒状解砕物は、以下のように処理す
る。なお、両者は合併して処理しても、また個々に処理
しても良い。粒状解砕物は、水およびセメントを用い
て、その表面に未水和セメントおよびセメント水和物か
らなる水和初期生成物を存在させる。

【００３０】その方法は、粒状解砕物表面を濡らしてセ
メントを直接まぶす方法や粒状解砕物表面にセメントペ
−ストあるいはセメントモルタルを付着させる方法があ
る。一例をあげると、最初に、転動中の粒状解砕物に水
を散布してしみ込ませ、次いでセメントを散布して粒状
解砕物の表面に付着させたのち、転動を中止し、数時間
放置することにより、付着したセメントを表面の水と接
触させ水和反応させることによって、生成したセメント
水和物を存在させる。この場合、セメント量に比して水
量が少ないために未水和セメントが残るが、この未水和
セメントは粉末のまま転動する粒状解砕物の表面に付着
される。以上のようにして、粒状解砕物は、セメントお
よびセメント水和物を表面に存在させた粒状物として形
成される。

【００３１】なお、粉状解砕物が少量混在した粒状解砕
物の場合は、例えば、予め少量のセメントを該粒状解砕
物に添加し、転動させ(粉状解砕物とセメントが混合す
る)、引き続いて水を粒状解砕物に向けて散布し、その
表面に粉状解砕物とセメントとの混合物を付着させてか
ら、セメントを散布し、付着させる。その結果、粒状解
砕物の外側は主にセメント水和物およびセメントの粉末
が存在することになる。予め少量のセメントを粒状解砕
物に添加し、混合物を粒状物表面に付着させるのは、そ
の後に散布するセメントとの馴染みが良くなり、その付
着をし易くするためである。

【００３２】散布する水量は、粒状解砕物の表面積およ
び混在する粉状解砕物の量と関連するが、解砕物全量に
対して少なくとも３重量％以上、好ましくは５〜１０重
量％であれば、セメントの一部を水和し、かつ粉状解砕
物の大部分を付着させることができる。

【００３３】セメントの量は、粒状解砕物の全表面を被
覆できる量であるが、実用的には粒状解砕物に対して合
計10〜15重量％程度用いれば十分である。セメントの量
が過剰になると、後記第３の工程でＣＯ₂含有ガス処理
を行なったとき、過剰セメントは該ガスが随伴する湿分
と反応し、粒状解砕物から遊離したセメント水和物とし
て生成し、単に処分量の増加をさせたに過ぎないので、
一方、セメントの量が過小になると、粒状解砕物の表面
は解砕物が露出することとなり、雨水などにより有害重
金属が溶出するので、いずれも好ましくない。

【００３４】なお、水と接触した粒状解砕物表面のセメ
ントは、その周辺を強アルカリ性にし、廃棄物に残存し
ていた有害重金属を水酸化物にして不溶化させるが、有
害重金属の種類やその存在形態によっては、溶出するこ
ともある。しかし、その溶出重金属はセメントの水和お
よび炭酸カルシウム層の形成に影響することは殆どな
い。

【００３５】粒状解砕物の表面にセメントおよびセメン
ト水和物を存在させた粒状物の粒径は、５ｍｍ以下に形
成する。第１の工程で、乾燥ケ−クを３ｍｍ以下に解砕
すれば、この第２の工程でセメントおよびセメント水和
物を粒状解砕物の表面に存在させても、実際上、粒径が
５ｍｍを超えることは殆どない。粒状物の粒径を５ｍｍ
以下に規定する理由は、埋立などの処分に至るまでのハ
ンドリングが容易であること、処分したのち飛散などに
よる二次公害の発生が起こらないこと、および有害重金
属溶出を確認する前記溶出試験を行なうさい、採取試料
(廃棄処分する物)の予備粉砕をすることなく、そのまま
該試験に供することができることである。

【００３６】次に、解砕物を篩分けにより粉状解砕物
(主に飛灰である)が発生した場合の処理について説明す
る。粉状解砕物は、水およびセメントを用いて造粒し、
粒径５ｍｍ以下の粒状物(造粒物)にする。具体的には、
ミキサ−に粉状解砕物および少量のセメントを投入し混
合したのち、得た混合物を造粒機(例、パン型ペレタイ
ザ−)に投入し散水し造粒して、粒径が2〜3ｍｍに達し
た時点で、再びセメントを投入し、さらに造粒を継続し
て、造粒物表面に滲み出た水にセメントの一部を付着さ
せ、最大粒径が５ｍｍ以下に成長させたのち、造粒物を
造粒機から取り出すことにより粒状物が得られる。

【００３７】セメントを２分して投入する理由は、次の
とおりである。最初に粉状解砕物と混合するセメント
は、造粒時においてバインダ−の作用をさせるものであ
る。造粒過程で投入するセメントは、造粒物の表面をセ
メントで被覆することによって、粉状解砕物の露出をな
くし、かつ造粒物表面に炭酸カルシウム結晶層の形成を
容易にするためである。なお、造粒物(粒状物)の粒径を
５ｍｍ以下にする理由は、前述の粒状解砕物の場合と同
じである。

【００３８】粉状解砕物と混合するセメントの混合割合
は、粉状解砕物に対して５重量％程度で良い。造粒過程
で投入するセメントの割合は、粉状解砕物に対して５重
量％以上、概ね7〜12重量％投入すれば十分である。そ
の量は、多少、過剰であるが、セメントを造粒物表面全
体に付着させることができるほか、造粒終了後、造粒物
(粒状物)を選別したのち、過剰セメントを再利用するこ
とができるので、無駄になることはない。５重量％未満
では、セメントによる表面被覆が不十分な造粒物が部分
的にできる場合があるので好ましくない。

【００３９】水の量は、混合物(粉状解砕物および最初
に混合するセメントとの合量)に対して、少なくとも３
重量％以上、好ましいのは5〜10重量％である。３重量
％未満の場合、造粒過程で粉状解砕物が均等に付着しな
かったり、またセメント水和物層の形成が不十分となっ
たりするので好ましくない。なお、10重量％を超える
と、局部的に水が過剰になり、複数の造粒物が相互に付
着し、大塊となこともあるので、できるだけ10重量％以
下で行なうのが好ましい。

【００４０】次に、第３の工程について説明する。前記
工程で説明した、粒状解砕物から造られた粒状物、およ
び場合に応じて粉状解砕物を造粒して造られた粒状物
(造粒物)を、ＣＯ₂含有ガスと接触させて、粒状物の表
面に微細な炭酸カルシウムの結晶を生成させると同時
に、被覆層を形成させることにある。すなわち、粒状物
表面を炭酸カルシウムの白華で被覆させるのである。

【００４１】ＣＯ₂含有ガスは、高濃度のＣＯ₂を含むガ
スから低濃度のガスのものまで利用することができる
が、接触時間および費用などを考慮すると、数〜数十容
量％のＣＯ₂を含む燃焼排ガスを利用するのが好まし
い。連続的に大量のＣＯ₂含有ガスとしては、燃焼炉の
排ガス、例えば、廃棄物焼却炉や石灰仮焼炉の各排ガ
ス、特にセメントキルンの排ガスの利用が好ましい。

【００４２】ＣＯ₂含有ガスの温度は、400℃以下でなけ
ればならない。また、該ガスは、湿分を多量に含んだも
のを利用するのが好ましい。理由は、炭酸化には水分の
存在が不可欠だからである。したがって、排ガス温度を
200℃以下に下げ、相対湿度を高くして使用するのが好
ましい。400℃を超えるガスを使用した場合、セメント
の水和生成物の分解(たとえば、Ｃａ(ＯＨ)₂の脱水)が
起こり、粒状物が崩壊し、粉化しやすくなるので好まし
くない。

【００４３】粒状物にＣＯ₂含有ガスを接触させる方法
については、特に本発明では限定しない。具体的に一例
を挙げると、粒状物を一定の厚さに積載した網ベルトを
移動させながら、厚さ方向にＣＯ₂含有ガスを通過させ
れば、必然的にセメントおよびセメント水和物とＣＯ₂
とが接触し、微細な炭酸カルシウム結晶が白華となって
成長し、粒状物表面全体に緻密な層、いわゆる外殻を形
成する。その層が、水の侵入を防ぎ、粒状物に内包され
ている廃棄物(解砕物)の粉・粒に残存する可溶性有害重
金属の溶出を防止する。また、廃棄物がアルカリ性の場
合、ＣＯ₂が内部に侵入することにより中性化し、重金
属の不溶化に寄与する場合もある。

【００４４】接触時間は、上記の例で言えば、ＣＯ₂濃
度、ガス流量、ガス温度、湿分、粒状物の平均径、積載
厚さ、網ベルトの移動速度等々が影響するので、一概に
は決められないが、10分以上、好ましくは15〜30分間接
触させれば、結晶が緻密になり、層が強固になる。な
お、ＣＯ₂含有ガスとの接触は、粒状物(造粒物を含む)
の表面が湿潤状態にあり、粒状物表面に存在するセメン
トペ−ストあるいはモルタルが未硬化状態のときに接触
させるのが好ましい。

【００４５】粒状物表面のセメントおよびセメント水和
物とＣＯ₂とを接触させることにより、微細炭酸カルシ
ウム結晶(白華)の層が形成される理由は定かではない
が、凡そ次のように考えられる。粒状物表面の未水和の
セメントおよびセメント水和物が核となり、その表面に
存在する水分やガス中の湿分が核に付着して極微量の液
相をつくり、水酸化カルシウムが解離してカルシウムイ
オンを生成すると共に、その液相を介してＣＯ₂が供給
され、微細な結晶性炭酸カルシウムが生成し、成長して
結晶となり、さらに多結晶塊を形成する。その結果、緻
密で一様な面及び厚さを有する層となり、粒状物の外殻
を形成するものと推定される。以上のようにして生成し
た炭酸カルシウム層は、中性液やアルカリ性液に不溶で
ある。酸性液に対しては溶解するが、容易には溶解しな
い。なお、酸性液に対して、より一層不溶解するには、
該層の表面を樹脂でコ−ティングすると好ましい。

【００４６】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。（実施例１〜２）使用した飛灰および焼却灰の重金属含
有量を表１に示した。焼却灰(最大粒径：約6.5ｍｍ)は
粗砕きし、さらにロ−ラ−ミルを通し、粒径３ｍｍ以下
の粒度に調整した。飛灰は粉末であったので、粗砕せず
にそのまま使用した。上記粒度調整した焼却灰および飛
灰を75：25(重量比)に混合し、これを廃棄物として処理
方法の実験を行なった。

【００４７】

【表１】

【００４８】廃棄物の６重量倍の水を投入した洗浄装置
に廃棄物を投入し、２分間攪拌して分散させ、硫酸を添
加してスラリ−のｐＨを4±0.5に調整後、さらに５分間
攪拌を継続し、有害重金属の塩類を溶出させた。なお、
硫酸添加前のスラリ−のｐＨは11.3であった。続いて、
スラリ−をダイアフレム式プレスフィルタ−で濾過後、
水を噴射して簡単に水洗し、脱水ケ−ク(固相)を乾燥機
で乾燥し、乾燥ケ−クを得た。なお、濾液および洗浄排
水は、慣用の脱塩処理方法で処理した。

【００４９】該乾燥ケ−クを、パグミル(解砕機)にかけ
て、粒径３ｍｍ以下に解砕した。解砕物を目開き１ｍｍ
の篩で篩分けし、粉状解砕物と粒状解砕物に分けた。粉
状解砕物の割合は、8.9重量％であった。解砕物は、次
のように粉状解砕物および粒状解砕物とに分けて、以後
の処理を行なった。Ａ) 粒状解砕物に粉状解砕物を４重量％(内割)配合した
混合物。Ｂ) 粉状解砕物のみ。

【００５０】最初に、Ａ)混合物を粒状物にする場合に
ついて、説明する。回転するパン型ペレタイザ−に混合
物を投入し、水を霧状にして粒状解砕物に吹き付け、１
分間回転を継続して、粒状解砕物に粉状解砕物を付着さ
せた。次いで、セメントを少量ずつ投入し付着させて、
粒状物を造った。この粒状物の粒径は、2〜4.7ｍｍであ
った。

【００５１】次に、Ｂ)粉状解砕物のみを造粒物(粒状
物)にする場合について、説明する。回転するパン型ペ
レタイザ−に粉状解砕物を投入し、その表面に散水し、
造粒させ、粒径が1〜3ｍｍに成長したころを見計らっ
て、転動するその小造粒物に向けてセメントを少量ずつ
投入し付着させて、粒状物(造粒物)を造った。この粒状
物の粒径は、3〜4.9ｍｍであった。

【００５２】上述において、粒状解砕物を主とする混合
物から粒状物とする場合、および粉状解砕物から粒状物
(造粒物)とする場合とも、セメントの投入は、粉状解砕
物を付着した粒状解砕物の表面および小造粒物の表面に
水が滲み出たところを見計らって、少量ずつ連続的に行
なった。なお、散水量は、混合物に対して4重量％およ
び10重量％、セメント量は、粉状解砕物に対して5重量
％および10重量％であった。

【００５３】次いで、前記Ａ)からの粒状物、およびＢ)
からの粒状物(造粒物)を湿度100％で湿空養生後、各粒
状物をＣＯ₂含有ガスに接触させた。粒状物の製造後か
ら該ガスに接触させるまでに要した時間は、約２時間で
あった。なお、ＣＯ₂含有ガスは、セメントキルンの排
ガスを用いた。傾斜した鋼製円筒(内径50×長さ200ｃ
ｍ、リフタ−高さ30ｍｍ)を回転させ、一方から粒状物1
20ｋｇ／ｈを供給し、他方から90〜100℃、ＣＯ₂濃度25
ｖｏｌ％、湿度ほぼ100％に調湿した上記排ガス1,000Ｎ
ｍ³／ｈを流した。

【００５４】該円筒の回転に伴い内部のリフタ−が粒状
物を掻き上げ、落下するさい排ガスと十分に接触した。
粒状物の滞留時間は、15分であった。なお、上記粒状物
のほかに、円筒内には、粒状物の約1／10(重量)のセメ
ントダストを連続的に供給した。該ダストは、粒状物が
供給されたとき、および粒状物がリフタ−から落下した
ときの衝撃を緩和し、かつ粒状物表面に付着している未
水和セメントの脱落・離反を防止するためである。

【００５５】鋼製円筒からの排出物は、粒状物とセメン
トダストとに篩分けた。その粒状物を、さらに相対湿度
約50％の室内に３時間静置して、中間処理物を得た。静
置時間が経過するにしたがい、粒状物の表面に微細で緻
密な炭酸カルシウム結晶による白華が観察された。一
方、篩分けられたセメントダストは、フィ−ドバック
し、新たなセメントダストを補充し、混合して円筒に再
供給した。なお、円筒からの排気ガスは、電気集塵機を
経て排出した。

【００５６】上記のようにして、Ａ)混合物の中間処理
物、およびＢ)粉状解砕物のみの中間処理物について、
最大寸法の測定および溶出試験を行ない、その測定値を
表２にまとめた。

【００５７】

【表２】 (注1)：総理府令第５号

【００５８】表２から、中間処理物の最大寸法は５ｍｍ
以下であり、採取試料をそのまま溶出試験に供すること
ができること、および溶出試験では廃棄物に含まれるＰ
ｂ、Ｃｄ、Ｃｒ⁶⁺、Ａｓなどの可溶性有害重金属は、基
準値をクリアした。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、有害重金属を含む廃棄物を特
定の粒径に粒度調整後、有害重金属などの塩類を溶出さ
せ、未水和セメントおよびセメント水和物からなる水和
初期生成物を表面に存在させた特定粒径以下の粒状物と
し、次いで、該粒状物をＣＯ₂含有ガスと接触させ表面
に炭酸カルシウム層を形成させて、廃棄物を無害化する
ことにより、廃棄処分後における有害重金属の溶出を防
止する効果を奏する。そのうえ、従来の設備が利用でき
るため、処理設備に多大な投資を要せず、しかもハンド
リングが容易なため、廃棄物の大量処理が可能になっ
た。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径３ｍｍ以下に粒度調整した可溶性有
害重金属の塩類を含む廃棄物を水に分散させ、ｐＨを７
以下に調整しながら該廃棄物から塩類を溶出させ、固液
分離し、必要に応じ固相を水洗し、さらに乾燥・解砕し
て解砕物にしたのち、上記解砕物のうちの粒状解砕物、
および場合に応じて粉状解砕物を造粒した造粒物の表面
に、水およびセメントを用いて、未水和セメントおよび
セメント水和物からなる水和生成物を存在させた粒径５
ｍｍ以下の粒状物とし、次いで、該粒状物をＣＯ₂含有
ガスと接触させて、該粒状物表面に微細炭酸カルシウム
結晶の層を形成させる、ことを特徴とする廃棄物の処理
方法。
【請求項２】前記ＣＯ₂含有ガスの温度が、４００℃
以下であることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の処
理方法。
【請求項３】前記ＣＯ₂含有ガスが、燃焼炉排ガスで
あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の廃
棄物の処理方法。