JPH11104593A - 焼却灰の溶融処理方法 - Google Patents
焼却灰の溶融処理方法Info
- Publication number
- JPH11104593A JPH11104593A JP9268896A JP26889697A JPH11104593A JP H11104593 A JPH11104593 A JP H11104593A JP 9268896 A JP9268896 A JP 9268896A JP 26889697 A JP26889697 A JP 26889697A JP H11104593 A JPH11104593 A JP H11104593A
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- JP
- Japan
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- incineration ash
- slag
- powder
- melting
- reduced
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 都市ごみなどの焼却灰を加熱溶融し冷却して
溶融スラグを形成するに当たり、より低温での加熱溶融
でも、Ｐｂなどの重金属の溶出量の少ないスラグとし得
る焼却灰の溶融処理方法を提供する。 【解決手段】 焼却灰にＦｅ粉等を混合して加熱溶融す
る。Ｆｅ粉が脱酸剤として働き、溶融温度がより低温で
あっても、ＰｂＯなどの重金属酸化物が還元されて焼却
灰中の塩素と反応し、塩化物を形成する。この塩化物は
融点・沸点が低く、容易に揮散するため、溶融スラグ中
へのＰｂ等の移行率が減少し、スラグからの溶出量が低
下する。そして、上記のように溶融温度をより低温にし
得ることで、装置の寿命が向上し、また、エネルギーコ
ストも低下するので、全体的な溶融処理コストをより安
価なものとすることができる。
溶融スラグを形成するに当たり、より低温での加熱溶融
でも、Ｐｂなどの重金属の溶出量の少ないスラグとし得
る焼却灰の溶融処理方法を提供する。 【解決手段】 焼却灰にＦｅ粉等を混合して加熱溶融す
る。Ｆｅ粉が脱酸剤として働き、溶融温度がより低温で
あっても、ＰｂＯなどの重金属酸化物が還元されて焼却
灰中の塩素と反応し、塩化物を形成する。この塩化物は
融点・沸点が低く、容易に揮散するため、溶融スラグ中
へのＰｂ等の移行率が減少し、スラグからの溶出量が低
下する。そして、上記のように溶融温度をより低温にし
得ることで、装置の寿命が向上し、また、エネルギーコ
ストも低下するので、全体的な溶融処理コストをより安
価なものとすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみやその他
の廃棄物などの焼却灰の溶融処理方法に関するものであ
る。
の廃棄物などの焼却灰の溶融処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみや下水汚泥などの廃棄物は、ま
ず、減容化のために 800℃前後で焼却され、これによっ
て生じた焼却灰が埋立処理されている。さらに近年は、
焼却灰を1300〜1500℃に加熱して溶融し、これを水中に
流し込んで固化させることによってさらに減容化された
溶融スラグとし、これを埋立処理するようにもなってき
ている。
ず、減容化のために 800℃前後で焼却され、これによっ
て生じた焼却灰が埋立処理されている。さらに近年は、
焼却灰を1300〜1500℃に加熱して溶融し、これを水中に
流し込んで固化させることによってさらに減容化された
溶融スラグとし、これを埋立処理するようにもなってき
ている。
【０００３】このように溶融スラグ化した場合には、焼
却灰中の有害元素、例えばPbやAs,Hg 等はスラグ中に封
じ込まれ、その有毒性が直接的に環境に及ぼす影響は大
幅に低減される。しかしながら、スラグからの溶出は皆
無ではなく、この溶出量に対して、例えばPbでは埋立基
準として100ppbが設定され、さらに、埋立以外に溶融ス
ラグの有効利用を図ろうとする際の土壌埋設基準として
は 10ppbが設定されている。
却灰中の有害元素、例えばPbやAs,Hg 等はスラグ中に封
じ込まれ、その有毒性が直接的に環境に及ぼす影響は大
幅に低減される。しかしながら、スラグからの溶出は皆
無ではなく、この溶出量に対して、例えばPbでは埋立基
準として100ppbが設定され、さらに、埋立以外に溶融ス
ラグの有効利用を図ろうとする際の土壌埋設基準として
は 10ppbが設定されている。
【０００４】ところで、溶融スラグ中に含まれる有害物
質の量が少なければ、このスラグからの溶出量は当然に
小さくなる。したがって、焼却灰の加熱溶融時に焼却灰
中の有害元素をできるだけガス化して揮散させ、これに
よって、溶融スラグ中への有害物質の移行率がより小さ
くなるような溶融処理条件を設定することが必要であ
る。
質の量が少なければ、このスラグからの溶出量は当然に
小さくなる。したがって、焼却灰の加熱溶融時に焼却灰
中の有害元素をできるだけガス化して揮散させ、これに
よって、溶融スラグ中への有害物質の移行率がより小さ
くなるような溶融処理条件を設定することが必要であ
る。
【０００５】従来、例えば大気雰囲気中の電気炉溶融に
おいて、上記した土壌埋設基準を満たすような溶融スラ
グを形成しようとする場合には、1500℃を超えるような
高温に加熱温度（以下、溶融温度という）を設定し、こ
れによって、加熱溶融時におけるPbO 等の重金属酸化物
の熱分解を促進して、溶融スラグ中への重金属の移行率
を低下させる処理が行われている。
おいて、上記した土壌埋設基準を満たすような溶融スラ
グを形成しようとする場合には、1500℃を超えるような
高温に加熱温度（以下、溶融温度という）を設定し、こ
れによって、加熱溶融時におけるPbO 等の重金属酸化物
の熱分解を促進して、溶融スラグ中への重金属の移行率
を低下させる処理が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように溶融処理をより高温で行う場合には、エネルギー
コストと共に、例えば炉壁の寿命が短くなって装置コス
トが高くなり、このため、全体的な処理コストが高くな
るという問題を有している。本発明は、上記した問題点
に鑑みなされたもので、溶融スラグへの重金属の移行率
を低減することが可能であると共に、その処理コストを
より安価なものとなし得る焼却灰の溶融処理方法を提供
することを目的としている。
ように溶融処理をより高温で行う場合には、エネルギー
コストと共に、例えば炉壁の寿命が短くなって装置コス
トが高くなり、このため、全体的な処理コストが高くな
るという問題を有している。本発明は、上記した問題点
に鑑みなされたもので、溶融スラグへの重金属の移行率
を低減することが可能であると共に、その処理コストを
より安価なものとなし得る焼却灰の溶融処理方法を提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の焼却灰の溶融処理方法は、都市ごみなどの
廃棄物の焼却灰を加熱溶融し、その後、冷却して溶融ス
ラグとして形成する際に、焼却灰中に含まれる重金属の
酸化物に対して脱酸剤として作用する粉体を焼却灰に混
合して加熱溶融することを特徴としており、上記の粉体
として、例えば鉄粉を使用することができる。
めの本発明の焼却灰の溶融処理方法は、都市ごみなどの
廃棄物の焼却灰を加熱溶融し、その後、冷却して溶融ス
ラグとして形成する際に、焼却灰中に含まれる重金属の
酸化物に対して脱酸剤として作用する粉体を焼却灰に混
合して加熱溶融することを特徴としており、上記の粉体
として、例えば鉄粉を使用することができる。
【０００８】このように、焼却灰に例えば鉄粉を混合す
ると、これが脱酸剤として働き、溶融温度がより低温で
あっても、重金属酸化物、例えばPbO などが還元されて
焼却灰中の塩素(Cl)と反応し、塩化物を形成する。この
塩化物は融点・沸点が低く、容易に揮散するため、溶融
スラグ中へのPb等の移行率が減少する。しかも、上記の
ように溶融温度をより低温にし得ることで装置の寿命が
向上し、また、エネルギーコストも低下するので、全体
的な溶融処理コストをより安価なものとすることができ
る。
ると、これが脱酸剤として働き、溶融温度がより低温で
あっても、重金属酸化物、例えばPbO などが還元されて
焼却灰中の塩素(Cl)と反応し、塩化物を形成する。この
塩化物は融点・沸点が低く、容易に揮散するため、溶融
スラグ中へのPb等の移行率が減少する。しかも、上記の
ように溶融温度をより低温にし得ることで装置の寿命が
向上し、また、エネルギーコストも低下するので、全体
的な溶融処理コストをより安価なものとすることができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、都市ごみ焼却灰を対象とし
た本発明の一実施形態について説明する。都市ごみは例
えば流動床焼却炉で 800℃前後の温度で焼却され、これ
により生じた焼却灰は、ストレージタンクに貯蔵された
後、搬出時に水で加湿される。本実施形態では、このよ
うな都市ごみ焼却灰に５〜10％（重量比）のFe粉を混合
し、電気炉を用いて大気雰囲気中で1300〜1500℃に加熱
して溶融した後、水中に投入して溶融スラグを形成す
る。
た本発明の一実施形態について説明する。都市ごみは例
えば流動床焼却炉で 800℃前後の温度で焼却され、これ
により生じた焼却灰は、ストレージタンクに貯蔵された
後、搬出時に水で加湿される。本実施形態では、このよ
うな都市ごみ焼却灰に５〜10％（重量比）のFe粉を混合
し、電気炉を用いて大気雰囲気中で1300〜1500℃に加熱
して溶融した後、水中に投入して溶融スラグを形成す
る。
【００１０】表１には、上記のような都市ごみ焼却灰に
対し、蛍光Ｘ線分析によって成分分析した結果を示して
いる。
対し、蛍光Ｘ線分析によって成分分析した結果を示して
いる。
【００１１】
【表１】
【００１２】このような都市ごみ焼却灰に、前記したよ
うにFe粉を混合して加熱溶融する理由について、上記表
１中の "その他" の欄に含まれる重金属中、特にPbの含
有率について調査した結果の一例を挙げて、以下に説明
する。表２には、焼却灰中へのFe粉の混合割合を種々変
えて溶融スラグを形成し、各スラグ中のPbの含有率を測
定した結果を示している。これらは、上記した都市ごみ
焼却灰を適量ずつ採集し、これらにFe粉を混合した後、
それぞれ、電気炉を用いて大気雰囲気中で1300℃に加熱
溶融し、30分間保持した後に水冷して溶融スラグとして
形成したもので、同表中における“スラグ中のPb含有
率”はフッ酸分解原子吸光分析にて測定した値である。
うにFe粉を混合して加熱溶融する理由について、上記表
１中の "その他" の欄に含まれる重金属中、特にPbの含
有率について調査した結果の一例を挙げて、以下に説明
する。表２には、焼却灰中へのFe粉の混合割合を種々変
えて溶融スラグを形成し、各スラグ中のPbの含有率を測
定した結果を示している。これらは、上記した都市ごみ
焼却灰を適量ずつ採集し、これらにFe粉を混合した後、
それぞれ、電気炉を用いて大気雰囲気中で1300℃に加熱
溶融し、30分間保持した後に水冷して溶融スラグとして
形成したもので、同表中における“スラグ中のPb含有
率”はフッ酸分解原子吸光分析にて測定した値である。
【００１３】
【表２】
【００１４】試料No.1は、Fe粉を添加せずに形成したス
ラグである。これに対して、焼却灰中にそれぞれ５％、
10％、15％のFe粉を添加した試料No.3〜5 では、スラグ
中のPb含有率が明らかに低下していることが認められ
る。この結果から明らかなように、焼却灰にFe粉を５％
以上混合すると、スラグへのPbの移行率が減少し、した
がって、溶出量の少ないスラグを形成することができ
る。すなわち、焼却灰中に添加したFe粉が脱酸剤として
働き、これによって、Pbが還元されて焼却灰中の塩素(C
l)と反応し、塩化物を形成する。なお、上記ではPbにつ
いての測定結果を示したが、この還元反応は、例えばZn
などのその他の重金属についても同様に生じて塩化物を
形成する。これら塩化物は融点・沸点が低く、したがっ
て、容易に揮散するためにスラグへのPbなどの移行率が
減少する。この結果、Pbなどの重金属の溶出量が少ない
溶融スラグとして製造することが可能となっている。
ラグである。これに対して、焼却灰中にそれぞれ５％、
10％、15％のFe粉を添加した試料No.3〜5 では、スラグ
中のPb含有率が明らかに低下していることが認められ
る。この結果から明らかなように、焼却灰にFe粉を５％
以上混合すると、スラグへのPbの移行率が減少し、した
がって、溶出量の少ないスラグを形成することができ
る。すなわち、焼却灰中に添加したFe粉が脱酸剤として
働き、これによって、Pbが還元されて焼却灰中の塩素(C
l)と反応し、塩化物を形成する。なお、上記ではPbにつ
いての測定結果を示したが、この還元反応は、例えばZn
などのその他の重金属についても同様に生じて塩化物を
形成する。これら塩化物は融点・沸点が低く、したがっ
て、容易に揮散するためにスラグへのPbなどの移行率が
減少する。この結果、Pbなどの重金属の溶出量が少ない
溶融スラグとして製造することが可能となっている。
【００１５】さらに、上記のような還元反応は、溶融温
度が高いほど、より効率的に進行して溶融スラグ中にお
けるPbなどの重金属の含有率は低下する。すなわち、上
記では溶融温度を1300℃とした例を示したが、これより
も溶融温度をさらに高温とすることによってスラグ中に
残存する重金属の量をさらに低下させることができる。
また逆に、従来、重金属の含有率を所望の範囲内とする
ために溶融温度を1500℃を超えるような高温に設定する
ことが必要であったのに対し、上記のようにFe粉を焼却
灰中に混合して加熱溶融することで、このときの溶融温
度をより低温化することが可能になる。これにより、溶
融炉の寿命が向上し、また、エネルギーコストをより安
価なものとすることができるので、溶融処理にかかる全
体的な費用をより安価なものとすることができる。
度が高いほど、より効率的に進行して溶融スラグ中にお
けるPbなどの重金属の含有率は低下する。すなわち、上
記では溶融温度を1300℃とした例を示したが、これより
も溶融温度をさらに高温とすることによってスラグ中に
残存する重金属の量をさらに低下させることができる。
また逆に、従来、重金属の含有率を所望の範囲内とする
ために溶融温度を1500℃を超えるような高温に設定する
ことが必要であったのに対し、上記のようにFe粉を焼却
灰中に混合して加熱溶融することで、このときの溶融温
度をより低温化することが可能になる。これにより、溶
融炉の寿命が向上し、また、エネルギーコストをより安
価なものとすることができるので、溶融処理にかかる全
体的な費用をより安価なものとすることができる。
【００１６】なお、本発明は上記の実施形態で例示した
都市ごみの焼却灰に限定されるものではなく、例えば下
水汚泥やその他の廃棄物の焼却灰の溶融処理に適用する
ことも可能である。また、上記実施形態では、重金属の
酸化物に対する脱酸剤としてFe粉を用いた例を挙げた
が、例えばPbO の還元を対象とすると、PbO の形成自由
エネルギーよりも低い物質、例えばSi,Ca 等をFe粉に混
合、或いはこれらをFe粉に替えて用いることも可能であ
る。
都市ごみの焼却灰に限定されるものではなく、例えば下
水汚泥やその他の廃棄物の焼却灰の溶融処理に適用する
ことも可能である。また、上記実施形態では、重金属の
酸化物に対する脱酸剤としてFe粉を用いた例を挙げた
が、例えばPbO の還元を対象とすると、PbO の形成自由
エネルギーよりも低い物質、例えばSi,Ca 等をFe粉に混
合、或いはこれらをFe粉に替えて用いることも可能であ
る。
【００１７】もっとも、Si,Ca などを使用する場合に
は、これらに焼却灰の塩基度が左右されて融点が変化
し、ひいては、最終的に得られる溶融スラグの性状が変
化して、溶融スラグの安定性が損なわれるおそれがあ
る。これに対し、Fe粉を使用する場合には、このような
不都合を生じることなく、従来得られているものとほぼ
同様の安定した性状の溶融スラグを得ることができる。
は、これらに焼却灰の塩基度が左右されて融点が変化
し、ひいては、最終的に得られる溶融スラグの性状が変
化して、溶融スラグの安定性が損なわれるおそれがあ
る。これに対し、Fe粉を使用する場合には、このような
不都合を生じることなく、従来得られているものとほぼ
同様の安定した性状の溶融スラグを得ることができる。
【００１８】このようにFe粉を使用する場合の混合割合
は、前記の表２に示した調査結果から５％以上とするこ
とが望ましい。すなわち、同表中の試料No.2（Fe粉添加
率２％）では、スラグ中のPb含有率は焼却灰のロット間
の成分ばらつきに起因して試料No.1よりもむしろ大きく
なっており、したがって、５％未満ではFe粉添加による
顕著な効果は認められない。
は、前記の表２に示した調査結果から５％以上とするこ
とが望ましい。すなわち、同表中の試料No.2（Fe粉添加
率２％）では、スラグ中のPb含有率は焼却灰のロット間
の成分ばらつきに起因して試料No.1よりもむしろ大きく
なっており、したがって、５％未満ではFe粉添加による
顕著な効果は認められない。
【００１９】一方、表２における試料No.4（Fe粉添加率
10％）とNo.5（Fe粉添加率15％）とを比較すると、スラ
グ中のPb含有率に殆ど差はなく、逆に、No.5では、Fe粉
の溶け残りが認められたことから、焼却灰へのFe粉の添
加量の上限は10％とすることが望ましい。さらに、上記
実施形態では電気炉による焼却灰の溶融処理を例に挙げ
たが、例えばガスバーナーを用いた焼却灰の加熱溶融炉
等にも本発明を適用することが可能である。
10％）とNo.5（Fe粉添加率15％）とを比較すると、スラ
グ中のPb含有率に殆ど差はなく、逆に、No.5では、Fe粉
の溶け残りが認められたことから、焼却灰へのFe粉の添
加量の上限は10％とすることが望ましい。さらに、上記
実施形態では電気炉による焼却灰の溶融処理を例に挙げ
たが、例えばガスバーナーを用いた焼却灰の加熱溶融炉
等にも本発明を適用することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明の焼却灰の溶融処
理においては、加熱溶融時に焼却灰中に、例えばFe粉な
ど、焼却灰中に含まれる重金属の酸化物に対して脱酸剤
として作用する粉体を混合して加熱溶融する。これによ
り、溶融温度がより低温であっても、例えばPbO などの
重金属の酸化物が還元されて焼却灰中の塩素と反応し、
塩化物を形成して揮散する。この結果、Pb等の移行率が
減少し、溶出量がより低下した溶融スラグを製造するこ
とができる。
理においては、加熱溶融時に焼却灰中に、例えばFe粉な
ど、焼却灰中に含まれる重金属の酸化物に対して脱酸剤
として作用する粉体を混合して加熱溶融する。これによ
り、溶融温度がより低温であっても、例えばPbO などの
重金属の酸化物が還元されて焼却灰中の塩素と反応し、
塩化物を形成して揮散する。この結果、Pb等の移行率が
減少し、溶出量がより低下した溶融スラグを製造するこ
とができる。
【００２１】そして、上記のように加熱溶融時の温度を
より低温にし得ることで、装置の寿命が向上し、また、
エネルギーコストも低下する結果、全体的な溶融処理コ
ストをより安価なものとすることができる。
より低温にし得ることで、装置の寿命が向上し、また、
エネルギーコストも低下する結果、全体的な溶融処理コ
ストをより安価なものとすることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 都市ごみなどの廃棄物の焼却灰を加熱溶
融し、その後、冷却して溶融スラグとして形成する際
に、焼却灰中に含まれる重金属の酸化物に対して脱酸剤
として作用する粉体を焼却灰に混合して加熱溶融するこ
とを特徴とする焼却灰の溶融処理方法。 - 【請求項２】 上記粉体が鉄粉であることを特徴とする
請求項１記載の焼却灰の溶融処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268896A JPH11104593A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 焼却灰の溶融処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268896A JPH11104593A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 焼却灰の溶融処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11104593A true JPH11104593A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17464782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9268896A Pending JPH11104593A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 焼却灰の溶融処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11104593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6498119B2 (en) * | 2000-12-29 | 2002-12-24 | University Of Chicago | Chemically bonded phosphate ceramics of trivalent oxides of iron and manganese |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP9268896A patent/JPH11104593A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6498119B2 (en) * | 2000-12-29 | 2002-12-24 | University Of Chicago | Chemically bonded phosphate ceramics of trivalent oxides of iron and manganese |
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