JPH11192467A - 飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法 - Google Patents

飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法

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JPH11192467A
JPH11192467A JP10000457A JP45798A JPH11192467A JP H11192467 A JPH11192467 A JP H11192467A JP 10000457 A JP10000457 A JP 10000457A JP 45798 A JP45798 A JP 45798A JP H11192467 A JPH11192467 A JP H11192467A
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JP
Japan
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fly ash
kneaded
added
heavy metals
sulfur
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JP10000457A
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English (en)
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Kouichirou Kanefuji
▲絋▼一郎 金藤
Hitoshi Hiyane
均 比屋根
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、埋め立て後に重金属が溶出しない
飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 廃棄物の焼却時又は焼却残渣を溶融時に
発生する飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法におい
て、前記飛灰のpHを8以上に調整し、次に、飛灰10
0重量部に対して硫黄イオンを遊離する多硫化カルシウ
ムあるいは硫酸バンドからなる硫化剤の硫黄を0.1重
量部以上加えて混練し、次に、前記硫黄のモル量に対し
て、塩化第一鉄あるいは硫化第一鉄からなる二価鉄塩の
鉄のモル量が同等以上になるような割合で加えて混練
し、次に、混練物にpH調整剤を加えてpH9.0〜1
1.0の範囲内に調整して酸素含有ガス雰囲気下におい
て混練することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の焼却炉お
よび廃棄物の溶融炉から発生する飛灰に含まれる重金属
の安定化処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ、産業廃棄物、汚泥等の廃棄物
を埋め立てなどする前に、埋め立て量の減少を図るため
に、一般的に焼却炉により焼却処理を行ない廃棄物の減
容化が行われている。ところが、焼却炉で焼却された焼
却残渣中に鉛,カドミウム等の重金属が含まれている。
そのために、焼却残渣を溶融炉により溶融させて、これ
らの重金属の無害化処理を行なうと共に、さらに焼却残
渣の減容化を行っている。
【0003】このように、焼却炉において廃棄物を焼却
したり、あるいは溶融炉において焼却残渣を溶融したり
すると排ガス中に重金属を含む飛灰が発生する。この飛
灰には鉛、カドミウム、水銀、6価クロムなどの重金属
が含まれており、このままの状態で埋め立てをすると、
これらの重金属が溶出してしまうことがある。そこで、
重金属の溶出を防止するために埋め立て前に飛灰に含ま
れる重金属の安定化処理をすることが法的に義務付けら
れている。
【0004】焼却炉から発生する飛灰または溶融炉から
発生するこれらの飛灰の重金属の安定化処理方法とし
て、飛灰に硫化剤および第二鉄塩を加えて混練する方法
が知られている。なお、硫化剤として硫酸バンドを加
え、次に重金属固定剤を加えて安定な重金属キレート化
合物とする飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法があ
る(特開平7−39846号公報、特開平7−2900
26号公報)。また、水銀を含む飛灰に二価鉄塩を加え
次に硫化剤として硫化ナトリウムあるいは硫化鉄を加
え、水銀を硫化物として固定すると共に、混合物中の他
の重金属をフェライト化反応により固定させる飛灰に含
まれる重金属の安定化処理方法がある(特開平8−11
7718号公報)。さらに、酸性溶融飛灰に多硫化カル
シウムを加え混練し、次に第二鉄塩を加えて混練する飛
灰に含まれる重金属の安定化処理方法がある(特開平8
−197034号公報)。
【0005】これらの飛灰に含まれる重金属の安定化処
理方法では飛灰に第二鉄塩を加えて混練したり、フェラ
イト化する場合にカドミウムあるいは水銀などの重金属
が十分に安定化されないまま埋め立てされる場合があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、飛灰に硫化剤
として硫酸バンド又は多硫化カルシウムを加え、次に第
二鉄塩を重金属固定剤として単に加えただけでは、重金
属が安定化しない場合が生じ、埋立後に重金属が溶出し
てしまうことがある。
【0007】また、飛灰に第二鉄塩を加え、次に硫化剤
の硫化ナトリウムを加えると、飛灰と第二鉄塩とが発熱
反応を起こし、40℃程度の熱をもち飛灰に含まれる一
部の水銀を蒸発させてしまうことがある。そこで、本発
明は、埋め立て後に重金属が溶出しない飛灰に含まれる
重金属の安定化処理方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】請求項
1記載の本発明は、廃棄物の焼却時又は焼却残渣を溶融
時に発生する飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法に
おいて、前記飛灰のpHを8以上に調整し、次に、飛灰
100重量部に対して硫黄イオンを遊離する硫化剤の硫
黄を0.1重量部以上加えて混練し、次に、前記硫黄の
モル量に対して、二価鉄塩の鉄のモル量が同等以上にな
るように二価鉄塩を加えて混練し、次に、該混練物にp
H調整剤を加えてpH9.0〜11.0の範囲内に調整
して酸素含有ガス雰囲気下において混練することを特徴
とする。
【0009】ここで、数値限定理由を説明する。飛灰の
pHを8以上にしたのは、pHが8以上あれば硫化剤を
加えた時に硫化水素などの有害ガスの発生が起こらない
からである。飛灰100重量部に対して硫化剤の硫黄を
0.1重量部以上としたのは、硫黄が0.1重量部未満
であると硫黄の量が不足して鉛,カドミウム,水銀等の
重金属を十分に安定化させることができないからであ
る。なお、硫黄が0.1重量部を超えると硫黄の量が満
たされて「金属等を含む産業廃棄物に係わる判定基準を
定める総理法令(平成6年11月7日付の総理府令第6
1号)」に定める陸上埋立判定基準内に納まるように、
鉛,カドミウム,水銀等の重金属を十分に安定化させる
ことができるからである。
【0010】また、硫化剤の硫黄モル量に対して、二価
鉄塩の鉄のモル量を同等以上にしたのは、二価鉄塩の鉄
のモル量が同等未満であると硫黄イオンの遊離が残り、
残った硫黄イオンは一度形成された硫化物を硫化錯体と
して再び溶解してしまう、従って、硫黄イオンの固定が
不十分となり鉛,カドミウム,水銀等の重金属の安定化
が不十分になり陸上埋立判定基準を超えてしまう場合が
あるからである。なお、硫化剤の硫黄のモル量に対し
て、二価鉄塩の鉄のモル量が同等または超えると硫黄イ
オンの遊離がなくなり、硫黄イオンの固定が十分に行な
われ陸上埋立判定基準内に納まるように、鉛,カドミウ
ム,水銀等の重金属を安定化させることができるからで
ある。さらに飛灰中に6価クロムが含まれている場合
に、6価クロムを二価鉄塩で還元し、無害の3価のクロ
ムにさせることができるからである。
【0011】さらに、混練物にpH調整剤を投入してp
H9.0〜11.0の範囲内とするのは、硫化物の溶解
度の低い状態を維持することにより、飛灰中の重金属を
固定することができるからである。請求項1記載の発明
によると、埋め立てしても鉛,カドミウム,水銀等の重
金属が既に安定化処理されているから雨水等により溶出
することがない。
【0012】また、酸素含有ガス雰囲気下で混練するか
ら、水溶性の二価鉄塩が酸化されて水酸化第二鉄の粒子
となり、これが共沈粒子となる。請求項2記載の発明
は、請求項1記載の飛灰に含まれる重金属の安定化処理
方法において、前記硫化剤は多硫化カルシウムまたは硫
酸バンドであることを特徴とする。
【0013】請求項2記載の発明によると、多硫化カル
シウムまたは硫酸バンドは水溶性でありしかも硫黄イオ
ンを発生するから使用に適している。また、価格が安く
しかも入手し易いからランニングコストの低い飛灰に含
まれる重金属安定化処理用として適している。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、焼却炉か
ら発生した飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法であ
る。第1の発明の実施の形態は、表1に示すような硫化
剤および二価鉄塩の配合割合とし、
【0015】
【表1】
【0016】実施の形態1〜18の18点を次のような
手順で飛灰に含まれる重金属の処理を夫々に行った。飛
灰のpHを8以上に調整し、次に硫化剤を加え、約3分
間混練し、次に二価鉄塩を加え約3分間混練し、次に可
性ソーダを加えて酸素含有ガス下において約4分間混練
した。この場合の混練を密閉容器内で行った。これにか
かった混練時間は合計約10分であり、全体の処理時間
は約18分であった。
【0017】さらに詳しく説明すると、飛灰のpH測定
を行ったところpH調整範囲内の9.1であったためこ
の場合はpH調整を省略した。次に、表1に示すよう
に、飛灰100重量部に対して硫黄イオンを遊離する多
硫化カルシウムあるいは硫酸バンドの硫黄を0.1重量
部以上加えると共に、水を加えて均一に混練した。ここ
で飛灰の元のpHが9.1あったために、多硫化カルシ
ウムあるいは硫酸バンドの硫化剤を加えても硫化水素が
発生しなかった。
【0018】次に、硫化剤の硫黄のモル量に対して、塩
化第一鉄あるいは硫酸第一鉄である二価鉄塩の鉄のモル
量が同等以上になるように塩化第一鉄あるいは硫酸第一
鉄を加えて混練した。次に、混練物に可性ソーダを加え
てpH9になるように調整し、空気に接触させながら混
練した。なお、合計混練時間は約10分であった。な
お、全体にかかった処理時間は約18分であった。
【0019】なお、空気に接触させながら混練したか
ら、水溶性の二価鉄塩が酸化されて水酸化第二鉄の粒子
となり、これが共沈粒子となる。また、比較例1〜4の
4点については表1に示す配合割合とし前記と同様の手
順で夫々に処理をした。また、比較例5〜10の6点に
ついては、比較例1〜4と同様の手順で混練物に可性ソ
ーダを加えてpH9になるように調整し、その後、酸素
なしの雰囲気下において混練した。ここでの混練時間は
前記と同じでるある。
【0020】また、比較例0については元の飛灰のまま
である。このようにして飛灰に含まれた重金属の処理を
行ったものを「産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法
(昭和48年環境庁告示13号)」に従って鉛、カドミ
ウム、水銀、砒素、6価クロムの重金属の溶出検査を行
った。その結果を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】第1の発明の実施の形態1〜18は判定が
○印で示すように鉛、カドミウム、水銀、砒素、あるい
は6価クロムが陸上埋立判定基準の許容範囲内であっ
た。しかし、比較例0〜6および比較例8〜10におい
ては判定が×印で示すように鉛、カドミウムが陸上埋立
判定基準の許容範囲を超えている。但し、比較例7につ
いては判定が○印で示すように鉛、カドミウム、水銀、
砒素、6価クロムが陸上埋立判定基準の許容範囲内であ
った。
【0023】また、第2の発明の実施の形態は、表3に
示すような硫化剤及び二価鉄塩の配合割合とし、
【0024】
【表3】
【0025】実施の形態51〜68の18点を次のよう
な手順で飛灰に含まれる重金属の処理を夫々に行った。
飛灰のpHを8以上に調整し、次に硫化剤を加え、約3
分間混練し、次に二価鉄塩を加え約3分間混練し、次に
可性ソーダを加えて約7分間混練した。この場合の混練
は密閉容器中で行った。これにかかった混練時間は合計
約13分であり、全体の処理時間は約22分であった。
【0026】さらに詳しく説明すると、飛灰のpH測定
を行ったところpH調整範囲内の9.1であったためこ
の場合はpH調整を省略した。次に、表3に示すよう
に、飛灰100重量部に対して硫黄イオンを遊離する多
硫化カルシウムあるいは硫酸バンドの硫黄を0.1重量
部以上加えると共に、水を加えて均一に混練した。ここ
で、飛灰の元のpHが8以上あったために多硫化カルシ
ウムあるいは硫酸バンドの硫化剤を加えても硫化水素が
発生しなかった。
【0027】次に、硫化剤の硫黄のモル量に対して、塩
化第一鉄あるいは硫酸第一鉄である二価鉄塩の鉄のモル
量が同等もしくは同等以上になるよに塩化第一鉄あるい
は硫酸第一鉄を加えて混練した。次に、混練物に可性ソ
ーダを加えてpH9になるように調整し、混練した。な
お、合計混練時間は約13分であった。なお、全体にか
かった処理時間は22分であった。
【0028】また、比較例51〜54の4点については
表3に示す配合割合とし前記と同様の手順で処理をし
た。また、比較例55〜60の5点については、比較例
51〜54と途中まで同様の手順で飛灰を処理し混練物
に可性ソーダを加えてpH9になるように調整し、次
に、酸素なしの雰囲気下において混練した。ここでの混
練時間は前記と同じでるある。
【0029】また、比較例50については元の飛灰のま
まである。このようにして飛灰に含まれた重金属の処理
を行ったものを前記と同様に「産業廃棄物に含まれる金
属等の検定方法(昭和48年環境庁告示13号)」に従
って鉛、カドミウム、水銀、砒素、6価クロムの重金属
の溶出検査を行った。その結果を表4に示す。
【0030】
【表4】
【0031】第2の発明の実施の形態51〜68は判定
が○印で示すように鉛、カドミウム、水銀、砒素、ある
いは6価クロムが陸上埋立判定基準の許容範囲内であっ
た。しかし、比較例50〜55および比較例58〜60
については判定が×印で示すように鉛、カドミウムが陸
上埋立判定基準の許容範囲を超えている。但し、比較例
56,57については判定が○印で示すように鉛、カド
ミウム、水銀、砒素、6価クロムが陸上埋立判定基準の
許容範囲内であった。
【0032】上述のように、発明の実施の形態の方法に
より処理したものであれば、埋め立てしても鉛,カドミ
ウム,水銀等の重金属が既に安定化処理されているから
雨水等により溶出することがない。また、多硫化カルシ
ウムまたは硫酸バンドは水容性でありしかも硫黄イオン
を発生するから使用に適している。また、価格が安く入
手し易いからランニングコストの低い飛灰に含まれる重
金属の安定化処理に適している。
【0033】なお、第1の発明の実施の形態の混練時間
と第2の発明の実施の形態の混練時間に関しては、混練
時間による優劣が認められなかった。以上、本発明の実
施の形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲を超
えない限り種々の実施ができる。例えば、発明の実施の
形態では混練物のpH調整をしてから混練するように説
明したが、pH調整剤をよく混ぜ合わせるための混練で
あるから、混練しながらpH調整剤を加えてもよい。
【0034】また、6価クロムが含有する飛灰には特に
二価鉄塩で還元し、無害の3価のクロムにさせることが
できるから効果がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物の焼却時又は焼却残渣を溶融時に
    発生する飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法におい
    て、 前記飛灰のpHを8以上に調整し、 次に、飛灰100重量部に対して硫黄イオンを遊離する
    硫化剤の硫黄を0.1重量部以上加えて混練し、 次に、前記硫黄のモル量に対して、二価鉄塩の鉄のモル
    量が同等以上になるように二価鉄塩を加えて混練し、 次に、該混練物にpH調整剤を加えてpH9.0〜1
    1.0の範囲内に調整して酸素含有ガス雰囲気下におい
    て混練することを特徴とする飛灰に含まれる重金属の安
    定化処理方法。
  2. 【請求項2】 前記硫化剤は多硫化カルシウムまたは硫
    酸バンドであることを特徴とする請求項1記載の飛灰に
    含まれる重金属の安定化処理方法。
JP10000457A 1998-01-05 1998-01-05 飛灰に含まれる重金属の安定化処理方法 Pending JPH11192467A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006110411A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Nippon Steel Corp 重金属の溶出低減方法
GB2423514A (en) * 2005-07-01 2006-08-30 Future Ind Services Ltd A method of treating waste ash

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