JPS5926180A

JPS5926180A - 有害物質の固化封鎖法

Info

Publication number: JPS5926180A
Application number: JP57132955A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Igari; 猪狩　俶将; Akio Tamura; 昭男田村; Michio Mochizuki; 望月　通生
Original assignee: NISHIDA KOGYO KK; Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: NISHIDA KOGYO KK; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1982-07-31
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1984-02-10
Also published as: JPS6215274B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は重金属類などの有害物質を含有する産業廃棄物
を同化封鎖して埋立処理、海洋投棄処理、あるいはコン
クリート前月への利用などを可能にする方法に関する。

従来産業廃棄物は処分地に埋立たり、海上投棄などによ
って処理されてきたが、重金属類などの有害物質を含む
ものは、そのまま廃棄すると有害物質が拡散あるいは溶
出して環境汚染の原因となる。そのため有害物質を含む
産業廃棄物を無害化処理することが必要になるがその試
みとしてセメント同化による無害化処理法が開発されて
いる。

このセメント固化による方法は、例えば、有害物質を含
む集塵ダストや汚泥を、苛性ソーダ法、硫化ソーダ法、
多硫化カルシウム法などの薬品による前処理を施してか
ら、水硬化セメントによって固化するという方法である
。しかしこのような処理方法は■集塵ダストや汚泥の性
質や、その中に含まれる有害物質、とりわけ含有金属の
種類によってはセメントの硬化不良をもたらすために有
害物質の封入が十分でない場合がある。■有害物質を含
む集塵ダストや汚泥の固化が不十分であるところから処
理後の固化物の強度をあげられない。■薬品による前処
理を必要とするので、多量に発生する集塵ダストの処理
には不適であり、また多大の設備を要すると同時に経費
がかかる。

■固化物が比較的長期間放置された場合、セメントのア
ルカリの作用によってシアンやクロムの溶出が起きるこ
とがあるので不安が残る−などの欠点があった。

本発明者らはこのような従来の、有害物質を含有する産
業廃棄物の固化処理方法の欠点を克服するため鋭意研究
を重ねた結果、産業廃棄物を、所定温度で、高炉スラグ
、製鋼スラグのような鉄鋼スラグ及び硫黄と混融混練し
たのち、その混融物を冷却固化することにより、セメン
トを全く用いないでも硫黄が鉄鋼スラグ及び産業廃棄物
内に溶解し吸収されて極めて圧縮強度の高い固化物を形
成し、同時に産業廃棄物中の有害物質が硫化物などとし
て安定に固定化封鎖されて、上記目的を達成ｌ〜得るこ
とを見い出した。本発明はこの知見に基づきなされるに
至ったものである。

ずなわら本発明は、硫黄１〜３重量部及び鉄鋼スラグ１
〜５重量部に対し、有害物質を含有する産業廃棄物（た
だし製鋼ダストを除く）を３重量部以下の比率で混合し
、この混合物を９５〜１３０℃に混融加熱し次いで冷却
固化させることを特徴とする有害物質含有の産業廃棄物
の固化封鎖法を提供するものである。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明方法に用いられる硫黄は必ずしも高純度のもので
ある必要はなく、コークス製造、製鉄、石油精製工場な
どの脱硫工程から副生ずる副生硫黄でも良い。

鉄鋼スラグとは、高炉スラグ、製鋼スラグなどの、製鉄
に当り副生ずるスラグを相称する。その化学組成は、高
炉スラグでは、鉄鉱石の品質により変わるが、主成分の
成分範囲は重量％で５ｉ０２３０〜４０％、Ｃａ０３５
〜５０％、Ａｔ２０３５〜２０％、ＭｇＯ５〜１０％、
ＦｅＯ３％未満、Ｍｎ０３−未満となっている。また製
鋼スラグは平炉、転炉における製鋼過程で生じる平炉ス
ラグ、転炉スラグである。その化学組成例を第１表に示
す。

なお本発明において鉄鋼スラグは酸化鉄を２０重量％以
上含有するものを用いるのが好ましい。

酸化鉄含量が２０重量％未満では前記の混融混練時の粘
性増が十分ではないのでそのような場合は酸化鉄含量の
多い製鋼ダストで酸化鉄を補充するのが好ましい。その
補充量は硫黄の量以下とするのが好ましい。このような
製鋼ダストは、平炉工場、電炉工場などの製鋼過程で、
集塵器に捕集され、例えば、平炉ダスト（平炉ガス灰）
は酸化鉄約６８〜８９％　転炉ダスト（転炉ガス灰）は
酸化鉄約８４〜８９％含有している。

本発明方法を適用する有害物質を含有する産業廃棄物の
例としては金属溶解、精錬工場などの煤塵（集塵ダスト
）、工場廃水を処理した汚泥、その焼却灰、電気製品生
産工程中の不良品及び市場より回収した廃電気製品（螢
光ランプ、電池など）の、粉砕加工物などがあげられ、
特に、本発明は市場から回収された水銀ランプ、水銀電
池、ニッケル・カドミウム電池など水銀、カドミウムな
どを高濃度で含有するものの無害化封鎖に適している。

これらの産業廃棄物の有害物質含有量の例を第２表に示
す。

本発明方法におし・て、このような有害物質を含量する
産業廃棄物と、硫黄と鉄鋼スラグを、３重１什部以Ｆ：
１〜３重量部：１〜５重量部の割合で混合しｔｔＪｒ定
温度で混融混練する。

鉄鋼スラグが５重量部を越えると硫黄、産業廃棄物との
混融が不十分となり、有害物質の固定化が十分達成でき
なくなる。また１−Ｌｔ部未満では有害物質の固定化処
理効果を促進させることができない。

一方、硫黄は３重量部を越えると圧縮強度が低下し１重
量部未満では、有害物質の封鎖が不完全となり、固化物
の強度も不足する。

産業廃棄物は３Ｍ量部を越えると固化物の強度が低下し
、また有害物質が同化封鎖されなくなる。

溶融温度は、通常９５〜１３０Ｃ好ましくは９５〜１２
０℃である。溶融温度が９５℃より低い場合は溶融硫黄
の粘度が加熱しても十分に上昇しない。溶融硫黄の粘度
は１２０℃での加熱で最高になる。１２０℃を越えると
溶融硫黄からのＳＯ２ガスの発生量が５　ｐｐｎｌを越
える。このＳＯ２ガスの発生に伴い溶融硫黄の粘度が劣
化して混融が不十分となるので上限は１３０℃以下とす
る。なお安全衛生上からはＳＯ２の発生量を５　ｐｐｍ
以下に抑えるのが好ましい。また、加熱下では、ＳＯ２
ガスばかりでなく、産業廃棄物中の有害物質もガス化す
る恐れがあるので、加熱温度をできるだけ低く抑さえそ
の蒸発を最小限にする。

この溶融加熱は、溶融混合物の粘性が十分に発現するま
で行うが、通常５〜３０分間で十分である。

次に、硫黄、鉄鋼スラグ及び産業廃棄物の三者を混融混
練し、冷却固化する際の好ましい操作方法を述べる。

まず容器内に硫黄を入れて９５〜１３０℃に加熱して液
状に溶融する。一方、別の容器内で煤塵、汚泥などの産
業廃棄物をあらかじめ９５〜１３０℃に加熱処理（水分
調整）し、これを前記の溶融した硫黄に混合し、混練す
る。次（・で同じ＜９５〜１３０℃に加熱処理（水分調
整）した鉄鋼スラグを混合し、王者全体に粘性が発現す
るまで十分にかきまぜる。このよう釦硫黄と混合する物
質を、混融？ｆｆも線温度と同一温度に加熱することに
より、水分を実質的に除去しく水分含量約１〜２俤）、
硫黄との混融時間を短縮させ、十分に混融を行うことが
できる。また混融時の粘度も安定化し混融を最も良い状
態で行うことができる。

なお、処理する煤塵、汚泥の粒子が微細粒子で炭素系成
分を多量に含有する場合は、加熱前に脱脂剤例えば多糖
類−アミノ酸液にて前処理を行うのがより好ましい。こ
れＫ」：り混融加熱の時間を約３０チ短縮でき、硫化水
素ガスの発生も抑制できる。

このようにして得られた硫黄、有害物質含有の産業廃棄
物及び鉄鋼スラグからなる混融物は、自然放冷により冷
却して固化物となり、有害物質の封鎖が完了する。この
場合型枠中に充填してから冷却、脱型までの所要時間は
４　ｒｍ　Ｘ　４　ｃｍ　Ｘ　１６　Ｃｍの場合では、
通常約１５分であるが酸化鉄含有量の多い製鋼スラグ、
製鋼ダストを混融した場合には粘性増が大きいばかりで
なくその時間を約５分短縮できる。

また、冷却後の固化物を再度９５〜１３０’Ｃに加熱す
ることにより、その圧縮強度及び封鎖効果をさらに高め
ることができる。

以上説明の本発明方法の効果ないしは特徴を次にまとめ
て列挙する。

■）有害物質を含有する産業廃棄物をきわめて高強度の
固化物として封鎖でき、この固化物からの有害物質の溶
出はごく微量で安全基準内である。

２）産業廃棄物中の有害物質として各種重金属類ばかり
でなく、シアンなども固定化封鎖できるので７［ｆに多
種の有害物質が共存する産業廃棄物の無害化処理法とし
てすぐれる。

３）セメント同化法のような水和による硬化反応を利用
するものではないので、前処理を特に必要とぜず、産業
廃棄物をそのまま処理できる。

したがって汚泥から廃電気製品まで幅広い範囲の産業廃
棄物を無害化処理できる。

４）水に不溶で自然状態で化学的に安定な硫黄を用（・
るりで、有害物質の封鎖が長期間安定に行われる。

５）前処理を行わな（・ので、多大な設備や経費を必要
としｌ」い。

６）固化物とした産業廃棄物は埋立処理、海洋投棄ばか
りでなく破砕してコンクリート前月としても利用できる
。

次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

実施例１硫黄（純度約７０％）３００ｇを反応容器に採り、有炎
熱源で１１０℃に加熱して硫黄を液状に溶融した。

一方、第２表に示した産業廃棄物である「汚泥囚、（Ｊ
３）、Ｃ）Ｊ及び「煤塵」各１００ｇ計４００ｇを別の
容器に採り、これを有炎熱源で１１０℃に加熱処理後、
前記の加熱した液状硫黄中に添加、混合し同じく１１０
℃に保持してかきまぜた。

次に転炉スラグ（組成：　５ｉ０２１０．９　％、　Ｃ
ａ０４２．９％、Ａｊ２Ｑ３１．５　％、Ｆｅ０２０．
７％、ＭｇＯ７，２％、３０．０９％、ＭｎＯ３，２％
、Ｔｉｅ２１．４％（以上いずれも重量％））１００ｇ
を、１１０℃に加熱処理後前記の硫黄と産業廃棄物の混
融物中に添加し１１０℃で、ヘラで粘性が発現するまで
１０分間かきまぜた。このようにして三者の混融による
粘性発現を行ったのち、混融物を４ｃｍ×４４ＢＸ１６
Ｃｒｎの大きさの型枠中に充填し自然冷却して固化させ
た。この場合型枠充填後脱型迄１０分間を要した。

この固化物について陸上埋立と海洋投入による有害物質
の溶出試験をした。こＸの結果は両試験において違いが
なく、これを第３歳に示した。この場合の試験方法は第
２表の場合と同様である。

第３表注＊固化物中の含有量−産業廃棄物中の含有量→−転炉
スラグ中の含有量上記の結果より分るように、溶出量は環境庁指定基準内
でありいずれの有害物質も極めて効果的に固定化封鎖さ
れた。

次いでこの固化物の強度をＪＩＳ　Ｒ５２０１に従って
測定したところ−１１１＋圧縮強度ハ２８０に７ｆ／１
．ｄ、曲げ強度は６１　ｋｖ　ｆ／ｃｒｌであった。

次にこの固化物について、６ケ月後の有害物質の溶出量
を測定したところ、前記の直後の場合と変わりがなかっ
た。

実施例２硫黄（純度約７０％）２５０ｇ、産業廃棄物として第２
表の「煤塵Ｊ１００ｇ、そして同様の転炉スラグ１１（
７を用い、煤塵に脱脂剤（）゛ノシロン（商品名）早用
化成■製）による前処理を行った以外は、実施例１と同
様にして固化物を形成させた。実施例１と同様にしてこ
のものの溶出試験を行ったところその結果は第３表のも
のとほとんど同一であったが、−軸圧縮強度が３０４　
ｋｇｆ／／ｃ、１、曲げ強度が８２　ｋｒｆ／ｃＪ　Ｋ
向上した。

実施例３硫黄（純度約７０％）１００ｇ、産業廃棄物として第２
表の「定電気製品」（螢光ランプ屑）１５０ｇ、そして
鉄鋼スラグ成分として、同様の転炉スラグ１００ｇと鉄
鋼ダスト５０ｇの混合物を用いた以外は実施例１と同様
洗して固化物を形成した。このものについて実施例１と
同様にして溶出試験を行った結果を第４表に示した。

第４表この固化物の一軸圧縮強度は２００　ｋｖｆ／ｃＪ、曲
げ強度は６５に７ｆ／ｃｄであった。

特許出願人　工業技術院長　石板域− 同　　　株式会社　西　１）鉱業

Claims

【特許請求の範囲】

（１）硫黄１〜３重量部及び鉄鋼スラグ１〜５重量部に
対し、有害物質を含有する産業廃棄物（ただし製鋼ダス
トを除く）を３重置部以下の比率で混合し、この混合物
を９５〜１３０℃に混融加熱し、次（・で冷却固化さぜ
ることを特徴とする有害物質含有の産業廃棄物の固化封
鎖法。