JPS621669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は産業廃棄物硬化処理剤に関する。 産業廃棄物（以下廃棄物と呼称）も固体、半流
動体、液体、気体と多岐に亘り、従来各廃棄物に
より個別的な処理法が適用され、止むを得ぬ場合
は焼却、廃棄等の処分が行われるが、之は第二次
公害を惹起する危険があり、公害を生ぜず併も出
来得るならば安価に再利用出来ればという長い間
の願望は当然といえる。本発明者は出来得る限り
廃棄物を固形又は用途により顆粒又は粒状に硬化
固化を行い二次公害をおこす事なく再利用すべく
鋭意研究を行つた。廃棄物でも油脂を始めとする
有機物質の含有はセメント、石灰等では固化が妨
害され易く、況してや強度を保有する硬化物は至
難の構である。本発明は固体をなす第１〜第３次
産業廃棄物、例えば、スラグ、オイルスラジ、含
油汚泥、ヘドロ、下水汚泥等固状〜半流状をなす
廃棄物をセメントと併用し硬化処理する事及び廃
棄物に含有されている毒物を封鎖して極力溶出を
防止する事を目的としたもので、多くの場合、フ
ライアツシユ、水性スラグ、砂、シリカ含有ポゾ
ラン物質、同土壌（ポゾラン物質とは消石灰と反
応し、カルシウムシリケート水和物を作り出す水
硬性物質）その他の骨材乃至類似効果物質を併用
する事により強度ある固形化物質をつくり、之を
モルタルその他の建設材料、或いは顆粒として肥
料土等に再利用しようというものである。本発明
はセメントの硬化反応を利用し物理的処理によつ
て廃棄物との密着性を向上し、高密着下均一に固
結硬化を行う。 セメントの硬化の過程水和に於てCa（OH）₂
（水酸化カルシウム）、3CaO・SiO₂（珪酸３石
灰）より可なり生ずるもので、重量100の3CaO・
SiO₂と24の水が反応し、重量75のトベルモライ
トに対し49のCa（OH）₂（水酸化カルシウム）が
生成するため可なりのアルカリ性で凝固→硬化と
すすんで行き、最後に強度ある固形化物となる。
又、セメント自体の強度はセメントの水和により
生ずるセメントゲルの微細結晶が大きい表面エネ
ルギーで互いに凝集交錯して緻密な網状構造が出
来、結合が強化され硬化が進んで強度を発現す
る。そのため、本目的に使用する薬剤は正常硬化
を妨げず且つセメントゲルの微細結晶を瞬間的に
凝集又は凝固して網状化を妨害するようなものは
特に好ましくないので、請求範囲にのべし如く薬
剤混合液のPHは７以上で好ましくは９〜12である
事を必要とする。本発明に使用する薬剤はアルカ
リ金属塩としてはカリウム、ナトリウム、リチウ
ムの炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、水酸化物等水可
溶性又は或る範囲で溶解度をもつた水可溶性塩類
で、少なくとも１種以上が用いられる。但し条件
によりアルカリ土類金属塩を加える事は本目的に
合致する限り一向に差仕えない。 本発明者は本発明目的に合致させるための既述
のアルカリ金属塩の水溶液に於て組合せ、性能
（特に強度、固形化物の耐衝撃性、ヒビワレ、速
乾性等）その他から之丈ではなお一つ物足りなく
更に添加物質を検討した結果塩化コバルト錯化合
物がこの解決に著効がある事を発見した。第一に
分散能を向上させ、ついで廃棄物粒子の表面活性
化、吸着性向上、硬化物の強度、ヒビワレ、適当
なる硬化速度保持および錯化合物の触媒作用等が
本発明目的に満足すべき結果を与える事を発見し
た。更に廃棄物の種類、性状により骨材その他の
補助剤を併用する方が好しい。之等骨材その他の
補助剤、有機結合剤等、又更に付加性能例えば硬
化物の撥水、耐水性、硬化促進及び強度増加性付
与その他の目的で他の薬剤を加える事は本発明効
果を高める意味に於て一向に差し仕えなく、又用
途によりかかる他物質添加が必要の場合もある。 本発明者はアルカリ金属塩中特に炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム及び塩化ナトリウムの組合せが
多くの組合せ実験から特に本発明目的に合致する
事を発見した。同様に満足すべき第二次物質とし
て広範な添加試験を行ない綜合的効果をしらべた
所塩化コバルト錯化合物が最も効果ある事を発見
した事は既述の通りである。その結果効果的にも
経済的にも塩化コバルト錯化合物は全液中４重量
％以下存在すればよく、好ましくは0.1〜0.5重量
％であり、４重量％をこえると強度上昇、硬化速
度が添加に値する程の効果はみられず、かつ不経
済となる。 本発明に係る塩化コバルト錯化合物は塩化アン
モニウム、アルカリ金属炭酸塩、塩化コバルト及
び酸素との反応により生成する塩化コバルトアン
ミン錯化合物と思われる。この場合錯化合物形成
に必要な塩化アンモニウムは理論的には錯化合物
と同量であるが、一方にはセメント水和により発
生するCa（OH）₂との反応にも消費されるため、
そのロスも見込み大体理論量の2.5倍あたりが適
当と考えられる。従つて、前述の最適範囲で使用
される塩化アンモニウムは0.3〜1.5重量％とな
る。塩化コバルト錯化合物存在下前記アルカリ金
属塩混合溶液の効果機構に対する本発明者の推論
は以下の如くである。 成分中の炭酸塩は廃棄物の表面及び内部に含有
される有機物質中特に硬化を妨害する油脂類は之
を除去と同時に水中に分散させ、この分散及び濡
れ性に対しては塩化コバルト錯化合物が協同作用
を行い、セメント硬化に悪影響を与える有機酸類
は之を可溶性にして水中に溶解除去、有機アミン
は配位子として錯化合物に吸着するためアミン類
を原因とする悪臭除去にも役立つ。炭酸塩、錯化
合物は廃棄物、セメント、骨材を加える場合は骨
材も含めて密着、硬化妨害の有機物を除去せしむ
ると共に粒子表面に一様の濡れ性を与え均一分散
状態にもたらす。而して含有される塩化ナトリウ
ムはシクロトロピー性を与える事によりこの分散
状態の保持に貢献すると共に島海構造形成に錯化
合物、アルカリ金属、炭酸塩と共に大きな役割を
果す。この状態で十分均一分散されたセメント粒
子はブリージング現象（セメントペイストから水
の分離）をおこす事なく均一な水和を開放し文字
通り海構造を示すセメントペイストが形成され
る。錯化合物はこの際セメント粒子間の凝集力を
適度に抑制し凝集にもたらすのに大きい効果を発
揮する。適度に抑制する意義は非常に大きく、セ
メント粒子の凝集力を完全に立ち切つて分散させ
ると水和につづく次の工程の凝集に支障を来し硬
化強度を上げ得ないので、この凝集過程に支障を
与えない範囲で粒子間の凝集を抑え且つ均一の分
散状態に入れ水溶性を高度に向上する事が本発明
の骨子たる錯化合物の最も大きい使用理由とも云
える。 更に錯化合物は有機物質を概ね処理し終えたる
廃棄物（有機硫黄化合物、有機無機金属化合物、
有機窒素化合物その他を含有）に界面吸着を行い
表面を単分子膜でおおい之を活性化する。この活
性化のため海構造をなすセメントペイストはフア
ンデルワールス力により至近距離に到達後既述の
如く活性化された表面にイオン吸着を行い強固な
密着状態が出来上る。海構造のセメントペイスト
はこの状態で塩化ナトリウム、炭酸塩の加速を受
け正規の凝結、硬化の態勢に入る。この場合膠質
又は可溶性シリカが多く含有する骨材その他を併
用すればセメント中に含有されるNa₂O，K₂O
（酸化ナトリウム、酸化カリ）との間に錯化合物
等の作用により珪酸アルカリオリゴマー（低重縮
合体）を形成し、之が塩化ナトリウムの作用で凝
集反応をおこし、重縮合が進行し、セメントの硬
化過程物質と一体化するため網状化が更に強化さ
れより好ましい硬化体が得られる。本発明は目的
によりセメント量、薬剤成分その他の選択組合せ
により固形硬化物は勿論、粒状、顆粒状のものも
製造する事は可能である。 次に、実施例を示し本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 １ タンクスラツジ処理 （処理液処方） 塩化ナトリウム 7.0％ 炭酸カリウム 6.5％ 炭酸ナトリウム 5.8％ 塩化アンモニウム 1.5％ 塩化コバルト 0.3％ 水 78.9％ 計 100％ （処理） タンクスラツジ 48.4％ ポルトランドセメント 16.3％ 水滓スラグ（骨材） 32.5％ 処理液 2.4％ 予めタンクスラツジ、ポルトランドセメント及
び水滓スラグをよく混合した上で、処理液を少量
づつ撹拌しながら添加し均一に混合して成形品を
得た。 （測定）JIS R1250 普通れんがに準拠 長さ19×巾10×厚さ６cm

【表】 実施例 ２ 含油汚泥処理

【表】 実施例 ３ 界面活性汚泥処理 （処理液処方） 塩化ナトリウム 6.0％ 炭酸カリウム 5.5％ 炭酸ナトリウム 7.0％ 塩化アンモニウム 2.0％ 塩化コバルト 0.4％ 水 79.1％ 計 100％ （処理） 界面活性汚泥 〓80％ 高シリカ土壌 20％ 100％ ポルトランドセメント 20％ 処理液 ２％ 養生期間 35日 公認毒物溶出試験の結果は第１表の通りであ
る。

【表】

【表】 実施例 ４ メツキスラツジ処理 （処理液処方） 実施例３に同じ （処理） メツキスラツジ 57％ まさ土 24％ ポルトランドセメント 16％ 処理液 ３％ 養生期間 63日 公認毒物溶出試験の結果は第２表の通りであ
る。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルカリ金属塩水溶液に４重量％以下の塩化
   コバルト錯化合物を存在せしめ、併も之等の混合
   液がアルカリ性であることを特徴とするセメント
   と共に産業廃棄物を処理するに当り使用する産業
   廃棄物硬化処理剤。