塩素含有ダストの処理方法
【課題】最適な温度での焼成が可能であり、塩素、鉛及び銅の含有率が小さくセメント原料として好適な焼成物が得られる塩素含有ダストの処理方法を提供する。
【解決手段】（Ａ）一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、ＲはＮａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、ＣｌはＣｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストについて、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率を得る工程と、（Ｃ）これら３つの値を考慮して、この塩素含有ダストに成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）この焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程を含む。
【解決手段】（Ａ）一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、ＲはＮａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、ＣｌはＣｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストについて、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率を得る工程と、（Ｃ）これら３つの値を考慮して、この塩素含有ダストに成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）この焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ゴミ焼却灰等の塩素含有ダストを処理して、セメント原料等に用いうる塩素、鉛及び銅の含有率の小さな焼成物を得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、都市ゴミ焼却灰等の塩素含有ダストを処理して、セメント等の原料として用いうる焼成物を得る技術が、種々提案されている。
例えば、無機物質を主成分とし塩素を含有する原料（例えば、都市ゴミ焼却灰）に、アルカリ金属化合物（例えば、ソーダ灰）を添加し、焼成することを特徴とする塩素含有量が低減した焼成物の製造法が、提案されている（特許文献１）。
この文献には、原料中の塩素含有量が０．１〜１２重量％であり、焼成物中の塩素含有量が０．１重量％未満（１，０００ｐｐｍ未満）であることが記載されている。
また、この文献には、アルカリ金属化合物の添加後の原料中のアルカリ金属のモル数Ｒと塩素のモル数Ｃとの比Ｒ／Ｃが０．９５〜２．０となるように、アルカリ金属化合物の添加量を定めることが記載されている。
さらに、この文献には、焼成温度が１，１００℃以上、特に１，２５０℃以上であることが好ましいと記載されている。
【０００３】
また、鉛化合物を含有する被処理物（例えば、ゴミ焼却灰）を、塩素（例えば、ゴミ焼却灰中の塩素、及び添加される塩化カルシウム等の塩化物中の塩素）の存在下で、塩化鉛の沸点以上に焼成し、鉛化合物を塩化鉛に転じて揮発分離する方法において、鉛化合物含有量とアルカリ金属化合物含有量の合計量に見合う量の塩素存在下で焼成することを特徴とする鉛の分離方法が、提案されている（特許文献２）。
この文献には、塩素当量比（塩素の化学当量からアルカリ金属の化学当量を差し引いた量の鉛の化学当量に対する比）が−１０〜−５の範囲において、１，４００〜１，５００℃の温度で焼成し、塩素当量比−５以上の範囲内において９５０℃以上の温度で焼成することにより、鉛残留率を２０重量％以下に低減することが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−５３４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴミ焼却設備等で発生する塩素含有ダストの種類としては、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰等がある。これらの塩素含有ダストは、種類によって塩素や鉛、銅等の重金属の含有率が大きく異なる。そのため、上述の文献に記載された好ましい焼成温度等の範囲内であっても、塩素含有ダストの種類によっては、塩素含有ダストが溶融して、ロータリーキルンの内壁面に付着し、運転に支障が生じたり、焼成物中の塩素や鉛、銅等の重金属の含有率にばらつきが生じ、焼成物の品質の均一性が損なわれるなどの問題が起こり得る。
一方、焼成温度は、十分な焼成が行なわれ、かつ焼成物中の塩素や鉛、銅等の重金属の含有率を所定の値以下に抑え得る限りにおいて、熱エネルギーの削減（処理コストの削減）の観点から低いことが好ましい。
そこで、本発明は、焼成が不十分とならずかつ塩素含有ダストの溶融を生じさせない最適な焼成温度で焼成を行なうことができ、しかも、焼成後に、塩素や鉛、銅等の重金属の含有率が小さく、セメント原料等として好適に用いうる焼成物を得ることができる塩素含有ダストの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、塩素含有ダストにおけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率を所定の値以下にするための焼成温度等の最適の条件が存在することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［７］を提供するものである。
［１］ （Ａ）塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰、焼却飛灰等を含む混合灰）を含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の３つの値を得る工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）の上記３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤（例えば、他の塩素含有ダストや、石炭灰等の塩素を含まないダストや、ソーダ灰等のアルカリ金属源等）を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程と、を含むことを特徴とする塩素含有ダストの処理方法。
【０００６】
［２］ 工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［３］ 工程（Ａ）において、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［４］ 工程（Ａ）において、（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
【０００７】
［５］ 工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、区分（ａ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上であり、区分（ｂ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃であり、区分（ｃ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である、上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［６］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［５］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
［７］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［６］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
［８］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の銅含有率が６００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［７］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塩素含有ダストの処理方法によれば、処理対象となる塩素含有ダストのＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）、及び塩素含有率の３つの値を考慮したうえで、成分調整剤を加えて、これら３つの値を調整しているので、焼成が不十分とならずかつ塩素含有ダストの溶融を生じさせない最適な焼成温度で焼成を行なうことができ、しかも、焼成後に、塩素や重金属（例えば、鉛、銅等）の含有率が小さい焼成物を得ることができる。
焼成物は、例えば、塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下で、かつ鉛含有率が１００ｐｐｍ以下のものであり、セメント原料、コンクリート用混和材、骨材等として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の塩素含有ダストの処理方法は、（Ａ）塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）（以下、括弧書きを省略して、単に「Ｒ／Ｃｌ」と表記する。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率の上記３つの値を得る工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）の３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程を含むものである。
以下、各工程について詳しく説明する。
【００１０】
［工程（Ａ）］
塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程である。
塩素含有ダストとしては、例えば、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰等が挙げられる。塩素含有ダスト（焼却主灰、焼却飛灰）の成分組成の例を表１に示す。
【表１】
【００１１】
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じてＲ／Ｃｌ等の数値範囲を定める方法として、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさについて複数の数値範囲の区分を設け、これら複数の数値範囲の区分の各々について、Ｒ／Ｃｌ等の数値範囲を定める方法が挙げられる。
複数の数値範囲の区分の例としては、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、の３つの区分が挙げられる。
この場合、区分（ａ）〜（ｃ）の各々について、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲の条件は、次のとおりである。
【００１２】
（１）区分（ａ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える場合）
Ｒ／Ｃｌは、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上、特に好ましくは１．０以上である。Ｒ／Ｃｌが０．８未満では、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがある。
Ｒ／Ｃｌの上限値は、焼成物中の鉛含有率を小さく抑える等の観点から、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．９以下、特に好ましくは１．８以下である。
塩素含有率は、好ましくは１２質量％以下、より好ましくは７質量％以下である。塩素含有率が１２質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがある。
焼成温度は、好ましくは１，２５０℃以上、より好ましくは１，３００℃以上である。焼成温度が１，２５０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超える傾向がある。
焼成温度の上限値は、特に限定されないが、塩素バイパスダストの溶融の防止、及び熱エネルギーの節減の観点から、好ましくは１，５００℃以下、より好ましくは１，４５０℃以下、特に好ましくは１，４００℃以下である。
【００１３】
（２）区分（ｂ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である場合）
Ｒ／Ｃｌは、好ましくは１．９以下、より好ましくは１．７以下、特に好ましくは１．５以下である。Ｒ／Ｃｌが１．９を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍを大きく超えることがある。Ｒ／Ｃｌを１．５以下にすれば、工程（Ｄ）で規定される焼成温度の範囲内において、焼成物中の鉛含有率を概ね１００ｐｐｍ以下に抑えることができる。また、Ｒ／Ｃｌを１．２以下にすれば、工程（Ｄ）で規定される焼成温度の範囲内において、焼成物中の銅含有率を概ね１００ｐｐｍ以下に抑えることができる。
本発明において、焼成物中の銅含有率を１００ｐｐｍ以下にするためには、焼成用原料が区分（ｂ）に属することが好ましい。
Ｒ／Ｃｌの下限値は、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上である。該下限値を０．７以上にすれば、工程（Ｄ）における焼成温度が比較的低い場合（例えば、１，２００℃程度）であっても、焼成物中の塩素含有率を概ね１，０００ｐｐｍ以下に抑えることができる。該下限値を０．７以上にすれば、工程（Ｄ）における焼成温度が比較的低い場合（例えば、１，２００℃程度）であっても、焼成物中の塩素含有率を概ね１，０００ｐｐｍ以下に抑えることができる。
塩素含有率は、好ましくは７質量％以下、より好ましくは６質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。塩素含有率が７質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。
焼成温度は、好ましくは１，１８０〜１，４００℃、より好ましくは１，２００〜１，４００℃、特に好ましくは１，２５０〜１，３５０℃である。焼成温度が１，１８０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。焼成温度が１，４００℃を超えると、焼成用原料が溶融することがある。
【００１４】
（３）区分（ｃ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である場合）
Ｒ／Ｃｌは、１．９以下、好ましくは１．７以下、特に好ましくは１．５以下である。Ｒ／Ｃｌが１．９を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の鉛含有率を１００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがあり、また、塩素含有率も上昇する傾向がある。
Ｒ／Ｃｌの下限値は、特に限定されないが、焼成物中の塩素及び鉛含有率を安定して小さく抑える観点から、好ましくは０．５以上である。
塩素含有率は、５質量％以下である。塩素含有率が５質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを超えることがある。
焼成温度は、好ましくは１，１３０〜１，２５０℃、より好ましくは１，１５０〜１，２３０℃、特に好ましくは１，１５０〜１，２１０℃である。焼成温度が１，１３０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。焼成温度が１，２５０℃を超えると、焼成用原料が溶融することがある。
【００１５】
［工程（Ｂ）］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率の３つの値を得る工程である。
【００１６】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｂ）の３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程である。
ここで、成分調整剤としては、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増減するための成分調整剤、Ｒ／Ｃｌを増減するための成分調整剤、及び、塩素含有率を増減するための成分調整剤の中から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増大させるための成分調整剤としては、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が大きい塩素含有ダスト（例えば、焼却飛灰、溶融飛灰等）や、石灰石粉末等のＣａＯ源等が挙げられる。
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を減少させるための成分調整剤としては、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が小さい塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰等）や、石炭灰や、建設混合廃棄物等が挙げられる。
Ｒ／Ｃｌの値を増大させるための成分調整剤としては、例えば、アルカリ金属源、建設混合廃棄物、焼却主灰等が挙げられる。アルカリ金属源の例としては、ソーダ灰、ガラスカレット、アルカリ長石、アルカリ廃液、炭酸ナトリウム等が挙げられる。
Ｒ／Ｃｌの値を減少させるための成分調整剤としては、例えば、アルカリ金属（Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏ）の含有率が小さくかつ塩素含有率が大きい他の塩素含有ダストが挙げられる。
塩素含有率を増大させるための成分調整剤としては、例えば、塩素含有率が大きい他の塩素含有ダスト（例えば、焼却飛灰、溶融飛灰等）等が挙げられる。
塩素含有率を減少させるための成分調整剤としては、例えば、塩素含有率が小さい他の塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰）や、塩素を含まないダスト（例えば、石炭灰）等が挙げられる。
なお、成分調整剤は、粉末状であることが望ましい。
【００１７】
工程（Ｃ）の実施形態としては、例えば、以下に成分調整例１、成分調整例２として示すように、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比についての上述の区分（ａ）〜（ｃ）を人為的に変えて、焼成物の塩素含有率の低減や、焼成温度の低減等を図る形態が含まれる。
［成分調整例１］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．０（区分（ｃ））、Ｒ／Ｃｌが１．５、塩素含有率が７質量％の結果を得た場合、塩素含有率が５質量％を超えているので、このまま処理したのでは、焼成物の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下に調整することができない。
この場合、石灰石粉末等の成分調整剤を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増大させ、１．４を超え、２．２以下である区分（ｂ）、または２．２を超える区分（ａ）に属するようにすれば、焼成物の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下に調整することができる。
［成分調整例２］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．３（区分（ａ））、Ｒ／Ｃｌが１．２、塩素含有率が４質量％の結果を得た場合、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が区分（ａ）に属するため、このまま処理したのでは、焼成物中の塩素及び鉛の含有率を小さくするために、焼成温度を１，２５０℃以上に設定しなければならない。
この場合、焼却主灰、建設混合廃棄物、石炭灰等の成分調整剤を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を減少させ、１．４を超え、２．２以下である区分（ｂ）、または１．４以下の区分（ｃ）に属するようにすれば、焼成温度を１，２００℃程度に下げることができ、熱エネルギーの削減（処理コストの削減）を図ることができる。
【００１８】
［工程（Ｄ）］
工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程である。
焼成用原料を焼成するための手段としては、例えば、ロータリーキルン等が挙げられる。
工程（Ｄ）で得られた焼成物は、ボールミル等の粉砕手段によって粉砕して、セメント原料、コンクリート用混和剤等の用途に用いてもよいし、あるいは、分級して、所定の粒度を有する粒体を得て、骨材等の用途に用いてもよい。本発明の方法で得られた焼成物は、塩素及び鉛の含有率が小さいので、高品質の廃棄物再生品として好適に用いることができる。
焼成物の塩素含有率は、好ましくは１，０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
焼成物の鉛含有率は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは８０ｐｐｍ以下である。
焼成物の銅含有率は、好ましくは６００ｐｐｍ以下、より好ましくは３００ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【実施例】
【００１９】
以下、実験例によって本発明を説明する。
［１．焼成用原料］
焼成用原料としては、焼却主灰、焼却飛灰等の塩素含有ダストを複数種混合してなる原料Ａ〜Ｃ、及び、焼却主灰、焼却飛灰等の塩素含有ダストの混合物に塩化カルシウムを加えて、塩素含有率を増大させた原料Ｄ〜Ｇを用いた。原料Ａ〜Ｇの成分組成を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
［２．焼成温度の条件の実験］
原料Ａ〜Ｃの各々に炭酸ナトリウムを添加して、Ｒ／Ｃｌが１．０２である焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表３に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表３に示す。
また、表３に示す結果のうち、「焼成温度と塩素含有率の関係」、「焼成温度と鉛含有率の関係」及び「焼成温度と銅含有率の関係」を各々、図１、図２、図３として示す。図１及び図２から、Ｒ／Ｃｌが１．０２である場合、塩素含有率を０．１質量％（１，０００ｐｐｍ）以下にするためには、原料Ａでは１，２９０℃以上、原料Ｂでは１，２００℃以上、原料Ｃでは１，１６０℃以上にすればよいことがわかる。
【００２２】
【表３】
【００２３】
［３．塩素含有率の条件の実験］
原料Ｄ〜Ｇの各々に炭酸ナトリウムを添加して、表４に示すＲ／Ｃｌの値を有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表３に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表４に示す。
表４中、区分（ａ）に属しかつ塩素含有率が６．３質量％（表２）である原料Ｄの場合には、焼成温度１，３５０℃で、０．０４２質量％（４２０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ｂ）に属しかつ塩素含有率が７．９質量％（表２）である原料Ｅの場合には、Ｒ／Ｃｌ及び焼成温度を調整することによって、０．１質量％以下（１，０００ｐｐｍ以下）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ｂ）に属しかつ塩素含有率が５．４質量％（表２）である原料Ｆの場合には、Ｒ／Ｃｌが１．０５でかつ焼成温度が１，３００℃の条件下で、０．０２４質量％（２４０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ａ）に属しかつ塩素含有率が１２．０質量％（表２）である原料Ｇの場合には、Ｒ／Ｃｌが１．０２でかつ焼成温度が１，３５０℃の条件下で、０．０６１質量％（６１０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
【００２４】
【表４】
【００２５】
［４．Ｒ／Ｃｌの条件の実験］
（１）原料Ａ（区分（ａ）に属する焼成用原料）
原料Ａに炭酸ナトリウムを添加して、表５に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表５に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表５に示す。
また、表５に示す結果を図４〜図６として示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
（２）原料Ｂ（区分（ｂ）に属する焼成用原料）
原料Ｂに炭酸ナトリウムを添加して、表６に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表６に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表６に示す。
【００２８】
【表６】
【００２９】
（３）原料Ｃ（区分（ｃ）に属する焼成用原料）
原料Ｃに炭酸ナトリウムを添加して、表７に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表７に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表７に示す。
また、表６及び表７に示す結果を図７〜図１２として示す。
【００３０】
【表７】
【００３１】
以上の実験結果から、塩素含有ダストを含む焼成用原料をＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさによって、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分の３つの区分に分けた場合、これら３つの区分の各々に対して、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率を小さくするためのＲ／Ｃｌ、塩素含有率、及び焼成温度の最適な条件が存在することがわかる。
したがって、処理対象となる塩素含有ダストについて、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ、塩素含有率の３つの値を測定した後、これら３つの値を考慮して、必要に応じて他の塩素含有ダスト等を加えて、成分を調整すれば、最適な焼成温度下での焼成による熱エネルギーの削減（処理コストの削減）、及び、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】焼成温度と焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図２】焼成温度と焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図３】焼成温度と焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図４】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図５】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図６】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図７】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図８】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図９】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図１０】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図１１】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図１２】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ゴミ焼却灰等の塩素含有ダストを処理して、セメント原料等に用いうる塩素、鉛及び銅の含有率の小さな焼成物を得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、都市ゴミ焼却灰等の塩素含有ダストを処理して、セメント等の原料として用いうる焼成物を得る技術が、種々提案されている。
例えば、無機物質を主成分とし塩素を含有する原料（例えば、都市ゴミ焼却灰）に、アルカリ金属化合物（例えば、ソーダ灰）を添加し、焼成することを特徴とする塩素含有量が低減した焼成物の製造法が、提案されている（特許文献１）。
この文献には、原料中の塩素含有量が０．１〜１２重量％であり、焼成物中の塩素含有量が０．１重量％未満（１，０００ｐｐｍ未満）であることが記載されている。
また、この文献には、アルカリ金属化合物の添加後の原料中のアルカリ金属のモル数Ｒと塩素のモル数Ｃとの比Ｒ／Ｃが０．９５〜２．０となるように、アルカリ金属化合物の添加量を定めることが記載されている。
さらに、この文献には、焼成温度が１，１００℃以上、特に１，２５０℃以上であることが好ましいと記載されている。
【０００３】
また、鉛化合物を含有する被処理物（例えば、ゴミ焼却灰）を、塩素（例えば、ゴミ焼却灰中の塩素、及び添加される塩化カルシウム等の塩化物中の塩素）の存在下で、塩化鉛の沸点以上に焼成し、鉛化合物を塩化鉛に転じて揮発分離する方法において、鉛化合物含有量とアルカリ金属化合物含有量の合計量に見合う量の塩素存在下で焼成することを特徴とする鉛の分離方法が、提案されている（特許文献２）。
この文献には、塩素当量比（塩素の化学当量からアルカリ金属の化学当量を差し引いた量の鉛の化学当量に対する比）が−１０〜−５の範囲において、１，４００〜１，５００℃の温度で焼成し、塩素当量比−５以上の範囲内において９５０℃以上の温度で焼成することにより、鉛残留率を２０重量％以下に低減することが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−５３４４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴミ焼却設備等で発生する塩素含有ダストの種類としては、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰等がある。これらの塩素含有ダストは、種類によって塩素や鉛、銅等の重金属の含有率が大きく異なる。そのため、上述の文献に記載された好ましい焼成温度等の範囲内であっても、塩素含有ダストの種類によっては、塩素含有ダストが溶融して、ロータリーキルンの内壁面に付着し、運転に支障が生じたり、焼成物中の塩素や鉛、銅等の重金属の含有率にばらつきが生じ、焼成物の品質の均一性が損なわれるなどの問題が起こり得る。
一方、焼成温度は、十分な焼成が行なわれ、かつ焼成物中の塩素や鉛、銅等の重金属の含有率を所定の値以下に抑え得る限りにおいて、熱エネルギーの削減（処理コストの削減）の観点から低いことが好ましい。
そこで、本発明は、焼成が不十分とならずかつ塩素含有ダストの溶融を生じさせない最適な焼成温度で焼成を行なうことができ、しかも、焼成後に、塩素や鉛、銅等の重金属の含有率が小さく、セメント原料等として好適に用いうる焼成物を得ることができる塩素含有ダストの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、塩素含有ダストにおけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率を所定の値以下にするための焼成温度等の最適の条件が存在することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［７］を提供するものである。
［１］ （Ａ）塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰、焼却飛灰等を含む混合灰）を含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の３つの値を得る工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）の上記３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤（例えば、他の塩素含有ダストや、石炭灰等の塩素を含まないダストや、ソーダ灰等のアルカリ金属源等）を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程と、を含むことを特徴とする塩素含有ダストの処理方法。
【０００６】
［２］ 工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［３］ 工程（Ａ）において、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［４］ 工程（Ａ）において、（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
【０００７】
［５］ 工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、区分（ａ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上であり、区分（ｂ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃であり、区分（ｃ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である、上記［１］の塩素含有ダストの処理方法。
［６］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［５］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
［７］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［６］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
［８］ 工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の銅含有率が６００ｐｐｍ以下である上記［１］〜［７］のいずれかの塩素含有ダストの処理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塩素含有ダストの処理方法によれば、処理対象となる塩素含有ダストのＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）、及び塩素含有率の３つの値を考慮したうえで、成分調整剤を加えて、これら３つの値を調整しているので、焼成が不十分とならずかつ塩素含有ダストの溶融を生じさせない最適な焼成温度で焼成を行なうことができ、しかも、焼成後に、塩素や重金属（例えば、鉛、銅等）の含有率が小さい焼成物を得ることができる。
焼成物は、例えば、塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下で、かつ鉛含有率が１００ｐｐｍ以下のものであり、セメント原料、コンクリート用混和材、骨材等として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の塩素含有ダストの処理方法は、（Ａ）塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）（以下、括弧書きを省略して、単に「Ｒ／Ｃｌ」と表記する。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率の上記３つの値を得る工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）の３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程を含むものである。
以下、各工程について詳しく説明する。
【００１０】
［工程（Ａ）］
塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程である。
塩素含有ダストとしては、例えば、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰等が挙げられる。塩素含有ダスト（焼却主灰、焼却飛灰）の成分組成の例を表１に示す。
【表１】
【００１１】
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じてＲ／Ｃｌ等の数値範囲を定める方法として、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさについて複数の数値範囲の区分を設け、これら複数の数値範囲の区分の各々について、Ｒ／Ｃｌ等の数値範囲を定める方法が挙げられる。
複数の数値範囲の区分の例としては、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、の３つの区分が挙げられる。
この場合、区分（ａ）〜（ｃ）の各々について、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲の条件は、次のとおりである。
【００１２】
（１）区分（ａ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える場合）
Ｒ／Ｃｌは、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上、特に好ましくは１．０以上である。Ｒ／Ｃｌが０．８未満では、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがある。
Ｒ／Ｃｌの上限値は、焼成物中の鉛含有率を小さく抑える等の観点から、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．９以下、特に好ましくは１．８以下である。
塩素含有率は、好ましくは１２質量％以下、より好ましくは７質量％以下である。塩素含有率が１２質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがある。
焼成温度は、好ましくは１，２５０℃以上、より好ましくは１，３００℃以上である。焼成温度が１，２５０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超える傾向がある。
焼成温度の上限値は、特に限定されないが、塩素バイパスダストの溶融の防止、及び熱エネルギーの節減の観点から、好ましくは１，５００℃以下、より好ましくは１，４５０℃以下、特に好ましくは１，４００℃以下である。
【００１３】
（２）区分（ｂ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である場合）
Ｒ／Ｃｌは、好ましくは１．９以下、より好ましくは１．７以下、特に好ましくは１．５以下である。Ｒ／Ｃｌが１．９を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍを大きく超えることがある。Ｒ／Ｃｌを１．５以下にすれば、工程（Ｄ）で規定される焼成温度の範囲内において、焼成物中の鉛含有率を概ね１００ｐｐｍ以下に抑えることができる。また、Ｒ／Ｃｌを１．２以下にすれば、工程（Ｄ）で規定される焼成温度の範囲内において、焼成物中の銅含有率を概ね１００ｐｐｍ以下に抑えることができる。
本発明において、焼成物中の銅含有率を１００ｐｐｍ以下にするためには、焼成用原料が区分（ｂ）に属することが好ましい。
Ｒ／Ｃｌの下限値は、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上である。該下限値を０．７以上にすれば、工程（Ｄ）における焼成温度が比較的低い場合（例えば、１，２００℃程度）であっても、焼成物中の塩素含有率を概ね１，０００ｐｐｍ以下に抑えることができる。該下限値を０．７以上にすれば、工程（Ｄ）における焼成温度が比較的低い場合（例えば、１，２００℃程度）であっても、焼成物中の塩素含有率を概ね１，０００ｐｐｍ以下に抑えることができる。
塩素含有率は、好ましくは７質量％以下、より好ましくは６質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。塩素含有率が７質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。
焼成温度は、好ましくは１，１８０〜１，４００℃、より好ましくは１，２００〜１，４００℃、特に好ましくは１，２５０〜１，３５０℃である。焼成温度が１，１８０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。焼成温度が１，４００℃を超えると、焼成用原料が溶融することがある。
【００１４】
（３）区分（ｃ）（ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である場合）
Ｒ／Ｃｌは、１．９以下、好ましくは１．７以下、特に好ましくは１．５以下である。Ｒ／Ｃｌが１．９を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の鉛含有率を１００ｐｐｍ以下にすることが困難なことがあり、また、塩素含有率も上昇する傾向がある。
Ｒ／Ｃｌの下限値は、特に限定されないが、焼成物中の塩素及び鉛含有率を安定して小さく抑える観点から、好ましくは０．５以上である。
塩素含有率は、５質量％以下である。塩素含有率が５質量％を超えると、工程（Ｄ）で焼成温度を調整しても、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを超えることがある。
焼成温度は、好ましくは１，１３０〜１，２５０℃、より好ましくは１，１５０〜１，２３０℃、特に好ましくは１，１５０〜１，２１０℃である。焼成温度が１，１３０℃未満では、焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍを大きく超えることがある。焼成温度が１，２５０℃を超えると、焼成用原料が溶融することがある。
【００１５】
［工程（Ｂ）］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ及び塩素含有率の３つの値を得る工程である。
【００１６】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｂ）の３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程である。
ここで、成分調整剤としては、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増減するための成分調整剤、Ｒ／Ｃｌを増減するための成分調整剤、及び、塩素含有率を増減するための成分調整剤の中から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増大させるための成分調整剤としては、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が大きい塩素含有ダスト（例えば、焼却飛灰、溶融飛灰等）や、石灰石粉末等のＣａＯ源等が挙げられる。
ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を減少させるための成分調整剤としては、例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が小さい塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰等）や、石炭灰や、建設混合廃棄物等が挙げられる。
Ｒ／Ｃｌの値を増大させるための成分調整剤としては、例えば、アルカリ金属源、建設混合廃棄物、焼却主灰等が挙げられる。アルカリ金属源の例としては、ソーダ灰、ガラスカレット、アルカリ長石、アルカリ廃液、炭酸ナトリウム等が挙げられる。
Ｒ／Ｃｌの値を減少させるための成分調整剤としては、例えば、アルカリ金属（Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏ）の含有率が小さくかつ塩素含有率が大きい他の塩素含有ダストが挙げられる。
塩素含有率を増大させるための成分調整剤としては、例えば、塩素含有率が大きい他の塩素含有ダスト（例えば、焼却飛灰、溶融飛灰等）等が挙げられる。
塩素含有率を減少させるための成分調整剤としては、例えば、塩素含有率が小さい他の塩素含有ダスト（例えば、焼却主灰）や、塩素を含まないダスト（例えば、石炭灰）等が挙げられる。
なお、成分調整剤は、粉末状であることが望ましい。
【００１７】
工程（Ｃ）の実施形態としては、例えば、以下に成分調整例１、成分調整例２として示すように、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比についての上述の区分（ａ）〜（ｃ）を人為的に変えて、焼成物の塩素含有率の低減や、焼成温度の低減等を図る形態が含まれる。
［成分調整例１］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．０（区分（ｃ））、Ｒ／Ｃｌが１．５、塩素含有率が７質量％の結果を得た場合、塩素含有率が５質量％を超えているので、このまま処理したのでは、焼成物の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下に調整することができない。
この場合、石灰石粉末等の成分調整剤を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を増大させ、１．４を超え、２．２以下である区分（ｂ）、または２．２を超える区分（ａ）に属するようにすれば、焼成物の塩素含有率を１，０００ｐｐｍ以下に調整することができる。
［成分調整例２］
処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．３（区分（ａ））、Ｒ／Ｃｌが１．２、塩素含有率が４質量％の結果を得た場合、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が区分（ａ）に属するため、このまま処理したのでは、焼成物中の塩素及び鉛の含有率を小さくするために、焼成温度を１，２５０℃以上に設定しなければならない。
この場合、焼却主灰、建設混合廃棄物、石炭灰等の成分調整剤を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比を減少させ、１．４を超え、２．２以下である区分（ｂ）、または１．４以下の区分（ｃ）に属するようにすれば、焼成温度を１，２００℃程度に下げることができ、熱エネルギーの削減（処理コストの削減）を図ることができる。
【００１８】
［工程（Ｄ）］
工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程である。
焼成用原料を焼成するための手段としては、例えば、ロータリーキルン等が挙げられる。
工程（Ｄ）で得られた焼成物は、ボールミル等の粉砕手段によって粉砕して、セメント原料、コンクリート用混和剤等の用途に用いてもよいし、あるいは、分級して、所定の粒度を有する粒体を得て、骨材等の用途に用いてもよい。本発明の方法で得られた焼成物は、塩素及び鉛の含有率が小さいので、高品質の廃棄物再生品として好適に用いることができる。
焼成物の塩素含有率は、好ましくは１，０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下である。
焼成物の鉛含有率は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは８０ｐｐｍ以下である。
焼成物の銅含有率は、好ましくは６００ｐｐｍ以下、より好ましくは３００ｐｐｍ以下、特に好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【実施例】
【００１９】
以下、実験例によって本発明を説明する。
［１．焼成用原料］
焼成用原料としては、焼却主灰、焼却飛灰等の塩素含有ダストを複数種混合してなる原料Ａ〜Ｃ、及び、焼却主灰、焼却飛灰等の塩素含有ダストの混合物に塩化カルシウムを加えて、塩素含有率を増大させた原料Ｄ〜Ｇを用いた。原料Ａ〜Ｇの成分組成を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
［２．焼成温度の条件の実験］
原料Ａ〜Ｃの各々に炭酸ナトリウムを添加して、Ｒ／Ｃｌが１．０２である焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表３に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表３に示す。
また、表３に示す結果のうち、「焼成温度と塩素含有率の関係」、「焼成温度と鉛含有率の関係」及び「焼成温度と銅含有率の関係」を各々、図１、図２、図３として示す。図１及び図２から、Ｒ／Ｃｌが１．０２である場合、塩素含有率を０．１質量％（１，０００ｐｐｍ）以下にするためには、原料Ａでは１，２９０℃以上、原料Ｂでは１，２００℃以上、原料Ｃでは１，１６０℃以上にすればよいことがわかる。
【００２２】
【表３】
【００２３】
［３．塩素含有率の条件の実験］
原料Ｄ〜Ｇの各々に炭酸ナトリウムを添加して、表４に示すＲ／Ｃｌの値を有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表３に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表４に示す。
表４中、区分（ａ）に属しかつ塩素含有率が６．３質量％（表２）である原料Ｄの場合には、焼成温度１，３５０℃で、０．０４２質量％（４２０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ｂ）に属しかつ塩素含有率が７．９質量％（表２）である原料Ｅの場合には、Ｒ／Ｃｌ及び焼成温度を調整することによって、０．１質量％以下（１，０００ｐｐｍ以下）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ｂ）に属しかつ塩素含有率が５．４質量％（表２）である原料Ｆの場合には、Ｒ／Ｃｌが１．０５でかつ焼成温度が１，３００℃の条件下で、０．０２４質量％（２４０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
区分（ａ）に属しかつ塩素含有率が１２．０質量％（表２）である原料Ｇの場合には、Ｒ／Ｃｌが１．０２でかつ焼成温度が１，３５０℃の条件下で、０．０６１質量％（６１０ｐｐｍ）の塩素含有率を有する焼成物が得られている。
【００２４】
【表４】
【００２５】
［４．Ｒ／Ｃｌの条件の実験］
（１）原料Ａ（区分（ａ）に属する焼成用原料）
原料Ａに炭酸ナトリウムを添加して、表５に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表５に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表５に示す。
また、表５に示す結果を図４〜図６として示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
（２）原料Ｂ（区分（ｂ）に属する焼成用原料）
原料Ｂに炭酸ナトリウムを添加して、表６に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表６に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表６に示す。
【００２８】
【表６】
【００２９】
（３）原料Ｃ（区分（ｃ）に属する焼成用原料）
原料Ｃに炭酸ナトリウムを添加して、表７に示すＲ／Ｃｌを有する焼成用原料を調製した。調製した焼成用原料をロータリーキルンに投入して、表７に示す焼成温度下で焼成物を得た。焼成温度（℃）及び焼成物の成分組成（質量％）を、表７に示す。
また、表６及び表７に示す結果を図７〜図１２として示す。
【００３０】
【表７】
【００３１】
以上の実験結果から、塩素含有ダストを含む焼成用原料をＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさによって、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分の３つの区分に分けた場合、これら３つの区分の各々に対して、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率を小さくするためのＲ／Ｃｌ、塩素含有率、及び焼成温度の最適な条件が存在することがわかる。
したがって、処理対象となる塩素含有ダストについて、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ、塩素含有率の３つの値を測定した後、これら３つの値を考慮して、必要に応じて他の塩素含有ダスト等を加えて、成分を調整すれば、最適な焼成温度下での焼成による熱エネルギーの削減（処理コストの削減）、及び、焼成物中の塩素、鉛及び銅の含有率の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】焼成温度と焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図２】焼成温度と焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図３】焼成温度と焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図４】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図５】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図６】区分（ａ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図７】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図８】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図９】区分（ｂ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【図１０】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の塩素含有率の関係を示すグラフである。
【図１１】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の鉛含有率の関係を示すグラフである。
【図１２】区分（ｃ）に属する焼成用原料について、Ｒ／Ｃｌと焼成物の銅含有率の関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、
（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の３つの値を得る工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）の上記３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、
（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程と、
を含むことを特徴とする塩素含有ダストの処理方法。
【請求項２】
工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項３】
工程（Ａ）において、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項４】
工程（Ａ）において、（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項５】
工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、
区分（ａ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上であり、
区分（ｂ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃であり、
区分（ｃ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である、請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項６】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項７】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項８】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の銅含有率が６００ｐｐｍ以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項１】
（Ａ）塩素含有ダストを含む焼成用原料を焼成して焼成物を得るための一般的な条件として、焼成用原料におけるＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比の大きさに応じて、焼成用原料が満たすべきＲ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の数値範囲、及び、焼成温度の範囲を定める工程と、
（Ｂ）処理対象となる塩素含有ダストの成分を測定して、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）及び塩素含有率の３つの値を得る工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）の上記３つの値を考慮して、工程（Ｂ）の塩素含有ダストに対して、必要に応じて成分調整剤を加えて、焼成用原料を調製する工程と、
（Ｄ）工程（Ｃ）で得られた上記焼成用原料を、工程（Ａ）で定めた焼成温度の範囲内で焼成し、焼成物を得る工程と、
を含むことを特徴とする塩素含有ダストの処理方法。
【請求項２】
工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項３】
工程（Ａ）において、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項４】
工程（Ａ）において、（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、該区分において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項５】
工程（Ａ）において、（ａ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が２．２を超える区分、（ｂ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．４を超え、２．２以下である区分、及び（ｃ）ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．９以上、１．４以下である区分、を含み、
区分（ａ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が０．８以上、塩素含有率が１２質量％以下、及び焼成温度が１，２５０℃以上であり、
区分（ｂ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が７質量％以下、及び焼成温度が１，１８０〜１，４００℃であり、
区分（ｃ）において定めた条件は、Ｒ／Ｃｌ（式中、Ｒは、Ｎａ2Ｏの化学当量とＫ2Ｏの化学当量の和を表し、Ｃｌは、Ｃｌの化学当量を表す。）が１．９以下、塩素含有率が５質量％以下、及び焼成温度が１，１３０〜１，２５０℃である、請求項１に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項６】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の塩素含有率が１，０００ｐｐｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項７】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の鉛含有率が１００ｐｐｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【請求項８】
工程（Ｄ）で得られる上記焼成物中の銅含有率が６００ｐｐｍ以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の塩素含有ダストの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３１４９８７（Ｐ２００６−３１４９８７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７６２７（Ｐ２００６−７６２７）
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００５年１１月１０日 無機マテリアル学会発行の「無機マテリアル学会 第１１１回 学術講演会 講演要旨集」に発表
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００５年１１月１０日 無機マテリアル学会発行の「無機マテリアル学会 第１１１回 学術講演会 講演要旨集」に発表
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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