硫酸ピッチの処理方法
【課題】硫酸ピッチによる刺激臭を化学処理によって無臭化し、これにより石油タ−ル成分を含有する土壌の油分を除去し、高粘性土を砂上にする技術を提供すること。
【解決手段】ケイ酸水溶液及びケイ酸カルシウムを主要鉱物とする混合材、またはその水和物を特徴とする混合材。
【解決手段】ケイ酸水溶液及びケイ酸カルシウムを主要鉱物とする混合材、またはその水和物を特徴とする混合材。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫酸ピッチ特有の臭気である硫化水素、亜硫酸ガスなどの悪臭を脱臭させ、石油成分の分解及び重金属の不溶性化を特徴とする環境保全技術に適応する薬剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫酸ピッチは重油と灯油を混合して軽油を製造するときに出る副産物である。濃硫酸と油の混合物で、強酸性のタ−ル状の液体から成っており、形状はこのタ−ル状のものが含浸した土壌汚泥である。そのため、硫化水素や亜硫酸ガスなどの極めて強い特有の刺激臭を放つ汚泥状のものである。硫酸ピッチの処理方法は現在まだ確立されていない。そのために不法投棄が後を絶たない。
【０００３】
硫酸ピッチの処理方法として、汚泥状の硫酸ピッチを燃焼してしまう極めて原始的な方法がある。この方法では亜硫酸ガスの排煙脱硫装置の設置が不可欠で、エネルギ−コストはもちろんのこと、焼成釜の内張り耐火レンガの劣化も著しく、単純な方法では上記の理由から現在行われていない。
【０００４】
硫酸ピッチを処理する場合、最初、中和する前に緩衝材の役目をする砂質分を投入し、さらにカセイソ−ダ、炭酸ナトリウム、石灰などのアルカリを投入する。これによって急速に固化して固形物になる。これを粉砕して砂状にする方法である。しかし、この方法では特有の刺激臭である硫化水素や亜硫酸ガスなどの悪臭は全く消えないばかりか、その固形物から同様な悪臭が放たれ、満足でききる方法ではない。
【０００５】
硫酸ピッチに含まれるタ−ル分が４０％以上も含まれるため、硫酸をアルカリで中和させるのが極めて難しい。また、タ−ル中の揮発性成分を除去することは不可能であった。また、この揮発成分とハロゲン元素が結合した有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は現存のままである。
【０００６】
硫酸ピッチには微量な重金属類が含まれている。従来の処理方法ではこれが溶出し、環境基準を満たすことはできない。不溶化させるなど、何ら対策も採らずに放置されているのが現状である。タ−ル分が多いため、従来の重金属汚染土壌対策も不可能である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
硫酸ピッチはタ−ル分が多量に存在するため、凝集した泥状になっている。この高粘性の汚泥の凝集性を破壊して硫酸ピッチを粉体状にする。その時点で刺激臭を放出する成分と化学反応するので、ガスの放散が生じない。これに伴って、揮発性有機化合物の分解し、また、含有する重金属の溶出は起こらないので無害化することができる。その結果、凝集力は解除されるので粉末状になり、これを一般の土粒子と同様に処理や再利用することが可能である。
そこで本発明の課題は、硫酸ピッチ特有の刺激臭の発生を抑え、無害化して低粘性の一般土粒子として再利用に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、タ−ル分と化学結合する新規薬剤の開発を行った。それはケイ素を主要成分とする水溶性化合物（液体）で、ケイ酸水溶液である。このｐＨは３〜１０の範囲である。硫酸ピッチにこのケイ酸水溶液を混合することによってタ−ル分と結合して粘性は急激に低下する。
【０００９】
ケイ酸水溶液と混練する過程で、硫酸ピッチ中に含まれる有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）がそれを構成する化学構造中の官能基が脱離して分解する。高粘性汚泥がこのとき粘性を失い、粘性は低下する。したがって、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）はこの時点で確認されていない。
【００１０】
ケイ酸水溶液を混合すると同時に刺激臭はなくなり、混練可能な状態の泥状物質に変わる。この状態に、次に石灰石を粉砕した炭酸カルシウム又は軽量発砲コンクリ−トのようなカルシウムシリケ−ト水和物を主要成分とする粉末、セメント水和物の粉末、コンクリ−トの微粉砕品または高炉スラグ微粉末、フライアッシュまたはセメントなど、また、これらの粉砕品を組み合わせた混合物を混合して混練する。
【００１１】
ケイ酸水溶液と混練すると、硫酸ピッチに含有する重金属類とも化学結合する。その結果、上記
【００１０】
の操作により重金属類は不溶出化して固定化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において使用されるケイ酸水溶液はケイ素濃度６０００〜１００００ｐｐｍ、好ましくは８０００〜１００００ｐｐｍの濃度である。これを硫酸ピッチ１ｋｇ当たり、このケイ酸水を２０〜４０％、好ましくは３０〜４０％混合して混合攪拌する。
【００１３】
その結果、硫酸ピッチの粘性が急速に低下して混練可能な状態になる。２〜３分間混合した後、カルシウムシリケ−ト水和物、セメント水和物、コンクリ−トの微粉砕品もしくは石灰石粉末を硫酸ピッチに対して４０〜６０％、好ましくは５０〜６０％混合して同様に混練する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例を示す。
【００１５】
硫酸ピッチ自体は高い粘性土でこのままでは混練は不可能である。実験では１００ｋｇの硫酸ピッチに８０００ｐｐｍ濃度のケイ酸水溶液３０００リットル混合して３分間攪拌する。その結果、粘性は急速に低下して混練可能な状態になる。このとき強い刺激臭は緩和され、ほとんど無臭に近い状態になる。
【００１６】
混練後、軽量発泡コンクリ−ト粉末を６０ｋｇを徐々に投入し、およそ１０分で投入を終える。十分に混練後は砂状の粒子に変わる。
【重金属の不溶出化】
【００１７】
硫酸ピッチには水銀、カドミウム、砒素、鉛などの重金属が含まれている。したがって、このままでは廃棄することさえできない。本発明によれば、処理後はこれらの重金属は環境１３号による溶出試験では全く検出されない。不溶性にすることが示された。
【揮発性有機化合物の分解】
【００１８】
硫酸ピッチには硫黄、塩化物イオン、硫化物イオン、油分などが含まれている。処理後の揮発性化合物、有機ハロゲン化合物は全く検出されない。
【発明の効果】
【００１９】
以上の通り、本発明によれば、硫酸ピッチの刺激臭を低減し、タ−ル分を含む粘土状土粒子を砂状に変化させる技術と、これに伴って、硫酸ピッチに含まれる重金属の不溶出化と塩化物を含む揮発性化合物を無害化する技術を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫酸ピッチ特有の臭気である硫化水素、亜硫酸ガスなどの悪臭を脱臭させ、石油成分の分解及び重金属の不溶性化を特徴とする環境保全技術に適応する薬剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫酸ピッチは重油と灯油を混合して軽油を製造するときに出る副産物である。濃硫酸と油の混合物で、強酸性のタ−ル状の液体から成っており、形状はこのタ−ル状のものが含浸した土壌汚泥である。そのため、硫化水素や亜硫酸ガスなどの極めて強い特有の刺激臭を放つ汚泥状のものである。硫酸ピッチの処理方法は現在まだ確立されていない。そのために不法投棄が後を絶たない。
【０００３】
硫酸ピッチの処理方法として、汚泥状の硫酸ピッチを燃焼してしまう極めて原始的な方法がある。この方法では亜硫酸ガスの排煙脱硫装置の設置が不可欠で、エネルギ−コストはもちろんのこと、焼成釜の内張り耐火レンガの劣化も著しく、単純な方法では上記の理由から現在行われていない。
【０００４】
硫酸ピッチを処理する場合、最初、中和する前に緩衝材の役目をする砂質分を投入し、さらにカセイソ−ダ、炭酸ナトリウム、石灰などのアルカリを投入する。これによって急速に固化して固形物になる。これを粉砕して砂状にする方法である。しかし、この方法では特有の刺激臭である硫化水素や亜硫酸ガスなどの悪臭は全く消えないばかりか、その固形物から同様な悪臭が放たれ、満足でききる方法ではない。
【０００５】
硫酸ピッチに含まれるタ−ル分が４０％以上も含まれるため、硫酸をアルカリで中和させるのが極めて難しい。また、タ−ル中の揮発性成分を除去することは不可能であった。また、この揮発成分とハロゲン元素が結合した有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は現存のままである。
【０００６】
硫酸ピッチには微量な重金属類が含まれている。従来の処理方法ではこれが溶出し、環境基準を満たすことはできない。不溶化させるなど、何ら対策も採らずに放置されているのが現状である。タ−ル分が多いため、従来の重金属汚染土壌対策も不可能である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
硫酸ピッチはタ−ル分が多量に存在するため、凝集した泥状になっている。この高粘性の汚泥の凝集性を破壊して硫酸ピッチを粉体状にする。その時点で刺激臭を放出する成分と化学反応するので、ガスの放散が生じない。これに伴って、揮発性有機化合物の分解し、また、含有する重金属の溶出は起こらないので無害化することができる。その結果、凝集力は解除されるので粉末状になり、これを一般の土粒子と同様に処理や再利用することが可能である。
そこで本発明の課題は、硫酸ピッチ特有の刺激臭の発生を抑え、無害化して低粘性の一般土粒子として再利用に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、タ−ル分と化学結合する新規薬剤の開発を行った。それはケイ素を主要成分とする水溶性化合物（液体）で、ケイ酸水溶液である。このｐＨは３〜１０の範囲である。硫酸ピッチにこのケイ酸水溶液を混合することによってタ−ル分と結合して粘性は急激に低下する。
【０００９】
ケイ酸水溶液と混練する過程で、硫酸ピッチ中に含まれる有害な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）がそれを構成する化学構造中の官能基が脱離して分解する。高粘性汚泥がこのとき粘性を失い、粘性は低下する。したがって、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）はこの時点で確認されていない。
【００１０】
ケイ酸水溶液を混合すると同時に刺激臭はなくなり、混練可能な状態の泥状物質に変わる。この状態に、次に石灰石を粉砕した炭酸カルシウム又は軽量発砲コンクリ−トのようなカルシウムシリケ−ト水和物を主要成分とする粉末、セメント水和物の粉末、コンクリ−トの微粉砕品または高炉スラグ微粉末、フライアッシュまたはセメントなど、また、これらの粉砕品を組み合わせた混合物を混合して混練する。
【００１１】
ケイ酸水溶液と混練すると、硫酸ピッチに含有する重金属類とも化学結合する。その結果、上記
【００１０】
の操作により重金属類は不溶出化して固定化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において使用されるケイ酸水溶液はケイ素濃度６０００〜１００００ｐｐｍ、好ましくは８０００〜１００００ｐｐｍの濃度である。これを硫酸ピッチ１ｋｇ当たり、このケイ酸水を２０〜４０％、好ましくは３０〜４０％混合して混合攪拌する。
【００１３】
その結果、硫酸ピッチの粘性が急速に低下して混練可能な状態になる。２〜３分間混合した後、カルシウムシリケ−ト水和物、セメント水和物、コンクリ−トの微粉砕品もしくは石灰石粉末を硫酸ピッチに対して４０〜６０％、好ましくは５０〜６０％混合して同様に混練する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例を示す。
【００１５】
硫酸ピッチ自体は高い粘性土でこのままでは混練は不可能である。実験では１００ｋｇの硫酸ピッチに８０００ｐｐｍ濃度のケイ酸水溶液３０００リットル混合して３分間攪拌する。その結果、粘性は急速に低下して混練可能な状態になる。このとき強い刺激臭は緩和され、ほとんど無臭に近い状態になる。
【００１６】
混練後、軽量発泡コンクリ−ト粉末を６０ｋｇを徐々に投入し、およそ１０分で投入を終える。十分に混練後は砂状の粒子に変わる。
【重金属の不溶出化】
【００１７】
硫酸ピッチには水銀、カドミウム、砒素、鉛などの重金属が含まれている。したがって、このままでは廃棄することさえできない。本発明によれば、処理後はこれらの重金属は環境１３号による溶出試験では全く検出されない。不溶性にすることが示された。
【揮発性有機化合物の分解】
【００１８】
硫酸ピッチには硫黄、塩化物イオン、硫化物イオン、油分などが含まれている。処理後の揮発性化合物、有機ハロゲン化合物は全く検出されない。
【発明の効果】
【００１９】
以上の通り、本発明によれば、硫酸ピッチの刺激臭を低減し、タ−ル分を含む粘土状土粒子を砂状に変化させる技術と、これに伴って、硫酸ピッチに含まれる重金属の不溶出化と塩化物を含む揮発性化合物を無害化する技術を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ酸水溶液を特徴とする硫酸ピッチの脱臭剤
【請求項２】
ケイ酸水溶液を特徴とする石油成分の分解剤
【請求項３】
ケイ酸水溶液を特徴とする有機ハロゲン化合物の分解剤
【請求項４】
ケイ酸水溶液を特徴とする高粘性化合物、高粘性土の粘性低下剤
【請求項５】
ケイ酸水溶液を特徴とする重金属の不溶化剤
【請求項１】
ケイ酸水溶液を特徴とする硫酸ピッチの脱臭剤
【請求項２】
ケイ酸水溶液を特徴とする石油成分の分解剤
【請求項３】
ケイ酸水溶液を特徴とする有機ハロゲン化合物の分解剤
【請求項４】
ケイ酸水溶液を特徴とする高粘性化合物、高粘性土の粘性低下剤
【請求項５】
ケイ酸水溶液を特徴とする重金属の不溶化剤
【公開番号】特開２００６−３５１９８（Ｐ２００６−３５１９８Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４０１１６（Ｐ２００４−２４０１１６）
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（５９８１３４８７９）有限会社 日本素材工学研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（５９８１３４８７９）有限会社 日本素材工学研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
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