重金属含有灰の処理方法及び処理剤
【課題】廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる重金属含有灰の処理方法及び処理剤を提供する。
【解決手段】銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法、及び、還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤。
【解決手段】銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法、及び、還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属含有灰の処理方法及び処理剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる重金属含有灰の処理方法及び処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物を焼却すると、廃棄物中に含まれる灰分の大部分は主灰（ボトムアッシュ）として排出されるが、少量の灰分は排ガスに移行し、集塵機などにより煤塵（フライアッシュ）として捕集される。煤塵は、主灰に比べて重金属が多く含まれ、また灰の粒子径が小さいことから、埋め立てられた場合、重金属が浸出水へ溶け出しやすい。このために、煤塵は特別管理一般廃棄物に指定され、そのままの形での埋立及び海洋投棄が禁止され、セメント固化、薬剤処理、酸抽出処理、溶融固化などの方法により処理されている。
【０００３】
煤塵の薬剤処理には、ジチオカルバミン酸系キレート化剤などが一般的に用いられている。例えば、飛灰中に含まれる重金属、特に鉛を安定性の高いキレート化剤を用いることにより簡便に固定化できる方法として、飛灰に水と、ピペラジン−Ｎ−カルボジチオ酸、ピペラジン−Ｎ,Ｎ'−ビスカルボジチオ酸又はこれらの塩を添加し、混練する飛灰中の重金属の固定化方法が提案されている（特許文献１）。しかし、煤塵に鉛以外に銅が含まれている場合、銅によりキレート化剤が消費される結果、煤塵からの鉛の溶出量を埋立基準値まで低下させるためには、多量のキレート化剤を添加する必要があり、安全性や環境汚染負荷の観点から、キレート化剤の使用量を低減する必要があった。
【特許文献１】特許第３３９１１７３号公報（第１−２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる重金属含有灰の処理方法及び処理剤を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、銅と鉛とを含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加して混練することにより、重金属の固定化に必要な重金属固定化剤の使用量を大幅に減少し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法、
（２）銅及び鉛を含有する煤塵の銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である(１)記載の重金属含有灰の処理方法、
（３）還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物である(１)記載の重金属含有灰の処理方法。
（４）重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤である(１)記載の重金属含有灰の処理方法、
（５）窒素−硫黄系キレート化剤が、ジチオカルバミン酸系キレート化剤である(４)記載の重金属含有灰の処理方法、及び、
（６）還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の重金属含有灰の処理方法及び処理剤によれば、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の重金属の処理方法においては、銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練する。
【０００８】
本発明方法を適用する煤塵に特に制限はなく、例えば、一般廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、製鋼電気炉、石炭燃焼炉などから発生し、重力沈降室、ルーバ形セパレーター、ベンチュリースクラバー、サイクロン、エアフィルター、バグフィルター、セラミックフィルター、粒子充填層フィルター、電気集塵機などの集塵装置により捕集された銅及び鉛を含有する煤塵に適用することができる。乾式の集塵装置により捕集された煤塵には、還元剤と重金属固定化剤とともに、水を添加して混練することが好ましい。
【０００９】
本発明方法は、銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である煤塵の処理に好適に適用することができる。銅又は鉛のいずれかの含有量が０.００１重量％未満である煤塵は、還元剤による効果が顕著でなくなるため、本発明方法を適用する必要性は少ない。
【００１０】
本発明方法に用いる還元剤に特に制限はなく、他の物質に電子を与えて、自らは酸化される任意の物質を用いることができる。このような還元剤としては、例えば、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体又はロジン類を好適に用いることができる。これらの還元剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１１】
水素化合物としては、例えば、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化ルビジウム、水素化セシウム、水素化マグネシウム、水素化カルシウム、水素化バリウム、セラン、水素化ジルコニウム(II)、ボラン、水素化アルミニウム、シラン、スタンナン、ホスフィン、テラン、水素化アルミニウムリチウム、テトラビトロホウ酸リチウム、テトラヒドロホウ酸ナトリウム、テトラヒドロホウ酸カリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルカリウム、トリエチルスタンナン、トリブチルスタンナンなどを挙げることができる。これらの中で、テトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）及び水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ4）を特に好適に用いることができる。
【００１２】
硫黄(III)化合物としては、例えば、亜ジチオン酸、亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム（ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、(ＨＯＣＨ2ＳＯ2)Ｎａ・２Ｈ2Ｏ）などを挙げることができる。鉄粉類としては、例えば、鉄粉、アトマイズ鉄粉、電解鉄粉、酸化鉄粉などを挙げることができる。糖類としては、例えば、ブドウ糖、果糖、キシロース、マンノースなどの単糖類、ショ糖、乳糖、麦芽糖などのオリゴ糖類、デンプン、デキストリン、プルランなどの多糖類、キシリトール、アラビトール、ソルビトール、マンニトールなどの糖アルコールなどを挙げることができる。
【００１３】
脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体としては、例えば、ギ酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、シュウ酸、クエン酸、グルコン酸、エリソルビン酸などや、それらの塩、無水物、エステルなどを挙げることができる。アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、グリオキサール、スクシンジアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラールなどを挙げることができる。ケイ素系高分子化合物としては、例えば、メチルハイドロジェンシリコーン、ジメチルポリシロキサン、アミノ変性シリコーンなどを挙げることができる。ヒドラジン若しくはその誘導体としては、例えば、ヒドラジン、ヒドラジン二酢酸、フェニルヒドラジン、アセトヒドラジドなどを挙げることができる。
【００１４】
タンニン若しくはその誘導体としては、例えば、縮合型タンニンと呼ばれるフラバノール誘導体、１個以上の没食子酸と糖がエステル結合した可溶性タンニンなどを挙げることができる。モルホリン若しくはその誘導体としては、例えば、モルホリン、ジチオモルホリン、２−(４−モルホリニルジチオ)ベンゾチアゾールなどを挙げることができる。ヒンダードフェノール類としては、例えば、２,６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２,４,６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２,５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノンなどを挙げることができる。没食子若しくはその誘導体としては、例えば、没食子、没食子酸、没食子酸アミド、没食子酸プロピル、没食子酸オクチル、没食子酸ドデシル、ｍ−ガロイル没食子酸などを挙げることができる。ロジン類としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、ロジンエステル、ロジン油、硬化ロジンなどを挙げることができる。
【００１５】
本発明方法に用いる重金属固定化剤としては、例えば、重金属と反応して難溶性の化合物を形成する水溶性リン酸塩、硫化物、重金属を難溶性の水酸化物とするアルカリ剤、重金属と安定なキレート化合物を形成するキレート化剤などを挙げることができる。これらの中で、窒素−硫黄系キレート化剤は、安定度の高いキレート化合物を形成するので好適に用いることができる。窒素−硫黄系キレート化剤としては、例えば、ジチオカルバミン酸系キレート化剤、ジチゾン系キレート化剤などを挙げることができる。これらの中で、ジチオカルバミン酸系キレート化剤は、還元剤と併用したとき、その使用量を大幅に減少することができるので、特に好適に用いることができる。ジチオカルバミン酸系キレート化剤としては、例えば、ジチオカルバミン酸エチル、ピペラジン−Ｎ−ジチオカルバミン酸、ピペラジン−Ｎ,Ｎ'−ビスジチオカルバミン酸又はそれらの水溶性塩などを挙げることができる。
【００１６】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵への還元剤の添加量に特に制限はないが、煤塵１００重量部に対して１〜１０重量部であることが好ましく、２〜７重量部であることがより好ましい。還元剤の添加量が煤塵１００重量部に対して１重量部未満であると、重金属固定化剤の使用量を減少する効果が十分に発現しないおそれがある。還元剤の添加量が煤塵１００重量部に対して１０重量部を超えると、還元剤の添加量に見合った効果が得られず、処理灰の量が増大するおそれがある。
【００１７】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵への重金属固定化剤の添加量に特に制限はなく、煤塵が含有する重金属の量に応じて適宜選択することができるが、通常は煤塵１００重量部に対して２〜２０重量部であることが好ましく、４〜１５重量部であることがより好ましい。重金属固定化剤の添加量が煤塵１００重量部に対して２重量部未満であると、鉛の溶出濃度が十分に低下しないおそれがある。重金属固定化剤の添加量は煤塵１００重量部に対して２０重量部を超えても、その添加量に見合った効果が得られない。
【００１８】
本発明の重金属含有灰の処理剤は、還元剤と重金属固定化剤とを含有する。本発明の処理剤においては、還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。本発明の処理剤においては、重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤であることが好ましく、ジチオカルバミン酸系キレート化剤であることがより好ましい。
【００１９】
本発明の重金属含有灰の処理剤の剤型に特に制限はなく、例えば、還元剤と重金属固定化剤を混合した一剤型とすることができ、あるいは、還元剤と重金属固定化剤を別々に分けた二剤型とすることもできる。処理剤を一剤型とすることにより、一つの薬剤供給装置を用いて煤塵に処理剤を供給することができる。処理剤を二剤型とすることにより、煤塵の重金属の含有量などに応じて、還元剤と重金属固定化剤の供給比を変動させることができる。また、還元剤と重金属固定化剤を別々に添加する場合は、還元剤を添加したのちに重金属固定化剤を添加することが好ましい。
【００２０】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵へ還元剤と重金属固定化剤を添加し、混練する方法に特に制限はなく、バッチ式混練機、連続式混練機などを用い、煤塵に処理剤とともに少量の水を添加して混練することができる。図１は、本発明方法の実施の一態様の説明図である。本態様においては、銅及び鉛を含有する煤塵がホッパー１に投入され、二軸式混練機２のバレルの中で処理剤と水が添加され、混練される。少量の水を添加し、二軸式混練機を用いて混練することにより、煤塵と処理剤を均一に混合して、処理剤による重金属固定化効果を十分に高めることができる。図１に示す態様においては、二軸式混練機で処理剤と混練された処理灰は、造粒機３へ送られ、高圧で押出成形されて粒状化される。処理灰を造粒することにより、容積を減少し、処理灰搬出用のトラックの台数を減少するとともに、最終処分場を延命することができる。
【００２１】
本発明の重金属含有灰の処理方法により、重金属固定化剤の使用量を低減し得る機構の詳細は明らかではないが、おおよそ下記のように推定される。すなわち、重金属固定化剤の銅に対する反応性が鉛に対する反応性よりも大きいために、銅と鉛とが共存する煤塵に重金属固定化剤を添加すると、銅と重金属固定化剤の反応が先に進んでキレート化合物が形成され、鉛と反応すべき重金属固定化剤の量が少なくなる。そのために、多量の重金属固定化剤を添加しないと、鉛のキレート化合物を十分に形成して溶出濃度を低下させることが困難となる。本発明方法によれば、還元剤と重金属固定化剤とを添加するので、煤塵中の銅の一部が還元されて不溶性の金属銅となり、キレート化による重金属固定化剤の費消量が減少し、鉛と反応するために十分な重金属固定化剤が確保される。
【実施例】
【００２２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例においては、一般廃棄物焼却炉から発生した煤塵である飛灰Ａ、産業廃棄物焼却炉から発生した煤塵である飛灰Ｂ、一般廃棄物溶融炉から発生した煤塵じんである飛灰Ｃ及び産業廃棄物溶融炉から発生した煤塵である飛灰Ｄの４種の飛灰について処理を行った。それぞれの飛灰の主要成分含有量を、第１表に示す。
また、実施例及び比較例においては、キレート化剤として、ピペラジンジチオカルバミン酸カリウム［栗田工業(株)、アッシュナイトＳ８０３］を用い、重金属の溶出試験は、環境庁告示第１３号にしたがって行った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
比較例１
処理しない飛灰Ａについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９７ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.７ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.６ｍｇ／Ｌであった。
比較例３
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ８５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.５ｍｇ／Ｌであった。
比較例４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ４６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例５
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１.６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例６
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例７
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部及び亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部、亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）３重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ２３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１.３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.２９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１〜７及び実施例１〜４の結果を、第２表に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】
第２表に見られるように、飛灰Ａにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ａ１００重量部に対してキレート化剤１６重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ａ１００重量部に対して亜ジチオン酸ナトリウム３重量部を添加することにより、キレート化剤４重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が４分の１に減少する。
比較例８
処理しない飛灰Ｂについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ１０１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.９ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例９
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.９ｍｇ／Ｌであった。
比較例１０
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ７３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.７ｍｇ／Ｌであった。
比較例１１
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ５２ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.５ｍｇ／Ｌであった。
比較例１２
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１３ｍｇ／Ｌであった。
比較例１３
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１４
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及び鉄粉［和光純薬工業(株)、１００メッシュ通過８５重量％以上］２.５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例５
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部、鉄粉［和光純薬工業(株)、１００メッシュ通過８５重量％以上］２.５重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ４３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例６
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ１６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例７
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ３.５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例８
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ０.２９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例９
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１０
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１５
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及びギ酸ナトリウム（ＨＣＯＯＮａ）５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１２ｍｇ／Ｌであった。
実施例１１
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部、ギ酸ナトリウム５重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ７７ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１２
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ４１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１３
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ２.１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１５
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１６
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例５〜１６及び比較例８〜１５の結果を、第３表に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
第３表に見られるように、飛灰Ｂにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｂ１００重量部に対してキレート化剤１６重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ｂ１００重量部に対して鉄粉２.５重量部を添加することにより、キレート化剤８重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が半減する。
飛灰Ｂ１００重量部に対してギ酸ナトリウム５重量部を添加した場合は、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満にするために必要なキレート化剤の添加量は飛灰Ｂ１００重量部に対して１６重量部であり、ギ酸ナトリウムを添加しない場合と同じである。しかし、キレート化剤添加量が飛灰Ｂ１００重量部に対して８重量部の場合を比較すると、ギ酸ナトリウムを添加しないと鉛の溶出量が１１ｍｇ／Ｌであるのに対して、ギ酸ナトリウムを添加すると鉛の溶出量は０.１１ｍｇ／Ｌとなり、鉛の溶出量は１０分の１に減少している。この結果から、還元剤としてギ酸ナトリウムを用いた場合も、キレート化剤の使用量を減少し得る可能性があると推定することができる。
比較例１６
処理しない飛灰Ｃについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ７０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.９ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００７ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１７
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ２６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.７ｍｇ／Ｌ、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１８
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例１９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１４ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例２０
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１.１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.２８ｍｇ／Ｌであった。
比較例２１
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ０.１５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２２
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びテトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００３５ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１７
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部、テトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１８
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２０
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２１
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２３
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びヒドラジン一水和物７.８重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１００ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００７ｍｇ／Ｌであった。
実施例２２
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部、ヒドラジン一水和物７.８重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ２８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２３
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２４
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２５
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２６
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１７〜２６及び比較例１６〜２３の結果を、第４表に示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】
第４表に見られるように、飛灰Ｃにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｃ１００重量部に対してキレート化剤２５重量部を添加しても鉛の溶出量は０.１５ｍｇ／Ｌまでしか低下しないが、飛灰Ｃ１００重量部に対してテトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部を添加することにより、キレート化剤１０重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となる。
なた、飛灰Ｃ１００重量部に対してヒドラジン５重量部を添加した場合も、キレート化剤１０重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となる。
比較例２４
処理しない飛灰Ｄについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ７８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.２ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００４２ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２５
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ７０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.１ｍｇ／Ｌであった。
比較例２６
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ５１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.８ｍｇ／Ｌであった。
比較例２７
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ２２ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例２８
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１９ｍｇ／Ｌであった。
比較例２９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ１.３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３０
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３１
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びロジン［荒川化学工業(株)、松脂ロジン］５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ８１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２７
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部、ロジン［荒川化学工業(株)、松脂ロジン］５重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ２０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２８
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２９
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３０
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３１
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３２
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３２
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びタンニン酸［和光純薬工業(株)］５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ７４ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１１ｍｇ／Ｌであった。
実施例３３
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部、タンニン酸［和光純薬工業(株)］５重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ５１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３４
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３５
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３６
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３７
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３８
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２７〜３８及び比較例２４〜３２の結果を、第５表に示す。
【００３３】
【表７】
【００３４】
【表８】
【００３５】
第５表に見られるように、飛灰Ｄにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｄ１００重量部に対してキレート化剤１８重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ｄ１００重量部に対してロジン５重量部を添加することにより、キレート化剤９重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が半減する。
また、飛灰Ｄ１００重量部に対してタンニン酸５重量部を添加することにより、キレート化剤１２重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が３分の２に減少する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の重金属含有灰の処理方法及び処理剤によれば、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明方法の実施の一態様の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ ホッパー
２ 二軸式混練機
３ 造粒機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属含有灰の処理方法及び処理剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる重金属含有灰の処理方法及び処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物を焼却すると、廃棄物中に含まれる灰分の大部分は主灰（ボトムアッシュ）として排出されるが、少量の灰分は排ガスに移行し、集塵機などにより煤塵（フライアッシュ）として捕集される。煤塵は、主灰に比べて重金属が多く含まれ、また灰の粒子径が小さいことから、埋め立てられた場合、重金属が浸出水へ溶け出しやすい。このために、煤塵は特別管理一般廃棄物に指定され、そのままの形での埋立及び海洋投棄が禁止され、セメント固化、薬剤処理、酸抽出処理、溶融固化などの方法により処理されている。
【０００３】
煤塵の薬剤処理には、ジチオカルバミン酸系キレート化剤などが一般的に用いられている。例えば、飛灰中に含まれる重金属、特に鉛を安定性の高いキレート化剤を用いることにより簡便に固定化できる方法として、飛灰に水と、ピペラジン−Ｎ−カルボジチオ酸、ピペラジン−Ｎ,Ｎ'−ビスカルボジチオ酸又はこれらの塩を添加し、混練する飛灰中の重金属の固定化方法が提案されている（特許文献１）。しかし、煤塵に鉛以外に銅が含まれている場合、銅によりキレート化剤が消費される結果、煤塵からの鉛の溶出量を埋立基準値まで低下させるためには、多量のキレート化剤を添加する必要があり、安全性や環境汚染負荷の観点から、キレート化剤の使用量を低減する必要があった。
【特許文献１】特許第３３９１１７３号公報（第１−２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる重金属含有灰の処理方法及び処理剤を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、銅と鉛とを含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加して混練することにより、重金属の固定化に必要な重金属固定化剤の使用量を大幅に減少し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法、
（２）銅及び鉛を含有する煤塵の銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である(１)記載の重金属含有灰の処理方法、
（３）還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物である(１)記載の重金属含有灰の処理方法。
（４）重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤である(１)記載の重金属含有灰の処理方法、
（５）窒素−硫黄系キレート化剤が、ジチオカルバミン酸系キレート化剤である(４)記載の重金属含有灰の処理方法、及び、
（６）還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の重金属含有灰の処理方法及び処理剤によれば、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の重金属の処理方法においては、銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練する。
【０００８】
本発明方法を適用する煤塵に特に制限はなく、例えば、一般廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、製鋼電気炉、石炭燃焼炉などから発生し、重力沈降室、ルーバ形セパレーター、ベンチュリースクラバー、サイクロン、エアフィルター、バグフィルター、セラミックフィルター、粒子充填層フィルター、電気集塵機などの集塵装置により捕集された銅及び鉛を含有する煤塵に適用することができる。乾式の集塵装置により捕集された煤塵には、還元剤と重金属固定化剤とともに、水を添加して混練することが好ましい。
【０００９】
本発明方法は、銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である煤塵の処理に好適に適用することができる。銅又は鉛のいずれかの含有量が０.００１重量％未満である煤塵は、還元剤による効果が顕著でなくなるため、本発明方法を適用する必要性は少ない。
【００１０】
本発明方法に用いる還元剤に特に制限はなく、他の物質に電子を与えて、自らは酸化される任意の物質を用いることができる。このような還元剤としては、例えば、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体又はロジン類を好適に用いることができる。これらの還元剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１１】
水素化合物としては、例えば、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化ルビジウム、水素化セシウム、水素化マグネシウム、水素化カルシウム、水素化バリウム、セラン、水素化ジルコニウム(II)、ボラン、水素化アルミニウム、シラン、スタンナン、ホスフィン、テラン、水素化アルミニウムリチウム、テトラビトロホウ酸リチウム、テトラヒドロホウ酸ナトリウム、テトラヒドロホウ酸カリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルカリウム、トリエチルスタンナン、トリブチルスタンナンなどを挙げることができる。これらの中で、テトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）及び水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ4）を特に好適に用いることができる。
【００１２】
硫黄(III)化合物としては、例えば、亜ジチオン酸、亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム（ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、(ＨＯＣＨ2ＳＯ2)Ｎａ・２Ｈ2Ｏ）などを挙げることができる。鉄粉類としては、例えば、鉄粉、アトマイズ鉄粉、電解鉄粉、酸化鉄粉などを挙げることができる。糖類としては、例えば、ブドウ糖、果糖、キシロース、マンノースなどの単糖類、ショ糖、乳糖、麦芽糖などのオリゴ糖類、デンプン、デキストリン、プルランなどの多糖類、キシリトール、アラビトール、ソルビトール、マンニトールなどの糖アルコールなどを挙げることができる。
【００１３】
脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体としては、例えば、ギ酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、シュウ酸、クエン酸、グルコン酸、エリソルビン酸などや、それらの塩、無水物、エステルなどを挙げることができる。アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、グリオキサール、スクシンジアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラールなどを挙げることができる。ケイ素系高分子化合物としては、例えば、メチルハイドロジェンシリコーン、ジメチルポリシロキサン、アミノ変性シリコーンなどを挙げることができる。ヒドラジン若しくはその誘導体としては、例えば、ヒドラジン、ヒドラジン二酢酸、フェニルヒドラジン、アセトヒドラジドなどを挙げることができる。
【００１４】
タンニン若しくはその誘導体としては、例えば、縮合型タンニンと呼ばれるフラバノール誘導体、１個以上の没食子酸と糖がエステル結合した可溶性タンニンなどを挙げることができる。モルホリン若しくはその誘導体としては、例えば、モルホリン、ジチオモルホリン、２−(４−モルホリニルジチオ)ベンゾチアゾールなどを挙げることができる。ヒンダードフェノール類としては、例えば、２,６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２,４,６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、２,５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノンなどを挙げることができる。没食子若しくはその誘導体としては、例えば、没食子、没食子酸、没食子酸アミド、没食子酸プロピル、没食子酸オクチル、没食子酸ドデシル、ｍ−ガロイル没食子酸などを挙げることができる。ロジン類としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、ロジンエステル、ロジン油、硬化ロジンなどを挙げることができる。
【００１５】
本発明方法に用いる重金属固定化剤としては、例えば、重金属と反応して難溶性の化合物を形成する水溶性リン酸塩、硫化物、重金属を難溶性の水酸化物とするアルカリ剤、重金属と安定なキレート化合物を形成するキレート化剤などを挙げることができる。これらの中で、窒素−硫黄系キレート化剤は、安定度の高いキレート化合物を形成するので好適に用いることができる。窒素−硫黄系キレート化剤としては、例えば、ジチオカルバミン酸系キレート化剤、ジチゾン系キレート化剤などを挙げることができる。これらの中で、ジチオカルバミン酸系キレート化剤は、還元剤と併用したとき、その使用量を大幅に減少することができるので、特に好適に用いることができる。ジチオカルバミン酸系キレート化剤としては、例えば、ジチオカルバミン酸エチル、ピペラジン−Ｎ−ジチオカルバミン酸、ピペラジン−Ｎ,Ｎ'−ビスジチオカルバミン酸又はそれらの水溶性塩などを挙げることができる。
【００１６】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵への還元剤の添加量に特に制限はないが、煤塵１００重量部に対して１〜１０重量部であることが好ましく、２〜７重量部であることがより好ましい。還元剤の添加量が煤塵１００重量部に対して１重量部未満であると、重金属固定化剤の使用量を減少する効果が十分に発現しないおそれがある。還元剤の添加量が煤塵１００重量部に対して１０重量部を超えると、還元剤の添加量に見合った効果が得られず、処理灰の量が増大するおそれがある。
【００１７】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵への重金属固定化剤の添加量に特に制限はなく、煤塵が含有する重金属の量に応じて適宜選択することができるが、通常は煤塵１００重量部に対して２〜２０重量部であることが好ましく、４〜１５重量部であることがより好ましい。重金属固定化剤の添加量が煤塵１００重量部に対して２重量部未満であると、鉛の溶出濃度が十分に低下しないおそれがある。重金属固定化剤の添加量は煤塵１００重量部に対して２０重量部を超えても、その添加量に見合った効果が得られない。
【００１８】
本発明の重金属含有灰の処理剤は、還元剤と重金属固定化剤とを含有する。本発明の処理剤においては、還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。本発明の処理剤においては、重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤であることが好ましく、ジチオカルバミン酸系キレート化剤であることがより好ましい。
【００１９】
本発明の重金属含有灰の処理剤の剤型に特に制限はなく、例えば、還元剤と重金属固定化剤を混合した一剤型とすることができ、あるいは、還元剤と重金属固定化剤を別々に分けた二剤型とすることもできる。処理剤を一剤型とすることにより、一つの薬剤供給装置を用いて煤塵に処理剤を供給することができる。処理剤を二剤型とすることにより、煤塵の重金属の含有量などに応じて、還元剤と重金属固定化剤の供給比を変動させることができる。また、還元剤と重金属固定化剤を別々に添加する場合は、還元剤を添加したのちに重金属固定化剤を添加することが好ましい。
【００２０】
本発明方法において、銅及び鉛を含有する煤塵へ還元剤と重金属固定化剤を添加し、混練する方法に特に制限はなく、バッチ式混練機、連続式混練機などを用い、煤塵に処理剤とともに少量の水を添加して混練することができる。図１は、本発明方法の実施の一態様の説明図である。本態様においては、銅及び鉛を含有する煤塵がホッパー１に投入され、二軸式混練機２のバレルの中で処理剤と水が添加され、混練される。少量の水を添加し、二軸式混練機を用いて混練することにより、煤塵と処理剤を均一に混合して、処理剤による重金属固定化効果を十分に高めることができる。図１に示す態様においては、二軸式混練機で処理剤と混練された処理灰は、造粒機３へ送られ、高圧で押出成形されて粒状化される。処理灰を造粒することにより、容積を減少し、処理灰搬出用のトラックの台数を減少するとともに、最終処分場を延命することができる。
【００２１】
本発明の重金属含有灰の処理方法により、重金属固定化剤の使用量を低減し得る機構の詳細は明らかではないが、おおよそ下記のように推定される。すなわち、重金属固定化剤の銅に対する反応性が鉛に対する反応性よりも大きいために、銅と鉛とが共存する煤塵に重金属固定化剤を添加すると、銅と重金属固定化剤の反応が先に進んでキレート化合物が形成され、鉛と反応すべき重金属固定化剤の量が少なくなる。そのために、多量の重金属固定化剤を添加しないと、鉛のキレート化合物を十分に形成して溶出濃度を低下させることが困難となる。本発明方法によれば、還元剤と重金属固定化剤とを添加するので、煤塵中の銅の一部が還元されて不溶性の金属銅となり、キレート化による重金属固定化剤の費消量が減少し、鉛と反応するために十分な重金属固定化剤が確保される。
【実施例】
【００２２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例においては、一般廃棄物焼却炉から発生した煤塵である飛灰Ａ、産業廃棄物焼却炉から発生した煤塵である飛灰Ｂ、一般廃棄物溶融炉から発生した煤塵じんである飛灰Ｃ及び産業廃棄物溶融炉から発生した煤塵である飛灰Ｄの４種の飛灰について処理を行った。それぞれの飛灰の主要成分含有量を、第１表に示す。
また、実施例及び比較例においては、キレート化剤として、ピペラジンジチオカルバミン酸カリウム［栗田工業(株)、アッシュナイトＳ８０３］を用い、重金属の溶出試験は、環境庁告示第１３号にしたがって行った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
比較例１
処理しない飛灰Ａについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９７ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.７ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.６ｍｇ／Ｌであった。
比較例３
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ８５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.５ｍｇ／Ｌであった。
比較例４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ４６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例５
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１.６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例６
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、比較例２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例７
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部及び亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ９６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１
飛灰Ａ１００重量部に、水３０重量部、亜ジチオン酸ナトリウム（ハイドロサルファイト、Ｎａ2Ｓ2Ｏ4）３重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ２３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１.３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.２９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１〜７及び実施例１〜４の結果を、第２表に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】
第２表に見られるように、飛灰Ａにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ａ１００重量部に対してキレート化剤１６重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ａ１００重量部に対して亜ジチオン酸ナトリウム３重量部を添加することにより、キレート化剤４重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が４分の１に減少する。
比較例８
処理しない飛灰Ｂについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ１０１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.９ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例９
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.９ｍｇ／Ｌであった。
比較例１０
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ７３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.７ｍｇ／Ｌであった。
比較例１１
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ５２ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.５ｍｇ／Ｌであった。
比較例１２
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１３ｍｇ／Ｌであった。
比較例１３
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、比較例９と同じ操作を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１４
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及び鉄粉［和光純薬工業(株)、１００メッシュ通過８５重量％以上］２.５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例５
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部、鉄粉［和光純薬工業(株)、１００メッシュ通過８５重量％以上］２.５重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ４３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例６
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ１６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例７
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ３.５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例８
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ０.２９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例９
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１０
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、実施例５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１５
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部及びギ酸ナトリウム（ＨＣＯＯＮａ）５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１２ｍｇ／Ｌであった。
実施例１１
飛灰Ｂ１００重量部に、水３０重量部、ギ酸ナトリウム５重量部及びキレート化剤１重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ７７ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１２
キレート化剤の添加量を２重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.０、Ｐｂ４１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１３
キレート化剤の添加量を３重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１４
キレート化剤の添加量を４重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ２.１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１５
キレート化剤の添加量を８重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.１１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１６
キレート化剤の添加量を１６重量部とした以外は、実施例１１と同じ操作を行った。ｐＨ１２.１、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例５〜１６及び比較例８〜１５の結果を、第３表に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
第３表に見られるように、飛灰Ｂにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｂ１００重量部に対してキレート化剤１６重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ｂ１００重量部に対して鉄粉２.５重量部を添加することにより、キレート化剤８重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が半減する。
飛灰Ｂ１００重量部に対してギ酸ナトリウム５重量部を添加した場合は、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満にするために必要なキレート化剤の添加量は飛灰Ｂ１００重量部に対して１６重量部であり、ギ酸ナトリウムを添加しない場合と同じである。しかし、キレート化剤添加量が飛灰Ｂ１００重量部に対して８重量部の場合を比較すると、ギ酸ナトリウムを添加しないと鉛の溶出量が１１ｍｇ／Ｌであるのに対して、ギ酸ナトリウムを添加すると鉛の溶出量は０.１１ｍｇ／Ｌとなり、鉛の溶出量は１０分の１に減少している。この結果から、還元剤としてギ酸ナトリウムを用いた場合も、キレート化剤の使用量を減少し得る可能性があると推定することができる。
比較例１６
処理しない飛灰Ｃについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ７０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.９ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００７ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１７
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ２６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.７ｍｇ／Ｌ、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例１８
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例１９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１４ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例２０
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ１.１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.２８ｍｇ／Ｌであった。
比較例２１
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、比較例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.７、Ｐｂ０.１５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２２
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びテトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ９９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００３５ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１７
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部、テトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１８
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２０
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２１
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、実施例１７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２３
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部及びヒドラジン一水和物７.８重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１００ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００７ｍｇ／Ｌであった。
実施例２２
飛灰Ｃ１００重量部に、水３０重量部、ヒドラジン一水和物７.８重量部及びキレート化剤５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ２８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.０００５ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２３
キレート化剤の添加量を１０重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２４
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２５
キレート化剤の添加量を２０重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２６
キレート化剤の添加量を２５重量部とした以外は、実施例２２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例１７〜２６及び比較例１６〜２３の結果を、第４表に示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】
第４表に見られるように、飛灰Ｃにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｃ１００重量部に対してキレート化剤２５重量部を添加しても鉛の溶出量は０.１５ｍｇ／Ｌまでしか低下しないが、飛灰Ｃ１００重量部に対してテトラヒドロホウ酸ナトリウム（水素化ホウ素ナトリウム、ＮａＢＨ4）２.５重量部を添加することにより、キレート化剤１０重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となる。
なた、飛灰Ｃ１００重量部に対してヒドラジン５重量部を添加した場合も、キレート化剤１０重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となる。
比較例２４
処理しない飛灰Ｄについて、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ７８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.２ｍｇ／Ｌ、Ｃｄ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｈｇ０.００４２ｍｇ／Ｌ、Ｃｒ(VI)０.２ｍｇ／Ｌ未満、Ａｓ０.１ｍｇ／Ｌ未満、Ｓｅ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例２５
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ７０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１.１ｍｇ／Ｌであった。
比較例２６
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ５１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.８ｍｇ／Ｌであった。
比較例２７
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ２２ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.３ｍｇ／Ｌであった。
比較例２８
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ９ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１９ｍｇ／Ｌであった。
比較例２９
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ１.３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３０
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、比較例２５と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３１
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びロジン［荒川化学工業(株)、松脂ロジン］５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ８１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２７
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部、ロジン［荒川化学工業(株)、松脂ロジン］５重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ２０ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２８
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２９
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３０
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３１
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３２
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、実施例２７と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
比較例３２
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部及びタンニン酸［和光純薬工業(株)］５重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ７４ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１１ｍｇ／Ｌであった。
実施例３３
飛灰Ｄ１００重量部に、水３０重量部、タンニン酸［和光純薬工業(株)］５重量部及びキレート化剤３重量部を添加し、乳鉢で５分間混練したのち、溶出試験を行った。ｐＨ１２.２、Ｐｂ５１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３４
キレート化剤の添加量を６重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ１５ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３５
キレート化剤の添加量を９重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.６ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３６
キレート化剤の添加量を１２重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３７
キレート化剤の添加量を１５重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.３、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例３８
キレート化剤の添加量を１８重量部とした以外は、実施例３２と同じ操作を行った。ｐＨ１２.４、Ｐｂ０.０５ｍｇ／Ｌ未満、Ｃｕ０.１ｍｇ／Ｌ未満であった。
実施例２７〜３８及び比較例２４〜３２の結果を、第５表に示す。
【００３３】
【表７】
【００３４】
【表８】
【００３５】
第５表に見られるように、飛灰Ｄにキレート化剤のみを添加して処理すると、飛灰Ｄ１００重量部に対してキレート化剤１８重量部を添加しないと鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満にならないが、飛灰Ｄ１００重量部に対してロジン５重量部を添加することにより、キレート化剤９重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が半減する。
また、飛灰Ｄ１００重量部に対してタンニン酸５重量部を添加することにより、キレート化剤１２重量部の添加で鉛の溶出量が０.０５ｍｇ／Ｌ未満となり、鉛の溶出量を０.０５ｍｇ／Ｌ未満とするために必要なキレート化剤の添加量が３分の２に減少する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の重金属含有灰の処理方法及び処理剤によれば、廃棄物を焼却、溶融又は焼成した際に発生する煤塵や、製鋼電気炉から発生する煤塵などの銅と鉛とを含有する煤塵を、少量の重金属固定化剤を用いて重金属の溶出量を減少し、埋立処分が可能なまでに無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明方法の実施の一態様の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ ホッパー
２ 二軸式混練機
３ 造粒機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法。
【請求項２】
銅及び鉛を含有する煤塵の銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項３】
還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項４】
重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項５】
窒素−硫黄系キレート化剤が、ジチオカルバミン酸系キレート化剤である請求項４記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項６】
還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤。
【請求項１】
銅及び鉛を含有する煤塵に、還元剤と重金属固定化剤とを添加し、混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法。
【請求項２】
銅及び鉛を含有する煤塵の銅の含有量が０.００１重量％以上であり、鉛の含有量が０.００１重量％以上である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項３】
還元剤が、水素化合物、硫黄(III)化合物、鉄粉類、糖類、脂肪族カルボン酸若しくはその誘導体、アルデヒド類、ケイ素系高分子化合物、ヒドラジン若しくはその誘導体、タンニン若しくはその誘導体、モルホリン若しくはその誘導体、ヒンダードフェノール類、没食子若しくはその誘導体及びロジン類からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項４】
重金属固定化剤が、窒素−硫黄系キレート化剤である請求項１記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項５】
窒素−硫黄系キレート化剤が、ジチオカルバミン酸系キレート化剤である請求項４記載の重金属含有灰の処理方法。
【請求項６】
還元剤と重金属固定化剤とを含有することを特徴とする重金属含有灰の処理剤。
【図１】
【公開番号】特開２００６−９５４０９（Ｐ２００６−９５４０９Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８３９９０（Ｐ２００４−２８３９９０）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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