JP2000093927A - 有害物質固定化材 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で長期的に安定に重金属類を固定化する
有害物質固定化材を提供する。また重金属類のみなら
す、従来の方法では困難であったクロム酸イオン、重ク
ロム酸イオン、塩素イオンやフッ素イオン等のハロゲン
イオン、ヒ酸イオン、リン酸イオン、亜硝酸イオン、硝
酸イオン等の陰イオンの固定化も可能にする。 【解決手段】 カルシウムサルホアルミネート水和物の
加熱処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処
理により得られる再水和性を有する物質のうちの少なく
とも一方を主成分として含有する。あるいは、これらの
うちの少なくとも一方と、生石灰、消石灰、石膏、高炉
水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫酸鉄、塩化鉄、
水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チオ尿素、多硫化
カルシウムのうちの一種以上との混合物は更に好まし
い。
有害物質固定化材を提供する。また重金属類のみなら
す、従来の方法では困難であったクロム酸イオン、重ク
ロム酸イオン、塩素イオンやフッ素イオン等のハロゲン
イオン、ヒ酸イオン、リン酸イオン、亜硝酸イオン、硝
酸イオン等の陰イオンの固定化も可能にする。 【解決手段】 カルシウムサルホアルミネート水和物の
加熱処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処
理により得られる再水和性を有する物質のうちの少なく
とも一方を主成分として含有する。あるいは、これらの
うちの少なくとも一方と、生石灰、消石灰、石膏、高炉
水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫酸鉄、塩化鉄、
水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チオ尿素、多硫化
カルシウムのうちの一種以上との混合物は更に好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】我々の産業活動および生活活
動の結果に伴って排出される廃棄物、汚泥などは増加の
傾向にあり、これらを無害化処理し、埋め立て処分ある
いは再利用を図ることが急務となっている。本発明は、
これらの廃棄物、汚泥などに含まれる有害物質を固定化
し、埋設あるいは再利用するに際して無害化する材料を
提供するものである。
動の結果に伴って排出される廃棄物、汚泥などは増加の
傾向にあり、これらを無害化処理し、埋め立て処分ある
いは再利用を図ることが急務となっている。本発明は、
これらの廃棄物、汚泥などに含まれる有害物質を固定化
し、埋設あるいは再利用するに際して無害化する材料を
提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、廃棄物、汚泥中に含まれる有害物
質（主として重金属類）の無害化処理法としては、固化
処理による方法が行われており、固化処理技術として
は、セメント固化、アスファルト固化、溶融固化などの
方法がある。また、液体キレート剤を廃棄物中の重金属
類と反応させて、不溶性の重金属キレート化合物とする
薬剤処理の方法も行われている。
質（主として重金属類）の無害化処理法としては、固化
処理による方法が行われており、固化処理技術として
は、セメント固化、アスファルト固化、溶融固化などの
方法がある。また、液体キレート剤を廃棄物中の重金属
類と反応させて、不溶性の重金属キレート化合物とする
薬剤処理の方法も行われている。
【０００３】セメントによる固化処理は、廃棄物とセメ
ントを所定の配合になるように計量し、所定量の水を添
加した後、混練し成型する方法が広く用いられている。
セメントによる固化処理は、セメント中のアルカリ成分
により重金属類を安定な水酸化物として不溶化させる効
果とセメントの固化に伴う吸着や物理的封じ込め作用に
より固定化するものである。したがって固化の対象とな
る有害物質は、カドミウム、鉛、水銀、砒素、セレンな
どの重金属類であり、シアンや六価クロム等の固化は困
難で、このような有害物質を含む廃棄物を処理する場合
は前処理が必要とされている。また、環境庁告示第５号
では、「金属等を含む廃棄物の固型化に関する基準」と
して、１ｍ３当たり１５０ｋｇ以上の水硬性セメントを
加えることが示されている。
ントを所定の配合になるように計量し、所定量の水を添
加した後、混練し成型する方法が広く用いられている。
セメントによる固化処理は、セメント中のアルカリ成分
により重金属類を安定な水酸化物として不溶化させる効
果とセメントの固化に伴う吸着や物理的封じ込め作用に
より固定化するものである。したがって固化の対象とな
る有害物質は、カドミウム、鉛、水銀、砒素、セレンな
どの重金属類であり、シアンや六価クロム等の固化は困
難で、このような有害物質を含む廃棄物を処理する場合
は前処理が必要とされている。また、環境庁告示第５号
では、「金属等を含む廃棄物の固型化に関する基準」と
して、１ｍ３当たり１５０ｋｇ以上の水硬性セメントを
加えることが示されている。
【０００４】アスファルトによる固化は、アスファルト
の結合材としての接着性、含浸性、撥水性、耐水性、耐
薬品性に優れていることに着目し、廃棄物と混練し、水
との接触を防ぐことにより有害物質の溶出を抑制する処
理法である。アスファルトによる固化は、汚泥、放射性
廃棄物、ごみ焼却灰などを対象に行われているが、コス
ト面とアスファルトの取扱の不具合からセメント方式に
比べ実施されている例は少ない。
の結合材としての接着性、含浸性、撥水性、耐水性、耐
薬品性に優れていることに着目し、廃棄物と混練し、水
との接触を防ぐことにより有害物質の溶出を抑制する処
理法である。アスファルトによる固化は、汚泥、放射性
廃棄物、ごみ焼却灰などを対象に行われているが、コス
ト面とアスファルトの取扱の不具合からセメント方式に
比べ実施されている例は少ない。
【０００５】溶融処理は、廃棄物を１４００〜１６００
℃の高温になるまで加熱することによって、有機物は分
解し、重金属類を生成するスラグに封じ込み固定化する
ものである。この方式は安全性は最も高いとされている
が、溶融処理時に水銀、鉛、砒素、カドミウムなどの沸
点の比較的低い重金属類がガス中に揮散し、飛灰として
回収されることから飛灰の処理の問題が新たに発生する
等の欠点がある。また処理コストが最も高いことも問題
となっている。
℃の高温になるまで加熱することによって、有機物は分
解し、重金属類を生成するスラグに封じ込み固定化する
ものである。この方式は安全性は最も高いとされている
が、溶融処理時に水銀、鉛、砒素、カドミウムなどの沸
点の比較的低い重金属類がガス中に揮散し、飛灰として
回収されることから飛灰の処理の問題が新たに発生する
等の欠点がある。また処理コストが最も高いことも問題
となっている。
【０００６】液体キレート剤による固定化は、窒素と硫
黄系の有機系キレート剤や硫黄を含まない無機系薬剤を
廃棄物と混練し重金属類を固定化するものであるが、キ
レート剤は高価であるため、セメント固化との併用が一
般的である。また、有機系キレート剤の場合、長期安定
性（例えば酸性雨や生分解性）の面で問題がある。
黄系の有機系キレート剤や硫黄を含まない無機系薬剤を
廃棄物と混練し重金属類を固定化するものであるが、キ
レート剤は高価であるため、セメント固化との併用が一
般的である。また、有機系キレート剤の場合、長期安定
性（例えば酸性雨や生分解性）の面で問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な現状に鑑み、安価で長期的に安定に重金属類を固定化
する有害物質固定化材を提供するものである。また、本
発明の固定化材は、重金属類のみならず、従来の方法で
は困難であったクロム酸イオン、重クロム酸イオン、塩
素イオンやフッ素イオン等のハロゲンイオン、ヒ酸イオ
ン、リン酸イオン、亜硝酸イオン、硝酸イオン等の陰イ
オンの固定化も可能である。
な現状に鑑み、安価で長期的に安定に重金属類を固定化
する有害物質固定化材を提供するものである。また、本
発明の固定化材は、重金属類のみならず、従来の方法で
は困難であったクロム酸イオン、重クロム酸イオン、塩
素イオンやフッ素イオン等のハロゲンイオン、ヒ酸イオ
ン、リン酸イオン、亜硝酸イオン、硝酸イオン等の陰イ
オンの固定化も可能である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る有害物質固
定化材は、カルシウムサルホアルミネート水和物の加熱
処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処理に
より得られる再水和性を有する物質のうちの少なくとも
一方を主成分として含有することを特徴とする。あるい
は、これらのうちの少なくとも一方と、生石灰、消石
灰、石膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫
酸鉄、塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チ
オ尿素、多硫化カルシウムのうちの一種以上との混合物
であれば更に好ましい。
定化材は、カルシウムサルホアルミネート水和物の加熱
処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処理に
より得られる再水和性を有する物質のうちの少なくとも
一方を主成分として含有することを特徴とする。あるい
は、これらのうちの少なくとも一方と、生石灰、消石
灰、石膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫
酸鉄、塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チ
オ尿素、多硫化カルシウムのうちの一種以上との混合物
であれば更に好ましい。
【０００９】本発明の固定化材を製造するには、最初に
出発物質であるカルシウムサルホアルミネート水和物、
あるいはカルシウムアルミネート水和物を合成する必要
がある。カルシウムサルホアルミネート水和化合物は、
トリサルフェート型（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳ
Ｏ４・３２Ｈ２Ｏ）およびモノサルフェート型（３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４・１２Ｈ２Ｏ）が存在し、
トリサルフェート型は、エトリンガイトと呼ばれ天然に
も産出し本発明の原料として使用することが可能であ
る。これらの、カルシウムサルホアルミネート系化合物
の合成方法としては湿式でスラリー合成する方法、或い
は固相で焼成し水和させて合成する方法の２種がある
が、本発明では湿式で合成する方法を適用することが好
ましい。またカルシウムアルミネート水和物について
は、Ｃ４ＡＨ１９、Ｃ４ＡＨ１３、Ｃ４ＡＨ１１、Ｃ３
ＡＨ６、Ｃ２ＡＨ８、Ｃ２ＡＨ５、Ｃ４Ａ３Ｈ３、Ｃ４
ＡＨ１０、（ＣはＣａＯを、ＡはＡｌ２Ｏ３を、ＨはＨ
２Ｏを示す）が本発明に使用できるが、合成方法につい
ては、現在公知となっている方法であればいずれの方法
でも良く特に限定されない。できるだけ安価に合成でき
る方法が望ましい。
出発物質であるカルシウムサルホアルミネート水和物、
あるいはカルシウムアルミネート水和物を合成する必要
がある。カルシウムサルホアルミネート水和化合物は、
トリサルフェート型（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳ
Ｏ４・３２Ｈ２Ｏ）およびモノサルフェート型（３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４・１２Ｈ２Ｏ）が存在し、
トリサルフェート型は、エトリンガイトと呼ばれ天然に
も産出し本発明の原料として使用することが可能であ
る。これらの、カルシウムサルホアルミネート系化合物
の合成方法としては湿式でスラリー合成する方法、或い
は固相で焼成し水和させて合成する方法の２種がある
が、本発明では湿式で合成する方法を適用することが好
ましい。またカルシウムアルミネート水和物について
は、Ｃ４ＡＨ１９、Ｃ４ＡＨ１３、Ｃ４ＡＨ１１、Ｃ３
ＡＨ６、Ｃ２ＡＨ８、Ｃ２ＡＨ５、Ｃ４Ａ３Ｈ３、Ｃ４
ＡＨ１０、（ＣはＣａＯを、ＡはＡｌ２Ｏ３を、ＨはＨ
２Ｏを示す）が本発明に使用できるが、合成方法につい
ては、現在公知となっている方法であればいずれの方法
でも良く特に限定されない。できるだけ安価に合成でき
る方法が望ましい。
【００１０】この、カルシウムサルホアルミネート水和
物、またはカルシウムアルミネート水和物ををそのまま
廃棄物に添加しても有害物質の固定化効果は期待できな
い。有害物質の固定化をするためには合成したカルシウ
ムサルホアルミネート水和物、およびカルシウムアルミ
ネート水和物の加熱処理を必要とする。加熱処理は、カ
ルシウムサルホアルミネート水和物の場合、エトリンガ
イトでは１５０℃以上、モノサルフェートでは２００℃
以上の温度が必要である。この加熱処理によってカルシ
ウムサルホアルミネートは、もとの結晶構造が壊れ結晶
質から非晶質の状態となる。また、これらの加熱処理物
は、容易に水と反応してもとのカルシウムサルホアルミ
ネート水和物に戻る。加熱処理温度が４００℃以上にな
ると石膏が遊離して結晶化してくるが、本固定化材の性
能に影響はない。さらに高温の加熱処理を行っても有害
物質の固定化材としての性能に影響はないが、経済性を
考慮するとできるだけ低温で行うことが好ましい。ま
た、カルシウムアルミネート水和物は、例えばＣ３ＡＨ
６の場合、３００℃以上に加熱処理するとＣ１２Ａ７Ｈ
とＣＨ（消石灰）に分解し、さらに４８０℃以上に加熱
処理すると、ＣＨが脱水し、Ｃ（生石灰）となる。他の
カルシウムアルミネート水和物についても、熱分解しカ
ルシウムアルミネートと消石灰、もしくは生石灰にな
る。これらの熱分解したカルシウムアルミネート化合物
は、水との反応性が極めて高い特性があり、その際、石
膏または硫酸根が存在すると容易にカルシウムサルホア
ルミネート水和物を生成する。この場合添加する石膏の
種類については、無水石膏、半水石膏、二水石膏いずれ
のものも使用可能である。
物、またはカルシウムアルミネート水和物ををそのまま
廃棄物に添加しても有害物質の固定化効果は期待できな
い。有害物質の固定化をするためには合成したカルシウ
ムサルホアルミネート水和物、およびカルシウムアルミ
ネート水和物の加熱処理を必要とする。加熱処理は、カ
ルシウムサルホアルミネート水和物の場合、エトリンガ
イトでは１５０℃以上、モノサルフェートでは２００℃
以上の温度が必要である。この加熱処理によってカルシ
ウムサルホアルミネートは、もとの結晶構造が壊れ結晶
質から非晶質の状態となる。また、これらの加熱処理物
は、容易に水と反応してもとのカルシウムサルホアルミ
ネート水和物に戻る。加熱処理温度が４００℃以上にな
ると石膏が遊離して結晶化してくるが、本固定化材の性
能に影響はない。さらに高温の加熱処理を行っても有害
物質の固定化材としての性能に影響はないが、経済性を
考慮するとできるだけ低温で行うことが好ましい。ま
た、カルシウムアルミネート水和物は、例えばＣ３ＡＨ
６の場合、３００℃以上に加熱処理するとＣ１２Ａ７Ｈ
とＣＨ（消石灰）に分解し、さらに４８０℃以上に加熱
処理すると、ＣＨが脱水し、Ｃ（生石灰）となる。他の
カルシウムアルミネート水和物についても、熱分解しカ
ルシウムアルミネートと消石灰、もしくは生石灰にな
る。これらの熱分解したカルシウムアルミネート化合物
は、水との反応性が極めて高い特性があり、その際、石
膏または硫酸根が存在すると容易にカルシウムサルホア
ルミネート水和物を生成する。この場合添加する石膏の
種類については、無水石膏、半水石膏、二水石膏いずれ
のものも使用可能である。
【００１１】加熱処理を行ったカルシウムサルホアルミ
ネート水和物の加熱処理物、または力ルシウムアルミネ
ート水和物の加熱処理物のみでも、処理対象とする廃棄
物に添加し、適量の水を加えて混練することによって、
再水和し、カルシウムサルホアルミネート水和物、また
はカルシウムアルミネート水和物を生成する際に有害物
質を固定化処理できるが、さらに生石灰、消石灰、石
膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫酸鉄、
塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チオ尿
素、多硫化カルシウムのうち一種以上を添加併用するこ
とによって有害物質の固定化処理はより完全なものとな
る。この場合の添加量は、カルシウムサルホアルミネー
ト水和物の加熱処理物、またはカルシウムアルミネート
水和物の加熱処理物１００重量部に対して、生石灰、消
石灰、石膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、
硫酸鉄、塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、
チオ尿素、多硫化カルシウムは１００重量部以下が望ま
しい。また、通常使用されている有機系キレート剤と併
用することも可能である。添加方法についても、予め予
混合した状態で添加してもよく、また回分式に順次添加
する方法でもよい。
ネート水和物の加熱処理物、または力ルシウムアルミネ
ート水和物の加熱処理物のみでも、処理対象とする廃棄
物に添加し、適量の水を加えて混練することによって、
再水和し、カルシウムサルホアルミネート水和物、また
はカルシウムアルミネート水和物を生成する際に有害物
質を固定化処理できるが、さらに生石灰、消石灰、石
膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、硫酸鉄、
塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、チオ尿
素、多硫化カルシウムのうち一種以上を添加併用するこ
とによって有害物質の固定化処理はより完全なものとな
る。この場合の添加量は、カルシウムサルホアルミネー
ト水和物の加熱処理物、またはカルシウムアルミネート
水和物の加熱処理物１００重量部に対して、生石灰、消
石灰、石膏、高炉水砕スラグ、ポルトランドセメント、
硫酸鉄、塩化鉄、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、
チオ尿素、多硫化カルシウムは１００重量部以下が望ま
しい。また、通常使用されている有機系キレート剤と併
用することも可能である。添加方法についても、予め予
混合した状態で添加してもよく、また回分式に順次添加
する方法でもよい。
【００１２】次に、本有害物質固定化材の固定化機能に
ついて説明する。カルシウムサルホアルミネート水和物
であるエトリンガイトは｛Ｃａ３〔Ａｌ（ＯＨ）６]・
１２Ｈ２Ｏ｝３＋なる柱状構造がＣ軸方向に伸びた骨格
を形成しており、この間にＳＯ４四面体と水分子が入り
込んだ結晶構造をしている。多量の結晶水を保持するこ
とも特徴であるが、結晶化の際Ａｌ原子の位置にイオン
半径の近いＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｅなどの金属イ
オンと容易に置換することが知られている。また｛Ｃａ
３〔Ａｌ（ＯＨ）６]・１２Ｈ２Ｏ｝３＋の柱状構造間
に介在するＳＯ ４ ２−イオンも、ＣｒＯ４ ２−、Ｃｒ２
Ｏ７ ２−、ＡｓＯ３ ３−、ＡｓＯ４ ３−、Ｃｌ−、
Ｆ−、ＮＯ３ −、ＮＯ２ −、ＣＯ３ ２−、ＰＯ４ ３−イ
オンなどと置換することも可能である。一方、モノサル
フェートも、〔Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６・２Ｈ２Ｏ〕＋の
層状構造を持ち、結晶化の際Ａｌ原子の位置にイオン半
径の近い重金属イオンを取り込むことはエトリンガイト
の場合と同じであるが、骨格構造中にＯＨ−＋２Ｈ２Ｏ
の空位があるので、この位置にＯＨ−、ＡｓＯ３ ３−、
ＡｓＯ４ ３−、Ｃｌ−、ＳＯ４ ２−、ＰＯ４ ３−、ＮＯ
２ −が取り込まれる。また、カルシウムアルミネート化
合物も水和する際にＣａ２＋イオンの位置にＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｅなどの金属イオンが容易に置換す
ることが知られている。本発明の固定化材は、カルシウ
ムサルホアルミネート化合物、またはカルシウムアルミ
ネート化合物の水和結晶化の際これらのイオンの置換反
応を利用して、結晶構造内に有害物質を固定する固定機
構である。
ついて説明する。カルシウムサルホアルミネート水和物
であるエトリンガイトは｛Ｃａ３〔Ａｌ（ＯＨ）６]・
１２Ｈ２Ｏ｝３＋なる柱状構造がＣ軸方向に伸びた骨格
を形成しており、この間にＳＯ４四面体と水分子が入り
込んだ結晶構造をしている。多量の結晶水を保持するこ
とも特徴であるが、結晶化の際Ａｌ原子の位置にイオン
半径の近いＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｅなどの金属イ
オンと容易に置換することが知られている。また｛Ｃａ
３〔Ａｌ（ＯＨ）６]・１２Ｈ２Ｏ｝３＋の柱状構造間
に介在するＳＯ ４ ２−イオンも、ＣｒＯ４ ２−、Ｃｒ２
Ｏ７ ２−、ＡｓＯ３ ３−、ＡｓＯ４ ３−、Ｃｌ−、
Ｆ−、ＮＯ３ −、ＮＯ２ −、ＣＯ３ ２−、ＰＯ４ ３−イ
オンなどと置換することも可能である。一方、モノサル
フェートも、〔Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６・２Ｈ２Ｏ〕＋の
層状構造を持ち、結晶化の際Ａｌ原子の位置にイオン半
径の近い重金属イオンを取り込むことはエトリンガイト
の場合と同じであるが、骨格構造中にＯＨ−＋２Ｈ２Ｏ
の空位があるので、この位置にＯＨ−、ＡｓＯ３ ３−、
ＡｓＯ４ ３−、Ｃｌ−、ＳＯ４ ２−、ＰＯ４ ３−、ＮＯ
２ −が取り込まれる。また、カルシウムアルミネート化
合物も水和する際にＣａ２＋イオンの位置にＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｅなどの金属イオンが容易に置換す
ることが知られている。本発明の固定化材は、カルシウ
ムサルホアルミネート化合物、またはカルシウムアルミ
ネート化合物の水和結晶化の際これらのイオンの置換反
応を利用して、結晶構造内に有害物質を固定する固定機
構である。
【００１３】従って、有害物質の単なる吸着や、物理的
固定でないので、有害物質の固定化は強固である。カル
シウムサルホアルミネート水和物またはカルシウムアル
ミネート水和物は、溶解度が極めて小さく、且つ無機物
であり、長期にわたって安定に存在することが知られて
いるので、有害物質の固定化の持続性、耐久性の点で優
れている。また、従来の液体キレートによる方法では固
定化できなかったＡｓＯ３ ３−、ＡｓＯ４ ３−、Ｃ
ｌ−、Ｆ−、ＳＯ４ ２−、ＰＯ４ ３−、ＮＯ２ −、ＮＯ
３ −等の陰イオンの固定化ができることも特徴である。
固定でないので、有害物質の固定化は強固である。カル
シウムサルホアルミネート水和物またはカルシウムアル
ミネート水和物は、溶解度が極めて小さく、且つ無機物
であり、長期にわたって安定に存在することが知られて
いるので、有害物質の固定化の持続性、耐久性の点で優
れている。また、従来の液体キレートによる方法では固
定化できなかったＡｓＯ３ ３−、ＡｓＯ４ ３−、Ｃ
ｌ−、Ｆ−、ＳＯ４ ２−、ＰＯ４ ３−、ＮＯ２ −、ＮＯ
３ −等の陰イオンの固定化ができることも特徴である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の固定
化材の具体例及びその効果を説明するが、本発明は下記
の実施例に限定されるものではない。
化材の具体例及びその効果を説明するが、本発明は下記
の実施例に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例１】水酸化カルシウム（特級試薬）５７重量部
と、無水硫酸アルミニウム４３重量部、及び水４００重
量部をステンレスビーカーに秤量し、５０℃に加温し、
５時間混合撹拌し反応させ、さらに２４時間室温で熟成
させた。反応終了後、沈殿物を濾過し５０℃で乾燥さ
せ、固形分１７３重量部を得た。得られた固形分は、粉
末Ｘ線回析の結果エトリンガイトであった。次に得られ
た固形分を電気炉を使用して２００℃で３時間加熱処理
し、加熱処理品“Ａ”１００重量部を得た。１００ｐｐ
ｍの濃度の鉛イオンの廃液１００重量部に加熱処理品
“Ａ”を１０重量部加え１時間攪拌混合し廃液中の鉛の
固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中の鉛を分
析したところ、０．３３ｐｐｍであった。
と、無水硫酸アルミニウム４３重量部、及び水４００重
量部をステンレスビーカーに秤量し、５０℃に加温し、
５時間混合撹拌し反応させ、さらに２４時間室温で熟成
させた。反応終了後、沈殿物を濾過し５０℃で乾燥さ
せ、固形分１７３重量部を得た。得られた固形分は、粉
末Ｘ線回析の結果エトリンガイトであった。次に得られ
た固形分を電気炉を使用して２００℃で３時間加熱処理
し、加熱処理品“Ａ”１００重量部を得た。１００ｐｐ
ｍの濃度の鉛イオンの廃液１００重量部に加熱処理品
“Ａ”を１０重量部加え１時間攪拌混合し廃液中の鉛の
固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中の鉛を分
析したところ、０．３３ｐｐｍであった。
【００１６】
【比較例１】水酸化カルシウム（特扱試薬）５７重量部
と、無水硫酸アルミニウム４３重量部を、１００ｐｐｍ
の濃度の鉛の廃液１０００重量部に加え１時間撹拌混合
し廃液中の鉛イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分
離後、廃液中の鉛を分析したところ、３．５４ｐｐｍで
あった。
と、無水硫酸アルミニウム４３重量部を、１００ｐｐｍ
の濃度の鉛の廃液１０００重量部に加え１時間撹拌混合
し廃液中の鉛イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分
離後、廃液中の鉛を分析したところ、３．５４ｐｐｍで
あった。
【００１７】
【表1】
【００１８】
【実施例２，３】表１に示したアルミスラッジ７７重量
部、無水石膏２６重量部、生石灰４０重量部及び水３０
０重量部をステンレスビーカーに秤量し、７０℃に加温
し、３時間混合撹拌し反応させた。アルミスラッジは、
主としてアルミニウム製品の表面処理工程でできるアル
ミニウム塩類を多量に含有した廃液を中和して排水する
際に副生するスラッジであり、多量の水酸化アルミニウ
ムやアルミニウム塩を含有しており、それ以外の不純物
も多少含んでいる。反応終了後沈殿物を濾過し５０℃で
乾燥させ、固形分１８２重量部を得た。得られた固形分
は、粉末Ｘ線回析の結果エトリンガイトであった。次に
得られた固形分を電気炉を使用して５００℃で３時間加
熱処理し、加熱処理品“Ｂ”１００重量部を得た。
部、無水石膏２６重量部、生石灰４０重量部及び水３０
０重量部をステンレスビーカーに秤量し、７０℃に加温
し、３時間混合撹拌し反応させた。アルミスラッジは、
主としてアルミニウム製品の表面処理工程でできるアル
ミニウム塩類を多量に含有した廃液を中和して排水する
際に副生するスラッジであり、多量の水酸化アルミニウ
ムやアルミニウム塩を含有しており、それ以外の不純物
も多少含んでいる。反応終了後沈殿物を濾過し５０℃で
乾燥させ、固形分１８２重量部を得た。得られた固形分
は、粉末Ｘ線回析の結果エトリンガイトであった。次に
得られた固形分を電気炉を使用して５００℃で３時間加
熱処理し、加熱処理品“Ｂ”１００重量部を得た。
【００１９】表２に示した溶出量を示す焼却飛灰１００
重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”を、４０重量部（実
施例２）、６０重量部（実施例３）、および水を適量加
えて混練した後５日間室温で養生し固定化処理を行っ
た。５日後固定化処理品を乳鉢で粉砕し、粒径０．５〜
５ｍｍに粒度調整したものについて環境庁告示１３号に
基づき溶出試験を行った。その結果、表２に示したよう
に焼却飛灰からの重金属溶出量は著しく低滅された。な
お表２以降において、「ＮＤ」は検出限界以下を意味す
る。
重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”を、４０重量部（実
施例２）、６０重量部（実施例３）、および水を適量加
えて混練した後５日間室温で養生し固定化処理を行っ
た。５日後固定化処理品を乳鉢で粉砕し、粒径０．５〜
５ｍｍに粒度調整したものについて環境庁告示１３号に
基づき溶出試験を行った。その結果、表２に示したよう
に焼却飛灰からの重金属溶出量は著しく低滅された。な
お表２以降において、「ＮＤ」は検出限界以下を意味す
る。
【００２０】
【実施例４】表２に示した溶出量を示す焼却飛灰１００
重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”２０重量部、硫酸鉄
１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量部を添加
し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し固定
化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を行っ
たところ、表２に示したように焼却飛灰からの重金属溶
出量は検出限界以下であった。
重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”２０重量部、硫酸鉄
１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量部を添加
し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し固定
化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を行っ
たところ、表２に示したように焼却飛灰からの重金属溶
出量は検出限界以下であった。
【００２１】
【比較例２】表２に示した溶出量を示す焼却飛灰１００
重量部に対して、ポルトランドセメント４０重量部添加
し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し固定
化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を行っ
たところ、表２に示したように焼却飛灰からの重金属溶
出量は低減されたが、埋め立て基準を満足するには至ら
なかった。
重量部に対して、ポルトランドセメント４０重量部添加
し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し固定
化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を行っ
たところ、表２に示したように焼却飛灰からの重金属溶
出量は低減されたが、埋め立て基準を満足するには至ら
なかった。
【００２２】
【比較例３】表２に示した溶出量を示す焼却飛灰１００
重量部に対して、生石灰２０重量部および硫酸鉄１０重
量部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で
養生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出
試験を行ったところ、表２に示したように焼却飛灰から
の重金属溶出量は低減されたが、埋め立て基準を満足す
るには至らなかった。
重量部に対して、生石灰２０重量部および硫酸鉄１０重
量部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で
養生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出
試験を行ったところ、表２に示したように焼却飛灰から
の重金属溶出量は低減されたが、埋め立て基準を満足す
るには至らなかった。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【実施例５】表３に示した組成のアルミスラッジ５０重
量部と無水石膏３７重量部、生石灰（ＣａＯ含有量９３
％）４０重量部及び水４５重量部をステンレスビーカー
に秤量し、５０℃に加温し５時間混合撹拌し反応させ、
さらに室温で２４時間熟成させた。反応終了後、沈殿物
を濾過し５０℃で乾燥させ、固形分１３６重量部を得
た。得られた固形分は粉末Ｘ線回析の結果モノサルフエ
ートであった。次に得られた固形分を電気炉を使用して
４００℃で３時問加熱処理し、加熱処理品“Ｃ”１００
重量部を得た。
量部と無水石膏３７重量部、生石灰（ＣａＯ含有量９３
％）４０重量部及び水４５重量部をステンレスビーカー
に秤量し、５０℃に加温し５時間混合撹拌し反応させ、
さらに室温で２４時間熟成させた。反応終了後、沈殿物
を濾過し５０℃で乾燥させ、固形分１３６重量部を得
た。得られた固形分は粉末Ｘ線回析の結果モノサルフエ
ートであった。次に得られた固形分を電気炉を使用して
４００℃で３時問加熱処理し、加熱処理品“Ｃ”１００
重量部を得た。
【００２５】
【表３】
【００２６】表２に示した溶出量を示す焼却飛灰１００
重量部に対して、加熱処理品“Ｃ”を６０重量部添加
し、さらにポルトランドセメント１０重量部、水硫化ナ
トリウム１重量部を添加し、水を適量加えて混練した後
５日間室温で養生し固定化処理を行った（実施例５）。
５日後固定化処理品を粉砕し、粒径０．５〜５ｍｍに粒
度調整したものについて環境庁告示１３号に基づき溶出
試験を行った。その結果、表２に示したように焼却飛灰
からの重金属溶出量は測定限界以下であった。
重量部に対して、加熱処理品“Ｃ”を６０重量部添加
し、さらにポルトランドセメント１０重量部、水硫化ナ
トリウム１重量部を添加し、水を適量加えて混練した後
５日間室温で養生し固定化処理を行った（実施例５）。
５日後固定化処理品を粉砕し、粒径０．５〜５ｍｍに粒
度調整したものについて環境庁告示１３号に基づき溶出
試験を行った。その結果、表２に示したように焼却飛灰
からの重金属溶出量は測定限界以下であった。
【００２７】
【実施例６】表４に示した溶出量を示す汚泥１００重量
部に対して、加熱処理品“Ｂ”を５０重量部添加し、さ
らに塩化第二鉄３０重量部を添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表４に示し
たように汚泥からの重金属（Ｐｂ）の溶出量は測定限界
以下であった。
部に対して、加熱処理品“Ｂ”を５０重量部添加し、さ
らに塩化第二鉄３０重量部を添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表４に示し
たように汚泥からの重金属（Ｐｂ）の溶出量は測定限界
以下であった。
【００２８】
【比較例４】表４に示した溶出量を示す汚泥１００重量
部に対して、ポルトランドセメントを５０重量部添加
し、さらに塩化第二鉄３０重量部を添加し、水を適量加
えて混練した後５日間室温で養生し固定化処理を行っ
た。以下実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表
４に示したように汚泥からの鉛（Ｐｂ）の溶出量は低減
されたが、埋立基準を満足するには至らなかった。
部に対して、ポルトランドセメントを５０重量部添加
し、さらに塩化第二鉄３０重量部を添加し、水を適量加
えて混練した後５日間室温で養生し固定化処理を行っ
た。以下実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表
４に示したように汚泥からの鉛（Ｐｂ）の溶出量は低減
されたが、埋立基準を満足するには至らなかった。
【００２９】
【表４】
【００３０】
【実施例７】表３に示した組成のアルミスラッジ１１８
重量部と消石灰７５重量部、水５００重量部をステンレ
スビーカーに秤量し、７０℃に加温し、５時間混合撹拌
し反応させた。反応柊了後、沈殿物を濾過し５０℃で乾
燥させ、固形分１２８重量部を得た。得られた固形分
は、粉末Ｘ線回析の結果Ｃ３ＡＨ６であった。次に得ら
れた固形分を電気炉を使用して４００℃で３時間加熱処
理し、加熱処理品“Ｄ”１００重量部を得た。この加熱
処理品は、粉末Ｘ線回析の結果Ｃ１２Ａ７ＨとＣＨの混
合物であった。
重量部と消石灰７５重量部、水５００重量部をステンレ
スビーカーに秤量し、７０℃に加温し、５時間混合撹拌
し反応させた。反応柊了後、沈殿物を濾過し５０℃で乾
燥させ、固形分１２８重量部を得た。得られた固形分
は、粉末Ｘ線回析の結果Ｃ３ＡＨ６であった。次に得ら
れた固形分を電気炉を使用して４００℃で３時間加熱処
理し、加熱処理品“Ｄ”１００重量部を得た。この加熱
処理品は、粉末Ｘ線回析の結果Ｃ１２Ａ７ＨとＣＨの混
合物であった。
【００３１】表５に示した水銀の溶出量を示す蛍光管破
砕品１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”を２０重
量部添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。５日後固定化処理品を粉砕
し、粒径０．５〜５ｍｍに粒度調整したものについて環
境庁告示１３号に基づき溶出試験を行った。その結果、
表５に示したように水銀の溶出量は低減された。
砕品１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”を２０重
量部添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。５日後固定化処理品を粉砕
し、粒径０．５〜５ｍｍに粒度調整したものについて環
境庁告示１３号に基づき溶出試験を行った。その結果、
表５に示したように水銀の溶出量は低減された。
【００３２】
【実施例８】表５に示した水銀の溶出量を示す蛍光管破
砕品１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部、硫酸鉄１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量
部を添加し、さらに水を適量加えて混練した後５日間室
温で養生し固定化処理を行った。５日後固定化処理品を
粉砕し、粒径０．５〜５ｍｍに粒度調整したものについ
て環境庁告示１３号に基づき溶出試験を行った。その結
果、表５に示したように水銀の溶出量は著しく低減され
た。
砕品１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部、硫酸鉄１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量
部を添加し、さらに水を適量加えて混練した後５日間室
温で養生し固定化処理を行った。５日後固定化処理品を
粉砕し、粒径０．５〜５ｍｍに粒度調整したものについ
て環境庁告示１３号に基づき溶出試験を行った。その結
果、表５に示したように水銀の溶出量は著しく低減され
た。
【００３３】
【表５】
【００３４】
【実施例９】実施例２で作成した加熱処理品“Ｃ”１０
０重量部を、ＡｓＯ３ ３−イオン２０ｐｐｍを含む工場
廃液２０００重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＡｓ
Ｏ３ ３−イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分離
後、廃液中の砒素を分析したところＡｓＯ３ ３−イオン
は０．１７ｐｐｍに低下していた。
０重量部を、ＡｓＯ３ ３−イオン２０ｐｐｍを含む工場
廃液２０００重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＡｓ
Ｏ３ ３−イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分離
後、廃液中の砒素を分析したところＡｓＯ３ ３−イオン
は０．１７ｐｐｍに低下していた。
【００３５】
【比較例５】ポルトランドセメント５０重量部を、Ａｓ
Ｏ３ ３−イオン２０ｐｐｍを含む工場廃液１０００重量
部に添加し、撹拌混合し廃液中のＡｓＯ３ ３−イオンの
固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中の砒素を
分析したところ、ＡｓＯ３ ３ −イオンは３．８ｐｐｍ
で、低下の程度は排水基準を満足できるものではなかっ
た。
Ｏ３ ３−イオン２０ｐｐｍを含む工場廃液１０００重量
部に添加し、撹拌混合し廃液中のＡｓＯ３ ３−イオンの
固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中の砒素を
分析したところ、ＡｓＯ３ ３ −イオンは３．８ｐｐｍ
で、低下の程度は排水基準を満足できるものではなかっ
た。
【００３６】
【実施例１０】表６に示した六価クロムの溶出量を示す
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”２０重量
部、硫酸鉄１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量
部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試
験を行ったところ、表６に示したように汚泥からの六価
クロムの溶出量は低減した。
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”２０重量
部、硫酸鉄１０重量部、および水硫化ナトリウム１重量
部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試
験を行ったところ、表６に示したように汚泥からの六価
クロムの溶出量は低減した。
【００３７】
【実施例１１】表６に示した六価クロムの溶出量を示す
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試
験を行ったところ、表６に示したように汚泥からの六価
クロムの溶出量は低減した。
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部を添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養
生し固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試
験を行ったところ、表６に示したように汚泥からの六価
クロムの溶出量は低減した。
【００３８】
【実施例１２】表６に示した六価クロムの溶出量を示す
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部および硫酸鉄１０重量部を添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表６に示し
たように汚泥からの六価クロムの溶出量は低減した。
汚泥１００重量部に対して、加熱処理品“Ｄ”２０重量
部および硫酸鉄１０重量部を添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、表６に示し
たように汚泥からの六価クロムの溶出量は低減した。
【００３９】
【表６】
【００４０】
【実施例１３】４５４４ｐｐｍの塩素溶出量を示す飛灰
１００重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”を２０重量部
添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し
固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を
行ったところ、塩素の溶出量は２３６７ｐｐｍに低減し
た。
１００重量部に対して、加熱処理品“Ｂ”を２０重量部
添加し、水を適量加えて混練した後５日間室温で養生し
固定化処理を行った。以下実施例２と同様に溶出試験を
行ったところ、塩素の溶出量は２３６７ｐｐｍに低減し
た。
【００４１】
【実施例１４】加熱処理品“Ｂ”２００重量部をフッ素
イオン（Ｆ−）４０１．９ｐｐｍを含む工場廃液１００
０重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＦ−イオンの固
定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中のフッ素イ
オンを分析したところ、Ｆ−イオンは８．１００ｐｐｍ
に低下していた。
イオン（Ｆ−）４０１．９ｐｐｍを含む工場廃液１００
０重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＦ−イオンの固
定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液中のフッ素イ
オンを分析したところ、Ｆ−イオンは８．１００ｐｐｍ
に低下していた。
【００４２】
【実施例１５】８７１．１２ｐｐｍのりん酸イオン（Ｐ
Ｏ４ ３−）溶出量を示す汚泥１００重量部に対して、加
熱処理品“Ｂ”を２０重量部添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、りん酸イオ
ンの溶出量は０．０４ｐｐｍに低減した。
Ｏ４ ３−）溶出量を示す汚泥１００重量部に対して、加
熱処理品“Ｂ”を２０重量部添加し、水を適量加えて混
練した後５日間室温で養生し固定化処理を行った。以下
実施例２と同様に溶出試験を行ったところ、りん酸イオ
ンの溶出量は０．０４ｐｐｍに低減した。
【００４３】
【実施例１６】加熱処理品“Ｂ”２００重量部を亜硝酸
イオン（ＮＯ２ −）２３４８．０４ｐｐｍを含む工場廃
液１０００重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＮＯ２
−イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液
中の亜硝酸イオンを分析したところＮＯ２ −イオンは５
３４．７２ｐｐｍに低下していた。
イオン（ＮＯ２ −）２３４８．０４ｐｐｍを含む工場廃
液１０００重量部に添加し、撹拌混合し廃液中のＮＯ２
−イオンの固定化を行った。上澄液を遠心分離後、廃液
中の亜硝酸イオンを分析したところＮＯ２ −イオンは５
３４．７２ｐｐｍに低下していた。
【００４４】
【発明の効果】本発明品を有害物質を含む廃棄物や廃水
に添加することによって、従来行われているセメントや
アスファルトによる固定化処理よりも著しく有害物質の
溶出を低下させることができ、且つ陽イオンのみならす
陰イオンの固定化も可能とするものであり、工業的意義
は大きい。
に添加することによって、従来行われているセメントや
アスファルトによる固定化処理よりも著しく有害物質の
溶出を低下させることができ、且つ陽イオンのみならす
陰イオンの固定化も可能とするものであり、工業的意義
は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 7/345 Ｃ０４Ｂ 22/14 Ｄ 22/14 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ (72)発明者 亀井 司 神奈川県伊勢原市下落合604−８ (72)発明者 浦野 輝男 栃木県佐野市石塚町775−３ (72)発明者 宮路 寛 栃木県宇都宮市西川田町925−４ (72)発明者 森 宏介 栃木県安蘇郡葛生町大字仙波2681
Claims (2)
- 【請求項１】 カルシウムサルホアルミネート水和物の
加熱処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処
理により得られる再水和性を有する物質のうちの少なく
とも一方を主成分として含有することを特徴とする有害
物質固定化材。 - 【請求項２】 カルシウムサルホアルミネート水和物の
加熱処理またはカルシウムアルミネート水和物の加熱処
理により得られる再水和性を有する物質のうちの少なく
とも一方と、生石灰、消石灰、石膏、高炉水砕スラグ、
ポルトランドセメント、硫酸鉄、塩化鉄、水硫化ナトリ
ウム、硫化ナトリウム、チオ尿素、多硫化カルシウムの
うちの一種以上との混合物であることを特徴とする有害
物質固定化材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05975899A JP3969617B2 (ja) | 1998-07-21 | 1999-03-08 | 有害物質固定化材 |
| PCT/JP1999/002406 WO2000005004A1 (fr) | 1998-07-21 | 1999-05-10 | Matiere de fixation de substances dangereuses |
| AU36296/99A AU3629699A (en) | 1998-07-21 | 1999-05-10 | Hazardous substance-fixing material |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-204939 | 1998-07-21 | ||
| JP20493998 | 1998-07-21 | ||
| JP05975899A JP3969617B2 (ja) | 1998-07-21 | 1999-03-08 | 有害物質固定化材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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