JP2001137805A - 都市ごみ焼却飛灰の安定化処理剤及び安定化処理方法 - Google Patents

都市ごみ焼却飛灰の安定化処理剤及び安定化処理方法

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JP2001137805A
JP2001137805A JP32411399A JP32411399A JP2001137805A JP 2001137805 A JP2001137805 A JP 2001137805A JP 32411399 A JP32411399 A JP 32411399A JP 32411399 A JP32411399 A JP 32411399A JP 2001137805 A JP2001137805 A JP 2001137805A
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fly ash
municipal
stabilizing
stabilizing treatment
aluminum hydroxide
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Yasuo Shimanaka
康雄 島中
Hideaki Nagasawa
秀秋 永沢
Hiroyuki Iwaki
宏行 岩城
Akira Uehara
明 上原
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Fujisash Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 都市ごみ焼却飛灰に対し硝酸アルカリ金
属塩と非晶質水酸化アルミニウムとを併用配合し、水と
共に混練することを特徴とする都市ごみ焼却飛灰の安定
化処理方法。 【効果】 本発明の安定化処理方法によれば、流動床炉
飛灰などの都市ごみ焼却灰を水素ガス発生量を抑制して
処理することができ、鉛の溶出量が基準値以下で、処理
物の形状保持性が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ焼却飛
灰、特に都市ごみ流動床炉飛灰のPb溶出量を基準値
(0.3ppm)以下に抑えると共に、水素ガス発生量
を抑制し、成形物の形状を保持できる処理物になり得、
飛散を防止することができる都市ごみ焼却飛灰の安定化
処理方法及び安定化処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】都市ご
み焼却飛灰は、炉の燃焼方式により、ストーカ炉飛灰と
流動床炉飛灰とに大別される。流動床炉飛灰は、ストー
カ炉飛灰に比べて金属Alの含有量が多いため、セメン
トや液体キレート剤等の薬剤で処理された処理物の安定
性、特に形状の保持能力が不足しているケースが多いと
いえる。
【0003】この理由としては、流動床炉飛灰の処理物
が金属Al由来の水素ガスの発生により緻密な成形物と
ならず、ガス圧によって体積が膨張し、全体に脆弱にな
っていることが挙げられる。従って、処理物を成形物と
する場合、形状保持性が極めて低いものである。
【0004】水素ガス発生の問題は、今までも種々検討
されているが、これといった解決策が出ておらず、飛灰
に水を加えて一定時間放置し、水素ガスをほとんど揮散
させてから、セメント、キレート剤等の薬剤を混練し、
成形するといった方法が採られている程度である。
【0005】本発明者は、このような問題を解決すべ
く、飛灰中の金属Alの活性度を低減させる薬剤を現行
のキレート剤等の薬剤と組み合わせることにより、水素
ガス発生量を減少させて、処理物の形状安定性を高める
処理方法と、非晶質水酸化アルミニウムと併せて配合し
た抑制剤の形にし、処理物からのPb溶出量を基準値以
下にし、同時に抑制剤のハンドリング性を向上させるこ
とを提案している。
【0006】しかしながら、飛灰の安定化処理は、セメ
ント固化処理にせよ、液体キレート剤による薬剤処理に
せよ、混合・混練操作には添加する水が必要であり、ア
ルカリ性の水溶液と反応して水素ガスを発生することに
なる。
【0007】特に、流動床炉飛灰においては、炉の構造
から排ガス中に揮散している微細な金属Alが他の煤塵
と共に集塵装置で捕集され、このような飛灰からの水素
ガス発生量は、通常30リットル/ダストkg位である
が、飛灰によっては50〜100リットル/ダストkg
を示すケースもある。このように水素ガス発生量が多い
50リットル/ダストkg以上の飛灰は、安定化処理の
ために成形物に賦形したとしても、成形物が形状を保持
するケースが極めて少ないといえる。
【0008】その上、捕集された金属Alは、粒度が7
4μ以下を示す微細な粒子となっていることから極めて
反応性が高く、上記のような水素ガスの発生を抑制する
ことは困難であるとされている。
【0009】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、都市ごみ焼却飛灰、特に金属Alを大量に含む都市
ごみ流動床炉飛灰を水素ガスの発生を抑えて処理するこ
とができる安定化処理方法及び都市ごみの流動床炉飛灰
の処理剤として好適な安定化処理剤を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行い、都
市ごみ焼却飛灰として、特に集塵装置によって捕集さ
れ、大量に金属Alを含む流動床炉飛灰の処理について
鋭意検討を行った結果、金属Alが還元剤としての作用
を示すことに着目し、最適な酸化剤と組み合わせて金属
Alを酸化することができれば反応を鈍化できるとの推
測の下に、酸化剤について更に検討を行った。
【0011】その結果、都市ごみ流動床炉飛灰、特に乾
式アルカリ性飛灰に対し、硝酸アルカリ金属塩と非晶質
水酸化アルミニウムとを併用して水と混練することによ
り、比較的少ない量の配合でも、金属Alに基づく相当
量の水素ガスの発生を抑制することができる上、飛灰中
の鉛の溶出を確実に抑制することができ、0.3mg/
L以下の鉛溶出基準値を容易に達成することができると
共に、処理飛灰を固化した成形物は、良好な形状保持性
を有し、飛散を防止し得ること知見し、本発明をなすに
至った。
【0012】従って、本発明は、都市ごみ焼却飛灰に対
し、硝酸アルカリ金属塩と非晶質水酸化アルミニウムと
を併用配合し、水と共に混練することを特徴とする都市
ごみ焼却飛灰の安定化処理方法、及び硝酸アルカリ金属
塩と、非晶質水酸化アルミニウムとからなり、その配合
重量比が10〜60:90〜40であることを特徴とす
る都市ごみ焼却飛灰の安定化処理剤を提供する。
【0013】以下、本発明につき更に詳述する。本発明
の処理の対象となる都市ごみ焼却飛灰は、特に都市ごみ
流動床炉飛灰、とりわけ流動床炉飛灰を集塵装置で捕集
した微細な金属Alを大量に含む乾式アルカリ性飛灰が
有効である。
【0014】本発明の都市ごみ焼却飛灰の安定化処理方
法は、本発明の安定化処理剤として、硝酸アルカリ金属
塩と非晶質水酸化アルミニウムとからなる安定化処理剤
を使用し、水を加えて混練処理するものである。
【0015】ここでまず、本発明の安定化処理剤につい
て説明すると、本発明の安定化処理剤は、硝酸アルカリ
金属塩と非晶質水酸化アルミニウムを併用配合してなる
もので、非晶質水酸化アルミニウムを単独使用した場合
と比較して、水素ガスの発生を効率よく抑制し、処理物
の形状安定性を確保することができるものである。
【0016】上記硝酸アルカリ金属塩としては、特に硝
酸カリウムが好適に用いられる。
【0017】また、非晶質水酸化アルミニウムとして
は、X線回折で非晶状態にあるものが使用でき、これを
得る方法としては特に制限されるものではないが、例え
ばアルミニウムの陽極酸化工程で排出される酸性廃液を
アルカリでpH6〜7に中和して得られるものなどが挙
げられ、このような廃液から得られる非晶質水酸化アル
ミニウムを用いることはコストメリットが大きい。な
お、上記非晶質水酸化アルミニウムは、2〜5重量%水
スラリーのpHが5.8〜6.5であるものが本発明の
目的の上から好適に用いられる。
【0018】本発明の安定化処理剤は、上記硝酸アルカ
リ金属塩と、非晶質水酸化アルミニウムとを重量比とし
て通常10〜60:90〜40、特に30〜40:70
〜60とすることが好適である。硝酸アルカリ金属塩の
配合割合が少ないと、水素ガス発生量が多くなり、配合
割合が多いと、飛灰中のCaと反応する非晶質水酸化ア
ルミニウムの絶対量が少なくなり、Pb溶出抑制作用が
小さくなる場合がある。
【0019】次に、本発明の都市ごみ焼却飛灰の安定化
処理方法は、上記本発明の安定化処理剤を使用するもの
で、安定化処理剤の使用量は、飛灰中の金属Al含有
量、pH値等に応じて適宜選定されるが、上記本発明の
安定化処理剤を都市ごみ焼却飛灰100重量部に対し、
通常5〜30重量部、特に10〜15重量部配合するこ
とが好ましく、安定化処理剤の配合量が少ないと、水素
ガスの発生を十分に抑制することができず、処理物の形
状安定性が劣化する場合があり、配合量が多すぎても、
処理効果の点では問題はないが、それ以上効果も向上せ
ず、経済的でないといえる。
【0020】本発明の飛灰の処理は、上記安定化処理剤
を飛灰に配合した後、水で均一に混練する。これによ
り、非晶質水酸化アルミニウムが飛灰中の消石灰等のカ
ルシウム化合物と急速に反応し、カルシウムアルミネー
トを生成して固化するが、この際、飛灰中に大量の金属
Alが含有されていても、金属アルミニウムに基づく水
素ガスの発生が抑制され、鉛の溶出基準値0.3mg/
L以下に抑制できると共に、得られた成形物の形状が確
実に保持されるものである。なお、成形は、通常押出成
形法が採用される。
【0021】ここで、水の配合量は特に制限されない
が、通常、処理物全体の15〜50重量%、好ましくは
20〜45重量%である。また、上記処理により被処理
物のpHが9〜11程度になるように処理することが好
ましい。
【0022】なお、飛灰の処理に際し、上記成分に加え
て、本発明の目的を損わない範囲でセメントや液体キレ
ート剤、その他の重金属処理薬剤を併用することは差し
支えない。
【0023】
【実施例】以下、実験例、実施例及び比較例を示し、本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制
限されるものではない。
【0024】〔実験例〕A市流動床炉飛灰(金属Al含
有量4.0%,Ca含有量18.5%)に対し、硝酸カ
リウムを表1に示す量で添加し、1N−NaOHに分散
させ、このときの水素発生量を調べた。結果を表1に示
す。
【0025】
【表1】
【0026】表1の結果より、硝酸カリウム無添加のも
のに比べ、硝酸カリウムを3重量%添加したものは30
%、5重量%配合したものは64%、水素ガス発生量が
抑制された。
【0027】〔実施例,比較例〕飛灰としてB市流動床
炉飛灰(金属Al含有量4.8%,Ca含有量20.0
%,Pb含有量1300mg/kg,Pb溶出量6.5
mg/L)を使用し、この飛灰に対し、下記表2に記載
の配合量の安定化処理剤を添加し、水を40%加えて3
分間混練した後、押出成形して流動床炉飛灰の処理を行
った。
【0028】上記処理物に対し、Pb溶出量と水に浸漬
した際の形状の変化を調べた。結果を表2に併記する。
【0029】
【表2】
【0030】非晶質水酸化アルミニウムに硝酸カリウム
を配合した本発明の安定化処理剤にて処理された流動床
炉飛灰は、処理後の固形物の形状が保持され、しかもP
b溶出量が低く抑えられるものであった。
【0031】
【発明の効果】本発明の安定化処理方法によれば、流動
床炉飛灰などの都市ごみ焼却灰を水素ガス発生量を抑制
して処理することができ、鉛の溶出量が基準値以下で、
処理物の形状保持性が良好である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩城 宏行 神奈川県川崎市中原区中丸子135番地 不 二サッシ株式会社内 (72)発明者 上原 明 神奈川県川崎市中原区中丸子135番地 不 二サッシ株式会社内 Fターム(参考) 4D004 AA37 AB03 AB05 AC04 CA15 CA36 CA45 CB16 CC03 CC06 CC11 CC12 CC13 DA03 DA10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ごみ焼却飛灰に対し硝酸アルカリ金
    属塩と非晶質水酸化アルミニウムとを併用配合し、水と
    共に混練することを特徴とする都市ごみ焼却飛灰の安定
    化処理方法。
  2. 【請求項2】 都市ごみ焼却飛灰100重量部に対し、
    硝酸アルカリ金属塩と非晶質水酸化アルミニウムとを併
    せて5〜30重量部配合する請求項1記載の都市ごみ焼
    却飛灰の安定化処理方法。
  3. 【請求項3】 硝酸アルカリ金属塩と非晶質水酸化アル
    ミニウムとの配合重量比が10〜60:90〜40であ
    る請求項1又は2記載の都市ごみ焼却飛灰の安定化処理
    方法。
  4. 【請求項4】 硝酸アルカリ金属塩が硝酸カリウムであ
    る請求項1乃至3のいずれか1項記載の都市ごみ焼却飛
    灰の安定化処理方法。
  5. 【請求項5】 都市ごみ焼却飛灰が流動床炉からの乾式
    アルカリ性飛灰である請求項1乃至4のいずれか1項記
    載の都市ごみ焼却飛灰の安定化処理方法。
  6. 【請求項6】 硝酸アルカリ金属塩と、非晶質水酸化ア
    ルミニウムとからなり、その配合重量比が10〜60:
    90〜40であることを特徴とする都市ごみ焼却飛灰の
    安定化処理剤。
  7. 【請求項7】 硝酸アルカリ金属塩が硝酸カリウムであ
    る請求項6記載の都市ごみ焼却飛灰の安定化処理剤。
  8. 【請求項8】 流動床炉からの乾式アルカリ性飛灰用の
    安定化処理剤である請求項6又は7記載の都市ごみ焼却
    飛灰の安定化処理剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006021154A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Oji Paper Co Ltd 燃焼灰の安定化法、安定化された燃焼灰及び水素の製造法
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