JP2002136945A

JP2002136945A - アルカリ性焼却灰中の金属固定化方法

Info

Publication number: JP2002136945A
Application number: JP2000338991A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogawa; 隆小川; Masaki Kawashima; 正毅川島; Katsuyuki Sugiyama; 克之杉山; Kazuhiro Terada; 和宏寺田; Kazuo Hosoda; 和夫細田; Masafumi Moriya; 雅文守屋
Original assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴミ焼却場等において生じる焼却残灰や飛灰
等の焼却灰中には種々の金属とともに、排ガス中の酸性
物質を中和するために用いた過剰のアルカリ性物質が含
まれている。アルカリ性物質を多量に含む焼却灰中の金
属を金属捕集剤によって確実に固定化することは困難で
あるため、従来は、ｐＨ調整剤を添加したり、多量の金
属捕集剤を添加して処理していたが、確実に固定化する
ことは困難であるとともに、処理コストが高くなる問題
があった。本発明方法は、金属捕集剤を添加しなくても
アルカリ性焼却灰中の金属を確実に固定化することので
きるアルカリ性焼却灰中の金属固定化方法を提供する。【解決手段】本発明方法は、アルカリ性焼却灰を、該
焼却灰中に２重量％以上の炭素を含有させた状態で、焼
却灰中の炭素の８０重量％以上が二酸化炭素となるよう
に、３００℃以上の温度で加熱処理することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴミ、産業廃棄物等
を焼却した際に生成する焼却灰中に含まれる金属を確実
に固定化して焼却灰を安全に処理することのできるアル
カリ性焼却灰中の金属固定化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
ゴミの種類の多様化に伴い、ゴミ焼却によって生じる焼
却残灰や飛灰等の焼却灰中には種々の金属が含有されて
いることがあり、焼却灰中に含まれる金属が海や河川、
地中等に溶出すると環境汚染を生じる虞れがある。特
に、人体に有害な鉛、カドミウム、水銀等の重金属が含
まれている場合には、重大な環境問題を引き起こす虞れ
がある。焼却灰は埋め立てる等の方法で最終処分される
が、焼却灰中に有害な重金属等が含有されている場合に
は、最終処分を施す前に焼却灰中の重金属等が溶出しな
いように処理を施すことが義務づけられている。このた
め近年、カルバミン酸系化合物やリン酸系化合物等の金
属捕集剤を焼却灰に添加し、重金属等が溶出しないよう
に固定化してから最終処分する方法が広く行われてい
る。

【０００３】一方、ゴミ等を焼却して発生する排ガス中
には塩化水素等の酸性物質が含まれているため、ゴミ焼
却場等では生成した排ガスに消石灰等の非ガス状アルカ
リ物質を添加して排ガス中の酸性物質を中和した後、こ
の中和物や過剰のアルカリ物質を飛灰とともに、バグフ
ィルター等の集塵機によって排ガス中から分離除去して
いる。このため排ガス中から分離された飛灰中には、か
なりの量のアルカリ物質が含まれており、このようなア
ルカリ性の高い飛灰にキレート剤等の金属捕集剤を添加
しても、金属捕集剤によって焼却灰中の金属を確実に固
定化することは困難であり、焼却灰中の金属が溶出し易
いという問題があった。

【０００４】このような問題を解決する方法として、焼
却灰を４００〜５５０℃で加熱処理した後、焼却灰に金
属捕集剤を添加して焼却灰中の金属を固定化する方法が
提案されている（特開平８−３０３７４１号）。この方
法は加熱処理することにより、焼却灰のアルカリ度（焼
却灰からの溶出液のｐＨ）を、金属捕集剤が金属を確実
に固定化できる最適なｐＨに低下させることにより、金
属を金属捕集剤によって確実に固定化しようとするもの
である。しかしながら、焼却灰を４００〜５５０℃に加
熱するだけでは、焼却灰からの溶出液のｐＨを、金属捕
集剤によって金属を確実に固定化できるような値に常に
安定して低下させることができない虞れがあり、そのよ
うな場合にはｐＨ調整剤を添加したり、必要以上に多く
の金属捕集剤を添加しなければならない等の問題があっ
た。また、この方法では加熱処理工程と、加熱処理後の
焼却灰に金属捕集剤と水を添加して混練、成形固化する
工程が必要であり、処理作業が繁雑となるとともに、処
理コストも高くつくという問題があった。

【０００５】本発明者等は上記の点に鑑み鋭意研究した
結果、焼却灰を特定の条件下で加熱処理することによ
り、加熱処理後の焼却灰に金属捕集剤を添加しなくても
焼却灰中の金属を確実に固定化できることを見出し本発
明を完成するに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明のアルカリ
性焼却灰中の金属固定化方法は、アルカリ性焼却灰を、
該焼却灰中に２重量％以上の炭素を含有させた状態で、
焼却灰中の炭素の８０重量％以上が二酸化炭素となるよ
うに、３００℃以上の温度で加熱処理することを特徴と
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明方法が対象とする焼却灰と
は、アルカリ性物質と金属とを含有する飛灰や焼却残
灰、或いはこれらの混合物である。アルカリ性物質とし
ては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。本発明に
おいてアルカリ性焼却灰とは、灰に灰重量の１０倍量の
水（純水）を加えて混合した後、灰から分離した水のｐ
Ｈを測定し、このｐＨの値が通常１０以上のものである
が、好ましくは上記ｐＨが１１以上のものである。

【０００８】本発明方法では、２重量％以上の炭素を含
有する焼却灰を加熱処理するが、本発明方法において加
熱処理する焼却灰中には、特に２〜１０重量％の炭素が
含有されていることが好ましい。この炭素含有量とは、
焼却灰中に含まれている炭素や炭素を含む化合物中の炭
素を合計した重量の、焼却灰中における重量％である。
焼却残灰や飛灰等の焼却灰中の炭素含有量は、通常は２
重量％未満であるため、焼却灰に炭素や炭素化合物を添
加して、焼却灰中の炭素含有量が２重量％以上となるよ
うに調整する。焼却灰中の炭素含有量を調整するために
焼却灰に添加する炭素や炭素化合物としては、例えば、
カーボンブラック、木炭、石炭、活性炭、竹炭等が挙げ
られる。これらのなかで、木炭、活性炭が好ましい。

【０００９】本発明方法において焼却灰を加熱処理する
ために、密閉型の加熱炉、炉内に空気の流入・流出が自
由な開放型の加熱炉のいずれも使用することができる
が、焼却灰中の炭素の８０重量％以上が二酸化炭素とな
るような酸素存在下で加熱処理することが必要である。
従って、密閉型の加熱炉を使用する場合には、十分な量
の酸素や空気を加熱炉内に予め充填しておくか、加熱炉
内に酸素や空気を供給しながら加熱する必要があり、加
熱処理時の加熱炉内酸素濃度が５％以上となるように、
酸素や空気を供給しながら加熱処理することが好まし
い。また開放型の加熱炉を使用する場合も、焼却灰中の
炭素の８０重量％以上が二酸化炭素となるように、必要
に応じて酸素や空気を供給しながら加熱処理することが
好ましい。加熱炉としては例えば、角窯、丸窯、輸窯等
の単独窯、トンネルキルン、ロータリーキルン等の半連
続窯又は連続窯を使用することができる。焼却灰の加熱
処理温度は３００℃以上であるが、好ましくは３００〜
６００℃である。また加熱処理時間は、処理する焼却灰
の量、焼却灰中の炭素含有量、加熱温度、加熱炉の種類
や処理能力等によって異なるが、通常、３５０〜４５０
℃にて１０分〜５時間程度である。

【００１０】本発明方法は、上記した条件でアルカリ性
焼却灰を加熱処理することにより、金属捕集剤を添加し
なくても、焼却灰中の金属を確実に固定化することがで
きるが、公知の金属捕集剤を併用することを妨げるもの
ではない。

【００１１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。

【００１２】実施例１鉛３１４０ｍｇ／ｋｇ、カドミウム２５ｍｇ／ｋｇ、亜
鉛２３２０ｍｇ／ｋｇを含有するアルカリ性飛灰（飛灰
重量の１０倍量の水を飛灰に添加，撹拌した後、飛灰か
ら分離した水のｐＨ＝１２．４）に、該飛灰中の炭素含
有量が５重量％となるように活性炭を添加したものをロ
ータリーキルンに入れ、加熱処理時のロータリーキルン
内の酸素濃度が２０％となるように空気を供給しながら
４００℃で１時間加熱処理した。加熱処理後の飛灰から
の金属溶出量を、環境庁告示１３号試験法に基いて測定
した。結果を表１に示す。

【００１３】実施例２実施例１と同様のアルカリ性飛灰に、該飛灰中の炭素含
有量が３重量％となるようにカーボンブラックを添加し
たものをロータリーキルンに入れ、加熱処理時のロータ
リーキルン内の酸素濃度が１２％となるように空気を供
給しながら３５０℃で２時間加熱処理した。加熱処理後
の飛灰からの金属溶出量を同様にして測定した結果を表
１に示す。

【００１４】実施例３実施例１と同様のアルカリ性飛灰に、該飛灰中の炭素含
有量が６重量％となるように活性炭を添加したものをロ
ータリーキルンに入れ、加熱処理時のロータリーキルン
内の酸素濃度が１６％となるように空気を供給しながら
３００℃で３０分間加熱処理した。加熱処理後の飛灰か
らの金属溶出量を同様にして測定した結果を表１に示
す。

【００１５】実施例４実施例１と同様のアルカリ性飛灰に、該飛灰中の炭素含
有量が１０重量％となるように木炭を添加したものをロ
ータリーキルンに入れ、加熱処理時のロータリーキルン
内の酸素濃度が２０％となるように空気を供給しながら
５００℃で１０分間加熱処理した。加熱処理後の飛灰か
らの金属溶出量を同様にして測定した結果を表１に示
す。

【００１６】実施例５実施例１と同様のアルカリ性飛灰に、該飛灰中の炭素含
有量が８重量％となるように石炭を添加したものをロー
タリーキルンに入れ、加熱処理時のロータリーキルン内
の酸素濃度が１２％となるように空気を供給しながら４
５０℃で２時間加熱処理した。加熱処理後の飛灰からの
金属溶出量を同様にして測定した結果を表１に示す。

【００１７】比較例１実施例１で用いたと同様のアルカリ性飛灰に活性炭を添
加しなかった（飛灰中の炭素含有量０．１重量％）他
は、実施例と同様にして加熱処理した。加熱処理後の飛
灰からの金属溶出量を実施例と同様にして試験した。結
果を表１にあわせて示す。

【００１８】比較例２実施例１で用いたと同様のアルカリ性飛灰１００ｇに、
ジチオカルバミン酸ナトリウム２ｇと水３０ｇを添加し
て２０分間混練した。処理後の飛灰からの金属溶出量を
実施例と同様にして試験した。結果を表１にあわせて示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、特定
量の炭素化合物を含有する焼却灰を、その８０重量％以
上が二酸化炭素となるように３００℃以上の温度で加熱
処理する方法を採用したことにより、従来金属捕集剤に
よって固定化することが難しかったアルカリ性焼却灰中
の金属を確実に固定化することができる。しかも本発明
方法は金属捕集剤を添加しなくても確実かつ安定して焼
却灰中の金属を固定化できるため、加熱処理した後、金
属捕集剤を添加して処理する作業コストや金属捕集剤に
かかるコストを削減することができる。本発明方法は確
実かつ安定してアルカリ性焼却灰中の金属を固定化でき
る方法でありながら、低コストで処理が行える利点があ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山克之東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者寺田和宏東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者細田和夫東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者守屋雅文東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 NA02 NA08 UA25 4D004 AA36 AB03 AC04 BB03 CA22 CC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ性焼却灰を、該焼却灰中に２重
量％以上の炭素を含有させた状態で、焼却灰中の炭素の
８０重量％以上が二酸化炭素となるように、３００℃以
上の温度で加熱処理することを特徴とするアルカリ性焼
却灰中の金属固定化方法。