JP5877049B2

JP5877049B2 - 有害物質の溶出防止剤

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Publication number: JP5877049B2
Application number: JP2011267922A
Authority: JP
Inventors: 林　浩志; 浩志林
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: JP2013119057A

Description

本発明は、埋め戻し材等の土工材料として利用される廃棄物からの有害物質の溶出防止剤、及び溶出防止方法に関する。

下水汚泥焼却灰は年間数十万ｔが発生しており、その一部は土工材料として埋め戻し土や路盤材、あるいはコンクリ−ト製品用混和材などに利用されているものの、大半は産業廃棄物として地中又は海面に埋立処分されている。フライアッシュは石炭火力発電所または石炭ボイラーなどで石炭の燃焼にともない発生する焼却灰で年間約１千万ｔ発生しており、一部はセメント原料あるいは土工材料として埋め戻し土、路盤材、コンクリ−ト製品用混和材などに利用されているものの、その多くは産業廃棄物として地中又は海面に埋立処分されている。同様に、ペーパースラッジ灰は製紙工場から排出されるペーパースラッジを焼却・減容化することで発生する焼却灰で年間数百万ｔ発生しているが、有効利用されている量はごく僅かであり、大半は廃棄物として処分されている。今後、廃棄物処分場の逼迫や環境負荷低減という社会情勢に対応するためには、これらの廃棄物について土工材料としての有効利用を最大限進めていく必要がある。しかし、これらの廃棄物には重金属類や有害物質の溶出という環境安全面の課題があり、具体的には、主にふっ素、ほう素、砒素、セレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）を超える恐れがあることが土工材料として有効利用する上での課題となっている。表１に土壌環境基準（環境庁告示第４６号）に規定されているふっ素、ほう素、砒素、セレンの溶出量を示す。

従来、ふっ素の不溶化技術としては、消石灰などのカルシウム塩を使用して難溶性のふっ化カルシウムを生成させる方法、硫酸アルミニウムなどのアルミニウム塩を使用して水酸化アルミニウムが生成される過程でふっ素を吸着・不溶化する方法、硫酸マグネシウムなどのマグネシウム塩を使用して水酸化マグネシウムが生成される過程でふっ素を吸着・不溶化する方法などが知られている。また、ほう素の不溶化技術としては、硫酸アルミニウムなどのアルミニウム塩の使用、あるいは、硫酸アルミニウムと消石灰を併用することで、ほう素を吸着・不溶化する方法が知られている。また、砒素の不溶化技術としては、硫酸アルミニウムなどのアルミニウム塩を使用して水酸化アルミニウムが生成される過程で砒素を吸着・不溶化する方法、塩化第二鉄などの鉄塩を使用して水酸化鉄が生成される過程で砒素を吸着・不溶化する方法などが知られている。また、セレンの不溶化技術としては、鉄塩などを使用した吸着・不溶化方法が知られている。

しかし、これらの不溶化技術は不溶化の効果が低いため、廃棄物からの前記有害物質の溶出量を土壌環境基準以下に抑制することは困難であった。このような状況において、産業廃棄物における有害物質の溶出抑制方法が提案されている。すなわち、砒素や６価クロムをキレート剤であるジチオカルバミン酸塩あるいはジチオカルバミン酸誘導体で捕捉・不溶化する技術（特許文献１、２）、汚染土壌や焼却灰にチオ硫酸化合物を添加するとともに焼却灰を加熱することで、焼却灰などに含まれる砒素やセレンなどの重金属類を不溶化する装置に関する技術（特許文献３）、焼却灰に水硬性結合材であるセメントまたは石灰を添加することで、焼却灰に含まれるふっ素やほう素の溶出を抑制する技術（特許文献４）、製鋼スラグなどの産業廃棄物にカルシウムアルミネートなどの粉末を添加することで、産業廃棄物からのふっ素の溶出を抑制する技術（特許文献５）、石炭や製紙スラッジなどを燃焼して発生するほう素含有燃焼灰に酸化カルシウム類及び/または水酸化カルシウム類、硫酸カルシウム類、アルミナセメント、水を加えて混合処理することにより、その燃焼灰からのほう素の溶出を抑制する技術（特許文献６）、カルシウムアルミネートとケイ酸カルシウムとを含有する不溶化剤を用いたフッ素及び／又はホウ素の不溶化方法であり、フッ素及び／又はホウ素を含む固形物と該不溶化剤と水を混合してから所要期間養生することでフッ素及び／又はホウ素を不溶化する技術（特許文献７）、汚染土壌や焼却灰に対し、硫酸アルミニウムとチオ硫酸ナトリウムおよび鉄粉を必須成分として含む汚染物質の溶出防止剤を添加・混合することで、砒素やセレンなどの重金属類およびほう素やふっ素の溶出を抑制する技術（特許文献８）、下水汚泥焼却灰にポルトランドセメントのような固化材および水を添加混合し、転動造粒法又は圧縮造粒法により造粒した後、該造粒物の表面にアスファルト・水エマルジョンを用いてアスファルト皮膜を形成させることで、砒素などの重金属類の溶出を物理的に抑制する技術（特許文献９）、鉄粉、酸化カルシウム、酸化アルミニウムを必須成分として含む有害元素の溶出抑制剤を用いることで、フライアッシュからのふっ素、ほう素および砒素やセレンなどの重金属類の溶出を抑制する技術（特許文献１０）が報告されている。

特開１９９８−１９２８７０号公報特開２００１−１２１１３３号公報特開２００６−０００７４６号公報特開２００４−０８９８１６号公報特開２００１−２５９５７０号公報特開２００５−３２９３４３号公報特開２００６−２２４０２５号公報特開２００２−２３９５２２号公報特開１９９５−０６０２２２号公報特開２００５−２７９４１３号公報

しかしながら、これら従来の有害物質処理技術は、高価な成分を使用する、大がかりな装置を使用する、長時間の処理を必要とする、前記土壌環境基準の一部の有害物質だけに有効である等の問題があり、これらの技術で処理した廃棄物は必ずしもそのまま埋め戻し材等の土工材料として使用できなかった。
従って本発明の課題は、廃棄物に含まれる有害物質であるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの濃度を土壌環境基準未満に低減できる経済的かつ効率的な溶出防止剤を提供することである。具体的には、廃棄物中にこれらの有害物質が複数共存している場合でも短時間で不溶化することができ、不溶化後の有害物質の再溶出を抑制できる溶出防止剤を提供することである。

そこで本発明者は、検討を重ねた結果、有害物質としてふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる１種以上を含む廃棄物を処理するに際し、カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を組み合わせた組成物を使用することで、廃棄物からの有害物質の溶出量を土壌環境基準以下に低減でき、しかもその効果が、該組成物を廃棄物に添加・混合してから短時間で発揮されることを見出した。また、該組成物の配合にセメントを加えることで、有害物質の溶出を抑制する効果がさらに高まることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、次の［１］〜［７］に係るものである。
［１］カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を含有することを特徴とする、廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止剤。
［２］カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム１０〜１００質量部、石灰５〜１００質量部及びアルカリ金属リン酸塩０．１〜１０質量部を含有する［１］に記載の溶出防止剤。
［３］カルシウムアルミネートの主成分が非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃である［１］又は［２］に記載の溶出防止剤。
［４］アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである［１］〜［３］のいずれかに記載の溶出防止剤。
［５］さらに、セメントを含有する［１］〜［４］のいずれかに記載の溶出防止剤。
［６］セメントが白色ポルトランドセメントである［５］に記載の溶出防止剤。
［７］ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる１種以上の溶出量が、土壌環境基準を超える廃棄物に、［１］〜［６］のいずれかに記載の溶出防止剤を添加、混合することを特徴とする、該廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止方法。

本発明の溶出防止剤で処理した廃棄物は、経済的な処方で廃棄物中に含まれる有害物質であるふっ素、ほう素及び重金属類（砒素、セレン）の溶出量を土壌環境基準（環境庁告示第４６号）以下に抑制できるため環境安全性が高い。しかも、その溶出抑制効果は該廃棄物を水と混合してから短時間で発揮されるため、混合後の養生期間を長く設ける必要なく埋め戻し材などの土工材料として使用することができる。さらに、本発明の溶出防止剤で処理した廃棄物は水と混合後の溶出抑制効果が長期間保たれるため、混合物を長期間保管することができ、セメント製品用混和材などとして使用する際に便利である。よって、本発明は有害物質で汚染された焼却灰等の廃棄物の有効利用の促進に極めて有用な技術である。

本発明に用いるカルシウムアルミネートは、基本的にＣａＯ原料とＡｌ₂Ｏ₃原料を熱処理することにより得られる物質である。カルシウムアルミネートは化学成分としてＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃からなる結晶質やガラス化が進んだ構造の水和活性物質であれば何れのものでも良く、ＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃に加えて他の化学成分が加わった化合物、固溶体、ガラス質物質又はこれらの混合物等でもよい。前者としては例えば１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ・６Ａｌ₂Ｏ₃等が挙げられ、後者としては例えば、４ＣａＯ・３Ａｌ₂Ｏ₃・ＳＯ₃、１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂、Ｎａ₂Ｏ・８ＣａＯ・３Ａｌ₂Ｏ₃等が挙げられる。好ましくは、有害成分の溶出抑制効果に優れていることから、熱処理後のクリンカを急冷してガラス化率を９０％以上にした非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とするものが良い。また、カルシウムアルミネートの粉末度はブレーン比表面積として２０００ｃｍ²／ｇ以上のものが好ましい。

本発明に用いる硫酸アルミニウムは、化学成分としてＡｌ₂（ＳＯ₄）₃・ｎＨ₂Ｏで表される水和物、あるいはＡｌ₂（ＳＯ₄）₃で表される無水塩の何れでも良い。好ましくは、有害物質の溶出抑制効果に優れていることからｎが１４〜１８の水和物が良い。

本発明に用いる石灰は、化学成分としてＣａＯで表される酸化カルシウムを主成分とするもの、あるいは化学成分としてＣａ（ＯＨ）₂で表される水酸化カルシウムを主成分とするものが使用でき、これら両方を含むものであっても良い。好ましくは、有害物質の溶出抑制効果に優れていることから酸化カルシウムの含有量が多い石灰が好ましい。石灰の粉末度はブレーン比表面積として２０００ｃｍ²／ｇ以上のものが好ましい。

本発明に用いるアルカリ金属リン酸塩としては、リン酸ナトリウムやリン酸カリウムなどの易溶性の塩が挙げられる。本発明では、アルカリ金属リン酸塩を配合することにより、短い養生期間でも良好な溶出抑制効果が得られる。アルカリ金属リン酸塩としては下記式（１）〜（３）で表されるリン酸カリウムが好ましく、養生期間の短縮効果に優れていることから下記式（２）で表されるリン酸二水素カリウムがより好ましい。

Ｋ₂ＨＰＯ₄ （１）
ＫＨ₂ＰＯ₄ （２）
Ｋ₃ＰＯ₄ （３）

本発明に用いるセメントは、ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメント、エコセメントが挙げられる。ポルトランドセメントとは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント及びそれらの低アルカリ型のポルトランドセメント等を言う。混合セメントとは、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等を言う。特殊セメントとは、セメント系固化材、アルミナセメント、超速硬セメント、アウイン系セメント、超微粒子セメント、油井セメント等を言う。エコセメントとは、都市ごみ焼却残渣などの廃棄物を主原料として製造されたセメントを言う。これらのうち白色ポルトランドセメントが好ましく、白色ポルトランドセメントはセレンや６価クロムなど有害な重金属類をほとんど含まないため、本発明の溶出防止剤に特に好適に使用できる。

本発明の溶出防止剤は、カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム１０〜１００質量部、石灰５〜１００質量部及びアルカリ金属リン酸塩０．１〜１０質量部の配合割合とすることで、廃棄物に含まれるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を土壌環境基準以下に低減することができる。硫酸アルミニウムあるいは石灰の配合割合が少なすぎると有害物質の不溶化効果が低下するため好ましくない。硫酸アルミニウムを過剰に配合しても有害物質の不溶化効果はさほど向上しないため、不経済である。また、ふっ素またはほう素の含有量が特に多い廃棄物を処理する場合は石灰の配合量を多目にすると混合後の経過時間が短くても良好な不溶化効果が得られるが、通常は上記の配合量で十分である。また、アルカリ金属リン酸塩の配合割合が少なすぎると、十分な不溶化効果を得るために必要な時間が長くなる。アルカリ金属リン酸塩を過剰に配合しても養生期間の短縮効果は少ないため、不経済である。

本発明の溶出防止剤にセメントを配合すると、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出をより効果的に抑制することができる。好ましくは、カルシウムアルミネート１００質量部に対してセメントを２００〜５０００質量部配合するのが良く、より好ましい配合割合は１０００〜２５００質量部である。

本発明の溶出防止剤が対象とする廃棄物は、下水汚泥焼却灰、フライアッシュ、ペーパースラッジ灰、製鋼スラグ、ゴミ焼却灰等が挙げられる。さらに、廃棄物としては、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる１種以上の溶出量が環境基準を超えるものを対象とするのが好ましい。下水汚泥焼却灰は、下水汚泥を脱水し、さらに減量化・安定化させるために焼却処理がなされたものである。フライアッシュは、石炭火力発電所または石炭ボイラーなどで石炭の燃焼にともない発生する焼却灰である。ペーパースラッジ灰は、製紙工場から排出されるペーパースラッジを焼却・減容化する際に発生する焼却灰である。製鋼スラグは、高炉で製造された銑鉄を転炉等で脱炭素して鋼に精錬する工程で発生するスラグである。ゴミ焼却灰は、都市ゴミなどを減量化・安定化させるために焼却処理がなされたものである。また、これらの廃棄物としては、最大粒径が１．２ｍｍ以下のものが好ましい。また、これらの廃棄物を有効利用した土工材料としては、具体的には、埋め戻し材、路盤材、盛土材、裏込材、土壌改良材、道路資材、コンクリート製品用混和材等が挙げられる。

前記有害物質が土壌環境基準を超える廃棄物を本発明の溶出防止剤で処理するには、廃棄物に溶出防止剤を添加、混合すればよい。廃棄物に対する溶出防止剤の添加量は、廃棄物１００質量部に対してカルシウムアルミネート０．２〜２質量部、硫酸アルミニウム０．１〜１質量部、石灰０．０５〜１０質量部、アルカリ金属リン酸塩０．０１〜０．１質量部になるようにするのが好ましい。このような添加量とすることにより、廃棄物に含まれるふっ素、ほう素、砒素、セレンの溶出量を土壌環境基準（環境庁告示第４６号）以下に抑制することができる。アルカリ金属リン酸塩の配合量をカルシウムアルミネートの１／４０〜１／１０程度にすると短い養生期間で良好な溶出抑制効果が得られ、しかも経済的であるため好ましい。

本発明の溶出防止剤にセメントを配合すると廃棄物に含まれるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出をより効果的に抑制することができる。好ましくは、廃棄物１００質量部に対してセメントを０．５〜１０質量部配合するのが良く、より好ましい配合割合は２〜５質量部である。セメントを配合すると、カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰、アルカリ金属リン酸塩の配合割合が少なくても良好な溶出防止効果が得られるため、経済的である。

本発明の溶出防止剤と廃棄物と水を混合後、短時間で溶出抑制効果を発揮するため、養生期間を長く設ける必要なく使用することができ、例えば埋め戻し材として使用する場合は、現場でパン型ミキサーや強制二軸ミキサーなどの一般的なミキサーを用いて本発明の溶出防止剤と廃棄物と水を混合し、スラリー状または塊状の混合物に加工した直後に埋め戻し作業を行うことができる。また、本発明の溶出防止剤と廃棄物と水の混合物は、長期間溶出抑制効果が保たれるため、混合物を長期間保管しておいて、適宜、セメント製品用混和材などとして使用することができる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

（廃棄物）
・下水汚泥焼却灰
最大粒径が１．２ｍｍ以下の下水汚泥焼却灰２種類を使用した。これら下水汚泥焼却灰の環境庁告示第４６号によるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を表２に示す。

（使用材料）
・カルシウムアルミネート
ＣａＯ原料としてＣａＯ含有量９７質量％の生石灰（粉末試薬）、Ａｌ₂Ｏ₃原料としてバン土頁岩（Ａｌ₂Ｏ₃含有量８８質量％、Ｆe₂Ｏ₃含有量１質量％）、Ｆe₂Ｏ₃原料としてヘマタイト（Ａｌ₂Ｏ₃含有量３質量％、Ｆe₂Ｏ₃含有量９３質量％）を用い、表３示す配合で混合し、電気炉を用いて１５５０±５０℃で２時間加熱した。加熱後は、常温近傍まで炉内で自然冷却（徐冷）したクリンカと、１５５０℃前後から炉外に取り出し、直ちに冷却用圧搾空気を吹き付けて急冷したクリンカを得た。これらのクリンカについては、粉末エックス線回折によって生成結晶相の存在量を定量し、残部をガラス相とみなしてガラス相生成量を計算し、クリンカ総量との比（質量比）よりクリンカのガラス化率を算定した。この値を表４に示す。これらのクリンカをボールミルでブレーン比表面積５０００±５００ｃｍ²／ｇとなるように粉砕して用いた。

（使用材料）
・硫酸アルミニウム１４−１８水和物（略号：ALS）：関東化学社製粉末試薬
・酸化カルシウム（略号：CAO）：関東化学社製粉末試薬
・リン酸水素二カリウム（略号：PK）：関東化学社製粉末試薬
・普通ポルトランドセメント（略号：OPC）：太平洋セメント社製
・白色ポルトランドセメント（略号：WPC）：太平洋セメント社製「ホワイトセメント」

表４に示す割合で上記使用材料を配合し、本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰および比較品の溶出防止効果を評価した。

（溶出量の測定）
表４に示す材料１０００ｇに水６００ｇを加え、モルタルミキサーで３分間混合し、混合物を調整した。該混合物をビニール袋内に封入して２０℃の温度で養生し、養生期間３、６、２４時間経過後に、環境庁告示第４６号に準じた方法でふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を測定した。溶出量の測定結果を表６に示す。また、該混合物をビニール袋内に封入して２０℃の温度で２４時間養生した後、ビニール袋から該混合物を取り出して温度２０℃、湿度６０％の環境で保管し、１ヶ月経過後に環境庁告示第４６号に準じた方法でふっ素、ほう素、砒素、セレンの溶出量を測定した。溶出量の測定結果を表７に示す。

〔環境庁告示第４６号に準じた溶出量測定方法〕
（１）所定期間養生後の試料を粗砕し、ふるい２ｍｍ通過分を採取混合する。
（２）容積１０００ｍＬのポリ容器に試料５０ｇを計りとり、溶媒（純水１Ｌに０．５ｍｏｌ塩酸を加えてｐＨ６．１に調整したもの）５００ｇを加え、振とう機（振とう回数２００回／分）で６時間振とうする。
（３）ポリ容器を３０分静置した後、試料液の上澄みを孔径０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過して検液とする。
（４）採取した検液の成分を表５に示す方法で測定する。

表６の結果より、本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰（本発明１〜２６）は全て、養生期間が２４時間以内でふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）の規定値未満に抑制されていることが分かる。また、本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰のうち本発明１、２，３、９、１４、２０を除くものは、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が養生期間３時間で土壌環境基準の規定値未満に抑制されており、溶出抑制効果が短時間に発揮されることが分かる。一方、比較例として示した比較品１〜１０は本発明の溶出防止剤を配合したものに比べ、溶出抑制効果が劣っており、特に養生期間が６時間以内での溶出量が多いことが分かる。比較品６および１０では養生期間を２４時間とした場合のふっ素の溶出量が土壌環境基準未満に抑制されているものの、ほう素、砒素、セレンの溶出量は土壌環境基準を超過しており、下水汚泥焼却灰の溶出抑制を図るには性能が不十分である。

表６の結果より、結晶質のカルシウムアルミネート（CA-1）を使用した本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰（本発明１、１４）は、非晶質カルシウムアルミネート（CA-2）を使用して配合割合が同一の本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明４、１５）に比べてふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が多くなっており、カルシウムアルミネートとしては非晶質のものが好ましいことが分かる。

表６の結果より、普通ポルトランドセメント（OPC）を使用した本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰（本発明９）は、白色ポルトランドセメント（WPC）を使用して配合割合が同一の本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明１２）に比べてセレンの溶出量が多くなっており、セメントとしては白色ポルトランドセメントが好ましいことが分かる。

表６の結果より、本発明の溶出防止剤では、石灰の配合量を増やすと溶出抑制効果が向上することが分かる。また、本発明の溶出防止剤では、リン酸塩の配合量を増やすと溶出抑制効果が向上し、養生時間が短くても溶出量を少なく抑えられることが分かる。

表７の結果より、実施例として示す本発明の溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰（本発明品４、５、１１、１２、１７、１８、２３、２５、２６）は、温度２０℃、湿度６０％の環境で１ヶ月間保管した後も、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）の規定値未満に抑制されていることが分かる。一方、比較例として示した溶出防止剤を配合した下水汚泥焼却灰のうち比較品６および９は、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）を超過しており、比較品６は保管前（２０℃で２４時間養生した時点）より溶出量が増加していた。また、比較品１０はふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が保管前より僅かに低下しているが、ほう素、砒素及びセレンの溶出量は依然として土壌環境基準を超過していた。

（廃棄物）
・フライアッシュ、ペーパースラッジ灰
最大粒径が１．２ｍｍ以下のフライアッシュとペーパースラッジ灰を使用した。環境庁告示第４６号によるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を表８に示す。

（使用材料）
・カルシウムアルミネート（前記表２と同じ）
・硫酸アルミニウム１４−１８水和物（略号：ALS）：関東化学社製粉末試薬
・酸化カルシウム（略号：CAO）：関東化学社製粉末試薬
・リン酸水素二カリウム（略号：PK）：関東化学社製粉末試薬
・普通ポルトランドセメント（略号：OPC）：太平洋セメント社製
・白色ポルトランドセメント（略号：WPC）：太平洋セメント社製「ホワイトセメント」

表９に示す割合で上記使用材料を配合し、本発明の溶出防止剤を配合したフライアッシュとペーパースラッジ灰、および比較品の溶出防止効果を評価した。

（溶出量の測定）
前記表５と同じ。
結果を表１０及び表１１（１ヶ月後）に示す。

表１０の結果より、本発明の溶出防止剤を配合したフライアッシュとペーパースラッジ灰は全て、養生期間が２４時間以内でふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）の規定値未満に抑制されていることが分かる。特に、本発明の溶出防止剤を配合したもののうちＢ４、Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１６、Ｂ１８、Ｂ１９、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４、Ｂ２５、Ｂ２６、Ｂ２７、Ｂ２８は、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が養生期間３時間で土壌環境基準の規定値未満に抑制されており、溶出抑制効果が短時間に発揮されることが分かる。一方、比較例として示した溶出防止剤を配合したもの（比較品Ｂ１〜Ｂ１１）は本発明の溶出防止剤を配合したものに比べ、溶出抑制効果が劣っており、特に養生期間が６時間以内での溶出量が多いことが分かる。比較品Ｂ１０の溶出防止剤を配合したものでは養生期間を２４時間とした場合のふっ素の溶出量が土壌環境基準未満に抑制されているものの、ほう素、砒素及びセレンの溶出量は土壌環境基準を超過しており、フライアッシュやペーパースラッジ灰の溶出抑制を図るには性能が不十分である。

表１０の結果より、結晶質のカルシウムアルミネート（CA-1）を使用した本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明Ｂ１、Ｂ１４）は、非晶質カルシウムアルミネート（CA-2）を使用して配合割合が同一の本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明Ｂ４、Ｂ１５）に比べてふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が多くなっており、カルシウムアルミネートとしては非晶質のものが好ましいことが分かる。

表１０の結果より、普通ポルトランドセメント（OPC）を使用した本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明Ｂ９）は、白色ポルトランドセメント（WPC）を使用して配合割合が同一の本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明Ｂ１２）に比べてセレンの溶出量が多くなっており、セメントとしては白色ポルトランドセメントが好ましいことが分かる。

表１０の結果より、本発明の溶出防止剤では、石灰の配合量を増やすと溶出抑制効果が向上することが分かる。また、本発明の溶出防止剤では、リン酸塩の配合量を増やすと溶出抑制効果が向上し、養生時間が短くても溶出量を少なく抑えられることが分かる。

表１１の結果より、実施例として示す本発明の溶出防止剤を配合したもの（本発明品Ｂ４、Ｂ５、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１８、Ｂ２３、Ｂ２５、Ｂ２６、Ｂ２７、Ｂ２８）は、温度２０℃、湿度６０％の環境で１ヶ月間保管した後も、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準（環境庁告示第４６号）の規定値未満に抑制されていることが分かる。一方、比較例として示した溶出防止剤を配合したもののうち比較品Ｂ６、Ｂ９およびＢ１１は、ふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量が土壌環境基準を超過しており、比較品Ｂ６は保管前（２０℃で２４時間養生した時点）より溶出量が増加していた。比較品Ｂ１０は、ふっ素の溶出量は土壌環境基準の規定値未満であったが、ほう素、砒素、セレンの溶出量が土壌環境基準を超過していた。

Claims

カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を含有する廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止剤であって、廃棄物１００質量部に対する添加量が、カルシウムアルミネート０．１〜３質量部、硫酸アルミニウム０．０５〜１．５質量部、石灰０．０２５〜１０質量部、アルカリ金属リン酸塩０．００５〜０．１５質量部である溶出防止剤。
カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム１０〜１００質量部、石灰５〜１００質量部及びアルカリ金属リン酸塩０．１〜１０質量部を含有する請求項１に記載の溶出防止剤。
カルシウムアルミネートの主成分が非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃である請求項１又は２に記載の溶出防止剤。
アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである請求項１〜３のいずれかに記載の溶出防止剤。
さらに、セメントを含有する請求項１〜４のいずれかに記載の溶出防止剤。
セメントが白色ポルトランドセメントである請求項５に記載の溶出防止剤。
ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる１種以上の溶出量が環境基準を超える廃棄物に、請求項１〜６のいずれかに記載の溶出防止剤を添加、混合することを特徴とする、該廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止方法。