JPH01262978A - 廃棄物の焼却で生ずる固形体残留物中の鉛およびカドミウムを石灰およびホスフェートを用いて、固定化する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 世界的人口増加によってごみの量が絶えず増加している
。さらに、文化的水準の向上にともない人々が発生させ
るごみの量も増加していると思われる０両要素が組合わ
さって、経済的、ニオ・ルギー的および環境的に妥当な
ごみ（廃棄物）処理法を案出することが重要になってき
ている。

近年、特に都市地域では利用可能な土地に対する需要の
増大やこれに付帯した事柄のため、主要なごみ処理形聾
としての埋立てから他の方法を選択すること、特に生ご
みをエネルギー源として利用することへの転換が余儀な
くされている。後者の一形態は大量焼却法であるが、こ
の場合にはすべてのごみは未処理の状態で、不燃物を可
燃物から分離するなどの前処理なしに焼却される。簡単
にいうと、この方法では生ごみは貯蔵所へ投棄され、そ
こで均質化とある程度の乾燥が行われる。

この貯蔵所からのごみは燃焼帯域へ供給され、ここで加
熱されたガスはしばしば水蒸気を発生させるのに用いら
れる０次いで煙道ガスが焼却帯域から分離帯域、しばし
ば電気集塵器へ、導かれ、ここで粉塵および灰分が除か
れる。煙道ガスからこのようにして除かれたフライアッ
シュ（飛散灰）と呼ばれる灰分は次いで燃焼帯域で集め
られた灰分くボトムアッシュと呼ばれる）と混合され、
混合灰分として埋立て、道路工事などに利用される。

ある種の金属の揮発性大なる化合物がある程度フライア
ッシュ中に蓄積することは周知である。

特に、これが埋立て用として供される場合には、有毒金
属、特にカドミウムおよび鉛、の浸出は生１系、たとえ
ば表面水源および帯水層にとって潜在的な危険をもたら
す、米国環境保護片（ＥＰＡ）は固体廃棄物の毒性を測
定する方法を発表した。

残留物が連邦公報コード４０、Ｎｏ、２６１２４に述べ
られる毒性を越える場合にはその廃棄物は有害廃棄物と
して分類され、有害廃棄物取扱いシステム（ｔｈｅ　　
Ｈａｚａｒｄｏｕｓ　　Ｗａｓｔｅ　　Ｍａｎａｇｅｍ
ｅｎｔＳ　ｙｓｔｅｍ）のらとに管理されることが要求
される。

環境保護庁固体廃棄物局に対し作成された最近の報告書
（数種の固体廃棄物に係る限定調査結果）は、フライア
ッシュ中のカドミウムおよび鉛の水準が恐らく環境に対
しきわめて重大な脅威を与え、この種のフライアッシュ
のみでも有害廃棄物として取板う必要があることを示唆
しているようである（資源回収施設８か所からの残留物
についてのＥＰ毒性試験結果、シスチック（ＳＹＳＴＥ
ＣＨ）社、１９８１年２月）。

ＥＰＡにより明示される毒性水準よりも多量のカドミウ
ムおよび鉛を含有かるフライアッシュによる環境への災
害は、フライアッシュを重質の灰分と混合して得られる
埋立て用混合物をその金属に係る有害水準以内にするこ
とによって若干軽減される。それにもかかわらず、フラ
イアッシュその他の固体廃棄物から浸出するカドミウム
および鉛の量をＥＰＡにより明示される有害水準よりも
低い量にまで減少させることが強く望まれている。

本発明はこの問題を解決する方法に係る。より詳細には
本発明は乾燥状態の固体残留物、特にフライアッシュお
よびフライアッシュ含有混合物を処理して、この種の残
留物から浸出するカドミウムおよび鉛の量をＥＰＡによ
り明示される有害水準よりも低い水準にまで減少させる
方法に係る。換言すると、本発明は固体廃棄物中のカド
ミウムおよび鉛を広いｐＨにわたって固定化する、すな
わち不溶化する方法に係る０本方法は簡便、きわめて単
純、きわめて有効であって、広いｐＨ範囲にわたって適
用でき、かつ比較的費用が少なくてすむ、従って本方法
は商業的にきわめて魅力的であり、また環境的にも有益
である。

本発明が取組む問題は決して新しいものとはいえないが
、この問題に対する本発明者らの解決策が新規なのであ
る。

（従来の技術） 従来の解決策にあっては、金属を含む灰分を固形の硬化
しな、しばしばれんが様の硬さのものに変えることで鉛
およびカドミウムを固定化することによっていた。この
ような解決策は、水のしみ込みにくい物をつくり、そう
することによって金属が拡散して運ばれるのをなくすか
、へらすかすることによる、これに対し本発明は灰分を
含有する残留物の扮末性（粒子性）を維持しつつも、鉛
およびカドミウノ−を固定化するものである。処理され
た残留物は粒状の、非硬化固形体、すなわち硬化してれ
んが様の硬さにはなっていないもので、この特性が本発
明のｍ著な特色をなす。

重金属（カドミウムおよび鉛を含む）を高いｐＨで析出
させることは周知の分析法であり、石灰を塩基性物質と
して使用するのが常法である。たとえばカドミウムおよ
び鉛を含有する固体廃棄物中 硫酸マグネシウムで処理し、ｐＨを８〜１０．５に調整
し、この固形体をアスファルトで被覆してカドミウムお
よび鉛の浸出を防ぐ（ケミカル・アブストラクトｇ　２
　；１８５４１４ｄ、）。この先行技術は、次いで疎水
性石油系固形体中への封入が行われる凝析−結集（ｃｏ
ａｇｕ　ｆａｔ　ｉｏｎ　−ｆ　Ｉｏｃｃｕ　ｆａｔ　
１ｏｎ）を組合わせたものである。

米国特許第４，０４９，４６２号明細書においてココッ
ゾは、排ガスからのイオウ酸化物除去にて生じる工業的
脱硫残留物をアルカリ性の暇焼煙道ダストと水で、酸性
条件下で処理することにより、固形の、硬化した耐浸出
性生成物を得ている。彼の認識するところでは、煙道ダ
スト中のカルシウム酸化物ならびにケイ酸塩は酸のアニ
オンと反応してセメント様物を生じ、またその性質自体
酸性条件下での反応により、乾燥に際しセメント質固形
体となる硬化性情を生成する限り問題ではない。

ビカートは金属含量が比較的高い即ち、カドミウムを含
む強酸性廃液を石炭フライアッシュと混きし、ｐＨを約
７にｉＡ整し、石灰含有物質およびたとえばポルトラン
ドセメントのような結合剤を添加し、混合物を沈降させ
て弾力性のない塊とすることてこの廃液を固形棒材とな
す方法を述べている。米国特許第４．３７５，９８６号
明細書、ＯＲが認めているように、石灰アッシュは火山
灰様である。すなわち石灰の存在下でこれは凝集して、
硬くて密な、モルタル様のものとなる。明らかにビカー
トの発明では酸性廃液の処理法が述べられ、石炭フライ
アッシュが添加物として用いられている。波も認めてい
るように、石炭フライアッシュには環境間圧となるほど
の量のｐｂおよびＣｄが含まれていない、シュナイダー
ーアーノルディらは、米国特許第３，６７６．１６５号
明細書にてリン質の炉滓を石灰の代わりに結合剤として
使用しうろこと、およびこの種のスラグがＰ２Ｏ５と報
告されているリン化合物を０．５〜２．Ｏｚ含むことを
教示している。しかし、このスラグは硬いガラス質の塊
であるため本発明の本質的要素である可溶性リン族とは
なり得ない、事実、この種のスラグはリンを主にリン酸
力ルシウノ−として含有するが、このリン酸カルシウム
については本発明者らが鉛およびカドミウムの固定化に
は有効でないと表明した。

フライアッシュからセメント様材を形成することについ
ての全ての報告例において、発明者達は石炭フライアッ
シュ、即ち化学（■成、表面組成および形態ならびに粒
径分布から見てまさに火山灰であるものを用いている。

しかしまた同じ理由から、焼却炉フライアッシュは火山
灰質ではないために通常のポルトランドセメントと併用
しなければ安定なセメントを形成することができない。

ここで述べる本発明においては通常のポルトラン）でセ
メントを必要としないし、また本発明を効果的に適用す
るために固形化或いは団結（ｓｏｌ　１ｄｉｒ　１ｃａ
−１ｉｏｎ　　ｏｒ　　ａｇｇｌｏｍｅｒａＬｉｏｎ＞
を必要とせず、行うこともいらない０石炭フライアッシ
ュの団結または固定（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　　
ｏｒ　　ｆｉｘａｔｉｏｎ）に適用できる方法であっも
それは単にそのまま焼却炉フライアッシュに適用するこ
とはできない。

石灰および水と反応させ、圧縮した焼却炉スラグから舖
装工事用の基礎層をつくることができる（米国特許第４
，９２６．２６７号明細書）０石炭フライアッシュを団
結してペレットとすることをねらった欧州特許第３１−
３８９号明細書には、このアッシュに含まれるある種の
リン化合物が開示され、そしてＰ２Ｏ５としての化リン
含量が報告されているが、シュナイダーーアーノルディ
らの場合と同様このリン源は可溶性ホスフェート源とは
なりえない。

本発明者らは、ごみからエネルギーを得るために行う燃
焼における残留物中の鉛とカドミウムを固定化する方法
、即ち前記重金属の浸出をＥＰＡにより指示される最大
量よりも低い水準にまで低下させる、広いｐＨ範囲にわ
たって有効な方法を見出した。ごく簡単に述べると、こ
の方法は円形体残留物を石灰で処理したのち水溶性燐酸
塩を添加することによるものである。この方法を採用す
ると、鉛およびカドミウムの水準がそれぞれ５および１
　ｐｐｍ以下にまで低下する。また、典型的な酸性雨ま
たは水による抽出に関する規制限度に合格する様、これ
ら有毒金属を固定化することが望ましい、これには５．
０を超えるぐらいのｐＨ範囲全体にわｔ：って有効な固
定化システムを必要とする。

本発明者らが見出した方法はこの要件を満たず。

本発明方法では未処理円形体残留物がもつ粒状性は変わ
らない；即ちセメント様の固まりを生じない０本発明方
法では金属結合剤としてのリン酸カルシウムを提示しな
い。本発明における可溶性燐酸塩の代わりにリン酸カル
シウｌ、を用いたのでは、ｊ；１およびカドミウムを固
定化することはできない６本発明方法における金属固定
化のＳＴ相な機構がいかなるものであるにせよ、本発明
における固定化剤である石灰および可溶性燐酸塩は乾ｔ
＋した円形体残留物では不動かつ不活性であるが、ひと
たび固形体が水（抽出剤）で浸潤されるとこれらの固定
化剤は金属が溶解および／または拡散するのを妨げるも
のと思われる。

本発明の目的は燃焼プラントからの円形体残留物中の鉛
およびカドミウムの固定化を高めることである。一形態
においてはフライアッシュを石灰で処理し、ボトムアッ
シュと混汗し、得られた混合物を水溶性ホスフェート源
で処理する。より詳細な一形態においては、石灰は煙道
ガス洗浄装置生成物に由来する。さらに詳細な一形態に
おいては、水溶性ホスフェートはアッシュ−石灰混合物
の重量の約１〜約８％の量で添加される。他の形態は以
下の記述から明らかになるであろう。

第１図に固体廃棄物の焼却により生じる各種の固形体残
留物のＥＰＡ試験における抽出物の最終ｐＨを示す、斜
線を施した部分は残留物において鉛およびカドミウムの
双方についてＥＰＡＷ性限度に適合する唯一の領域を表
わす。

（発明が解決しようとする課題） ごみの燃焼により生じる煙道ガスはしばしば石灰の中を
通され、煙道ガス中に普通に見られる塩化水素、二酸化
イオウ、硫酸、二酸化炭素、窒素酸化物および他の酸性
化合物などの物質を除去されるが、それにより煙道ガス
洗浄装置生成物と呼ばれる固形体が生成される。フライ
アッシュはまた、その中に見出される鉛とカドミウムを
含む重金属を一部固定化（不溶化）するために、しばし
ば石灰と混合される。煙道ガス洗浄装置生成物が利用し
うる場合には１．これがフライアッシュ処理用の単独石
灰源として、または石灰補充物として用いられる。フラ
イアッシュと石灰または煙道ガス洗浄装置生成物との混
り物は前記の目的のためさらにボトムアッシュと混ぜら
れる。しかしボトムアッシュ対フライアッシュの比率は
、煙道ガス洗浄装置生成物対フライアッシュの比率と同
様、そして石灰が煙道ガス洗浄装置生成物中において中
和される程度と同様、ごみの供給源、プラントの操作特
性などに応じてかなり変動する。煙道ガス洗浄装置生成
物、フライアッシュおよびボトムアッシュを含有する混
合物はかなり変動する可能性のあるアルカリ性を示し、
さらに広範に変動する緩衝力を示す、後掲する例１のデ
ータが示すように、この種の混合物はしばしば鉛および
／またはカドミウムに関するＥＰＡ試験に及第しない、
これは本質的に、カドミラ１１は約７５以上のｐＨで析
出するが、鉛は両性であるため１２を超えるぐらいのｐ
Ｈで再溶解し始めるからである。従って後述するＥＰＡ
試験において抽出後の最終ｒ＋Ｈが約７．５〜約１２．
０である混合物においてのみ、鉛とカドミウムはその混
合物が確かに前記の規制限度に十分大るように固定化さ
れる。

ごみ焼却の実際面では煙道ガス洗浄装置生成物−フライ
アッシュ−ボトムアッシュ固形廃棄物の混合物が広範な
アルカリ度を備えていることが要求される。固形廃棄物
の規制面からは、鉛の浸出は５９１１１１未満に制限さ
れ、カドミウムの浸出は１ｐｐＴａを越えてはならない
ことが指示される。前記固形廃棄物混合物の技術面から
は、鉛およびカドミウムの浸出は、ｐＨに応じて著しく
広範に変動することが証明される０課題は、簡単に述べ
ると、これらの実際面、規制面および技術面を両立させ
ることである。すなわち、ごみ焼却プラントにおいて普
通に生じる煙道ガス洗浄装置生成物−フライアッシュ−
ボトムアッシュに係る広範な固形廃棄物中の鉛およびカ
ドミウムをＥＰＡの規制に従う状態に固定化するために
は、どのようにすればよいであろうかということである
。

（課題を解決するための手段） その解決策は、簡単に述べると水溶性ホスフェートを添
加することである。より詳細には、本発明者らは広い組
成範囲をもつ煙道ガス生成物−プライアッシュ−ボトム
アッシュ固体廃棄物残留物に水溶性ホスフェートを添加
することにより、残留物をそのアルカリ度が広範に変動
するにもかかわらずＥＰＡＩ制に全面的に適きする程度
にまで鉛およびカドミウムが不溶化されることを見出し
た。この解決策は、複雑な課題をきわめて簡単４・処理
によって解決するという点で注目すべきである。この説
明の残りは本発明のより詳細な記述に当てられる。

もっと大まかにいうと、本発明と大ｌ焼却プラントにお
ける円形体廃棄物の焼却により生じ、それから鉛および
カドミウムがそれぞれ５およびｌｐｐｍを越える水準で
浸出される粒状（粉末状または顆粒状）乾燥固形体残留
物を採取し、さらにこの残留物を石灰、特に大ｌ焼却プ
ラントの煙道ガス洗浄装置生成物に由来する石灰および
１種または２種以上の水溶性ホスフェートで処理するこ
とにより、その粒子性は維持されているもののそれから
の前記物質のｉ】出は前記水準よりも低い水準で行われ
る粒状残留物を得るものである。

本発明において処理される固形体は、固形体廃ｉ物を一
般に産業的大量焼却施設において焼却することにより生
じる残留物、即ちそれからカドミウノ、および／または
鉛が１および５ｐｐｍ（それぞれＥＰＡ試験での測定＆
ｆ）以上の水準で浸出される残留物である。当初はそれ
らの固形体は自由流動性の粒状集合体であるが、本発明
の利点は鉛およびカドミウムの固定処理後、水の浸透後
ですら、これらの固形体が自由流動性の粒状集合体のま
まであり、この特性が維持されることである。処理され
る固形体は一般にフライアッシュの全部または一部であ
る。鉛およびカドミウムはフライアッシュ中に濃縮され
る傾向があるからである０本発明の一形態においては、
処理される円形体残留物はフライアッシュとボトムアッ
シュの混合物であり、通常は約２〜２５！Ｉｌ１％のフ
ライアッシュ、より多くの場合約５〜約２０％のフライ
アッシュが含有される０本罎明に関する以下の記述によ
り、フライアッシュがまず石灰または石灰源で処理され
、次いでこの混合物が水溶性ホスフェ−１〜の添加前に
ホトｌ、アッシュと混和されることが示される。これは
本発明を実施するためのきわめて好都合な方法に相当す
るが、この記述を選んだのは説明に好都合であるからに
すぎない。たとえばフライアッシュのみを石灰およびボ
スフェートで処理したのちボトムアッシュとｉｒｉαす
る、またはフライアッシュおよびボトムアッシュの混ｉ
ｔｈを石灰およびホスフェートで処理する変法も特許請
求の範囲に記載されている本発明に包含されるものとし
、当業者に自明な他の変更についても同様である。

フライアッシュを処理すべき円形体残留物の一例として
用いる場合、このフライアッシュは石灰と混きされる０
石灰とは酸１ヒカルシウム（０２ｊｉ石灰）、水酸化カ
ルシウム（水和石灰）、石灰源、またはそれらのいかな
る温き物をも意味するものとする。煙道ガスを石灰で洗
浄する場合、環３ｕガス洗浄装置生成物（ＦＧＳＰ）が
単独石灰源であってもよく、また単に石灰源の一部とし
て用いられてもよい、ＦＧＳＰは水酸化カルシウムを含
有するほか、概して硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム
。

塩化カルシラノ１、炭酸カルシウムなどの物質を含有す
るものである。ＦＧＳＰ中の水酸化カルシウムの割合自
体が大幅に変動するので、Ｆ　Ｇ　Ｓ　Ｐの使用量は一
部は存在する水酸化カルシウムの量に依存するものであ
る０本発明を効果的に実施するためには、石灰またはＦ
ＧＳＰがフライアッシュ５重量部につき、その水素カル
シラノ、含量により、石灰約１〜約２５重量部の量でフ
ライアッシュに量的に添加されるものである。

このフライアッシュ−石灰混合物は次いで普通の産業的
な本発明の実施形態においてはボトムアッシュと混合さ
れる。これら２成分の相対量はしばしばボトムアッシュ
対フライアッシュの比として表わされ、普通は３：１〜
４９：１の範囲にあると思われる。すなわち混合物は約
２〜約２５重量％のフライアッシュを含有し、より多く
の場合フライアッシュ５〜２０重量％の範囲にある。こ
の石灰−フライアッシュ−ボトムアッシュ混合物を次い
で水溶性ホスフェート源で処理して鉛およびカドミウム
の固定化を完了させる。単に混合物に燐酸塩源を噴霧し
、次いで混合物を撹拌してホスフェートを確実に分散さ
せるのが恐らく最も簡便であろう。しかし十分な水溶性
ホスフェート源を混合物に単に分散させるのも実施可能
であるとしても、必ずしも同じ結果が得られるとは限ら
ない。

いかなる好都合な水溶性ホスフェ−１・も本発明の実施
に使用できる。水溶性ホスフェートとは、約２０℃にお
いて少なくとも約５％（ｗ、’ｖ）程度まで水に溶解し
うるホスフェートを意味する。リン酸類、即ちオルトリ
ン酸、次リン酸、メタリン酸、およびポリリン酸、たと
えばビロリン酸、を含むリン酸類が本発明に好都合に用
いられる。時にはより低酸性のホスフェート源を用いる
ことが望ましく、事実ホスフェート源および使用水準は
石灰の実質部分が中和されないことが重要である。他の
より低酸性のホスフェート源には下記のものが含まれる
。リン酸塩、リン酸−水素塩およびリン酸二水素塩、た
とえばリン酸三すトリウム、リン酸水素二ナトリウム、
リン酸二水素ナトリウノ３、リン酸カリウム、リン酸水
酸化二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸リチウ
ム、リン酸水素二リチウム、およびリン酸二水素リチウ
ム、きわめて−船釣に、各種リン酸の塩を使用しうるが
、これらのうちアルカリ金属塩が最もしばしば使用され
る。

鉛およびカドミウムの適切な固定化を確実にするために
円形体残留物に添加される水溶性ホスフェート源の量は
、円形体残留物のアルカリ度、その榎階能、或は最初に
存在する鉛およびカドミウムの量などに依存するもので
ある。一般に総置形体残留物に対し約１〜約８重量％の
リン酸（８３Ｐ　Ｏ４）に相当する量の水溶性ホスフェ
ート源で十分であるようであるが、必要な場合にはこれ
よりももっと多量の水溶性ホスフェートを使用するのを
妨げるものではない。

以下の各側は本発明を説明するためのものにすぎず、こ
れによって本発明をいがなる形でも限定するためのもの
ではない。

連邦公報Ｖ、４５、Ｎｏ、９８．１９８０年５月１９日
、３３０９９頁以下に記載されたＥＰＡ法に基づく下記
の方法が各種方法の選別に１１された。ＥＰＡＰ験法の
規模だけ変更された。つまり本発明者らが採用した試験
法は標準的ＥＰＡ法グ）規模を縮小したものである。試
験は固定ｆヒ剤と莞燥フライアッシュ１０Ｉ？をエルレ
ンマイヤーフラスコ（三角フラスコ）内で混りすること
により行われた。水（１６０ｉｌ）を添加し、混合物を
復動型録どう器で十分に撹拌した。１時間後にｐ＋ｒｆ
！：記録し、０．５Ｎ酢酸の添加によりｌ）Ｈを５．０
＋０．２に調整した。安定なｐＨ５，０に達するまで、
または最大許容１（４０ｚｌ）の０．５Ｎ酢酸が使用さ
れるまで、１時間毎に９８を５．０±０．２に調整しな
がらｆｊｉ　ｉｆ’を続けた。漂準試験法による総混合
時間は２４時間であった。固形体は真空ミリボア（Ｍ　
ｉ　ｌ　ｌ　１ｐｏｒｅ）フィルターＸ　Ｘ　１００４
７００上で、ＡＰ型スプレフィルタおよびＨＡ型の０．
４５ミクロン微細フィルターを用いて分離された。４０
ｚｌ未満の酢酸使用時には、次式により決定される量の
水で最終容量が調整された。

Ｖ　＝　（２０）（Ｗ＞−１６（Ｗ）−Ａここに、 ■−添加すべき蒸留水のＩｔ　＜ｗｌ）Ｗ−抽出器に装
填した固形体の重Ｍ（ｇ）Ａ−抽出中に添加した０、５
Ｎ酢酸の量（１１）浸出物１００ｉ１当たり１１１の量
の超高純度濃硝酸をア過後に添加し、溶液を安定化した
。変法ＥＰＡＰ性試験の標準試験そのものは固定化剤を
添加せずに行われた。浸出物中のカドミウムおよび鉛の
水準は原子吸光分光法により測定された。

本発明の試験に用いたボトムアッシュ−フライアッシュ
混合物は約０．５重量％のリンを含有していた。これは
Ｐ２Ｏ，として報告された値の１．１ｚに相当する。こ
れはアッシュ残留物中に保存する３リン物質が固定化に
必要な可溶性ホスフェート源ではないことを示す。

（実施例） 例　１ 広範な煙道ガス洗浄装置生成物−フライアッシュ−ボト
ムアッシュ組成を有する円形体残留物が、前記ＥＰＡＰ
験法により鉛およびカドミウノ、ｘ量について試験され
た。ＦＧＳＰは概して４０〜６０％の水酸化力ルシウノ
、含量を示した。ＥＰＡＰ験における抽出後のｉ終ｐＨ
を各種組成物について図面にプロットした。ｐｂに対す
るＥＰＡＰ度にはｐＨ範囲６．７〜１２．０内において
のみ適合し、Ｃｄに関するＥＰＡＰ度にはｐＨ７，５を
こえるところでのみ３ｉＩ　’＃することが認められた
。図面から認められるように、限られた数の組成物のみ
が最終ｐＨ７，５〜１２．０、すなわち紹およびカドミ
ウムの双方についてＥＰＡＰ験に合格する範囲を一す−
えた。

例　２ １９：１の比率のボトムアッシュ対フライアッシュを用
いて円形体残留物を調整した。これに水酸化カルシウム
約５７％を含量する煙道ガス洗浄装置生成物を種々の重
量比で添加した０次いでこのＦＧＳＰ−フライアッシュ
−ボトムアッシュ混合物、およびリン酸４．２５１を含
有するものにつき、ＥＰＰ性試験を行った。結果を次式
に示す。

第１ｋ　変法ＥＰ毒性試験における４２５ｚのＨ，ＰＯ
，の効果 Ｆｆ；ＳＰ：フテイア、シュ　４：１　　　　４：１　
　　１：１　　　１：１　　　３ニア　　　　３ニア１
１ユｌ’ＯＪ　　　　０　　　４．２５　０　　４．２
５　０　　４．２５ＥＰ毒性試験 初期ｐｌ＋　　　　１２．６２　１２．２４−　　７．
４０　１２．４６５．４３ａ終ｐＨ１２，３８１０，２
１５，３８５，０５４，９９５，１１抽出１ｍｙ＃ Ｐｂ　　　　　　５．６　　０．１　１１．８　０．２
３　８．４６　０．ＩＣｄ　　　　　　Ｏ，０１４０，
０１１，２７０，４５１，３３０，２９これから認めら
れるように、鉛およびカドミウムに対するＥＰＡ試験限
度にｐ）Ｉ範囲５０５から１０．２にわたって１合する
のに対し、燐酸塩の不在下では浸出の許容限度に適合し
なかった。

例　３ この例においては種々のボトムアッシュ；フライアッシ
ュ比およびＦＧＳＰ：フライアッシュ比の円形体残留物
につき、リン酸４２５ｚを添加する場合と添加しないｔ
ｖＪ音につきＥＰ毒性試験を行った０次人に鉛およびカ
ドミウムの双方を５．２〜１２．６の広いｐＨ範囲にわ
たって固定化するに際してのリン酸の効力を同様に示す
。

第２ｋ　種々のボトムアッシュ、フライアッシュ比およ
びＦＧＳＰ：フライアッシュ比についテノ４．２５Ｈ−
１、ＰＯ、ノ効果 ボトムア、シュ・　　７：１　　　７：１　　　７：１
　　７：１　　９・７　　　９ニア　　　　４：１　　
　４：１７テイアツシユ Ｆ（：ＳＰ＋　　　　　　　４・１　　４・１　　　３
ニア　　　３ニア　　　２・１　　　２：１　　　１：
１　　　１：１７フイアルユ １、ｒ’ＯＪ　　　　　　−４，２５−４，２５−４，
２５−４，２５Ｅｌ）毒性試験 初期ｐ）！　　　１２．６３１２．６０−　　７．０７
１２．６０１２．６７１２．６０１２．６８最摩％ｐｌ
＋　　　　　１２．４３　１２．６０　５．６０　５．
１８　１２．４３　１０．１９　１２．６０　１１．０
０抽出量ｍｇ／Ｉ Ｐｂ　　　　　　　　１７．０　　１．２　　１２．０
　　０．３１　１３．５　　０．０６２　１４．０　　
０．０６３Ｃ’ｄ　　　　　　　　Ｏ，０９００，０１
２，８２０，７００，０１０゜０１　　０．０１　　０
．０１ＩＡ４ この例ではアッシュ組成物を人工酸性雨で抽出した。硝
酸塩、硫酸塩および塩化物の混合物を調製して、米国北
西部の代表的な酸性雨を模した。

下記の化合物を合計４１の溶液に溶解して、酸性雨Ｊ原
液を調製した９ −１」」１−　　−計− Ｎ　ａ　Ｎ　Ｏ３０、１１５０ Ｋ　　Ｎ　　Ｏ３０，２１９Ｇ ＮＨ，ＮＯ３０，０６４８ １１ＥＣＺ２　　　　　０．０８２１ Ｈ２Ｓ　０　、　　　　０．１７５５ ＣａＳ　０．０．１０５７ 濃厚液のｐＨは２．８８であった。この混り物を１０倍
希釈することにより酸性雨による抽出試験に用いる溶液
を調製した。生じたｐＨは３．９３であった。

典型的な酸性雨を象徴するこの希釈液を０．５Ｎ酢酸の
代わりに用いてＦＧＳＰ、フライアッシュおよびボトノ
、アッシュの混？ｒ物試験を行った。他の点ではこの抽
出はＥＰｉ性試験の場合と変わらなかった。第３表のデ
ータかられかるようにこの場＆も上記の組成物から浸出
する釣め水準を低下させるのにリン酸の添加がきわめて
有効であることが証明された。

第３表　酸性雨、アッシュ組成物の抽出、４．２＄Ｈ、
Ｐ　Ｏ、の効果 ＦＣ５Ｐニアティア、シュ　１：１　　１：１　　　４
：１　　４：１　　３ニア　　　　３ニア＄ＩＩ、ｒ’
ｏ、　　　　−４，２５−４，２５−４，２５酸性雨に よる抽出 初期ｐＨ１２，５８８，１０１２，７０１２，６７１２
，５４５，４７最終ｐｌ＋　　　１２．６６７．２９１
２．７３１２．７８１２．５０５．７９抽出Ｍｍｇ＃ Ｐｄ　　　　　２．８　０．１　３．５　０．７１　１
．５　０．ＩＣｄ　　　　　Ｏ，０１０，０１０，０１
０，０１０，０１０，０６３例　　５ 各種のアッシュ組成物を水のみで抽出して、添加された
燐酸塩が重金属の浸出に及ぼす影響を調べた。これらの
試験は５００＋４のエルシンマイヤーフラスコ中て’Ｆ
Ｇ−３Ｐとフライアッシュとのｉ昆＃ｔｍｌＯｇおよび
Ｈ２Ｏ２００ｉｒｅを用いて、復動大振どう器により２
４時間撹拌しながら行われた。

第４表　アッシュ組成物の８２０抽出、４．２＄Ｈ、Ｐ
　Ｏ、の効果 ＦＧＳＰ：フフィア、シ、１：１　　１：１　　２：１
　　　２：１　　　４：１　　　４：１１１、ｒ’ＯＪ
　　　　Ｏ４，２５０４，２５０４，２５１１□０抽出
試験 初期１’ｐＨ１２，４２７，３０１２，６０１１，８８
１２，６１１２，５１最終ｐＨ１２，７０８，０７１２
，６６１０，４８１２，６７１２，５７抽出Ｍｍｇ／Ｉ Ｐｂ　　　　　　１４．９　０．１　６．５　０．１９
　５．８　０．９３Ｃｄ　　　　　Ｏ，０１０，０１０
，０１０，０２０，０＋　　０．０１前記各例の場合と
同様、リン酸の添加によってこの試験の粂件下で浸出す
る鈴の量が実質的に減少した。

例　６ １９：１の比率のボトムアツシュ：フチイア・・Ｉシュ
を含有する組成物を、リン酸またはリン酸水素二ナトリ
ウム（Ｎａ２１（ＰＯ４）を水溶性燐酸塩源として用い
て試験した。いずれの場合とも、円形体残留物は容易に
ＥＰＡ毒性試験に合格した。

第５表　変法ＥＰ試験におけるＨ、ＰＯ，とＮａ２８Ｐ
Ｏ，の比較 ＦにＳｌ’ｌ：７テイアルユ　４：１　　　４：１　　
　１：１　　１：１　　　３ニア　　　３・７１１３Ｐ
Ｏ，＄　　　　４．２５　−　　４．２５−　　４．２
５−Ｎａ２ＰＯｔ＄　　　−５，０−５，０−５，０Ｅ
ｌ’毒性試験 初期ｐＨ１２，７０１２，６９６，２７１２，３０５，
５０１１，８８最終ｐＨ６，５０１１，６２５，１１５
，１８５，０７５，１０抽出量論９／Ｉ Ｐｂ　　　　　　Ｏ，１０，０７５０，１０，２４０，
１０，１５Ｃｄ　　　　　　Ｏ，０３６０，０１５０゜
３４０．３３　０．１９０．５０例７ １９：１の比率のボトムアッシュ：フライアッシュを含
有し、ＦＧＳＰ：フライアッシュの比率が異なる組成物
につき、１〜４．２５にのリン酸を用いて試験した。認
められるように、１％のリン酸ですら鉛およびカドミウ
ムの浸出を許容水準にまで低下させるのに概して有効で
あった。ただしＦＧＳＰ：フライアッシュ比１：１の場
合を除く。

第６表　１１．ＰＯ，含量の影響 ＦにＳＰ＋７テイア、シュ：ボトムア、Ｃユの混３ｆ勿
（ボトム７、シュ９．５．＋フチイア、ンユ０．５ｙ＞
中のＩ’ｂおよびＣｄの固定化 Ｆ（：ＳＰ：フライアル、４：１　　　４：１　　　４
・１　　　４：１　　　１：１　　１：ｌＨ３Ｐ０．＄
　　　　０　　４．２５２．１　１．０　０　　４．２
５ＥＰ毒性試験 初期ｐＨ１２，６２１２，２４１２，１３０１２，６４
−７，４０最終ｐＨ１２，３８１０，２１１２，４５１
２，２４５，３８５，０５抽出量倚ｙ／ｌ’ Ｐｂ　　　　　　５．６　０．１　０，４６　０．３６
　１１．８０．２３Ｃｄ　　　　　　Ｏ，０１４０，０
１０，０１０，０１１，２７０，４５ＦＣ：ＳＩ’：フ
ヲ（７，シ、１：１　　　１：１　　　３＋７　　　３
ニア　　　　３ニア　　　３ニア１１３ｒＯＪ　　　　
　　２．１　　１．０　　０　　　４．２５　２．１　
１．ＯＥｌ’舟性試酸 性試験Ｈ１２，２５１２，４２１２，４６５，４３７，
０３１２，０４最終ｐＨ５，１４５，０８４，９９５，
１１５，１６５，１１抽出旦 ｒ’ｌ＋　　　　　　０．１　０．４９　８．４６　０
．１　０．１　０．３８Ｃｄ　　　　　　Ｏ，５１１，
２１，３３０，２９０，２４０，８１例　８ 以下の実験は、ＥＰＡ試験における初期浸出結果が一時
的なものではなく、処理された打丁１中の釦およびカド
ミウムが固定化された状態を維持することを示すために
行われた。フライアッシュと煙道ガス洗浄装置生成物の
混６物（約３０ニア０）に種々の燐ｉｌＩ！！塩を含有
する水を噴：することにより、２０％の水分率を有し、
種々の水準の燐酸塩（リンの重旦％とじて示す）を含有
する混り物を得た（２．０！ｆｔ１％水準のリンはリン
酸として８．０重塁％のボスフェートに相当する）、こ
の混合物を密閉ボトル内で経時させ、一定期間ｆｆｆに
鉗および力ドミウノ〜についてＥＰＡ浸出試験を行−）
た、すｌ＜ての場合に１．２出物が含有していたカドミ
ウノ、は＜０．０１ｐｐｍであった。結果を第７ｋに示
す。

第７表　固定化の安定性 燐酸塩　　　　　　　　　　　ｉン出１ζ中のｊｌｉ２
．０　　　（Ｎａｒ’Ｊ）ｓ　　　　　　　　　　Ｏ７
，２５７，５ Ｎａｚｌｌｒ’Ｏ４０７，９ ４６，５ Ｎａｓｒ’ｉ０．。−８５ｇ１ｌｓｒ’０．（１：１）
　　　　０　　　４．’１５　　　　６．４ ａ）　　ｍ盟％ ｂ）　固形体として添加、次いで水を噴霧して２０２６
の水分率となした。

関　９ １９：１のボトムアッシュ−フライアッシュ組成物を等
量の煙道ガス洗浄装置生成物と混合し、各種の酸および
これら酸のアニオンで処理した。

第８人のデータはホスフェートが特賃なものであること
を明確に示す、硫酸もｒＩｌｌｉ酸も鉛およびカドミウ
ノ、を固定化せず、それらの塩類も固定１ヒしない。

第８表　固定化における各種酸およびそノシｔｒの塩類
の有効性 添加物　なしＩＩＶＬ　１１２ＳＯ１ＩＩＮＯｚ　Ｎａ
ｚｌｌＰＯ，Ｎ１１ｌＳＯ４ＮａＮ０））３度　　　　
　４．３　４．３　４．３　３．５　　３．５　　３．
５鏑ｅｑ／ｙ （残留物） ＥＰ毒性 ：／ｃ験 初期ｐｌ＋　１２．１６７．４０１０．４８１１．Ｓ８
１２．３０　１２．２１　１２．１４ｆｌ！？ｐＨ５，
３８５，０５５，０１５，１８５，１８５，１２５，１
２抽出な 餉ｇ／ｘｌ ｒ’Ｊ　　　１１．８　０．２３　４．７　　Ｇ、６　
０．２４　１４　　８．９Ｃ，Ｊ　　　１．２７　０．
４５　１．２　１．１Ｇ　　Ｏ，：１３　０．９３　０
．８２例　１０ 上記例のアッシュ−煙道ガス洗浄装置生成物の混合物に
リン酸４．２５！Ｉ！量％を添加した。この混合物をカ
ラムに入れ、粒状集合体に３容旦の水を浸透させて、埋
立ての条件を模した。この儂α体を取出し、ｍ帖し、半
径分布をより定した。その結果を第９表に示す。

第９表　ホスフェ−１・による固定化の前および後の粒
径分布 粒径ａｍ　　　　未処理アッシュ　処理済みアッシュ＜
０．０７４　　　　３．９　　　　　　　３．７０．０
７４−０．４２　　８．２　　　　　　　８．９０．４
２−２　　　　２３．６　　　　　　２１．３２−９．
５　　　　　６４．３　　　　　　６６．１これらのデ
ータは集合体の粒子性が本発明の固定１ヒ処理によって
実質的に影響されなかったことを示す。

例　１１ 例８で述べたのと同じフライアッシュと煙道ガス洗浄装
置生成物との混合物をｇＪ酸塩として不溶性Ｃａ３（Ｐ
　Ｏ４）！からのリン０．６％で処理し、次いでＥｒＡ
浸出試験を行った。浸出物は鉛１９ｐｐｍを含有し、リ
ン酸カルシウムが本発明による鉛の固定化に際しホスフ
ェート源として無効であることを示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は円形体廃棄物の焼却により生じる各種の円形体
残留物の［ＥＰＡ試験における抽出物の最４’４，１（
を示す図、すなわちｐｌ＋とホト〕、ア・ソシＪ：フラ
イアッシュ比ならびにＦ　（Ｔ；　Ｓ　ｒ’　：フライ
アノシュ比との関係を示す図である。 （りＩ／ｉ　　名）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）都市廃棄物の焼却により生じるフライアッシュお
   よびフライアッシュとボトムアッシュとの混合物からな
   る自由流動性粒状乾燥固形体残留物中の鉛およびカドミ
   ウムを固定化し、固定化処理後も上記自由流動性粒子性
   を維持する方法であって、乾燥固形体残留物と総残留物
   に対し約１〜約８重量％のリン酸に相当する量の水溶性
   ホスフェート源の少なくとも１種とを石灰、水和石灰、
   煙道ガス洗浄装置生成物およびそれらの組合わせよりな
   る群から選ばれるところのフライアッシュ５重量部当た
   り約１〜約２５重量部の水酸化カルシウムを供給するの
   に十分な量の遊離石灰源の存在下で接触させ、これによ
   り得られる乾燥した処理済み残留物のカドミウムおよび
   鉛の浸出が、ＥＰＡ試験でカドミウム１ｐｐｍ以下およ
   び鉛５ｐｐｍ以下と測定される水準にまで弱められるこ
   とよりなる方法。
2. （２）乾燥固形体残留物が約２〜約２５重量％のフライ
   アッシュを含有する、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
3. （３）乾燥固形体残留物が約５〜約２０重量％のフライ
   アッシュを含有する、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
4. （４）乾燥固形体残留物が本質的にフライアッシュであ
   る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
5. （５）遊離石灰源が大量焼却施設の煙道ガス洗浄装置生
   成物である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）水溶性ホスフェート源がリン酸、ポリリン酸、次
   リン酸、メタリン酸、およびそれらの塩類よりなる群か
   ら選ばれる、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
7. （７）塩類がアルカリ金属塩である、特許請求の範囲第
   ６項に記載の方法。
8. （８）塩類がリン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリ
   ウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三カリウム、リ
   ン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸三
   リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸二水素リチウ
   ム、またはそれらの混合物である、特許請求の範囲第７
   項に記載の方法。
9. （９）水溶性ホスフェート源がリン酸ある、特許請求の
   範囲第６項に記載の方法。
10. （１０）各アッシュが大量焼却施設における都市廃棄物
    の焼却により生じるものであるフライアッシュ−ボトム
    アッシュ混合物からなる自由流動性の乾燥粒状集合体中
    において鉛およびカドミウムを自由流動性粒状として固
    定化する方法であって、乾燥アッシュ混合物と、総アッ
    シュ混合物に対し約１〜約８重量％のリン酸に相当する
    量の水溶性ホスフェート源少なくとも１種とを、石灰、
    水和石灰、煙道ガス洗浄装置生成物およびそれらの組合
    わせよりなる群から選ばれるところのフライアッシュ５
    重量部当たり約１〜約２５重量部の水酸化カルシウムを
    供給するのに十分な量の遊離石灰源の存在下で接触させ
    、これにより得られる処理済みアッシュ混合物カドミウ
    ムおよび鉛の浸出がＥＰＡ試験でカドミウム１ｐｐｍ以
    下および鉛５ｐｐｍ以下と測定される水準にまで弱めら
    れることよりなる方法。
11. （１１）乾燥粒状アッシュ混合物が約２〜約２５重量％
    のフライアッシュを含有する、特許請求の範囲第１０項
    に記載の方法。
12. （１２）乾燥粒状アッシュ混合物が約５〜約２０重量％
    のフライアッシュを含有する、特許請求の範囲第１１項
    に記載の方法。
13. （１３）遊離石灰源が大量焼却施設の煙道ガス洗浄装置
    生成物である、特許請求の範囲第１０項に記載の方法。
14. （１４）水溶性ホスフェートがリン酸、ポリリン酸、次
    リン酸、メタリン酸およびそれらの塩類よりなる群から
    選ばれる、特許請求の範囲第１０項に記載の方法。
15. （１５）塩類がアルカリ金属塩である、特許請求の範囲
    第１４項に記載の方法。
16. （１６）塩類がリン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナト
    リウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三カリウム、
    リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸
    三リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸二水素リチ
    ウム、またはそれらの混合物である、特許請求の範囲第
    １５項に記載の方法。
17. （１７）水溶性ホスフェートがリン酸である、特許請求
    の範囲第１４項に記載の方法。