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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989007990A1
    申请号:PCT/JP1989/000196
    申请日:1989-02-27
    公开日:1989-09-08
    发明作者:Yoshinari Fujisawa；Yoji Ohgaki；Yuji Yoshii；Tsuneharu Miyachi
    申请人:Nkk Corporation；
    IPC主号:A62D3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 発 明 の 名 称
    [0002] ご み 焼却炉 か ら 排 出 さ れ た 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 の 不溶化方法 技術分野
    [0003] こ の 発 明 は 、 ご み 焼却 炉 か ら 排 出 さ れ た 排 ガ ス カ、 ら 捕集 し た 飛灰 中 に 含有 さ れ て い る 、 有害 な 重金属 を 不 溶化 す る た め の 方法 に 関 す る も の で あ る 。 背景技術
    [0004] 焼却炉 レ' て ご み の 焼却 に よ っ て 生 じ た 排 ガ ス は 、 塩化水素 お よ び 酸化硫黄等 の 有害 な 成 分 を 舍 有 し て い る 。 そ し て 、 排 ガ ス か ら 捕集 し た 飛灰 は 、 亜 鉛 ， 鉛 お よ び 力 ド ミ ゥ ム 等 の 有害 な 重金属 を 舍有 し て い る 。 ご み 焼却炉 か ら 排 出 さ れ た 上述 し た 排 ガ ス は 、 ご み 焼却炉 の 煙道等 に お い て 徘 ガ ス 中 に 、 例 え ば 、 消 石灰 > 炭酸 ナ ト リ ゥ ム > 炭酸 カ ル シ ゥ ム の よ う な ァ ル 力 リ 物質 を 添加 し て 排 ガ ス 中 に 舍有 さ れ て い る 塩 化水素 お よ び 酸化硫黄等 の 有害 な 成分 を 除去 し 、 次 い で 集塵機 で 、 排 ガ ス 中 に 混 入 し て い る 飛灰 を 捕集 し た 後、 煙突 を ½ つ こ 大気 中 に 放 出 さ れ る 。
    [0005] 上述 の よ う に し て 、 排 ガ ス か ら 捕 集 し た 飛 灰 は 、 排 ガ ス 中 に 舍有 さ れ て い る 、 塩 化 水素 お よ び 酸 化硫黄等 の 有害 な 成分 を 除去す る た め に 添加 さ れ た ア ル 力 リ 物 質 に よ っ て 、 強 い ア ル カ リ 性 を 有 し て い る 。 こ の よ う な 飛灰 は、 埋立地等 に 投棄 さ れ る が、 投棄 に 先立 ち 、 飛灰 に 対 し て 、 飛灰中 に 舍有 さ れて い る 有害な 重金属 を 不溶化す る た め の 処置 を 施 こ す こ と が必要 で あ る 。
    [0006] 飛灰中 に 含有 さ れて い る 有害 な 重金属 を 不溶化 す る た め の 方法 と し て 、 次 の 方法が知 ら れ て い る ：
    [0007] (1) 飛灰 に セ メ ン ト お よ び 水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 飛灰 を 塊犾 に す る 。
    [0008] (2) 飛灰 に 溶融 ア ス フ ァ ル ト を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 飛灰 を 塊伏 に す る 。
    [0009] (3) 飛灰 を 、 水が収容 さ れた 樓 に 入 れ、 橹中 に 吹 き 込 ま れ た 、 ご み 焼却炉か ら の 排 ガ ス で 中和 し て 、 前記飛 灰 中 の 重金属 を 、 不溶性 の 化合物 に す る 。 次 い で 、 脱 水 し て 、 不溶性 の 化 合物 を 塊状 に す る 。
    [0010] (4) 飛灰 に 、 酸お よ び硫化物 を 添加 し 、 飛灰中 の 重金 属 を 、 不溶性 の 化合物 に す る 。 次 い で 、 脱水 し て 、 不 溶性 の 化 合物 を 塊状 に す る 。
    [0011] (5) 飛灰 を 、 P H値が約 1 0 の 弱 ア ル カ リ 性 の 水 で 洗浄 し 、 前記飛灰 中 の 重金属 を 、 不溶性 の 化 合物 に す る 。 次 い で 、 脱 水 し て 、 不溶性 の 化合物 を 塊扶 に す る 。
    [0012] 上記 ω に 述 べ た 、 セ メ ン ト に よ り 飛灰 を 塊状 に す る 方法 、 お よ び 、 上記（2) に 述 べ た 溶融ァ ス フ ア ル ト に よ り 飛灰 を 塊状 に す る 方法 に は 、 次 の よ う な 問題が あ る ： 即 ち 、 投棄後、 雨水等 に よ っ て 、 塊状 の 飛灰中 か ら P H値 の 高 い 液 中 で 溶解 し や す い 鉛 等 の 重 金属 が溶 出 す る 場合 が あ る 。
    [0013] 上記 (3) に 述 べ た 、 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 を 中 和 に よ つ て 処 理 す る 方法 に は 、 次 の よ う な 問題 が あ る ： 即 ち 、 中 和工程 ， 脱水工程、 お よ び 、 脱水工程 で 発生 し た 排 水 の 処理工程等 の た め に 、 設備 が複雑 に な る 。 従 っ て 、 多 額 の 費用 を 必要 と す る 。
    [0014] 上記 （4) に 述 べ た 、 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重 金属 を 酸 に よ っ て 処理 す る 方法 に は 、 次 の よ う な 問題 が あ る ： 即 ち 、 酸 に よ る 処理工程 ， 脱 水 工程、 お よ び 、 脱水 工程 で 発生 し た 排 水 の 処理工程等 の た め に 、 設備 が複 雑 に な り 、 且 つ 、 大量 の 酸 を 消 費 す る 。 従 っ て 、 多 額 の 費用 を 必要 と す る 。
    [0015] 上記 (5) に 述 べ た 、 飛灰 を 弱 ア ル カ リ 性 の 水 で 洗浄 す る 方法 に は 、 次 の よ う な 問題 が あ る ： 即 ち 、 洗浄 の た め に 大 量 の 水 を 必要 と し 、 且 つ 、 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 を 、 水酸 化 物 ま た は 炭酸化物 に す る 反応 の た め に 長時間 を 必要 と す る 。 従 っ て 、 設備 が 巨大 に な る 。
    [0016] こ の よ う な こ と か ら 、 ご み 焼却炉 か ら 排 出 さ れ た 排 ガ ス カ、 ら 捕集 し た 、 強 い ア ル カ リ 性 を 有 す る 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 を 、 容易 に 且 つ 経 済的 に 、 長期 間 、 安定 し て 不 溶化 す る た め の 方 法 の 開 発 が強 く 望 ま れ て い る が、 か か る 方 法 は 、 ま だ 提案 さ れ て い な い 。 発明 の 開示
    [0017] 従 つ て 、 こ の 発明 の 目 的 は 、 ご み焼却炉 か ら 排出 さ れ た 排ガ ス か ら 捕集 し た 、 強 い ア ル カ リ 性 を 有 す る 飛 灰中 に 舍有 さ れて い る 重金属 を 、 容易 に 且つ 経済的 に 長期間、 安定 し て 不溶化す る た め の 方法を 提供 す る こ と に あ る 。
    [0018] こ の 発 明 の 特徴 の 1 つ に 従 っ て 、 下記 ス テ ッ プ か ら る と を 特徴 と す る 、 ご み焼却炉 か ら 排出 さ れ た 飛 灰 中 に 含有 さ れて い る 重金属 を 不溶化す る た め の 方法 が提供 さ れ る
    [0019] ご み焼却 炉か ら 排出 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 有害 な 重金属を 舍有す る 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤お よ び水 を 添 加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混練物を 形成 し 、 前記 混練物 は、 前記排 ガ ス 中 に 舍有 さ れて い る 、 塩化水素 お よ び酸化硫黄 を 除去す る た め に 添加 さ れ た ア ル 力 リ 物質 に よ っ て 、 強 い ア ル カ リ 性を 有 し て お り ；
    [0020] 前記水 の 添加量 を 調節 し て 、 前記混練物 の P H値を 1 2 以下 に 限定 し 、 も っ て 、 前記混線物 中 に お け る 前記重 金属 と 前記 キ レ ー ト 剤 と の 間 の 反応を 助長 し ；
    [0021] か く し て 、 前記重金属 を 、 前記 キ レ ー ト 剤 と の 反応 に よ つ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化合物 に す る 図面 の 簡単 な 説 明
    [0022] 第 1 図 は 、 飛灰 に 水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混線 し て 形成 し た 混練物 の 舍水率 の 、 混練物 の P H値 に 及 ぼす 一 ΰ 影響 を 示 す グ ラ フ で あ る ；
    [0023] 第 2 飛灰 に キ レ 一 ト 剤 お よ び 水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 形成 し た 混練物 の Ρ Η値 の 、 混練物 中 に 舍 有 さ れて い る 鉛 の 溶 出 量 に 及 ぼ す 影響 を 示 す グ ラ フ で あ る ；
    [0024] 第 3 図 は 、 こ の 発 明 の 範 囲 内 で あ る 、 P H値 が 1 2 以 下 の 混練物、 お よ び こ の 発 明 の 範 囲外 で あ る 、 P H値 が 1 2 . 5 の 混練物 の 各 々 に 舍有 さ れ て い る 鉛 の 溶 出 量 を 、 そ の 放置 日 数毎 に 示 す グ ラ フ で あ る 。
    [0025] 第 4 図 は 、 こ の 発明 の 方法 に よ つ て 形成 し た 、 低分 子 キ レ 一 ト 剤 が添加 さ れ た 混練物 に お け る 、 低分 子 キ レ ー ト 剤 の 添加量 の .Ή
    [0026] 、 ■(比練物 中 に 舍有 さ れ て い る 鉛 の 溶 出 量 に 及 ぼ す 影響 を 示 す グ ラ フ で あ る ； そ し て 、 第 5 図 は 、 こ の 発 明 の 方法 に よ つ て 形成 し た 、 高 分 子 キ レ 一 ト 剤 が添加 さ れ た 混練物 に あ り ^) 、 问 分 子 キ レ ー ト 剤 の 添加 量 の 、 iS 練物 中 に 舍有 さ れ て い る 鉛 の 溶 出 量 に 及 ぼ す 影響 を 不 す グ ラ フ で あ る 。
    [0027] 発 明 を 実施 す る た め の 最良 の 形 態
    [0028] 我 々 は 、 上 述 し た 観点 か ら 、 ご み 焼却 炉 か ら 排 出 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 、 強 い ァ ル カ リ 性 を 有 す る 飛 灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 を 、 容 易 に 且 つ 経 済 的 に 長期 間 、 安定 し て 不溶化 す る た め の 方法 を 開 発 す べ く 銳意研究 を 重 ね た 。 そ の 結果 、 我 々 は 、 次 の 知 見 を 得 ， · (1) 塩化水素 お よ び酸化硫黄等 の 有害成分 を 除去 す る た め に 、 ア ル カ リ 物質が添加 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 飛灰 の 化学成分組成 を 調べ た 。 第 1 表 に 、 そ の 一例 を 示す 。
    [0029] (wt.%)
    [0030] (mg kg)
    [0031]
    [0032] 上述 し た 化学成分組成 を 有 す る 飛灰を 、 所定量 の 水 に 、 重量体積比 で 1 0 % の 割合 で 添加 し そ し て こ れ等 を 6 時間振 と う し 次 い で ^過 し て 得 た 、 飛灰 の 溶 出試 験 液 の P H値 を 調 べ た 。 そ の 锆 果 、 試 験液 の P H値 は 、 12.3か ら 13。3で あ っ て 、 試験液 は 、 強 い ア ル カ リ 性 を 有 し て い た 。 そ し て 、 試験液 中 に は 、 飛灰 中 に 舍有 さ れて い る 鉛 が、 日 本国 Vナ ヽ 産業廃棄物 の 許容溶 出 基準値 （ 以下、 「 溶出 基準値 J と い う ） で あ る 、 3 mg / ^ を 超 え て 溶 出 し て い た 。 こ の よ う に 、 飛灰中 か ら の 鉛 の 溶 出 量が多 い 理由 は 、 鉛 は 、 液 の P H値 が高 い と 、 溶出 し や す い た め で あ る 。
    [0033] (2) 重金属 を 舍有す る 飛 灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 を 添加 す る と 、 前記重 金属 を 、 キ レ 一 ト 剤 と の 反応 に よ つ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化 合物 に す る こ と が で き
    [0034] (3) 重 金属 を キ レ ー ト 化 合物 に す る キ レ ー ト 化反応 は 一 般 に 、 P H値 が 3 か ら 1 0 の 範囲 内 て 、 効率 的 に 生ず る こ と が 知 ら れ て い る 。 そ こ で 、 飛灰 中 の 重金 属 が溶 出 し た 試験液 に 、 キ レ一 ト 剤 を 添加 'し 、 そ し て 試験液 の P H値 を 変化 さ せ 、 キ レ ー ト 化反応効率 を 調 べ た と こ ろ 、 試験液 の P H値 が約 1 0 を 超 え る と 、 キ レ 一 ト 化反応効率 が低下 す る こ と が確 か め ら れ
    [0035] (4) 重金属 を 舍有 す ¾> ¾ }火 に 、 キ レ 一 ト 剤 お よ び 水 を 添 加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 形成 し た 混練物 は 、 排 ガ ス 中 に 舍有 さ れ て い る 塩化水素等 の 有 害成分 を 除 去 す る た め に 、 徘 ガ ス に 添加 さ れ た ァ ル 力 リ 物 質 に よ つ て 、 強 い ア ル 力 リ 性 を 有 し て い る 。
    [0036] そ こ で 、 重金属 を 舍有 す る 飛灰 に 、 水 を 添加 し そ し て 混練 し て 形 成 し た 混練物 に つ い て 、 そ の 舍 水率 の 、 ρ Η ϋ に 及 ぼ す 影響 を 調 べ た 。 即 ち 、 第 1 表 に 示 し た 化 学成分 組成 を 有 す る 複数 の 種類 の 飛灰 に 、 水 を 、 そ の 量 を 変 え て 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混線物 を 形 成 し 、 そ の p H値 を 調 べ た 。 第 .',曰
    [0037] 1 図 、 ·(比練物 の 舍 水 率 の 、 混練物 の P H値 に 及 ぼ す 影響 を 示 す グ ラ フ で あ る 第 1 図 か ら 明 ら か な よ う に 、 混 練 物 の 舍水率 が減少 す る に 従 つ て 、 そ の p H値 は低下 す る 。 こ の 結果 、 飛灰 に キ レ ー ト 剤 お よ び 水 を 添加 し そ し こ れ等 を 混練 し て 混練物 を 形成 す る に 際 し 、 水 の 添 加 量 を 調節 す れ ば 、 キ レ ー ト 化反応 に 適す る P H値が得 ら れ る こ と 、 そ し て 上述 の 処理 に よ っ て 、 重金属 を 水 に 対 し て 不溶化 さ せ 得 る 、 キ レ ー ト 化反応 に 適す る P H値 は 、 1 2 以下 で あ る こ と が わ か っ た 。
    [0038] 上述 の よ う な P H値 の 低下 ば、 飛灰中 の 主 な 可溶性塩 の 成分 で あ る 、 塩化 カ ル シ ウ ム 2 水塩 （C a C£ 2 - 2 H 2 0 ) , 塩化 ナ ト リ ウ ム ( N a C£ ) , 塩化 カ リ ウ ム ( K C£ ) お よ び 水酸化 力 ル シ ゥ ム （ C a ( 0 H ) 2 ) の 濃度 に よ る も の で あ る 。 な お 、 混練物 の 温度が約 8 0 'C ま で ば 、 温度が P H 値 に 及 ぼす 影響 は、 殆 ん ど な い 。
    [0039] (5) 上記各項 か ら 、 塩化水素等 の 有害成分 を 除去す る た め に 、 ア ル カ リ 物質が添加 さ れ た排ガ ス か ら 捕集 し た 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混鎳物 を 形成 し 、 前記水 の 添加量 を 調節 し て 、 混練物 の 舍水率 を 6 0 w t . %以下 に な し 、 前記混 镍物 の p H値 を 1 2 以下に 限定す れ ば 、 飛灰中 に 舍有 さ れて い る 重金属 を 、 キ レ ー ト 剤 と の 反応に よ っ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ 一 ト 化合物 に な し 得 る こ と がわ か っ た 。
    [0040] こ の 発 明 ば、 上述 の 知見 に 基づ い て な さ れ た も の で あ る 。 以下 に 、 こ の 発明 の 、 ご み 焼却炉か ら 排 出 さ れ た 飛灰 中 に 含有 さ れて い る 重金属 の 不溶化方法 を 説明 "5 る 。
    [0041] こ の 発明 の 方法 に お い て 使周 す る キ レ ー ト 剤 は、 次 の 通 り で あ る 。 (1) 1 種類 以上 の キ レ ー ト 形 成基 を 有 し 、 そ し て 、 飛 灰 中 に 舍有 さ れて い る 重 金属 と の 反応 に よ っ て 、 前 記 重金属 を 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化 合物 に す る 、 水 溶性 の 低分子化 合物 ま た は 水溶性 の 高分子 化 合物。
    [0042] 上述 の キ レ ー ト 剤 と し て 、 例 え ば、 ジ チ ォ カ ル ノ ミ ン 酸基 ， チ オ ー ル基 ， ザ ン セ ー ト 基 お よ び チ ォ ゥ レ イ ド 基 の 少 な く と も 1 っ を 舍有 す る 、 低分子化 合物 ま た は 高 分 子化 合物 を 使用 す る 。
    [0043] (2) 1 種類以上 の キ レ ー ト 形成基 を 有 し 、 そ し て 、 飛 灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重 金属 と の 反 応 に よ っ て 、 前 記 重金属 を 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化合物 に す る 、 水 に 対 し て 不溶性 の 低分 子化 合物 ま た は 水 に 対 し て 不 溶性 の 高分子化合物。
    [0044] 上述 の キ レ ー ト 剂 と し て 、 例 え ば、 ア ミ ノ 酸基 （ グ リ シ ン 基 ， イ ミ ノ ジ 酢酸基等 ） ， ポ リ ア ミ ノ 基 お よ び ホ ス ホ メ チ ル ァ ミ ノ 基 の 少 な く と も 1 っ を 舍有 す る 、 低 分 子化 合物 ま た は 高分 子化合物 を 使用 す る 。
    [0045] こ の 発 明 に お い て は 、 塩化水素等 の 有害成分 を 除 去 す る た め に ア ル 力 リ 物質 が添加 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 、 重金属 を 舍有 す る 飛灰 に 、 上述 し た キ レ ー ト 剤 お よ び 水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混練 物 を 形成 す る 。 こ の と き 、 水 の 添加量 を 調 節 し て 、 混練物 の 舍水 率 を 6 0 κ ί . ¾以下 に な し 、 混練物 © Ρ Η値 を 1 2 以下 に す る こ と が必要 で あ る 。
    [0046] 第 2 図 は 、 飛 灰 に 、 次 に 述 べ る よ う に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 形成 し た 混 練物 の P H値 の 、 前記混練物 中 に 舍有 さ れ て い る 鉛 の 溶 出 量 に 及 ぼす 影響を 示 す グ ラ フ で あ る 。 即 ち 、 異 な る 3 つ の ご み焼却ェ %力、 り ¾ 取 し た 、 強 い ア ル 力 リ 性を 有 す る 複数 の 種類 の 飛灰 に 、 強力 な キ レ ー ト 剤 で あ る ジ ェ チ ノレ ジ チ ォ カ レ ノ ミ ン 酸 ナ ト リ ウ ム を 、 飛灰 中 に 舍有 さ れて い る 重金属 の 量 に 対 し て 1 当 量 と 、 水 と を 添加 し 、 前記水 の 添加量 を 変 え る こ と に よ っ て 、 p H値 の 異 な る 複数 の 種類 の 混練物 を 形成 し た 。 こ の よ う に し て 形成 さ れ た 混練物 を 、 常温 で 5 曰 間屋外 に 放置 し た 後、 水 中 に 投入 し 、 そ し て 、 混練物中 に 舍有 さ れて い る 鉛 の 溶 出 量 を 調べ た 。
    [0047] そ の 結果、 第 2 図 か ら 明 ら カ、 な よ う に 、 水 の 添加量 を 調節 し 、 混練物 の P H値 を 1 2 以下 に す れ ば、 混練物 中 か ら の 鉛 の 溶出量 を 、 溶出 基準値で あ る ョ ！！^ ^ 以 下 に す る こ と 力 で き る 。 一方、 混練物 の P H値力 1 2 を 超 え る と 、 飛灰 中 に 舍有 さ れて い る 鉛 の 溶 出 量が、 急 激 に 増加す る 。
    [0048] 第 3 図 は、 こ の 発 明 の 範囲 内 で あ る 、 P H値が 1 2 以 下 の 混練物、 お よ び 、 こ の 発 明 の 範囲外 で あ る 、 P H値 が 1 2 . 5の 混練物 の 各 々 に 舍有 さ れて い る 鉛 の 溶 出 量 を そ の 放置 日 数毎 に 示す グ ラ フ で あ る 。 第 3 図 に お い て 実線 は 、 こ の 発 明 の 範囲 内 で あ る p H値が 1 2 以下 の 混 線物 を 示 し 、 そ し て 、 点線 は 、 こ の 発 明 の 範囲外で あ る 、 p H値が: 1 2 . 5の 混練物 を 示 す。 な お 、 前記混練物 が 投入 さ れ た 水 即 ち 溶 出 液 の P H値 は 、 1 2 . 3〜 1 3 . 0で あ る 溶 岀 液 の P H値 が 1 2 . 3〜 1 3 . 0で あ る に も 力、 か わ ら ず 、 第 3 図 か ら 明 ら か な よ う に 、 こ の 発 明 の 範 囲 内 で あ る P H値 が 1 2 以下 の 混 練物 の 場合 に は 、 長期 間放 置 し て も 、 混練物 中 か ら の 鉛 の 溶 出 量 は 、 溶 出 基 準値 で あ る 3 m g / g 以下 で あ る 。 こ れ に 対 し て 、 こ の 発 明 の 範囲 外 で あ る 、 p H値が 1 2 . 5の 混練物 の 場合 に は 、 放 置 日 数 が約 5 日 を 超 え る と 、 鉛 の 溶 出 量 が 3 m g / を 超 え て 增加 す る 。
    [0049] 飛灰 に 添加 す る キ レ ー ト 剤 と し て 、 前述 し た ジ ェ チ ル ジ チ ォ カ ルノ、' ミ ン 酸 ナ ト リ ゥ ム に 代 え て 、 ィ ミ ノ ジ 酢酸基 を 有 す る キ レ ー ト 樹脂 ， シ ス テ ィ ン ， チ ォ 尿素 お よ び ァ ミ ル ザ ン セ ー 卜 の う ち の 何 れ 力、 1 つ を 使用 し た 場合 も 、 混練物 の P H値 を 1 2 以下 に す れ ば、 上記 と 同 様 の 効果 が得 ら れ る 。
    [0050] 上記 か ら 明 ら か な よ う に 、 塩化 水素等 の 有害成分 を 除 ま す る た め に 、 ア ル カ リ 物 質 が添加 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 飛灰 中 の 重金属 を 、 キ レ ー ト 剤 と 反応 さ せ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化 合物 に す る た め に は 、 混線物 の P H値 を 1 2 以下 に す る こ と が 、 不 可欠 の 条件 で あ る 。
    [0051] 混練物 の P H値 を 1 2 以下 に す る た め に は 、 前述 し た よ う に 、 混練物 の 形 成時 に お け る 水 の 添加 量 を 調節 し て 、 混練物 の 舍水率 を 6 0 " t . %以下 に す る こ と が必要 で あ る 。 こ の よ う に 、 混練物 の 舍 水 率 を 少 な く す る こ と は 、 混線物 の 取扱 い お よ び運搬等 の 点 か ら も 有利 で あ る 。
    [0052] 飛灰 中 に 舍有 さ れて い る 複数 の 種類 の 重金属 の 各 々 に 適合 す る よ う に 、 複数 の種類 の キ レ一 ト 剤 を 使周 す れ ば、 キ レ ー ト 化合物 の 生成が促進 さ れ、 且つ 、 キ レ 一 ト 剤 の 添加量を 低減す る と がで き る 。 例 え ば、 2 種類 の キ レ ー ト 剤、 即 ち 、 ジ ェ チ スレ ジ チ ォ カ ル バ ミ ン 酸 ナ ト リ ゥ ム 、 ヽ -Λ 小' メ チ ル ァ ミ ノ 基 を 有す る キ レ ― ト 樹 脂 の 各 々 を 、 飛灰中 に 舍有 さ れて い る 重 金属 の 量 に対 し て 0 . 5 当 量添加 し て 形成 し た 混練物 と 1 種類 の キ レ 一 ト 剤、 即 ち 、 ジ ェ チ レ ジ チ ォ 力 レ ノヾ ミ ン 酸 ナ ト リ ウ ム を 、 飛灰中 に 舍有 さ れて い る 重金属 の 量 に 対 し て 1 当 量添加 し て 形成 し た 混練物 と 、 そ し て キ レ ー ト 剤を 添加 し な い で 形成 し た 混線物 の 各 々 に つ い て 、 重金属 の 溶岀 量 を 調ベ た 。 第 2 表 に 、 そ の 結果 を 示す 第 2 表
    [0053] 第 2 表か ら 明 ら か な よ う に 、 2 種類 の キ レ ー ト 剤 を ¾加 し た 混練物 の 場 合 に 、 1 種類 の キ レ ー ト 剤 を 添 ― 丄 1 加 し た 混練物 の 場合 に 比 ぺ て 重金属特 に 亜鉛 の 溶 出 量 が、 顕著 に 減少 し た
    [0054] 上述 の よ う に 、 複数 の 種類 の キ レ ー ト 剤 を 添 加 す る と 、 重 金属 の 溶 出 量が低下 す る 理 も 、 キ レ ー ト 剤 の 重金 属 と の 反応 に 対 す る 選択性 の 相 違 に 基づ く も の で あ る 。 即 ち 、 鍩化剤等 を 舍有 し て い る よ う な 特殊 な 排 液 を 除 い て 、 一般 の 排液 の 場合 に は 、 比較的 に 重金属 の 含有量 が少 な く 、 且 つ 、 不溶化 処理 を 施 こ す ベ き 複 数 の 重 金属間 の 濃度差 も 、 水 銀 を 除 い て 比 較的少 な い こ れ に 対 し て 、 ご み 焼却炉 か ら 排 出 さ れ た 飛灰 の 場合 に は 、 重 金 属 の 含有量 が多 く 、 且 つ 、 不溶化処理 を 施 こ す べ き 複数 の 重金属間 の 濃度差 も 大 で あ る 。 従 っ て 飛灰 中 に 含 有 さ れ て い る 重金属 の 各 々 に 適合 す る キ レ 一 1、 剤 を 選 ん で 、 こ の よ う な 複数 の 種類 の キ レ一 ト 剤 を 飛灰 に 添加 し て 混練物 を 彤 成 す れ ば 、 重金属 の 溶 岀 量 を 、 一段 と 減少 さ せ る こ と 力く で き- る 。
    [0055] 飛灰 に 対 す る キ レ ー ト 剤 の 添加 一般的 に は 、 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重 金属 の 量 に 対 し て 1 当 量以 下 で よ い が、 キ レ ー ト 剤 の 添加量 を 、 重金属 の 量 に 対 し て 1 当 量 を 超 え て 多 く す れ ば 、 重金属 の 溶 出 量 を 、 一段 と 據少 さ せ る こ と が で き る 。 ί«1 つ こ 、 必要 に 応 じ て 、 キ レ ー ト 剤 を 、 重 金 属 の 量 に 対 し 1 当 量 を 超 え て 添加 し て も よ い 。 但 し 、 キ レ ー ト 剤 が、 キ レ ー ト 形成 基 を 多 く 有 す る 高分 子 化 合物 か ら , ^ 问 分 子 キ レ 一 ト 剤 の 場 合 に は 、 キ レ ー ト 剤 の 添加量 が多 す ぎ る と 、 重 金属 の 溶 岀量が、 逆 に 增加す る 場合が生ず る 。
    [0056] 第 4 図 ば、 こ の 発 明 の 方法 に よ っ て 形成 し た 、 低分 子化合物 か ら な る 低分子 キ レ ー ト 剤が添加 さ れ た 混練 物 に お け る 、 低分子 キ レ ー ト 剤 の 添加量 の 混練物 中 に 舍有 さ れて い る 鉛 の 溶 出 量 に 及 ぼ す影響を 示す グ ラ フ で あ る 。 第 4 図 か ら 明 ら か な よ う に 、 キ レ ー ト 剤 の 添 加量 が多 く な る に 従 っ て 、 鉛 の 溶 岀量 は減少 す る 。
    [0057] 第 5 図 は、 こ の 発明 の 方法 に よ っ て 形成 し た 、 高分 子化合物 か ら な る 高分子 キ レ ー ト 剤 が添加 さ れ た 混練 物 に お け る 、 高分 子 キ レ ー ト 剤 の 添加量 の 、 混練物 中 に 舍有 さ れて い る 鉛 の 溶出量 に 及 ぼす影響 を 示 す ダ ラ フ で あ る 。 第 5 図 か ら 明 ら か な よ う に 、 高分子 キ 一 ト 剤 の 場合 に ば、 そ の 添加量 が多 す ぎ る と 、 鉛 の 溶 出 量が逆 に 増加 す る 。
    [0058] 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 と 共 に 、 更 に 、 付加的 に 、 高分 子化 合物を 添加 す れ ば、 キ レ ー ト 化 合物 が粗 大化 し 、 こ れ に よ つ て、 重金属 の 溶 出 量を 一段 と 滹少 さ せ 、 且つ 、 キ レ ー ト 剤 の 添加量 を 低減 さ せ る こ と が で き る 。
    [0059] 即 ち 、 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 を 添加 し 、 飛灰 中 に 舍有 さ れて い る 重金属を 、 キ レ ー ト 剤 と の 反応 に よ っ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ 一 ト 化合物 に し て も キ レ ー ト 化 合物 の 粒子 が微小で あ る と 、 粒子 が溶 出 す る 可能性が あ る - そ こ で 、 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 と 共 に 、 更 に 、 付加的 に 、 高分子化合物 を 添加す れ ば 、 高分子 化合物 の ネ ッ ト ワ ー ク に 、 キ レ ー ト 化 合物 の 粒子 が捕集 さ れ る 結果 、 キ レ ー ト 化 合 物 が粗大化 す る 。 従 っ て 、 粒子 の 溶 出 を 防 止 す る こ と が で き る 。
    [0060] 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 と 共 に 、 更 に 、 付加的 に 、 高分子化 合物 と 共 に 架橋剤 を 添加 す れ ば 、 架橋剤 に よ っ て 、 高分 子 化 合物 の ネ ッ ト ワ ー ク が強固 に な る 従 っ て 、 上述 し た 、 高分 子化合 物 に よ る キ レ ー ト 化合 物 の 粗大 化 作用 を 、 一 段 と 高 め る こ と が で き る 。
    [0061] 上述 し た 高分 子 化 合物 と し て 、 キ レ ー ト 化 合物 を 粗 大化 し 、 且 つ 、 飛灰 中 の 成分 と の 作用 に よ っ て 、 飛灰 を 不溶 化 ま た は 難溶化 さ せ 得 る 性 質 を 有 す る 、 水溶性 高分 子化 合 物 、 ま た は 、 ラ テ ッ ク ス 状態 の 高分 子化合 物 を 使用 す る 。
    [0062] 水溶性高分 子化 合物 と し て 、 例 え ば、 ポ リ ビ 二 ル ァ ル コ ー ル ， ァ ノレ ギ ン 酸 ナ ト リ ウ ム ， ポ リ ァ ク リ ル酸系 ポ リ ァ ク リ ノレ ア ミ ド 系 ， キ ト サ ン 系 > ポ リ ア ミ ン 系 ， セ ノレ ロ ー ス 系 ， ポ リ 塩化 ア ル ミ ニ ウ ム ま た は 水 ガ ラ ス 等 を 使用 す る 。
    [0063] ラ テ ッ ク ス 状 態 の 高分 子化 合物 と し て 、 例 え ば、 ポ リ ア ク リ ル酸系 ， ポ リ ア ク リ ノレ ア ミ ド 系 ， ポ リ ア ミ ン 系 ま た は ス チ レ ン ブ タ ジ ェ ン 系 等 の ラ テ ッ ク ス ポ リ マ 一 を 使用 す る 。 .
    [0064] 例 え ば 、 高 分 子化 合物 に ポ リ ビ 二 ル ァ ル' コ ー ル を 使 ¾ し た 場 合 に は 、 架橋剤 と し て グ リ ォ キ ザ ー ル 等 を 使
    [0065] PP -ΐί- マ 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 と 共 に 、 更 に 、 付加的 に 、 高分 子化合物 を 添加す る 代 り に 、 ジ チ ォ 力 ル バ ミ ン 酸基 を ボ リ エ チ レ ン 等 に 結合 さ せ た よ う な 、 例 え ば 平均分 子量が 1 万以上 の 高分子化合物 か ら な る キ レ ー ト 剤 を 添加 す れ ば、 キ レ ー ト 化反応 と 、 キ レ ー ト 化合 物 の 粗大化作用 と を 、 共 に 行 な わ せ る こ と がで き る 。
    [0066] 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水、 ま た は 、 キ レ ー ト 剤 高分 子化合物 お よ び 水を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混練物 を 形成す る と き の 、 混線時間 は 、 キ レ ー ト 剤 お よ び高分 子化 合物 が液找 の 場合 に は、 3 か ら 2 0 分間程度で よ い 。 キ レ ー ト 剤 が粉状 の 場合 に は、 飛灰 に 、 粉状 の キ レ ー ト 剤 を 添加 し そ し て 混合 し 、 次 い で 得 ら れ た 混合物 に 水 を 添加 し そ し て 混練す る 。 こ の と き の 混合 お よ び 混練時間 は 、 合計 5 か ら 5 0 分程度で よ い 。 飛灰 に 、 粉状 の キ レ ー ト 剤 お よ び水 を 同時 に 添 加 し そ し て こ れ等 を 混練す る 場合 に は、 混練時間 を 、 上述 の 時間 よ り も 'や や長 く す る 必要 が あ る 。 粉状 の キ レ ー ト 剤 に 付加的 に 添加す る 高分子化 合物 は、 液找 で あ る こ と が好 ま し い 。 な お 、 混練時 に 、 水和熱等 の た め に 、 混練物 の 温度が 8 0 て 位 ま で 上昇 す る 場合が あ る が、 キ レ ー ト 化反応、 お よ び 、 得 ら れ た 混練物 の 不 溶化効果 に 影響 を 及 ほ'す こ と は な い 。
    [0067] 上逮 し た よ う に 、 飛灰に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 と 共 に 、 更 に 、 付加的 に 、 高分 子化 合 物 を 添加 し 、 ま た は キ レ ー ト 剤 と し て 、 高分子化 合物 か ら な る キ レ ー ト 剤 を 添加 す れ ば 、 キ レ 一 ト 化合 物 を 粗大化 さ せ る こ と が で き る が 、 更 に 、 高 分 子化 合 物 ま た は 高 分 子化 合物 か ら な る キ レ ー ト 剤 に よ っ て 、 混練物 が互 い に 凝集 し や す く な る 。 従 っ て 投棄後 に お け る 、 混練物 の 流 出 お よ び飛散 を 防止 す る こ と が で き る 。
    [0068] ま た 、 こ の 発 明 の 方法 に よ っ て 形成 し た 混練物 に セ メ ン ト 等 を 添加 し て 、 混練物 を 塊状 に し た 後 、 投棄 す れ ば、 よ り 効果的 で あ る 。
    [0069] 次 に 、 こ の 発 明 の 方法 を 、 実施例 に よ り 、 比較例 と 対比 し な が ら 、 更 に 詳細 に 説 明 す る 。 実施例
    [0070] 塩化 水 素等 の 有害成分 を 除去 す る た め に 、 ア ル カ リ 物質 が添加 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 、 第 3 表 に 示 す 化学成分 組成 を 有 す る 飛灰 1 kg に 、 こ の 発 明 の 方 法 に よ り 、 ジ チ ォ カ ル バ ミ ン 酸基 を ポ リ エ チ レ ン に 結 合 さ せ て な る 高 分子 キ レ ー ト 剤 の 溶 液 を 、 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 の 量 に 対 し て 0 . 8 当 量 と 、 そ し て 、 水
    [0071] 2 5 0 と を 添加 し そ し て こ れ等 を ミ キ サ ー に よ っ て
    [0072] 5 分 間 混練 し て 、 P H値 が 1 0 . 2の 混 練物 か ら な る 本 発 明 の 供 試体 （ 以下、 " 本 発 明 供試体 " と い う ） を 調 製 し 第 3 表 (wt. %)
    [0073] SIOE CaO Faz03 A zOs 1 S031 MgO Na K
    [0074] 37 2
    [0075] 13 ！ 4 1 ° 4 18
    [0076] 4 ！
    [0077] (mg/kg)
    [0078] Cd Pb Total Cr Total Hg
    [0079] 6170 270 1830 170 3.1 i 較 の た め に 、 上述 し た 飛灰 1 kg に 、 水 2 5 0 の み を 添加 し そ し て こ れ等 を 上逮 し た よ う に 混練 し て 、 比較用 の 供試体 （ 以下、 " 比較用 供試体 " と い う ） を 調 製 し た 。
    [0080] 上述 の よ う に し て 調製 さ れ た 本発 明 供試体 お よ び 比 較 洪試体 を 、 屋外 に 所定 日 数放置 し た 。 放置 日 数 ば 1 B 間 ， 1 0 日 間 ， 2 0 日 間 お よ び 3 0 日 間 で あ る 。 こ の よ う に 、 放置 日 数 の 異 な る 本発 明 供試体 お よ び it 較用 僙試体 の 各 々 を 、 水中 に 投入 し 、 そ し て 、 各供試 体か ら の 重金属 の 溶 出 量 を 調 べ た 。
    [0081] 第 4 表 に 、 そ の 結果 を 示す 。
    [0082]
    [0083] 第 4 表 か ら 明 ら か な よ う に 、 本 発 明供試体 か ら の 重 金属特 に 亜鉛 ， カ ド ミ ウ ム お よ び鉛 の 溶出 量 は、 比較 用 供試体 に 比 べ て 、 顕著に 減少 し た 。
    [0084] 以上、 詳述 し た よ う に 、 こ の 発 明 の 方法 に よ れ ば、 ご み 焼却炉か ら 排 出 さ れ た 徘 ガ ス か ら 捕集 し た 、 強 い ア ル 力 リ 性 を 有 す る 飛灰 中 に 舍有 さ れ て い る 重金属 を 容易 に 且 つ 経済的 に 、 長期間， 安定 し て 不溶化す る こ と が で き 、 力、 く し て 、 工業上有用 な 効果 が も た ら さ れ
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 下記 ス テ ッ プ か ら な る こ と を 特徴 と す る 、 ご み 焼 却 炉 か ら 排 出 さ れ た 飛灰 中 に 含有 さ れ て い る 重金 属 を 不溶 化 す る た め の 方法 ：
    ご み 焼却炉 か ら 排 出 さ れ た 排 ガ ス か ら 捕集 し た 、 有害 な 重 金属 を 舍有 す る 飛灰 に 、 キ レ ー ト 剤 お よ び 水 を 添加 し そ し て こ れ等 を 混練 し て 、 混線物 を 形成 し 、 前記混練物 は 、 前記 徘 ガ ス 中 に 含有 さ れ て い る 塩化水素 お よ び 酸化硫黄 を 除 去 す る た め に 添加 さ れ た ア ル カ リ 物質 に よ っ て 、 強 い ア ル カ リ 性 を 有 し て ふ、 }へ ♦
    V ，
    前記水 の 添 加量 を 調節 し て 、 前記混練物 の P H値 を 1 2 以下 に 限定 し 、 も っ て 、 前 記混練物 中 に お け る 前記重金属 と 前記 キ レ ー ト 剤 と の 間 の 反応を 助長 し か く し て 、 前 記重 金 属 を 、 前 記 キ レ ー ト 剤 と の 反 応 に よ っ て 、 水 に 対 し て 不溶性 の キ レ ー ト 化 合物 に す る 。
    2. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 1 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記 キ レ ー ト 剤 は 、 水溶性 の 泜分子化合 物 お よ び 水溶性 の 高分 子化 合物 の う ち の 何 れ か 1 つ か ら な つ て い る 。 9 9 —
    3. 下記を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 1 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記 キ レ ー ト 剤 は 、 水 に 対 し て 不溶性 の 低分子化 合物 お よ び水 に 対 し て 不溶性 の 高分子化合物 の う ち の 何れか 1 つ か ら な つ て い る 。
    4. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 1 か ら 3 の う ち の 何 れ か 1 つ に ク レ ー ム し た 方法 ：
    前記飛灰 中 に 含有 さ れ て い る 前記重金属 の 各 々 に 適合 す る 前記 キ レ ー ト 剤 を 、 前記飛灰 に 添加す る 。
    5 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 1 か ら 3 の う ち の 何 れ か 1 つ に ク レ ー ム し た 方法 ：
    前記飛灰 に 、 前記 キ レ ー ト 剤 お よ び前記水 と 兵 に 更 に 、 付加的に 、 高分子化合物 を 添加 し 、 も っ て 、 前記 キ レ ー ト 化合物 を 粗大化す る 。
    6. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 4 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記飛灰 に 、 前記 キ レ ー ト 剤お よ び前記水 と 共 に 更 に 、 付加的 に 、 高分子化合物 を 添加 し 、 も っ て 、 前記 キ レ 一 ト 化合物 を 粗大化す る 。
    T. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 1 か ら 3 の う ち の 何 れか 1 つ に ク レ ー ム し た 方法 ： 前記飛灰 に 、 前記 キ レ ー ト 剤 お よ び 前 記 水 と 共 に 更 に 、 付加的 に 、 高 分 子化 合 物 お よ び 架橋剤 を 添 加 し 、 も っ て 、 前記 キ レ ー ト 化合物 を 粗大化 す る 。
    8. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 4 に ク レ ー ム し た 方 法
    前記 飛灰 に 、 前記 キ レ ー ト 剤 お よ び 前 記水 と 共 に 更 に 、 付加的 に 、 高分 子 2化 合物 お よ び 架橋 剤 を 添加
    3
    し 、 も っ て 、 前記 キ レ ー ト 化 合物 を 粗大化 す る 。
    9. 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 5 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記 キ レ ー ト 剤 お よ び 前記水 と 共 に 前 記飛灰 に 添 加 さ れ る 前 記高 分 子化 合物 は 、 水溶性高 分 子化合物 お よ び 、 ラ テ ッ ク ス 扰態 の 高分 子 化 合物 の う ち の 何 れ か 1 つ か ら な つ て い る 。 0 . 下記 を 特徴 と す る 、 ク レ ー ム 6 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前 記 キ レ ー ト 剤 お よ び 前 記水 と 共 に 前 記飛灰 に 添 加 さ れ る 前 記高分 子 化合物 は 、 水溶 性高分 子化 合 物 お よ び 、 ラ テ ッ ク ス 状 態 の 高 分 子化合物 の う ち の 何 れ カ、 1 つ 力、 ら な っ て い る 。 1 . 下記 を 特 徵 と す る 、 ク レ ー ム 7 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記 キ レ ー ト 剤、 前記架橋剤お よ び前記水 と 共 に 前記飛灰 に 添加 さ れ る 前記高 分子化合物 は、 水溶性 高分子化合物、 お よ び、 ラ テ ッ ク ス 状態 の高分子化 合物 の う ち の 何れか 1 つ か ら な つ て い る 。 . 下記 を 特徴 と す る 、 ク 一 ム 8 に ク レ ー ム し た 方 法 ：
    前記 キ レ ー ト 剤、 前記架橋剤 お よ び前記水 と 共 に 前記飛灰 に 添加 さ れ る 前記高分 子化合物 は、 水溶倥 高分子化 合物、 お よ び 、 ラ テ ッ ク ス 状態 の 高分子化 合物 の う ち の 何れ か 1 つ か ら な つ て い る 。
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    JPH062276B2|1994-01-12|
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    EP0364595A1|1990-04-25|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-09-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DK US |
    1989-09-08| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR IT SE |
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    1990-04-25| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989902961 Country of ref document: EP |
    1995-01-18| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989902961 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP63/46986||1988-02-29||
    JP4698688A|JPH062276B2|1988-02-29|1988-02-29|アルカリ含有飛灰の処理方法|EP19890902961| EP0364595B1|1988-02-29|1989-02-27|Method of insolubilizing heavy metals contained in fly ash discharged from garbage incinerator|
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