(57)【要約】【課題】重金属類等による汚染濃度の高い土壌に対しても、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる不溶化材を提供する。【解決手段】不溶化材は、（Ａ）炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が６５〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜３０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で３．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末１００質量部と、（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末２０〜７０質量部を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）成分１００質量部に対して、下記（Ｂ）成分を２０〜７０質量部含むことを特徴とする不溶化材。
（Ａ）炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が６５〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜３０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で３．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末
（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末
【請求項２】
ブレーン比表面積が４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤpn）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、篩残分を表し、Ｄpは粒径（μｍ）であり、篩の目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．９０〜１．２０である請求項１に記載の不溶化材。
【請求項３】
平均粒径が２０〜４０μｍである請求項１又は２に記載の不溶化材。
【請求項４】
さらに、（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物、を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の不溶化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属類等を含む汚染土壌等から、当該重金属等が溶出するのを抑制することのできる不溶化材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場、事業所、産業廃棄物処理場の跡地などにおいて、土壌が鉛、６価クロム、ヒ素等の重金属類やフッ素等（以下、重金属類等ともいう。）で汚染されていることが、しばしば報告されている。このように土壌が重金属類等で汚染されると、その汚染が地下水にまで広がり、人体や穀物にまで影響を及ぼすという安全衛生上の問題がある。また、当該土壌の汚染濃度が環境基準値を超える場合には、跡地をそのまま利用できなくなり、土地を有効利用することができないという問題もある。
ここで、汚染土壌中の重金属類等を不溶化して、これら重金属類等が土壌から溶出するのを抑制・防止するための技術が種々提案されている。
例えば、酸化マグネシウムを含む重金属溶出抑制固化材が提案されている（特許文献１）。
また、ＭｇＯおよび／またはＭｇＯ含有材からなることを特徴とする有害物質汚染土壌用固化不溶化剤が提案されている（特許文献２）。
また、７００〜１，０００℃で焼成され、粉末度４，０００ｃｍ２／ｇ以上に調整した酸化マグネシウムを、汚染土壌等に添加・混合することにより、該汚染土壌等を固化して、汚染物質の不溶化を行う汚染土壌等の固化・不溶化方法が提案されている（特許文献３）。
また、固化可能なバインダー中に物質を取り込む方法であって、当該方法が、スラリーとして、又は次のスラリーの形成のために、物質をバインダーと混合する工程を含み、該バインダーが苛性酸化マグネシウム源を含んでおり、及びスラリーに、バインダーの固化を促進する固化剤を加える工程を含む方法が提案されている（特許文献４）。
さらに、波長１．５４０５Åにおける粉末Ｘ線回折スペクトルが、２θ＝４２.８°±０.３°にピークの頂点を有し、該ピークのベースラインを基準とした半値幅が０．３２〜１.５°であることを特徴とする潜晶質マグネシアが提案されている（特許文献５）。
【特許文献１】特開２００３−１１７５３２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５６４０号公報
【特許文献３】特開２００３−３３４５２６号公報
【特許文献４】特表２００５−５２３９９０号公報
【特許文献５】特開２００７−２２９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
酸化マグネシウム（軽焼マグネシア等）を不溶化材として用いる特許文献１〜５の技術によると、汚染濃度の低い土壌に対しては、重金属類等の溶出を抑制することができる。しかし、汚染濃度の高い土壌に対しては、未だその効果（重金属類等の溶出抑制効果）は不十分であり、重金属類等の溶出量を所定の値（例えば、環境基準値）以下にするためには、不溶化材の使用量が増加し、高コストになるという問題がある。さらにこの場合、不溶化材の添加後のボリュームが大きくなり、副次的な対策が必要になるなどの問題がある。
そこで、本発明は、汚染濃度の高い土壌等に対しても、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる不溶化材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物と、炭酸カルシウムとを特定の割合で含む不溶化材によれば、本発明の上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］  下記（Ａ）成分１００質量部に対して、下記（Ｂ）成分を２０〜７０質量部含むことを特徴とする不溶化材。
（Ａ）炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が６５〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜３０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で３．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末
（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末
［２］  ブレーン比表面積が４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤpn）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、篩残分を表し、Ｄpは粒径（μｍ）であり、篩の目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．９０〜１．２０である上記［１］に記載の不溶化材。
［３］  平均粒径が２０〜４０μｍである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］  さらに、（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物、を含む上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の不溶化材。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の不溶化材によると、特定の軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と、炭酸カルシウムを主成分とする粉末とを、特定の割合で含むことにより、汚染濃度の高い土壌等に対しても、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の不溶化材は、（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末、及び（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末、を必須成分として含み、さらに必要に応じて他の任意成分を含む。
［（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末］
本発明の不溶化材に用いる（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物は、炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなるものである。
炭酸マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、マグネサイト、ドロマイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の炭酸マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、ブルーサイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の水酸化マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
軽焼マグネシアは、酸化マグネシウムを主成分として含む。本発明で用いる、軽焼マグネシアを部分的に水和してなる軽焼マグネシア部分水和物は、水和により得られた水酸化マグネシウムと、酸化マグネシウムとを後述の特定の割合で含む。このような軽焼マグネシア部分水和物を用いることにより、重金属類等の溶出に対し、高い抑制効果を得ることができる。
焼成する際の温度は、６５０〜１，０００℃、好ましくは７５０〜９００℃、より好ましくは８００〜９００℃である。該温度が６５０℃未満であると、軽焼マグネシアが生成し難く、一方、１，０００℃を超えると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。
【０００８】
（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率は６５〜９６．５質量％、好ましくは７０〜９５質量％、より好ましくは７５〜９５質量％である。
（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物中、水酸化マグネシウムの含有率は３．５〜３０質量％、好ましくは５〜２０質量％、より好ましくは７〜１７質量％である。
酸化マグネシウムの含有率が６５質量％未満、あるいは水酸化マグネシウムの含有率が３０質量％を超えると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。一方、酸化マグネシウムの含有率が９６．５質量％を超えるか、あるいは、水酸化マグネシウムの含有率が３．５質量％未満であると、特に重金属類等による汚染の高い土壌において、その溶出を抑制する効果が低下する。
【０００９】
本発明において、得られる軽焼マグネシア部分水和物に含まれる酸化カルシウム及び／又は水酸化カルシウムの合計の含有率は、軽焼マグネシア部分水和物（１００質量％）中、酸化物換算で、３．０質量％以下、好ましくは２．５質量％以下、より好ましくは２．０質量％以下である。該含有率が３．０質量％を超えると、特に重金属類等による汚染の高い土壌において、その重金属類の溶出抑制効果が低下する。
なお、軽焼マグネシア部分水和物は、上記成分（ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2）以外の成分（具体的には、ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3等の不純物）を４．０質量％以下の含有率で含むことができる。該含有率が４．０質量％を超えると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。
【００１０】
軽焼マグネシアを水和する方法としては、得られる軽焼マグネシア部分水和物中の各成分（酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及びカルシウム）の含有率が上記特定の範囲内となればよく、特に限定されないが、例えば、下記（１）又は（２）の方法が挙げられる。
（１）軽焼マグネシアに水を添加して混合する方法
（２）軽焼マグネシアを相対湿度８０％以上の環境下に、１週間以上保持する方法
なお、詳しくは後述するが、軽焼マグネシアと、（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末とを混合してから、上記水和反応を行ってもよい。
また、水和反応の前に、軽焼マグネシア（あるいは、軽焼マグネシアと、（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末との混合物）を粉砕することが好ましい。
【００１１】
［（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末］
本発明の不溶化材には、（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末、が必須成分として用いられる。
（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末としては、特に限定されないが、例えば、工業用炭酸カルシウム粉末、試薬の炭酸カルシウム粉末、石灰石粉末、炭酸カルシウムを主成分とする貝殻の粉砕物、サンゴの粉砕物等を使用することができる。中でも、コストの観点から、石灰石粉末が好ましく用いられる。
（Ｂ）成分中の炭酸カルシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
（Ｂ）成分は、本発明の不溶化材の製造過程において、（ｉ）平均粒径１〜２０ｍｍ（好ましくは２〜１０ｍｍ）、あるいは、（ｉｉ）ブレーン比表面積３，０００〜７，０００ｃｍ２／ｇ（好ましくは４，０００〜６，０００ｃｍ２／ｇ）となるように粒度を調整して用いることが好ましい。（ｉ）の場合には、軽焼マグネシア（水和前の（Ａ）成分）と混合して、これら２種の材料を同時に粉砕した後に、水和に供することが好ましく、また、（ｉｉ）の場合には、粒度を調整済みの軽焼マグネシアと混合した後に、水和に供することが好ましい。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、２０〜７０質量部、好ましくは２５〜６０質量部、より好ましくは３０〜５０質量部である。上記配合量が２０質量部未満であると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。一方、上記配合量が７０質量部を超えると、それに伴い、不溶化材中の（Ａ）成分の割合が低下し、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。
【００１２】
（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含む本発明の不溶化材は、ブレーン比表面積が４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤpn）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、篩残分を表し、Ｄpは粒径（μｍ）であり、篩の目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．９０〜１．２０となる粒度構成を有することが好ましい。不溶化材の粒度構成を上記のように調整することにより、重金属類等の溶出抑制効果を高めることができ、重金属類等の溶出量の大きい土壌に対しても少量で溶出を抑制することができる。
不溶化材のブレーン比表面積は、より好ましくは５，０００〜６，５００ｃｍ２／ｇである。ロジン・ラムラーの式におけるｎ値は、より好ましくは０．９５〜１．１５である。
また、得られる不溶化材は、平均粒径が２０〜４０μｍであることが好ましく、２５〜３５μｍであることがより好ましい。不溶化材の平均粒径が上記範囲内であることにより、重金属類等の溶出抑制効果を高めることができ、重金属類等の溶出量の大きい土壌に対しても、少量の使用でその溶出を抑制することができる。
なお、ロジン・ラムラーの式におけるｎ値、及び、平均粒径は、例えば、日機装社製９３２０−Ｘ１０（粒度分布測定装置）を用いて測定することができる。測定に際しては、１００ｍｌビーカー内に収容した分散媒エタノール２０ｍｌに対して試料０．０５ｇを加えるものとし、アズワン社製の超音波洗浄機（ＶＳ−１００・周波数５０ｋＨｚ）を用いて１分間超音波分散後に測定を行う。測定は、試料の屈折率が１．７２の条件で行うものとする。
なお、本明細書において、「平均粒径」の語は、５０％質量累積粒径を意味する。
また、本発明の不溶化材においては、上記と同様の方法で測定して得た粒度の頻度分布曲線において、２つのピークがあることが好ましい。ここで、第１ピークは１〜５μｍの範囲内に、第２ピークは２０〜５０μｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１３】
［（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物］
本発明の不溶化材は、必要に応じて、（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物、を含むことができる。（Ｃ）成分を配合することにより、重金属類等の溶出抑制効果をより向上させることができる。
水溶性硫酸塩としては、硫酸第一鉄（硫酸鉄(II)）、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム等の粉末が挙げられる。水溶性塩化物としては、塩化第一鉄（塩化鉄(II)）、塩化第二鉄（塩化鉄(III)）等が挙げられる。これらは、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、これらは、粉末の形態で用いてもよいし、水溶液の形態で用いてもよい。
（Ｃ）成分の配合量（ただし、水溶液として用いる場合は固形分換算の量である。また、水和物である場合は水和水を除く質量を基準とする。以下、同様である。）は、重金属類等の溶出抑制効果の向上の効果を十分に得るために、不溶化材全体１００質量％中、好ましくは５質量％以上である。
また、（Ｃ）成分の配合量は、配合量が多過ぎても重金属類等の溶出抑制効果は向上しないこと、及び、コストの観点から、不溶化材全体１００質量％中、３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。
なお、（Ｃ）成分を粉末の形態で用いる場合、該粉末の粒径は、特に限定されないが、作業性等の観点から、１ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましい。
【００１４】
このような本発明の不溶化材は、例えば、下記（ａ）〜（ｃ）の方法により得られる。
（ａ）軽焼マグネシア（（Ａ）成分の材料）と炭酸カルシウム含有物（（Ｂ）成分の材料）とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を粉砕して所定の粒度を有する混合物の粉砕物を得る工程と、前記混合物の粉砕物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と炭酸カルシウムを主成分とする粉末とを含む不溶化材を得る工程と、を含む方法
（ｂ）軽焼マグネシアを粉砕して、所定の粒度を有する軽焼マグネシア粉砕物を得る工程と、炭酸カルシウム含有物を粉砕して、所定の粒度を有する炭酸カルシウム含有粉砕物を得る工程と、前記軽焼マグネシア粉砕物と前記炭酸カルシウム含有粉砕物とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と炭酸カルシウムを主成分とする粉末とを含む不溶化材を得る工程と、を含む方法
（ｃ）軽焼マグネシアを粉砕して、所定の粒度を有する軽焼マグネシア粉砕物を得る工程と、前記軽焼マグネシア粉砕物を水和させて、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末を得る工程と、炭酸カルシウム含有物を粉砕して、所定の粒度を有する炭酸カルシウム含有粉砕物（炭酸カルシウムを主成分とする粉末）を得る工程と、前記軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と前記炭酸カルシウム含有粉砕物とを混合して不溶化材を得る工程と、を含む方法
これらのうち、重金属類等の溶出抑制効果、及び作業性の観点から、好ましくは（ａ）又は（ｂ）の方法であり、より好ましくは（ａ）の方法である。
【００１５】
上記（ａ）の方法では、粉砕前の軽焼マグネシアは、粒径が１μｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。また、粉砕前の炭酸カルシウム含有物は、粒径が１μｍ〜５０ｍｍであることが好ましく、２μｍ〜２０ｍｍであることがより好ましい。このような粒径を有する粉砕前の軽焼マグネシア及び炭酸カルシウム含有物を用いることにより、混合物である粉砕物、ひいては不溶化材の粒度構成を容易に調整することができる。
粒径が１μｍ〜５０ｍｍである軽焼マグネシアと、粒径が１μｍ〜５０ｍｍである炭酸カルシウム含有物とを同時に粉砕して、これら２種の材料の混合物からなる粉砕物のブレーン比表面積を４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇ（好ましくは５，０００〜６，５００ｃｍ２／ｇ）の範囲内に調整すると、１〜５μｍの範囲内の第１ピークと、２０〜５０μｍの範囲内の第２ピークとの２つのピークを有する、粒度の頻度分布曲線を形成する不溶化材を得ることができる。この場合、第２ピーク（頻度％）／第１ピーク（頻度％）の比は、好ましくは２〜４である。
また、（ａ）の方法では、軽焼マグネシアと炭酸カルシウム含有物を同時に粉砕するため、これらを個別に粉砕する（ｂ）又は（ｃ）の方法に比して、作業が簡易であるという利点を有する。
【００１６】
上記（ｂ）又は（ｃ）の方法においては、軽焼マグネシアは、ブレーン比表面積が好ましくは４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは５，０００〜６，５００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕される。また、炭酸カルシウム含有物は、ブレーン比表面積が好ましくは３，０００〜７，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，０００〜６，０００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕される。このような比表面積を有する軽焼マグネシア粉砕物（あるいは、その部分水和物）と炭酸カルシウム含有粉砕物とを混合することにより、上述の好ましい粒度構成を有する不溶化材を得ることができる。
なお、炭酸カルシウム含有物が上記ブレーン比表面積を既に有する場合は、粉砕を行わず、そのまま用いることができる。
【００１７】
本発明の不溶化材の添加量は、対象土の性状や施工条件、重金属類等の溶出量や処理土の要求性能等にもよるが、一般的には、対象土１ｍ３あたり５０〜４００ｋｇが好ましく、１００〜３５０ｋｇがより好ましい。
不溶化材の添加方法としては、対象土に不溶化材を粉体のまま添加・混合するドライ添加、あるいは、水を加えてスラリーとして添加・混合するスラリー添加を採用することができる。スラリー添加の場合の水／不溶化材の質量比は、０．５〜１．５が好ましく、０．８〜１．２がより好ましい。
なお、（Ｃ）成分のみを水溶液で用いる場合、（Ａ）成分もしくは（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物と、（Ｃ）成分とを別々に対象土に添加することもできる。
また、本発明の不溶化材は、土壌に対して好適に用いられるが、土壌以外のもの、例えば、灰類、ダスト類などにも用いることができる。この場合の添加量及び添加方法は、土壌に対して用いる場合と同じである。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［不溶化材の製造］
（不溶化材Ａ）
マグネサイト（炭酸マグネシウムの含有率：９７質量％）を８５０℃で焼成して軽焼マグネシアを得た。次いで、得られた軽焼マグネシアと平均粒径８ｍｍの炭酸カルシウム含有物（石灰石破砕物；炭酸カルシウムの含有率：９５質量％）とを混合した後、混合物を粉砕してブレーン比表面積５，５００ｃｍ２／ｇの粉砕物を得た。
得られた粉砕物を相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管することによって、軽焼マグネシアの一部を水和させ、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末（（Ａ）成分）と炭酸カルシウムを主成分とする粉末（（Ｂ）成分）とを含む不溶化材Ａを得た。
不溶化材Ａについての粒度の頻度分布曲線は、第１ピークが１．５μｍ、第２ピークが３０μｍであり、第１ピークの頻度が１％、第２ピークの頻度が３％、第２ピーク（頻度％）／第１ピーク（頻度％）の比が３であった。
（不溶化材Ｂ）
水和の条件を、相対湿度１００％の保管室にて２０日間に変更したこと以外は不溶化材Ａと同様にして、不溶化材Ｂを得た。
不溶化材Ｂについての粒度の頻度分布曲線は、第１ピークが１．５μｍ、第２ピークが３０μｍであり、第１ピークの頻度が１％、第２ピークの頻度が３％、第２ピーク（頻度％）／第１ピーク（頻度％）の比が３であった。
（不溶化材Ｃ）
マグネサイト（炭酸マグネシウムの含有率：９７質量％）を８５０℃で焼成後、粉砕して、ブレーン比表面積５，５００ｃｍ２／ｇの軽焼マグネシア粉砕物を得た。次いで、得られた軽焼マグネシア粉砕物と、ブレーン比表面積５，０００ｃｍ２／ｇの炭酸カルシウム含有物（石灰石粉砕物；炭酸カルシウムの含有率：９５質量％）とを混合し、得られた混合物を湿度１００％の保管室にて１０日間保管することによって、軽焼マグネシア粉砕物の一部を水和させ、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末（（Ａ）成分）と炭酸カルシウムを主成分とする粉末（（Ｂ）成分）とを含む不溶化材Ｃを得た。
【００１９】
（不溶化材Ｄ）
水和の条件を、相対湿度６０％の保管室にて２０日間に変更したこと以外は不溶化材Ａと同様にして、不溶化材Ｄを得た。
（不溶化材Ｅ）
マグネサイトを８５０℃で焼成後、粉砕して、ブレーン比表面積５，５００ｃｍ２／ｇの軽焼マグネシア粉砕物を得た。次いで、得られた軽焼マグネシア粉砕物を相対湿度１００％の保管室にて１０日間保管することによって、軽焼マグネシア粉砕物の一部を水和させ、軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末（（Ａ）成分）である不溶化材Ｅを得た。
（不溶化材Ｆ）
水和の条件を、相対湿度６０％の保管室にて２０日間に変更したこと以外は不溶化材Ｅと同様にして、不溶化材Ｆを得た。
（不溶化材Ｇ）
（Ａ）成分の原料として、不溶化材Ａよりもカルシウムの含有率の大きいマグネサイト（カルシウムの含有率：酸化物換算で４．２質量％）を用いたこと以外は不溶化材Ａと同様にして、不溶化材Ｇを得た。
（不溶化材Ｈ）
マグネサイト（炭酸マグネシウムの含有率：９７質量％）を８５０℃で焼成して軽焼マグネシアを得た。次いで、得られた軽焼マグネシアと平均粒径８ｍｍの炭酸カルシウム含有物（石灰石粉砕物；炭酸カルシウムの含有率：９５質量％）とを混合した後、得られた混合物を粉砕して、ブレーン比表面積５，５００ｃｍ2／ｇの粉砕物を得た。次いで、得られた粉砕物と水酸化マグネシウム（試薬１級）とを混合して、不溶化材Ｈを得た。
【００２０】
（不溶化材Ａ−１）
上記不溶化材Ａに対して、硫酸第一鉄一水塩（粒径：０．１〜０．３ｍｍ）を添加して、不溶化材Ａ−１を得た。なお、不溶化材Ａ−１全体１００質量％中、硫酸第一鉄の割合は１０質量％である。
（不溶化材Ａ−２）
上記不溶化材Ａに対して、硫酸第一鉄一水塩（粒径：０．１〜０．３ｍｍ）を添加して、不溶化材Ａ−２を得た。なお、不溶化材Ａ−２全体１００質量％中、硫酸第一鉄の割合は２０質量％である。
（不溶化材Ａ−３）
上記不溶化材Ａに対して、硫酸アルミニウム無水塩（粒径：３０〜６０μｍ）を添加して、不溶化材Ａ−３を得た。なお、不溶化材Ａ−３全体１００質量％中、硫酸アルミニウムの割合は１０質量％である。
（不溶化材Ａ−４）
上記不溶化材Ａに対して、硫酸アルミニウム無水塩（粒径：３０〜６０μｍ）を添加して、不溶化材Ａ−４を得た。なお、不溶化材Ａ−４全体１００質量％中、硫酸アルミニウムの割合は２０質量％である。
（不溶化材Ａ−５）
不溶化材Ａに対して、塩化第二鉄六水塩（配合割合；１０質量％、特級試薬）を添加して、不溶化材Ａ−５を得た。
（不溶化材Ａ−６）
不溶化材Ａに対して、塩化第二鉄六水塩（配合割合；２０質量％、特級試薬）を添加して、不溶化材Ａ−６を得た。
（不溶化材Ａ−７）
不溶化材Ａに対して、塩化第一鉄四水塩（配合割合；１０質量％、特級試薬）を添加して、不溶化材Ａ−７を得た。
（不溶化材Ａ−８）
不溶化材Ａに対して、塩化第一鉄四水塩（配合割合；２０質量％、特級試薬）を添加して、不溶化材Ａ−８を得た。
【００２１】
［実施例１〜３、比較例１〜６］
不溶化材Ａ〜Ｈを用いて（実施例１〜３、比較例１〜６）、あるいは、不溶化材を用いずに（比較例５）、下記の重金属類等の溶出試験１〜４を行った。結果を表１に示す。
また、各不溶化材に対して、成分組成、ブレーン比表面積、ロジン・ラムラー式のｎ値、平均粒径を下記の方法により求めた。これらを合わせて表１に示す。
（重金属類等の溶出試験１；ヒ素の溶出試験）
ヒ素汚染土壌（含水率：７０質量％）に対し、表１に示す量の不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からのヒ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、ヒ素の環境基準値は０．０１ｍｇ／リットルである。
（重金属類等の溶出試験２；フッ素の溶出試験）
フッ素汚染土壌（含水率：７５質量％）に対し、表１に示す量の不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からのフッ素の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、フッ素の環境基準値は０．８ｍｇ／リットルである。
（重金属類等の溶出試験３；鉛の溶出試験）
鉛汚染土壌（含水率：７０質量％）に対し、表１に示す量の不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からの鉛の溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、鉛の環境基準値は０．０１ｍｇ／リットルである。
（重金属類等の溶出試験４；６価クロムの溶出試験）
６価クロム汚染土壌（含水率：８０質量％）に対し、表１に示す量の不溶化材を添加し、材齢７日の改良土壌からの６価クロムの溶出量を環境省告示４６号法に準拠して測定した。なお、６価クロムの環境基準値は０．０５ｍｇ／リットルである。
（成分組成）
Ｘ線回折、熱重量分析および化学分析値から算出した。
（ブレーン比表面積）
「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１」に準じて測定した。
（平均粒径、ロジン・ラムラー式のｎ値）
１００ｍｌビーカー中に、エタノール（分散媒）２０ｍｌ、不溶化材０．０５ｇを添加し、アズワン社製の超音波洗浄機（ＶＳ−１００・周波数５０ｋＨｚ）を用いて１分間超音波分散した。その後、日機装社製９３２０−Ｘ１０（粒度分布測定装置）を用いて、平均粒径（５０％質量累積粒径）、ロジン・ラムラー式のｎ値を求めた。なお、試料の屈折率は１．７２の条件で行うものとする。
【００２２】
【表１】
2010131535.tif 000002
【００２３】
［実施例４〜１１］
上記不溶化材Ａ−１〜Ａ−８を用いて、実施例１と同様にして、重金属類等の溶出試験１、２、及び４（ヒ素、フッ素、６価クロムの溶出試験）を行った。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
2010131535.tif 000003
【００２５】
［実施例１２〜１４、比較例７］
重金属類を含む焼却飛灰に、上記不溶化材Ａ、Ａ−１、Ａ−５を添加して、あるいは、不溶化材を添加せずに、重金属類の溶出試験１〜４を行った。なお、試験方法は、実施例１と同様である。結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
2010131535.tif 000004
【００２７】
表１から、本発明の不溶化材によると、少ない添加量で、重金属類等（ヒ素、フッ素、鉛、６価クロム）の溶出量を環境基準値以下に低減し得ることがわかる（実施例１〜３）。一方、水和が不十分で水酸化マグネシウムの含有率が本発明の範囲外である比較例１、（Ｂ）成分を含まない比較例２、（Ｂ）成分を含まず、水酸化マグネシウムの含有率も本発明の範囲外である比較例３、及び（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物中のカルシウムの含有率（酸化物換算）が本発明の範囲外である比較例４では、重金属類等の溶出量を環境基準値以下にするためには、実施例１〜３に比して多量の不溶化材を添加する必要があることがわかる。軽焼マグネシアの部分水和物に代えて、軽焼マグネシアと試薬である水酸化マグネシウムを併用した比較例６では、重金属類等の溶出抑制効果が不十分であることがわかる。なお、比較例５では、不溶化材を用いていないため、重金属類等が多量に溶出することがわかる。
また、表２から、硫酸塩（硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム）を添加すると、さらに少ない使用量で、重金属類等の溶出量を環境基準値以下に低減し得ることがわかる（実施例４〜７）。
さらに、表３から、本発明の不溶化材は、焼却飛灰に対しても優れた不溶化効果を有することがわかる。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）成分１００質量部に対して、下記（Ｂ）成分を２０〜７０質量部含むことを特徴とする不溶化材。
（Ａ）炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が６５〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜３０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で３．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末
（Ｂ）炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末
【請求項２】
ブレーン比表面積が４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤpn）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、篩残分を表し、Ｄpは粒径（μｍ）であり、篩の目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．９０〜１．２０である請求項１に記載の不溶化材。
【請求項３】
平均粒径が２０〜４０μｍである請求項１又は２に記載の不溶化材。
【請求項４】
さらに、（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物、を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の不溶化材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、軽焼マグネシアの一部を水和してなる特定の軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と、炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末とを特定の割合で含む不溶化材によれば、本発明の上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］  下記（Ａ）成分１００質量部に対して、下記（Ｂ）成分を２０〜７０質量部含むことを特徴とする不溶化材。
（Ａ）炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなる軽焼マグネシア部分水和物であって、該軽焼マグネシア部分水和物中、酸化マグネシウムの含有率が６５〜９６．５質量％、水酸化マグネシウムの含有率が３．５〜３０質量％であり、カルシウムの含有率が酸化物換算で３．０質量％以下である軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末
（Ｂ）炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末
［２］  ブレーン比表面積が４，５００〜７，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、粒度分布に関するロジン・ラムラーの式：Ｒ＝１００ｅｘｐ（−ｂＤpn）（式中、Ｒは積算残分値（％）であり、篩残分を表し、Ｄpは粒径（μｍ）であり、篩の目の寸法を表し、ｂ、ｎは定数である。）におけるｎ値が０．９０〜１．２０である上記［１］に記載の不溶化材。
［３］  平均粒径が２０〜４０μｍである上記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］  さらに、（Ｃ）水溶性硫酸塩及び水溶性塩化物から選ばれた１種以上の添加物、を含む上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の不溶化材。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の不溶化材によると、特定の軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末と、炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末とを、特定の割合で含むことにより、汚染濃度の高い土壌等に対しても、少ない添加量で、重金属類等の溶出を十分に抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の不溶化材は、（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末、及び（Ｂ）炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末、を必須成分として含み、さらに必要に応じて他の任意成分を含む。
［（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物からなる粉末］
本発明の不溶化材に用いる（Ａ）軽焼マグネシア部分水和物は、炭酸マグネシウム及び／又は水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物を６５０〜１，０００℃で焼成して得た軽焼マグネシアの一部を水和してなるものである。
炭酸マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、マグネサイト、ドロマイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の炭酸マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
水酸化マグネシウムを主成分とする鉱物の例としては、ブルーサイト等が挙げられる。この場合、鉱物中の水酸化マグネシウムの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
軽焼マグネシアは、酸化マグネシウムを主成分として含む。本発明で用いる、軽焼マグネシアを部分的に水和してなる軽焼マグネシア部分水和物は、水和により得られた水酸化マグネシウムと、酸化マグネシウムとを後述の特定の割合で含む。このような軽焼マグネシア部分水和物を用いることにより、重金属類等の溶出に対し、高い抑制効果を得ることができる。
焼成する際の温度は、６５０〜１，０００℃、好ましくは７５０〜９００℃、より好ましくは８００〜９００℃である。該温度が６５０℃未満であると、軽焼マグネシアが生成し難く、一方、１，０００℃を超えると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
［（Ｂ）炭酸カルシウムを主成分とする粉末］
本発明の不溶化材には、（Ｂ）炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末、が必須成分として用いられる。
（Ｂ）炭酸カルシウムを８５質量％以上の含有率で含む粉末としては、特に限定されないが、例えば、工業用炭酸カルシウム粉末、試薬の炭酸カルシウム粉末、石灰石粉末、炭酸カルシウムを主成分とする貝殻の粉砕物、サンゴの粉砕物等を使用することができる。中でも、コストの観点から、石灰石粉末が好ましく用いられる。
（Ｂ）成分中の炭酸カルシウムの含有率は、８５質量％以上、好ましくは９０質量％以上である。
（Ｂ）成分は、本発明の不溶化材の製造過程において、（ｉ）平均粒径１〜２０ｍｍ（好ましくは２〜１０ｍｍ）、あるいは、（ｉｉ）ブレーン比表面積３，０００〜７，０００ｃｍ２／ｇ（好ましくは４，０００〜６，０００ｃｍ２／ｇ）となるように粒度を調整して用いることが好ましい。（ｉ）の場合には、軽焼マグネシア（水和前の（Ａ）成分）と混合して、これら２種の材料を同時に粉砕した後に、水和に供することが好ましく、また、（ｉｉ）の場合には、粒度を調整済みの軽焼マグネシアと混合した後に、水和に供することが好ましい。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、２０〜７０質量部、好ましくは２５〜６０質量部、より好ましくは３０〜５０質量部である。上記配合量が２０質量部未満であると、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。一方、上記配合量が７０質量部を超えると、それに伴い、不溶化材中の（Ａ）成分の割合が低下し、重金属類等の溶出抑制効果が低下する。