(57)【要約】【課題】重金属の固定化処理を行うための処理剤を提供すること。【解決手段】本発明では、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））と粒子状の硫黄を含有する水溶液を主成分とすることに特徴を有する処理剤を提供する。また、本発明では、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））を含有する水溶液であり、処理時に硫黄の高分子陰イオンから硫黄の陰イオンと固体の硫黄が生成されることを特徴とする処理剤を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））と粒子状の硫黄を含有する水溶液を主成分とすることを特徴とする処理剤。
【請求項２】
硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））を含有する水溶液であり、処理時に硫黄の高分子陰イオンから硫黄の陰イオンと固体の硫黄が生成されることを特徴とする処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理剤に関するものであり、特に、重金属の固定化処理に適する処理剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業廃棄物や都市ごみなどは、焼却処理された後に埋立処分されている。
【０００３】
そして、焼却処理により発生する焼却灰や飛灰などには、人体等に有害な重金属が含まれているために、埋立処分した焼却灰や飛灰などから重金属が溶出しないように重金属の固定化処理を行っている（たとえば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８７１６３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、重金属の固定化処理に適した処理剤を鋭意研究し、本発明を成すに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、請求項１に係る本発明では、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））と粒子状の硫黄を含有する水溶液を主成分とすることを特徴とする処理剤を提供する。
【０００７】
また、請求項２に係る本発明では、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））を含有する水溶液であり、処理時に硫黄の高分子陰イオンから硫黄の陰イオン（Ｓ２−）と固体（Ｓ）が生成されることを特徴とする処理剤を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る処理剤は、硫黄の高分子陰イオンと粒子状の硫黄を含有する水溶液を主成分としており、硫黄の高分子陰イオンの作用によって、重金属の固定化処理を行うことができる。
【０００９】
この処理剤は、アスベストの結晶の層間で硫黄の陰イオンの酸化反応（分解反応）が進んでアスベストの繊維を分解することができるとともに、固体分の硫黄に吸着されて沈殿分離することもできる。
【００１０】
そのため、本発明に係る処理剤は、重金属の固定処理を行う処理剤として有効であるとともに、アスベストの分解処理を行う処理剤としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る処理剤のＸＡＮＥＳスペクトル（ａ）と硫黄のＸＡＮＥＳスペクトル（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る処理剤は、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））と粒子状の硫黄を含有する水溶液を主成分とする。
【００１３】
製造方法は、特に限定されないが、たとえば下記に説明するようにして製造することができる。
【００１４】
まず、硫黄１０重量部とアルカリ水１００重量部とを反応容器に投入し、上蓋を閉じ、混合機で約１０分間混合する。なお、ここでは、アルカリ水として消石灰の水溶液を用いている。
【００１５】
次に、反応容器の上蓋を開け、反応容器に中性又は陰性の界面活性剤５重量部を投入する。ここで、中性の界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤を使用し、陰性の界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤を使用することができる。
【００１６】
次に、反応容器の上蓋を閉じ、混合機で約１０分間混合する。その際に、反応容器に高周波振動機で振動を加えてもよい。
【００１７】
次に、反応容器を加熱装置で加熱し、反応容器の内部圧力が２．５Kg/cm2以下、内部温度が９０℃以上となるようにする。反応容器の内部温度が１１０℃に達してから約３０分間放置して、反応容器の内部で混合反応させる。
【００１８】
その後、加熱を停止するとともに、内部圧力が低下するまで放置し、安定したら排気を行って内部圧力を大気圧とし、上蓋を開ける。
【００１９】
これにより、反応容器には、液体状の薬液９０重量部と固体状の沈殿物１０重量部とが得られる。このようにして得られた薬液について調べたところ、薬液は、硫黄の高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。））と粒子状の硫黄を含有する水溶液であることがわかった。
【００２０】
通常であれば、消石灰と硫黄と水とを反応させた場合、多硫化カルシウムの水溶液が生成されると考えられるが、上記薬液についてＸＡＮＥＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｎｅａｒ  Ｅｄｇｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：Ｘ線吸収端近傍構造）法によりＸＡＮＥＳスペクトルを測定したところ、固体の硫黄と近似することがわかった。
【００２１】
すなわち、上記薬液のＸＡＮＥＳスペクトル（蛍光収量）は、図１（ａ）に示すように、２４７１．３eVに主ピークを有し、２４７９．５eVにブロードピークを有している。なお、２４６９．５eVに小さな立ち上がりが検出された。
【００２２】
これに対して、固体の硫黄のＸＡＮＥＳスペクトル（電子収量）は、図１（ｂ）に示すように、ほぼ同じく２４７１．３eVに主ピークを有し、２４７８．４eVにブロードピークを有している。
【００２３】
このことから、上記薬液は、水溶液中に多硫化カルシウムではなく固体の硫黄として含有されていることがわかった。また、２４６９．５eVに検出された小さな立ち上がりがＮａ２Ｓの水溶液の２４７０．９eVのピークと近似していることから、一部が硫黄の陰イオン（たとえば、Ｓ２−）の酸化状態として含有されていることがわかる。
【００２４】
そして、硫黄が水に不溶であるのに上記薬液が透明な溶液であり、ゼータ電位を測定したところ−９３．３９mVと非常に大きく、また、粒子径を測定したところ約８μｍと非常に大きいことから、この水溶液には硫黄が高分子陰イオン（ＳＸｍ−（ｘ、ｍは整数。）、たとえば、Ｓ２−）の状態で存在しており、硫黄のポリマー分子に負電荷が非局在化した構造で存在していると考えられる。
【００２５】
この硫黄の高分子陰イオンは不可逆的に硫黄の陰イオンと固体の硫黄とを生成する。そのため、処理時には、硫黄の高分子陰イオンから硫黄の陰イオンとコロイド状の固体の硫黄とが生成され、硫黄の陰イオンの酸化反応が進んで重金属と結合するとともに固体分の硫黄によって吸着され、沈殿分離することができる。
【００２６】
なお、処理剤をアスベストに塗布した場合には、アスベストの結晶の層間に硫黄の陰イオンがインターカレートした後に酸化反応（分解反応）が進んでイオン半径が大きな硫酸イオン等になって結晶破壊が起きてアスベストの繊維を分解することができるとともに、固体分の硫黄に吸着されて沈殿分離することもできる。
【００２７】
そのため、上記薬剤は、重金属の固定処理を行う処理剤として有効であるのみならず、アスベストの分解処理を行う処理剤としても有効である。
【００２８】
なお、上記ＸＡＮＥＳ法では、液体状の薬液の蛍光収量と固体状の硫黄の電子収量を比較しているが、本発明者は、ＸＡＮＥＳ法を用いた場合、液体の蛍光収量と固体の電子収量とがほぼ同じ傾向を示すことや、陽イオンの違いによる影響がないことについて検証を行っており、液体状の薬液の蛍光収量と固体状の硫黄の電子収量とを比較することで薬液の成分を特定しても何ら問題はない。
【図１】
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