(57)【要約】【課題】重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材を提供する。【解決手段】重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とを混合することによって（ステップＳ１〜Ｓ３）、重金属類が溶出することを抑制するようにする（ステップＳ４）。ここで、処理対象物と撥水剤とバインダ材とを混合して粒状に造粒してもよいし、処理対象物の表層、処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、処理対象物を加工した製造物の表層を、撥水剤を含有する溶出抑制材で覆うようにしてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項２】
重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項３】
重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、撥水剤を含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項４】
重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の重金属類の溶出抑制方法。
【請求項５】
重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、撥水剤を含有することを特徴とする重金属類の溶出抑制材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛、砒素、フッ素、六価クロム、ホウ素、セレン等の重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所から排出される石炭灰をリサイクルし、資源として使用する技術が知られている。このような技術の一つとして、例えばコンクリート等と混ぜて造粒することで石炭灰中に含まれる重金属類の溶出を抑制し、利用しようとする方法がある（例えば、特許文献１〜９を参照）。
【０００３】
ただし、この方法では、石炭灰に含まれる重金属類を造粒物中に閉じ込めておく必要があるため、含有する重金属類に対応した溶出抑制剤をあらかじめ混入しておく必要がある。火力発電所から発生する石炭灰の特徴として、石炭原産地の違いなどにより、含有する重金属類の量が一定ではなく、対応する薬剤も異なることから、その溶出抑制対策には多大なコストが掛かるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７７６４７号公報
【特許文献２】特開平８−２５７５３０号公報
【特許文献３】特開平９−２９０２３２号公報
【特許文献４】特開２０１１−２０６６７５号公報
【特許文献５】特開２００６−１０２６４１号公報
【特許文献６】特開２００５−１１３０２５号公報
【特許文献７】特開２００３−２１１１３８号公報
【特許文献８】特開２０００−１７６４９３号公報
【特許文献９】特願２０１５−２２２３２０号（現時点で未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことのできる方法が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制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】
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、撥水剤を含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、上述した発明において、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材は、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、撥水剤を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、撥水剤の混合処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、撥水剤とバインダ材による造粒処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、撥水剤を含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制するので、溶出抑制材による被覆処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であるので、建設発生土、火山灰または石炭灰からの重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材によれば、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、撥水剤を含有するので、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える溶出抑制材を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法の実施の形態１を示す概略フローチャート図である。
【図２】図２は、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法の実施の形態２を示す概略フローチャート図である。
【図３】図３は、撥水剤を混合した造粒物のイメージを示す図である。
【図４】図４は、撥水剤をコーティングした造粒物のイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、重金属類の溶出が懸念される石炭灰等の処理対象物を使用して造粒物を製造する際に撥水剤を混合し、または、製造した石炭灰等による造粒物に対して撥水剤を混合あるいは塗布（コーティング）することで重金属類の溶出を抑制する方法である。
【００１９】
以下に、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材の実施の形態について、処理対象物が火力発電所等で排出される新生灰や既成灰などの石炭灰（以下、石炭灰等という。）の場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る重金属類の溶出抑制方法は、まず、処理対象物である石炭灰等を準備して（ステップＳ１）、これを所定の粒度に粒度調整した後（ステップＳ２）、粒度調整した石炭灰等に溶出抑制材としての撥水剤を所定量混合し撹拌する（ステップＳ３）。この混合撹拌により撥水剤と石炭灰等が接触すると、石炭灰等に含まれる重金属類は撥水剤の作用で封じ込められる。こうすることで、石炭灰等と撥水剤の混合物から重金属類が溶出することを抑制する（ステップＳ４）。したがって、本実施の形態によれば、撥水剤を混合することによって重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００２２】
撥水剤の使用量については、あらかじめ実験等により、処理対象の石炭灰等に対する撥水剤の添加量と重金属類の溶出抑制効果の関係を把握しておき、この関係に基づいて設定することが望ましい。なお、上記のステップＳ３では、撥水剤を単体で石炭灰等に混合する場合について説明したが、必ずしも撥水剤を単体で用いる必要はなく、例えば、撥水剤を含有する物質を石炭灰等に混合するようにしてもよい。また、使用する撥水剤にはポリアクリルアミドや高分子活性剤、水溶性高分子等の適合性をみながら混合することで、撥水剤の長期安定性を増進させることも可能である。
【００２３】
なお、上記のステップＳ２の粒度調整の工程は本発明に必須なものではなく省略可能であるが、撥水剤による溶出抑制効果を高める上で実施することが望ましい。
【００２４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００２５】
図２に示すように、本発明の実施の形態２に係る重金属類の溶出抑制方法は、まず、処理対象物として石炭灰等を準備し（ステップＳ１１）、これを所定の粒度に粒度調整した後（ステップＳ１２）、粒度調整した石炭灰等に溶出抑制材としての撥水剤とバインダ材（固化材）としてのセメントとを所定量ずつ混合して（ステップＳ１３）、その混合物を粒状に造粒するものである（ステップＳ１４）。その後、この造粒物を所定期間養生し（ステップＳ１５）、重金属類の溶出抑制に関する品質管理を行う（ステップＳ１６）。
【００２６】
このように、本実施の形態では、石炭灰等を使用して造粒物を製造する際に、所定量の撥水剤等を混合することで、重金属類を封じ込め、溶出抑制を行うことができる。
【００２７】
なお、上記のステップＳ１４では、例えば以下の造粒工程を経て造粒物を製造することができる。一例として、バインダ材にセメントを使用して約２ｋｇの原料を造粒する際の造粒工程の場合を例にとり説明する。
【００２８】
（造粒工程）
（１）まず、造粒装置に原料（石炭灰等や添加剤、セメント等）を投入し、６０秒間混合する（混合工程）。
（２）混合後、原料の含水率、セメント量に応じた水を加え、６０秒間混練をする（混練工程）。
（３）混練後、造粒物を製造するため、１８０秒間造粒作業を実施する（造粒工程）。
（４）造粒物を整えるため、６０秒間の整粒を実施する（整粒工程）。
【００２９】
撥水剤およびセメントの使用量については、あらかじめ実験等により、処理対象の石炭灰等に対する撥水剤およびセメント等の添加量と重金属類の溶出抑制効果の関係、添加量と造粒物の密度や強度など物理特性との関係を把握しておき、この関係に基づいて設定することが望ましい。
【００３０】
なお、上記のステップＳ１３では、撥水剤とセメントを石炭灰等に混合する場合について説明したが、撥水剤とセメントに加えて別の材料を石炭灰等に混合してもよい。例えば撥水剤を単体で使用する代わりに撥水剤を含有する物質を用いてもよいし、セメントを単体で使用する代わりにセメントを含有するセメント系材料を用いてもよいし、セメントの代わりに中性固化材などの他のバインダ材を用いてもよい。
【００３１】
また、例えば石炭灰等の原料に対し外割で０〜２％程度の添加剤や５〜２０％程度のセメントを混合してもよい。原料の比表面積にもよるが、例えば１〜１０％程度の撥水剤を混合してもよい。
【００３２】
上記のステップＳ１４で粒状に造粒された造粒物のイメージを図３に示す。この図に示すように、造粒物１の中には撥水剤が混入している。この造粒物１は比較的容易かつ低コストに得ることができる。石炭灰等に含まれる重金属類は撥水剤の作用によって封じ込められる。このため、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００３３】
上記の実施の形態において、撥水剤を含まない石炭灰等を原料として造粒した造粒物の表層や、加工した製造物の表層に対して、撥水剤をコーティングすることで重金属類の溶出抑制を図ってもよい。また、撥水剤を含む石炭灰等を原料として造粒した造粒物の表層や、加工した製造物の表層に対して、撥水剤をコーティングすることで重金属類の溶出抑制を図ってもよい。
【００３４】
撥水剤をコーティングした造粒物のイメージを図４に示す。この図に示すように、造粒物２の表層には撥水剤がコーティングされている。この造粒物２は比較的容易かつ低コストに得ることができる。造粒物２の内部の石炭灰等に含まれる重金属類は表層の撥水剤の作用によって封じ込められる。このように、撥水剤を含まない石炭灰等の造粒物や製造物を撥水剤で被覆することによって、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。なお、撥水剤のみをコーティング材として用いる代わりに、撥水剤を含有する溶出抑制材をコーティング材として用いてもよく、このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
次に、造粒物をコーティングする際のコーティング工程の一例を説明する。
【００３６】
（コーチィング工程）
（１）上記の造粒工程を用いて造粒物を製造した後、造粒物を造粒装置から一旦取り出して一定時間静置する。静置する時間は一昼夜以上が望ましいが、形式上、造粒確認ができれば次のコーティング工程に移行できる（養生工程）。
（２）養生工程の後、造粒物を造粒装置に戻して造粒装置内で再度撹拌を行い、造粒装置内に撥水剤を少量ずつ投入する。こうすることで、造粒物の表面は、図４に示すように、コーティング膜を形成するようになる（コーティング工程）。このコーティング膜の厚みは、溶出抑制対象の重金属類に応じて適宜設定すればよい。撥水剤によるコーティング膜が一様に造粒物表面全体を覆うように形成されたことを確認して、処理を終了する。
（３）上記（２）のコーティング工程の操作を繰り返すことで、長期安定性も向上する（溶出抑制強化工程）。
【００３７】
この操作で重要なことは、造粒とコーティングの作業を分けることで、重金属類の溶出経路となり得る原料の直接的な水との接触を防ぐことにある。撥水剤を含まない造粒物や加工した製造物に対して、撥水剤でコーティングすることで重金属類の溶出抑制を図ることができる。また、コーティングを行うことで、造粒物等のｐＨ調整が容易となる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態１、２では、処理対象物が石炭灰等である場合を例にとり説明したが、本発明の処理対象物はこれに限るものではなく、重金属類が溶出する可能性のある粒状物であればいかなる物も処理対象物となり得る。例えば一般的な燃焼灰や火山地帯で回収される火山灰、自然由来の土壌、汚染土壌、山岳トンネルなどの建設工事で発生する岩石や土壌などの建設発生土などを本発明の処理対象物とすることができる。
【００３９】
本発明によれば、こうした処理対象物に対する重金属類の溶出抑制によりこれらの資材化が可能となる。このため、本発明により重金属類の溶出が抑制された処理対象物を、地盤材料や建設資材として再利用することもできる。
【００４０】
以上説明したように、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、撥水剤の混合処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００４１】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物と撥水剤とバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、撥水剤とバインダ材による造粒処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００４２】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、撥水剤を含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制するので、溶出抑制材による被覆処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００４３】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であるので、建設発生土、火山灰または石炭灰からの重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００４４】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材によれば、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、撥水剤を含有するので、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える溶出抑制材を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材は、鉛、砒素、フッ素等の重金属類の溶出抑制に有用であり、特に、溶出抑制を容易かつ低コストに行うのに適している。
【符号の説明】
【００４６】
１，２  造粒物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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