(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒ素元素、ホウ素元素、又はセレン元素を含有する原料石炭灰と、ペーパースラッジ焼却灰とを混合して、ヒ素元素、ホウ素元素、セレン元素を不溶化させる不溶化工程を含み、
該不溶化工程では、前記ペーパースラッジ焼却灰と水を含む、ｐＨ１３．０以上のペーパースラッジ焼却灰−水混合液に前記原料石炭灰と水を混合して、溶出液のｐＨを１１．６以上に調整することを特徴とする改質石炭灰の製造方法。
【請求項２】
前記不溶化工程では、更にアルカリ調整剤を加えて調整することを特徴とする請求項１に記載の改質石炭灰の製造方法。
【請求項３】
前記不溶化工程では、次の式１に基づいて、前記原料石炭灰と前記ペーパースラッジ焼却灰の混合物１００重量部に対する前記ペーパースラッジ焼却灰の混合率Ｗ重量％を算出すると共に式２に基づいて、前記溶出液のｐＨを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の改質石炭灰の製造方法。
式１  Ｗ＝（１１．６−１１．２）÷｛（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００｝
式２  溶出液〔ｐＨ〕＝（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００×Ｗ＋１１．２
（ここで、〔ｐＨ〕は原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨであり、ｐＨＰＳ灰はペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨである。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭灰中に含まれるヒ素、ホウ素、セレン等の有害微量元素の土壌への溶出を抑制するための、改質石炭灰を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭灰は主に石炭火力発電所の発電用ボイラから発生し、石炭灰の国内における発生量は年間約１２８９万トンに達する。近年のわが国のエネルギー事情を背景に、石炭火力発電の役割が高まっており、石炭灰の発生量は増加する傾向にある。
【０００３】
発生した石炭灰の多くは、セメント製造の粘土代替原料またはフライアッシュセメント原料として利用されているが、これらに適さない石炭灰もあり、石炭灰の有効利用法の開発が望まれている。
【０００４】
石炭灰の有効利用法の１つとして、土工材が知られている。しかし、石炭灰に手を加えずそのまま土工材として用いた場合、ヒ素、ホウ素、セレンといった有害微量元素が、石炭灰から土壌へと土壌環境基準以上の濃度で溶出する場合が少なくない。
【０００５】
このような溶出を防ぐため、石炭灰から溶出する有害微量元素を抑制する方法が研究されている。例えば、特許文献１及び特許文献２では、石炭灰に酸化カルシウム、酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、活性炭、アルカリ金属リン酸塩などの薬剤を所定の割合で添加する方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３乃至特許文献５では、安価な廃棄物を石炭灰に添加する方法も提案されている。例えば、特許文献３では、石炭灰に、鶏ふんを所定の割合で混合する方法が提案されている。また、特許文献４では、ペーパースラッジ、古紙かす、帆立貝等を焼成して得た石灰を、所定の割合で混合する方法が提案されている。特許文献５では、石炭灰等を含有する混練物を加圧成形により固化物とした後、その表面に貝殻粉を被覆して水和反応により融着させ保持する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４３１６６４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３９０１９号公報
【特許文献３】特許第４７２６８１０号公報
【特許文献４】特許第４８２６０８９号公報
【特許文献５】特許第５７０４６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のような石炭灰に薬剤を添加する方法は、薬剤の価格が土工材の価格に見合わず高い場合が多い。従って、薬剤コストが高く現実的ではないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３のような廃棄物を添加する方法では、薬剤コストの問題は解決される。しかし、石炭灰の発生量が大量であるのに比較すると、鶏ふんの発生量は少ない。例えば、ある１０００メガワット級石炭火力発電所では、セメント製造原料に適さない石炭灰は、年間約１２０万トン発生する。このような石炭灰１００重量部に対して１重量部の廃棄物を添加すると仮定すると、必要な廃棄物の量は年間１万２千トンである。しかし、比較的大規模とされる１０万羽の養鶏場１箇所に付き、年間約１８００トン程度の鶏ふん（乾燥重量）しか発生せず、必要な量には満たない。複数の養鶏所から回収するという方法はあるが、回収費用が必要となる。従って、薬剤を添加する方法と同様にコスト的な問題を依然有しており、現実的ではない。
【００１０】
また、特許文献４や特許文献５のように、廃棄物を焼成したり、廃棄物で被覆したりする方法では、廃棄物の加工にコストを要し、現実的ではない。
【００１１】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、安価且つ容易に石炭灰からの有害微量元素の溶出を抑制することが可能な、改質石炭灰の製造方法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】
【００１２】
本発明者らは、カルシウムイオンが石炭灰に含まれるヒ素、ホウ素、セレンとイオン結合し、不溶化物を形成することによって、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
本発明は、以下の態様を含む。
【００１４】
本発明に係る製造方法は、改質石炭灰の製造方法であって、
ヒ素元素、ホウ素元素、又はセレン元素を含有する原料石炭灰と、ペーパースラッジ焼却灰とを混合して、ヒ素元素、ホウ素元素、セレン元素を不溶化させる不溶化工程を含み、
該不溶化工程では、前記ペーパースラッジ焼却灰と水を含む、ｐＨ１３．０以上のペーパースラッジ焼却灰−水混合液に前記原料石炭灰と水を混合して、溶出液のｐＨを１１．６以上に調整することを特徴とする。
【００１５】
前記不溶化工程では、更にアルカリ調整剤を加えて調整することが好ましい。
【００１６】
前記不溶化工程では、次の式１に基づいて、前記原料石炭灰と前記ペーパースラッジ焼却灰の混合物１００重量部に対する前記ペーパースラッジ焼却灰の混合率Ｗ重量％を算出すると共に式２に基づいて、前記溶出液のｐＨを決定することが好ましい。
式１  Ｗ＝（１１．６−１１．２）÷｛（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００｝
式２  溶出液〔ｐＨ〕＝（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００×Ｗ＋１１．２
（ここで、〔ｐＨ〕は原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨであり、ｐＨＰＳ灰はペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨである。）
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造方法によれば、石炭灰に好適なペーパースラッジ焼却灰を混合させることによって、安価且つ容易に石炭灰からの有害微量元素の溶出を抑制することが可能な、改質石炭灰の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】石炭灰のヒ素、ホウ素、セレンの含有量と、石炭灰−水混合液の、ｐＨと、ヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度を示す図である。
【図２】ペーパースラッジ焼却灰−水混合液の、ｐＨとカルシウムイオン濃度を示す図である。
【図３】図２に示すペーパースラッジ焼却灰−水混合液の、ｐＨとカルシウムイオン濃度の関係を示すグラフである。
【図４Ａ】ペーパースラッジ焼却灰を石炭灰に混合した時のヒ素溶出濃度の変化を示す図である。
【図４Ｂ】ペーパースラッジ焼却灰を石炭灰に混合した時のホウ素溶出濃度の変化を示す図である。
【図４Ｃ】ペーパースラッジ焼却灰を石炭灰に混合した時のセレン溶出濃度の変化を示す図である。
【図４Ｄ】ペーパースラッジ焼却灰を石炭灰に混合した時のｐＨの変化を示す図である。
【図５】実施例１と実施例２に係る改質石炭灰の溶出液のｐＨ、およびヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度である。
【図６】実施例３に係る改質石炭灰の混合液のｐＨ、およびヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度である。
【図７】実施形態に係る改質石炭灰の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態の改質石炭灰の製造方法は、原料石炭灰と、ペーパースラッジ焼却灰と、必要により水と、を混合して行う（不溶化工程）。この不溶化工程では、ペーパースラッジ焼却灰と水を含む、ｐＨ１３．０以上のペーパースラッジ焼却灰−水混合液に改質する原料石炭灰と水を混合して、溶出液のｐＨを１１．６以上に調整する。また、詳細は後述するが、石炭灰と、ペーパースラッジ焼却灰と、を混合する重量割合は、前記の条件を満たせば特に限定されないが、例えば、それぞれを水と混合した液の水素イオン濃度（ｐＨ）から決定される。
【００２０】
原料の石炭灰は、石炭火力発電所の発電用ボイラから発生する灰を用いる。石炭灰の組成は特に限定されるものではなく、どのような組成の石炭灰でも使用できる。わが国の石炭火力ボイラでは、オーストラリアやインドネシアを主として、様々な産炭地の石炭を輸入して使用している。そのため、ボイラで発生する石炭灰の化学組成は、使用する炭種によって大きく異なっており、どのような組成の石炭灰でも改質できることが要求される。
【００２１】
例えば、図１には、各種の石炭灰のヒ素、ホウ素、セレンの含有量（ｍｇ／ｋｇ）が示されている。石炭灰１から石炭灰５では、ヒ素、ホウ素、セレンの含有量はそれぞれ大きく異なる。また、図１には、これらの石炭灰と水との重量体積比１０％（固液比１：１０）の混合液のｐＨが示されている。これらの混合液のｐＨもそれぞれ大きく異なる。さらに、図１には、固液比１：１０で溶出試験を行った時のヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度が示されている。これらの混合液の溶出濃度は、すべての元素で、または、いずれかの元素で土壌環境基準濃度よりも高い。そして改質石炭灰の製造方法には、どのような組成の石炭灰であっても改質できることが要求される。
【００２２】
なお、前記の重量体積比１０％（固液比１：１０）という条件は、環境省告示第４６号に規定された環境基準中の検液の作成方法に関して、試料と溶媒とを重量体積比１０％で混合して試料液を調製すると記載されていることに由来する。本実施形態では、通常、この比率でヒ素元素、ホウ素元素、又はセレン元素を含有する原料石炭灰と水とを混合して調製した原料石炭灰−水混合液で水素イオン濃度等を測定する。また、本実施形態の混合液とは、石炭灰が水中に分散したいわゆる懸濁液の状態も含む。
【００２３】
ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰）は、製紙工程で発生するペーパースラッジを焼却処理した灰である。ペーパースラッジ焼却灰は、製紙工場で例えば年間３００万トン以上廃棄物として発生するため、発生量が多く、大量に発生する石炭灰に添加する改質剤として好適である。加えて、製紙工場は石炭火力発電所の比較的近隣に位置することが多く、回収コストを安価にする効果も有する。
【００２４】
図２は、異なる製紙工場で排出された７種類のペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１〜ＰＳ灰７）と水とを、ペーパースラッジ焼却灰：水の比（固液比）１：１０で混合して混合液とした場合のｐＨとカルシウムイオン濃度（ｍｇ／Ｌ）の実測値である。なお、ペーパースラッジ焼却灰を水と混合させた液は、前記の石炭灰と同様にペーパースラッジ焼却灰が水中に分散したいわゆる懸濁液の状態であるが、本明細書では便宜的に混合液と呼ぶ。
【００２５】
図２に示されるように、７種類のペーパースラッジ焼却灰のｐＨは、１１．９〜１３．７の範囲にあるが、ＰＳ灰１とＰＳ灰５のｐＨは特に高く、１３．０以上である。また、カルシウムイオン濃度は、３４８〜１４０５ｍｇ／Ｌの範囲にある。このように、ペーパースラッジ焼却灰の化学組成は原料、製造する紙の性質等によって異なっているため、ｐＨ、カルシウムイオン濃度も一定とはならない。
【００２６】
本実施形態では、特にペーパースラッジ焼却灰−水混合液に含まれるカルシウムイオンと、石炭灰に含まれるヒ素、ホウ素、セレンをイオン結合させて不溶化させるため、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液中には、十分な濃度のカルシウムイオンが存在する必要がある。
【００２７】
図３は、図２の各ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨとカルシウムイオン濃度の関係をグラフに示したものである。ｐＨが高いほどカルシウムイオン濃度が高い傾向があり、改質する石炭灰に含まれるヒ素、ホウ素、セレンとイオン結合するのに十分な濃度のカルシウムイオンが供給され、これらの元素を同時に不溶化することができる。
【００２８】
ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨが高くなるペーパースラッジ焼却灰ほど、より多くのカルシウムイオンを石炭灰に供給できる傾向にあるため、改質石炭灰の製造において、石炭灰に混合するペーパースラッジ焼却灰の混合率を少なくできる傾向にある。詳細は後述するが、ｐＨが１３．０以上となるペーパースラッジ焼却灰が改質石炭灰の製造に好適である。したがって、図２に示したペーパースラッジ焼却灰のなかでは、ＰＳ灰１とＰＳ灰５が好適である。
【００２９】
次に、不溶化工程において、原料石炭灰にペーパースラッジ焼却灰を混合して、溶出液のｐＨが１１．６以上となるように調整する方法について詳細に説明する。
【００３０】
まず、好適なペーパースラッジ焼却灰を準備することができる。ペーパースラッジ焼却灰を数種類用意し（図７のステップＳ１１）、ペーパースラッジ焼却灰と水を混合して、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液を調製する。この際、固液比は例えば１：１０とする。次に、ｐＨ測定器を用いて、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨを測定する（ステップＳ１２）。ｐＨが１３．０以上である好適なペーパースラッジ焼却灰を選定する（ステップＳ１３）。
【００３１】
次に、原料石炭灰に対するペーパースラッジ焼却灰の混合割合を決定する。詳細は後述するが、式１によって原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰の混合物１００重量部に対するペーパースラッジ焼却灰の混合率Ｗ重量％を推算する（ステップＳ１４）。Ｗは、ｐＨ１３．０以上のペーパースラッジ焼却灰−水混合液を、原料石炭灰−水混合液に混合して、溶出液のｐＨが１１．６以上になる値である。
Ｗ＝（１１．６−１１．２）÷｛（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００｝  ・・・式１
ここでｐＨＰＳ灰は、ステップＳ１３で測定したペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨ（ペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨ）である。
【００３２】
例えば、図２に示したようにｐＨが１３．７のＰＳ灰１を選定した場合、式１から求めたＷは１６．０となり、改質石炭灰の製造においては、原料石炭灰８４重量部に対してＰＳ灰１を１６重量部混合すれば良いこととなる。
【００３３】
このように、本願発明の改質石炭灰の製造方法では、原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰の混合割合を、分析に手間がかかるカルシウムイオンの測定を行わなくても、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨを測定することによって、求めることができる。
【００３４】
次に、ペーパースラッジ焼却灰と、石炭灰と、水と、を混合し、混合液を調製する。この際、固液比は例えば１：１０とする。次に、ｐＨ測定器を用いてｐＨを測定する。ｐＨが１１．６未満の場合は、ペーパースラッジ焼却灰を、混合液に添加し、混合液のｐＨが１１．６以上となるよう、ペーパースラッジ焼却灰の混合率を決定する。ｐＨを１１．６以上とする詳細は図４Ｄの説明と共に後述するが、混合液のｐＨが１１．６以上となる場合は、混合液中にカルシウムイオンが十分存在しており、石炭灰に含まれるヒ素、ホウ素、セレンとイオン結合して不溶化するに十分である。
【００３５】
なお、ペーパースラッジ焼却灰の混合率については、式１で推定することができるが、正確な混合率を決定するために、ペーパースラッジ焼却灰と石炭と水との固液比１：１０の混合液のｐＨを測定して混合率を決定することとしている。
【００３６】
以上より、ペーパースラッジ焼却灰と、石炭灰と、水と、の混合割合が決定される。この際、固液比は例えば１：１０とする。
【００３７】
なお、混合率の決定は、製造工程における任意のタイミングで行うことができる。例えば、石炭灰やペーパースラッジ焼却灰を回収する前に行ってもよいし、それらを混合する場で直前に行ってもよい。本実施形態では、混合率はｐＨの値から判断する。ｐＨ測定器は一般的に市販されているものを使用可能であり、持ち運びも容易である。従って、カルシウムイオン濃度や金属含有量測定装置のような設備がない場所でも混合率を決定できるという点にも利点を有している。
【００３８】
原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰を混合する方法は、特に限定されず、１）原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰を固体−固体で混合する方法、２）原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰を混合させた上で、水を混合させる方法、３）原料石炭灰と水とを混合し、かつペーパースラッジ焼却灰と水を予め混合させた上で、それぞれの混合液を混ぜる方法、４）原料石炭灰と水とを混合し、それにペーパースラッジ焼却灰を混合させる方法、５）ペーパースラッジ焼却灰と水とを混合し、それに原料石炭灰を混合させる方法、などが挙げられる。また、水は、石炭灰とペーパースラッジ焼却灰とに対して、固液比１：１０で混合する必要はなく、石炭灰とペーパースラッジ焼却灰の重量に対し、２割〜３割程度の重量割合とすることができる。
【００３９】
前記の不溶化工程は、更にアルカリ調整剤を加えて調整する操作を含むことができる。この場合、ｐＨ１３．０以上のペーパースラッジ焼却灰−水混合液は、前記ペーパースラッジ焼却灰と前記アルカリ調整剤と前記水を含む混合液である。アルカリ調整剤は、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨを上昇させることができるものであれば特に限定されないが、消石灰などが挙げられる。
【００４０】
次に、混合液は一定の間、例えば７日間程度養生させることができる（ステップＳ１７）。続いて、例えば風乾させ、水を揮発させることができる（ステップＳ１８）。なお、養生期間は任意であり、７日間より短くとも、長くともよい。また、乾燥方法も任意である。
以上の工程により、原料の石炭灰に含まれるヒ素、ホウ素、セレンとイオン結合し、カルシウム系不溶化物を形成し、これらの元素が溶出することが抑制された、改質石炭灰を製造できる（ステップＳ１９）。
【００４１】
本実施形態の製造方法では、混合液のｐＨに基づき、石炭灰とペーパースラッジ焼却灰との混合割合を決定するため、容易な操作で改質石炭灰を製造することができる。また、本実施形態で使用するペーパースラッジ焼却灰は、製紙工場から大量に発生する廃棄物であり、立地としても石炭火力発電所に近接していることが多く、製造コストも安価とすることができる。従って、本実施形態によれば、安価かつ容易に、ヒ素、ホウ素、セレンの溶出を抑制するよう改質された石炭灰を製造することが可能となる。また、本実施形態では、ヒ素、ホウ素、セレンのほか、フッ素や六価クロム、カドミウム等の有害微量元素の溶出抑制にも効果を有する。
【００４２】
また、本実施形態の製造方法では、混合液のｐＨに基づく方法であるため、どのような組成の石炭灰に対しても、適用することが可能である。
【００４３】
このようにして製造された改質石炭灰は、例えば、河川堤防、道路・鉄道盛土、土地造成等の土工材料の原料として有効利用することが可能である。
【００４４】
以下、本発明の実施例及び参考例について詳細に説明する。
【００４５】
（実施例１と実施例２）
実施例１と実施例２は、図４Ａから図４Ｄに示した結果である。また、図５には実施例１と実施例２に関して、混合液のｐＨ、ヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度の測定値を示している。
【００４６】
図４Ａは、図１に示した石炭灰６あるいは石炭灰７の９５重量部から４０重量部に対し、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を５重量部から６０重量部、混合した時の、ヒ素溶出濃度の変化を示した図である。ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）の混合率を増加させるにしたがって、混合液中のカルシウムイオン濃度が増加するため、石炭灰中のヒ素は不溶化され、ヒ素溶出濃度は低くなった。
ヒ素の土壌環境基準は０．０１ｍｇ／Ｌであるから、図４Ａから石炭灰６あるいは石炭灰７の９３．５重量部に対し、石炭灰にペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を６．５重量部以上を混合すれば、良いことがわかる。
【００４７】
図４Ｂは、石炭灰６あるいは石炭灰７の９５重量部から４０重量部に対し、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を５重量部から６０重量部、混合した時の、ホウ素溶出濃度の変化を示した図である。ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）の混合率を増加させるにしたがって、カルシウムイオン濃度が増加するため、石炭灰中のホウ素は不溶化され、ホウ素溶出濃度は低くなった。
ホウ素の土壌環境基準は１．０ｍｇ／Ｌであるから、図４Ｂから石炭灰６あるいは石炭灰７の９２重量部に対し、石炭灰にペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を８重量部以上を混合すれば良いことがわかる。
【００４８】
図４Ｃは、石炭灰６あるいは石炭灰７の９５重量部から４０重量部に対し、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を５重量部から６０重量部、混合した時の、セレン溶出濃度の変化を示した図である。ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）の混合率を増加させるにしたがって、カルシウムイオン濃度が増加するため、石炭灰中のセレンは不溶化され、セレン溶出濃度は低くなった。
セレンの土壌環境基準は０．０１ｍｇ／Ｌであるから、図４Ｃから石炭灰６あるいは石炭灰７の８４．５重量部に対し、石炭灰にペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を１５．５重量部以上を混合すれば良いことがわかる。
【００４９】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃから、ペーパースラッジ焼却灰から供給されるカルシウムイオンによって、石炭灰中のヒ素、ホウ素、セレンは不溶化し、土壌環境基準値以下となるように改質できることがわかる。また、ヒ素＞ホウ素＞セレンの順に、不溶化に必要なカルシウムイオン量は多くなり、ヒ素、ホウ素、セレンを同時に不溶化するには、セレンを不溶化するだけのカルシウムイオン量が最低限必要とされる。
【００５０】
図３で示したように、ペーパースラッジ焼却灰−水混合液のカルシウムイオン濃度とｐＨの間には相関関係がある。したがって、ペーパースラッジ焼却灰の混合率を決定するにはペーパースラッジ焼却灰−水混合液のｐＨが良い指標となる。
【００５１】
図４Ｄは、石炭灰６あるいは石炭灰７の９５重量部から４０重量部に対し、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を５重量部から６０重量部、混合した時の、ｐＨの変化を示した図である。ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）の混合率を増加させるにしたがって、カルシウムイオン濃度が増加するため、ｐＨは高くなる。
【００５２】
ヒ素、ホウ素、セレンを同時に土壌環境基準値以下となるように石炭灰を改質するには、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃから、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を１５．５重量％以上で混合すれば良いことがわかる。
【００５３】
８５．５重量部の石炭灰６あるいは石炭灰７に対し、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ灰１）を１５．５重量部混合した時のｐＨは１１．６であることが図４Ｄから推定でき、ペーパースラッジ焼却灰の混合率は、石炭灰とペーパースラッジ焼却灰と水とを混合した溶出液のｐＨが１１．６以上となるようにペーパースラッジ焼却灰の混合率を決定すれば良いことがわかる。
【００５４】
また、図４Ｄには、ペーパースラッジ焼却灰（ｐＨが１３．７のＰＳ灰１）を５〜２６．５重量部混合した時の、ペーパースラッジ焼却灰の混合率Ｗ重量％と溶出液のｐＨの関係式（式２）を示してある。
溶出液〔ｐＨ〕＝（ｐＨＰＳ灰−１１．２）／１００×Ｗ＋１１．２    ・・・式２
ここで、〔ｐＨ〕は原料石炭灰とペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨであり、ｐＨＰＳ灰はペーパースラッジ焼却灰と水を混合した溶出液のｐＨである。
【００５５】
ペーパースラッジ焼却灰の混合率Ｗ重量％は、ｐＨが１３．７のＰＳ灰１の場合、式２の溶出液〔ｐＨ〕を１１．６とおいて、Ｗを推算することができる。
【００５６】
式２は、ペーパースラッジ焼却灰の混合率が５〜２６．５重量％の範囲においてのみ、適用できる。実用的なペーパースラッジ焼却灰の混合率は、５〜２０重量％程度であるから、式２は実用的な範囲で使用できる。
【００５７】
図５は、実施例１（石炭灰６にＰＳ灰１を混合）と実施例２（石炭灰７にＰＳ灰１を混合）における、ペーパースラッジ焼却灰の混合率に対する混合液のｐＨ、ヒ素溶出濃度、ホウ素溶出濃度、セレン溶出濃度の値である。
【００５８】
実施例１において、石炭灰６にＰＳ灰１を混合する場合、式２から混合率１６重量％で混合液のｐＨは１１．６になると推定されるが、実際は混合率１１重量％でｐＨ＝１１．６となり、このときの改質石炭灰のヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度は土壌環境基準値以下となった。
【００５９】
実施例２において、石炭灰７にＰＳ灰１を混合する場合、式２から混合率１６重量％で混合液のｐＨは１１．６になると推定されるが、実際は混合率２５．９重量％でｐＨ＝１１．７となり、このときの改質石炭灰のヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度は土壌環境基準値以下となった。
【００６０】
このように式１で推定した混合率と実際の混合率が異なるのは、石炭灰の組成がそれぞれ異なるためであり、例えば図１で示したように混合液のｐＨがそれぞれの石炭灰で大きく異なる。
【００６１】
したがって、ペーパースラッジ焼却灰の混合率の決定には、式１で推定した混合率を目安として、図７のステップＳ１６のように、実際の混合液のｐＨを測定することが望ましい。
【００６２】
また、改質石炭灰の混合液のｐＨは１１．６以上とするが、コスト的に見合うならば、ペーパースラッジ焼却灰の混合率を高くして、混合液のｐＨを１１．６より高くするほど、ヒ素、ホウ素、セレンの溶出濃度は土壌環境基準値を下回ることになるので安全である。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、上述した実施形態では、石炭灰と水とを固液比１：１０で混合させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。特に本実施形態のような、ｐＨ１１．６、１３．０といった強アルカリ性の場合、水の比が１０より増減しても、ｐＨ値としては大きく変化せず、同様の値が出ることがある。従って、固液比１：１０とは異なる比率で、混合液を調製し、ｐＨを測定し、混合割合や添加割合を決定することが可能である。
【００６４】
また、上述した実施形態の図７における工程の順番は、適宜入れ替えることが可能である。例えば、石炭灰の混合液のｐＨを測定する工程と、ペーパースラッジ焼却灰の混合液のｐＨを測定する工程との前後を入れ替える等が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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