(57)【要約】【課題】６価クロム含有被処理物を、６価クロムを還元させ溶出を完全に防止することができる処理方法と装置を提供する。【解決手段】６価クロムを含有する被処理物と、配位結合を有する化合物とを接触させて、６価クロムを還元させる６価クロム含有物質の処理方法としたものであり、前記被処理物と配位結合を有する化合物との接触は、両者を混練り処理するか、又は前記被処理物上に、配位結合を有する化合物を散布処理して行うことができ、前記配位結合を有する化合物としては、ジチオカルバミン酸塩、２，３−ジメルカプト−１−プロパンスルホン酸塩、トリエタノールアミンを用いることができる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
６価クロムを含有する被処理物と、配位結合を有する化合物とを接触させて、６価クロムを還元させることを特徴とする６価クロム含有物質の処理方法。
【請求項２】
前記被処理物と配位結合を有する化合物との接触は、両者を混練り処理するか、又は、前記被処理物上に配位結合を有する化合物を散布処理して行うことを特徴とする請求項１記載の６価クロム含有物質の処理方法。
【請求項３】
前記配位結合を有する化合物が、ジチオカルバミン酸塩であることを特徴とする請求項１又は２記載の６価クロム含有物質の処理方法。
【請求項４】
６価クロムを含有する被処理物を粒子状に破砕する装置と、該破砕した粒子に、配位結合を有する化合物を加え混練する装置、又は、配位結合を有する化合物を散布する装置とを有することを特徴とする６価クロム含有物質の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、６価クロム含有物質の処理に係り、特に、汚染土壌、廃棄物焼却灰、溶融灰、及び溶融スラグ、下水汚泥焼却灰及び溶融灰、及び溶融スラグ、ステンレス鋼の精錬時に発生するステンレス鋼スラグ、重クロム酸ナトリウムなどのクロム化合物製造の際に発生するクロム鉱滓などの６価クロム含有物質から、６価クロムの溶出を抑制することを可能にする６価クロム含有物質の処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−１７１９９３号公報
【特許文献２】特開平８−３３２４７５号公報
【特許文献３】特開平１０−３２４５４７号公報
【特許文献４】特開２００２−１９２１２５号公報
従来、汚染土壌については、無害化処理が行われているが、汚染土壌から溶出する重金属として６価クロムが大きな問題になっている。
６価クロムの処理には、硫酸第一鉄、塩化第一鉄が用いられているが、添加率が多く、嵩が増えてしまう問題がある。また、粉末薬剤のため貯蔵時、搬入時に扱いづらい等問題があると共に、粉末薬剤のため均一な添加が困難で、処理が不十分になりやすい問題がある。
また、ゴミ焼却灰、汚泥などについては、近年、溶融処理することによりスラグ化し、生成したスラグを路盤材、タイルなどとして有効利用することが検討されている。
再利用する場合、スラグから重金属類が溶出しないことが絶対条件であるが、ゴミ焼却灰、汚泥などの種類によっては、生成したスラグから６価クロムが溶出する場合があり、生成スラグの有効利用を困難にしている。
【０００３】
さらに、製鉄所関連では、ステンレス精錬の際に発生するステンレス鋼精錬スラグ、及び重クロム酸ナトリウム等のクロム化合物製造時に発生するクロム鉱滓に関しては、これらは、数％のクロムを含有し、操業条件により、６価クロムが溶出する場合がある。
ステンレス鋼精錬スラグ、クロム鉱滓などを路盤材、仮設材、土木埋立材として使用する場合、６価クロムが溶出しないことが絶対条件であり、ステンレス鋼精錬スラグからの６価クロム溶出防止方法として、特開平６−１７１９９３号公報において、アルミ灰及びマグネシア系産業廃棄物を受滓鍋に排滓する方法が提案されている。
しかし、この方法では、ステンレス鋼精錬スラグからの６価クロムの溶出防止に、添加剤を精錬炉外で添加しているため、撹拌することができず、混合が不充分となり、６価クロムの溶出を防止することができない場合がある。混合を十分に行うために精錬炉内で添加すれば、添加物が溶鋼を汚染する問題が生じる。
【０００４】
また、重クロム酸ナトリウムなどのクロム化合物製造の際に発生する、クロム鉱滓からの６価クロムの溶出防止方法としては、一般にスラグを還元焙焼して、６価クロムを３価クロムに還元して無害化している。
しかし、上記クロム化合物製造の際に発生するクロム鉱滓からの６価クロム溶出防止方法と、前記した汚泥の溶融処理による安定化方法は、熱処理法のため多量のエネルギーを要し、経済的に極めて高価な処理方法である。
また、別に、スラグに、高炉徐冷スラグ冷却水を散水する方法、高炉徐冷スラグ冷却水に浸漬する方法、高炉徐冷スラグと混合し水蒸気を吹き込む方法が提案されている。
しかし、これらの方法は、安定化するために長時間の処理が必要であること、処理対象物の体積が増加することなどの問題点があった。
以上のように、６価クロムを含有する被処理物は、有効な再利用が困難であり、産業廃棄物として処分されていることが多かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の問題点を解決し、汚染土壌、廃棄物焼却灰、溶融灰、及び溶融スラグ、下水汚泥焼却灰及び溶融灰、及び溶融スラグ、建設廃材、ステンレス鋼の精錬時に発生するステンレス鋼スラグ、重クロム酸ナトリウムなどのクロム化合物製造の際に発生するクロム鉱滓などの６価クロム含有被処理物を、工業的に簡易かつ経済的に優れた方法で処理し、６価クロムを還元させ、溶出を完全に防止することを可能とする処理方法と装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、６価クロムを含有する被処理物と、配位結合を有する化合物とを接触させて、６価クロムを還元させることを特徴とする６価クロム含有物質の処理方法としたものである。
前記処理方法において、被処理物と配位結合を有する化合物との接触は、両者を混練り処理するか、又は、前記被処理物上に配位結合を有する化合物を散布処理して行うことができる。前記配位結合を有する化合物としては、ジチオカルバミン酸塩を用いることができ、ジチオカルバミン酸塩には、ナトリウム塩とカリウム塩があり、ナトリウム塩の方がより良い処理ができる。
また、本発明では、６価クロムを含有する被処理物を粒子状に破砕する装置と、該破砕した粒子に、配位結合を有する化合物を加え混練する装置、又は、配位結合を有する化合物を散布する装置とを有することを特徴とする６価クロム含有物質の処理装置としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、６価クロムの溶出が認められる被処理物を、短時間かつ被処埋物の体積を増加させること無く、工業的に簡易で経済性に優れた処理方法である。
本発明者らは、６価クロムの溶出を防止することが可能な、６価クロム含有物質の処理方法について検討を重ねてきた。
その結果、６価クロム含有被処理物に配位結合を有する化合物を添加するか、又は、処理場に敷いてある６価クロム含有被処理物に配位結合を有する化合物を噴霧することにより、短時間かつ被処理物の体積の増加を伴わず、経済性に優れた方法で被処理物中の６価クロムを還元し、溶出を防止することができることを見出して本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、被処理物と配位結合を有する化合物とを接触させ、６価クロムを還元させる処理方法である。
具体的には、配位結合を有する化合物が、還元性の原子を含み、６価クロムを３価クロムに還元させることによる。
配位結合を持つ化合物には、還元性の原子が含まれている。
これらの化合物としては、まず、硫黄（Ｓ２−、Ｓ０）を含む化合物、例えば、２，３−ジメルカプトプロパノール、２，３−ジメルカプト−１−プロパンスルホン酸塩、チオグリコール酸、β−メルカプトプロピオン酸、ジメルカプトこはく酸などが挙げられる。
また、窒素（Ｎ３−）を含む化合物、例えば、トリエタノールアミン、ｏ−フェナントロリンなどが挙げられる。
さらに、硫黄（Ｓ２−、Ｓ０）、窒素（Ｎ３−）の両方を含む化合物、例えば、ジチオカルバミン酸塩として、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム等、他にチオ尿素、チオカルバジド、チオセミカルバジド、アミノエチルメルカプタンなどが挙げられる。
【０００９】
また、本発明では、被処理物と配位結合を有する化合物との接触は、混練り処理、又は薬剤散布処理を行うことによる。
混練り処理では、被処理物を混練り機に導入し、混練り機に配位結合を有する化合物を添加し、混練り処理を行う。
この混練り処理では、配位結合を有する化合物を、被処理物当り０．１重量％以上添加することが好ましい。また、混練りの際に、被処理物当り１〜５０重量％の添加水を加えても良い。
被処理物の粒度は、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下である方が、配位結合を有する化合物の分散性も良く、好ましい処理を行うことができる。
【００１０】
次に、配位結合を有する化合物を散布する薬剤散布処理では、被処理物を処理場に敷き、被処理物全体に薬剤を均一に散布する。
この薬剤散布処理では、配位結合を有する化合物を、被処理物当り０．１重量％以上、好ましくは０．３重量％以上添加することが望ましい。また、配位結合を有する化合物を水に希釈し、１〜５０％水溶液として添加しても良い。その際の希釈水は、水道水、工業用水、２次処理水のいずれを用いても良い。散布方法としては、霧状、若しくはシャワー状て散布することが望ましい。被処理物の粒度は、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下であるのがよい。
混練り処理、薬剤散布処理を行うことにより、熱等をかけることなく、工業的に簡易かつ経済的に、６価クロムの３価クロムへの還元処理を行うことができる。
また、処理物を路盤材、仮設材、土木埋立材として再利用することができる。
【００１１】
本発明では、配位結合を有する化合物としてジチオカルバミン酸塩からなる化合物を用いるが、ジチオカルバミン酸塩は、配位結合を持つキレート剤で、還元性を持つ薬剤であり、ジチオカルバミン酸塩を添加することにより、被処理物に含有される６価クロムを３価クロムに還元し、有害な６価クロムを処理することができる。
ジチオカルバミン酸塩には、カリウム塩とナトリウム塩があり、カリウム塩、ナトリウム塩は共に還元性を持ち、被処理物の６価クロムを処理することができる。このうち、ナトリウム塩は分子量が小さく、被処理物への分散性が良いため、より有効な処理を行うことができる。
ジチオカルバミン酸ナトリウム塩の添加率は、混練り処理では０．１重量％以上、薬剤散布処理では０．３重量％以上添加することが望ましい。
また、ジチオカルバミン酸カリウム塩の添加率は、混練り処理では０．３重量％以上、薬剤散布処理では０．５重量％以上添加することが望ましい。
【００１２】
次に、本発明は、６価クロムを含有する被処理物を破砕する装置と、配位結合を有する化合物を加え混練りする装置、又は、処理場に敷いた被処理物に配位結合を有する化合物を均一に散布する装置とを有する６価クロム含有物質の処理装置とした。
被処理物を採掘し、破砕する装置は、ドリルやショベルを用いて採掘した被処理物を、すり鉢型の破砕機により処理に適切な粒度まで破砕する。
破砕処理装置は、適切な処理を行うため、粒度を１０ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以下まで破砕できる装置であることが望ましい。
混練り装置は、混練り機に被処理物を導入するライン、配位結合を有する化合物を添加するライン、配位結合を有する化合物を貯蔵するタンクを有する。また、添加水を添加するライン、及び添加水を貯蔵するタンクを有していても良い。
配位結合を有する化合物の散布装置は、先端は霧状、又はシャワー状のノズルを持ち、配位結合を有する化合物を貯蔵するタンクを有する。また、添加水を貯蔵するタンク、及び添加水と配位結合を有する化合物を混合する混合室を有しても良いし、ノズルが回転するように自動回転装置を付しても良い。
本発明により、６価クロム含有被処理物を短時間かつ被処理物の体積の増加を伴わず、経済性に優れた方法で６価クロムを還元し、溶出を防止することができる。
【００１３】
【実施例】
以下に、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。本実施例における６価クロムの溶出量は環境庁告示４６号法による溶出試験に基づき測定した。
また、環境庁告示４６号法に定める６価クロムの土壌環境基準は、検液１Ｌにつき０．０５ｍｇである。
実施例１
この実施例は、６価クロムを含有する汚染土壌を対象に試験を行った。
配位結合を有する化合物である薬剤としては、ジチオカルバミン酸ナトリウム塩、２，３−ジメルカプト−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ユニチオール）、トリエタノールアミンを用いた。
【００１４】
（ａ）．混練り処理による処理
対象汚染土壌当り、薬剤０．１〜５．０重量％、加湿水を１０重量％添加し、混練り機にて混練り処理を行い、混練り処理物を１日間養生した。
混練処理物を５０ｇ取り、水道水５００ｍＬを加え、環境庁告示４６号・付表に基づく方法で溶出試験を行った。溶出試験の６価クロム溶出濃度を、表１に示した。
（ｂ）．薬剤散布による処理
対象汚染土壌を処理場に敷き、汚染土壌当り薬剤添加率０．１〜５．０重量％、添加水を添加率が１０重量％で添加し、処理物を１日間養生した。
処理物を５０ｇ取り、水道水５００ｍＬを加え、前記（ａ）と同様の方法で溶出試験を行い、６価クロムの溶出濃度を表１に示した。
（ｃ）．薬剤添加のみ
対象汚染土壌５０ｇに、汚染土壌当り薬剤を添加率０．１〜５．０重量％、添加水を１０重量％で添加し、処理物を１日間養生した。前記（ａ）と同様の方法で溶出試験を行い、６価クロムの溶出濃度を表１に示した。
なお、薬剤添加のみとは、貯留している被処理物の上に、薬剤を滴下しただけの均一な混合が不十分な状態のものである。
【００１５】
比較例１
実施例１と同様に汚染土壌を対象に、薬剤として硫酸第一鉄を用いて処理試験を行った。
（ａ）．混練り処理による処理
硫酸第一鉄スラリーを調製し、対象汚染土壌当り硫酸第１鉄１．０〜２０重量％、加湿水を１０重量％添加し、混練り機にて混練り処理を行い、混練り処理物を１日間養生した。
処理物を５０ｇ取り、水道水５００ｍＬを加え、実施例１の（ａ）と同様の方法で溶出試験を行い、６価クロムの溶出濃度を表１に示した。
【００１６】
（ｂ）．薬剤散布による処理
硫酸第一鉄スラリーを調製し、対象汚染土壌を処理場に敷き、汚染土壌当り硫酸第一鉄添加率１．０〜２０重量％、添加水を添加率が１０重量％で添加し、処理物を１日間養生した。
処理物を５０ｇ取り、水道水５００ｍＬを加え、実施例１の（ａ）と同様の方法で溶出試験を行い、６価クロムの溶出濃度を表１に示した。
（ｃ）．薬剤添加のみ
硫酸第一鉄を調製し、対象汚染土壌５０ｇに汚染土壌当り硫酸第一鉄添加率１．０〜２０重量％、添加水を１０重量％添加し、処理物を１日間養生した。実施例１の（ａ）と同様の方法で溶出試験を行い、６価クロムの溶出濃度を表１に示した。
【００１７】
【表１】
2004121949.tif 000002
【００１８】
実施例２
この実施例では、６価クロムを含有する廃棄物溶融スラグを対象に試験を行った。薬剤は、実施例１と同様に、ジチオカルバミン酸ナトリウム塩、ユニチオール、トリエタノールアミンであり、実施例１と同様に処理した。
（ａ）．混練り処理による処理
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
【００１９】
比較例２
実施例２と同様にして、薬剤として硫酸第一鉄を用いて行った。
（ａ）．混練り処理による
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
実施例１と同様に６価クロムの溶出を測定し、実施例２と比較例２の処理状況を、表２にまとめた。
【００２０】
【表２】
2004121949.tif 000003
【００２１】
実施例３
この実施例では、６価クロムを含有する下水汚泥溶融スラグを対象に試験を行った。薬剤は、実施例１と同様に、ジチオカルバミン酸ナトリウム塩、ユニチオール、トリエタノールアミンであり、実施例１と同様に処理した。
（ａ）．混練り処理による処理
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
【００２２】
比較例３
実施例３と同様にして、薬剤として硫酸第一鉄を用いて処理を行った。
（ａ）．混練り処理による
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
実施例１と同様に６価クロムの溶出を測定し、実施例３と比較例３の処理状況を表３にまとめた。
【００２３】
【表３】
2004121949.tif 000004
【００２４】
実施例４
この実施例では、６価クロムを含有する建設廃材を対象に試験を行った。薬剤は、ジチオカルバミン酸ナトリウム塩、ユニチオール、トリエタノールアミンを用い、実施例１と同様に処理した。
（ａ）．混練り処理による処理
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
【００２５】
比較例４
実施例４と同様にして、薬剤として硫酸第一鉄を用いて行った。
（ａ）．混練り処理による
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
実施例１と同様に６価クロムの溶出を測定し、実施例４と比較例４の処理状況を表４にまとめた。
【００２６】
【表４】
2004121949.tif 000005
【００２７】
実施例５
６価クロムを含有するクロム鉱滓を対象に試験を行った。薬剤は、ジチオカルバミン酸ナトリウム塩、ユニチオール、トリエタノールアミンを用い、実施例１と同様に処理した。
（ａ）．混練り処理による処理
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
【００２８】
比較例５
実施例５と同様にして、薬剤として硫酸第一鉄を用いて行った。
（ａ）．混練り処理による
（ｂ）．薬剤散布処理
（ｃ）．添加のみ
実施例１と同様に６価クロムの溶出を測定し、実施例５と比較例５の処理状況を表５にまとめた。
【００２９】
【表５】
2004121949.tif 000006
【００３０】
【発明の効果】
本発明の処理方法によれば、汚染土壌、廃棄物焼却灰、溶融灰、及び溶融スラグ、下水汚泥焼却灰及び溶融灰、及び溶融スラグ、建設廃材、ステンレス鋼の精錬時に発生するステンレス鋼スラグ、重クロム酸ナトリウムなどのクロム化合物製造の際に発生するクロム鉱滓などのクロム含有物質に、配位結合を有する化合物を添加し処理することにより、被処理物の体積を増加させることなく、工業的に簡易で経済性に優れた方法で処理し、これらの６価クロム含有物質からの６価クロムの溶出を完全に防止することが可能となった。
さらに、本発明に関する処理を施すことにより、処理物の路盤材、仮設材、土木埋立材などへの再利用を容易に行うことが可能になった。