(57)【要約】【課題】  少量の溶出抑制剤でも鉄鋼副産物中から六価クロムが溶出することを確実に抑制する。【解決手段】本発明の六価クロムの溶出抑制方法は、クロムを含有する鉄鋼副産物に対して、六価クロムの溶出抑制剤としてカルシウムアルミネートを、混合後の総量に対して０．５重量％以上であって、且つ４０重量％未満混合すると共に、カルシウムを含有する溶出抑制補助剤を混合後の総量に対して０．５重量％以上混合することで、鉄鋼副産物からの六価クロムの溶出を抑制することを特徴とする。なお、溶出抑制補助剤は、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートのうち、少なくとも１つ以上を含有するとよい。【選択図】図１
2016209846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロムを含有する鉄鋼副産物に対して、
六価クロムの溶出抑制剤としてカルシウムアルミネートを、混合後の総量に対して０．５重量％以上であって、且つ４０重量％未満混合すると共に、カルシウムを含有する溶出抑制補助剤を混合後の総量に対して０．５重量％以上混合することで、前記鉄鋼副産物からの六価クロムの溶出を抑制することを特徴とする六価クロムの溶出抑制方法。
【請求項２】
前記溶出抑制補助剤は、
ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートのうち、少なくとも１つ以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の六価クロムの溶出抑制方法。
【請求項３】
前記カルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．５重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、
前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（１）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合することを特徴とする請求項２に記載の六価クロムの溶出抑制方法。
【数９】
2016209846.tif 000017
【請求項４】
前記溶出抑制剤に、前記カルシウムアルミネートとしてＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が含まれている場合には、
前記ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が混合後の総重量に対して０．３重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、
前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（１）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合することを特徴とする請求項２または３に記載の六価クロムの溶出抑制方法。
【数１０】
2016209846.tif 000018
【請求項５】
前記溶出抑制剤に、前記カルシウムアルミネートとして３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が含まれている場合には、
前記３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が混合後の総重量に対して０．１重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、
前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（２）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の六価クロムの溶出抑制方法。
【数１１】
2016209846.tif 000019
【請求項６】
水中または土中で使用される土木・港湾用材料を製造するに際しては、
請求項１〜５のいずれかに記載の溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された前記鉄鋼副産物を製造し、前記製造された鉄鋼副産物の一部又は全部を土木・港湾用材料とすることを特徴とする土木・港湾用材料の製造方法。
【請求項７】
水中または土中で使用される土木・港湾用材料であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された鉄鋼副産物を含むことを特徴とする土木・港湾用材料。
【請求項８】
水中または土中で使用される土中埋設材料を製造するに際しては、
請求項１〜５のいずれかに記載の溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された前記鉄鋼副産物を製造し、前記製造された鉄鋼副産物の一部又は全部を土中埋設材料とすることを特徴とする土中埋設材料の製造方法。
【請求項９】
水中または土中で使用される土中埋設材料であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された鉄鋼副産物を含むことを特徴とする土中埋設材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼副産物から六価クロムが溶出することを抑制する溶出抑制技術、この技術を用いた土木・港湾用材料や土中埋設材料の製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物を低減するためや天然資源の枯渇等の問題から、鉄鋼副産物、つまり製鋼などで生成されたスラグを土木資材や路盤材等に利用することが注目されている。スラグを土工用、路盤材などとして利用するためには、環境庁告示４６号（以下、環告４６号）に定められた土壌環境基準を満足する必要があり、同基準では六価クロムの溶出量を０．０５ｍｇ／Ｌ以下とすることが定められている。
【０００３】
ステンレスなどのようにクロム（Ｃｒ）を大量に含む鋼種を精錬する際に生成されるスラグには、冷却条件などによっては、クロム酸化物から六価クロムが生成する場合がある。それゆえ、クロム酸化物を含み冷却条件などにより六価クロムが生成したスラグを路盤材などとしてリサイクルする場合には、スラグ中の六価クロムが雨などの水分と反応し、六価クロムイオンとして溶け出す虞があり、このような六価クロムイオンの溶出を抑制する必要がある。
【０００４】
このような六価クロムの溶出抑制には、カルシウムアルミネートを含む溶出抑制剤を用いることが有効であると知られている。カルシウムアルミネートは、水との反応でカルシウムアルミネート水和相を生成し、水和相の陰イオンとクロム酸イオン（六価クロムイオン）などの陰イオンとが置換することで、これらのイオンを溶出しないように水和相内に取り込んで固定する機能（六価クロムの固定化機能）を有している。
【０００５】
例えば、特許文献１には六価クロムイオンと反応して3CaO・Al2O3・CaCrO4・12H2Oという化学式で示される化合物を生成することで、六価クロムの溶出を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７５２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１の溶出抑制技術は、カルシウムアルミネートを含む溶出抑制剤を用いて六価クロムの溶出を抑制するものとなっている。
しかし、特許文献１の方法で、環告４６号に規定される土壌環境基準を遵守しようとすれば、カルシウムアルミネートを大量に用いる必要があり、大量の溶出抑制剤の使用は、処理工程を複雑にしたり、ハンドリング性の低下を招いたりするので、好ましいものとは言えない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、溶出抑制剤（カルシウムアルミネート）が少量であっても鉄鋼副産物中から六価クロムが溶出することを確実に抑制することができ、ハンドリング性に優れかつプロセスコストを低く抑えることも可能となる六価クロムの溶出抑制方法、土木・港湾用材料の製造方法、土中埋設材料の製造方法、土木・港湾用材料、及び土中埋設材料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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の六価クロムの溶出抑制方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の六価クロムの溶出抑制方法は、クロムを含有する鉄鋼副産物に対して、六価クロムの溶出抑制剤としてカルシウムアルミネートを、混合後の総量に対して０．５重量％以上であって、且つ４０重量％未満混合すると共に、カルシウムを含有する溶出抑制補助剤を混合後の総量に対して０．５重量％以上混合することで、前記鉄鋼副産物からの六価クロムの溶出を抑制することを特徴とする。
【００１０】
なお、好ましくは、前記溶出抑制補助剤は、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートのうち、少なくとも１つ以上を含有するとよい。
なお、好ましくは、前記カルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．５重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（１）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合するとよい。
【００１１】
【数１】
2016209846.tif 000003
【００１２】
なお、好ましくは、前記溶出抑制剤に、前記カルシウムアルミネートとしてＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が含まれている場合には、前記ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が混合後の総重量に対して０．３重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（１）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合するとよい。
【００１３】
【数２】
2016209846.tif 000004
【００１４】
なお、好ましくは、前記溶出抑制剤に、前記カルシウムアルミネートとして３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が含まれている場合には、前記３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が混合後の総重量に対して０．１重量％以上であって、且つ４０重量％未満含まれるように前記溶出抑制剤を鉄鋼副産物に混合すると共に、前記混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２、カルシウムシリケートの配合率をＲ３とした場合に、式（２）で示される関係が成立するように、前記溶出抑制補助剤を鉄鋼副産物に混合するとよい。
【００１５】
【数３】
2016209846.tif 000005
【００１６】
また、本発明の土木・港湾用材料の製造方法は、水中または土中で使用される土木・港湾用材料を製造するに際しては、上述した溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された前記鉄鋼副産物を製造し、前記製造された鉄鋼副産物の一部又は全部を土木・港湾用材料とすることを特徴とする。
さらに、本発明の土木・港湾用材料は、水中または土中で使用される土木・港湾用材料であって、上述した溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された鉄鋼副産物を含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の土中埋設材料の製造方法は、水中または土中で使用される土中埋設材料を製造するに際して、上述した溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された前記鉄鋼副産物を製造し、前記製造された鉄鋼副産物の一部又は全部を土中埋設材料とすることを特徴とする。
さらに、本発明の土中埋設材料は、水中または土中で使用される土木用材料であって、上述した溶出抑制方法を用いて、前記六価クロムの溶出が抑制された鉄鋼副産物を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の六価クロムの溶出抑制方法、土木・港湾用材料の製造方法、土中埋設材料の製造方法、土木・港湾用材料、及び土中埋設材料によれば、溶出抑制剤（カルシウムアルミネート）が少量であっても鉄鋼副産物中から冷却条件によっては生成する六価クロムが溶出することを確実に抑制することができ、ハンドリング性に優れかつプロセスコストを低く抑えることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態にかかる六価クロムの溶出抑制方法の手順を示した模式図である。
【図２】溶出抑制剤Ｂ（カルシウムアルミネート）の配合率に対する六価クロムの溶出量の変化を、溶出抑制補助剤の有無で比較して示したグラフである。
【図３】溶出抑制剤Ｃ（二次精錬スラグ）の配合率に対する六価クロムの溶出量の変化を、溶出抑制補助剤の有無で比較して示したグラフである。
【図４】溶出抑制剤Ｄ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）の配合率に対する六価クロムの溶出量の変化を、溶出抑制補助剤の有無で比較して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の六価クロムの溶出抑制方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本実施形態の六価クロムの溶出抑制方法について、その手順を模式的に示したものである。
図１に示すように、本実施形態の六価クロムの溶出抑制方法は、冷却条件によっては六価クロムを含有する鉄鋼副産物１に対して、六価クロムの溶出抑制作用を有するカルシウムアルミネートを含有する溶出抑制剤２と、カルシウムアルミネートの溶出抑制作用を向上させるカルシウムイオンを含有する溶出抑制補助剤３と、を混合（配合）することで、鉄鋼副産物１からの六価クロムの溶出を抑制するものとなっている。
【００２１】
まず、本発明の溶出抑制方法に用いられる鉄鋼副産物１及び溶出抑制剤２について説明する。
鉄鋼副産物１は電気炉などから排滓されるスラグを含んでおり、このスラグ中には六価クロムが含まれる場合がある。具体的には、鉄鋼副産物１には、ステンレス鋼のようなクロムを含む鋼種を精錬した精錬炉から排滓されるスラグが含まれており、冷却条件などによっては六価クロムが生成するため、そのままではスラグのリサイクルが困難になる場合がある。そのため、本発明の溶出抑制方法を用いて、六価クロムの溶出を抑制し、路盤材用途や土工用途などの土木用材料として安全に使用できるようにしている。
【００２２】
溶出抑制剤２は、上述した鉄鋼副産物１から六価クロムの溶出を抑制する作用を有するものであり、本実施形態ではカルシウムアルミネートを含有するものとなっている。
このカルシウムアルミネートは、カルシウムとアルミニウムの酸化物からなる化合物の総称であり、例えばＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、５ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・６Ａｌ２Ｏ３などの化合物のいずれかを含むものである。またカルシウムアルミネートには、カルシウムアルミネートを含有する二次精錬スラグなども用いることができる。カルシウムアルミネートは、水との反応によりカルシウムアルミネート水和相を生成することで、六価クロムを溶出しないようにカルシウムアルミネート水和相内に固定化する固定化機能を有している。
【００２３】
ところが、上述したカルシウムアルミネート単独で、環告４６号に規定される土壌環境基準（六価クロム：０．０５mg/l以下）を遵守しようとすれば、カルシウムアルミネートを大量に用いる必要があり、作業工程が複雑になり、ハンドリング性も悪くなりやすい。
そこで、本発明の溶出抑制方法では、以降に示すような溶出抑制補助剤３を用いて、溶出抑制剤２（カルシウムアルミネート）の溶出抑制効果を高めることにより、溶出抑制剤２（カルシウムアルミネート）が少量でも六価クロムの溶出抑制を確実に行うことができるようにしている。
【００２４】
上述した溶出抑制補助剤３は、溶出抑制剤２に含まれるカルシウムアルミネートの溶出抑制効果（六価クロムに対する溶出抑制効果）を向上させるものであり、溶出抑制効果を有するＣａ２＋イオンを供給可能な化合物や酸化物が用いられている。
すなわち、本発明の発明者らは、溶出液中のＣａ２＋イオンの濃度を高くすることで、カルシウムアルミネート水和相の生成量が増加することや、カルシウムアルミネート水和相の中でもイオン固定化能の高い水和相が生成することを知見し、六価クロムの溶出抑制作用が向上することを見出して、本発明を完成させている。
【００２５】
具体的には、溶出抑制補助剤３には、例えばＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートなどの化合物を用いることができ、これらのうち少なくとも１つ以上の化合物を含有するのが好ましい。
なお、溶出抑制補助剤３に用いられるカルシウムシリケートは、カルシウムとシリコンの酸化物からなる化合物の総称であり、例えば３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２などの化合物を含むものである。
【００２６】
上述したＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートは、精錬工程の副産物である転炉スラグなどに含まれるため、安価に入手でき、転炉スラグなども用いることが出来る。そのため、溶出抑制処理にかかるプロセスコスト（材料コスト）を低減することが可能となる。
ところで、上述した溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合する際には、鉄鋼副産物１に対する溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３の混合率（配合率）が重要となる。
【００２７】
それゆえ、本発明の溶出抑制方法では、上述した溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合する際には、カルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．５重量％（内数）以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合している。なお、この溶出抑制剤２を混合する際の配合率は、溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に０．５重量％以上混合するのがよい。溶出抑制剤２の配合率を０．５重量％以上とすることで、六価クロムの溶出をより確実に抑制することが可能となる。
【００２８】
また、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)２、またはカルシウムシリケートなどを含む溶出抑制補助剤３を、溶出抑制剤２と一緒に添加するに際しては、この溶出抑制補助剤３の配合率は、混合後の総重量に対するＣａＯの配合率をＲ１（重量％）、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２（重量％）、カルシウムシリケートの配合率をＲ３（重量％）とした場合に、式（１）で示される関係（内数での関係式）が成立するようなものとなっている。
【００２９】
【数４】
2016209846.tif 000006
【００３０】
ここで、式（１）における「０．７５」及び「０．２」という数値は、化合物ごとのＣａ２＋イオンの供給能力、言い換えればＣａ２＋イオンの溶出のしやすさに対応した係数である。つまり、Ｃａ２＋イオンを溶出しやすいＣａＯの係数を「１．０」とした場合に、ＣａＯよりＣａ２＋イオンを溶出しにくいＣａ(ＯＨ)２の係数は「０．７５」となり、ＣａＯやＣａ(ＯＨ)２よりさらにＣａ２＋イオンを溶出しにくいカルシウムシリケートの係数を「０．２」となる。このようにして式（１）では、溶出抑制補助剤３からＣａ２＋イオンが実際に溶出するか否かを係数を用いて考慮することにより、溶出抑制剤２に対する溶出抑制補助剤３の影響を評価できるようにしている。
【００３１】
このようにカルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．５重量％以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合した上で、上述した式（１）の関係が成立するように溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合すれば、鉄鋼副産物１から溶出される六価クロムの溶出量を０．０５ｍｇ／Ｌ以下とすることができ、環告４６号に定められた土壌環境基準の規定を満足することが可能となる。
【００３２】
なお、上述した式（１）は、複数の種類の化合物を組み合わせたカルシウムアルミネートを溶出抑制剤２として添加する場合について規定したものである。しかし、カルシウムアルミネートと呼ばれる複数種の化合物のうち、溶出抑制効果の高い化合物を選択的に用いれば、六価クロムの溶出抑制に必要な溶出抑制剤２や溶出抑制補助剤３の量をさらに少なくすることも可能となる。
【００３３】
例えば、カルシウムアルミネートの中でも六価クロムの固定化能力が比較的高いＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３のみを溶出抑制剤２として用いる場合は、カルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．３重量％（内数）以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合した上で、上述した式（１）で示される関係が成立するように、溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合するとよい。
【００３４】
【数５】
2016209846.tif 000007
【００３５】
このように六価クロムの固定化能力が比較的高いＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を溶出抑制剤２として用いる場合には、上述した式（１）の関係が成立するように溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合することで、混合後の総重量に対するカルシウムアルミネートの配合率が０．３重量％以上となるような低い配合率であっても、環告４６号に定められた土壌環境基準を満足することは十分に可能となる。
【００３６】
さらに、カルシウムアルミネートの中でも六価クロムの固定化能力が最も高い３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を溶出抑制剤２として用いる場合は、カルシウムアルミネートが混合後の総重量に対して０．１重量％（内数）以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合した上で、式（２）で示される関係が成立するように、溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合するとよい。
【００３７】
【数６】
2016209846.tif 000008
【００３８】
このように六価クロムの固定化能力が最も高い３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を溶出抑制剤２として用いる場合には、上述した式（２）に示されるように０．３重量％という少量の溶出抑制補助剤３であっても、また混合後の総重量に対するカルシウムアルミネートの配合率が０．１重量％以上となるような極めて低い添加量であっても、環告４６号に定められた土壌環境基準を満足することが可能となる。
【００３９】
なお、上述した式（１）や式（２）の説明では、溶出抑制剤２や溶出抑制補助剤３を最低限でどの程度混合しなければならないか、言い換えれば溶出抑制剤２や溶出抑制補助剤３の配合率の下限について説明したが、処理コストを抑える観点からすると、溶出抑制剤２や溶出抑制補助剤３の添加量の混合上限は５０重量％以下、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは２５重量％以下、最も好ましくは２０重量％以下とされるのが良い。
【００４０】
上述した溶出抑制方法で処理された鉄鋼副産物１を用いて製造される土木・港湾用材料や土中埋設材料は、環告４６号に規定される環境基準を確実に遵守可能となる。そのため、土中や水中で用いても有害な六価クロムが高濃度で溶出することがない土木・港湾用材料や土中埋設材料を得ることが可能となる。
また、水中または土中で使用される土木・港湾用材料（土木用材料または港湾用材料）や土中埋設材料を製造する際に、上述した溶出抑制方法を用いて六価クロムの溶出が抑制された鉄鋼副産物１の一部又は全部を用いて土木・港湾用材料や土中埋設材料を製造することで、環告４６号に規定される環境基準を確実に遵守可能な土木・港湾用材料や土中埋設材料を安定して供給することが可能となる。なお、ここで言う土木・港湾用材料は、例えば陸上または港湾のいずれか一方、あるいは両方で用いられる土木材料であり、土中埋設材料は、例えば土中埋設材として用いられる土木材料である。
【００４１】
上述した溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３は、上述した配合率で鉄鋼副産物１に対して混合される。この溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３の混合は、鉄鋼副産物１が冷却などによって低温となってから行われる、言い換えれば冷間混合で行われるのが好ましい。また、溶出抑制剤に存在するカルシウムアルミネート、溶出抑制補助剤に存在するＣａＯやカルシウムシリケートが減少しない範囲での混合であれば、どのような混合方法を用いてもよい。
【００４２】
このような混合により溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合すれば、溶出抑制補助剤３から供給されるＣａ２＋イオンが、溶出抑制剤２に含まれるカルシウムアルミネートの溶出抑制効果（カルシウムアルミネートによる六価クロムの固定化作用）を高めるので、冷却条件などにより、鉄鋼副産物１に六価クロムが含まれていても、これらの溶出を確実に抑制することが可能となる。
【００４３】
また、溶出抑制補助剤３により溶出抑制剤２に含まれるカルシウムアルミネートの溶出抑制効果を高めれば、溶出抑制に必要な溶出抑制剤２の量が少なくて済み、溶出抑制の処理のハンドリング性を高めることも可能となり、カルシウムアルミネートの必要量が減少して溶出抑制処理のプロセスコストを下げることも可能となる。
【実施例】
【００４４】
次に、実施例及び比較例を用いて、本発明の六価クロムの溶出抑制方法の作用効果を詳
しく説明する。
実施例及び比較例は、鉄鋼副産物１の試料に、さまざまな配合率（混合率）で溶出抑制剤２と溶出抑制補助剤３とを添加して、六価クロムの溶出量を実際に分析して、溶出抑制効果を確認したものとなっている。
【００４５】
実施例及び比較例に用いられる鉄鋼副産物１の試料、溶出抑制剤２、及び溶出抑制補助剤３は、表１〜表３に示すようなものである。なお、表１に示される電気炉酸化スラグは、六価クロムの含有量および溶出量を意図的に増やすため、大気雰囲気下、１６００℃で２時間熱処理したものである。
【００４６】
【表１】
2016209846.tif 000009
【００４７】
【表２】
2016209846.tif 000010
【００４８】
【表３】
2016209846.tif 000011
【００４９】
上述した表１の「Ａ」に示す鉄鋼副産物１に、表２の「Ｂ」〜「Ｄ」に示す溶出抑制剤２を混合後の総重量に対して０重量％〜１００重量％の配合率となるように、また表３の「Ｅ」〜「Ｇ」に示す溶出抑制補助剤３を混合後の総重量に対して０重量％〜２．５重量％の配合率となるように混合したものを、実施例及び比較例とした。これらの実施例及び比較例の試料は、溶出抑制剤２及び溶出抑制補助剤３を混合した後、環告４６号に準拠して、２ｍｍの目のふるいを通過させた後、各試料を水に溶出させ、溶出液中に溶出した六価クロムの溶出量を機器分析により測定した。
【００５０】
なお、六価クロムの溶出量はＪＩＳ  Ｋ０１０２の６５．２．１に規定される「ジフェニルカルバジド吸光光度法」に準拠して分析した。なお、六価クロムの溶出量については、「ＩＣＰ発光光度法」も適宜用いて分析を行った。
これらの機器分析の結果を表４〜表６に示す。
【００５１】
【表４】
2016209846.tif 000012
【００５２】
表４は、表２の「Ｂ」に示すカルシウムアルミネートを用いた実施例及び比較例に対して、六価クロムの溶出量の計測結果を示したものである。また、図２は、溶出抑制剤Ｂの配合率に対する六価クロムの溶出量（Ｃｒ(ＶＩ)溶出量）の変化を、溶出抑制補助剤３の有無で比較して示したものである。
図２に示すように、溶出抑制剤Ｂ（カルシウムアルミネート）の配合率を高くすると、六価クロムの溶出量は徐々に低下していく。ここで、溶出抑制補助剤３が添加されていない比較例１〜比較例６（図２中で菱形および点線を用いて示される水準）を見ると、溶出抑制剤Ｂの配合率が増加するにつれて六価クロムの溶出量は低下する傾向がある。ただ、六価クロムの溶出量の低下は実施例（図２中で三角形および実線を用いて示される水準）に比べると大きなものではない。例えば、溶出抑制剤２を４重量％の配合率まで加えても、六価クロムの溶出量は１．０ｍｇ/Ｌ程度と高い値のままである。このような六価クロムの溶出量の変化から、溶出抑制補助剤３が添加されていない状態では、カルシウムアルミネートを混合しても、十分な六価クロムの溶出抑制効果が得られないことが分かる。
【００５３】
ところが、溶出抑制補助剤３としてＣａＯを０．５重量％混合した実施例２〜実施例４を見ると、比較例と同様に、溶出抑制剤２の配合率の増加に合わせて六価クロムの溶出量が低下する傾向があることがわかる。ただ、実施例における六価クロムの溶出量の低下は比較例に比べてはるかに大きい。具体的には、図２では溶出抑制剤２の配合率を０．５重量％程度まで上げるだけで、六価クロムの溶出量が０．０１ｍｇ/Ｌ未満（検出限界）まで減少している。このことから、溶出抑制補助剤３を０．５重量％以上混合すれば、溶出抑制剤２による六価クロムの溶出抑制効果が十分に促進され、六価クロムの溶出量を環告４６号に規定される０．０５ｍｇ/Ｌ以下まで低減することが可能になると判断される。
【００５４】
なお、上述した実施例２〜実施例４は溶出抑制補助剤３としてＣａＯを用いたものであったが、溶出抑制補助剤３にＣａ(ＯＨ)２を用いたり、カルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）を用いたりすると、カルシウムイオンの供給能が変化し、必要となる溶出抑制補助剤３の配合率も変化する。
例えば、六価クロムの溶出量を０．０１ｍｇ/Ｌ未満まで低減可能な溶出抑制補助剤３の配合率を考える。まず、溶出抑制補助剤３にＣａ(ＯＨ)２を用いた場合では、実施例９と実施例１０との比較からわかるように、六価クロムの溶出量を０．０１ｍｇ/Ｌ未満に低減するためには、溶出抑制補助剤３を配合率で０．７５重量％混合する必要がある。ところが、溶出抑制補助剤３にカルシウムシリケートを用いると、実施例１２と実施例１３との比較から、溶出抑制補助剤３の配合率を２．５重量％まで多くしなければ、六価クロムの溶出量を０．０１ｍｇ/Ｌ未満に低減できない。つまり、Ｃａ(ＯＨ)２を溶出抑制補助剤３に用いた場合は、ＣａＯを溶出抑制補助剤３に用いた場合よりも配合率を高くする必要があり、カルシウムシリケートを溶出抑制補助剤３に用いた場合は、配合率をさらに高くする必要があると判断される。
【００５５】
そこで、本実施形態では、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率Ｒ２（重量％）に「０．７５」という補正係数をかけたもの、あるいはカルシウムシリケートの配合率Ｒ３（重量％）に「０．２」という補正係数をかけたものを、ＣａＯの配合率Ｒ１（重量％）と当量関係にあるものとして、化合物による促進作用の差を補正している。つまり、ＣａＯの配合率をＲ１（重量％）、Ｃａ(ＯＨ)２の配合率をＲ２（重量％）、カルシウムシリケートの配合率をＲ３（重量％）とした場合に、それぞれの配合率に各補正係数をかけた値の和をとれば、ＣａＯの配合率に換算した各溶出抑制補助剤３の配合率の合計を計算することができる。
【００５６】
なお、上述した実施例２〜４の結果から、六価クロムの溶出量を０．０１ｍｇ/Ｌ未満（検出限界）まで減少するのに必要な溶出抑制補助剤３の配合率は、ＣａＯの場合であれば０．５重量％以上であると判断できるので、各溶出抑制補助剤３の配合率Ｒ１（重量％）〜Ｒ３（重量％）を用いると、以下のような式（１）が成立することは明らである。
【００５７】
【数７】
2016209846.tif 000013
【００５８】
なお、上述した式（１）の関係は、表４の実施例１５の結果からも実証される。
つまり、表４の実施例１５に示すように、Ｒ１が０．３重量％、Ｒ２が０．３重量％、Ｒ３が０．１重量％の場合には、式（１）の左辺を計算すると０．５２７重量％となる。つまり、実施例１５はＣａＯの配合率に換算すると０．５重量％を超えることになり、上述した式（１）を満足したものとなる。なお、この実施例１５の六価クロムの溶出量は、０．０１ｍｇ/Ｌ未満（検出限界）となっており、環境基準を満足するような値を示している。このことから、式（１）の関係を満足すれば、六価クロムの溶出量を０．０１ｍｇ/Ｌ未満（検出限界）まで低減できると判断される。
【００５９】
【表５】
2016209846.tif 000014
【００６０】
表５は、表２の「Ｃ」に示す二次精錬スラグを溶出抑制剤２に用いた実施例及び比較例に対して、六価クロムの溶出量の計測結果を示したものである。また、図３は、溶出抑制剤Ｃ（二次精錬スラグ）の配合率に対する六価クロムの溶出量（Ｃｒ(ＶＩ)溶出量）の変化を、溶出抑制補助剤３の有無で比較して示したものである。
この溶出抑制剤２にカルシウムアルミネートを含有する二次精錬スラグを用いた表５の場合にも、表４と同様に六価クロムの溶出抑制効果が得られている。
【００６１】
すなわち、図３に点線で示される水準（比較例７〜比較例１２）と実線で示される水準（実施例１６、１７）との比較から、溶出抑制剤２として二次精錬スラグを混合後の総量に対して０．３重量％混合した場合にも、溶出抑制補助剤３としてＣａＯを０．５重量％以上混合すれば、溶出抑制剤２による六価クロムの溶出抑制効果が十分に促進され、六価クロムの溶出量を環告４６号に規定される０．０５ｍｇ/Ｌ以下まで低減可能となることがわかる。
【００６２】
なお、溶出抑制剤２に二次精錬スラグを用いた表５の場合でも、六価クロムの溶出抑制には溶出抑制補助剤３としてＣａＯを０．３重量％以上混合する必要があるので、式（１）の関係は表４のときと同様に成立する。
以上のことから、二次精錬スラグが混合後の総重量に対して０．３重量％以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合すると共に、上述した式（１）の関係式を満足するように溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合することで、六価クロムの溶出量を環告４６号に規定される基準値以下まで低減することが可能になると判断される。
【００６３】
【表６】
2016209846.tif 000015
【００６４】
表６は、表２の「Ｄ」に示す３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（カルシウムアルミネートの一種）を溶出抑制剤２に用いた実施例および比較例に対して、六価クロムの溶出量の計測結果を示したものである。また、図４は、溶出抑制剤Ｄ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）の配合率に対する六価クロムの溶出量（Ｃｒ(ＶＩ)溶出量）の変化を、溶出抑制補助剤３の有無で比較して示したものである。
【００６５】
この溶出抑制剤２に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を用いた表６の場合にも、表４や表５と同様な六価クロムの溶出抑制効果が得られている。
すなわち、図４に点線で示される水準（比較例１３〜比較例１８）と実線で示される水準（実施例２６、２７）との比較から、溶出抑制剤２として３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を、混合後の総量に対して０．１重量％用いた場合にも、溶出抑制補助剤３としてＣａＯを０．３重量％以上混合すれば、溶出抑制剤２による六価クロムの溶出抑制効果が十分に促進され、六価クロムの場合であれば溶出量を環告４６号に規定される０．０５ｍｇ/Ｌ以下まで低減可能となることがわかる。
【００６６】
また、実施例２９と実施例３０との比較、あるいは実施例３２と実施例３３との比較から、溶出抑制剤２に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を用いた場合でも、「０．７５」や「０．２」などの補正係数を用いてＣａ(ＯＨ)２の配合率Ｒ２(重量％)やカルシウムシリケートの配合率Ｒ３(重量％)をＣａＯの配合率Ｒ１(重量％)に換算できることがわかる。
なお、溶出抑制剤２に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を用いた表６の場合では、六価クロムの溶出抑制には溶出抑制補助剤３としてＣａＯを０．３重量％以上混合する必要があるので、他の溶出抑制剤２とは異なり式（２）のような関係が成立する。
【００６７】
【数８】
2016209846.tif 000016
【００６８】
以上のことから、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を、混合後の総重量に対して０．１重量％以上含まれるように溶出抑制剤２を鉄鋼副産物１に混合すると共に、式（１）の関係式を満足するように溶出抑制補助剤３を鉄鋼副産物１に混合することで、六価クロムの溶出量を環告４６号に規定される基準値以下まで低減することが可能になると判断される。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００６９】
１  鉄鋼副産物
２  溶出抑制剤
３  溶出抑制補助剤
【図１】
2016209846.tif 000020
【図２】
2016209846.tif 000021
【図３】
2016209846.tif 000022
【図４】
2016209846.tif 000023