(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントにより六価クロムを固定化する方法において、固定化される状態でのアルミニウム含有イオン、硫酸イオン、六価クロムイオンおよび前記各イオンになりうる物質のモル濃度が、それぞれアルミニウムイオン、硫酸イオン及び六価クロムイオンに換算して下記式（１）の関係となるよう、前記セメントにアルミン酸化合物を添加して用い、六価クロム固定化試験における２４時間経過後の六価クロムの固定化率が９４．６％以上であることを特徴とする六価クロムの固定化方法。
（［ＳＯ４２−］＋２×［Ｃｒ６＋］）／［Ａｌ３＋］≦０．４        （１）
【請求項２】
アルミン酸化合物がアルミン酸カルシウムである請求項１記載の六価クロムの固定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水硬性組成物による特定の組成下での六価クロムの固定化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
六価クロムは、メッキ工場廃液や皮革工場廃液あるいは生コン工場排水等（以下、廃棄物という。）に含まれており、その毒性から、環境保全上、何からの処理を行う必要がある。
【０００３】
上記した廃棄物に含まれる六価クロムを処理する方法としては、六価クロムを無害な三価クロムに還元する方法、セメント等で固定化する方法等が試みられている。
【０００４】
たとえば、六価クロムを無害な三価クロムに還元する方法として、特開昭４７−３１８９４号公報、特開昭４９−１６７１４号公報、特開昭６２−６５７８７号公報には、第１鉄塩により六価クロムを三価クロムに還元する方法が開示されている。
【０００５】
一方、セメント等により固定する方法として、特開昭５６−９５３９９号公報には、アルミニウム化合物、石膏、酸化カルシウムにより六価クロム等の廃棄物を固定化する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した還元する方法では、一旦、廃棄物のｐＨを調節してから三価クロムに還元し、再度ｐＨを調整して不溶性の水酸化クロムを沈殿させ、それから水酸化クロムを固液分離する必要があるため、非常に操作が煩雑であるといった問題があった。
【０００７】
また、上記した固定化方法では、六価クロム単体の固定化に関しては効果はあるものの、一般廃棄物等の他成分を含む六価クロムの固定化や、固定化するまでの時間に関し改良の余地があった。
【０００８】
したがって、本発明は、六価クロムを含む廃棄物に対し、安価、高効率かつ迅速に固定化できる方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、六価クロムを固定化するためには、六価クロムが固定化される状態において、アルミニウム含有イオンおよび該イオンになりうる物質を特定量存在させることが必要であるという知見を得た。
【００１０】
さらに、本発明者らは、一般的な水硬性物質であるポルトランドセメントに含まれる石膏や、六価クロム廃棄物中に含まれる硫酸・硫酸塩等の、六価クロムが固定化される状態において、不可避的に存在しうる硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質にも着目し、鋭意研究を重ねた。その結果、驚くべきことに、六価クロムが固定化される状態において、上記した硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質が存在すると、六価クロムの固定化が阻害されるという新たな知見を得た。
【００１１】
そして、これらの知見に基づき、アルミニウム含有イオン、硫酸イオン、六価クロムイオンおよび前記各イオンになりうる物質のモル濃度を、特定の関係にすることにより、高効率かつ迅速に六価クロムを固定化できることを見いだし、本発明を発明するに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、セメントにより六価クロムを固定化する方法において、固定化される状態でのアルミニウム含有イオン、硫酸イオン、六価クロムイオンおよび前記各イオンになりうる物質のモル濃度が、それぞれアルミニウムイオン、硫酸イオン及び六価クロムイオンに換算して下記式（１）の関係となるよう、前記セメントにアルミン酸化合物を添加して用い、六価クロム固定化試験における２４時間経過後の六価クロムの固定化率が９４．６％以上であることを特徴とする六価クロムの固定化方法である。
【００１３】
（［ＳＯ４２−］＋２×［Ｃｒ６＋］）／［Ａｌ３＋］≦０．４  （１）
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明において、六価クロムが固定化される状態における、アルミニウム含有イオン、硫酸イオン、六価クロムイオンおよび前記各イオンになりうる物質のモル濃度を、特定の関係にする必要がある。
【００１５】
すなわち、それぞれ硫酸イオン、六価クロムイオンおよびアルミニウムイオンに換算した場合における、硫酸イオン、六価クロムイオンおよびこれらイオンになりうる物質のモル濃度から計算される値（[SO42-]＋２×[Cr6+]）と、アルミニウム含有イオンおよびアルミニウム含有イオンになりうる物質のモル濃度[Al3+]との比（[SO42-]＋2×[Cr6+]）／[Al3+]が０．７以下であることが必要であり、好ましくは０．４以下、より好ましくは０．２以下が好適である。
【００１６】
上記したモル濃度の比が０．７より大きい場合は、六価クロムを高効率かつ迅速に固定化することができないため好ましくない。また、上記したモル濃度の比を０．４以下にすることにより、さらに高効率かつ迅速に固定化することができる。
【００１７】
本発明において、硫酸イオン、六価クロムイオン、アルミニウム含有イオンおよび前記各イオンになりうる物質は、六価クロムが固定化される状態において存在していれば、何に由来するものかは特に限定されず、たとえば、水硬性物質に由来するもの、六価クロムを含有する廃棄物に由来するもの、または六価クロムが固定化される状態において別途加えられるものに由来するもの、等のいずれに由来するものかに限定されるものではない。
【００１８】
本発明において、アルミニウム含有イオンは、三価のアルミニウムイオンAl3+のみならず、たとえばアルミン酸化合物から誘導されるAl2O42-、[Al(OH)4]-、[Al(OH)6]3-のようなアルミニウム元素を含み電荷を有するものも含まれる。また、六価クロムイオンは、六価のクロム元素を含み電荷を有するものを指す。
【００１９】
本発明において、アルミニウム含有イオンになりうる物質は、特に制限されず、たとえば、アルミン酸カルシウム、アルミン酸アルカリ等のアルミン酸化合物、水酸化アルミニウム、アルミニウムハロゲン化物、アルミノケイ酸化合物等を挙げることができる。
【００２０】
その中でも、アルミン酸カルシウム、アルミン酸アルカリ等のアルミン酸化合物が好適であり、特にアルミン酸カルシウムが好適である。
【００２１】
上記アルミン酸カルシウムは、種々の形態があるが、その中で、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3等が好適に使用できる。
【００２２】
また、上記アルミン酸アルカリとしては、Ｋ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏ等が挙げられる。
【００２３】
上記アルミニウム含有イオンおよび該イオンになりうる物質のモル濃度は、本発明で規定する関係が保たれる範囲になるよう適宜調整する。即ち、本発明においては、六価クロムが固定化される状態において、アルミニウム含有イオンおよび該イオンになりうる物質が本発明で規定する量より少ない状態となるのであれば、アルミン酸化合物を必要量追加する。
【００２４】
本発明において、硫酸イオンになりうる物質は、特に限定されず、従来公知のものが挙げられる。
【００２５】
上記硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質のモル濃度は、本発明で規定する関係が保たれる範囲であれば特に制限されず、たとえば、六価クロムが固定化される状態において硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質が存在していなければ、特に加える必要がなく、また、すでに硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質が存在していても、必要であれば目的に応じて、本発明で規定する関係が保たれる範囲内で加えてもかまわない。本発明において、本発明の効果である高効率かつ迅速に六価クロムを固定化することを勘案すると、硫酸イオンおよび該イオンになりうる物質のモル濃度はできるだけ少ないほうが好ましい。
【００２６】
上記した別途追加する硫酸イオンになりうる物質は、その目的に応じて適宜選択すればよく、たとえば、固定化の速度を制御する目的であれば、二水、半水、無水の石膏、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム等を選択すればよい。
【００２７】
本発明において用いられる水硬性物質は、特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。たとえば、ポルトランドセメント、混合ポルトランドセメント、アルミナセメント等のセメント類、ポルトランドセメント用クリンカー微粉末、または、生石灰あるいは消石灰とポゾラン物質の混合物等を挙げることができる。
【００２８】
本発明の固定化方法において、上記水硬性物質により六価クロムが固定化される状態において、本発明の効果を損なわない範囲で、種々の目的に応じて、他の物質を加えてもかまわない。
【００２９】
上記他の物質としては、たとえば、固化の制御または操作性を向上させる目的で、石灰石微粉末、フライアッシュ、あるいは有機酸等の分散遅延剤等を加えてもよく、また、六価クロム廃棄物と同時に固定化処理する目的で、砒素化合物、セレン化合物等有害物を含む廃棄物を加えてもかまわない。
【００３０】
本発明の固定化方法は、特に制限されず、種々の用途での適用が可能である。たとえば、メッキ工場廃液や皮革工場廃液あるいは生コン工場排水等に含まれる六価クロムの固定化に適用されるだけでなく、六価クロム廃棄物の投棄等により汚染された土壌中の六価クロムの固定化にも適用され得る。この場合において、土壌中のアルミニウム含有イオン、硫酸イオン、六価クロムイオンおよび前記各イオンになりうる物質の濃度を勘案し、それに応じ本発明で規定する関係になるように固定化剤を配合し、これを汚染地盤に混入する方法を採用すればよい。たとえば、汚染土壌が浅い地盤にある場合には、混合機を用い固定化材を粉体あるいはスラリー状で汚染土壌と混合する方法を用いればよく、また汚染土壌が深い地盤にある場合には、固定化材をスラリー状にして薬液注入機を用い汚染個所に注入する方法を用いればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、六価クロムを高効率・迅速に固定化することができるため、メッキ廃液やセメント排水、あるいは六価クロムに汚染された土壌の固定化に供することが可能である。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を更に具体的に説明するために、実施例および比較例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
なお、実施例で用いたポルトランドセメントは、アルミニウム含有イオンになりうる物質のモル濃度[Al3+]が0.108mol/100g、硫酸イオンになりうる物質のモル濃度[SO42-]が0.024mol/100g、および六価クロムイオンになりうる物質のモル濃度[Cr6+]が0.0004mol/100gであるポルトランドセメントを用いた。
【００３４】
また、実施例における六価クロムイオン濃度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ０１０２-1993の６５．２．１に準じてジフェニルカルバジド吸光度法によって行った。
【００３５】
実施例１〜２、比較例１〜３
クロム酸カリウム試薬を純水に溶解して六価クロムイオン濃度が１０００ｍｇ／ｌの溶液を調整し、また表１に示すような配合の組成物を調整した。上記した組成物と溶液とを重量比で１：１０の比率でビーカー内に入れ、所定時間攪拌した。所定時間後溶液中の六価クロムイオン濃度を測定し、六価クロム固定化率を表１に示した。
【００３６】
【表１】
0004371444.tif 000002
【００３７】
実施例３および比較例４
実施例２のアルミン酸化合物を表２に記載したものに変更した以外は、実施例１と同様な操作をおこなった。結果を表２に示した。
【００３８】
【表２】
0004371444.tif 000003
以上
【００４３】
表１ないし表２に示すように、本発明で規定するモル濃度比を０．４以下にすることにより、六価クロムを速やかに固定することができる。