(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応促進添加剤としての硫化鉄、
および過酸化物としてのペルオキソ炭酸ナトリウムまたは過酸化カルシュウムを、
水銀汚染土壌に混合し、
かつ汚染土壌を３００℃で加熱処理し、
排気相中に移行した除去水銀を金属水銀として回収する、
水銀汚染土壌から水銀を回収する方法。
【請求項２】
反応促進添加剤としての硫化鉄、
および水素化物としての水素化カルシウムを、
水銀汚染土壌に混合し、
かつ汚染土壌を３００℃で加熱処理し、
排気相中に移行した除去水銀を金属水銀として回収する、
水銀汚染土壌から水銀を回収する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水銀汚染土壌から、水銀を金属水銀として回収する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
本件出願人は水銀汚染土壌の浄化処理方法として鉄などの環移元素化合物を添加剤として、汚染土壌に混合撹幹し、ロータリキルン等によつて250 ℃〜300 ℃に低温加熱し、これにより、汚染土壌中の水銀を蒸発除去する方法を既に特許出願（特願平7 −203805）している。
本発明はこの方法特許をさらに改良したものである。
水銀で汚染された土壌を加熱浄化処理した際に生成する水銀の捕集方法としてはこれまでに次のような方法が提案されている。
＜イ＞水銀鉱石の精鎌技術としてこれまでに広く行われている方法であって、鉱石を600 ℃〜800 ℃程度に高温加熱し、鉱石中の水銀を水銀蒸気として加熱気化させ、急激に蒸気を冷却することにより水銀を凝縮・沈澱させる方法。
＜ロ＞鉱石ではなく水銀汚染土壌を、前述と同程度の高温で加熱処理する場合は、過マンガン酸カリウム・硫酸酸性溶液（通称カメレオン溶液）による湿式酸化吸収溶液中に蒸発水銀を捕集させる方法、あるいは、単純に活性炭などで吸着除去させる方法。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の方法では次のような問題があった。
＜イ＞活性炭では水銀を金属として回収することができない。活性炭は金属水銀蒸気であれば物理・化学的吸着によって水銀を気相中より除去処理することは可能であるが、化合物の形態となると物理的な吸着が主体となるため、十分な除去性能を示すとは限らない。
＜ロ＞カメレオン溶液の場合は、水銀あるいは水銀化合物であっても大抵の水銀化合物は酸化捕集することができる。しかし化学的には可能であるが、補集能力や捕集速度を考慮にいれると、捕集しやすい化合物とそうではない化合物が生ずる。一例を挙げると、水銀除去のための反応促進剤として硫化鉄を用いた場合、土壌中の水銀は硫化水銀として除去される。この硫化水銀は化学的に安定な物質であり、本捕集溶液によって迅速に捕集することは困難である。
また仮に本溶液で水銀を吸収させたとしても、水銀単体として回収するための処理プロセスでは、再度還元剤を添加し加熱する必要があることなど、操作が煩雑である。
＜ハ＞活性炭では水銀吸着限界が生じるため、適宣交換しなければならない。カメレオン溶液の場合は、時間経過とともに溶液中の過マンガン酸カリウムが空気中の酸素と反応して自動酸化されるため、定期的に溶液を交換しなければならないなど、メインテナンスが必要となる。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明はこれら問題点を解決するためになされたものであり、水銀汚染土壌において、金属水銀の形態として有効に水銀だけを分離させ回収できる、水銀汚染土壌から水銀を回収する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、反応促進添加剤としての硫化鉄、および過酸化物としてのペルオキソ炭酸ナトリウムまたは過酸化カルシュウムを、水銀汚染土壌に混合し、かつ汚染土壌を３００℃で加熱処理し、排気相中に移行した除去水銀を金属水銀として回収する、水銀汚染土壌から水銀を回収する方法を特徴とするものである。
【０００６】
あるいは本発明は、反応促進添加剤としての硫化鉄、および水素化物としての水素化カルシウムを、水銀汚染土壌に混合し、かつ汚染土壌を３００℃で加熱処理し、排気相中に移行した除去水銀を金属水銀として回収する、水銀汚染土壌から水銀を回収する方法を特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に一例を説明する。
【０００８】
＜イ＞本発明の水銀除去方法の概要
硫化水銀などの水銀化合物によって汚染された土壌に反応促進添加剤を添加して撹件混合し、水銀の沸点よりも低い温度、例えば250 ℃〜300 ℃程度の温度で加熱する。これによつて気相中に生成してくる水銀を化合物の形態ではなく、金属水銀の形態を取らせ、加熱空気を急激に冷却することにより水銀だけを分離させる方法である。
【０００９】
＜口＞反応促進添加剤
反応促進添加剤として鉄の硫化物を用いる。
反応促進添加剤は、各種試薬レベルから、上述の構成成分などを主成分とする工業製品によっても十分な除去率を得ることができる。
水銀汚染土壌に鉄の硫化物を反応促進剤として混合加熱することにより、十分な除去率を得ることができるが、加熱反応によって除去された水銀は、加熱排出空気が冷却されるにつれて気相中で化学反応を起し、黒色硫化水銀（β-HgS  ）の形態となって排出される。
この硫化水銀は水銀化合物中で最も安定なものとされており、カメレオン溶減でも捕集することは困難である。
そこでペルオキソ炭酸ナトリウムや水素化カルシウムなどの金属水銀回収剤を、反応促進添加剤として加熱時に添加しておくことにより、硫化水銀とさせず金属水銀として回収することができる。
【００１０】
＜ハ＞添加剤の混合
添加剤の混合方法は、例えばロータリーキルンを用いる場合、事前に汚染土壌と添加剤全量を撹拌混合しておき、キルン内に投入する。
【００１１】
【実施例】
以下に硫化鉄を用いた水銀の加熱除去実験例を説明する。
【００１２】
図−１に示す加熱実験系を用いて実験を行った。本実験系はロータリキルンの構造を模したものであり、加熱を行いながら実験系を大気圧より若干低い圧力に保ち、空気を横に流すことができる。なお図中１は加熱反応炉、２は資料、３は水銀吸収反応器、４は微量水銀除去用活性炭である。
【００１３】
（実験条件）
装置：空気流量500 〜600ml/min ，加熱温度300 ℃、装置内圧力99〜96kPa
試薬及び土壌：硫化水銀  石英砂
加熱時間：60分間
カメレオン溶液測定： 15 、30、45、60分後
実験に供した模擬汚染土壌濃度：2000mg／kg乾土（2000ppm ）
【００１４】
実験に用いた石英砂による模擬汚染土壌は、石英砂5gに硫化水銀12mgを添加混合することによって作成した。
作成後、硫化鉄（FeS ）を重量比で2 ％程度（0.1g）およびペルオキソ炭酸ナトリウムを重量比で3 ％程度（0.15g ）混合し、加熱実験に供した。
加熱昇温速度は300 ℃までで5 分〜10分程度に設定した。加熱昇温を行っている間も通風し装置内減圧は保持した。
300 ℃に達して後、15分ごとに4 回カメレオン溶液中の水銀濃度を測定し経時変化をみた。その結果、硫化鉄を模擬汚染土壌を加熱した実験結果と比べ、ペルオキソ炭酸ナトリウムを混合することにより、水銀はカメレオン溶液中に移行し十分に捕集された。（図−2 ）
【００１５】
【本発明の効果】
以上の通り、本発明によれば汚染土壌中の水銀を金属水銀として回収できるから、資源リサイクルが可能となる。
加熱排気を冷却するだけで水銀を回収することができるため、回収プロセスが簡易になり、処理プラントのイニシャルコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための装置の例の説明図
【図２】捕集率の相違を示す図
【図１】
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【図２】
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