(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属含有灰に、水、硫酸バンド及び正リン酸を加えて、ケイ酸及びケイ酸塩を添加することなく混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重金属含有灰の処理方法に係り、特に、重金属含有灰をリン酸（塩）処理法により効率的に処理して、処理物からの重金属の溶出を確実に防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭ごみや産業廃棄物を焼却炉で焼却すると、焼却灰や燃焼排ガスに同伴して飛灰（以下、これを「重金属含有灰」と称す。）が発生する。排ガス中には、焼却炉で揮散された鉛等の重金属を含むダストや塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の強酸性のガスが含まれている。このため、排ガスは、これらを除去した後、大気中に放出される。飛灰とはこの排ガスの処理後に排出されるダスト分であり、その組成は排ガスに施した処理によって異なり、各々、処理法毎に下記２種に大別できる。
【０００３】
一つは、排ガス中のＨＣｌやＳＯｘ等の強酸性ガスを、消石灰等のアルカリ粉末を加えて中和した後、集塵機によって捕捉されて排出される飛灰であり、この飛灰は、焼却炉で揮散された重金属と中和反応生成物の他に、未反応（過剰分）の消石灰等のアルカリ粉末が含まれているので、強アルカリ性を示し、アルカリ飛灰と呼ばれている。
【０００４】
もう一つは、排ガス中のダストを集塵機で除去した後に、苛性ソーダ等のアルカリ水溶液によって、酸性ガスを中和（吸収）除去する方法で、集塵機から排出される飛灰であり、この飛灰はほぼ中性を示し、中性飛灰と呼ばれている。
【０００５】
これらの重金属含有灰は、埋立て、地盤工事等に有効利用されるか、或いは廃棄処分されるが、重金属を含むことから、重金属含有灰の有効利用又は廃棄に当っては、含有される重金属の溶出を防止する処理を施す必要がある。
【０００６】
特に、アルカリ飛灰は未反応の消石灰等のアルカリも多く含むため、溶出液のｐＨが高く、鉛などが溶出し易い。このため、アルカリ飛灰については、特に、重金属の溶出防止処理が重要となる。
【０００７】
従来、このような重金属含有灰の処理方法としては、飛灰に水と重金属固定化剤を添加して混練する方法（特開平２−６８８９号公報）、飛灰に硫酸バンドを添加し、次いで重金属固定化剤を添加する方法（特開平７−３９８４６号公報）、飛灰に水酸化カルシウム源の存在下、特定量の水溶性リン酸又はその塩を添加して、カドミウム及び鉛の溶出を防止する、リン酸（塩）処理法（特公平４−６１７１０号公報）が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の処理方法のうち、特開平２−６８８９号公報に記載される、飛灰に水と重金属固定化剤を添加する方法では、飛灰中の重金属を完全に不溶化するための重金属固定化剤の添加量が非常に多く、ランニングコストが高くつくという問題があった。
【０００９】
また、特開平７−３９８４６号公報に記載される、飛灰に硫酸バンドを添加後重金属固定化剤を添加する方法では、「産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法（昭和４８年２月１７日環境庁告示１３号試験）」に定める方法による溶出試験方法では、重金属類の溶出を抑制することができるが、埋立処分後において酸性雨などの影響で処理飛灰のｐＨが下がると、重金属類が溶出し易くなり、重金属固定化剤が不足して重金属類が溶出するという問題がある。また、硫酸バンドと重金属固定化剤が反応して硫化水素などのガスが発生するといった問題点もある。
【００１０】
また、特公平４−６１７１０号公報に記載されるリン酸（塩）処理法では、未反応の消石灰を多量に含んでいるアルカリ飛灰に対しては、飛灰中の未反応の消石灰との反応に水溶性リン酸又はその塩が消費され、溶出液のｐＨが下がらず、重金属類を十分に固定できないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、重金属含有灰を効率的に処理して、処理物からの重金属の溶出を確実に防止する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の重金属含有灰の処理方法は、重金属含有灰に、水、硫酸バンド及び正リン酸を加えて、ケイ酸及びケイ酸塩を添加することなく混練することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従って、重金属含有灰に、水と硫酸バンドと正リン酸とを添加し混練することにより、重金属含有灰中のアルカリ成分を硫酸バンドと反応させ、また、鉛やカドミウムなどの重金属を正リン酸と反応させてリン酸鉛、リン酸カドミウムなどの難溶性塩として安定に固定化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明においては、重金属含有灰に、水、硫酸バンド及び正リン酸を添加して混練する。
【００１６】
本発明において、重金属含有灰への、水、硫酸バンド及び正リン酸の添加順の違いによる処理効果の差はなく、本発明では、重金属含有灰に水を添加した後、硫酸バンド及び正リン酸を添加しても良く、また、これらを同時に添加しても良い。更に、予め水を硫酸バンド及び／又は正リン酸と混ぜて得られる混合物として添加しても良い。
【００１７】
本発明において、重金属含有灰に添加して混練する水の量は、重金属含有灰に対して１０〜６０重量％とするのが好ましい。処理物の含水率により処理効果に差が生じることはなく、取り扱い性や作業性の面から、混練直後の乾物基準の含水率が５〜６０重量％程度となるように、水の添加量を調整するのが好ましい。
【００１８】
硫酸バンド（硫酸アルミニウム）としては、液体硫酸バンド、粉末硫酸バンドのいずれを用いても良く、また、鉄塩などを含むものであっても良い。本発明においては、特に液体硫酸バンド、即ち、１〜１５重量％（Ａｌ２Ｏ３換算）水溶液を好適に使用することができる。
【００１９】
本発明において、これらの硫酸バンドの添加量は、Ａｌ２Ｏ３として重金属含有灰に対して１〜１０重量％とするのが好ましい。
【００２０】
本発明において、特に正リン酸（Ｈ３ＰＯ４）添加量は重金属含有灰に対して１〜１０重量％とするのが好ましい。
【００２１】
このように、重金属含有灰に水、硫酸バンド及び正リン酸を添加して混練することにより、少量の正リン酸の添加で重金属の固定が可能となり、酸性雨に曝されても重金属の溶出の問題が殆どない混練物が得られる。この混練物は、通常の場合、埋立処分される。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２３】
なお、以下の実施例で試料として用いたアルカリ飛灰（原灰）の組成分析値は下記表１に示す通りである。
【００２４】
【表１】
0003769791.tif 000002
【００２５】
実施例１
原灰５０ｇを５００ｍｌのポリビーカーに採り、必要量の水を添加し、更に、表２，３に示す重金属固定化剤及び硫酸バンドを表２，３に示す割合で添加してスパーテルで十分に混練し、混練後１時間放置した。
【００２６】
なお、用いた薬品は次の通りであり、下記薬品に付随して添加される水量を算出し、処理系内の全水量が原灰に対して６０重量％となるように、これらの薬品の添加に先立って添加する水量を調節した。
キレート剤：ＮＥＷエポルバー５００（ポリエチレンイミンジチオカルバミン酸系液
体キレート）
正リン酸：７５重量％水溶液
液体硫酸バンド：Ａｌ２Ｏ３として８重量％の水溶液
【００２７】
表２，３中の各薬品添加量は、原灰に対するキレート剤、正リン酸又は硫酸バンド（Ａ
ｌ２Ｏ３換算）の１００％品添加割合で示してある。
【００２８】
得られた処理物（ただし、No. １〜１０では原灰）５０ｇを１Ｌのポリ瓶に入れ、純水又は純水に塩酸を添加した溶媒５００ｍｌを加え、６時間振盪後、１μｍのグラスファイバー濾紙で吸引濾過し、濾液のｐＨ及びＰｂ濃度を測定した。結果を表２，３に示す。
【００２９】
【表２】
0003769791.tif 000003
【００３０】
【表３】
0003769791.tif 000004
【００３１】
表２，３より次のことが明らかである。
【００３２】
即ち、No. １〜１０の結果から明らかなように、無処理飛灰の溶出液のＰｂ濃度は、ｐＨに大きく依存している。硫酸バンドとキレート剤０．５重量％を併用したNo.１７〜２２は、環境庁告示１３号試験では問題はないが、低ｐＨ域でのＰｂの溶出を抑制するのは不可能であり、また、No. ２３〜４２のキレート剤のみによる処理では、Ｐｂの溶出防止には多量に添加することが必要である。
【００３３】
一方、正リン酸を用いる場合、No. ４３〜５５の正リン酸のみによる処理では、５重量％の添加では環境庁告示１３号試験による溶出試験でＰｂの溶出を抑制することはできず、１５重量％以上の添加が必要である。
【００３４】
これに対して、正リン酸と硫酸バンドとを併用したNo. ５６〜６１では、正リン酸の添加量が５重量％でもＰｂの溶出を広いｐＨ範囲で抑制することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の重金属含有灰の処理方法によれば、
(1)  埋立処分後、酸性雨などの影響でｐＨが低下しても、安定に重金属を固定化して
溶出を確実に抑制することができる。
(2) 正リン酸の添加量を低減できるため、ランニングコストが削減できる。
(3)  有害成分を含まない薬剤を使用するため、重金属含有灰の処理工程や埋立処分後
においても有害ガスなどの発生の恐れがない。
等の優れた効果が奏され、工業的に極めて有利である。