特開 2017-185490 フッ素溶出低減材及びフッ素溶出低減方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-185490(P2017-185490A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】フッ素溶出低減材及びフッ素溶出低減方法

(51)【国際特許分類】

   B09C 1/02 20060101AFI20170919BHJP

   B09C 1/08 20060101ALI20170919BHJP

   C09K 17/02 20060101ALI20170919BHJP

   C09K 17/06 20060101ALI20170919BHJP

   C09K 17/08 20060101ALI20170919BHJP

   C01F 11/18 20060101ALI20170919BHJP

   C09K 103/00 20060101ALN20170919BHJP

【ＦＩ】

   B09B3/00 304K

   C09K17/02 ZZAB

   C09K17/06 Z

   C09K17/08 Z

   C01F11/18 Z

   C09K103:00

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-92939(P2017-92939)

(22)【出願日】2017年5月9日

(62)【分割の表示】特願2012-225270(P2012-225270)の分割

【原出願日】2012年10月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100114432

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 寛昭

(74)【代理人】

【識別番号】100171310

【弁理士】

【氏名又は名称】日東 伸二

(72)【発明者】

【氏名】國西 健史

(72)【発明者】

【氏名】木虎 智子

(72)【発明者】

【氏名】菊池 定人

(72)【発明者】

【氏名】板谷 裕輝

(72)【発明者】

【氏名】林 季穂

【テーマコード（参考）】

4D004

4G076

4H026

【Ｆターム（参考）】

4D004AA41

4D004AB08

4D004AC07

4D004CA34

4D004CA35

4D004CC11

4D004DA03

4D004DA10

4D004DA20

4G076AA14

4G076AA15

4G076AA18

4G076AA24

4G076AB09

4G076AB21

4G076BA42

4G076BA46

4G076BC08

4G076BD02

4G076CA02

4G076CA26

4G076CA33

4G076DA25

4G076DA30

4H026CB01

4H026CB03

4H026CB05

4H026CC06

(57)【要約】

【課題】フッ素の溶出を低減させる効果に優れたフッ素溶出低減材およびフッ素溶出低減方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有すると共にＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、且つ、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で９〜４０質量％、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で１０〜３８質量％含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲であるフッ素溶出低減材等である。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有すると共にＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、且つ、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で９〜４０質量％、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で１０〜３８質量％含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、
前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、
前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲であるフッ素溶出低減材。

【請求項2】

炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有すると共にＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、且つ、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で９〜４０質量％、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で１０〜３８質量％含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、
前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、
前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲であるフッ素溶出低減材を、フッ素含有土壌に混合して、フッ素の溶出を低減させるフッ素溶出低減方法。

【請求項3】

前記フッ素溶出低減材を混合した土壌の溶出液がｐＨ８．０以下になるように前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合する請求項２に記載のフッ素溶出低減方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌からのフッ素の溶出を低減させるフッ素溶出低減材、及びフッ素溶出低減方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工場跡地、廃棄物の埋設箇所、土砂災害や津波の被災地等の土壌には、有害物質であるフッ素が含まれている場合が多い。特に、津波によって堆積された土壌には海底土由来のフッ素が多く含まれている。従って、これらの汚染土壌からフッ素が溶出して環境を汚染しないようにフッ素の溶出を低減させることが行なわれている。
例えば、特許文献１には、土壌に、アルミニウムイオンおよびマグネシウムイオンを含有する処理剤を汚染土壌に混合して土壌中のフッ素等の汚染物質を処理剤に吸着させることが記載されている。
また、特許文献２および３には、炭酸マグネシウムを主成分として含む鉱物を軽焼した軽焼生成物と硫酸第一鉄等の硫酸塩とを含む溶出低減材を汚染土壌に混合してフッ素等の有害物質の溶出を低減させることが記載されている。

【0003】

しかし、特許文献１に記載の吸着剤は、ｐＨ７．５以上の土壌中において有害物質の吸着反応を生じるため、土壌をｐＨ７．５以上に調整する必要があり、かかる土壌に吸着剤を混合することで、処理された土壌の溶出液のｐＨはさらに高くなる。
また、特許文献２および３の溶出低減材は処理対象の溶液に混合すると、混合液のろ液はｐＨ１０前後になる。
よって、特許文献１乃至３に記載の処理剤または溶出低減材を土壌に混合してフッ素の溶出を低減させた場合、処理された土壌のｐＨが比較的高くなってしまい、環境に与える負荷が高くなるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２３１２３８号公報

【特許文献2】特開２０１１−１５６５０３号公報

【特許文献3】特開２０１２−５０９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、処理土壌のｐＨの上昇を抑制しつつフッ素の溶出を低減させることができるフッ素溶出低減材およびフッ素溶出低減方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、フッ素溶出低減材において、特定の軽焼生成物と硫酸アルミニウムとの質量比を特定の範囲にすることで、処理対象物のｐＨの上昇を抑制しつつフッ素の溶出を低減させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0007】

すなわち、本発明に係るフッ素溶出低減材は、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有すると共にＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、且つ、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で９〜４０質量％、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で１０〜３８質量％含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、
前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、
前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲である。

【0008】

本発明によれば、前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙとＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含有する軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを前記質量比で備えたフッ素溶出低減材であるため、かかるフッ素溶出低減材をフッ素を含む土壌に混合することで、土壌のｐＨの上昇を抑制しつつ、土壌中のフッ素の重金属類の溶出を低減させることができる。

【0009】

尚、本発明における軽焼とは、前記鉱物中の炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）の一部を脱炭酸させるように前記鉱物を加熱することをいう。

【0010】

また、本発明に係るフッ素溶出低減方法は、
炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有すると共にＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、且つ、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で９〜４０質量％、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で１０〜３８質量％含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、
前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、
前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲であるフッ素溶出低減材を、フッ素含有土壌に混合して、フッ素の溶出を低減させる。

【0011】

本発明に係るフッ素溶出低減方法において、前記フッ素溶出低減材を混合した土壌の溶出液がｐＨ８．０以下になるように前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合してもよい。

【0012】

前記ｐＨになるように前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合した場合には、フッ素の溶出を低減できると共に、環境へ溶出する溶出液のｐＨが略中性以下であるため、環境への負荷を少なくすることができる。

【0013】

尚、本発明において「溶出液」とは、環境庁告示４６号に準じて行なう溶出試験で得られた検液を指す。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、被処理土壌のｐＨの上昇を抑制しつつフッ素の溶出を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例の溶出低減材についての、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるＯ１ｓに対応するスペクトル

【図2】ドロマイトの、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるＯ１ｓに対応するスペクトル。

【図3】ドロマイトの、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるＯ１ｓに対応するスペクトル。

【図4】酸化マグネシウムの、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるＯ１ｓに対応するスペクトル。

【図5】Ｘ線回析によって検出されるスペクトル。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係るフッ素溶出低減材およびフッ素溶出低減方法について具体的に説明する。
まず、本発明のフッ素溶出低減材の一実施形態について説明する。
本実施形態のフッ素溶出低減材は、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有する鉱物が軽焼された軽焼生成物と、硫酸アルミニウムとを備え、
前記軽焼生成物は前記ＭｇＣＯ_３が脱炭酸されることで生成されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）とＭｇＣＯ_３とＣａＣＯ_３とを含み、
前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムとの質量比が、軽焼生成物の質量：硫酸アルミニウムの質量＝６０：４０〜１０：９０の範囲であるものである。

【0017】

前記軽焼生成物は、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを主成分として含有する鉱物が軽焼されたものである。
炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムとを主成分として含有する前記鉱物とは、炭酸マグネシウムを２０質量％以上、好ましくは４０質量％以上、且つ炭酸カルシウムを１５質量％以上、好ましくは、５０質量％以上含有する鉱物を好適に用いることができる。
前記鉱物の具体例としては、ドロマイト等を挙げることができる。

【0018】

前記ドロマイトとしては、炭酸マグネシウムと炭酸カルシウムとを含有してなるものであれば特に限定されず、天然に産出するドロマイト（白雲石）の他、水酸化マグネシウムスラリーと石灰乳との混合物を焼成して得られた合成ドロマイト等を用いることもできる。
なお、天然に産出するドロマイトは、一般に、ＣａＯ／ＭｇＯで表わされる複塩のモル比が０．７０〜１．６３の範囲であり、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算で概ね９〜４０質量％（ＣａＣＯ_３として１６．０質量％〜７１．５質量％）、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算で概ね１０〜３８質量％（ＭｇＣＯ_３として２０．９質量％〜７９．５質量％）含有するものである。
尚、前記ドロマイト中のＣａＣＯ_３をＣａＯ換算とし、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算とする計算方法は下記のとおりである。
ドロマイトはＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２すなわち、ＣａＣＯ_３＋ＭｇＣＯ_３と表すことができる。ドロマイト中のＣａＣＯ_３とＣａＯの質量％の関係は下記式（１）のようになり、ドロマイト中のＭｇＣＯ_３とＭｇＯの質量％の関係は下記式（２）のようになり、式（１）または（２）から、ＣａＣＯ_３をＣａＯ換算し、ＭｇＣＯ_３をＭｇＯ換算することができる。

ＣａＯ（質量％）＝ＣａＣＯ_３（質量％）×ＣａＯ分子量÷ＣａＣＯ_３分子量・・（１）

ＭｇＯ（質量％）＝ＭｇＣＯ_３（質量％）×ＭｇＯ分子量÷ＭｇＣＯ_３分子量・・（２）

【0019】

本実施形態の前記鉱物の大きさは、例えば、数ｍｍ〜１００ｍｍ程度、好ましくは、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。前記の大きさの鉱物にするために、例えば、前記鉱物を粉砕して大きさを調整してもよい。
さらに、前記鉱物はブレーン値が２０００〜３０００ｃｍ^２／ｇの範囲であることが好ましい。
尚、前記鉱物の大きさは、例えば、所定の目開きのふるいを用いて測定することができる。また、前記ブレーン値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定する比表面積試験の方法に準拠した方法で測定した値をいう。

【0020】

本実施形態の前記鉱物は、前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙと、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを含む生成物が生成されるように軽焼する。
かかる軽焼の際の温度条件としては、６４０〜９９０℃の範囲、好ましくは６９０〜８９０℃、さらに好ましくは７６０〜８５０℃である。
また、軽焼時間は温度条件によっても変動するが、通常、１０〜６０分である。

【0021】

前記鉱物を軽焼することで、前記鉱物中に含まれる炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）の一部が脱炭酸されてＭｇＣ_ｘＯ_ｙ（但し、０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜３を満たす。）が生成される。すなわち、前記軽焼により、前記鉱物中の炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してＭｇＣ_ｘＯ_ｙとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）は実質的には脱炭酸させないことによって、前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙと、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを含有する軽焼生成物を得ることができる。
前記鉱物を、高温長時間焼成して完全な焼成物とした場合、前記鉱物中の炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）が脱炭酸されると同時に、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）も脱炭酸されてしまい、前記のような３つの成分を実質的に含有する軽焼生成物を得ることができない。
前記のような３つの成分を実質的に含有する軽焼生成物であることで、フッ素の溶出を効果的に低減できる効果が得られる。

【0022】

前記軽焼生成物における前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙは、例えば、ＭｇＣＯ_３の基本構造が脱炭酸によって変化し基本構造の規則性が崩れた不定形な形で存在していると考えられる。

【0023】

また、前記軽焼生成物における前記ＭｇＣＯ_３および前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙはおそらく非晶質であると考えられる。
前記鉱物中の炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）の一部はそのまま残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してＭｇＣ_ｘＯ_ｙとし、さらに前記鉱物中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）は実質的には脱炭酸させない状態で軽焼を停止することによって、残存するＭｇＣＯ_３および生成されるＭｇＣ_ｘＯ_ｙは非晶質化するものと考えられる。
このことは、例えば、Ｘ線回析法（ＸＲＤ）による同定結果およびＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）による検出スペクトル解析などから容易に推測しうる。
すなわち、前記軽焼生成物を、ＸＰＳによる成分分析を行うと、ＭｇＣＯ_３およびＭｇＣ_ｘＯ_ｙのピークが検出されるが、同時にＸＲＤによる同定を行うと、ＭｇＣＯ_３およびＭｇＣ_ｘＯ_ｙは検出されない。これは、ＸＲＤでは結晶質のものしか検出できないため、前記軽焼生成物中に含まれる前記ＭｇＣＯ_３および前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙは非晶質化しているものと推定される。

【0024】

前記軽焼生成物における、前記ＭｇＣＯ_３および前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙの合計含有量は、例えば、３２．１質量％〜４０．３質量％、好ましくは３４．５質量％〜３９．６質量％である。
前記軽焼生成物中の各成分が前記範囲の含有量であることで、フッ素に対するより高い溶出低減効果が得られる。

【0025】

前記軽焼生成物における、前記ＣａＣＯ_３の含有量は、例えば、４０質量％〜６５質量
％、好ましくは４５質量％〜６５質量％である。
かかる範囲の前記ＣａＣＯ_３の含有量であることで、重金属溶出低減材とした場合に、長期間溶出低減効果を維持することができる。
前記ＭｇＣＯ_３および前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙの合計含有量、並びに前記ＣａＣＯ_３の含有量の各測定は、例えば、ＪＩＳ Ｒ２２１２−４に規定するマグネシア及びドロマイト質耐火物の成分分析方法、Ｘ線回析法（ＸＲＤ）による同定結果、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）による成分分析方法等により測定することが可能である。

【0026】

前記軽焼生成物が前記のような３つの成分を実質的に含有する軽焼生成物であるか否かは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるスペクトルにおいて示される前記各ピーク値が現れるか否かによって明確に確認できる。
例えば、Ｘ線光電子分光装置 Ｓｉｇｍａ Ｐｒｏｂｅ（ＶＧサイエンティフィック社製）を用いて、前記軽焼生成物を試料ペレットに埋めて表面をエッチング処理等適宜前処理した試料から検出されるＸＰＳスペクトルのＯ１ｓに対応するスペクトルにおけるピークを調べると、前記軽焼生成物が前記のような３つの成分を含有する場合には、各成分のピークが現れる。

【0027】

尚、本実施形態の前記軽焼生成物は、ＣａＯを実質的に含有しないことが好ましい。
前記鉱物を軽焼した場合には、前記鉱物中のＭｇＣＯ_３の一部を脱炭酸させるが、ＣａＣＯ_３を実質的には脱炭酸する温度での焼成ではないため、前記軽焼生成物中には、実質的にＣａＯは含まれていない。
尚、前記軽焼生成物がＣａＯを実質的に含有しない、とは、Ｘ線回析法（ＸＲＤ）による同定結果および前記Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって検出されるＯ１ｓに対応するスペクトルにおいて、ＣａＯのピークが現れないことを意味する。

【0028】

前記軽焼生成物は、前記鉱物を軽焼することで質量が減少するが、かかる軽焼による質量減少率は、例えば、９〜２０％、好ましくは１０〜１７％、より好ましくは１６〜１７％である。
質量減少率をこのような数値範囲内とすることにより、炭酸マグネシウム等からの脱炭酸反応を適切に生じさせ、前記鉱物中の炭酸マグネシウムの一部を残存させると同時に、炭酸マグネシウムの一部を脱炭酸してＭｇＣ_ｘＯ_ｙとし、かかる脱炭酸によって生じる前記ＭｇＣ_ｘＯ_ｙと、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）とを含有する軽焼生成物を適切に生成させることができるものと考えられる。

【0029】

前記軽焼生成物のＢＥＴ比表面積は、例えば、５〜１０ｍ^２／ｇ、好ましくは７〜１０ｍ^２／ｇであって、且つ、細孔径分布のピーク半径が１０〜２０ｎｍの数値範囲内であることが好ましい。前記軽焼生成物中のＢＥＴ比表面積および細孔径分布のピーク半径が前記範囲であることで、フッ素溶出低減材とした場合により高い溶出低減効果が得られる。

【0030】

本実施形態のフッ素溶出低減材は硫酸アルミニウムを含む。
本実施形態のフッ素溶出低減材において、前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムの質量比は、軽焼生成物：硫酸アルミニウム＝６０：４０〜１０：９０の範囲、好ましくは、５０：５０〜１０：９０の範囲、特に好ましくは、４０：６０〜２０：８０の範囲である。前記軽焼生成物と前記硫酸アルミニウムの質量比が前記範囲であることで、土壌に混合した際にｐＨの上昇を抑制しつつ、土壌に含まれるフッ素の溶出を効果的に低減することができる。

【0031】

本実施形態のフッ素溶出低減材は、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。

【0032】

次に、前記フッ素溶出低減材を用いたフッ素溶出低減方法の一実施形態について説明する。本実施形態のフッ素溶出低減方法は、前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合して、フッ素の溶出を低減させる方法である。

【0033】

前記フッ素含有土壌としては、フッ素を含む土壌であれば特に制限されることはない。例えば、工場跡地の土壌、廃棄物が埋設された箇所の土壌、土砂災害や津波による堆積土壌等が挙げられる。
特に、津波による堆積土壌には海底土由来のフッ素が多く含まれている。よって、本実施形態のフッ素溶出低減方法の被処理対象土壌として適している。

【0034】

本実施形態のフッ素溶出低減方法において、前記フッ素溶出低減材を混合した土壌の溶出液がｐＨ８．０以下になるように前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合することが好ましい。前記ｐＨの範囲になるように、前記フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合することで、被処理土壌のｐＨ上昇を抑制しつつ、フッ素の溶出を効果的に抑制できる。

【0035】

前記フッ素溶出低減材を、フッ素含有土壌に混合する量は、フッ素含有土壌に含まれるフッ素の濃度に応じて適宜設定できるが、例えば、フッ素含有土壌に対して、２質量％以上１５質量％以下である。
前記範囲であれば、フッ素溶出低減材を過剰に混合することなく、フッ素の溶出の低減効果が得られる。

【0036】

本実施形態にかかるフッ素溶出低減材およびフッ素溶出低減方法は以上のとおりであるが、今回開示された実施の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。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【実施例】

【0037】

以下に実施例を示して、本発明にかかるフッ素溶出低減材および溶出低減方法についてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0038】

（フッ素溶出低減材）
重金属溶出低減材の材料として、下記のものを準備した。
《軽焼生成物》
３ｍｍ〜７ｍｍの粒子状のドロマイト（住友大阪セメント株式会社唐沢鉱業所産）を、８００℃の電気炉で３０分間軽焼し、粉砕してブレーン値４２００±２００ｃｍ^２／ｇの粉末とした軽焼生成物を準備した。
尚、前記ドロマイトは、目開き７ｍｍのふるいを通過し、３ｍｍのふるい上に残留したものを用いた。
《硫酸アルミニウム》
硫酸アルミニウムとして、Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・１４〜１８Ｈ_２Ｏ（関東化学社製）を準備した。
前記各材料を、表１の配合になるように混合して、実施例１〜６および比較例１〜６のフッ素溶出低減材を作製した。

【0039】

（溶出試験Ｉ）
フッ素含有土壌１００ｇに対して、表１に示す各実施例及び比較例のフッ素溶出低減材を４ｇずつ混合した混合土壌を作製した。
尚、比較例１として、フッ素溶出低減材を混合しない土壌１００ｇを準備した。
各混合土壌（あるいは土壌）に対して「平成３年環境庁告示第４６号」に準拠した溶出試験を行い、溶出液中のフッ素濃度を以下の装置を用いて測定した。

フッ素濃度測定装置：ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法（ビーエルテック社製 連続流れ分析装置 ＳＷＡＡＴ）

【0040】

（ｐＨ測定試験）
前記溶出試験で用いた混合土壌の溶出液のｐＨを、下記装置を用いて測定した。
ｐＨ測定装置：ｐＨメーター Ｆ５１（堀場製作所社製）
結果を、表１に示す。

【0041】

【表1】

【0042】

表１の結果から、各実施例は各比較例に比べてフッ素の溶出量が少なく、且つ表中に記載の基準値（環境庁告示第４６号に記載の環境基準値）を下回った。また、各実施例の溶出液はｐＨが８．２以下であった。

【0043】

（溶出試験ＩＩ）
硫酸アルミニウムに代えて硫酸第一鉄（硫酸第一鉄・１Ｈ_２Ｏ、堺化学社製）を前記軽焼生成物に表２に示す割合で混合した比較例７乃至９の溶出低減材を準備し、土壌に混合し、前記溶出試験Ｉと同様にフッ素の濃度および溶出液のｐＨを測定した。
ｐＨの近い前記実施例１、５および６と比較した結果を表２に示す。

【0044】

【表2】

【0045】

表２の結果から、硫酸第一鉄で調整した比較例に比べて、各実施例ではフッ素の溶出をより低減できることがわかる。

【0046】

（溶出試験ＩＩＩ）
次に、フッ素含有土壌に混合するフッ素溶出低減材の量を変化させ、前記溶出試験Ｉと同様にフッ素の濃度および溶出液のｐＨを測定した。
使用したフッ素溶出低減材は、前記実施例２と同じフッ素溶出低減材（軽焼生成物５０質量部、硫酸アルミニウム５０質量部）を用いて、前記フッ素含有土壌１００ｇに対して、それぞれ表３の質量％になるようにフッ素溶出低減材を混合した。
結果を表３に示す。

【0047】

【表3】

【0048】

表３の結果から、フッ素溶出低減材をフッ素含有土壌に混合する量としては、軽焼生成物５０質量部、硫酸アルミニウム５０質量部のフッ素溶出低減材の場合には、２質量％〜１５質量％程度の混合量であれば、フッ素の溶出を効果的に低減できることがわかる。

【0049】

（軽焼生成物等の分析）
前記軽焼生成物および、比較のために栃木県葛生地方産出のドロマイト（住友大阪セメント株式会社唐沢鉱業所産）を加熱処理しないもの（ドロマイト１）、１２０分間加熱したもの（ドロマイト２）及び、市販のＭｇＯ（泉工業株式会社製、商品名：酸化マグネシウム（純度１９．９９％）（酸化マグネシウム）をＸ線光電子分光装置：Ｓｉｇｍａ Ｐｒｏｂｅ（ＶＧサイエンティフィック社製）を用いて分析した。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
Ｘ線源： ＡｌＫα線（１４８６．６ｅＶ）
検出角度：約４５°
ビーム径：１００Ｗ／４００μｍ
パスエネルギー（ワイドスキャン）：１００ｅＶ、Ａｒ（３０），Ｃ（２０），Ｏ（３０），Ｍｇ（１０），Ｃａ（１０）、（カッコ内は積算回数）
パスエネルギー（元素ナロースキャン）：２０ｅＶ
測定元素：Ａｒ，Ｃ，Ｏ，Ｍｇ，Ｃａ
Ａｒ＋イオンスパッタ速度：約２ｎｍ／ｍｉｎ（Ｔａ_２Ｏ_５膜に換算）
前記試料はそれぞれＩｎペレットに埋めて平らにし、カーボンテープで試料台に固定した。
測定は各試料とも３００秒、Ａｒイオンでスパッタによるエッチング処理後、測定した。

【0050】

図１乃至図４に、軽焼生成物、ドロマイト１，２および酸化マグネシウムのＸＰＳスペクトルのＯｓ１のスペクトルを示す。
また、表４には分析結果を示す。

【0051】

【表4】

【0052】

図１は軽焼生成物のＸＰＳスペクトルである。
図１および表４に示すように、軽焼生成物からは、ＭｇＣＯ_３およびＣａＣＯ_３のピークの間の領域に２種類のＭｇＣ_ｘＯ_ｙのピークが現れている。
すなわち、前記軽焼生成物は、ドロマイト中のＭｇＣＯ_３の一部が脱炭酸されたＭｇＣ_ｘＯ_ｙを含み、且つ、ＭｇＣＯ_３およびＣａＣＯ_３も含むことを示している。
一方、ＣａＯの位置にはピークが見られないことから、前記軽焼生成物は、ドロマイト中の成分であるＣａＣＯ_３が脱炭酸されたＣａＯを含んでいないことを示している。
図２に示すドロマイト１は、ドロマイト中の成分であるＭｇＣＯ_３及びＣａＣＯ_３のピークのみを示している。
図３に示すドロマイト２は、ＭｇＣ_ｘＯ_ｙのピークを示しており、ＭｇＣＯ_３のピークは示していない。これは、ドロマイト中のＭｇＣＯ_３のほとんどが脱炭酸されてＭｇＣ_ｘＯ_ｙとなったためと考えられる。さらに、ドロマイト２はＣａＯのピークも示しており、これはＣａＣＯ_３の一部が脱炭酸されていると考えられる。
図４に示す酸化マグネシウムではＭｇＯのピークのみを示している。

【0053】

さらに、前記軽焼生成物、ドロマイト１，２及び酸化マグネシウムを、Ｘ線回析装置：Ｘ’Ｐｅｒｔ ＰＲＯ（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いてＸＲＤ回析を行った。
測定条件は以下の通りである。
《測定条件》
手法：粉末Ｘ線回折、スピンなし
管球：Ｃｕ
出力設定：４５ｋＶ，４０ｍＡ
２θ：３０〜８５°
ステップサイズ：０．０５°２Ｔｈ．
スキャンステップ時間：０．５ｓ
スキャン種類：連続

【0054】

図５にＸＲＤ回析スペクトルを示す。
前記ＸＲＤ回析の結果、ドロマイト１からはＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２が、軽焼生成物からはＣａＣＯ_３のみが、ドロイマイト２からはＣａＣＯ_３およびＣａＯが、酸化マグネシウムからはＭｇＯのみが、同定された。
すなわち、軽焼生成物のＸＰＳスペクトルにおいてはＭｇＣＯ_３およびＭｇＣ_ｘＯ_ｙのピークを示しているにもかかわらず、ＸＲＤ同定ではこれらのマグネシウム化合物は検出されなかったことから、軽焼生成物に含まれるＭｇＣＯ_３およびＭｇＣ_ｘＯ_ｙはＸＲＤで検出されない非晶質化したものであると推定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】