特許 6221631 不溶化剤及びその製造方法、並びに不溶化処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6221631

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】不溶化剤及びその製造方法、並びに不溶化処理方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/00 20060101AFI20171023BHJP

   A62D 3/33 20070101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   B09B3/00 304G

   A62D3/33

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-224541(P2013-224541)

(22)【出願日】2013年10月29日

(65)【公開番号】特開2015-85244(P2015-85244A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年8月18日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ウェブサイトの掲載日 平成２５年１０月１５日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐ：／／ｊｓｍｃｗｍ．ｏｒ．ｊｐ／ｔａｉｋａｉ２０１３／ｎｅｗｓ／ｄｏｗｎｌｏａｄ／

(73)【特許権者】

【識別番号】000000206

【氏名又は名称】宇部興産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100169063

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 洋平

(72)【発明者】

【氏名】鷲尾 知昭

(72)【発明者】

【氏名】中田 英喜

【審査官】 齊藤 光子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−００８０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８１５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０９Ｂ３／００

Ａ６２Ｄ３／３３

Ｃ０９Ｋ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼却灰を不溶化処理するための不溶化剤であって、
石膏と、
高炉セメントと、
硫酸アルミニウムと、
を含み、
石膏をＳＯ_３換算で５〜５３質量％、高炉セメントを５〜５０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で５〜６０質量％含有する不溶化剤。

【請求項2】

前記石膏が無水石膏である、請求項１に記載の不溶化剤。

【請求項3】

焼却灰からフッ素及び鉛の少なくとも一方が溶出する量を低減するためのものである、請求項１又は２に記載の不溶化剤。

【請求項4】

石膏をＳＯ_３換算で２３〜４８質量％、高炉セメントを１０〜２０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で１０〜４０質量％含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の不溶化剤。

【請求項5】

当該不溶化剤による不溶化処理がなされた焼却灰に対する環境省告示第４６号法（平成１０年告示）に準拠したフッ素、鉛溶出試験において、検液のｐＨが９〜１２．５である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の不溶化剤。

【請求項6】

焼却灰用の不溶化剤の製造方法であって、
石膏をＳＯ_３換算で５〜５３質量％、高炉セメントを５〜５０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で５〜６０質量％含有する不溶化剤が得られるように、
無水石膏と、高炉セメントと、硫酸アルミニウムとを混合する工程を備える、不溶化剤の製造方法。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の不溶化剤を使用した、焼却灰の不溶化処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼却灰用の不溶化剤及びその製造方法、並びに不溶化剤を用いた不溶化処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、焼却灰に薬剤を添加することによって焼却灰を不溶化処理する方法が知られている。例えば、特許文献１，２は、製紙スラッジ焼却灰からのフッ素溶出量及びホウ素溶出量を低減するため、製紙スラッジ焼却灰にセメントと硫酸アルミニウムを添加して得た土壌改良材を開示する。特許文献３，４は焼却灰にセメントと硫酸アルミニウムに加え、更に酸化カルシウム類又はアルカリ土類金属化合物を添加する方法を開示する。特許文献５は、焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類を効果的に不溶化して無害化するための方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−３１６１９５号公報

【特許文献2】特許第４６１６２０２号公報

【特許文献3】特許第４８２６０８９号公報

【特許文献4】特許第４３７２８１０号公報

【特許文献5】特開２０１３−０１７９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

焼却灰に対する従来の不溶化処理は、特許文献４に記載されたように焼却灰に水と高炉セメントと硫酸アルミニウムとを添加することによってエトリンガイトを生成させ、エトリンガイトの生成時に溶出低減対象の元素（例えばフッ素）をその構造中に取り込むことによって不溶化することを意図したものであると考えられる。しかし、従来の不溶化処理では硫酸アルミニウムの溶解度が高く、水と接触後すぐにエトリンガイトが生成してしまうため、例えば焼却灰から時間をかけて溶出するフッ素を効率的に不溶化することができなかった。また、高炉セメントと硫酸アルミニウムからなる不溶化処理では、硫酸アルミニウムから供給されるアルミニウムイオンだけでなく、高炉セメント（特に高炉スラグ）から供給されるアルミニウムイオンによりＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋のモル比が経時的に低下する傾向にあり、エトリンガイトが不安定になりやすく、取り込まれたフッ素が再溶出すると考えられる。

【0005】

そこで、本発明は焼却灰から比較的時間をかけて溶出する元素であっても、これを効率的に不溶化でき、且つ短期から長期にかけて安定的に不溶化できる不溶化剤及びその製造方法並びに不溶化剤を用いた不溶化処理方法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】

【0006】

本発明者らは、焼却灰及び／又は不溶化剤中に含まれるカルシウムとアルミニウムと反応してエトリンガイトを生成し且つ硫酸アルミニウムよりも溶解度の低い石膏に着目した。本発明者らは高炉セメント及び硫酸アルミニウムを含む従来の不溶化剤に、更に所定量の石膏を配合することでエトリンガイトの生成時期を遅らせることができ、これにより焼却灰から時間をかけて溶出する元素を従来法よりも効率的に不溶化できることを見出した。更に、本発明者らは、これら三成分（石膏、高炉セメント及び硫酸アルミニウム）を組み合わせた不溶化剤はＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋のモル比の経時的な低下を抑え、エトリンガイトの安定性を維持し、長期的にも不溶化できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。

【0007】

すなわち、本発明の不溶化剤は焼却灰を不溶化処理するためのものであり、石膏と、高炉セメントと、硫酸アルミニウムとを含み、石膏をＳＯ_３換算で５〜５３質量％、高炉セメントを５〜５０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・１４Ｈ_２Ｏ換算）で５〜６０質量％含有する。

【0008】

より優れた効果を発現させる観点から、上記石膏が石膏の中でも溶解度の低い無水石膏であってもよい。

【0009】

上記成分を含む不溶化剤によれば、焼却灰から比較的時間をかけて溶出する元素であっても、これを効率的に不溶化でき、且つ短期から長期にかけて安定的に不溶化できる。本発明の不溶化剤は焼却灰からフッ素及び鉛の少なくとも一方が溶出する量を低減するために使用できる。

【0010】

より優れた効果を発現させる観点から、本発明の不溶化剤は石膏をＳＯ_３換算で２３〜４８質量％、高炉セメントを１０〜２０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で１０〜４０質量％含有するものであってもよい。

【0011】

本発明によれば、不溶化剤による不溶化処理がなされた焼却灰に対する環境省告示第４６号法（平成１０年告示）に準拠したフッ素、鉛溶出試験において、検液のｐＨを９〜１２．５とすることができる。

【0012】

本発明は焼却灰用の不溶化剤の製造方法を提供する。すなわち、上記不溶化剤の製造方法は、石膏をＳＯ_３換算で５〜５３質量％、高炉セメントを５〜５０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で５〜６０質量％含有する不溶化剤が得られるように、石膏と、高炉セメントと、硫酸アルミニウムとを混合する工程を備える。

【0013】

本発明は上記不溶化剤を使用した、焼却灰の不溶化処理方法を提供する。当該不溶化処理方法によれば、焼却灰から比較的時間をかけて溶出する元素であっても、これを効率的に不溶化でき、且つ短期から長期にかけて安定的に不溶化できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば焼却灰から比較的時間をかけて溶出する元素であっても、これを効率的に不溶化でき、且つ短期から長期にかけて安定的に不溶化できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】試験例６の結果（ＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比の経時変化）を示すグラフである。

【図2】試験例６の結果（エトリンガイトのピーク強度の経時変化）を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0017】

＜不溶化剤＞
本実施形態に係る不溶化剤は焼却灰を不溶化処理するためのものであり、当該不溶化剤の全質量を基準として、石膏をＳＯ_３換算で５〜５３質量％、高炉セメントを５〜５０質量％、硫酸アルミニウムを１４水和物換算で５〜６０質量％含有する。

【0018】

上記成分を含む不溶化剤によれば、焼却灰から比較的時間をかけて溶出する元素であっても、これを効率的に不溶化でき、且つ短期から長期にかけて安定的に不溶化できる。焼却灰に含まれる元素であって上記不溶化剤によって効率的に不溶化できる元素の具体例としては、フッ素及び鉛が挙げられる。すなわち、上記不溶化剤によれば、フッ素及び鉛の少なくとも一方が焼却灰から溶出する量を低減できる。

【0019】

本実施形態に係る不溶化剤は、上述のとおり、石膏と、高炉セメントと、硫酸アルミニウムとを含む。

【0020】

用いる石膏は、無水石膏、二水石膏、半水石膏のいずれか１種、又はそれらを２種以上組み合わせたものであってもよく、溶解度の観点から好ましくは無水石膏、二水石膏を用いるとよい。石膏の含有量（ＳＯ_３換算）は、不溶化剤の全質量を基準として、５〜５３質量％であり、好ましくは１１〜５０質量％であり、より好ましくは２３〜４８質量％である。石膏の含有量が５質量％未満であると、エトリンガイトの生成時期を十分に遅らせることができず、硫酸イオンの供給も不十分であるため焼却灰から時間をかけて溶出する元素の不溶化が不十分となるだけでなく、ＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋のモル比の低下を抑え、長期的に不溶化させる効果が不十分となる。他方、石膏の含有量が５３質量％を超えると、他の成分の不足によってエトリンガイトの生成が不十分となる。

【0021】

高炉セメントの含有量は、不溶化剤の全質量を基準として、５〜５０質量％であり、好ましくは７．５〜３０質量％であり、より好ましくは１０〜２０質量％である。高炉セメントの含有量が５質量％未満であると、エトリンガイトの生成が不十分となる。他方、高炉セメントの含有量が５０質量％を超えると、他成分の不足によってエトリンガイトの生成が不十分となることに加え、ｐＨが高くなる傾向にある。また、高炉セメントはアルミニウムを含むことから、高炉セメントの含有量が過剰であるとＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋のモル比を低下し、長期的には不溶化が不十分となる。なお、使用する高炉セメントの酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）含有量は好ましくは５〜１５質量％程度であり、より好ましくは５〜１０質量％程度である。

【0022】

硫酸アルミニウム（硫酸アルミニウム１４水和物換算）の含有量は、不溶化剤の全質量を基準として、５〜６０質量％であり、好ましくは７．５〜５０質量％であり、より好ましくは１０〜４０質量％である。この含有量は、不溶化剤に含まれる硫酸アルミニウムが全て硫酸アルミニウム１４水和物であると仮定して算出される値であり、実際に不溶化剤に含まれる硫酸アルミニウムが全て１４水和物でなくてもよい。なお、硫酸アルミニウムは、焼却灰を不溶化処理する際、焼却灰から溶出するカルシウムや高炉セメント、石膏由来のカルシウムと反応してエトリンガイトを早期に生成する効果とともに、処理液のｐＨを下げる効果がある。これらの効果によって、焼却灰からのフッ素の溶出を抑制できるとともに、エトリンガイトの不溶化効果も向上させることができる。

【0023】

上述の成分の他に、不溶化剤は、石灰石粉、フライアッシュ、消石灰、シリカフューム、ゼオライト、炭酸カルシウム及びその他ｐＨ調整剤を含有してもよい。なお、不溶化剤全体に対する、石膏と高炉セメントと１４水和物に換算した硫酸アルミニウムとの合計量は、一層優れた不溶化性能を有する不溶化剤を得る観点から、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上であり、更に好ましくは９５質量％以上である。

【0024】

＜不溶化剤の製造方法＞
上記不溶化剤の製造方法は、上述の配合比率となるように、石膏と、高炉セメントと、硫酸アルミニウムと、必要に応じて他の成分とを混合する工程を備える。これらの成分を例えばニーダーなどを使用して撹拌混合することによって不溶化剤を得ることができる。なお、ここでは不溶化剤を事前に調製する場合を例示したが、処理対象の焼却灰に対して所定量の上記成分をそれぞれ添加し、全体を撹拌混合してもよい。

【0025】

＜不溶化処理対象の焼却灰＞
上記不溶化剤は、環境面の観点から溶出が望ましくない元素を含む焼却灰を対象に使用することができ、より具体的にはフッ素及び鉛の一方又は両方が溶出するおそれのある焼却灰を対象に使用できる。

【0026】

上記不溶化剤は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）含有量が０〜３０質量％である焼却灰を対象とすることができる。焼却灰にアルミニウムが含まれている場合、そのアルミニウムを利用して比較的時間をかけてエトリンガイトを生成させることができる。

【0027】

上記不溶化剤は、高アルカリ性の焼却灰を対象とすることができる。具体的には、ｆ．ＣａＯ量が０〜１０質量％であっても、不溶化剤に含まれる硫酸アルミニウムによってｐＨを適度な範囲にまで下げることが可能である。

【0028】

焼却灰の具体例としては、製紙スラッジ焼却灰、石炭灰、バイオマスボイラ灰、ＲＰＦ灰、汚泥焼却灰、及び都市ゴミ焼却灰などが挙げられる。

【0029】

＜不溶化処理方法＞
次に上記不溶化剤を使用して焼却灰を不溶化処理する方法について説明する。本実施形態に係る不溶化処理方法は、処理対象の焼却灰と上記不溶化剤とを混合する工程を備える。これによって得られた混合物は好ましくは１〜７日にわたって、より好ましくは１〜３日にわたって養生する。混合物から造粒物を作製し、造粒物を養生してもよい。

【0030】

処理対象の焼却灰に対する不溶化剤の添加量は、焼却灰及び不溶化剤の組成、並びに処理後の溶出量の程度などに応じて決定すればよく、例えば、焼却灰１００質量部に対して好ましくは１〜３０質量部、より好ましくは２〜１５質量部、更に好ましくは３〜１０質量部の不溶化剤を添加すればよい。不溶化剤の添加量が１質量部未満であると、不溶化効果が不十分になりやすく、他方、３０質量部を超えると、添加量に見合う効果を得られにくい。

【0031】

なお、上述のような高アルカリ性の焼却灰を処理対象とする場合、焼却灰と不溶化剤と水とを含む懸濁液を固液分離して得られる検液のｐＨが９〜１２．５（より好ましくは９．０〜１１．６）の範囲に調整することが好ましい。ｐＨを上記範囲に調整すること、特にｐＨを上記範囲内であってなるべく低い値とすることにより、エトリンガイトを安定的に生成させることができ且つ本不溶化剤の効果を十分に発揮できる。ｐＨの調整は、不溶化剤における硫酸アルミニウムの含有量を調整したり、ｐＨ調整剤（例えば硝酸又は水酸化ナトリウム、硫酸鉄、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなど）を適宜添加したりすればよい。

【0032】

上記不溶化剤による不溶化処理がなされた焼却灰に対する環境省告示第４６号法（平成１０年告示）に準拠したフッ素、鉛溶出試験において、検液のｐＨは９〜１２．５（より好ましくは９．０〜１１．６）であることが好ましい。

【実施例】

【0033】

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明についてより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0034】

（焼却灰）
焼却灰としては、製紙スラッジ焼却灰（以下、ＰＳ灰と略記）を使用した。試験に供したＰＳ灰の特性を表１に示す。表１の化学成分は以下の方法によって測定された値である。
（ｉ）ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＳＯ_３含有量の測定
ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳＯ_３含有量は、ＪＩＳ Ｍ ８８５３「セラミックス用アルミのけい酸質原料の化学分析方法」に準拠して行った。
（ｉｉ）Ｆ含有量の測定
Ｆ含有量は、自動燃焼装置（三菱化学（株）製、ＡＱＦ−１００）を用いて燃焼させ、燃焼ガスを吸収装置（三菱化学（株）製、ＧＡ−１００）にて吸収液に吸収させ、吸着させたものを検液とし、ＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定を行った。
（ｉｉｉ）ｆ．ＣａＯ含有量の測定
ｆ．ＣａＯ含有量は、セメント協会標準試験方法のＪＣＡＳ Ｉ−０１：１９９７「遊離酸化カルシウムの定量方法」に準じて測定した。
（ｉｖ）未燃Ｃ含有量の測定
ＰＳ灰２ｇに（１＋１）ＨＣｌ（濃度３５％）溶液を３０ｍｌ添加し、蒸留水で２００ｍＬにフィルアップした後、３０分間攪拌した。攪拌後の溶液はメンブレンフィルターを用いて吸引ろ過し、フィルター上の残渣を１０５℃、1時間乾燥し、高周波燃焼−赤外吸光法による炭素硫黄同時分析装置（ＬＥＣＯ製、ＣＳ−４００型）を用いて未燃Ｃを定量した。
（ｖ）ｐＨの測定
ＰＳ灰を環境省告示第４６号法（平成１０年）に準拠して溶出試験を行い、検液を作製した。その検液のｐＨをＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定した。
表１に示すとおり、ｆ．ＣａＯ量が多く、溶出液のｐＨが１２．４と高アルカリ性のＰＳ灰を使用した。

【表1】

【0035】

＜試験例１＞
フッ素不溶化効果に及ぼす配合割合の影響を確認するため、以下の試験を実施した。

【0036】

（不溶化剤）
不溶化剤には、高炉セメントＢ種、無水石膏、硫酸アルミニウム１４水和物を所定の割合で混合したものを使用した。試験に供した不溶化剤の配合割合を表２に示す。

【0037】

【表2】

【0038】

（実施例１〜８）
ＰＳ灰１００質量部に対して不溶化剤Ａ〜Ｈをそれぞれ５質量部添加し、ベンチニーダーで攪拌混合した後、蒸留水６５質量部を添加して３分間混練した。混練物をミンチミキサーに投入し、押出造粒することで直径約２ｍｍの円柱状造粒物を作製した。作製した造粒物を１日又は３日養生した後、１日風乾した。風乾後の造粒物を２ｍｍ以下に粉砕し、フッ素溶出試験に供した。フッ素溶出試験は、環境省告示第４６号法（平成１０年）に準拠して行い、検液を作製した。その検液のフッ素濃度およびｐＨをＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定した。結果を表３に示す。

【0039】

（比較例１）
ＰＳ灰に不溶化剤を添加しなかったことの他は、実施例１〜８と同様にして造粒物を作製し、フッ素溶出試験を行った。すなわち、ＰＳ灰１００質量部に対して蒸留水６５質量部を添加して３分間混練した。混練物をミンチミキサーに投入し、押出造粒することで直径約２ｍｍの円柱状造粒物を作製した。作製した造粒物を１日又は３日養生した後、１日風乾した。風乾後の造粒物を２ｍｍ以下に粉砕し、フッ素溶出試験に供した。フッ素溶出試験は、環境省告示第４６号法（平成１０年）に準拠して行い、検液を作製した。その検液のフッ素濃度およびｐＨを測定した。結果を表３に示す。

【0040】

（比較例２）
ＰＳ灰に不溶化剤Ｉを添加したことの他は、実施例１〜８と同様にして造粒物を作製し、フッ素溶出試験を行った。結果を表３に示す。

【0041】

（比較例３）
ＰＳ灰に不溶化剤Ｊを添加したことの他は、実施例１〜８と同様にして造粒物を作製し、フッ素溶出試験を行った。結果を表３に示す。

【0042】

【表3】

【0043】

実施例１〜８と比較例１〜３より、不溶化剤を添加しない場合はフッ素溶出量が土壌環境基準（０．８ｍｇ／Ｌ）を超過していたのに対し、高炉セメントと無水石膏及び硫酸アルミニウム１４水和物を混合した不溶化剤を添加することで、フッ素溶出量を土壌環境基準以下に低減できた。高炉セメント２０質量％、無水石膏５０質量％、硫酸アルミニウム１４水和物３０質量％の配合において最も高い不溶化効果が得られた。一方、無水石膏を添加していない比較例２では、フッ素溶出量が養生３日において土壌環境基準を超過した。また、高炉セメントを６０％配合した比較例３では養生期間１日および３日ともに土壌環境基準を上回る値となった。

【0044】

＜試験例２＞
フッ素不溶化効果に及ぼす添加量の影響を確認するため、以下の試験を実施した。

【0045】

（実施例９〜１１）
不溶化剤として、高炉セメントＢ種：無水石膏：硫酸アルミニウム１４水和物＝２０：４０：４０の質量割合で混合した不溶化剤を用い、ＰＳ灰１００質量部に対して不溶化剤を３〜１５質量部添加した以外は実施例１〜８と同様にして造粒物を作製し試験を行った。結果を表４に示す。

【0046】

【表4】

【0047】

実施例９（添加量３質量部）においてもフッ素を土壌環境基準以下に不溶化可能であった。添加量を増加させるほどフッ素溶出量は低くなった。

【0048】

＜試験例３＞
以下のとおり、フッ素不溶化効果の長期安定性試験を実施した。

【0049】

（実施例１２）
養生日数を１〜９１日とした以外は実施例１０と同様の試験を行った。結果を表５に示す。

【0050】

（比較例４）
不溶化剤として、普通セメント：高炉スラグ：硫酸アルミニウム１４水和物＝２４：１６：６０の質量割合で混合した不溶化剤を用いた以外は実施例１２と同様にして試験を行った。結果を表５に示す。

【0051】

【表5】

【0052】

実施例１２と比較例４より、従来法の不溶化剤に、更に石膏を所定量配合することで、短期から長期にかけて安定的にフッ素を不溶化可能であった。

【0053】

＜試験例４＞
以下のとおり、フッ素及び／又は鉛の不溶化試験を実施した。焼却灰ＡはＰＳ灰であり、焼却灰Ｂはバイオマスボイラ灰である。焼却灰Ａ、Ｂのフッ素溶出量、鉛溶出量、ｐＨを表６に示す。

【0054】

【表6】

【0055】

（実施例１３〜１４）
高炉セメントＢ種：無水石膏：硫酸アルミニウム１４水和物＝２０：４０：４０（試験例２と同じ)の質量割合で混合した不溶化剤を焼却灰Ａに対して内割で５質量％添加し、また焼却灰Ｂに対して内割で１０質量％添加し、環境省告示第４６号に基づく溶出試験方法に準拠し、フッ素、鉛の溶出量、ｐＨを測定した。結果を表７に示す。

【0056】

【表7】

【0057】

実施例１３〜１４より、本不溶化剤を添加することで鉛を不溶化できること、またフッ素及び鉛を同時に土壌環境基準以下に不溶化できることがわかった。

【0058】

＜試験例５＞
（参考例１〜４）
フッ素不溶化効果とｐＨの関係を確認するため、以下の試験を実施した。模擬廃棄物として、フッ化ナトリウム水溶液（フッ素濃度８ｍｇ/Ｌ）にＰＳ灰のｆ．ＣａＯ相当（４．５５％）のＣａ（ＯＨ）_２を添加した溶液を用いた。この模擬廃棄物３００ｇに対して、硫酸アルミニウム１４水和物を１．８ｇ添加し、硝酸を用いてｐＨを８．６〜１２．５に調整して６時間振盪後に固液分離して検液と固形分を得た。得られた検液のフッ素濃度、ｐＨを測定した。固形分中の生成化合物をＸ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ社製ＲＩＮＴ２５００）を用いて分析した。結果を表８に示す。

【0059】

【表8】

【0060】

参考例１〜４より、エトリンガイトはｐＨ９．６〜１２．５の範囲で安定であり、この範囲ではｐＨが低いほどフッ素濃度は低かった。

【0061】

＜試験例６＞
ＰＳ灰に本発明の不溶化剤に含まれる各材料をそれぞれ添加した場合の液相中のＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比及び不溶化処理物中のエトリンガイト生成量を確認するため、以下の試験を実施した。ＰＳ灰２８．２ｇに無水石膏、高炉セメント、硫酸アルミニウム１４水和物をそれぞれ１．８ｇ添加して混合した後、混合物を固液比１：１０となるように蒸留水３００ｇに添加して所定時間振盪した。振盪後の溶液を固液分離して検液と固形分を得た。得られた検液のＳＯ_４^２−濃度、Ａｌ^３＋濃度をＩＣＰ発光分析装置（ＳＩＩナノテクノロジー製ＳＰＳ３０００）を用いて分析した。固形分中のエトリンガイトの生成量をＸ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ社製ＲＩＮＴ２５００）を用いて分析した。測定したＳＯ_４^２−濃度、Ａｌ^３＋濃度から検液中のＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比を算出し、振盪時間に対してプロットしたものを図１に示す。また、ＸＲＤで測定したエトリンガイトの第一ピーク（２θ＝９．１°）のピーク強度を振盪時間に対してプロットしたものを図２に示す。

【0062】

図１より、ＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比が経時的に変化しており、硫酸アルミニウムを添加した場合はＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比が非常に小さく、高炉セメントを添加した場合では１８０分以降小さくなる傾向にあることがわかる。一方、石膏を添加した場合ではＳＯ_４^２−／Ａｌ^３＋モル比が３６０分後の時点で最も大きく、その後更に大きくなる傾向にあることがわかる。

【0063】

図２より、いずれの場合もエトリンガイトが生成していたが、硫酸アルミニウム１４水和物や高炉セメントを添加した場合は初期にエトリンガイトが生成した後、３６０分後までその生成量はほとんど変化がなかった。一方、無水石膏を添加した場合では、初期のエトリンガイト生成量は硫酸アルミニウムを添加した場合に比べ少ないが、エトリンガイトが３６０分後まで経時的に増加しており、エトリンガイトの生成時期が遅れていることがわかる。

【図1】

【図2】