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発明の名称 重金属含有灰の処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−5717
公開日 平成10年(1998)1月13日
出願番号 特願平8−164198
出願日 平成8年(1996)6月25日
代理人
発明者 井手 幹夫 / 杉原 陽一郎
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 重金属含有灰と、マグネシウム化合物及びジチオカルバミン酸系の重金属固定剤とを混練することを特徴とする重金属含有灰の無害化処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却場等の焼却プラントで排煙中から電気集塵機やバグフィルター等で捕集された飛灰、焼却残査の焼却灰、ごみ焼却場等の焼却プラントで排煙中から電気集塵機やバグフィルター等で捕集された飛灰、焼却残査の焼却灰を減容化、再資源化するための溶融炉から発生する飛灰等の重金属含有灰に含まれる重金属の溶出を抑制することのできる重金属含有灰の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ごみ焼却場等で発生する飛灰や焼却灰、あるいは、溶融飛灰等の重金属含有灰には、身体に有害な鉛、カドミウム、水銀、クロム等の重金属が多量に含まれているので、これらの重金属を無害化処理することが必要である。その処理方法として、例えば、特開平2−6889号公報には、飛灰に水と重金属固定剤を添加、混練する方法が開示されている。しかし、この方法では、多量の重金属固定剤を添加することが必要となり、このためランニングコストが高くなるという問題点があった。そこで、特開平7−39846号公報には、飛灰に硫酸アルミニウムを添加、混練してpH調整を行った後に、重金属固定剤を添加、混練する方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、重金属固定剤としては、一般にジチオカルバミン酸系の化合物が用いられているが、ジチオカルバミン酸系の重金属固定剤とアルミニウム化合物のpH調整剤を併用すると、多量の二硫化炭素が発生するという問題があった。本発明は、二硫化炭素の発生を抑制し、かつ重金属の溶出を抑制することのできる重金属含有灰の処理方法を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、pH調整剤としてマグネシウム化合物を、重金属固定剤としてジチオカルバミン酸系の化合物を用いて重金属含有灰を処理することにより、二硫化炭素の発生を抑制し、かつ重金属の溶出を抑制することができるという事実を見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明は、重金属含有灰と、マグネシウム化合物及びジチオカルバミン酸系の重金属固定剤とを混練することを特徴とする重金属含有灰の処理方法を要旨とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に用いられる重金属含有灰としては、ごみ焼却場の焼却プラントで排煙中から電気集塵機やバグフィルター等で捕集された飛灰、焼却残査の焼却灰、ごみ焼却場の焼却プラントで排煙中から電気集塵機やバグフィルター等で捕集された飛灰、焼却残査の焼却灰を減容化、再資源化するための溶融炉から発生する溶融飛灰等が挙げられ、この重金属含有灰を10重量%水溶液として6時間振盪させた後の上澄み水のpHを測定すると通常12以上である。
【0006】本発明に用いられるマグネシウム化合物としては、固形塩化マグネシウム六水和物、液体塩化マグネシウム、固形硫酸マグネシウム七水和物、液体硫酸マグネシウム等が挙げられ、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム等の不純物が50%以下のものが好ましい。本発明においては、これらのマグネシウム化合物を単独で用いてもよく、また、複数からなる混合物を用いてもよい。通常は、液体塩化マグネシウム(MgCl2 として換算すると28重量%、MgCl2 ・6H2 Oとして換算すると60重量%含有)又は液体硫酸マグネシウム(MgSO4 として換算すると21重量%、MgSO4 ・7H2 Oとして換算すると43重量%含有)を用いればよいが、重金属含有灰とマグネシウム化合物及び重金属固定剤とを混練した混練物の含水率が過剰となる場合は、固形塩化マグネシウム六水和物又は固形硫酸マグネシウム七水和物を用いることが好ましい。
【0007】本発明に用いられるジチオカルバミン酸系の重金属固定剤としては、ジエチルジチオカルバミン酸、ジブチルジチオカルバミン酸、トリス(ジチオカルボキシ)ジエチレントリアミンのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等が挙げられ、現在市販されている各種の重金属固定剤が使用できる。
【0008】本発明においては、重金属含有灰と、マグネシウム化合物及び重金属固定剤とを混練するが、そのときのマグネシウム化合物としては、混練後の混練物のpHが9〜11の範囲となるように調整することが好ましく、重金属含有灰の性状は、燃焼物、燃焼条件、排ガスの処理条件で大きく変動し、また、焼却場により異なるため、重金属含有灰の成分を分析して決定することが好ましい。通常、重金属含有灰100重量部に対してマグネシウム化合物を5〜100重量部の範囲で選択して混練すれば上記の範囲に調整することができる。また、重金属固定剤としては、重金属含有灰の性状、マグネシウム化合物を混練後の混練物のpHによって異なることから、あらかじめマグネシウム化合物を混練後の混練物に応じて決定することが好ましい。通常は、重金属含有灰100重量部に対して5重量部以下で、重金属の溶出を十分に抑制することができる。
【0009】また、混練する際には、水を添加することが好ましく、重金属含有灰にマグネシウム化合物と重金属固定剤を混練し、混練物の水分率が30〜40%になるように調整すると混練物の取り扱い性がよいので好ましい。
【0010】混練方法としては、重金属含有灰にマグネシウム化合物を添加して混練した後に、重金属固定剤を添加してさらに混練するのが好ましい。混練は、振動式、回転ドラム式、二軸混練式等の混練機を使用して行えばよく、混練機はバッチ式のものでも、連続式のものでもよい。また、混練時間としては、2〜20分が好ましく、特に5〜10分が好ましい。
【0011】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例1〜2、比較例1pH12.6、Pb6,290mg/リットルを含有する都市ゴミ焼却場における排ガス処理設備のバグフィルターで捕集された飛灰100重量に、28重量%塩化マグネシウム48重量部と水17重量部(実施例1)、21重量%硫酸マグネシウム83重量部(実施例2)を添加して、約5分間混練した後に、ジチオカルバミン酸系の重金属固定剤ユニチカ社製UML−7200を1〜3重量部添加して、さらに5分間混練した。また、これと別はに上記の飛灰100重量部に重金属固定剤を0〜5重量部のみを添加して、約5分間混練した(比較例1)。このようにして得られた混練物を10重量%水溶液とし、6時間振盪させた後の上澄み水のpHの測定と、環境庁告示第13号に定める方法に従い、重金属の溶出試験とを行った。その結果を表1に示す。
【0012】
【表1】

【0013】表1に示すように、マグネシウム化合物とジチオカルバミン酸系の重金属固定剤を併用して処理することにより、鉛の溶出を抑制することができ、鉛の溶出濃度は「金属等を含む産業廃棄物に掛かる判定基準を定める総理府令(昭和48年2月17日、総理府令第5号)」に定める陸上埋立判定基準値である0.3mg/リットルを大幅にクリアした。また、マグネシウム化合物を併用すると重金属固定剤は1重量部添加するだけで鉛の溶出を十分抑制することができたが、重金属固定剤のみで処理するのに必要な重金属固定剤は5重量部であった。
【0014】実施例3、比較例2容量1リットルのテドラーバッグに実施例1と同じ飛灰50重量部を封入した後、脱気を行い、純空気300ミリリットルと28重量%塩化マグネシウムを24重量部(実施例3)又は52重量%硫酸アルミニウム18水和物を12重量部(比較例2)と、ジチオカルバミン酸系の重金属固定剤ユニチカ社製UML−7200を8.8重量部注入し、5分間手もみ混練し、10分間放置した後、発生ガスを他のテドラーバッグへ移し替えた。このようにして回収した発生ガス中の二硫化炭素の濃度をガスクロマトグラフ(日立製作所製)で測定した。その結果、pH調整剤として28重量%塩化マグネシウムを用いたときの二硫化炭素の発生量は11ppmであり、pH調整剤として52重量%硫酸アルミニウムを用いたときの二硫化炭素の発生量は410ppmであった。この結果から、マグネシウム化合物とジチオカルバミン酸系の重金属固定剤とで処理すると、二硫化炭素の発生量を、アルミニウム化合物とジチオカルバミン酸系の重金属固定剤を用いて処理した場合の約1/40に抑えることができることがわかる。
【0015】参考例1、比較例3重金属含有灰貯留タンク内でのブリッジ等により混練機に飛灰が供給されなかった場合を想定し、容量1リットルのテドラーバッグに純空気300ミリリットルと28重量%塩化マグネシウムを19重量部(参考例1)又は52重量%硫酸アルミニウム18水和物を10重量部(比較例3)と、ジチオカルバミン酸系の重金属固定剤ユニチカ社製UML−7200を10重量部注入し、5分間手もみ混練し、10分間放置した後、発生ガスを他のテドラーバッグへ移し替えた。このようにして回収した発生ガス中の二硫化炭素の量を実施例3と同様にして測定した結果、28重量%塩化マグネシウムとジチオカルバミン酸系の重金属固定剤を混練したときの二硫化炭素の発生量は320ppmであり、一方、52重量%硫酸アルミニウムとジチオカルバミン酸系の重金属固定剤を混練したときの二硫化炭素の発生量は3,500ppmであった。この結果から、マグネシウム化合物はジチオカルバミン酸系の重金属固定剤と直接接触しても、アルミニウム化合物とジチオカルバミン酸系の重金属固定剤が直接接触した場合に比べて、二硫化炭素の発生量が1/10以下であることがわかる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、ジチオカルバミン酸系の重金属固定剤とpH調整剤とを併用した際に発生する二硫化炭素の発生を抑制することができる。




 

 


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