JP2000202402A - 水不溶性重金属の安定化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】残存している利用可能な処理薬品を安定化した
廃棄物中に供給しながら、廃棄物または汚染物質中の重
金属の固定化を向上させて廃棄物の処理、操作による薬
品の安定化の低下を低減させ、したがって廃棄物の再使
用および処理経費を低減させる水不溶性重金属の安定化
方法を提供すること。 【解決手段】固定化処理後に自由な流動性を維持する、
自由流れの乾燥または湿潤廃棄物中の重金属を固定化さ
せる方法であって、廃棄物を水不溶性であるかまたは水
溶性を阻止する安定化剤の有効量と接触させ、フェデラ
ル・レジスター５５巻１２６号２６９８５〜２６９９８
頁に記載されている、生成した処理廃棄物について行な
われたＥＰＡ ＴＣＬＰまたはＳＴＬＣ試験で測定され
た規制値以下の基準に重金属の溶脱を低減させることか
ら本質的になる方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水不溶性重金属の
安定化方法に関する。さらに詳しくは、固体残留物から
の重金属の安定化、とりわけ固体廃棄物、ならびにワイ
ヤおよび自動車を破砕して生成した毛羽状の廃棄物の焼
却または燃焼からの灰残留物に含まれている鉛およびカ
ドミウムを安定化させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】重金属を含む廃棄物の溶脱、ならびにヒ
トおよび生物が重金属成分に曝されることは、長い間、
環境取締者および廃棄物の製造者にとって重要なことで
あった。資源保存回復法（ＲＣＲＡ）の下では、固体廃
棄物は、米国の環境保護局（ＥＰＡ）により、毒特性溶
脱法(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)(T
CLP)のもとで試験したときに廃棄物から過剰量の重金属
が溶脱したなら、有害廃棄物として分類される。ＥＰＡ
は、また、溶脱の可能性にかかわらず、重金属の含有量
により、ある種の重金属を含む廃棄物の土壌処理を規制
している。さらに、いくつかの州政府は、より高い水準
の重金属を有する固体廃棄物を有害廃棄物として処理す
ることを要求している。有害廃棄物のごみ処理地で廃棄
物を処理することは、一般に非有害廃棄物のごみ処理地
で処理をすることよりも費用がかかる。

【０００３】日本の溶脱試験の下では、６時間の溶脱試
験下で飲料水の水準よりも高い重金属を溶脱する廃棄物
は、有害であるとして規制され、特別の線引きされた費
用のかかるごみ処理地で処理することが許されている。

【０００４】重金属を溶脱しうる廃棄物、特に鉛を含む
廃棄物をごみ処理地で処理することに関連する費用を低
減させるために、種々の重金属の溶脱を制御し、重金属
を低減させる方法が開発されている。これらの方法に
は、酸消化およびその後の抽出金属の回収のみならず、
鉛を含む廃棄物を、例えば、ポルトランドセメント、シ
リケート、硫酸塩、水溶性リン酸塩およびそれらの組合
せで安定化させることが含まれる。しかしながら、これ
らの方法には、行なううえでしばしば費用がかかった
り、複雑な取扱い装置や操作を必要とする。さらに、こ
れらの方法のうちのいくつかには、高モル濃度の酸など
の薬品が廃棄物の生成および／または処理工程の機器に
対して非常に腐食性がある使用量で用いられる。これら
の方法は、廃棄物の性質も変え、さらに処理されるその
廃棄物の能力を複雑にさせる。これらの方法には、廃棄
物をさらに湿式処理する際に、水溶液の除去のために低
減され、使用後に残存している薬品の処理能力を与える
ための廃棄物中で種として作用する薬品の処理能力を放
つ水溶性の薬品も使用される。

【０００５】したがって、高価ではなく、機器をあまり
傷めずに、安定化後に廃棄物をさらに処理し、取り扱う
ことを可能にする、鉛を含む廃棄物からの鉛の溶脱を低
減させる手段に対する要求がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、残存
している利用可能な処理薬品を安定化した廃棄物中に供
給しながら、廃棄物または汚染物質中の重金属の固定化
を向上させて廃棄物の処理、操作による薬品の安定化の
低下を低減させ、したがって廃棄物の再使用を向上さ
せ、処理経費を低減させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、（１）
固定化処理後に自由な流動性を維持する、自由流れの
乾燥または湿潤廃棄物中の重金属を固定化させる方法で
あって、廃棄物を水不溶性であるかまたは水溶性を阻止
する安定化剤の有効量と接触させ、フェデラル・レジス
ター５５巻１２６号２６９８５〜２６９９８頁に記載さ
れている、生成した処理廃棄物について行なわれたＥＰ
Ａ ＴＣＬＰまたはＳＴＬＣ試験で測定された規制値以
下の基準に重金属の溶脱を低減させることから本質的に
なる方法、（２） 安定化剤が、天然鉱物、リン鉱石、
粉砕されたリン鉱石、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ムおよび炭素からなる群より選ばれた水不溶性の薬品で
ある前記（１）記載の方法、（３） 安定化剤が、水不
溶性の被膜を有する水溶性薬品を含む水不溶性の薬品で
あり、前記水溶性薬品が、三重過リン酸石灰、過リン酸
塩、ドロマイト石灰、石灰、ポルトランドセメント、シ
リケート粉末、炭酸塩、硫酸塩および硫化物からなる群
より選ばれ、水溶性の沈殿化剤上に塗布された表面被膜
が水不溶性または耐水溶性の表面特性を与える前記
（１）記載の方法、（４） 安定化剤が水溶性である
が、水溶性を阻止する形状（例えば、ペレット状、塊
状、小球状、被膜状）で存在している前記（１）記載の
方法、（５） 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼から生成し
た、ボトムアッシュ、フライアッシュ、集塵装置の残留
物およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれたも
のである前記（１）記載の方法、（６） 廃棄物が、自
動車の破砕、ワイヤの破砕、大型家庭用品の破砕および
それらの組み合わせから生成した破砕塵からなる群より
選ばれたものである前記（１）記載の方法、（７） 廃
棄物の湿潤化または取り扱い工程の際に、廃棄物中にそ
のまま残存する安定化剤で廃棄物中の重金属を固定化さ
せる方法であって、廃棄物を水不溶性であるかまたは水
溶性を阻止する安定化剤と接触させることから本質的に
なり、前記安定化剤が、廃棄物の湿潤化の際に通常の取
扱い条件下で廃棄物マトリックスに必ず残存することが
でき、廃棄物の製造または回収の際に、冷却、噴霧また
は水と接触させたときに廃棄物の湿潤化時に水不溶性を
残存するものであり、それにより重金属を固定化させる
方法、（８） 乾燥または湿潤状態で廃棄物を湿潤化さ
せるか、または取り扱う際に、安定化剤を廃棄物の表面
に付着させ、廃棄物粒子中に捕捉して残存させるため
に、安定化剤が粉砕されている前記（７）記載の方法、
（９） 安定化剤が、三重過リン酸石灰、過リン酸塩、
粉砕されたリン鉱石、ペブル石灰またはマグネシウム鉱
石である前記（７）記載の方法、（１０） 安定化剤
が、水不溶性の被膜を有する水溶性薬品を含み、前記水
溶性薬品が、三重過リン酸石灰、過リン酸塩、ドロマイ
ト石灰、石灰、ポルトランドセメント、シリケート粉
末、炭酸塩、硫酸塩および硫化物からなる群より選ばれ
たものである前記（７）記載の方法、（１１） 廃棄物
を、廃棄物の総量に対して０．０１〜２０．０重量％の
量で少なくとも１種の固定化剤と接触させる前記（１）
記載の方法、（１２） 廃棄物を、廃棄物の総量に対し
て０．０１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固
定化剤と接触させる前記（７）記載の方法、（１３）
固定化処理後に自由な流動性を維持する、自由流れの乾
燥または湿潤廃棄物または重金属に汚染された物質中の
重金属を固定化させる方法であって、廃棄物または汚染
物質を、フェデラル・レジスター５５巻１２６号２６９
８５〜２６９９８頁に記載されている、生成した処理廃
棄物または汚染物質について行なわれたカリフォルニア
州の溶脱試験、日本の方法による溶脱試験またはＥＰＡ
ＴＣＬＰ試験で測定された規制値以下の基準に重金属の
溶脱を低減させる安定化剤の有効量と接触させることか
ら本質的になり、前記安定化剤が、リン鉱石、粉砕され
たリン鉱石、三重過リン酸石灰、過リン酸塩、シリケー
ト、酸化マグネシウム、硫酸塩、硫化物および石灰から
なる群より選ばれ、前記固定化剤が、廃棄物の製造また
は回収の際に、冷却、噴霧または水と接触させるとき
に、廃棄物または汚染物質の湿潤化時に廃棄物または汚
染物質のマトリックスに必ず残存することができるもの
であり、それにより重金属を固定化させる方法、（１
４） 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼から生成した、ボト
ムアッシュ、フライアッシュ、集塵装置の残留物および
それらの組み合わせからなる群より選ばれたものである
前記（１３）記載の方法、（１５） 廃棄物が、自動車
の破砕、ワイヤの破砕、大型家庭用品の破砕およびそれ
らの組み合わせから生成した破砕塵からなる群より選ば
れたものである前記（１３）記載の方法、（１６） 廃
棄物を、廃棄物の総量に対して０．０１〜２０．０重量
％の量で少なくとも１種の固定化剤と接触させる前記
（１３）記載の方法、（１７） 廃棄物の湿潤化または
取り扱い工程の際に廃棄物または汚染物質内にそのまま
残存する固定化剤で廃棄物または重金属で汚染された物
質中の重金属を固定化させる方法であって、廃棄物また
は汚染物質を、シリケート、酸化マグネシウム、硫酸
塩、硫化物、石灰、三重過リン酸石灰、リン鉱石、過リ
ン酸塩および粉砕されたリン鉱石からなる群より選ばれ
た安定化剤と接触させることから本質的になり、前記薬
品が、廃棄物の製造または回収の際に、冷却、噴霧また
は水と接触させるときに、廃棄物または汚染物質の湿潤
化時に廃棄物または汚染物質のマトリックスに必ず残存
することができるものであり、それにより重金属を固定
化させる方法、（１８） 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼
から生成した、ボトムアッシュ、フライアッシュ、集塵
装置の残留物およびそれらの組み合わせからなる群より
選ばれたものである前記（１７）記載の方法、（１９）
廃棄物が、自動車の破砕、ワイヤの破砕、大型家庭用
品の破砕およびそれらの組み合わせから生じた破砕塵か
らなる群より選ばれたものである前記（１７）記載の方
法、（２０） 廃棄物を、廃棄物の総量に対して０．０
１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固定化剤と
接触させる前記（１７）記載の方法、（２１） 灰を取
り扱う工程の際に、湿潤した灰内にそのまま残存する固
定化剤で湿潤した灰中の重金属を固定化させる方法であ
って、湿潤した灰を、三重過リン酸石灰、リン鉱石、シ
リケート、酸化マグネシウム、硫酸塩、硫化物、石灰、
過リン酸塩および粉砕されたリン鉱石からなる群より選
ばれた安定化剤と接触させることから本質的になり、前
記薬品が、廃棄物の製造または回収の際に湿潤した灰の
マトリックスに必ず残存することができるものであり、
それにより重金属を固定化させる方法、（２２） 安定
化剤をその回収の前に湿潤した灰と接触させる前記（２
１）記載の方法、（２３） 廃棄物の湿潤化または取り
扱い工程の際に、破砕残留物中にそのまま残存する安定
化剤でワイヤの切断または自動車の破砕から生じた破砕
残留物中の重金属を固定化させる方法であって、破砕残
留物を、三重過リン酸石灰、シリケート、酸化マグネシ
ウム、硫酸塩、硫化物、石灰、リン鉱石、過リン酸塩お
よび粉砕されたリン鉱石からなる群より選ばれた安定化
剤と接触させることから本質的になり、前記安定化が、
廃棄物の製造または回収の際に、冷却、噴霧または水と
接触させるときに、破砕残留物の湿潤化時に破砕残留物
のマトリックスに必ず残存することができるものであ
り、それにより重金属を固定化させる方法、（２４）
破砕廃棄物が、自動車の破砕残留物またはワイヤ切断の
絶縁体廃棄物である前記（２３）記載の方法、（２５）
重金属が、鉛、カドミウム、銅および亜鉛からなる群
より選ばれたものである前記（１）記載の方法、ならび
に（２６） 重金属が、鉛、カドミウム、銅および亜鉛
からなる群より選ばれたものである前記（１７）記載の
方法に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】１つの態様において、本発明は、
固定化処理後に自由な流動性を維持する、自由流れの乾
燥もしくは湿潤廃棄物または汚染物質中の重金属、例え
ば、鉛を固定化させる方法を提供する。廃棄物または汚
染物質を、水不溶性であるか、あるいは水溶性を阻止す
る安定化剤の有効量と接触させ、フェデラル・レジスタ
ー（Federal Register) ５５巻１２６号２６９８５〜２
６９９８頁またはカリフォルニア州の溶脱試験もしくは
日本の溶脱試験基準に記載されているように生成した処
理廃棄物についてなされたＥＰＡ ＴＣＬＰ試験で測定
された鉛の規制値（例えば、５ｐｐｍ）以下の基準に重
金属の溶脱を低減させる。もう１つの態様において、安
定化剤を廃棄物の湿潤または取扱い工程で廃棄物中にそ
のまま残存させるなどにより、廃棄物中の重金属を固定
化させる。該方法は、廃棄物または汚染物質を、標準的
な取扱い条件下で廃棄物マトリックスに必ず残存させる
ことができ、廃棄物を製造するかまたは回収する際に、
冷却、噴霧または水と接触させたときに廃棄物の湿潤時
に水不溶性を残すか、あるいは水溶性を阻止する安定化
剤と接触させ、それにより重金属を固定化させることか
ら本質的になる。１つの態様において、焼却炉のボトム
アッシュの形状で重金属を含む残留物は、単独でまたは
他の鉛を含む廃棄物と組み合わせて、冷却したり灰など
のダストコントロールするための有効量の水および粉砕
したリン鉱石などの安定化剤と接触させ、生成し、残存
している固体がＴＣＬＰの制限値よりも低くなるよう
に、ある種の重金属を固定化させる。より詳細な態様に
おいて、粉砕したリン鉱石の量は、灰の湿潤重量の約
０．５％〜２０．０％、好ましくは約０．５％〜５．０
％、より好ましくは約０．５％〜２．０％である。

【０００９】本発明で処理される材料は、重金属を含む
廃棄物または汚染物質、好ましくは大型家庭電気器具
（例えば、消費後のオーブン、食器洗い器、冷蔵庫など
の電化製品）から得られた破砕残留物、ワイヤの切断お
よび自動車の破砕操作によって製造された鉄および非鉄
金属から分離された廃棄物の微細な砕片のみならず、固
体廃棄物の燃焼による灰および／またはボトムアッシュ
とともに通常生成する鉄および非鉄金属である。そのよ
うな廃棄物、材料および残留物は、ＵＳＥＰＡＴＣＬＰ
溶脱試験によって測定したときに５．０ｐｐｍ（５ｍｇ
／ｌ）および１．０ｐｐｍ（１ｍｇ／ｌ）を超える水準
で溶脱しうる高水準の鉛およびカドミウムと、カリフォ
ルニア州の溶脱試験法によって測定したときに２５．０
ｐｐｍおよび２００．０ｐｐｍを超える銅および亜鉛
と、日本のＥＰＡによって規定された水溶脱試験基準で
例えば０．０１ｐｐｍの鉛を含む。乾燥しているとき、
そのような固体残留物および灰の初期の物理的特徴は、
自由流れの粒子塊であることであり、本発明の長所は、
これらの金属を固定化させる処理後に固体の灰の残留物
が取り扱ううえで重要な初期の自由流れ粒状特性を保持
すること、すなわち固体残留物の重量、密度および粘着
特性があまり変わっていないので、取扱い装置を部分的
に変更する必要がないことである。本発明では、初期の
形状で製造された固体の灰の生成物が排水、取扱い、埋
め立ておよび再使用に適しているため、重要な灰の排水
性の変更や、灰の大きさの変更をしない。

【００１０】本発明の以下の記載は、固体廃棄物の燃焼
から生成しただけの焼却炉の灰に関して述べられてい
る。これは、本発明を行なう便利な方法に相当するが、
この特徴的な記載を選択したのは、説明上の便宜のみの
ためである。灰と綿ごみなどの他の固体残留物との混合
物や他の固体残留物の処理、重金属で汚染された土壌、
自動車の破砕残留物、ワイヤ切断による絶縁体の廃棄
物、鋳物砂、サンドブラストの廃棄物、燃焼後の鉄およ
び／または非鉄のスクラップの残留物などの他の固体廃
棄物や固体物質の処理、あるいは独立して灰を処理し、
次いでそれを他の不活性の固体残留物と組合せるなどの
変更は、本発明において当業者が認識するであろう他の
置換として包含されていることを意図したものであるこ
とがわかる。

【００１１】屑や他の固体廃棄物を焼却するための焼却
炉は、当業者によく知られている。焼却炉から生成した
ボトムアッシュは、廃棄物を焼却した後に炉の火格子上
に残存しているものである。ボトムアッシュは、しばし
ば粒状物であり、本質的には幾分かガラス状であり、鉄
および非鉄金属を含み、それらは、篩分け、電磁気、渦
電流分離などの機械的および電気機械的手段によってボ
トムアッシュからよく回収される。固体廃棄物を燃焼さ
せて生成したその他の不活性な材料は、炉内で空気中に
浮揚する微細物質であるフライアッシュであり、繊維フ
ィルター、電気集塵、サイクロン、それらの組合せなど
の種々の形態の大気汚染制御ユニットで捕獲される。廃
棄物の燃焼の際に生成するボトムアッシュは、フライア
ッシュと混合し、組み合せて灰の処理システムに使用で
きるようにするために、フライアッシュと時々混合され
る。ボトムアッシュは、焼却炉の火格子の底部から１５
００〜２５００^。F の範囲の高温で排出されるので、さ
らに処理をする前に、空気および／または水で冷却する
ことが必要である。灰を冷却するもっとも一般的な方法
は、炉の底部に入る空気流を制限するシールとしても作
用するドラグタンクまたはラム排出タンクの中で水で冷
却することである。ボトムアッシュは、リムーバルコン
ベアに排出する前に、水浴中で灰を湿らせ、冷却する時
間を制御することを可能にする、プッシングラムまたは
ドラッグフライトのいずれかの手段によって湿式冷却タ
ンクから排出される。これらに共通する灰を冷却し、排
出する方法の双方には、ボトムアッシュによって保持、
吸着あるいは捕獲されていない冷却水を冷却タンクに戻
すことを可能にする浴の後に傾斜した排水装置を含む。
ボトムアッシュによって保持された水および熱に曝され
た水封止のために蒸発によって失われた水は、補給水と
呼ばれる新しい処理水によって補われる。図１について
いえば、ボトムアッシュの主要なコンタクトタンク１０
は、溶液中で懸濁された安定化剤の所望の濃度を維持す
る速度で水の供給源１２を介してタンク１０に添加され
ている安定化剤１１を用いて、安定化剤をボトムアッシ
ュに適用する１つの可能な接点である。ボトムアッシュ
１３は、灰を所望の時間安定化剤溶液と接触させるのみ
ならず、焼却炉ユニットから放出される灰の塊を制御す
る速度で、ディスチャージャー１４によって除去される
であろう。安定化剤溶液の濃度および保持時間は、ＴＣ
ＬＰや他の州の調節試験方法のもとで評価したときに溶
解しうる金属の低減に対する要求のみならず、灰中の重
金属の含有量の所望の低減に基づいて、変わるであろ
う。灰からの重金属の固定化は、冷却タンクから分離し
たタンク型反応器の中でも完了するので、灰の冷却タン
クが連続したフロー方式よりもむしろバッチ方式で行な
われる。ある制御時間安定化剤溶液タンクと接触した
後、ボトムアッシュを炉の灰の湿式冷却タンクから分離
したバッチリアクターに入れたなら、好ましくは傾斜し
たドラッグチェーンベッド１５または傾斜したラム上の
グラビティ排水により、あるいはオーバーヘッド排水に
より、ボトムアッシュは脱水工程に供される。安定化剤
１１は、空気吹込み手段を介して設備の大気汚染回収装
置１７の取入れ口側のダクト１６に注入し、その後、安
定化されたボトムアッシュとともにあるいはそれを伴わ
ずに、機械的手段１８によって放出点１９に搬送するこ
ともできる。

【００１２】本発明を実施する際には、安定化の際の廃
棄物の湿潤化時に造粒された塊状物もしくは水溶性を阻
止する他の形状の水不溶性安定化剤または水不溶性の被
覆剤で覆われた水溶性安定化剤のどのような都合のよい
水不溶性の安定化剤を用いることもできる。重金属を含
む廃棄物または汚染された物質と接触させるときの安定
化剤は、冷却、噴霧または廃棄物の製造もしくは回収の
際に水と接触させるときに、普通の取扱時あるいは廃棄
物もしくは汚染物質の湿潤化の際に廃棄物マトリックス
に必ず残存しているべきである。該水不溶性の安定化剤
は、スラリーまたは乾燥した形態のいずれかでボトムア
ッシュに適用することができる。固定化剤には、粉砕さ
れたリン鉱石などの自然的特性により、粒子の大きさ、
形状、特性もしくは凝集により、あるいは他の水溶性の
薬品の表面に適用させて巧みにつくられた表面被膜のい
ずれかにより、耐水溶性の、固体のリン酸塩（例えば、
リン鉱石、プリル化（小球化）された過リン酸塩、三重
過リン酸石灰）、炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム）、
炭素、硫化物、酸化マグネシウムおよびそれらの組合せ
が含まれうる。１つの態様において、以下に説明するよ
うに、三重過リン酸石灰、過リン酸塩、ドロマイト石
灰、石灰、ポルトランドセメント、ペブル石灰、マグネ
シウム鉱石(magnesium rock)、シリケート粉末、炭酸
塩、硫酸塩および硫化物を、小球化および／または表面
被覆し、安定化薬品の早期放出を最小にすることができ
る。水溶性の三重過リン酸石灰（ＴＳＰ）上のポリマー
の被覆剤は、バラおよび花の植物用の鉢植および非鉢植
用土壌の中に、リン酸塩および窒素を放出する時間を制
御するのに一般に使用されている塗布薬品の一例であ
る。あらゆる適用において、安定化剤または水溶性の薬
品上の水不溶性被膜の選択は、灰および／または物質を
雨水、濯ぎ水、分離水、加工水および／または冷却水に
使用したり、曝したりする際に、安定化薬品の早期放出
を最小にするため、および地面に使用される条件に模擬
した高液体−固体比率で、ごみ処理地の溶脱条件や酸性
雨、および地下水／表層水を模擬した、希酢酸、緩衝化
された酢酸および／またはクエン酸などの有機酸に、混
合された廃棄物および／または物質を曝している間にの
み安定化薬品の放出を生じさせることができるようにす
るための鍵である。したがって、日本の試験法によって
測定したときに、攪拌下で分解させるごみ処理地の溶脱
条件または高水溶脱条件下で目的とする廃棄物の溶脱性
を模擬して設計された、ＴＣＬＰまたはカリフォルニア
ＷＥＴ（ソルブル・スレッショウルド・リーチング・ク
リテリア（Soluble Threshold Leaching Criteria);Ｓ
ＴＬＣ）抽出液に安定化された廃棄物および／または物
質を曝す際に、水不溶性の薬品（沈澱化剤）の放出が起
こるであろう。Pbを含む廃棄物および／または物質に対
して好ましい安定化薬品は、ノースカロライナの天然リ
ン酸塩(NATURALPHOSPHATE) 、類似のあらかじめ酸味を
帯びたリン酸塩鉱物などの粉砕されたリン鉱石である。

【００１３】適切なＴＣＬＰ、ＳＴＬＣまたは水試験の
固定化を確実にするために灰または灰と組み合わせた他
の固体残留物に添加される安定化剤の量は、ボトムアッ
シュのアルカリ度、重金属の含有量、表面特性、重金属
に対して望まれるＴＣＬＰ／ＳＴＬＣ／水の溶脱の低減
の水準などの変数に依存するであろう。回収または脱水
前に灰の製造ラインに添加される灰の０．５湿潤重量％
〜１．０重量％の水不溶性リン鉱石は、ＴＣＬＰ／ＳＴ
ＬＣ／水の基準がＰｂに対して５．０ｐｐｍ、Ｃｄに対
して１．０ｐｐｍおよび水に対して０．０１／０．０５
の規制値よりも低くなるというように、重金属を十分に
変換するのに十分であると思われる。しかしながら、前
述のことは、道理的なあるいは必要な与えられた規制基
準または灰中の初期の金属含有量や特性による相違にみ
られるように、より一層高いもしくは低い安定化剤の利
用または適用位置を排除することを意図していない。

【００１４】灰のＴＣＬＰ／ＳＴＬＣ／水の溶脱特性
は、設備の位置および灰の製造様式によって大きく異な
ることが見出されているが、これは、灰の溶脱および総
金属特性に関する規制者および灰を使用する可能性のあ
る者を不安にさせている。

【００１５】

【実施例】以下の実施例は、単に本発明を説明するもの
にすぎず、それにより本発明をなんら限定するものでは
ない。

【００１６】実施例１ 本実施例においては、安定化し、処理する前の灰の性質
を明らかにするために、灰の冷却タンクを用いた固体廃
棄物の燃焼施設からのボトムアッシュを最初に基準ＴＣ
ＬＰ分析した。ボトムアッシュの基準試料を、フェデラ
ル・レジスター（Federal Register) ５５巻１２６号２
６９８５〜２６９９８頁（１９９０年６月２９日）に記
載されている方法に関係する部分に対応するフェデラル
・レジスター（Federal Register) ５５巻６１号（１９
９０年３月２９日）（参照により、ともに本明細書に取
り込まれている）に記載されている毒特性溶脱法(Toxic
ity Characteristic Leaching Procedure)（ＴＣＬＰ）
に供した。この試験方法は、ＥＰＡ ＳＷ８４６第３版
でも述べられている。ＴＣＬＰ試験により、溶解しうる
金属を含む濾過溶液を分割して調製し、ＩＣＰ−ＭＳに
より分析した。次に、ボトムアッシュに、０．５重量
％、１．０重量％および２．０重量％の粉砕したリン鉱
石（Ｒｏｃｋ−Ｐ）ならびに０．５重量％、１．０重量
％および２．０重量％のポリマーで被覆された三重過リ
ン酸石灰（Ｐｏｌｙ ＴＳＰ）を添加し、その後ＴＣＬ
Ｐ試験を行った。灰の基準試料および安定化後のＰｂ濃
度をおおよその平均値で表１に示す。その結果から、焼
却炉のボトムアッシュのＴＣＬＰＰｂ安定化に対して
は、水不溶性のリン酸塩およびポリマーで被覆されたリ
ン酸塩が好適であることが明らかに確認される。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例２ 本実施例においては、安定化し、処理する前の廃棄絶縁
体の性質を明らかにするために、銅およびアルミニウム
を再販売するための、銅およびアルミニウム製のワイヤ
からワイヤの絶縁体を分離する施設から製造されたワイ
ヤ切断の廃棄絶縁体を最初に基準ＴＣＬＰ分析した。次
に、廃棄絶縁体に、０．５重量％、１．０重量％および
２．０重量％の粉砕したリン鉱石（Ｒｏｃｋ−Ｐ）なら
びに０．５重量％、１．０重量％および２．０重量％の
ポリマーで被覆された三重過リン酸石灰（Ｐｏｌｙ Ｔ
ＳＰ）を添加し、その後ＴＣＬＰ試験に供した。ＰＶＣ
およびＰＥを浮かべることによって、超重金属の画分
（heavier metal fraction)からさらなる量の銅とアル
ミニウムを回収するために、廃棄絶縁体をしばしば湿潤
冷却し、安定化後の絶縁体もまた水冷し、ＴＣＬＰ試験
をして、リン酸塩種が絶縁体とともに残存し、水浴にほ
とんど溶解または反応せずに、ＴＣＬＰの溶脱を低減さ
せることを確認した。廃棄物の基準物質および安定化後
のＰｂ濃度をおおよその平均値で表２に示す。その結果
から、乾燥または湿潤での使用のいずれにおいてもＴＣ
ＬＰ Ｐｂ絶縁体の安定化に対して、水不溶性のリン酸
塩およびポリマーで被覆されたリン酸塩が好適であるこ
とが明らかに確認される。乾燥から湿潤にいたる廃棄物
のＴＣＬＰ試験から認められるわずかな数値の変化は、
おそらくグラムに対してグラムを基準とすることから絶
縁体におけるＰｂ含有量の不均一性によるものであり、
湿式分離工程における微細なリン酸塩の流失や水不溶性
のリン酸塩の表面反応性と相関関係がないものと思われ
る。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例３ 本実施例において、ワイヤ切断による廃棄絶縁体に、
０．５重量％、１．０重量％および２．０重量％の粉砕
していないリン鉱石（Ｒｏｃｋ）を添加し、その後ＴＣ
ＬＰ試験に供した。廃棄絶縁体から薬品が移動するのを
制御するうえでの粉砕の影響のみならず、ＴＣＬＰ試験
下で、表面活性のあるリン酸塩のＰｂを安定化させる部
位の利用性に対するリン鉱石の粉砕の影響を測定するた
めに、この粉砕されていないリン鉱石を調べた。実施例
１および２で使用した粉砕されたリン鉱石の８５％が２
００メッシュを通過するのに対して、その使用した粉砕
されていないリン鉱石は、１４メッシュで１００％通過
し、３５メッシュで９７％通過し、６５メッシュで４９
％通過し、１００メッシュで１９％通過して、そして２
００メッシュで１％通過するタイラーメッシュの粒度分
布を有していた。粉砕されていないリン鉱石を乾燥した
ワイヤの絶縁体に使用することは、ワイヤの絶縁体１０
０ｇおよびリン鉱石２％を使用した１０００ｍｌ容の容
器を一振りすることにより、添加したものの５０〜６０
％が移動することがわかった。安定化薬品は、使用した
混合方法にかかわらず廃棄物中には完全に留まらないた
め、この移動現象はやっかいであると考えられる。リン
鉱石、粉砕されたリン鉱石および／またはＴＳＰが、廃
棄絶縁体の上層から他の場所へ移行し、輸送による振動
後にごみ処理地で受け取ったときに、安定化された廃棄
物のトラックの積荷の上層からＴＣＬＰ試料分析のため
の組成物が失われたかどうかを確認するために、乾燥し
た絶縁体と、リン鉱石、粉砕されたリン鉱石および低密
度の三重過リン酸石灰（ＴＳＰ）の小球の混合物の道路
輸送を実験室で模擬実験した。模擬実験には、１分間に
１２０ストロークに設定した振動機のテーブル上に、よ
く混合したリン鉱石、粉砕されたリン鉱石、および乾燥
した絶縁体廃棄物に対して２湿潤重量％のＴＳＰを使用
することが含まれていた。次に、うわべにある廃棄物試
料を、ＴＣＬＰ分析のために振動機のテーブル上の試料
から回収した。廃棄物の基準試料および安定化後のＰｂ
濃度をおおよその平均値で表３に示す。その結果から、
水不溶性の粉砕されていないリン酸塩は、ＴＣＬＰを通
す際に、粉砕されたリン鉱石またはＴＳＰほど効果的で
はないことや、該粉砕されていないリン鉱石は、該リン
鉱石の使用後に振動を受けたものから回収した試料のＴ
ＣＬＰ基準を大幅に増加させる移動を許容することが明
らかに確認される。粉砕されたリン鉱石は、絶縁体を被
覆し、振動にかかわらず廃棄物上に均一な被膜として残
存していた。ＴＳＰの小球もまた廃棄絶縁体内に完全に
残存し、移動しなかったが、該小球は、粉砕されたリン
酸塩が付着したようには絶縁体に付着しなかった。該小
球は、１立方フィートあたり４５〜５０ポンドの廃棄絶
縁体と非常によく似た１立方フィートあたり５５〜６０
ポンドの密度、半球形状および分離しなくても小球が廃
棄絶縁体の橋かけの間を保持することを可能にする６〜
１６メッシュのタイラーメッシュサイズにより、廃棄絶
縁体内に均一に残存していた。小球はまた、２５〜３０
度の角度を空けて配置し、絶縁体廃棄物のマトリックス
内の小球の橋かけ作用を向上させるやや不規則な表面を
有していた。

【００２１】

【表３】

【００２２】実施例４ 本実施例においては、安定化し、処理する前の灰の性質
を明らかにするために、灰のダストマスター（ＤＵＳＴ
ＭＡＳＴＥＲ）混合機および灰の湿潤化のための調節機
を用いて、廃棄物を誘導する燃料固体廃棄物の燃焼施設
からのフライアッシュ集塵装置の残留物を最初に基準Ｔ
ＣＬＰ分析した。バッグハウス濾過装置の設備上にフラ
イアッシュを回収する前に、ガス回収装置設備内に粉砕
されたリン鉱石（Ｒｏｃｋ−Ｐ）を注入することによ
り、フライアッシュに２．０重量％の該Ｒｏｃｋ−Ｐを
添加した。都市の固体廃棄物の焼却後のフライアッシュ
の残留物を回収するバッグハウス濾過の前に、該フライ
アッシュとＲｏｃｋ−Ｐとを、ガス気流中で、互いに効
果的に混合し、次いで、フライアッシュとＲｏｃｋ−Ｐ
を組み合わせたものをフライアッシュの回収ホッパーに
回収し、ダストコントロールとして水を添加するための
設備、ダストマスター（ＤＵＳＴＭＡＳＴＥＲ）混合機
に移した。該フライアッシュとＲｏｃｋ−ＰとをＤＵＳ
ＴＭＡＳＴＥＲ混合機内で混合した後、ＴＣＬＰ試験を
行った。フライアッシュの基準試料と安定化後のＰｂ濃
度をおおよその平均値で表４に示す。その結果、焼却炉
のフライアッシュ集塵装置の残留物のＴＣＬＰ Ｐｂお
よびＣｄ安定化に対しては、水不溶性のリン酸塩が好適
であることが明らかに確認される。

【００２３】

【表４】

【００２４】前述の結果は、廃棄物の残留物および物質
中の溶脱しうる溶解性の金属を低減させ、水冷却条件下
および廃棄物の移動条件下で反応することなく、効果的
に残存する安定化薬品を提供する本方法の実施可能性を
容易に確立する。重金属の溶脱を低減させる程度は、技
術者により規定されてもよく、おそらく廃棄物の再利用
または処理の選択に関連して取締り基準と同様に廃棄物
の基準特性に依存するであろう。前記工程は、幅広い操
作の選択を許容し、水不溶性の沈澱物の選択および量、
湿潤化度および安定化薬品の使用時などの工程の変数を
調節することができる者に高い柔軟性がある。取締者に
とってもっとも関心のある元素であるＰｂは、０．５〜
２．５重量％の水不溶性の薬品の添加により、好適なＴ
ＣＬＰ／ＳＴＬＣ／水の基準に低減され、制御されるで
あろう。

【００２５】本発明を好適な態様を参照して示し、説明
してきたが、添付した特許請求の範囲に規定された本発
明の概念および範疇からはずれることなく、形態および
詳細において様々な変更をすることができることが当業
者により理解されるであろう。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、灰のＴＣＬＰ／ＳＴＬＣ／水
の変数を低減させる手段を提供し、それにより、灰に対
する再利用性および処理の選択が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボトムおよびフライアッシュを回収する前に水
不溶性のリン鉱石の使用を可能にする焼却炉を示す概略
的な工程における本発明の一実施態様を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA21 AA26 AA28 AA36 AA37 AA46 AB03 AC04 BB03 CA15 CA32 CA34 CA47 CC03 CC06 CC11 CC12 CC13

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定化処理後に自由な流動性を維持す
   る、自由流れの乾燥または湿潤廃棄物中の重金属を固定
   化させる方法であって、廃棄物を水不溶性であるかまた
   は水溶性を阻止する安定化剤の有効量と接触させ、フェ
   デラル・レジスター５５巻１２６号２６９８５〜２６９
   ９８頁に記載されている、生成した処理廃棄物について
   行なわれたＥＰＡ ＴＣＬＰまたはＳＴＬＣ試験で測定
   された規制値以下の基準に重金属の溶脱を低減させるこ
   とから本質的になる方法。
2. 【請求項２】 安定化剤が、天然鉱物、リン鉱石、粉砕
   されたリン鉱石、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムお
   よび炭素からなる群より選ばれた水不溶性の薬品である
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 安定化剤が、水不溶性の被膜を有する水
   溶性薬品を含む水不溶性の薬品であり、前記水溶性薬品
   が、三重過リン酸石灰、過リン酸塩、ドロマイト石灰、
   石灰、ポルトランドセメント、シリケート粉末、炭酸
   塩、硫酸塩および硫化物からなる群より選ばれ、水溶性
   の沈殿化剤上に塗布された表面被膜が水不溶性または耐
   水溶性の表面特性を与える請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 安定化剤が水溶性であるが、水溶性を阻
   止する形状（例えば、ペレット状、塊状、小球状、被膜
   状）で存在している請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼から生成し
   た、ボトムアッシュ、フライアッシュ、集塵装置の残留
   物およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれたも
   のである請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 廃棄物が、自動車の破砕、ワイヤの破
   砕、大型家庭用品の破砕およびそれらの組み合わせから
   生成した破砕塵からなる群より選ばれたものである請求
   項１記載の方法。
7. 【請求項７】 廃棄物の湿潤化または取り扱い工程の際
   に、廃棄物中にそのまま残存する安定化剤で廃棄物中の
   重金属を固定化させる方法であって、廃棄物を水不溶性
   であるかまたは水溶性を阻止する安定化剤と接触させる
   ことから本質的になり、前記安定化剤が、廃棄物の湿潤
   化の際に通常の取扱い条件下で廃棄物マトリックスに必
   ず残存することができ、廃棄物の製造または回収の際
   に、冷却、噴霧または水と接触させたときに廃棄物の湿
   潤化時に水不溶性を残存するものであり、それにより重
   金属を固定化させる方法。
8. 【請求項８】 乾燥または湿潤状態で廃棄物を湿潤化さ
   せるか、または取り扱う際に、安定化剤を廃棄物の表面
   に付着させ、廃棄物粒子中に捕捉して残存させるため
   に、安定化剤が粉砕されている請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 安定化剤が、三重過リン酸石灰、過リン
   酸塩、粉砕されたリン鉱石、ペブル石灰またはマグネシ
   ウム鉱石である請求項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 安定化剤が、水不溶性の被膜を有する
    水溶性薬品を含み、前記水溶性薬品が、三重過リン酸石
    灰、過リン酸塩、ドロマイト石灰、石灰、ポルトランド
    セメント、シリケート粉末、炭酸塩、硫酸塩および硫化
    物からなる群より選ばれたものである請求項７記載の方
    法。
11. 【請求項１１】 廃棄物を、廃棄物の総量に対して０．
    ０１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固定化剤
    と接触させる請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】 廃棄物を、廃棄物の総量に対して０．
    ０１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固定化剤
    と接触させる請求項７記載の方法。
13. 【請求項１３】 固定化処理後に自由な流動性を維持す
    る、自由流れの乾燥または湿潤廃棄物または重金属に汚
    染された物質中の重金属を固定化させる方法であって、
    廃棄物または汚染物質を、フェデラル・レジスター５５
    巻１２６号２６９８５〜２６９９８頁に記載されてい
    る、生成した処理廃棄物または汚染物質について行なわ
    れたカリフォルニア州の溶脱試験、日本の方法による溶
    脱試験またはＥＰＡＴＣＬＰ試験で測定された規制値以
    下の基準に重金属の溶脱を低減させる安定化剤の有効量
    と接触させることから本質的になり、前記安定化剤が、
    リン鉱石、粉砕されたリン鉱石、三重過リン酸石灰、過
    リン酸塩、シリケート、酸化マグネシウム、硫酸塩、硫
    化物および石灰からなる群より選ばれ、前記固定化剤
    が、廃棄物の製造または回収の際に、冷却、噴霧または
    水と接触させるときに、廃棄物または汚染物質の湿潤化
    時に廃棄物または汚染物質のマトリックスに必ず残存す
    ることができるものであり、それにより重金属を固定化
    させる方法。
14. 【請求項１４】 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼から生成
    した、ボトムアッシュ、フライアッシュ、集塵装置の残
    留物およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれた
    ものである請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 廃棄物が、自動車の破砕、ワイヤの破
    砕、大型家庭用品の破砕およびそれらの組み合わせから
    生成した破砕塵からなる群より選ばれたものである請求
    項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】 廃棄物を、廃棄物の総量に対して０．
    ０１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固定化剤
    と接触させる請求項１３記載の方法。
17. 【請求項１７】 廃棄物の湿潤化または取り扱い工程の
    際に廃棄物または汚染物質内にそのまま残存する固定化
    剤で廃棄物または重金属で汚染された物質中の重金属を
    固定化させる方法であって、廃棄物または汚染物質を、
    シリケート、酸化マグネシウム、硫酸塩、硫化物、石
    灰、三重過リン酸石灰、リン鉱石、過リン酸塩および粉
    砕されたリン鉱石からなる群より選ばれた安定化剤と接
    触させることから本質的になり、前記薬品が、廃棄物の
    製造または回収の際に、冷却、噴霧または水と接触させ
    るときに、廃棄物または汚染物質の湿潤化時に廃棄物ま
    たは汚染物質のマトリックスに必ず残存することができ
    るものであり、それにより重金属を固定化させる方法。
18. 【請求項１８】 廃棄物が、固体廃棄物の燃焼から生成
    した、ボトムアッシュ、フライアッシュ、集塵装置の残
    留物およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれた
    ものである請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 廃棄物が、自動車の破砕、ワイヤの破
    砕、大型家庭用品の破砕およびそれらの組み合わせから
    生じた破砕塵からなる群より選ばれたものである請求項
    １７記載の方法。
20. 【請求項２０】 廃棄物を、廃棄物の総量に対して０．
    ０１〜２０．０重量％の量で少なくとも１種の固定化剤
    と接触させる請求項１７記載の方法。
21. 【請求項２１】 灰を取り扱う工程の際に、湿潤した灰
    内にそのまま残存する固定化剤で湿潤した灰中の重金属
    を固定化させる方法であって、湿潤した灰を、三重過リ
    ン酸石灰、リン鉱石、シリケート、酸化マグネシウム、
    硫酸塩、硫化物、石灰、過リン酸塩および粉砕されたリ
    ン鉱石からなる群より選ばれた安定化剤と接触させるこ
    とから本質的になり、前記薬品が、廃棄物の製造または
    回収の際に湿潤した灰のマトリックスに必ず残存するこ
    とができるものであり、それにより重金属を固定化させ
    る方法。
22. 【請求項２２】 安定化剤をその回収の前に湿潤した灰
    と接触させる請求項２１記載の方法。
23. 【請求項２３】 廃棄物の湿潤化または取り扱い工程の
    際に、破砕残留物中にそのまま残存する安定化剤でワイ
    ヤの切断または自動車の破砕から生じた破砕残留物中の
    重金属を固定化させる方法であって、破砕残留物を、三
    重過リン酸石灰、シリケート、酸化マグネシウム、硫酸
    塩、硫化物、石灰、リン鉱石、過リン酸塩および粉砕さ
    れたリン鉱石からなる群より選ばれた安定化剤と接触さ
    せることから本質的になり、前記安定化が、廃棄物の製
    造または回収の際に、冷却、噴霧または水と接触させる
    ときに、破砕残留物の湿潤化時に破砕残留物のマトリッ
    クスに必ず残存することができるものであり、それによ
    り重金属を固定化させる方法。
24. 【請求項２４】 破砕廃棄物が、自動車の破砕残留物ま
    たはワイヤ切断の絶縁体廃棄物である請求項２３記載の
    方法。
25. 【請求項２５】 重金属が、鉛、カドミウム、銅および
    亜鉛からなる群より選ばれたものである請求項１記載の
    方法。
26. 【請求項２６】 重金属が、鉛、カドミウム、銅および
    亜鉛からなる群より選ばれたものである請求項１７記載
    の方法。