JP2006281069A

JP2006281069A - クロム酸化物含有焼成物の処理方法

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Publication number: JP2006281069A
Application number: JP2005103586A
Authority: JP
Inventors: Kota Sasaki; 宏太佐々木; Masahiko Moriya; 政彦守屋; Ryukichi Okamura; 隆吉岡村
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4373951B2

Abstract

【課題】クロム酸化物含有焼成物の６価クロム量を低減することができる処理方法を提供する。
【解決手段】クロムを含有する原料を焼成して得られるクロム酸化物含有焼成物を液体で洗浄するクロム酸化物含有焼成物の処理方法。
上記液体としては、水、還元剤を含有する水溶液、アルコール又はアセトンを使用することが好ましい。
また、焼成物はアルカリ金属を含むものであることが好ましく、焼成物の水硬率(H.M.)は0.05〜2.3であることが好ましい。

Description

本発明は、クロムを含有する原料を焼成して得られるクロム酸化物含有焼成物の６価クロム量を低減することができるクロム酸化物含有焼成物の処理方法に関する。

わが国では、経済成長、人口の都市部への集中に伴い、産業廃棄物や一般廃棄物等が急増している。従来から、前記廃棄物の大半は、焼却によって十分の一程度に減容化し埋め立て処分されているが、最近では埋め立て処分場の残余容量が逼迫していることから、新しい廃棄物処理方法の確率が緊急課題になっている。この課題に対処するために、従来よりセメント産業では、産業廃棄物や一般廃棄物等を原料として骨材、セメント混和材、セメント用等の焼成物が製造されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−２１５５号公報

しかしながら、上記産業廃棄物や一般廃棄物等には、微量のクロムが含まれており、これらを原料として焼成物を製造すると、得られる焼成物中に６価クロムが含まれることになる。このような焼成物を、骨材等として使用した場合や、粉砕して水硬性材料として使用した場合、焼成物中に含まれる６価クロムが、水質汚染、土質汚染等を引き起こす可能性があるため、６価クロム量を低減させることが望まれている。

従って、本発明の目的は、クロムを含有する原料を焼成して得られるクロム酸化物含有焼成物の６価クロム量を低減することができるクロム酸化物含有焼成物の処理方法を提供することにある。

本発明者らは、斯かる実情に鑑み、鋭意研究した結果、クロムを含有する原料を焼成して得られる焼成物を液体で洗浄処理することにより、６価クロム量が低減された焼成物が得られることを見いだし、本発明を完成させたものである。
即ち、本発明は、クロムを含有する原料を焼成して得られるクロム酸化物含有焼成物を液体で洗浄することを特徴とするクロム酸化物含有焼成物の処理方法である。
そして、本発明では、上記液体として、水、還元剤を含有する水溶液、アルコール又はアセトンを使用することが好ましい。
また、本発明では、焼成物がアルカリ金属を含むことが好ましい。

本発明では、クロムを含有する原料を用いても、６価クロム量が低減された焼成物が得られる。そして、この焼成物は、骨材や路盤材、粉砕して水硬性材料等に使用しても、環境汚染の問題がない。
また、本発明では、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を焼成物の原料として使用することができるので、廃棄物の有効利用の促進にも貢献することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において、焼成物の原料としては、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料、珪石、粘土等のSiO₂原料、粘土等のAl₂O₃原料、鉄滓、鉄ケーキ等のFe₂O₃原料を使用することができる。
また、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を使用することができる。焼成物の原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上のものを使用することは、廃棄物の有効利用を促進させることができ好ましいことである。ここで、産業廃棄物としては、例えば、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等）、建設廃材、コンクリート廃材、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰等が挙げられる。一般廃棄物としては、例えば、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
これらのうち、粘土、鉄滓、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土にはクロムが多く含まれるものがある。

本発明においては、焼成物の原料として、上記原料に加えて、アルカリ金属含有原料を使用することが好ましい。焼成物がアルカリ金属を含むことにより、液体で洗浄した場合の６価クロム量の低減効果をより大きくすることができる。
アルカリ金属含有原料としては、カリミョウバン等を使用することができる。
焼成物中のアルカリ金属量は、アルカリ金属酸化物として2質量％以下が好ましい。焼成物中のアルカリ金属量が多くなると、焼成中のアルカリ金属の揮発が大きくなり、これらを処理するための設備が別途必要になる。

上記原料を、水硬率（H.M.）が好ましくは0.05〜2.3、より好ましくは0.5以上1.5未満となるように混合して焼成することにより、焼成物を製造する。
焼成温度は、目的とする焼成物の水硬率（H.M.）に応じて設定するのが好ましく、焼成物の水硬率（H.M.）が1.5未満の場合、焼成温度は1000〜1350℃、特に1150〜1350℃であるのが好ましい。焼成物の水硬率（H.M.）が1.5〜2.3の場合、焼成温度は1200〜1550℃、特に1350〜1450℃であるのが好ましい。

本発明においては、焼成物の吸水率が大きいほど、液体で洗浄した場合の６価クロム量の低減効果が大きくなるので、焼成物の吸水率は、0.3％以上であることが好ましく、0.5％以上であることがより好ましく、1.0％以上であることが特に好ましい。なお、吸水率は、「JIS A 1135」に準じて測定される値である。

各原料を混合する方法は特に制限されず、慣用の装置等を用いて行うことができる。
また、焼成に使用する装置も特に制限されず、例えば、ロータリーキルン等を用いることができる。ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば、廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。

本発明では、上記クロム酸化物含有焼成物を液体で洗浄する。液体で洗浄する方法としては、例えば、
(1)焼成物を収容施設に収容した後、この収容施設の上部からスプリンクラー等により液体を散布する方法、
(2)焼成物をベルトコンベアに供給し、上方のスプレーノズルから液体を散布する方法、
(3)焼成物を液体を入れた容器に供給して浸漬する方法、
等が挙げられる。
洗浄後の６価クロムを含有する洗浄液は、還元剤で処理した後、廃棄することができる。

洗浄に使用する液体としては、水、還元剤を含有する水溶液、アルコールやアセトン等が挙げられる。アルコールとしては、メタノールやエタノール等が挙げられる。
本発明では、コストや取り扱いの容易性等から、洗浄に使用する液体としては、水又は還元剤を含有する水溶液を使用することが好ましい。還元剤を含有する水溶液を使用した場合は、水溶液中に溶出してくる６価クロムが還元されて３価クロムになるので、洗浄水を処理することなく廃棄することができる。かかる還元剤としては、２価の鉄塩（例えば、硫酸第一鉄、塩化第一鉄等）や亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
還元剤を含有する水溶液を使用する場合、還元剤の濃度は0.1質量％以上であることが好ましい。

なお、本発明において、水硬率（H.M.）が1.5以上の焼成物を水又は還元剤を含有する水溶液で洗浄する場合は、該焼成物の水和生成物に６価クロムが取り込まれて効率的な６価クロムの除去が困難になるので、焼成物の水和を抑制することができる成分を水又は還元剤を含有する水溶液に添加することが好ましい。かかる成分としては、例えば、硫酸塩、糖類、クエン酸、ヘプトン酸等の遅延剤が挙げられる。

液体で洗浄した後の焼成物は、モルタル・コンクリート用の骨材や路盤材等として使用することができる。また、粉砕して、石膏や高炉スラグ、フライアッシュ等と混合して水硬性材料として使用することができる。

以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
１．焼成物の製造
原料として、下水汚泥、建設発生土、石灰石等の一般のポルトランドセメントクリンカー原料を使用して、水硬率（H.M.）が0.9となるように原料を調合した。
上記調合原料を、小型ロータリーキルンを用いて1300℃で焼成し、吸水率が0.2％の焼成物Ａ、吸水率が1.0％の焼成物Ｂ、吸水率が3.0％の焼成物Ｃを製造した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。
なお、吸水率は、「JIS A 1135」に準じて測定した。

２．６価クロム溶出量の測定（その１）
上記各焼成物を収容施設に収容した後、この収容施設の上部からスプリンクラーにより焼成物と同量の水を散水する処理を繰り返し行い焼成物を洗浄した。
散水前と散水後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表１に示す

３．６価クロム溶出量の測定（その２）
上記焼成物Ｂに対して、硫酸第一鉄１％水溶液を洗浄水として使用して、上記２．と同様にして洗浄した。
散水前と散水後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表２に示す

４．６価クロム溶出量の測定（その３）
上記各焼成物Ａ〜Ｃ(１kg)を水(２kg)を入れた容器に供給して６時間浸漬した後、水を排水する処理を繰り返し行い焼成物を洗浄した。
浸漬前と浸漬後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表３に示す

３．６価クロム溶出量の測定（その４）
上記焼成物Ｂに対して、硫酸第一鉄１％水溶液を洗浄水として使用して、上記４．と同様にして洗浄した。
浸漬前と浸漬後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表４に示す

実施例２
１．焼成物の製造
原料として、下水汚泥、建設発生土、カリミョウバン、石灰石等の一般のポルトランドセメントクリンカー原料を使用して、水硬率（H.M.）が0.9となるように原料を調合した。
上記調合原料を、小型ロータリーキルンを用いて1300℃で焼成し、吸水率が1.0％、アルカリ金属酸化物量が1.0質量％の焼成物Ｄを製造した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。

２．６価クロム溶出量の測定
上記焼成物Ｄを収容施設に収容した後、この収容施設の上部からスプリンクラーにより焼成物と同量の水を散水する処理を繰り返し行い焼成物を洗浄した。
散水前と散水後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表５に示す

実施例３
１．焼成物の製造
原料として、下水汚泥、建設発生土、石灰石等の一般のポルトランドセメントクリンカー原料を使用して、水硬率（H.M.）が1.35となるように原料を調合した。
上記調合原料を、小型ロータリーキルンを用いて1350℃で焼成し、吸水率が0.2％の焼成物Ｅ、吸水率が3.0％の焼成物Ｆを製造した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。

２．６価クロム溶出量の測定
上記各焼成物を収容施設に収容した後、この収容施設の上部からスプリンクラーにより焼成物と同量の水を散水する処理を繰り返し行い焼成物を洗浄した。
散水前と散水後の各焼成物の６価クロム溶出量を、環境庁告示第４６号に準じて測定した。
その結果を表６に示す

Claims

クロムを含有する原料を焼成して得られるクロム酸化物含有焼成物を液体で洗浄することを特徴とするクロム酸化物含有焼成物の処理方法。
上記液体が、水、還元剤を含有する水溶液、アルコール又はアセトンである請求項１記載のクロム酸化物含有焼成物の処理方法。
焼成物がアルカリ金属を含む請求項１又は２に記載のクロム酸化物含有焼成物の処理方法。
焼成物の水硬率(H.M.)が0.05〜2.3である請求項１〜３のいずれか１項記載のクロム酸化物含有焼成物の処理方法。
産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料とする請求項１〜４のいずれか１項記載のクロム酸化物含有焼成物の処理方法。