JPH11114536A - カドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法 - Google Patents
カドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法Info
- Publication number
- JPH11114536A JPH11114536A JP9287317A JP28731797A JPH11114536A JP H11114536 A JPH11114536 A JP H11114536A JP 9287317 A JP9287317 A JP 9287317A JP 28731797 A JP28731797 A JP 28731797A JP H11114536 A JPH11114536 A JP H11114536A
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- Japan
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- fly ash
- cadmium
- roasting
- fired product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、溶融固化法と同等の長期信頼
性を有し、かつ溶融固化法より低コストである焼却飛灰
の無害化処理技術の提供を課題とする。 【解決手段】 都市ごみ焼却飛灰等に粘結材と組成調合
材とを混合し、還元剤として石炭またはコークスを加
え、得られた混合物を粉砕し、次いで、得られた粉砕物
に水を加えて成形して成形体を得、その後、要すれば乾
燥し、焙焼して焼成物を得る方法において、１０００℃
以上での滞留時間を１５分以上とし、好ましくは焙焼炉
として回転焙焼炉を用いる。
性を有し、かつ溶融固化法より低コストである焼却飛灰
の無害化処理技術の提供を課題とする。 【解決手段】 都市ごみ焼却飛灰等に粘結材と組成調合
材とを混合し、還元剤として石炭またはコークスを加
え、得られた混合物を粉砕し、次いで、得られた粉砕物
に水を加えて成形して成形体を得、その後、要すれば乾
燥し、焙焼して焼成物を得る方法において、１０００℃
以上での滞留時間を１５分以上とし、好ましくは焙焼炉
として回転焙焼炉を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ焼却飛灰等
カドミウムを含有するぱいじんの無害化技術に関する。
カドミウムを含有するぱいじんの無害化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】我が国では滅容化と衛生上の観点から、
可燃ごみについては積極的に焼却処理されている。そし
て、発生した焼却灰や飛灰のほとんどを埋め立て処分と
している。しかしながら焼却灰や飛灰、特に飛灰には多
量の有害金属が含まれており、埋め立てた飛灰から溶出
するカドミウムによる環境汚染が大きな社会間題となっ
ている。
可燃ごみについては積極的に焼却処理されている。そし
て、発生した焼却灰や飛灰のほとんどを埋め立て処分と
している。しかしながら焼却灰や飛灰、特に飛灰には多
量の有害金属が含まれており、埋め立てた飛灰から溶出
するカドミウムによる環境汚染が大きな社会間題となっ
ている。
【０００３】この問題を解消すべく種々の技術が提案さ
れ、一部実用化されている。例えば、セメント固化法、
薬剤処理法や溶融固化法等である。セメント固化と薬剤
処理法とは、カドミウム等の有害金属を物理的または化
学的に固定し、不溶化するもので、処理コストは低い
が、酸性雨等による長期信頼性に間題を残している。
れ、一部実用化されている。例えば、セメント固化法、
薬剤処理法や溶融固化法等である。セメント固化と薬剤
処理法とは、カドミウム等の有害金属を物理的または化
学的に固定し、不溶化するもので、処理コストは低い
が、酸性雨等による長期信頼性に間題を残している。
【０００４】また、溶融固化法は、我が国でのみ実用化
されている技術で、焼却飛灰を１３００℃以上で溶融
し、ガラス質のスラグとするものである。この方法は、
溶融時にカドミウム等有害金属の多くを揮発除去でき、
また残留した有害金属も、スラグ中のシリカの網目構造
中に包み込んで固定化できるため、これを埋め立て処分
しても長期信頼性が高く、すぐれた焼却飛灰処理技術で
ある。しかし、高温処理であるがゆえに設備費用および
処理コストが割高になるという間題がある。
されている技術で、焼却飛灰を１３００℃以上で溶融
し、ガラス質のスラグとするものである。この方法は、
溶融時にカドミウム等有害金属の多くを揮発除去でき、
また残留した有害金属も、スラグ中のシリカの網目構造
中に包み込んで固定化できるため、これを埋め立て処分
しても長期信頼性が高く、すぐれた焼却飛灰処理技術で
ある。しかし、高温処理であるがゆえに設備費用および
処理コストが割高になるという間題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融固化法
と同等の長期信頼性を有し、かつ溶融固化法より低コス
トである焼却飛灰の無害化処理技術の提供を課題とす
る。
と同等の長期信頼性を有し、かつ溶融固化法より低コス
トである焼却飛灰の無害化処理技術の提供を課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】都市ごみ焼却飛灰等に粘
結材と組成調合材とを混合し、還元剤として石炭または
コークスを加え、得られた混合物を粉砕し、次いで、得
られた粉砕物に水を加えて成形して成形体を得、その
後、要すれば乾燥し、焙焼して焼成物を得る方法におい
て、１０００℃以上での滞留時間を１５分以上とし、好
ましくは焙焼炉として回転焙焼炉を用いるものである。
結材と組成調合材とを混合し、還元剤として石炭または
コークスを加え、得られた混合物を粉砕し、次いで、得
られた粉砕物に水を加えて成形して成形体を得、その
後、要すれば乾燥し、焙焼して焼成物を得る方法におい
て、１０００℃以上での滞留時間を１５分以上とし、好
ましくは焙焼炉として回転焙焼炉を用いるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】カドミウム金属の蒸気圧は高く、
沸点が７７７℃である。また塩化物の沸点も９６１℃と
低いことから、金属や塩化物の形で飛灰中に存在してい
れぱ、熱力学的に見て、高温焙焼処理により容易に揮発
分離できるものと考えられる。しかしながら酸化物は、
蒸気圧に関するデータはないが１５５９℃で昇華するこ
とが知られていることから、酸化物として存在していれ
ば揮発分離しがたいと予想される。そこで、国内の３箇
所の都市ごみ焼却場から入手した焼却飛灰を、Ｘ線等で
調査したが、焼却飛灰中のカドミウムの存在形態は確認
できなかった。
沸点が７７７℃である。また塩化物の沸点も９６１℃と
低いことから、金属や塩化物の形で飛灰中に存在してい
れぱ、熱力学的に見て、高温焙焼処理により容易に揮発
分離できるものと考えられる。しかしながら酸化物は、
蒸気圧に関するデータはないが１５５９℃で昇華するこ
とが知られていることから、酸化物として存在していれ
ば揮発分離しがたいと予想される。そこで、国内の３箇
所の都市ごみ焼却場から入手した焼却飛灰を、Ｘ線等で
調査したが、焼却飛灰中のカドミウムの存在形態は確認
できなかった。
【０００８】本発明者は以上の知見を墓に、カドミウム
を０．２％含有する都市ごみ焼却飛灰を粘結剤としての
ベントナイトと混合し、直径１０ｍｍ程度に造粒したサ
ンプルを使用した小型電気炉による焙焼基礎試験を行っ
た。空気雰囲気下で１０５０℃１０分間焙焼したところ
カドミウムの残留濃度は０．０１％以下となったが、環
境庁告示１３号による溶出濃度は１．４ｍｇ／ｌと高い
値を示した。この理由は、焙焼中にカドミウムが酸化さ
れて、蒸気圧の低い酸化物となるため揮発分離が不十分
で、溶出したものと考えられる。
を０．２％含有する都市ごみ焼却飛灰を粘結剤としての
ベントナイトと混合し、直径１０ｍｍ程度に造粒したサ
ンプルを使用した小型電気炉による焙焼基礎試験を行っ
た。空気雰囲気下で１０５０℃１０分間焙焼したところ
カドミウムの残留濃度は０．０１％以下となったが、環
境庁告示１３号による溶出濃度は１．４ｍｇ／ｌと高い
値を示した。この理由は、焙焼中にカドミウムが酸化さ
れて、蒸気圧の低い酸化物となるため揮発分離が不十分
で、溶出したものと考えられる。
【０００９】次に、窒素、酸素、水蒸気を混合した模擬
ＬＰＧ燃焼ガス雰囲気下で小型電気炉による焙焼基礎試
験を行った。その結果、１０５０℃で１０分間焙焼すれ
ぱ、カドミウムの残留濃度は０．０１％以下となり、環
境庁告示１３号による溶出濃度は０．０１ｍｇ／ｌ以下
になることを確認した。
ＬＰＧ燃焼ガス雰囲気下で小型電気炉による焙焼基礎試
験を行った。その結果、１０５０℃で１０分間焙焼すれ
ぱ、カドミウムの残留濃度は０．０１％以下となり、環
境庁告示１３号による溶出濃度は０．０１ｍｇ／ｌ以下
になることを確認した。
【００１０】以上の基礎試験結果を基に実際に小型のロ
ータリーキルンを用いて種々の条件での試験を行った結
果、焼成物のカドミウムの溶出濃度は、焙焼温度が高い
ほど低くなる傾向はあるもののぱらつきが大きく、最高
温度を何℃にするかということより１０００℃以上の温
度城での滞留時間をどうするかに大きく依存しているこ
とがわかった。
ータリーキルンを用いて種々の条件での試験を行った結
果、焼成物のカドミウムの溶出濃度は、焙焼温度が高い
ほど低くなる傾向はあるもののぱらつきが大きく、最高
温度を何℃にするかということより１０００℃以上の温
度城での滞留時間をどうするかに大きく依存しているこ
とがわかった。
【００１１】本発明の条件はこうして選択されたもので
あり、焼成物よりのカドミウム溶出量を０．０１ｍｇ／
ｌ以下とするために、焼却飛灰と、粘結材としてベント
ナイトと、組成調合材として珪砂、陶石、長石、カオリ
ナイト、木節粘度等のシリカを含む鉱物の少なくとも１
種を用い、これらを混合し、得られた混合物の焙焼後の
化学組成がシリカが２０〜８０重量％で酸化カルシュウ
ムが０．５〜１５重量％になるように混合し更に、発泡
剤として平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄および／又は炭
化珪素を外割で２〜１０重量％を混合し、更に石炭また
はコークスを還元剤として炭素量換算で２〜９％を加え
得られたものを１０００℃以上の温度で１５分以上焙焼
するものであり、こうすれば、焙焼雰囲気中の酸素濃度
が３〜５％であっても、溶出濃度を０．０１ｍｇ／１以
下にすることができるのである。
あり、焼成物よりのカドミウム溶出量を０．０１ｍｇ／
ｌ以下とするために、焼却飛灰と、粘結材としてベント
ナイトと、組成調合材として珪砂、陶石、長石、カオリ
ナイト、木節粘度等のシリカを含む鉱物の少なくとも１
種を用い、これらを混合し、得られた混合物の焙焼後の
化学組成がシリカが２０〜８０重量％で酸化カルシュウ
ムが０．５〜１５重量％になるように混合し更に、発泡
剤として平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄および／又は炭
化珪素を外割で２〜１０重量％を混合し、更に石炭また
はコークスを還元剤として炭素量換算で２〜９％を加え
得られたものを１０００℃以上の温度で１５分以上焙焼
するものであり、こうすれば、焙焼雰囲気中の酸素濃度
が３〜５％であっても、溶出濃度を０．０１ｍｇ／１以
下にすることができるのである。
【００１２】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００１３】（実施例１）実験に使用した焼却飛灰の化
学組成を表１に示した。
学組成を表１に示した。
【００１４】 カドミウムを０．０２％含有する上記組成の都市ごみ焼
却飛灰にベントナイトを混合後の構成比で５％、珪砂を
同１３％、それにヘマタイトを同５％、コークスを同２
％加え、振動ボールミルを用いて十分に混合・粉砕した
後、パンペレタイザーにより直径５〜１５ｍｍに球状に
造粒し、乾燥した。これをロータリーキルンに投入し焙
焼を行った。
却飛灰にベントナイトを混合後の構成比で５％、珪砂を
同１３％、それにヘマタイトを同５％、コークスを同２
％加え、振動ボールミルを用いて十分に混合・粉砕した
後、パンペレタイザーにより直径５〜１５ｍｍに球状に
造粒し、乾燥した。これをロータリーキルンに投入し焙
焼を行った。
【００１５】ロータリーキルンには原料投入口と反対側
にガスバ｝ナーが設けられており、このバーナーで発生
した高温の燃焼ガスは造粒物の流れとは向流とした。よ
って、投入された造粒物はバーナーに近ずくに従い昇温
され、バーナー付近で最高温度となった後、炉外に排出
される。
にガスバ｝ナーが設けられており、このバーナーで発生
した高温の燃焼ガスは造粒物の流れとは向流とした。よ
って、投入された造粒物はバーナーに近ずくに従い昇温
され、バーナー付近で最高温度となった後、炉外に排出
される。
【００１６】このロータリーキルンの原料投入口ガス温
度を６５０℃、バーナー部近傍の最高温度を１１０５℃
に設定し、回転数を調整して焙焼時間（投入してから排
出されるまでの時間）を９０分に設定し焙焼を行った。
なお熱電対を用いた温度の実測値から、造粒物の１００
０℃以上の高温部での滞留時間は１７分となっているこ
とがわかった。
度を６５０℃、バーナー部近傍の最高温度を１１０５℃
に設定し、回転数を調整して焙焼時間（投入してから排
出されるまでの時間）を９０分に設定し焙焼を行った。
なお熱電対を用いた温度の実測値から、造粒物の１００
０℃以上の高温部での滞留時間は１７分となっているこ
とがわかった。
【００１７】焼成物を冷却した後、カドミウムの定量分
析をＩＣＰで行った結果、カドミウムの残留量は０．０
１％以下であった。また環境庁告示１３号による溶出試
験を行ったところ、カドミウムの溶出量は０．００５ｍ
ｇ／ｌ以下であった。
析をＩＣＰで行った結果、カドミウムの残留量は０．０
１％以下であった。また環境庁告示１３号による溶出試
験を行ったところ、カドミウムの溶出量は０．００５ｍ
ｇ／ｌ以下であった。
【００１８】（実施例２）カドミウムを０．０３％含有
する都市ごみ焼却飛灰にベントナイトを混合後の構成比
で５％、珪砂を同１５％、ヘマタイトを同５％、それに
コークスを同２％を加え、振動ボールミルを用いて十分
に混合・粉砕した後、パンペレタイザーにより直径５〜
１５ｍｍに球状に造粒し、乾燥した。これをロータリー
キルンに投入し焙焼を行った。
する都市ごみ焼却飛灰にベントナイトを混合後の構成比
で５％、珪砂を同１５％、ヘマタイトを同５％、それに
コークスを同２％を加え、振動ボールミルを用いて十分
に混合・粉砕した後、パンペレタイザーにより直径５〜
１５ｍｍに球状に造粒し、乾燥した。これをロータリー
キルンに投入し焙焼を行った。
【００１９】焙焼条件は造粒物投入口温度を６７０℃、
バーナー部の最高温度を１１１０℃に設定し、回転数を
調整して焙焼時間（投入してから排出されるまでの時
間）を９０分に設定した。なお熱電対を用いた温度の実
測値から、この時の１０００℃以上の高温部での造粒物
の滞留時間は１８分となっていた。
バーナー部の最高温度を１１１０℃に設定し、回転数を
調整して焙焼時間（投入してから排出されるまでの時
間）を９０分に設定した。なお熱電対を用いた温度の実
測値から、この時の１０００℃以上の高温部での造粒物
の滞留時間は１８分となっていた。
【００２０】焼成物を冷却した後、カドミウムの定量分
析をＩＣＰで行った。その結果、カドミウムの残留量は
０．０１％以下であった。また環境庁告示１３号による
溶出試験を行ったところ、カドミウムの溶出量は０．０
１ｍｇ／ｌ以下であった。
析をＩＣＰで行った。その結果、カドミウムの残留量は
０．０１％以下であった。また環境庁告示１３号による
溶出試験を行ったところ、カドミウムの溶出量は０．０
１ｍｇ／ｌ以下であった。
【００２１】（比較例）カドミウムを０．０２％含有す
る都市ごみ焼却飛灰にベントナイトを混合後の構成比で
５％、珪砂を同１５％、ヘマタイトを同５％、それにコ
ークスを同３％を加え、振動ボールミルを用いて十分に
混合・粉砕した後、パンペレタイザーにより直径５〜１
５ｍｍに球状に造粒し、乾燥した。これをロータリーキ
ルンに投入し焙焼を行った。
る都市ごみ焼却飛灰にベントナイトを混合後の構成比で
５％、珪砂を同１５％、ヘマタイトを同５％、それにコ
ークスを同３％を加え、振動ボールミルを用いて十分に
混合・粉砕した後、パンペレタイザーにより直径５〜１
５ｍｍに球状に造粒し、乾燥した。これをロータリーキ
ルンに投入し焙焼を行った。
【００２２】焙焼条件は原料投入口温度を５４０℃、バ
ーナー部の最高温度を１０７０℃に設定し、回転数を調
整して焙焼時聞（投入してから排出されるまでの時間）
を９０分に設定した。なお熱電対を用いた温度の実測値
から、この時の１０００℃以上の高温部での原料の滞留
時間は１１．７分となっていた。
ーナー部の最高温度を１０７０℃に設定し、回転数を調
整して焙焼時聞（投入してから排出されるまでの時間）
を９０分に設定した。なお熱電対を用いた温度の実測値
から、この時の１０００℃以上の高温部での原料の滞留
時間は１１．７分となっていた。
【００２３】得られた焼成物を冷却した後、カドミウム
の定量分析をＩＣＰで行った結果、カドミウムの残留量
は０．０１％以下であった。しかし、環境庁告示１３号
による溶出試験を行ったところ、カドミウムの溶出濃度
は０．７２ｍｇ／ｌであった。
の定量分析をＩＣＰで行った結果、カドミウムの残留量
は０．０１％以下であった。しかし、環境庁告示１３号
による溶出試験を行ったところ、カドミウムの溶出濃度
は０．７２ｍｇ／ｌであった。
【００２４】
【発明の効果】本発明の方法に従えば、環境庁告示１３
号による焼却飛灰のカドミウムの溶出濃度を０．０１ｍ
ｇ／ｌ以下にすることができる。これは土壌の環境墓準
値（カドミウムの溶出濃度０．０１ｍｇ／ｌ）を満足す
るものであり、本発明を使用すればカドミウム含有ぱい
じんをの無害化ができる。また、本発明の方法は溶融固
化法と比較して低コストであり、経済性に優れている。
号による焼却飛灰のカドミウムの溶出濃度を０．０１ｍ
ｇ／ｌ以下にすることができる。これは土壌の環境墓準
値（カドミウムの溶出濃度０．０１ｍｇ／ｌ）を満足す
るものであり、本発明を使用すればカドミウム含有ぱい
じんをの無害化ができる。また、本発明の方法は溶融固
化法と比較して低コストであり、経済性に優れている。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 純一 茨城県那珂郡東海村石神外宿 2600 住友 金属鉱山株式会社エネルギー環境事業部技 術センター内
Claims (2)
- 【請求項１】 都市ごみ焼却飛灰等に粘結材と組成調
合材とを混合し、還元剤として石炭またはコークスを加
え、得られた混合物を粉砕し、次いで、得られた粉砕物
に水を加えて成形して成形体を得、その後、要すれば乾
燥し、焙焼してカドミウム溶出量の低い焼成物の得る方
法において、１０００℃以上での滞留時間を１５分以上
とすることを特徴とするカドミウム溶出量の低い焼成物
の製造方法。 - 【請求項２】 焙焼炉として回転焙焼炉を用いる請求
項１記載のカドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287317A JPH11114536A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | カドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287317A JPH11114536A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | カドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114536A true JPH11114536A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17715803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9287317A Pending JPH11114536A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | カドミウム溶出量の低い焼成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11114536A (ja) |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP9287317A patent/JPH11114536A/ja active Pending
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