以下、本発明の有害物質の不溶化剤につ� ��て詳細に説明する。

 本発明の不溶化剤は、軽焼マグネシアと� ��生石灰又は消石灰とを含有するものである� ��本発明の不溶化剤は、特にホウ素、フッ素� ��不溶化するために用いることができる。

 ここで、本発明に用いられる軽焼マグネ� ��ア(酸化マグネシウム)としては、天然鉱物� �あるマグネサイト(炭酸マグネシウム)を700~80 0℃で焼成したもの、ブルーサイト(水酸化マ� ��ネシウム)を300~800℃で焼成したものが好適� �ある。なお、マグネサイト、ブルーサイト� �1000℃を超える高温で焼成したものは、反応� ��性が低いため好ましくない。

 また、本発明において使用する生石灰又� ��消石灰は、石灰石(炭酸カルシウム)を900℃� �上で焼成してつくられ、また、消石灰は生� �灰を水と反応させてつくられる。生石灰、� �石灰は最も安価なアルカリ剤であり、日本� �内にも多く産出する。

 ドロマイトは炭酸マグネシウム及び炭酸� ��ルシウムを含有するものであり、この焼成� ��については、通常炭酸カルシウムを分解す� ��ために1000℃以上で焼成が行われるため、酸 化マグネシウム部分の活性が低下するため、 本発明に用いることは好ましくない。

 本発明の有害物質の不溶化剤を重金属等� ��有害物質で汚染された土壌、有害物質を含� ��するごみ、製紙スラッジ、下水汚泥、石炭� ��の飛灰及び燃え殻、高炉スラグ、ガス化炉� ��スラグ等の焼却灰などの被処理物に加え、� ��水して混練し、湿潤状態を保ったまま数日� ��養生を行うことで、本発明の有害物質の不� ��化剤の組成中に含まれるマグネシウム、カ� ��シウムは硫酸化合物、リン酸化合物等を生� ��し、あるいは空気との接触により炭酸化合� ��を形成し、堅固に硬化する。また、粉末珪� ��ソーダなどの珪酸アルカリ金属塩を添加し� ��場合には、さらに固化強度を増加させるこ� ��ができる。本発明の不溶化剤と水を添加し� ��練処理した土壌や灰のpHは概ね10.5~12.5を示� �、その後の養生により、硫酸化合物、リン� �化合物の生成と炭酸化にともない若干低下� �る傾向を示す。

 本発明の有害物質不溶化剤は汚染土壌や� ��を堅固に固め、処理した土壌や灰の飛散や� ��砕を防ぎ、透水性を低下させることにより� ��有害物の溶出、流出を防ぐ効果を発揮する� ��さらに、本発明の有害物質不溶化剤は以下� ��述べるように有害物質の溶出抑制機能を有� ��る組成物を含有するため、優れた溶出低減� ��果をもつと考えられる。

 ここで、軽焼マグネシアと、生石灰又は� ��石灰は、アルカリ域では水酸化物となり沈� ��し、この共沈作用や化合物の形成によりホ� ��素、フッ素の溶出抑制効果が生じると考え� ��れる。また、酸性化合物を添加した場合に� ��いては、例えば硫酸カルシウム(石膏)、リ� �酸カルシウムなどの難溶性化合物形成時の� �沈作用によりホウ素、フッ素の溶出抑制効� �が生じる。

 ところで、ホウ素は、濃度やpHにより形態� �変化することが知られている。ホウ素は、� �較的濃度が低い場合は、アルカリ性の領域� �は次式のように解離が進み、pH10~12の範囲で� ��ほとんどが溶液中でイオン化しB(OH) ₄ ^- の形態で存在する。また、pH8~9以下ではほと� ��ど解離せずH ₃ BO ₃ の形態となる。

 また、ホウ素は0.025M(およそ300mg/L)以上の濃� ��、pH6~11の範囲で、B ₃ O ₃ (OH) ₄ ^- 、B ₅ O ₅ (OH) ₄ ^- 、B ₇ O ₇ (OH) ₄ ^- などのポリマー状の形態となる。

 したがって、効率よくホウ素を固定する� ��めにはpHを制御し、ホウ素を溶出抑制に都� �の良いイオン化した状態に変化させること� �重要である。

 本発明の有害物質の不溶化剤においては� ��軽焼マグネシアと、生石灰又は消石灰と、� ��性物質を加えて混練時のpHを10.5以上12.5以下 の範囲にコントロールすることで、ホウ素を 効率よく固定することができる。これに対し 、生石灰又は消石灰を加えずに軽焼マグネシ アのみを添加した場合には、土壌や灰の硬化 後のpHは概ね10以下の条件となり、前述のホ� �素固定のために望ましいpH範囲とすることが できない。また、生石灰又は消石灰のみでは 、フッ素やホウ素の高い固定能力を得ること はできない。

 軽焼マグネシアと、例えば、水酸化ナト� ��ウムなどのナトリウム化合物を添加すれば� ��同様にpH制御を容易に行うことができるが� �ナトリウム化合物は溶解度が高いため、環� �中において長期的安定性に欠けると思われ� �。このため、不溶化剤の組成物としては溶� �度の低いカルシウム原料を用いることが好� �しい。

 フッ素の溶出抑制方法として、先ず石灰� ��添加する方法が挙げられるが、これに軽焼� ��グネシア、水酸化マグネシウムを加えるこ� ��で溶出抑制効果はさらに大きくなる。また� ��これに硫酸イオン、リン酸イオンなどを与� ��、カルシウムの難溶性化合物形成に伴う共� ��作用により不溶化効果を高めることができ� ��。

 本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに� ��性物質を含有してもよい。この場合の軽焼� ��グネシアと生石灰又は消石灰、酸性物質と� ��配合重量比は、1.0:(0.1~1.0):(0.0~2.0)の範囲と� �、この配合条件によってpH制御の自由度が増 し、本発明の有害物質の不溶化剤を用いて処 理して固化した有害物質を含む土壌や灰の処 理物のpHを10.5以上、好ましくは10.5~12.0の範囲 に容易に制御することができる。さらに、酸 性化合物の添加により、例えば、硫酸カルシ ウムやリン酸カルシウムなどの難溶性化合物 形成に伴う共沈作用により、ホウ素及びフッ 素の効率的吸着を行うことができる。

 ここで、酸性物質としては、硫酸、塩酸� ��硝酸、酢酸、石膏、硫酸マグネシウム、硫� ��第1鉄、硫酸第2鉄、鉄明礬石、塩化第1鉄、� ��化第2鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミウ ム、さらに、リン酸化合物として、正リン酸 、第一リン酸マグネシウム、第二リン酸マグ ネシウム、第三リン酸マグネシウム、ピロリ ン酸マグネシウム、メタリン酸マグネシウム 、第一リン酸アルミニウム、第二リン酸アル ミニウム、第三リン酸アルミニウム、メタリ ン酸アルミニウム、及び重過石などを用いる ことができる。これらのうち1種のみを用い� �もよく、2種以上を組み合わせて用いてもよ� ��。

 本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに� ��元剤を含有してもよい。還元剤を含有する� ��とで、六価クロム、セレン、ヒ素等の有害� ��質の良好な溶出抑制効果が得られる。例え� ��、有害な六価クロムを無害な三価クロムに� ��元し、セレンを6価から4価、0価に還元する� ��とで、より固定しやすい形態へ変化させ、� ��れらの有害物質の効率的な溶出抑制を行う� ��とができる。

 ここで、還元剤としては、金属鉄、硫酸� ��1鉄、塩化第1鉄、硫化ナトリウム、チオ硫� �ナトリウム、チオ硫酸カルシウム、亜硫酸� �トリウム、亜硫酸水素ナトリウム、金属ア� �ミニウム、高炉スラグ粉末、粉末硫黄、石� �微粉末などが挙げられる。硫酸第1鉄、塩化� ��1鉄の2価鉄化合物は、本発明では、酸性物� �としても用いることができる。硫酸第1鉄、� ��化第1鉄などは前述のように酸性物質として も利用することができる。

 本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに� ��酸アルカリ金属塩を含有してもよい。珪酸� ��ルカリ金属塩を含有することで、本発明の� ��溶化剤によって固化された処理材の強度発� ��を高めることができ、これにより不溶化効� ��が向上し、また、好適にリサイクル利用を� ��進することができる。

 すなわち、珪酸アルカリ金属塩溶液は、Ca� �Mg、Al、Baなどの多価金属イオンと反応して� �不溶性の珪酸金属塩水和物や珪酸を同時に� �成してゲル化する。例えば、珪酸アルカリ� �属塩として珪酸ソーダ、多価金属イオンと� �てMgを用いた場合、化1の反応によりゲル化� �る。なお、この反応においてSiO ₂ も同時に生成する。この機構により、不溶化 処理剤の強度特性は向上する。

 ここで、珪酸アルカリ金属塩としては、� ��定のものに限定されるものではないが、例� ��ば、水ガラス、カリウム水ガラス、シリカ� ��ル、リチウム水ガラス、粉末珪酸ソーダ、� ��末珪酸カリウムを用いることができる。特� ��、水ガラス、カリウム水ガラス、リチウム� ��ガラスを用いた場合は、その分散効果に基� ��く減水作用により、被処理物の強度特性を� ��上させる。

 本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに� ��延剤を含有してもよい。この遅延剤は、混� ��処理に必要な時間、混練後の運搬、埋め立� ��などの処理に必要な時間を確保するために� ��固化反応を遅延させる目的で用いられる。� ��延剤の添加量は、不溶化剤成分合計質量の1 0質量部以下が好ましい。

 ここで、遅延剤としては、特定のものに� ��定されるものではなく、例えば、オキシカ� ��ボン酸塩、スルフォン酸ソーダ、澱粉分解� ��成物、多糖類、有機酸、コンクリート混和� ��、アルカリリン酸化合物、炭酸ナトリウム� ��炭酸水素ナトリウムを用いることができる� ��

 本発明の有害物質の不溶化剤によれば、� ��上の組成物を適宜組み合わせることで、土� ��環境基準に規定する第2種有害物による複合 汚染、特にホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、 六価クロムなどの陰イオン型有害物質による 複合汚染を一括で処理することができる。一 部の石炭灰にはホウ素、フッ素の溶出を伴う ものがある。また、これに加えて、セレン、 ヒ素、六価クロムの溶出を伴うものもあり、 これらの溶出を一括で処理する方法として、 本発明の不溶化剤組成物が最適である。本発 明の有害物質不溶化剤は、これらの有害物質 の優れた固定能力を有するため、灰の固形物 分に対して10質量%以下の添加で、環境基準以 下まで溶出抑制を行うことが可能である。

 なお、本発明の有害物質の不溶化剤を用� ��て、有害物質を確実に不溶化するためには� ��不溶化剤と被処理物を十分に混練すること� ��望ましい。本不溶化剤は微細な無機粒子で� ��成されるため容易に攪拌・混練を行うこと� ��できるため、特殊な混練方法は必要としな� ��。実際の処理には、ミキサーを用いた混練� ��、重機による攪拌混合処理などにより混練� ��行う方法が用いられる。例えばスタビライ� ��ー、ブルドーザ、バックホウ、自走式土壌� ��良機、高圧噴射法を用いた混練処理を行う� ��とができ、さらに、ベルトコンベヤーと重� ��式混合装置の組み合わせや、回転打撃によ� ��撹拌方法など公知の混練方法を使用しても� ��い。

 本発明の有害物質不溶化剤は、汚染土壌� ��灰を堅固に固め、処理した土壌や灰の飛散� ��解砕を防ぎ、さらに透水性を低下させるこ� ��により、有害物の溶出、流出を防ぐ効果を� ��揮する。したがって、本発明の有害物質の� ��溶化剤を用いることによって、重金属を含� ��する石炭灰や焼却灰等と混合して、安全に� ��め立て処理を行うことができ、さらに、例� ��ば、粒状物に加工して道路路盤材料、裏込� ��材として安全にリサイクル利用を行うこと� ��できる。そして、本発明の有害物質の不溶� ��剤は、固化強度が従来の技術よりも大きい� ��め、地盤強度を容易に確保することができ� ��また、長期の不溶化効果が期待できる。

 なお、本発明は上記の実施例に限定され� ��ものでなく、本発明の要旨の範囲内におい� ��種々の変形実施が可能である。

 以下、具体例に基づき、さらに詳細に説� ��する。