JP5248066B2 - Solid heavy metal fixing agent and incineration ash treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、固体状重金属固定剤および焼却灰の処理方法に関するものである。より詳細には、本発明は、重金属含有廃棄物、例えばごみ焼却炉等の各種燃焼炉、灰溶融炉等の各種溶融炉から排出される主灰および飛灰などに含有される重金属の固定に特に適した固体状重金属固定剤およびそれを用いた焼却灰の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a solid heavy metal fixing agent and a method for treating incinerated ash. More specifically, the present invention is intended to fix heavy metals contained in heavy metal-containing wastes, for example, main ash and fly ash discharged from various combustion furnaces such as garbage incinerators and various melting furnaces such as ash melting furnaces. The present invention relates to a particularly suitable solid heavy metal fixing agent and a method for treating incineration ash using the same.
一般に、ごみ焼却炉から発生する燃焼灰は、鉛、水銀、カドミウム、クロム、砒素、セレン等人体に有害な重金属類を高濃度で含有している。重金属溶出による土壌や地下水、河川の汚染を防ぐため、厚生省告示に基づき処理が義務付けられたセメント固化法、酸抽出法、キレート固化法及び溶融固化法の4種の内から選択された処理が施され、最終処分される。これら4種の処理法のうちで特に容易で、かつ安価なキレート固化法が多数採用されている。一般的に、重金属固定剤として、硫化鉄をはじめとする金属硫化物粉体やジチオカルバミン酸アルカリ塩の水溶液が用いられている(例えば、特許文献1〜4参照)。 In general, combustion ash generated from a waste incinerator contains high concentrations of heavy metals harmful to the human body such as lead, mercury, cadmium, chromium, arsenic, and selenium. In order to prevent soil, groundwater and river contamination due to heavy metal elution, treatment selected from the four types of cement solidification method, acid extraction method, chelate solidification method, and melt solidification method, which are required to be treated based on the Ministry of Health and Welfare notification, is applied. And final disposal. Among these four types of treatment methods, many chelate solidification methods that are particularly easy and inexpensive are employed. In general, metal sulfide powders including iron sulfide and aqueous solutions of dithiocarbamic acid alkali salts are used as heavy metal fixing agents (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
飛灰処理に供する重金属固定剤として用いられる飛灰処理剤、特にジチオカルバミン酸アルカリ塩を飛灰処理剤として使用する場合、水溶液として使用されているのが一般的である。このため、その性状に起因して、有効成分が低含有量であることによる使用量の増大、及びこの飛灰処理剤により処理された飛灰が埋め立て処理などにより廃棄される際の廃棄物量の増大、飛灰処理剤水溶液中からの固形分の析出、飛灰と有毒ガスである二硫化炭素や硫化水素の発生等種々の問題点を有している。 When a fly ash treatment agent used as a heavy metal fixing agent used for the fly ash treatment, particularly an alkali salt of dithiocarbamate is used as a fly ash treatment agent, it is generally used as an aqueous solution. For this reason, due to its properties, the amount of waste when the active ingredient increases due to its low content and the fly ash treated with this fly ash treatment agent is disposed of by landfill treatment, etc. There are various problems such as increase, precipitation of solids from the fly ash treating agent aqueous solution, generation of fly ash and toxic gases such as carbon disulfide and hydrogen sulfide.
これらの問題点を改良するために、キサントゲン酸塩などの他成分を添加する方法(特許文献5、6参照)や、ピペラジン等の二官能性アミンから誘導されるジチオカルバミン酸アルカリ塩(特許文献7)等が実用化されている。しかしながら、特に後者の場合、金属固定能は一般のジチオカルバミン酸アルカリ塩(例えばジエチルジチオカルバミン酸カリウム)と比べて低いものであり、これらの解決法では、飛灰処理剤の添加量の増加は免れない。 In order to improve these problems, a method of adding other components such as xanthate (see Patent Documents 5 and 6), a dithiocarbamic acid alkali salt derived from a bifunctional amine such as piperazine (Patent Document 7) ) Etc. have been put to practical use. However, especially in the latter case, the metal-fixing ability is lower than that of a general alkali salt of dithiocarbamate (for example, potassium diethyldithiocarbamate). In these solutions, an increase in the amount of fly ash treatment agent is inevitable. .
更に、最近ではダイオキシン問題や飛灰の減量化又はリサイクル化を目的としたゴミ焼却炉の改良・開発が行われたことに伴い、高炉方式やガス化溶融炉等から発生する主灰及び飛灰は、有害な重金属の含有量が従来に比べて増加しており、特に溶融飛灰では、結果として重金属が濃縮された二次飛灰を発生し、従来用いられている重金属固定剤、例えばジチオカルバミン酸アルカリ塩の添加量を大幅に増加して処理しても、有害な重金属を固定化できない事例が多くなっている。 In addition, due to the recent dioxin problem and the improvement and development of garbage incinerators aimed at reducing or recycling fly ash, main ash and fly ash generated from blast furnace systems and gasification melting furnaces, etc. The content of harmful heavy metals has increased compared to the prior art, and particularly in the case of molten fly ash, secondary fly ash enriched in heavy metals is generated, and conventionally used heavy metal fixing agents such as dithiocarbamine are used. There are many cases where harmful heavy metals cannot be fixed even if the amount of acid alkali salt added is greatly increased.
一方、固体状重金属固定剤は、硫化鉄に代表される金属硫化物が無機キレート剤として使用されている。一般にこれら粉末キレート剤は灰に均一に浸透分散させることが難しく、結果として過剰の薬剤を使用することとなる。また、ジチオカルバミン酸アルカリ塩水溶液を乾燥し、粉末状にしたもの(例えば特許文献8参照)は、粉末状態を長時間維持できない場合が多く、またコスト面でも不利である。 On the other hand, as the solid heavy metal fixing agent, a metal sulfide typified by iron sulfide is used as an inorganic chelating agent. In general, these powder chelating agents are difficult to uniformly permeate and disperse in the ash, resulting in the use of excess drug. In addition, what is obtained by drying an aqueous dithiocarbamic acid alkali salt solution into a powder form (see, for example, Patent Document 8) often cannot maintain the powder state for a long time, and is disadvantageous in terms of cost.
これらの問題の解決方法として、本出願人は水に難溶なジチオカルバミン酸金属塩を用いた固体状重金属固定剤を提案した(特許文献9)。本薬剤は重金属固定効果は高いものの、飛灰及び薬剤がともに固体であるため、特に少量の薬剤添加時においては薬剤の均一混合に技術や時間を要する場合があった。この結果として、分散性の悪さに起因して、重金属を固定化するためには本質的に必要な薬剤量以上を添加する場合が生じていた。更に、本出願人は、その改良として、充填剤の添加により、混合分散性を向上させた重金属固定剤を提案した(特許文献10)。このものは薬剤単独に比べ薬剤の飛灰への均一混合性も改善され、必要とされる薬剤純分量を少なくすることはできるが、一方、充填剤を添加する分だけの廃棄物量が増加することは否めない。 As a solution to these problems, the present applicant has proposed a solid heavy metal fixing agent using a metal salt of dithiocarbamate that is hardly soluble in water (Patent Document 9). Although this drug has a high effect of fixing heavy metals, both fly ash and the drug are solid, and therefore, when a small amount of drug is added, technology and time may be required for uniform mixing of the drug. As a result, due to the poor dispersibility, there has been a case where an amount of drug more than that necessary for immobilizing heavy metals is added. Further, as an improvement, the present applicant has proposed a heavy metal fixing agent with improved mixing and dispersibility by adding a filler (Patent Document 10). Compared to the drug alone, this product also improves the uniform mixing of the drug into the fly ash and can reduce the amount of pure drug required, while increasing the amount of waste by adding the filler. I can't deny that.
したがって、ごみ焼却炉関係業界から有害な重金属等の固定化能力が高く、特殊な装置を用いることなく主灰及び飛灰を薬剤と混合処理でき、かつ処理された主灰及び飛灰の排出量を低減できる新規な重金属固定剤の開発が強く要望されている。
以上のように、従来用いられている重金属固定剤はそれぞれ有用なものではあるが、用途によっては重金属固定能力が十分でない場合があった。そのため多量の重金属固定剤を使用することとなり、重金属固定剤の使用コストの増大や廃棄処理物総量の増大を引き起こすこととなる。 As described above, the heavy metal fixing agents conventionally used are useful, but heavy metal fixing ability may not be sufficient depending on applications. For this reason, a large amount of heavy metal fixing agent is used, which causes an increase in the use cost of the heavy metal fixing agent and an increase in the total amount of waste treatment products.
また、重金属固定剤と焼却灰との混合が良好でない場合、重金属の溶出を防止することが効率的にできなくなる。結果として、過剰量の重金属固定剤を使用することとなり、重金属固定剤の使用コストの増大や廃棄処理物総量の増大を引き起こすこととなる。 Moreover, when mixing of a heavy metal fixing agent and incineration ash is not favorable, it becomes impossible to prevent elution of heavy metals efficiently. As a result, an excessive amount of the heavy metal fixing agent is used, which causes an increase in the use cost of the heavy metal fixing agent and an increase in the total amount of waste treatment products.
本発明は、焼却灰中に含まれる重金属を固定化し、その溶出を防止することができる重金属固定剤に関するものであって、有害金属の固定化能力が高くかつ焼却灰との混合が良好で、少量の使用でも十分かつ効率的に有害金属を固定化できる重金属固定剤を提供するものである。 The present invention relates to a heavy metal fixing agent that can immobilize heavy metals contained in incinerated ash and prevent elution thereof, has a high ability to immobilize harmful metals and is well mixed with incinerated ash, The present invention provides a heavy metal fixing agent capable of fixing a harmful metal sufficiently and efficiently even when used in a small amount.
本発明者らは、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、主灰及び飛灰を処理する重金属固定剤として、特定の固体状ジチオカルバミン酸塩と特定の界面活性剤の組み合わせから成る重金属固定剤を使用する事により、従来試用されてきたN,N−ジエチルジチオカルバミン酸カリウム水溶液の使用、及び固体状ジチオカルバミン酸塩の単独使用と比べて、極めて優れた重金属捕捉能を有し、かつ二硫化炭素等有毒ガスの発生しない事を見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have determined, as a heavy metal fixing agent for treating main ash and fly ash, a heavy metal fixing agent comprising a combination of a specific solid dithiocarbamate and a specific surfactant. Compared to the conventional use of potassium N, N-diethyldithiocarbamate and the use of solid dithiocarbamate alone, carbon disulfide etc. The inventors have found that no toxic gas is generated and have arrived at the present invention.
このような本発明による重金属固定剤は、下記の式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩および界面活性剤からなること、を特徴とするものである。
このような本発明による重金属固定剤は、好ましくは、活性炭、シリカ、消石灰、クレー、酸化鉄、水酸化鉄およびセメントからなる群から選ばれた少なくとも1種の無機系充填剤からなるもの、を包含する。 Such a heavy metal fixing agent according to the present invention is preferably composed of at least one inorganic filler selected from the group consisting of activated carbon, silica, slaked lime, clay, iron oxide, iron hydroxide and cement. Include.
このような本発明による重金属固定剤は、好ましい態様として、YがZnである前記式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩および塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪族モノカルボン酸塩、長鎖アルコールポリオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩、りん酸エステル塩からなる群から選ばれた少なくとも1種の界面活性剤からなるもの、を包含する。 Such a heavy metal fixing agent according to the present invention has, as a preferred embodiment, metal dithiocarbamate and alkyltrimethylammonium chloride represented by the above formula [I], wherein Y is Zn, polyoxyethylene fatty acid ester, dioctylsulfosuccinate salt Consisting of at least one surfactant selected from the group consisting of sorbitan fatty acid esters, aliphatic monocarboxylates, long-chain alcohol polyoxyethylene adducts, polyoxyethylene-added alkyl sulfates and phosphate ester salts .
このような本発明による重金属固定剤は、好ましい態様として、YがFeである前記式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩および塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、ソルビタン脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれた少なくとも1種の界面活性剤からなるもの、を包含する。 Such a heavy metal fixing agent according to the present invention has, as a preferred embodiment, a metal salt of dithiocarbamate and alkyltrimethylammonium chloride represented by the formula [I] wherein Y is Fe, polyoxyethylene fatty acid ester, dioctylsulfosuccinate ester salt , A sorbitan fatty acid ester, a higher alcohol sulfate sodium, and at least one surfactant selected from the group consisting of alkylbenzene sulfonates.
そして、本発明による焼却灰の処理方法は、前記の固体状重金属固定剤と焼却灰とを混練りして処理すること、を特徴とするものである。 And the processing method of incineration ash by this invention is characterized by knead | mixing and processing the said solid heavy metal fixing agent and incineration ash.
本発明による重金属固定剤は、前記の式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤からなる固体状薬剤、あるいは上記のジチオカルバミン酸金属塩、界面活性剤と無機系充填剤からなる固体状薬剤であって、焼却灰との混合性もよく、焼却灰中に含まれる金属、特に人体及び周辺環境への影響が大きい重金属、例えば水銀、鉛、クロム、カドミウムを強固に固定化でき、上記金属の溶出を確実に防止できるものである。 The heavy metal fixing agent according to the present invention is a solid agent comprising a dithiocarbamate metal salt represented by the above formula [I] and a surfactant, or a solid agent comprising the above dithiocarbamate metal salt, a surfactant and an inorganic filler. It is a state-of-the-art chemical and has good mixability with incineration ash, and can firmly fix metals contained in incineration ash, particularly heavy metals that have a large impact on the human body and surrounding environment, such as mercury, lead, chromium, and cadmium. The elution of the metal can be reliably prevented.
そして、本発明による重金属固定剤は、金属固定化能力が高く、かつ焼却灰への分散性も良好なため、処理すべき焼却灰に対して従来の重金属固定剤よりも少量使用するだけで必要な重金属の溶出防止効果を得ることができる。 The heavy metal fixing agent according to the present invention has a high metal fixing ability and good dispersibility in incineration ash, so that it is necessary to use only a small amount of conventional heavy metal fixing agent for incineration ash to be treated. Can prevent the elution of heavy metals.
さらに、本発明による重金属固定剤は、金属固定化能力が高く、かつ焼却灰への混合性および分散性が良好なため、現在従来の固体状重金属固定剤を用いている設備においても、なんら設備変更を行うことなく、処理すべき焼却灰に対して従来の重金属固定剤よりも少量使用するだけで必要な重金属の溶出防止効果を得ることができる。 Furthermore, since the heavy metal fixing agent according to the present invention has a high metal fixing ability and good mixing and dispersibility in incineration ash, even in facilities that currently use conventional solid heavy metal fixing agents, Without changing, the required heavy metal elution prevention effect can be obtained by using a small amount of the incinerated ash to be treated as compared with the conventional heavy metal fixing agent.
〔重金属固定剤〕
本発明による重金属固定剤は、下記の式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤からなるものである。
[Heavy metal fixative]
The heavy metal fixing agent according to the present invention comprises a dithiocarbamic acid metal salt represented by the following formula [I] and a surfactant.
このような本発明による重金属固定剤は、上記のジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤と、さらに無機系充填剤とからなることができる。
ここで、R1およびR2としては、メチル基、エチル基およびブチル基が特に好ましい。
Yは、ZnまたはFeを示し、YがZnのときXは2であり、YがFeのときXは2または3である。
Here, as R 1 and R 2 , a methyl group, an ethyl group, and a butyl group are particularly preferable.
Y represents Zn or Fe. X is 2 when Y is Zn, and X is 2 or 3 when Y is Fe.
したがって、本発明に係る主たるジチオカルバミン酸金属塩の特に好ましい具体例としては、例えば、N,N−ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、N,N−ジメチルジチオカルバミン酸鉄、N,N−ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、N,N−ジエチルジチオカルバミン酸鉄、N,N−ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、N,N−ジブチルジチオカルバミン酸鉄、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸鉄、1−ピペリジンカルボジチオ酸亜鉛、1−ピペリジンカルボジチオ酸鉄、1−モルホリンカルボジチオ酸亜鉛、1−モルホリンカルボジチオ酸鉄、1−ピペラジンカルボジチオ酸亜鉛、1−ピペラジンカルボジチオ酸鉄、1−ピロリジンカルボジチオ酸亜鉛、1−ピロリジンカルボジチオ酸鉄を挙げることができる。これらの化合物の多くは、従来よりゴム工業で加硫促進剤として使用されており、現在工業的に製造されている化合物である。これら以外のジチオカルバミン酸金属塩も公知の製造法で合成可能な化合物である。 Therefore, particularly preferred specific examples of the main dithiocarbamate metal salt according to the present invention include, for example, zinc N, N-dimethyldithiocarbamate, iron N, N-dimethyldithiocarbamate, zinc N, N-diethyldithiocarbamate, N, Iron N-diethyldithiocarbamate, zinc N, N-dibutyldithiocarbamate, iron N, N-dibutyldithiocarbamate, zinc N-ethyl-N-phenyldithiocarbamate, iron N-ethyl-N-phenyldithiocarbamate, 1-piperidine Zinc carbodithioate, iron 1-piperidinecarbodithioate, zinc 1-morpholine carbodithioate, iron 1-morpholine carbodithioate, zinc 1-piperazinecarbodithioate, iron 1-piperazinecarbodithioate, 1-pyrrolidinecarbodithio Zinc acid, 1-pyrrolidine Rubojichio iron can be mentioned. Many of these compounds have been conventionally used as vulcanization accelerators in the rubber industry and are currently industrially produced compounds. Dithiocarbamic acid metal salts other than these are compounds that can be synthesized by known production methods.
本発明に係るジチオカルバミン酸金属塩は、通常の製造方法で得ることができる任意の粉体が使用可能である。本発明では、ホッパーなどを通じて投入する際にブリッジなどを起こしにくい、見掛比重が重いもの、付着性がないもの、流動性がよいものが好ましい。 As the metal salt of dithiocarbamate according to the present invention, any powder that can be obtained by an ordinary production method can be used. In the present invention, it is preferable to use a material that does not easily cause bridging when being introduced through a hopper or the like, has a large apparent specific gravity, has no adhesion, or has good fluidity.
本発明に係る界面活性剤としては、脂肪族モノカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、りん酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤、長鎖アルコールポリオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどのノニオン系界面活性剤、及び四級アンモニウム塩などのカチオン系界面活性剤などが挙げられる。 Examples of the surfactant according to the present invention include an anionic system such as aliphatic monocarboxylate, sodium higher alcohol sulfate, polyoxyethylene-added alkyl sulfate, alkylbenzenesulfonate, dioctylsulfosuccinate, phosphate ester, etc. Nonionic surfactants such as surfactants, long-chain alcohol polyoxyethylene adducts, polyoxyethylene fatty acid esters and sorbitan fatty acid esters, and cationic surfactants such as quaternary ammonium salts.
本発明における界面活性剤の混合比は、式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸塩100重量部に対して、好ましくは0.001〜10重量部であり、特に好ましくは0.1〜10重量部、である。 The mixing ratio of the surfactant in the present invention is preferably 0.001 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dithiocarbamate represented by the formula [I]. .
ジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤との組み合わせには、特異性が見られる。最適な組み合わせを選択した場合には、重金属固定剤単独で使用した場合に比べ、少量の添加で高い重金属固定能を発揮することができる。 Specificity is seen in the combination of dithiocarbamic acid metal salt and surfactant. When the optimal combination is selected, a high heavy metal fixing ability can be exhibited with a small amount of addition, compared to the case where the heavy metal fixing agent is used alone.
式〔I〕で示される化合物としてジチオカルバミン酸亜鉛を選択した場合、適切な組み合わせとなる界面活性剤は、
(イ)塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩(例えば,アーカード(ライオン株式会社)、カチオーゲン(第一工業製薬株式会社製)、エコノール(三洋化成株式会社製)、コータミン(花王株式会社製)など)、
(ロ)ポリオキシエチレン脂肪酸エステル(例えばノイゲンES(第一工業製薬株式会社製)、イオネットM(三洋化成株式会社製)、エマール(花王株式会社製)など)、
(ハ)ジオクチルスルホコハク酸エステル塩(例えば、ネオコール(第一工業製薬株式会社製)、サンモリンOT−70(三洋化成株式会社製)、ペレックスOTP(花王株式会社製)など)、
(ニ)ソルビタン脂肪酸エステル(例えば,ソルゲン(第一工業製薬株式会社製)、イオネット(三洋化成株式会社製)、ヘルシップ(花王株式会社製)など)、
(ホ)脂肪族モノカルボン酸塩(例えば,赤マーク針状石鹸(第一工業製薬株式会社製)、マルセル石鹸(ライオン株式会社製)ノンサール(日本油脂株式会社製)など)、
(へ)ポリオキシエチレンアルキルエーテル(例えば,エマルゲン(花王株式会社製)、エマルミン(三洋化成株式会社製)、ノイゲンET及びDKSNL(第一工業製薬株式会社製)など)やポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル(ノイゲンXL(第一工業製薬株式会社製)など)などの長鎖アルコールポリオキシエチレン付加物、
(ト)ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩(例えばサンデットE(三洋化成株式会社製)など)、ポリオオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩(ハイテノール(第一工業製薬株式会社製)、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩(例えばエマール20(花王株式会社製)など)などのポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩、
(チ)ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸塩(例えば,プライサーフやDKSエレノン(第一工業製薬株式会社製)、フォスファノール(東邦化学工業株式会社)など)などのりん酸エステル塩、
からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む。
When zinc dithiocarbamate is selected as the compound represented by the formula [I], the surfactant that is an appropriate combination is:
(I) Alkyltrimethylammonium chloride salts (for example, Arcard (Lion Co., Ltd.), Katiogen (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Econol (Sanyo Kasei Co., Ltd.), Cotamine (Kao Co., Ltd.),
(B) Polyoxyethylene fatty acid esters (for example, Neugen ES (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Ionette M (Sanyo Kasei Co., Ltd.), Emar (Kao Co., Ltd.), etc.)
(C) Dioctylsulfosuccinic acid ester salt (for example, Neocor (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Sanmorin OT-70 (Sanyo Kasei Co., Ltd.), Perex OTP (Kao Co., Ltd.), etc.)
(D) Sorbitan fatty acid ester (for example, Sorgen (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Ionette (Sanyo Kasei Co., Ltd.), Hellship (Kao Co., Ltd.), etc.),
(E) Aliphatic monocarboxylate (for example, red mark needle-shaped soap (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Marcel soap (Lion Co., Ltd.) non-sar (Nippon Yushi Co., Ltd.)),
(F) Polyoxyethylene alkyl ethers (eg, Emulgen (made by Kao Corporation), Emalmine (made by Sanyo Chemical Co., Ltd.), Neugen ET and DKSNL (made by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)) and polyoxyalkylene branched decyl ether (Neugen XL (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) etc.) and other long chain alcohol polyoxyethylene adducts,
(G) Polyoxyethylene lauryl ether sulfate (for example, Sandet E (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.)), polyoxyethylene alkyl ether sulfate (Hitenol (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)), polyoxyethylene alkyl sulfate Polyoxyethylene-added alkyl sulfates such as salts (e.g., EMAL 20 (manufactured by Kao Corporation), etc.)
(H) Phosphoric acid ester salts such as polyoxyethylene alkyl ether phosphates (for example, Prisurf, DKS Elenon (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Phosphanol (Toho Chemical Co., Ltd.), etc.)
At least one selected from the group consisting of:
また、式〔I〕で示される化合物がジチオカルバミン酸鉄の場合は、適切な組み合わせとなる界面活性剤は、上述した(イ)塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、(ロ)ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、(ハ)ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、(ニ)ソルビタン脂肪酸エステル、および(リ)高級アルコール硫酸エステルナトリウム(例えばサンデットONA(三洋化成株式会社製)、モノゲン(第一工業製薬株式会社製)、エマール(花王株式会社製)など)、(ヌ)アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばネオゲン(第一工業製薬株式会社製)、ネオペレックス(花王株式会社製)、ライポンLSおよびPS(ライオン株式会社製)など)からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む。 Further, when the compound represented by the formula [I] is iron dithiocarbamate, the appropriate surfactants are (b) alkyltrimethylammonium chloride, (b) polyoxyethylene fatty acid ester, (c) ) Dioctyl sulfosuccinic acid ester salt, (d) sorbitan fatty acid ester, and (l) higher alcohol sulfate sodium (eg Sandet ONA (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), Monogen (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Emar (Kao stock) Group), (nu) alkyl benzene sulfonate (for example, Neogen (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Neoperex (Kao Corporation), Raipon LS and PS (Lion Corporation), etc.) Including at least one selected from.
一方、ジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤との選択を誤ると、これらを組み合わせて使用することにより重金属固定化効果が得られにくくなる場合がある。例えば,ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛塩に対して界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを選択した場合は,無添加に比べて重金属固定化能の大幅な上昇が見られるが、このポリオキシエチレンアルキルエーテルをジエチルジチオカルバミン酸鉄塩に添加すると、無添加のときに比べて重金属固定化能が大きく低下する。また、ナフタレンスルホン酸塩縮合物のように亜鉛塩および鉄塩の両方ともに効果の低下を引き起こす例も見られる。したがって、ジチオカルバミン酸金属塩の持つ重金属固定能を十分に発揮させるためには,組み合わせて用いる界面活性剤の選択が重要な役割を果たすこととなる。 On the other hand, if the dithiocarbamic acid metal salt and the surfactant are selected incorrectly, the heavy metal immobilization effect may be difficult to obtain by using them in combination. For example, when polyoxyethylene alkyl ether is selected as the surfactant for diethyldithiocarbamate zinc salt, the ability to immobilize heavy metals is seen to be significantly higher than that of no addition. When added to diethyldithiocarbamate iron salt, the ability to immobilize heavy metals is greatly reduced as compared with the case of no addition. There are also cases where both zinc salts and iron salts cause a decrease in the effect, such as naphthalenesulfonate condensates. Therefore, in order to fully exhibit the heavy metal fixing ability of the metal salt of dithiocarbamate, selection of the surfactant used in combination plays an important role.
本発明に係る無機系充填剤としては、活性炭、シリカ、消石灰、クレー、酸化鉄、水酸化鉄及びセメントが挙げられる。中でも特に活性炭、シリカおよびクレーが好ましい。本発明で使用する無機系充填剤としては、流動性の良好な粉体が好ましい。 Examples of the inorganic filler according to the present invention include activated carbon, silica, slaked lime, clay, iron oxide, iron hydroxide, and cement. Of these, activated carbon, silica and clay are particularly preferable. As the inorganic filler used in the present invention, a powder having good fluidity is preferable.
本発明による固体状重金属固定剤は、上記の式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤とを混合することによって調製することができる。無機系充填剤を含む固体状重金属固定剤を目的とする場合には、上記の式〔I〕で示されるジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤と無機系充填剤を混合することによって調製することができる。 The solid heavy metal fixing agent according to the present invention can be prepared by mixing a dithiocarbamic acid metal salt represented by the above formula [I] and a surfactant. When a solid heavy metal fixing agent containing an inorganic filler is intended, it can be prepared by mixing the dithiocarbamic acid metal salt represented by the above formula [I], a surfactant and an inorganic filler. it can.
本発明に係る焼却灰の処理方法は、上記の固体状重金属固定剤と焼却灰とを混練りして処理すること、を特徴とするものである。この処理方法は、焼却灰、例えはごみ焼却炉から発生する主灰及び飛灰に、所定量の水と本発明の重金属固定剤を添加して混合する方法が挙げられるが、本発明の目的が達成されるいかなる混合方法も本発明の特許請求の範囲に含有されるものとする。 The incineration ash treatment method according to the present invention is characterized by kneading and treating the solid heavy metal fixing agent and the incineration ash. This treatment method includes a method in which a predetermined amount of water and the heavy metal fixing agent of the present invention are added to and mixed with incineration ash, for example, main ash and fly ash generated from a waste incinerator. Any mixing method that achieves is intended to be included within the scope of the present invention.
本発明に係る重金属固定剤と焼却灰との混合割合は、焼却灰に対して、0.05〜50重量%であり、特に 好ましくは0.1〜20重量%である。また、添加する水の量は、焼却灰と重金属固定剤の合計重量に対して好ましくは5〜60重量%、特に好ましくは10%〜40%、である。 The mixing ratio of the heavy metal fixing agent and incineration ash according to the present invention is 0.05 to 50% by weight, particularly preferably 0.1 to 20% by weight, based on the incineration ash. The amount of water added is preferably 5 to 60% by weight, particularly preferably 10% to 40%, based on the total weight of the incinerated ash and the heavy metal fixing agent.
上述のように、本発明による重金属固定剤は、潜在的に高い重金属固定化効果を有するジチオカルバミン酸亜鉛塩及びジチオカルバミン酸鉄塩を、組み合わせる界面活性剤の最適な選択により、そのもつ潜在能力を十分に発揮させることを特徴とする重金属固定剤であることから、主灰や飛灰の処理に際して、従来用いられている液体重金属固定剤や固体重金属固定剤の単独使用に比べて、少量の添加で重金属溶出を抑制することができる。結果として、処理場より排出される処理された主灰及び飛灰の排出量を低減することができる。さらに、従来の液体重金属固定剤では、その添加量が多すぎて十分な処理をすることが容易ではない、重金属高濃度含有灰も容易に処理することが可能となる。 As described above, the heavy metal fixing agent according to the present invention has a sufficient potential by virtue of the optimal selection of surfactants to combine dithiocarbamic acid zinc salt and dithiocarbamic acid iron salt having a potentially high heavy metal fixing effect. Because it is a heavy metal fixing agent that is characterized by the fact that it is used in the treatment of main ash and fly ash, it can be added in a small amount compared to the conventional single use of liquid heavy metal fixing agent and solid heavy metal fixing agent. Heavy metal elution can be suppressed. As a result, the amount of processed main ash and fly ash discharged from the treatment plant can be reduced. Further, with the conventional liquid heavy metal fixing agent, it is possible to easily treat ash containing a high concentration of heavy metal, which is not easy to perform sufficiently due to its excessive amount.
以下、本発明の効果を実施例により具体的に示す。これら本発明の特許請求の範囲は実施例の態様に限定されるものではない。 Hereinafter, the effect of the present invention will be specifically shown by examples. These claims of the present invention are not limited to the embodiments.
<実施例1〜23および比較例1〜10>
重金属固定剤としての評価は、環境庁告示第13号記載の方法により薬剤処理を施した焼却灰(処理飛灰)から溶出する有害金属の代表的な金属として鉛を選択し、その溶出濃度を測定して、鉛の溶出抑制効果を比較することで実施した。
<Examples 1 to 23 and Comparative Examples 1 to 10>
For evaluation as a heavy metal fixing agent, lead is selected as a representative metal of harmful metals that elute from incinerated ash (treated fly ash) that has been treated with chemicals by the method described in Notification No. 13 of the Environment Agency, and the elution concentration is determined. The measurement was conducted by comparing the elution suppression effect of lead.
本実験で使用した供試焼却灰の性状を表1に示す。金属組成は日立Z‐5010偏光ゼーマン原子吸光分光光度計分析により測定した。
ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛塩あるいはジエチルジチオカルバミン酸鉄塩95%、各種界面活性剤5%を混合して調製した重金属固定剤を用いて、焼却灰に対して5%の重金属固定剤を添加した。結果を表2に示す。
次に、表2の結果に基づき、効果の高かったジエチルジチオカルバミン酸亜鉛−ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸の組み合わせ、及びジエチルジチオカルバミン酸鉄−アルキルコハク酸塩の組み合わせを用いて、種々の焼却灰を処理した結果を示す。 Next, based on the results shown in Table 2, various incineration ash was treated using a combination of zinc diethyldithiocarbamate-polyoxyethylene-added alkylsulfuric acid and a combination of diethyldithiocarbamate-iron-alkylsuccinate. The results are shown.
表3には、埋立基準値(総理府令5号)である溶出鉛濃度0.3mg/Lを満たすのに必要な重金属固定剤添加量をまとめた。
PDC :56%ジエチルジチオカルバミン酸カリウム水溶液
Zn :ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛
Zn-S1:ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(95%)、ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩(1%)およびシリカ(4%)の混合物
Fe :ジエチルジチオカルバミン酸鉄
Fe-S2:ジエチルジチオカルバミン酸鉄(90%)、アルキルコハク酸塩(1%)およびシリカ(9%)の混合物
Table 3 summarizes the amount of heavy metal fixing agent necessary to satisfy the dissolved lead concentration of 0.3 mg / L, which is the landfill standard value (Prime Minister's Ordinance No. 5).
PDC: 56% potassium diethyldithiocarbamate aqueous solution Zn: zinc diethyldithiocarbamate Zn-S1: a mixture of zinc diethyldithiocarbamate (95%), polyoxyethylene-added alkyl sulfate (1%) and silica (4%) Fe: diethyl Iron dithiocarbamate Fe-S2: Mixture of iron diethyldithiocarbamate (90%), alkyl succinate (1%) and silica (9%)
表2の結果より、用いる界面活性剤の種類により、重金属捕捉能が大きく異なることがわかる。界面活性剤によっては、無添加に比べて、重金属固定化を阻害するものも見られた.また、ジチオカルバミン酸金属塩と界面活性剤の組み合わせには、特異性が見られる。 From the results in Table 2, it can be seen that the heavy metal capturing ability varies greatly depending on the type of surfactant used. Some surfactants inhibited the immobilization of heavy metals compared to no addition. In addition, the combination of the metal salt of dithiocarbamic acid and the surfactant shows specificity.
そこで表2の結果をふまえ、重金属捕捉能を向上させ、且つ安価で取り扱いやすい界面活性剤を用いて薬剤を調整し、薬剤処理試験をした結果が表3である。 Therefore, based on the results in Table 2, Table 3 shows the results of the chemical treatment test using a surfactant that improves the ability to capture heavy metals and is inexpensive and easy to handle.
鉛を固定化するのに必要な薬剤添加量が界面活性剤無添加の場合や汎用の液体重金属固定剤に比べて1/2〜1/3に減少していることがわかる。薬剤添加量の削減は排出される処理飛灰廃棄量の減少に直結するため、飛灰BやE(比較例15、16および19、実施例18および23,24)のように、汎用の液体重金属固定剤では従来の薬剤を大量に添加しなければならない溶融飛灰等の鉛高含有飛灰に特に有効である。 It can be seen that the amount of drug added necessary to immobilize lead is reduced to 1/2 to 1/3 compared to the case where no surfactant is added or a general-purpose liquid heavy metal fixing agent. Since the reduction in the amount of chemicals added directly leads to a reduction in the amount of processed fly ash discarded, general-purpose liquids such as fly ash B and E (Comparative Examples 15, 16 and 19, Examples 18 and 23, 24). The heavy metal fixing agent is particularly effective for lead-rich fly ash such as molten fly ash in which a large amount of conventional chemicals must be added.
発明の効果
以上の結果から、本発明に係わるジチオカルバミン酸金属塩―界面活性剤混合物からなる重金属固定剤は、上記したように適切な組み合わせを選択することにより、従来の粉状液体重金属固定剤の1.5〜3倍の効果を有することが示された。このため本発明を用いることにより重金属固定剤使用量を削減でき、その結果として処理飛灰の総廃棄量を削減できるため、ごみ焼却処理業界において有用なものである。
From the above results, the heavy metal fixing agent composed of the dithiocarbamic acid metal salt-surfactant mixture according to the present invention can be obtained by selecting an appropriate combination as described above. It was shown to have an effect of 1.5 to 3 times. Therefore, by using the present invention, the amount of heavy metal fixing agent used can be reduced, and as a result, the total amount of treated fly ash can be reduced, which is useful in the waste incineration industry.
Claims (5)
塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪族モノカルボン酸塩、長鎖アルコールポリオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩、りん酸エステル塩からなる群から選ばれた少なくとも1種の界面活性剤からなる、請求項1または2記載の固体状重金属固定剤。 Dithiocarbamic acid metal salt and alkyltrimethylammonium chloride represented by the above formula [I] wherein Y is Zn, polyoxyethylene fatty acid ester, dioctylsulfosuccinic acid ester salt, sorbitan fatty acid ester, aliphatic monocarboxylate, long chain alcohol The solid heavy metal fixing agent according to claim 1 or 2, comprising at least one surfactant selected from the group consisting of polyoxyethylene adducts, polyoxyethylene addition alkyl sulfates, and phosphate ester salts.
塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、ソルビタン脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれた少なくとも1種の界面活性剤からなる、請求項1または2記載の固体状重金属固定剤。 Dithiocarbamic acid metal salt and alkyltrimethylammonium chloride represented by the above formula [I] wherein Y is Fe, polyoxyethylene fatty acid ester, dioctylsulfosuccinic acid ester salt, sorbitan fatty acid ester, sodium higher alcohol sulfate, alkylbenzene sulfonate The solid heavy metal fixing agent according to claim 1 or 2, comprising at least one surfactant selected from the group consisting of:
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