【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（技術分野）
この発明は、粒子状にした産業廃棄物をセメン
トで固化する産業廃棄物の固化方法に関するもの
である。
（従来技術）
従来、例えば、火力発電所などから排出される
重油燃焼ガス中には多量の硫黄酸化物が含まれて
いるため、そのガスを炭酸カルシウム水溶液中に
注入して硫酸カルシウムを含んだスラリー状の汚
泥を形成し、その汚泥をセメントで固化した後地
中に埋設したり海中に投棄したりしていた。
また、沸騰水型原子力発電所では凝縮水を浄化
する復水脱塩器の再生の際に発生する再生廃液中
には硫酸ナトリウムが含まれ、濃縮された再生廃
液は遠心薄膜乾燥機により粉体化されていた。
ところが、前記汚泥中あるいは粉体中には硫酸
塩が含まれているため、それらをセメントにて固
化する際に硫酸塩とセメントとが反応して異常に
膨張して崩壊する。そのため、少量の汚泥を固化
するにも多量のセメントが必要となり処理量が膨
大になると共に汚泥の処理コストが高騰するとい
う問題点がある。
従来からの廃棄物処理の一法に、特開昭51−
108671に示される方法があつたが、この方法では
セメントあるいは石膏と反応のない廃棄物の処理
においては使用可能であるが、廃棄物中に硫酸塩
が含まれると、正常な硬化反応がなされないので
十分な強度は得られなかつた。これは固化する材
料が石膏であつてもカルシウムイオンより活性の
高い金属との硫酸塩が含まれる時は同様な結果で
あつた。また、石膏を用いた時の強度はセメント
に比べ大きくなかつた。
（目的）
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので
あつて、その目的は、セメントに混合した場合、
そのセメントの正常な固化反応を阻害する物質、
例えば硫酸塩等を含む産業廃棄物を、その産業廃
棄物に対して多量のセメントを用いることなく確
実に固化することができ、産業廃棄物の処理コス
トを軽減することができる新規な産業廃棄物の固
化方法を提供することにある。
（発明の構成）
上記の目的を達成するためにこの発明において
は、汚泥などを含む産業廃棄物を乾燥して粒子状
にした後、その産業廃棄物粒子をコーテイング剤
で被覆し、そのコーテイング処理粒子とセメント
及び水とを混合することにより、前記産業廃棄物
粒子をセメントにて硬化するようにしている。
以下、この発明の実施例の概要を説明する。
一般に、産業廃棄物に含まれる物質であつて、
セメントに多量に混合するとそのセメントの固化
反応が阻害される物質としては次のようなものが
ある。
(1) 硫酸カルシウム、硫酸ナトリウムなどの硫酸
塩。この硫酸塩を含む産業廃棄物としては原子
力発電所から排出される一次冷却水を含む汚
泥、あるいは、火力発電所から排出される重油
燃焼ガスを炭酸カルシウム水溶液にて処理した
後スラリー状の汚泥としたものなどがある。こ
の硫酸塩を含む廃棄物をセメントで固化する際
には、セメントが固化した後異常に膨張して崩
壊し、そのセメントの充分な強度が得られな
い。
(2) シリコン、アルミニウム、鉄などのアルカリ
と反応する金属。これらの金属は煤煙中に含ま
れている。この煤煙をセメントで固化する場合
には、セメントの硬化中において前記各金属と
の反応により水素ガスが発生しその強度が劣化
する。
(3) セルロース類やでんぷん類などの水溶性炭水
化物。この水溶性炭水化物は食品工場の廃液な
どに含まれている。この水溶性炭水化物が存在
すると、セメントの硬化反応が異常に遅延し、
長時間経過してもセメントの充分な強度が得ら
れなくなる。
(4) クエン酸ソーダなどの有機酸のアルカリ金属
塩。このクエン酸ソーダはジユース工場の廃液
中に含まれている。セメント中にこのクエン酸
ソーダが存在すると、前記(3)の場合と同様にセ
メントの硬化反応が遅れ、充分な強度が得られ
なくなる。
(5) 塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硼砂など
の塩類。硼砂はガラス工場で発生する塵埃中に
含まれている。又、塩化カルシウムは路面凍結
防止剤として使用されているため、スパイクタ
イヤによつて削り取られた塵埃中に多く含まれ
ている。これらの塩類がセメント中に存在する
と、セメントと急速に反応して、部分的な硬化
現象が生じ、充分な強度が得られなくなる。
上述したセメントの硬化反応を阻害する物質を
含んだ産業廃棄物をセメントにて固化する場合に
は、まず、その産業廃棄物を加熱乾燥するなどし
て粒子状にする。次に、その粒子状産業廃棄物、
コーテイング剤及びコーテイング剤用の溶剤等を
インペラ型撹拌機などの混合装置に投入してそれ
らを撹拌し、産業廃棄物粒子をコーテイング剤に
て被覆する。このコーテイング剤としては水に対
して不溶性を備えるとともに、耐アルカリ性を備
え、透湿抵抗が大きく又透水性がなく、溶剤によ
る希釈又は加熱により粘度を低下させることがで
きる合成樹脂あるいは天然樹脂が用いられる。例
えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩素系樹脂
（塩化ビニール系、塩化ビニリデン系、塩素化ビ
ニール樹脂）、酢酸ビニール系共重合樹脂、シリ
コン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、石油樹脂などがある。
この産業廃棄物粒子、コーテイング剤、溶剤の
混合撹拌後、さらに撹拌しながら約50℃の熱風を
照射して前記溶剤及び水分を蒸発させコーテイン
グ処理を終える。次に、このコーテイング処理済
の廃棄物粒子にセメント及び水を添加して混合し
た後、そのセメント混合物を所定期間養生して固
化すれば、充分な強度を備えたセメント固形物を
製造することができる。
上記のように製造された産業廃棄物のセメント
固形物は、セメント中において産業廃棄物粒子が
コーテイング剤で覆われた状態で固化されている
ため、そのセメント固形物を地中に埋設したり海
中へ投棄したりしても、水分が廃棄物粒子中まで
侵入する恐れを未然に防止することができるとと
もに、その産業廃棄物粒子中の硫酸塩、金属、水
溶性炭水化物、有機酸のアルカリ金属塩、塩類な
どとセメントとの異常反応に基づくセメントの崩
壊を未然に防止することができる。又、セメント
との混合操作中においては、あらかじめコーテイ
ング剤にて被覆された産業廃棄物粒子中の硫酸塩
や金属、水溶性炭水化物、有機酸のアルカリ金属
塩、塩類などがセメント中に溶け出してセメント
と反応し、膨張したりすることがないため、セメ
ントによつてその産業廃棄物を確実に固化するこ
とができ、充分な強度を備えたセメント固形物を
製造することができるばかりでなく、セメントの
使用量を少なくすることができる。
次に、この発明の実施例、比較例及び試験結果
を表１〜３に従つて説明する。
実施例
前述した硫酸ナトリウムを含む産業廃棄物を乾
燥粒子状化したもの100重量部に対し、コーテイ
ング剤としてメタクリル酸メチル−アクリル酸ブ
チル共重合樹脂（MMA−BA共重合樹脂）１重
量部を添加するとともに、コーテイング剤用の溶
剤としてトルエン20重量部を添加してそれらを20
分間混合した後、引続き混合しながら50℃の熱風
を１時間照射して、コーテイング剤にて覆われた
産業廃棄物粒子を製造する。
次に、表２に示すように、そのコーテイング処
理済産業廃棄物粒子30重量部に対し、高炉セメン
ト70重量部、合成ゴムからなる添加剤20重量部、
水15重量部及びリグニンスルホン酸ナトリウムか
らなる減水剤１重量部を混合した後、その混合物
を14日間養生した。それによつて得られたセメン
ト固形物を１日間水に浸漬した。その水浸前の圧
縮強度は400Kg／cm2、水浸後の圧縮強度は380Kg／
cm2であつた。又吸水率は2.3％であつた。なお、
このセメント固形物の比重は2.5である。
実施例
表１に示すように、この実施例においては、
塩化カルシウムが含まれる産業廃棄物を乾燥粒子
状化したもの100重量部に対し、シリコン樹脂か
らなるコーテイング剤0.5重量部及びそのコーテ
イング剤用の溶剤としてトルエン10重量部を添加
してそれらを15分間混合した後、１時間に渡つて
50℃の熱風を照射して乾燥し、コーテイング剤に
て覆われた産業廃棄物粒子を製造する。次に、表
２に示すように、そのコーテイング処理済廃棄物
粒子50重量部に対し、ポルトランドセメント50重
量部及び水40重量部を添加して混合し、14日間養
生してセメント固形物を製造した。このセメント
固形物の水浸前の圧縮強度は280Kg／cm2で、水浸
後の圧縮強度は240Kg／cm2であつた。又吸水率は
12％で比重は2.2であつた。
実施例
表１に示すように実施例においては、クエン
酸ソーダを含む産業廃棄物を乾燥粒子状化したも
の100重量部に対し、コーテイング剤としてエポ
キシ樹脂４重量部、そのエポキシ樹脂用硬化剤と
してポリアミド樹脂４重量部を添加してそれらを
20分間混合した後、２時間に渡つて50℃の熱風を
照射して乾燥し、前記コーテイング剤にて覆われ
た産業廃棄物粒子を製造する。
次に、表２に示すようにこのコーテイング処理
済産業廃棄物粒子50重量部に対し、フライアツシ
ユセメント50重量部及び水30重量部を混合し、そ
の後その混合物を14日間養生してセメント固形物
を製造する。このセメント固形物は水浸前後にお
いて同じ圧縮強度すなわち240Kg／cm2を有してい
た。又、吸水率は15％で比重は2.0であつた。
次に、実施例を表３に従つて説明する。約80
重量％の硫酸ナトリウムを含む産業廃棄物を乾燥
粒子状化したものをコーテイング処理して得られ
た廃棄物粒子30重量部に対し、高炉セメント70重
量部及び水30重量部を混合して製造されたセメン
ト固形物は350Kg／cm2の圧縮強度を備えていた。
比較例
表３に示すように、比較例においては、前記
実施例とは異なり、約80重量％の硫酸ナトリウ
ムを含んだ産業廃棄物をコーテイング処理するこ
となく、前記実施例とほぼ同一の混合割合でセ
メント混合物を調整した。そして、14日間養生し
たところ、この混合物は圧縮操作によつて容易に
崩壊したため、圧縮強度を測定し得なかつた。こ
のように硫酸塩を含む産業廃棄物を直接セメント
で固化することは実用に適さない。
比較例
表３に示す比較例においては、前述した比較
例と同様に約80重量％の硫酸ナトリウムを含む
産業廃棄物７重量部をコーテイング処理すること
なく高炉セメント90重量部及び水30重量部と混合
し、14日間養生してセメント固形物を製造した。
このセメント固形物は産業廃棄物の混合割合が少
ないため、390Kg／cm2という圧縮強度が得られた
が、高炉セメントを多量に必要とする点から見て
実用上不適当なものである。
比較例
約80重量％の硫酸ナトリウムを含む産業廃棄物
をコーテイング剤と混合して固化した後、粉砕機
によつて１〜15mmの大きさに粉砕し、さらに高炉
セメントによつて固化した。そして、その後14日
間養生したセメント固形物は比較例と同様に圧
縮操作により容易に崩壊した。このように、コー
テイング剤と混合・固化後、粉砕を行つたので
は、その後のセメント固化において実用強度の発
現がない。
(Technical Field) The present invention relates to a method for solidifying industrial waste in which granular industrial waste is solidified with cement. (Prior art) Conventionally, for example, heavy oil combustion gas discharged from thermal power plants contains a large amount of sulfur oxides, so the gas was injected into an aqueous calcium carbonate solution to contain calcium sulfate. Slurry-like sludge was formed, which was solidified with cement and then buried underground or dumped into the sea. In addition, in boiling water nuclear power plants, the recycled waste liquid generated during the regeneration of condensate demineralizers that purify condensed water contains sodium sulfate, and the concentrated recycled waste liquid is turned into powder by centrifugal thin film dryers. It had been made into However, since the sludge or powder contains sulfate, when the sludge or powder is solidified with cement, the sulfate and cement react, causing abnormal expansion and collapse. Therefore, there are problems in that a large amount of cement is required to solidify even a small amount of sludge, resulting in an enormous amount of treatment and an increase in the cost of sludge treatment. Unexamined Japanese Patent Publication No. 1983-1989 is one of the traditional waste treatment methods.
There was a method shown in 108671, but this method can be used to treat waste that does not react with cement or gypsum, but if the waste contains sulfates, the curing reaction will not occur properly. Therefore, sufficient strength could not be obtained. Even when the material to be solidified was gypsum, similar results were obtained when sulfates with metals more active than calcium ions were included. Also, the strength when using gypsum was not greater than that of cement. (Purpose) This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to: When mixed with cement,
Substances that inhibit the normal solidification reaction of the cement;
For example, a new industrial waste product that can reliably solidify industrial waste containing sulfates, etc. without using a large amount of cement, reducing the cost of processing industrial waste. The object of the present invention is to provide a solidification method. (Structure of the Invention) In order to achieve the above object, in this invention, industrial waste including sludge, etc. is dried and made into particles, and then the industrial waste particles are coated with a coating agent, and the coating treatment is performed. The industrial waste particles are hardened with cement by mixing the particles with cement and water. An overview of embodiments of the invention will be described below. Generally, substances contained in industrial waste,
The following are substances that inhibit the solidification reaction of cement when mixed in large amounts with cement. (1) Sulfates such as calcium sulfate and sodium sulfate. Industrial waste containing sulfates is sludge containing primary cooling water discharged from nuclear power plants, or slurry-like sludge after heavy oil combustion gas discharged from thermal power plants is treated with a calcium carbonate aqueous solution. There are things that have been done. When this sulfate-containing waste is solidified with cement, the cement expands abnormally and collapses after solidifying, making it impossible to obtain sufficient strength. (2) Metals that react with alkalis, such as silicon, aluminum, and iron. These metals are contained in soot. When this soot is solidified with cement, hydrogen gas is generated by the reaction with each of the metals mentioned above during hardening of the cement, which deteriorates its strength. (3) Water-soluble carbohydrates such as cellulose and starches. These water-soluble carbohydrates are found in wastewater from food factories. The presence of this water-soluble carbohydrate abnormally slows down the hardening reaction of cement.
Even after a long period of time, sufficient strength of the cement cannot be obtained. (4) Alkali metal salts of organic acids such as sodium citrate. This sodium citrate is contained in the waste water of youth factories. If this sodium citrate is present in the cement, the curing reaction of the cement will be delayed as in the case (3) above, making it impossible to obtain sufficient strength. (5) Salts such as sodium chloride, calcium chloride, and borax. Borax is contained in the dust generated in glass factories. In addition, since calcium chloride is used as a road antifreeze agent, it is contained in large amounts in the dust scraped off by spiked tires. When these salts are present in the cement, they react rapidly with the cement, causing a partial hardening phenomenon and making it impossible to obtain sufficient strength. When industrial waste containing the above-mentioned substance that inhibits the hardening reaction of cement is solidified with cement, the industrial waste is first heated and dried to form particles. Next, the particulate industrial waste,
A coating agent, a solvent for the coating agent, etc. are put into a mixing device such as an impeller-type stirrer, and the mixture is stirred to coat the industrial waste particles with the coating agent. As this coating agent, a synthetic resin or a natural resin is used which is insoluble in water, has alkali resistance, has high moisture permeation resistance, has no water permeability, and whose viscosity can be reduced by dilution with a solvent or heating. It will be done. Examples include acrylic resins, epoxy resins, chlorinated resins (vinyl chloride, vinylidene chloride, and chlorinated vinyl resins), vinyl acetate copolymer resins, silicone resins, polyurethane resins, polyester resins, and petroleum resins. After the industrial waste particles, coating agent, and solvent are mixed and stirred, hot air at about 50° C. is irradiated with stirring to evaporate the solvent and water, thereby completing the coating process. Next, cement and water are added to and mixed with the coated waste particles, and the cement mixture is cured for a predetermined period of time to solidify, thereby producing cement solids with sufficient strength. can. The industrial waste cement solids produced as described above are solidified with the industrial waste particles covered with a coating agent, so the cement solids are not buried underground or underwater. This prevents moisture from penetrating into the waste particles even if the industrial waste particles are dumped into a waste container, and also prevents sulfates, metals, water-soluble carbohydrates, and alkali metal salts of organic acids in the industrial waste particles. It is possible to prevent cement from collapsing due to abnormal reactions between salts and cement. In addition, during the mixing operation with cement, sulfates, metals, water-soluble carbohydrates, alkali metal salts of organic acids, salts, etc. in industrial waste particles that have been coated with a coating agent may leach into the cement. Because it does not react with cement and expand, it is possible to reliably solidify the industrial waste with cement, and it is not only possible to produce cement solids with sufficient strength. The amount of cement used can be reduced. Next, Examples, Comparative Examples, and test results of the present invention will be explained according to Tables 1 to 3. Example: 1 part by weight of methyl methacrylate-butyl acrylate copolymer resin (MMA-BA copolymer resin) was added as a coating agent to 100 parts by weight of the dry granulated industrial waste containing sodium sulfate. At the same time, 20 parts by weight of toluene was added as a solvent for the coating agent.
After mixing for a minute, hot air at 50° C. is irradiated for 1 hour with continued mixing to produce industrial waste particles covered with a coating agent. Next, as shown in Table 2, to 30 parts by weight of the coated industrial waste particles, 70 parts by weight of blast furnace cement, 20 parts by weight of an additive made of synthetic rubber,
After mixing 15 parts by weight of water and 1 part by weight of a water reducing agent consisting of sodium ligninsulfonate, the mixture was cured for 14 days. The cement solid thus obtained was soaked in water for one day. Its compressive strength before water immersion is 400Kg/ cm2 , and after water immersion is 380Kg/cm2.
It was warm in cm2 . The water absorption rate was 2.3%. In addition,
The specific gravity of this cement solid is 2.5. Example As shown in Table 1, in this example:
To 100 parts by weight of dry granulated industrial waste containing calcium chloride, 0.5 parts by weight of a coating agent made of silicone resin and 10 parts by weight of toluene as a solvent for the coating agent were added and the mixture was heated for 15 minutes. After mixing, for 1 hour
Dry by irradiating hot air at 50℃ to produce industrial waste particles covered with a coating agent. Next, as shown in Table 2, 50 parts by weight of Portland cement and 40 parts by weight of water were added to 50 parts by weight of the coated waste particles, mixed, and cured for 14 days to produce cement solids. did. The compressive strength of this cement solid before water immersion was 280 Kg/cm 2 , and the compressive strength after water immersion was 240 Kg/cm 2 . Also, the water absorption rate is
It was 12% and the specific gravity was 2.2. Example As shown in Table 1, in the example, 4 parts by weight of an epoxy resin as a coating agent and 4 parts by weight of an epoxy resin as a curing agent for the epoxy resin were added to 100 parts by weight of dry granulated industrial waste containing sodium citrate. They were added with 4 parts by weight of polyamide resin.
After mixing for 20 minutes, the mixture is dried by irradiating hot air at 50° C. for 2 hours to produce industrial waste particles covered with the coating agent. Next, as shown in Table 2, 50 parts by weight of the coated industrial waste particles were mixed with 50 parts by weight of fly ash cement and 30 parts by weight of water, and the mixture was then cured for 14 days to form cement solids. Manufacture. This cement solid had the same compressive strength before and after immersion in water, i.e. 240 Kg/cm 2 . Also, the water absorption rate was 15% and the specific gravity was 2.0. Next, examples will be described according to Table 3. Approximately 80
It is manufactured by mixing 70 parts by weight of blast furnace cement and 30 parts by weight of water with 30 parts by weight of waste particles obtained by coating dried granules of industrial waste containing % by weight of sodium sulfate. The cement solids obtained had a compressive strength of 350Kg/ cm2 . Comparative Example As shown in Table 3, unlike the above example, in the comparative example, industrial waste containing about 80% by weight of sodium sulfate was not coated, and the mixture ratio was almost the same as that of the above example. The cement mixture was prepared in When the mixture was cured for 14 days, the compressive strength could not be measured because the mixture easily disintegrated upon compression. Direct solidification of industrial waste containing sulfates with cement is not suitable for practical use. Comparative Example In the comparative example shown in Table 3, 7 parts by weight of industrial waste containing about 80% by weight of sodium sulfate was mixed with 90 parts by weight of blast furnace cement and 30 parts by weight of water without coating. The mixture was mixed and cured for 14 days to produce cement solids.
This solid cement had a compressive strength of 390 kg/cm 2 because it contained a small proportion of industrial waste, but it is not suitable for practical use since it requires a large amount of blast furnace cement. Comparative Example Industrial waste containing about 80% by weight of sodium sulfate was mixed with a coating agent and solidified, then ground to a size of 1 to 15 mm using a crusher, and further solidified with blast furnace cement. After that, the cement solids that were cured for 14 days were easily disintegrated by compression operation as in the comparative example. As described above, if the cement is pulverized after being mixed with the coating agent and solidified, practical strength will not be achieved in the subsequent cement solidification.
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