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技術 ばいじんの安定化処理方法

出願人 株式会社エコ計画
発明者 井上功
出願日 1994年12月27日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-325562
公開日 1996年7月9日 (24年7ヶ月経過) 公開番号 1996-173931
状態 特許登録済
技術分野 消化剤;有害な化学剤の無害化 固体廃棄物の処理
主要キーワード 加熱固化 管理物質 清掃工場 可燃ゴミ 溶融固化法 溶融ガラス化 高温焼結 アルコキシシロキサン
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年7月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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目的

自然界に放置しても金属の溶出することのないより優れたばいじん安定化処理方法を提供することを目的とする。

構成

シロキサン結合基本骨格として含むシロキサン化合物を、ばいじんと混合して反応させるか或いはこれを被覆し、固化物とすることを特徴とする。

概要

背景

ゴミ処分方法の大部分を占める焼却は、清掃工場で行われている。焼却炉で行われるゴミの燃焼方式には、パッチ式および連続式などがある。また、燃焼装置は、スト−カ−式,流動床式などに分類される。どのような装置を使用するにしても、可燃ゴミを焼却すれば必ず灰が生じる。その量は、焼却炉の構造によって異なるが、可燃ゴミの10〜17%にもなる。生成する焼却灰は、2種類に分類される。焼却炉の底部から回収されるもえがら、集塵機で集められるばいじんである。清掃工場から排出した焼却灰は、もえがらもばいじんも合体され、分析後そのまま埋め立て処分されているのが一般的である。

しかしながら、もえがらおよびばいじんの中には、各種重金属類(たとえば、Mn,Zn,Cu,Cd,Pb,Cr,Hgなど)を含む場合がある。それらの水に対する溶出量は、環境基準以下であれば問題はないが、それ以上含まれている場合には、水に溶出しないよう安定化処理を行うことが必要である。

ところが、ばいじんは、平成7年7月から特定管理物質となることが決められており、ばいじんの安定化処理は急務となっている。ばいじんの安定化とは、その中に含まれている重金属を、基準値以下にすることである。

ばいじんの安定化方法として、これまでに指定されている方法は、下記の5つである。
(1)溶融ガラス化法;溶融設備を用いて、ばいじんを高温に加熱して溶融し、ガラス化する方法。
(2)高温焼結法;加圧成形したばいじんを高温下で焼結し、タイルなどにする方法。
(3)セメント固化法;ばいじんをセメントとともに固化し、重金属が溶け出さないようにする方法。
(4)薬剤処理法;ばいじんを十分な量の薬剤均質練り混ぜ、重金属が溶け出さないようにする方法。
(5)酸その他の溶媒による安定化方法;ばいじん中の重金属を酸その他の溶媒に溶出させた後に、脱水処理し、溶出液中の重金属を化学的安定状態にする方法。

これらの安定化方法は、すでに実施されている。しかし、溶融固化法や高温焼結法は1200℃程度の高温を必要としており、経費高になることは避けられない。又コンクリ−ト固化法は、セメントを用いることから硬化物中のPHが高くなり、Pbなどの重金属類が溶け出しやすくなるなどの問題点がある。これらのことから、自然界に放置しても、金属の溶出しないばいじんの新しい安定化方法が求められている。

概要

自然界に放置しても金属の溶出することのないより優れたばいじんの安定化処理方法を提供することを目的とする。

シロキサン結合基本骨格として含むシロキサン化合物を、ばいじんと混合して反応させるか或いはこれを被覆し、固化物とすることを特徴とする。

目的

上述したような5つの安定化処理方法が知られているが、溶融固化法や高温焼結法の高温を必要とすること及び経費高になること、又、コンクリ−ト固化法のPbなどの重金属類が溶け出し易くなること、等の問題が依然として残っている。本発明は自然界に放置しても金属の溶出することのない、より優れたばいじんの安定化処理方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

シロキサン結合基本骨格として含むシロキサン化合物ばいじんと混合して反応させるか、或いはこれを被覆し、固化物とすることを特徴とするばいじんの安定化処理方法。

請求項2

シロキサン化合物とばいじんとの混合物を加熱、光照射放射線照射、レ−ザ−照射薬品添加などにより、反応時間あるいは硬化時間を早めることを特徴とする請求項1のばいじんの安定化処理方法。

技術分野

0001

本発明はばいじん安定化処理方法に関するものである。

背景技術

0002

ゴミ処分方法の大部分を占める焼却は、清掃工場で行われている。焼却炉で行われるゴミの燃焼方式には、パッチ式および連続式などがある。また、燃焼装置は、スト−カ−式,流動床式などに分類される。どのような装置を使用するにしても、可燃ゴミを焼却すれば必ず灰が生じる。その量は、焼却炉の構造によって異なるが、可燃ゴミの10〜17%にもなる。生成する焼却灰は、2種類に分類される。焼却炉の底部から回収されるもえがら、集塵機で集められるばいじんである。清掃工場から排出した焼却灰は、もえがらもばいじんも合体され、分析後そのまま埋め立て処分されているのが一般的である。

0003

しかしながら、もえがらおよびばいじんの中には、各種重金属類(たとえば、Mn,Zn,Cu,Cd,Pb,Cr,Hgなど)を含む場合がある。それらの水に対する溶出量は、環境基準以下であれば問題はないが、それ以上含まれている場合には、水に溶出しないよう安定化処理を行うことが必要である。

0004

ところが、ばいじんは、平成7年7月から特定管理物質となることが決められており、ばいじんの安定化処理は急務となっている。ばいじんの安定化とは、その中に含まれている重金属を、基準値以下にすることである。

0005

ばいじんの安定化方法として、これまでに指定されている方法は、下記の5つである。
(1)溶融ガラス化法;溶融設備を用いて、ばいじんを高温に加熱して溶融し、ガラス化する方法。
(2)高温焼結法;加圧成形したばいじんを高温下で焼結し、タイルなどにする方法。
(3)セメント固化法;ばいじんをセメントとともに固化し、重金属が溶け出さないようにする方法。
(4)薬剤処理法;ばいじんを十分な量の薬剤均質練り混ぜ、重金属が溶け出さないようにする方法。
(5)酸その他の溶媒による安定化方法;ばいじん中の重金属を酸その他の溶媒に溶出させた後に、脱水処理し、溶出液中の重金属を化学的安定状態にする方法。

0006

これらの安定化方法は、すでに実施されている。しかし、溶融固化法や高温焼結法は1200℃程度の高温を必要としており、経費高になることは避けられない。又コンクリ−ト固化法は、セメントを用いることから硬化物中のPHが高くなり、Pbなどの重金属類が溶け出しやすくなるなどの問題点がある。これらのことから、自然界に放置しても、金属の溶出しないばいじんの新しい安定化方法が求められている。

発明が解決しようとする課題

0007

上述したような5つの安定化処理方法が知られているが、溶融固化法や高温焼結法の高温を必要とすること及び経費高になること、又、コンクリ−ト固化法のPbなどの重金属類が溶け出し易くなること、等の問題が依然として残っている。本発明は自然界に放置しても金属の溶出することのない、より優れたばいじんの安定化処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

シロキサン結合(化1)を基本骨格として含むシロキサン化合物をばいじんと混合して反応させるか或いはこれを被覆し、固化物として自然界に放置しても金属の溶出することのないようにした。

0009

0010

化2に示すシロキサン化合物をばいじんと混合して反応させるか、或いはこれを被覆する。この際に加熱、光照射放射線照射、レ−ザ−照射薬品添加などを行うことにより、反応時間を早める事が可能である。シロキサン化合物は、数1に示すような加水分解によって、シラノ−ルを形成する。得られた物質は化3に示すようになり、撥水性を有する。

0011

0012

0013

0014

これらの水酸基とばいじん表面の水酸基とは縮合反応起し、化4の如くばいじん表面をシロキサン化合物層で被覆する事になる。あるいは化5の如く耐アルカリ性を有するシロキサン化合物が被覆される事になる。このような物質は撥水性であると共に耐アルカリ性を有し、ばいじん中の重金属類が溶出しなくなり極めて安定な物質となる。

0015

0016

0017

本発明はこれを要約すると、シロキサン結合を基本骨格として含むシロキサン化合物をばいじんと混合して反応させるか、あるいはシロキサン化合物で被覆して安定化する方法である。さて、本発明は化6に示すシロキサン化合物を原料とするが、このシロキサン化合物は、
(a)RSiCl3とR2SiCl2との反応物
(b)RSiCl3と各種樹脂オリゴマ−との反応物
この場合のRは、CH3,C2H5,C6H5,C3H7である。
からなる下記化7に示すシロキサン結合を骨格にもつ化合物を、各種アルコ−ル,アルキッド樹脂メラミン樹脂フェノル樹脂エポキシ樹脂などと反応させた反応生成物である。従って、上記(a)あるいは(b)の反応により形成されるシロキサン化合物は、各項内化合物の反応物質の割合などを変えることによって種々様々なものが得られる。

0018

0019

0020

シロキサン結合を基本骨格として含むシロキサン化合物の場合のR,R′,R″,数2は下記に示す如きものである。

0021

0022

R:CH3−,C2H5−,C3H7−,C4H9−,C5H11−
CH2−CH−,C6H5−,C6H3−CH2−,CF3−CH2−,−CF3−CH2−CH2−,CF3−CH2−CH2−CF3−CF2−CH2−CH2−
CF3−CF2−,CF2−CH2−,CF3−CF2−CF2−CH2−CH2−,NH2−CH2−CH2−,NH2−CH2−,COOH−CH2−CH2−,COOH−CH2−,

0023

又、R′,R″,数3は次の(1)〜(5)に示すものである。

0024

0025

(1)上記R
(2)アルキッド系樹脂
シリコンアルキッドとを化学的に結合させる方法には次の2種類がある。
油変性アルキッドとオルガノシロキサノ−ルとの共縮合(化8)。

0026

0027

油変性アルキッドとオルガノアルコキシシラン(またはシロキサン)との共縮合(化9)。

0028

0029

メラミン系樹脂
メラミン変性シリコ−ンワニスブチルまたはアミル化メラミン樹脂とオルガノシロキサノ−ルとを共縮合させることによってできる(化10)。

0030

0031

フェノ−ル系樹脂
フェノ−ル変性シリコ−ンワニスはアルキルシリルフェノ−ルとヘキサメチレンテトラミンとの反応による合成、またはシランアルコキシシロキサンとフェノ−ルとを反応させ、フエノ−ルエステルシロキサンやフェノ−ルエステルシランを作り、これとホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドとを反応させて合成する(化11)。

0032

0033

エポキシ系樹脂
エポキシ変性シリコ−ンワニスは脂肪酸変性エポキシレジンとシロキサノ−ルとの縮合による合成、または二個のカルボン酸エステルシランとエポキシレジンとの反応による合成などがある(化12)。本発明はこのような化合物をばいじんと混合して反応させるか、あるいはこの化合物を被覆し固化物とする方法である。

0034

0035

以上述べたようなシロキサン化合物をばいじんと混ぜ合わせ、あるいは混練しあるいは又反応させると、撥水性を帯びた物質となる。この物質を加熱固化すると、心配されるばいじん中の重金属類が浸出しない極めて安定した物質となる。

0036

本発明は、シロキサン結合を基本骨格として含むシロキサン化合物をばいじんと混合して反応させるか或いはこれを被覆して固化物とするので、外からの水を寄せつけず、又ばいじん中に含まれる重金属が完全に包み込まれ、外に溶出するのを完全に防止することができる。

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