製鋼スラグを利用した汚染土壌中の6価クロムを含む重金属の不溶化処理法の研究

利用炼钢渣不溶化处理污染土壤中六价铬等重金属的研究

基本信息

批准号：
17656178
负责人：
梅村靖弘
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,6価クロムを含む重金が固定化されるカルシウムアルミネート水和物であるエトリンガイト(Aft相)を多く生成する水硬性材料であるアーウィン(3CaO・3Al_2O_3・CaSO_4)を合成し,セメントに添加した固化材の6価クロム溶出抑制効果を検証した。アーウィンの合成は,研究代表者らの過去の研究から,製鋼過程でリンを除く段階で発生する脱リンスラグを有効利用する方法を採用した。脱リンスラグの中の遊離石灰(f-CaO)を利用しアルミナ分とセッコウ分を添加しアーウィンを合成するため,脱リンスラグ(DS)と酸化アルミニウム(3Al_2O_3:AL)及び硫酸カルシウム二水和物(CaSO_4・2H_2O:SO)の適正配合を検討した。理論配合は,質量比でDS:AL:SO=45:35:20となり,この配合で混合し加圧成型したものを1,150℃で3時間焼成した。この時に生成されたアーウィン(D55)を純薬合成したアーウィンの生成量と比較した結果より,さらにアーウィン生成量を増加させるため炭酸カルシウム(CaCO_3:CA)添加率を2種類変化させた合成を行なった。この時のアーウィンの配合はD25(配合比DS:CA:AL:SO=25:25:35:15),D10(DS:CA:AL:SO=10:40:35:15)とした。この合成したアーウィンD55,D25,D10のそれぞれと普通ボルトランドセメント(OPC)およびセッコウを混合して作製した固化材をHA55(OPC:SO:D55=50:3:15),HA25(OPC:SO:D25=50:3:15),HA10(OPC:SO:D10=50:3:15)とした。これらの固化材とOPCのみの固化材(PL)ならびにOPCを高炉水砕スラグ微粉末で50%置換しセッコウ(SO_3換算で5%)を添加した固化材(BSG5)についての6価クロム溶出抑制効果を砂質土,シルト,関東ロームで比較した。その結果,砂質土ではアーウィンを添加したHA10,その他の土壌では高炉スラグ微粉末を添加したBSG5が有効であることが認められたが,溶出抑制効果は土壌のアルカリ性と酸化還元電位が大きく影響することが認められた。

今年，我们合成了Irwin（3CaO，3Al_2O_3，CaSO_4），一种产生大量钙矾石（Aft相）的水硬性材料，一种固定六价铬等重金属的铝酸钙水合物，并将其用于水泥中的效果。验证了添加固化剂对抑制六价铬洗脱的作用。对于Irwin的合成，我们根据主要研究人员过去的研究，采用了有效利用炼钢过程中除磷步骤中产生的脱磷渣的方法。为了合成Irwin，在脱磷渣中的游离石灰(f-CaO)中添加氧化铝和石膏，脱磷渣(DS)、氧化铝(3Al_2O_3:AL)和硫酸钙二水合物(CaSO_4·2H_2O:SO)的适宜组成）进行了调查。理论组成质量比为DS:AL:SO=45:35:20，混合物在1150℃下烘烤3小时并模压成型。根据此时产生的Irwin(D55)的量与纯化学合成产生的Irwin的量的比较结果，为了进一步提高Irwin的产生量，以两种不同的钙添加比例进行合成碳酸盐（CaCO_3:CA）。 Irwin此时的配方为D25（混合比例DS:CA:AL:SO=25:25:35:15）和D10（DS:CA:AL:SO=10:40:35:15）。将合成的Irwin D55、D25、D10与普通螺栓水泥(OPC)、石膏混合配制的固化材料为HA55(OPC:SO:D55=50:3:15)、HA25(OPC:SO:D25=50: 3:15),HA10(OPC:SO:D10=50:3:15)。这些凝固材料、仅含有OPC(PL)的凝固材料、以及用粒状高炉矿渣粉和石膏(以SO_3计为5％)代替50％OPC的凝固材料(BSG5)的六价铬溶出的抑制是添加了沙土、淤泥和关东壤土的效果。结果发现，添加Irwin的HA10对沙质土壤有效，添加高炉矿渣粉的BSG5对其他土壤有效，但抑制淋洗效果很大程度上受土壤碱度和土壤碱度的影响。氧化还原电位被批准这样做。