JP2000093739A - 硫酸マグネシウム排液の処理法 - Google Patents

硫酸マグネシウム排液の処理法

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JP2000093739A
JP2000093739A JP10306273A JP30627398A JP2000093739A JP 2000093739 A JP2000093739 A JP 2000093739A JP 10306273 A JP10306273 A JP 10306273A JP 30627398 A JP30627398 A JP 30627398A JP 2000093739 A JP2000093739 A JP 2000093739A
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magnesium hydroxide
magnesium
ammonia
sulfate
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Kinichi Sugawara
欣一 菅原
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TECHNO TORIITO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水酸化マグネシウムを脱硫剤とする排煙脱硫プ
ラントにおいて廃棄・放流されている、硫酸マグネシウ
ムを多量に含有する排液より水酸化マグネシウムを回収
し、処理後液と共に排煙脱硫工程へ循環する技術を確立
して、再資源化と環境浄化に資する。 【解決手段】硫酸マグネシウムを含有する排煙脱硫排水
に、アンモニアを添加して水酸化マグネシウムを生成沈
殿せしめ、その後液に石灰乳を加えて硫酸カルシウムと
アンモアを生成せしめ、アンモニアは工程内を循環さ
せ、得られた水酸化マグネシウムは本プロセス最終排液
によりスラリー化して脱硫プラントへ循環することによ
り脱硫プラント排水の完全循環を実現し、排水の廃棄・
放流をなくした。また硫酸カルシウムは洗浄工程を設け
て純度を向上せしめ外販の有利性を高めた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水酸化マグネシウ
ムを脱硫剤とする排煙脱硫プロセスより発生する硫酸マ
グネシウム含有排液より、水酸化マグネシウムと硫酸カ
ルシウムを生成分離し、水酸化マグネシウムを工程最終
排液と共に再び脱硫工程へ循環する硫酸マグネシウム含
有排液の処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術においては、水酸化マグネシ
ウムを脱硫剤とする排煙脱硫プロセスの排液は、殆どの
プラントにおいて脱硫生成物である硫酸マグネシウムを
多量に含有したまま排水規制対応処理のみを行ってその
まま放流廃棄されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】脱硫剤として高価な水
酸化マグネシウムを使用する、現行のいわゆる「水マグ
法排煙脱硫プロセス」の問題点は、脱硫後、多量の硫酸
マグネシウムを含有した排液を廃棄・放流する点であ
り、経済性と環境汚染の両面から、排液の再生循環技術
の確立が強く望まれていた。しかし、この排液より水酸
化マグネシウムを生成させ、工程内に循環使用する方法
として、廉価な消石灰を用いてこれを行おうとすると、
水酸化マグネシウムの生成と同時に硫酸カルシウムが生
成し、この両者の分離が極めて困難であり、これが排液
の再生・循環プロセスの成立を困難にさせていた。本発
明はこの課題を解決し、水酸化マグネシウムを脱硫剤と
する排煙脱硫プロセスの排液再生・循環プロセスの成立
を可能にするものである。
【0004】本発明は、水酸化マグネシウムと硫酸カル
シウムの分離を容易ならしむるためにそれぞれを別工程
で生成させる方法をとり、そのためにアンモニアを介在
させてこれは工程内を循環させ、系外からは価格的に低
廉な消石灰、生石灰若しくはその同質物を用いることを
可能にしてプロセスの経済性を高めた。即ち、本発明の
第1の課題は、排液より水酸化マグネシウムと硫酸カル
シウムそれぞれを高純度で利用価値の高い状態で回収す
る技術を確立することにある。
【0005】従来の方法では、水酸化マグネシウムを生
成させるのに強塩基を用いているが、本発明法では、弱
塩基であるが水に対する溶解度が小さく容易に気体とな
って液中より分離するアンモニアの特性を利用して工程
内循環を可能とし、かつ水酸化マグネシウムを単独的に
高純度状態で生成回収することに成功した。
【0006】また、排液中に含有される硫酸イオン及び
亜硫酸イオンを、廉価な石灰乳によって完全に硫酸カル
シウムに転化して沈殿させ、これを液より濾過分離して
副産物石膏を得ることが出来るので、これを外部販売す
ることにより本発明プロセスの経済性を高めることが可
能である。
【0007】第2の課題は、本発明プロセスの最終排液
を脱硫剤スラリー液として循環使用可能成分とし、脱硫
剤としての水酸化マグネシウムの再生と併せ、脱硫プラ
ント排液の完全循環を実現して、脱硫プラント排液の廃
棄・放流をなくする技術を確立することにある。
【0008】脱硫プラント排液から水酸化マグネシウ
ム、硫酸カルシウム及び気体アンモニアを生成分離した
本発明プロセスの最終排液は、アンモニア溶解量以外の
成分を殆ど含まないものとなっている。従ってこの排液
は脱硫工程へ循環可能であり、先に得られた水酸化マグ
ネシウムのスラリー調製溶液として使用することによっ
て脱硫プラント排液の完全再生循環が成立し、脱硫プラ
ント排液の放流廃棄をなくすることが可能となった。
【0009】本発明プロセスの最終排液は溶解量のアン
モニアを含有するが、これは脱硫工程では脱硫剤として
役立ち、水酸化マグネシウムの使用量低減が可能とな
る。
【00010】
【課題を解決するための手段】排液中に含有される硫酸
マグネシウムから水酸化マグネシウムを生成させるに
は、MgイオンをこれとバランスしているSOイオン
から切り離してやらなければならない。これを、直接水
酸化カルシウムを添加して硫酸カルシウムを生成させる
ことにより行うと、水酸化マグネシウムと硫酸カルシウ
ムが同時的に生成し、この両者の分離は、例え前者が極
微粒であり、後者はそれより粗粒結晶であるという粒度
面での物理的特性を利用して行い得る可能性は全くない
とは言えないものの極めて困難である。
【00011】このため、本発明では、この両者を別々
の工程で生成させる方法をとった。まず第1の工程で
は、排液にアンモニアを添加して液をアルカリ性にする
と共に、液中にNHイオンを生成させる。その結果、
NHイオンは液中に存在するSOイオンとバランス
し、MgイオンをSOイオンとのバランスから解き放
つため、Mgイオンは水酸化マグネシウムとして沈殿す
る。SOイオンは、NHイオンとバランスして液中
にとどまるため、沈殿は極めて純度の高い水酸化マグネ
シウムとなる。これを濾過分離すれば、再び排煙脱硫プ
ロセスで使用可能な高品質の脱硫剤が得られる。
【00012】ここでの問題点は、アンモニアの溶解で
得られる液のpHが、水酸化マグネシウムの完全生成に
必要なpHをわずかに下回るため、液中に微量のMgイ
オンが残留する点である。これについては後述する。
【00013】次いで第2の工程では、第1工程の濾液
に石灰乳若しくはその同等物(例えばカーバイド滓な
ど)を添加して、液中のSOイオンをCaイオンと結
合させて硫酸カルシウムを生成させることにより液の系
外に出す。液中にはNHイオンが遊離するが、そのO
Hイオンとの平衡定数は極めて小さいため液中にはイオ
ン状態では留まれず、アンモニアとなって溶解量以上は
液中より散逸するので、これを捕集して第1工程の水酸
化マグネシウムの生成へ循環使用する。
【00014】前記した如く、第1工程での水酸化マグ
ネシウムの生成にアンモニアを用いると、アンモニアの
電離度が小さいため液のpHが水酸化マグネシウムの完
全生成に必要な値まで十分高くならず、わずかながら液
中に残存する。これは第2工程での硫酸マグネシウムの
生成時に共沈して硫酸マグネシウムの純度を若干低下さ
せる。従ってそのままでは硫酸マグネシウムを石膏とし
て外販する場合に、不利益をきたすため、必要な場合こ
れを改善するための付加工程として、分離した硫酸カル
シウムを硫酸の希薄溶液で洗浄する工程を設けた。
【00015】水酸化マグネシウムの生成沈殿物はミク
ロンオーダーの微細粒子であり、かつその溶解積[Mg
][OH]はかなり大きいから、液中に分散させ
て、そのpHをわずかに下げるだけで液中に溶解し硫酸
カルシウムから取り除かれる。そのためには、極めて希
薄濃度の硫酸溶液を用いて洗浄すれば良く、これにより
水酸化マグネシウムは完全に取り除かれ、併せて未反応
残留の水酸化カルシウムの硫酸カルシウムへの転化も促
進され、複製石膏の品位向上が図られる。この洗浄排液
は中性に近く、硫酸マグネシウムを含むので、脱硫工程
排液と併せて本プロセスで処理可能であり新たな排液を
生ずる懸念はない。
【00016】
【発明の実施の形態】本発明プロセスを実施する場合の
形態を、
【図1】に示した本発明プロセス系統図に従って説明す
る。
【00017】排煙脱硫プラントより排出される脱硫排
は、本プロセス〈第1工程〉において、[第1反応
槽]に入り、ここで〈第2工程〉[第2反応槽]より捕
集されたアンモニアが吹き込まれ、水酸化マグネシウム
が生成される。反応後液は[フィルター]で濾過され、
濾液は〈第2工程〉[第2反応槽]に入り、濾別された
水酸化マグネシウムは[スラリー槽]に送られて、〈第
2工程〉[フィルター]後の最終濾液が加えられてスラ
リーとなり、脱硫剤として排煙脱硫プラントへ循環され
る。
【00018】〈第2工程〉[第2反応槽]では、最終
濾液と消石灰から別の[スラリー槽]で作られた石灰乳
が加えられ、それにより硫酸カルシウムが生成し、同時
アンモニアが発生する。アンモニアは[捕集機]によ
り捕集され〈第1工程〉[第1反応槽]への吹き込み剤
として循環される。
【00019】〈第2工程〉で生成された硫酸カルシウ
は同時生成の微量の水酸化マグネシウムと未反応水酸
化カルシウムを含有しているため、これを更に高純度化
する必要がある場合には、〈付加工程〉の[洗浄槽]に
おいて希薄硫酸溶液で洗浄された後[フィルター]で濾
過され高品位の製品石膏となる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、上述したように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0021】水酸化マグネシウムを脱硫剤とする排煙脱
硫プラントで、現在、放流・廃棄されている硫酸マグネ
シウム排液から水酸化マグネシウムを回収し、これを排
煙脱硫工程へ循環使用することが可能となることで排液
の廃棄・放流がなくなり、環境浄化に大きく貢献する。
【0022】排液の硫酸マグネシウムより水酸化マグネ
シウムと硫酸カルシウムを生成回収し、前者は排煙脱硫
工程へ循環し、後者は外部販売可能なので、排液の再資
源化及び排煙脱硫コスト低減が図られる。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明プロセス実施想定プラントの設備・工程
系統図である。
【符号の説明】
なし

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫酸マグネシウムを含有する排液に、排液
    中の含有マグネシウム量に見合う化学当量以上のアンモ
    ニアを、第2工程で回収されたアンモニアを主体とし、
    不足分は補充的に添加して、排液中のマグネシウムを水
    酸化マグネシウムとして沈殿させた後濾過分離する第1
    工程と、第1工程の濾液に石灰乳もしくはその同等物
    を、その反応性カルシウム量が排液中の硫酸及び亜硫酸
    イオン量に見合う化学当量以上となる量添加して硫酸カ
    ルシウムを晶出させてこれを濾過分離し、かつこの反応
    により遊離するアンモニアを気体として回収して第1工
    程へ循環する第2工程よりなる、硫酸マグネシウム排液
    の処理法。
  2. 【請求項2】上記第2工程において晶出分離した硫酸カ
    ルシウムを、少量の希薄硫酸溶液で洗浄し、微量の共沈
    物である水酸化マグネシウムを溶解させると共に、未反
    応状態で存在する少量の水酸化カルシウムを完全に硫酸
    カルシウムに転化させ、副産物としての石膏の純度を高
    める、第2工程の付加工程。
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