JP2000095549A - 汚泥焼却灰の処理方法 - Google Patents

汚泥焼却灰の処理方法

Info

Publication number
JP2000095549A
JP2000095549A JP26914398A JP26914398A JP2000095549A JP 2000095549 A JP2000095549 A JP 2000095549A JP 26914398 A JP26914398 A JP 26914398A JP 26914398 A JP26914398 A JP 26914398A JP 2000095549 A JP2000095549 A JP 2000095549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
incineration ash
sulfuric acid
phosphorus
solid
separated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26914398A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Suzuki
務 鈴木
Keiichi Miura
啓一 三浦
Yoshitomo Toda
善朝 戸田
Kazuaki Hashimoto
和明 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP26914398A priority Critical patent/JP2000095549A/ja
Publication of JP2000095549A publication Critical patent/JP2000095549A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/28Cements from oil shales, residues or waste other than slag from combustion residues, e.g. ashes or slags from waste incineration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/10Burned or pyrolised refuse
    • C04B18/105Gaseous combustion products or dusts collected from waste incineration, e.g. sludge resulting from the purification of gaseous combustion products of waste incineration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 汚泥焼却灰から含有リンを高効率で溶出
でき、高純度かつ高収率でリン酸を分離回収でき、更に
リン成分分離後の残渣は廃棄することなくセメント原料
として十分使用するに値する性状のものが得られるリサ
イクル性と効率性に優れた汚泥焼却灰の処理方法。 【解決手段】 リンを含有する汚泥焼却灰を硫酸侵出し
たものを固液分離した分離液からリン酸を回収し、分離
残渣にアルカリ溶液を加えてこれを固液分離した固形分
残渣をセメント原料として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥などを焼
却した際生じる汚泥焼却灰を再資源化するための処理方
法に関する。詳しくは汚泥焼却灰に含まれるリンをリン
酸溶液として回収し、リン回収後の残渣も建築資材など
に活用することができるリサイクル性に優れた汚泥焼却
灰の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】下水汚泥などの汚泥焼却灰の多くは埋立
などで処分されているが、処理に莫大な費用が必要であ
るため、建設資材などへの再資源化が検討されている。
例えば、下水汚泥焼却灰に石灰石、粘土、珪石などを加
え焼成したものに石膏を配合しセメントとして使用する
ことが考えられてはいるが、下水汚泥などの焼却灰では
リンがかなり高い濃度で含まれ、しかも天然リン鉱石の
平均的リン含有量に匹敵する量となっている場合もある
ので、そのまま建設資材の主要構成材であるセメント原
料に用いるとセメントの強度が低下する。一方でリンそ
のものは建築・土木以外の多くの工業分野では需要が増
大していおり、天然資源としてのリン鉱石の枯渇化が急
速に進んでいる。
【0003】このため、汚泥焼却灰の含有リン成分を選
別回収しリン資源として再生すると共に、リン成分回収
後の焼却灰を建築資材として利用することが検討されて
いる。このような技術としては、下水汚泥などの汚泥焼
却灰に硫酸を添加し、煮沸することにより焼却灰中のリ
ン成分を溶出せしめ、これを固液分離した分離液からリ
ン酸を回収し、残渣をセメント原料にする方法が知られ
ている。しかるに下水汚泥などの汚泥焼却灰は一般にリ
ンの他にカルシウムも大量に含むことが多く、前記のよ
うな硫酸を用いた処理方法ではカルシウムも溶出し、溶
出したカルシウムは硫酸と容易に反応するため、硫酸と
反応して生成した硫酸カルシウムが残渣中に留まり、こ
れをセメント原料に用いるとセメント強度の低下を引き
起こす。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚泥焼却灰
に含まれるリンを高純度のリン酸として回収すると共
に、汚泥焼却灰中のリンを硫酸により侵出する際に起こ
る硫酸カルシウムの反応生成を十分抑制し、リン成分分
離後の残渣をセメント原料などに用いても性状低下を来
すことなく十分再利用することができる汚泥焼却灰の処
理方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決する手段】本発明者等は、前記目的達成の
ため鋭意検討した結果、リン含有汚泥焼却灰に高濃度の
硫酸を加えることでリン成分を効率良く溶出でき、これ
を固液分離することにより分離液から高純度のリン酸が
容易に回収できること、また分離固形残渣にアルカリ溶
液を加えることで硫酸カルシウムの析出を抑制できるこ
と、また添加アルカリ溶液の濃度が硫酸侵出に用いた硫
酸と同濃度の場合に硫酸カルシウムの生成阻止効果が最
も高くなること、更にリン溶出液分離後の残渣には硫酸
カルシウムを始めとする硫酸塩が存在せずアルミナやシ
リカなどからなるためセメント等の原料に適している等
の知見を得、本発明を完成するに至った。即ち、本発明
は、汚泥焼却灰に硫酸を加えてなるスラリーを固液分離
し、分離液からリン酸溶液を回収し、分離固形分にアル
カリ溶液を加え、これを固液分離した固形分残渣をセメ
ント原料とすることを特徴とする汚泥焼却灰の処理方法
である。また、本発明はアルカリ溶液が硫酸と同濃度以
上のアルカリ溶液であることを特徴とする前記の汚泥焼
却灰の処理方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の処理対象とする汚泥焼却
灰は、リン成分を含有するものであれば何れのものであ
っても良く、通常は下水汚泥、河川汚泥、ヘドロといっ
たものが殆どの場合リンを含有しているのでその焼却灰
が対象となる。その中でもカルシウムを始めアルカリ土
類金属成分を大量に含む焼却灰は特に好適である。本発
明は、このような汚泥焼却灰に硫酸を加え汚泥焼却灰中
のリン成分を侵出し、これを固液分離した分離液から公
知手法によりリンをリン酸として回収すること、また固
液分離した分離固形分についてはアルカリ溶液を加え、
これを固液分離した固形分残渣をセメント等の原料とし
て利用する汚泥焼却灰の処理方法である。以下、本処理
法の各工程について詳しく説明する。
【0007】(I)汚泥焼却灰の硫酸によるリン侵出 汚泥焼却灰に硫酸を加えて溶解し、汚泥焼却灰中のリン
成分を溶出させる。汚泥焼却灰中のリンは主にリン酸塩
の固形状態で存在しているが、リン酸の溶解度は一般に
温度が高い程増大する傾向があるものの、硫酸添加量が
少ない場合は温度が低くても比較的高い溶解度を示すの
で、約0〜40℃の常温域で硫酸によるリン侵出を行う
ことが可能である。硫酸濃度は0.1規定程度でもリン
溶出効果が認められるが、溶出効率を高めるため1規定
以上が好ましい。常温で硫酸侵出する際の汚泥焼却灰に
対する硫酸添加量は1規定硫酸では焼却灰100gに対
し1000mlを下限とし、より好ましくは3300m
l以上とする。1規定より濃度が高い硫酸を用いる場合
は濃度が高くなるに連れ概ね一次関数的に添加量を低減
させることができる。この硫酸添加によりリンのみでは
なく汚泥焼却灰中に含まれるカルシウム分や各種重金属
類を汚泥焼却灰から同時に溶出することができる。
【0008】(II)固液分離 上記硫酸添加によって得たスラリーはフィルター濾過な
どの公知の固液分離操作で分離する。分離液からはリン
酸を回収し(下記(III)の工程)、固形分残渣はセ
メント等の原料源とすべく処理(下記(IV)〜(V
I)の工程)を行う。
【0009】(III)リン酸の回収 前記固液分離後の分離液は、汚泥焼却灰から溶出したリ
ン酸とカルシウムを始め、他の金属成分も含まれてい
る。この分離液からリン酸又はリンを採取する方法は特
に限定されるものではないが、回収効率の高さや操作の
簡易性などから例えば溶媒抽出法を推奨する。この場
合、リン酸抽出溶媒としてはn−ブタノール、リン酸ト
リブチル、イソブチルアルコールなどの有機溶媒が選択
率が高いので好ましい。抽出時の該有機溶媒使用量は対
象液1に対し10程度(容積比)迄とする。リン酸を含
む抽出物は洗浄を行ってリン酸濃度を高めたものを回収
する。また、数回抽出操作を繰り返すことでもリン酸濃
度を高めたものが得られる。リン成分以外の他の金属成
分は殆どが水相に移行するので容易に除去でき、また残
存アニオンも洗浄によって取り除くことができる。尚、
洗浄方法は公知の方法であれば限定されないが、好まし
くは、より高い回収率かつ高濃度のリン酸溶液を得る上
で、洗浄液としてリン酸を用いる。この場合望ましくは
溶媒相に含まれるリン酸濃度と概ね同濃度のリン酸を用
いるのが良い。更に、洗浄済液からは洗浄用リン酸を簡
単な操作で再生することができる他、洗浄済液は硫酸を
所定濃度に希釈する希釈液として利用しても良い。
【0010】(IV)アルカリ溶液添加 前記硫酸添加によりリン及びカルシウムなどが溶出した
スラリーを固液分離してなる固形分残渣にアルカリ溶液
を加える。アルカリ溶液は特に限定されるものでは無い
が、作業性や反応効率の良さなどから水酸化ナトリウム
溶液が特に適する。このアルカリ溶液を添加することに
よって、硫酸添加により生成析出し、残渣中に存在する
硫酸カルシウム(石膏)を溶出することができる。添加
するアルカリ溶液の濃度は種類に拘わらず前記硫酸と同
じ濃度であると最も良いが、それ以上の濃度であっても
良い。これより低いアルカリ濃度では残渣中の硫酸カル
シウムが完全には溶解しないため好ましくない。またア
ルカリ溶液添加量は、前記硫酸とほぼ同濃度のアルカリ
溶液では、硫酸添加後の固形分残渣100gに対し50
0ml以上、より好ましくは2000ml以上とする。
これより低いアルカリ溶液添加量では固液比が高くな
り、反応が十分進行し難くなるため好ましくない。
【0011】(V)固液分離 上記アルカリ溶液添加を行って得たスラリーはフィルタ
ー濾過などの公知の固液分離操作で分離する。分離液に
ついてはアルカリ性を示すため、前工程のアルカリ溶液
添加のアルカリ溶液の一部として再利用しても良い。分
離した固形分残渣はセメント等の原料とする為に次の処
理を行う。
【0012】(VI)固形分残渣の処理 アルカリ溶液添加後のスラリーを固液分離した固形分残
渣は、必要に応じ水で洗浄した後、乾燥を行うことで、
セメント原料として用いることができる。
【0013】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。なお、%は特に明示しない限り重量%である。
【0014】[実施例1] 下水汚泥の焼却灰(化学成
分分析値、SiO2 :37.1%、Al23:17.1
%、Fe23:5.4%、CaO:7.9%、MgO:
3.15%、K2O:1.99%、P25:19.2
%)100Kgを1規定の硫酸2000リットルに混合
し、室温で60分間攪拌した後、固形分を濾過分離し
た。得られた濾液についてはn−ブタノールを溶媒とし
て用い、リン酸の抽出を3回繰り返して行い、更に溶媒
容積の40%の量の濃度1000ppmのリン酸水溶液
を用いて洗浄を行った。洗浄後の溶液に炭酸カルシウム
10.2Kgを添加して二水石膏を沈殿除去し、リン酸
16.11Kg/1000Lを回収した。一方、分離し
た固形分については、1規定の水酸化ナトリウム溶液を
2000リットル添加し、60分間攪拌した。これを濾
過分離し、分離残渣を水で洗浄後、約100℃で乾燥さ
せることにより乾燥固形分60Kgを得た。該乾燥物は
粉末エックス線解折並びに蛍光エックス線により分析し
たところ硫酸カルシウムの類やCaは一切検出されなか
った。
【0015】[比較例1] 前記実施例1と同様の汚泥
焼却灰100Kgを1規定の硫酸2000リットルに混
合し、室温で60分間攪拌した後、固形分を濾過分離し
た。得られた濾液についてはn−ブタノールを溶媒とし
て前記実施例1と同様の溶媒抽出を行うことによってリ
ン酸16.11Kg/1000Lを回収した。一方、分
離された残渣については、これを水で洗浄後、約100
℃で乾燥させることにより乾燥固形分48Kgを得た。
該乾燥物は粉末エックス線解折並びに蛍光エックス線に
より分析したところ硫酸カルシウムが大量に存在してい
た。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、汚泥焼却灰中に大量に
含まれるリンを高純度のリン酸として簡単な操作系で高
い収率で得ることが可能であり、枯渇化が進むリン資源
の新たな供給源が得られる。また、リン溶出後の焼却灰
残渣はリン成分はもとより硫酸塩も混入せず、主要構成
成分がアルミナやシリカなどであるためセメント原料と
して十分使用できるなど本発明は最終廃棄物が殆ど発生
しないリサイクル性に極めて優れた汚泥焼却灰の処理方
法である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥焼却灰に硫酸を加えてなるスラリー
    を固液分離し、分離液からリン酸溶液を回収し、分離固
    形分にアルカリ溶液を加え、これを固液分離した固形分
    残渣をセメント原料とすることを特徴とする汚泥焼却灰
    の処理方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ溶液が硫酸と同濃度以上のアル
    カリ溶液であることを特徴とする請求項1記載の汚泥焼
    却灰の処理方法。
JP26914398A 1998-09-24 1998-09-24 汚泥焼却灰の処理方法 Pending JP2000095549A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26914398A JP2000095549A (ja) 1998-09-24 1998-09-24 汚泥焼却灰の処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26914398A JP2000095549A (ja) 1998-09-24 1998-09-24 汚泥焼却灰の処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000095549A true JP2000095549A (ja) 2000-04-04

Family

ID=17468293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26914398A Pending JP2000095549A (ja) 1998-09-24 1998-09-24 汚泥焼却灰の処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000095549A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001198545A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Kawasaki City 汚泥焼却灰の処理方法
JP2009207982A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Metawater Co Ltd リン抽出液の回収方法
KR20200043079A (ko) 2018-10-17 2020-04-27 한국생산기술연구원 가압 순산소 연소 회분에서의 인 회수 시스템
EP4015452A1 (en) 2020-12-21 2022-06-22 Técnicas Reunidas, S.A. Process for producing technical grade phosphoric acid from sewage sludge ash
CN114933497A (zh) * 2022-06-08 2022-08-23 四川大学 一种利用剩余污泥焚烧灰制备n-p复合肥的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001198545A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Kawasaki City 汚泥焼却灰の処理方法
JP2009207982A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Metawater Co Ltd リン抽出液の回収方法
KR20200043079A (ko) 2018-10-17 2020-04-27 한국생산기술연구원 가압 순산소 연소 회분에서의 인 회수 시스템
EP4015452A1 (en) 2020-12-21 2022-06-22 Técnicas Reunidas, S.A. Process for producing technical grade phosphoric acid from sewage sludge ash
CN114933497A (zh) * 2022-06-08 2022-08-23 四川大学 一种利用剩余污泥焚烧灰制备n-p复合肥的方法
CN114933497B (zh) * 2022-06-08 2023-02-10 四川大学 一种利用剩余污泥焚烧灰制备n-p复合肥的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0834584B1 (en) Recovery of tantalum and/or niobium from metalfluoride containing materials and ore residues with use of sulfuric acid roasting
RU2562989C1 (ru) Способ приготовления оксида ванадия
JP5598631B2 (ja) 希土類元素の回収方法
KR102172325B1 (ko) 폐기물 소각으로부터 회분을 회수하는 방법
KR20190084081A (ko) 리튬 회수 방법
Queneau et al. Silica in hydrometallurgy: an overview
CN101392332B (zh) 一种硫酸稀土焙烧矿直接转化提取稀土清洁化生产工艺
CN108754138A (zh) 氯化镁溶液循环浸出硫酸稀土焙烧矿方法
US5023059A (en) Recovery of metal values and hydrofluoric acid from tantalum and columbium waste sludge
EP2989222B1 (en) A method for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum
EP1135537B1 (en) Treating niobium and/or tantalum containing raw materials
JP2968877B2 (ja) 金属硫酸塩含有の廃硫酸から硫酸を回収する方法
WO1989000980A1 (en) Method for the multistage, waste-free processing of red mud to recover basic materials of chemical industry
CN112771185B (zh) 对磷石膏中的稀土进行提纯和浓缩的工艺
CA1184387A (en) Process for recovering rare metals from the combustion residue of coal by digestion
JP4174708B2 (ja) フッ素を含む副生混合塩からフッ化カルシウムを回収及び精製方法
PL202742B1 (pl) Sposób elektrolitycznego wytwarzania ultraczystego cynku albo związków cynku z surowców zawierających cynk
JP2000095549A (ja) 汚泥焼却灰の処理方法
CA2400854C (en) Method for utilising steelworks dust
CN112430067B (zh) 一种酸性提钒尾渣制备陶粒的方法
WO2006136948A2 (en) Chemical beneficiation of raw material, containing tantalum-niobium
CN115852177A (zh) 一种从熔盐氯化收尘渣中回收钪的方法
JP3536901B2 (ja) 飛灰からの有価金属回収方法
WO2005068358A1 (en) Production of 'useful material(s)' from waste acid issued from the production of titanium dioxyde
JP4002044B2 (ja) 汚泥焼却灰の処理方法