JP2000119761A

JP2000119761A - 飛灰の再資源化方法

Info

Publication number: JP2000119761A
Application number: JP29530998A
Authority: JP
Inventors: Taku Inoue; 卓井上; Matsutaro Nagasawa; 松太郎長澤; Takeshi Yamanaka; 猛山中
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】飛灰に含まれる鉛および亜鉛を効率的に回収
するとともに、鉛、亜鉛以外の有価物も回収する飛灰の
再資源化方法を提供する。【解決手段】 (a) 飛灰に亜鉛可溶化剤を加えて亜鉛を
抽出した後ｐＨ調整剤および不溶化剤を加えて亜鉛を不
溶化して回収する工程。 (b) 亜鉛不溶化ろ液中の不純物を除去した後、蒸発濃縮
して固形塩として塩類を回収する工程。 (c) 亜鉛抽出残渣にｐＨ調整剤および鉛可溶化剤を加え
て鉛を抽出した後不溶化剤を加えて鉛を回収する工程。 (d) 鉛不溶化ろ液中の不純物を除去して鉛可溶化剤液を
回収する工程。 (e) 亜鉛不溶化ろ液不純物、鉛抽出残渣および鉛不溶化
ろ液不純物の汚泥を、溶融スラグとして回収する工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみなどの廃
棄物を焼却または溶融することによって、排ガス中に排
出される飛灰の再資源化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、飛灰の再資源化方法として、例え
ば、特開平６−１７０３５４号公報には、飛灰に鉱酸を
添加して鉛以外の重金属を溶出せしめ、固液分離して鉛
残渣として鉛を回収し、ろ液はアルカリ剤を添加して亜
鉛を主とする水酸化物として亜鉛を回収する方法が示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、排水、残渣が副生し、無害に処理してから廃棄
する必要があり、また、回収物の純度および収率も低い
といった問題があった。本発明は、飛灰に含まれる鉛お
よび亜鉛を効率的に回収するとともに、鉛、亜鉛以外の
有価物も高収率、高純度で回収し、廃棄物を排出しない
飛灰の再資源化方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するものであって、本発明の要旨は、次の５つ
の工程からなることを特徴とする廃棄物の焼却施設また
は溶融施設から排出される飛灰の再資源化方法である。 (a) 飛灰に亜鉛可溶化剤を加えて亜鉛を抽出した後固液
分離し、得られた亜鉛抽出ろ液にｐＨ調整剤および不溶
化剤を加えて亜鉛を不溶化した後固液分離して亜鉛不溶
化残渣として亜鉛を回収する工程。 (b) 上記(a) 工程で得られる亜鉛不溶化ろ液中の不純物
を除去した後、蒸発濃縮して固形塩として塩類を回収す
るとともに、蒸発水を凝縮して水を回収する工程。 (c) 上記(a) 工程で得られる亜鉛抽出残渣にｐＨ調整剤
および鉛可溶化剤を加えて鉛を抽出した後固液分離し、
得られた鉛抽出ろ液に不溶化剤を加えて鉛を不溶化した
後固液分離して鉛不溶化物として鉛を回収する工程。 (d) 上記(c) 工程で得られる鉛不溶化ろ液中の不純物を
除去して鉛可溶化剤液を回収する工程。 (e) 上記(b) 工程で得られる亜鉛不溶化ろ液不純物、上
記(c) 工程で得られる鉛抽出残渣および上記(d) 工程で
得られる鉛不溶化ろ液不純物の汚泥を、溶融スラグとし
て回収する工程。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
は、まず、飛灰に亜鉛可溶化剤を加えて亜鉛を抽出した
後固液分離し、亜鉛抽出ろ液にｐＨ調整剤および不溶化
剤を加えて亜鉛を不溶化した後固液分離して亜鉛不溶化
残渣として亜鉛を回収する（(a) 工程）。一方、亜鉛不
溶化ろ液は、凝集沈殿等により不純物を除去した後蒸発
濃縮することによって塩類および凝縮水を回収する
（(b) 工程）。次いで、亜鉛抽出残渣に鉛可溶化剤を加
えて鉛を抽出した後固液分離し、鉛抽出ろ液に不溶化剤
を加えて鉛を不溶化した後固液分離して鉛不溶化残渣と
して鉛を回収する（(c) 工程）。一方、鉛不溶化ろ液は
凝集沈殿等により不純物を除去して鉛可溶化剤液を回収
する（(d) 工程）。さらに、鉛不溶化残渣、塩類および
鉛可溶化剤液を回収する際に排出する汚泥は、乾燥した
のち溶融固化して溶融スラグを回収する（(e) 工程）。

【０００６】本発明に用いる亜鉛可溶化剤としては、硫
酸、塩酸などの鉱酸が挙げられる。注入量は、飛灰と亜
鉛可溶化剤の混合液ｐＨが２以下にするのが好ましく、
該混合液ｐＨが３を越えると亜鉛の抽出性能が低下して
好ましくない。

【０００７】本発明に用いるアルカリ性薬剤としては、
カセイソーダ、カセイカリ、消石灰などのアルカリ金属
水酸化物、アルカリ土類水酸化物が挙げられる。注入量
は、亜鉛不溶化ろ液および鉛不溶化ろ液のｐＨが１０〜
１２にするのが好ましい。ｐＨが１０未満および１２以
上の場合は、重金属類等の不純物除去率が低下して好ま
しくない。

【０００８】本発明に用いるｐＨ調整剤としては、カセ
イソーダ、カセイカリ、消石灰などのアルカリ金属水酸
化物、アルカリ土類水酸化物が挙げられる。注入量は、
亜鉛抽出後の固液分離した水のｐＨが２〜８にするのが
好ましい。ｐＨが２未満の場合は亜鉛の不溶化性能が低
下し、ｐＨが８を越える場合はランニングコストが高く
なり、いずれも好ましくない。

【０００９】本発明に用いる酸性薬剤としては、硫酸、
塩酸などの鉱酸が挙げられる。注入量は亜鉛不溶化ろ液
の凝集沈殿上澄水のｐＨが４〜７にするのが好ましい。
ｐＨが４未満および７以上の場合は、後工程のキレート
樹脂吸着性能が低下して好ましくない。

【００１０】本発明に用いる不溶化剤としては、硫化ソ
ーダ、水硫化ソーダ、硫化カリ、水硫化カリ、硫化カル
シウムなどのアルカリ金属硫化物、アルカリ土類硫化物
などが挙げられる。注入量は、飛灰中に含む亜鉛または
鉛１当量に対して、不溶化剤中の硫黄（Ｓ）０．５〜３
当量にするのが好ましい。１当量未満である場合は亜鉛
または鉛の不溶化性能が低下し、３当量を超える場合は
ランニングコストが高くなり、いずれも好ましくない。

【００１１】本発明に用いる鉛可溶化剤としては、酢酸
ソーダ、酢酸カリ、酢酸アンモニウムなどの酢酸塩が挙
げられる。これらは、酢酸＋カセイソーダ、酢酸＋カセ
イカリ、酢酸＋アンモニウム水などとして用いてもよ
い。注入量は、飛灰中に含む鉛１当量に対して、鉛可溶
化剤中の酢酸基（ＣＨ₃ＣＯＯ^-）として２〜２０当量
にするのが好ましい。２当量未満である場合は鉛の抽出
性能が低下し、２０当量を超える場合はランニングコス
トが高くなり、いずれも好ましくない。本発明に用いる
凝集剤としては、従来から知られている通常のものが用
いられ例えばノニオン系高分子凝集剤やアニオン系高分
子凝集剤が好ましく用いられる。

【００１２】本発明における固液分離の方法としては、
通常、脱水処理を行うが、沈殿、ろ過などを行う場合も
ある。

【００１３】以下、図面を参考にしつつ、本発明をさら
に詳細に説明する。図１は、本発明の飛灰の再資源化方
法の一例を示す概略フロー図である。図１において、飛
灰１は、亜鉛回収処理設備２で処理され〔第一抽出槽３
（亜鉛可溶化剤４注入）、第一脱水機５（高分子凝集剤
６注入）、第一不溶化槽７（ｐＨ調整剤８および不溶化
剤９注入）、第二脱水機１０（高分子凝集剤１１注
入）〕、亜鉛抽出残渣３０と回収亜鉛１２が得られる。

【００１４】亜鉛不溶化ろ液１３は、第一不純物除去設
備１４〔第一凝集沈殿槽１５（アルカリ性薬剤１６およ
び高分子凝集剤１７注入）、第一ｐＨ調整槽１８（酸性
薬剤１９注入）、第一ろ過塔２０、キレート樹脂塔２
１、活性炭塔２２〕で不純物が除去される。

【００１５】亜鉛不溶化ろ液１３の不純物が除去された
処理水２３は、塩回収処理設備２４〔晶析缶２５、第三
脱水機２６〕で回収塩２７が得られ、脱水ろ液２８は晶
析缶２５へ返送される。また、蒸発水を冷却して得た回
収凝縮水２９は、冷却用水として再利用される。

【００１６】亜鉛抽出残渣３０は、鉛回収処理設備３１
〔第二ｐＨ調整槽３２（ｐＨ調整剤３３注入）、第二抽
出槽３４（鉛可溶化剤３５注入）、第四脱水機３６（高
分子凝集剤３７注入）、第二不溶化槽３８（不溶化剤３
９注入）、第五脱水機４０（高分子凝集剤４１注入）〕
で処理され、その残渣は回収鉛４２となる。

【００１７】鉛不溶化ろ液４３は、第二不純物除去設備
４４〔第二凝集沈殿槽４５（アルカリ性薬剤４６および
高分子凝集剤４７注入）、第二ろ過塔４８〕で不純物が
除去され、回収鉛可溶化剤液４９となる。

【００１８】鉛抽出残渣５０、第一凝集沈殿槽の汚泥５
１および第二凝集沈殿槽の汚泥５２は、溶融固化処理設
備５３〔乾燥機５４、溶融炉５５、冷却水槽５６〕で溶
融固化され回収溶融スラグ５７となる。

【００１９】

【実施例１】以下、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。

【００２０】実施例１廃棄物焼却施設より排出されたＰｂ１．２６％、Ｚｎ
４．５５％、Ｃｕ０．２６％、およびＫＣｌ，ＮａＣ
ｌ，ＣａＣｌ₂などの可溶性塩類２３．７％を含む飛灰
１を１０ｋｇ、亜鉛回収処理設備２の第一抽出槽３でｐ
Ｈが０．５になるまで亜鉛可溶化剤４として１０％硫酸
５０Ｌを注入して亜鉛を抽出した後、そのスラリーに
０．１％ノニオン系高分子凝集剤６を１Ｌ注入して懸濁
粒子を凝集させ、第一脱水機５で固液分離して、その脱
水ろ液は第一不溶化槽７でｐＨが２．０になるまでｐＨ
調整剤８として２２％カセイソーダを注入してｐＨ調整
し、不溶化剤９として２０％水硫化ソーダ１．１Ｌ（１
当量）を注入して亜鉛を不溶化したのち、そのスラリー
に０．１％ノニオン系高分子凝集剤１１を０．１５Ｌ注
入して亜鉛不溶化粒子を凝集させ、第二脱水機１０で水
洗浄しながら固液分離して、その残渣は回収亜鉛１２と
なる。

【００２１】一方、亜鉛不溶化ろ液１３は、第一不純物
除去処理設備１４の第一凝集沈殿槽１５でｐＨが１０に
なるまでアルカリ性薬剤１６として２２％カセイソーダ
を注入してｐＨ調整し、そのスラリーに０．１％アニオ
ン系高分子凝集剤１７を０．６５Ｌ注入して懸濁粒子を
凝集沈殿させる。その上澄水はｐＨ調整槽１８でｐＨが
６になるまで酸性薬剤１９として１０％塩酸を注入して
ｐＨ調整し、砂を充填した第一ろ過塔２０に線速度ＬＶ
＝５ｍ／ｈで通液して懸濁物を完全に除去したのち、ア
ミノカルボン酸型キレート樹脂を充填したキレート樹脂
塔２１に空間速度ＳＶ＝５ｈ^-1で通液して残存した重金
属を完全に除去し、さらにヤシガラ系活性炭を充填した
活性炭塔２２に線速度ＬＶ＝５ｍ／ｈで通液して脱色す
る。

【００２２】活性炭処理水２３は、塩回収処理設備２４
の晶析缶２５で蒸発濃縮し、第三脱水機２６で固液分離
して、その残渣は回収塩２７となり、脱水ろ液２８は晶
析缶へ返送する。また蒸発水を冷却して得た回収凝縮水
２９は、冷却用水として再利用する。

【００２３】亜鉛抽出残渣３０は、鉛回収処理設備３１
の第二ｐＨ調整槽３２でｐＨが７．０になるまでｐＨ調
整剤３３として２２％カセイソーダを第二抽出槽３４で
鉛可溶化剤３５として３％酢酸ソーダ３０Ｌ（約４当
量）を注入して鉛を抽出した後、そのスラリーに０．１
％アニオン系高分子凝集剤３７を０．８Ｌ注入して懸濁
粒子を凝集させて第四脱水機３６で固液分離して、その
脱水ろ液は第二不溶化槽３８で不溶化剤３９として２０
％水硫化ソーダ０．１５Ｌ（約１当量）を注入して鉛を
不溶化した後、そのスラリーに０．１％アニオン系高分
子凝集剤４１を０．１Ｌ注入して鉛不溶化粒子を凝集さ
せて第五脱水機４０で水洗浄しながら固液分離して、そ
の残渣は回収鉛４２となる。

【００２４】鉛不溶化ろ液４３は、第二不純物除去処理
設備４４の第二凝集沈殿槽４５でｐＨが１１になるまで
アルカリ性薬剤４６として２２％カセイソーダを注入し
てｐＨ調整し、そのスラリーに０．１％アニオン系高分
子凝集剤４７を０．５Ｌ注入して懸濁粒子を凝集沈殿さ
せる。その上澄水は砂を充填した第二ろ過塔４８に線速
度ＬＶ＝５ｍ／ｈで通液して懸濁物を完全に除去し、回
収鉛可溶化剤液４９として再利用する。

【００２５】鉛抽出残渣５０、第一凝集沈殿槽の汚泥５
１、第二凝集沈殿槽の汚泥５２は、溶融固化処理設備５
３の乾燥機５４で水分率２０％まで乾燥した後、溶融炉
５５で温度１４００℃にて溶融し、冷却水槽５６で水砕
して回収スラグ５７となる。

【００２６】このようにして得られた回収亜鉛、回収
塩、回収凝縮水、回収鉛、回収鉛可溶化剤液、回収スラ
グの組成分析結果および回収率を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】この結果より、回収亜鉛は乾量として０．
６４ｋｇを得てその純度は５６．０８％および収率は７
９．３％、回収塩は乾量として２．５７ｋｇを得てその
純度は９８．８％および収率は１０９％、回収凝縮水は
４０．４ｋｇを得て可溶性塩類が０．０２％含有し、回
収鉛は乾量として０．２１ｋｇを得てその純度は５０．
２０％および収率は８４．１％、回収可溶化剤液はＣＨ
₃ＣＯＯＮａ・３Ｈ₂Ｏに換算した純度が２．６５％、
回収スラグは５．７１ｋｇを得て環境庁告示第４６号法
による溶出試験値がＰｂ０．０５ｍｇ／Ｌ以下、Ｃｄ
０．０１ｍｇ／Ｌ以下であった。

【００２９】このように、焼却飛灰中に含有していた亜
鉛おび鉛は高純度、高収率で回収でき、さらに塩類、鉛
可溶化剤液、溶融スラグも高純度、高収率で回収でき、
環境汚染もない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、飛灰に
亜鉛可溶化剤を加えて亜鉛を抽出した後固液分離し、亜
鉛抽出ろ液にｐＨ調整剤と不溶化剤を加えて鉛を不溶化
した後固液分離して、亜鉛不溶化残渣から亜鉛が回収で
き、亜鉛不溶化ろ液は、不純物除去した後塩類と凝縮水
が回収できる。

【００３１】また、亜鉛抽出残渣は、鉛可溶化剤を加え
て鉛を抽出した後固液分離し、鉛抽出ろ液に不溶化剤を
加えて鉛を不溶化した後固液分離して鉛不溶化残渣から
鉛が回収でき、鉛不溶化ろ液は、不純物除去した後鉛可
溶化剤液が回収できる。

【００３２】さらに、鉛抽出残渣および各不純物除去時
の汚泥は、乾燥したのち溶融固化して溶融スラグが回収
できる。これら回収された亜鉛と鉛は製錬原料に、塩類
は化学工業原料に、凝縮水は工程内の冷却用水に、鉛可
溶化剤液は鉛可溶化剤の希釈液に、溶融スラグは路盤材
等に、それぞれ再利用できる。なお、溶融スラグは重金
属類が溶出しないなど環境汚染の心配がない。即ち、廃
棄物ゼロの資源循環型飛灰再資源化処理を可能とする方
法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の飛灰の再資源化処理方法の一例を示す
概略フロー図である。

【符号の説明】

１飛灰２亜鉛回収処理設備３第一抽出槽４亜鉛可溶化剤５第一脱水機６高分子凝集剤７第一不溶化槽８ｐＨ調整剤９不溶化剤１０第二脱水機１１高分子凝集剤１２回収亜鉛１３亜鉛不溶化ろ液１４第一不純物除去処理設備１５第一凝集沈殿槽１６アルカリ性薬剤１７高分子凝集剤１８第一ｐＨ調整槽１９酸性薬剤２０第一ろ過塔２１キレート樹脂塔２２活性炭塔２３処理水２４塩回収処理設備２５晶析缶２６第三脱水機２７回収塩２８脱水ろ液２９回収凝縮水３０亜鉛抽出残渣３１鉛回収処理設備３２第二ｐＨ調整槽３３ｐＨ調整剤３４第二抽出槽３５鉛可溶化剤３６第四脱水機３７高分子凝集剤３８第二不溶化槽３９不溶化剤４０第五脱水機４１高分子凝集剤４２回収鉛４３鉛不溶化ろ液４４第二不純物除去処理設備４５第二凝集沈殿槽４６アルカリ性薬剤４７高分子凝集剤４８第二ろ過塔４９回収鉛可溶化剤液５０鉛抽出残渣５１第一凝集沈殿槽の汚泥５２第二凝集沈殿槽の汚泥５３溶融固化処理設備５４乾燥機５５溶融炉５６冷却水槽５７回収溶融スラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次の５つの工程からなることを特徴とす
る廃棄物の焼却施設または溶融施設から排出される飛灰
の再資源化方法。 (a) 飛灰に亜鉛可溶化剤を加えて亜鉛を抽出した後固液
分離し、得られた亜鉛抽出ろ液にｐＨ調整剤および不溶
化剤を加えて亜鉛を不溶化した後固液分離して亜鉛不溶
化残渣として亜鉛を回収する工程。 (b) 上記(a) 工程で得られる亜鉛不溶化ろ液中の不純物
を除去した後、蒸発濃縮して固形塩として塩類を回収す
るとともに、蒸発水を凝縮して水を回収する工程。 (c) 上記(a) 工程で得られる亜鉛抽出残渣にｐＨ調整剤
および鉛可溶化剤を加えて鉛を抽出した後固液分離し、
得られた鉛抽出ろ液に不溶化剤を加えて鉛を不溶化した
後固液分離して鉛不溶化物として鉛を回収する工程。 (d) 上記(c) 工程で得られる鉛不溶化ろ液中の不純物を
除去して鉛可溶化剤液を回収する工程。 (e) 上記(b) 工程で得られる亜鉛不溶化ろ液不純物、上
記(c) 工程で得られる鉛抽出残渣および上記(d) 工程で
得られる鉛不溶化ろ液不純物の汚泥を、溶融スラグとし
て回収する工程。