JP2000189927A - 焼却灰又は燐酸アルミニウムを含む素材からのアルミニウムと燐酸塩の分別回収法 - Google Patents
焼却灰又は燐酸アルミニウムを含む素材からのアルミニウムと燐酸塩の分別回収法Info
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Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみ、下水汚泥等の各種焼却灰中にはアルミ
ニウム、燐などが多量に含まれている。これらから燐や
アルミニウムを回収する方法を開発し、有効利用をはか
る。 【解決手段】 各種焼却灰に硫酸を加えて燐、アルミニ
ウム等を溶出させ、次にこの液に重炭酸ナトリウム、炭
酸カルシウムなどの各種アルカリを加えて燐を燐酸アル
ミニウムとして回収する。この回収燐酸アルミニウムに
再度、硫酸を加えて溶解し、硫酸アンモニウムを加えて
冷却、アルミニウム分を硫酸アルミニウム・アンモニウ
ムとして、結晶化分離する。次に水酸化ナトリウム又は
ナトリウムの炭酸塩、アンモニア水などを加えてｐＨ４
とし、残存したアルミニウムを燐酸アルミニウムとして
除去する。さらに水酸化ナトリウム、ナトリウム炭酸
塩、アンモニア水などをを加えてｐＨ８−９とし、重金
属類を除去するとともに残った燐酸分を各種燐酸塩とし
て結晶化分離回収する。
ニウム、燐などが多量に含まれている。これらから燐や
アルミニウムを回収する方法を開発し、有効利用をはか
る。 【解決手段】 各種焼却灰に硫酸を加えて燐、アルミニ
ウム等を溶出させ、次にこの液に重炭酸ナトリウム、炭
酸カルシウムなどの各種アルカリを加えて燐を燐酸アル
ミニウムとして回収する。この回収燐酸アルミニウムに
再度、硫酸を加えて溶解し、硫酸アンモニウムを加えて
冷却、アルミニウム分を硫酸アルミニウム・アンモニウ
ムとして、結晶化分離する。次に水酸化ナトリウム又は
ナトリウムの炭酸塩、アンモニア水などを加えてｐＨ４
とし、残存したアルミニウムを燐酸アルミニウムとして
除去する。さらに水酸化ナトリウム、ナトリウム炭酸
塩、アンモニア水などをを加えてｐＨ８−９とし、重金
属類を除去するとともに残った燐酸分を各種燐酸塩とし
て結晶化分離回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥やごみな
どの各種焼却灰の処理、有効利用技術に関する。
どの各種焼却灰の処理、有効利用技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水汚泥やごみなどの各種焼却灰の処理
技術として溶融スラグ法や薬剤を用いた固形化などによ
る固形物として利用する方法が主に開発されている。近
年、酸を用いて焼却灰中の重金属や燐、アルミニウムを
回収する方法が研究されている。この一つとして焼却灰
から酸を用いて燐、アルミニウムを溶出し、これに各種
アルカリを加えてｐＨを調整することにより燐を主に燐
酸アルミニウムの形態で回収する方法がある。
技術として溶融スラグ法や薬剤を用いた固形化などによ
る固形物として利用する方法が主に開発されている。近
年、酸を用いて焼却灰中の重金属や燐、アルミニウムを
回収する方法が研究されている。この一つとして焼却灰
から酸を用いて燐、アルミニウムを溶出し、これに各種
アルカリを加えてｐＨを調整することにより燐を主に燐
酸アルミニウムの形態で回収する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】酸溶出液をアルカリで
ｐＨ調整する燐の回収方法では焼却灰中の燐は、主に燐
酸アルミニウムとして回収される。燐酸アルミニウムつ
いては未だ利用用途が充分に開発されていないことか
ら、実用化にあたっては燐をアルミニウムから分離し、
燐酸あるいは燐酸カルシウムあるいは燐酸ナトリウムな
どの燐酸アルミニウム以外の各種燐酸塩として回収する
方法が要求される。また、廃棄物中に含まれている重金
属などの各種有害物の除去が必要である。これらの処理
過程において有害な排水、廃棄物など２次的な副製物を
生じないことも要求される。
ｐＨ調整する燐の回収方法では焼却灰中の燐は、主に燐
酸アルミニウムとして回収される。燐酸アルミニウムつ
いては未だ利用用途が充分に開発されていないことか
ら、実用化にあたっては燐をアルミニウムから分離し、
燐酸あるいは燐酸カルシウムあるいは燐酸ナトリウムな
どの燐酸アルミニウム以外の各種燐酸塩として回収する
方法が要求される。また、廃棄物中に含まれている重金
属などの各種有害物の除去が必要である。これらの処理
過程において有害な排水、廃棄物など２次的な副製物を
生じないことも要求される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の焼却灰からの
燐を燐酸アルミニウムを主体とする素材として回収する
方法は、まず焼却灰に酸を加えて燐を溶出させる。酸と
して価格の安価な硫酸を用いる。溶出した燐はアルカリ
を用いてｐＨ調節することにより回収できる。このアル
カリとしては安価な炭酸カルシウム、あるいは水酸化カ
ルシウムを用いる。燐は主に燐酸アルミニウムと硫酸カ
ルシウムの混合物として回収される。
燐を燐酸アルミニウムを主体とする素材として回収する
方法は、まず焼却灰に酸を加えて燐を溶出させる。酸と
して価格の安価な硫酸を用いる。溶出した燐はアルカリ
を用いてｐＨ調節することにより回収できる。このアル
カリとしては安価な炭酸カルシウム、あるいは水酸化カ
ルシウムを用いる。燐は主に燐酸アルミニウムと硫酸カ
ルシウムの混合物として回収される。
【０００５】請求項２は焼却灰から回収された燐酸アル
ミニウムからアルミニウムと燐とを分離する方法である
が、燐酸アルミニウムはｐＨ２以下の酸性では燐酸とア
ルミニウムイオンに解離しているものと考えられる。ア
ルミニウム塩の多くは水に易溶であるが、硫酸アルミニ
ウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウムなどのア
ルミニウム明礬類は０℃前後の低温域で水溶解度が低い
ことからこうした形態にすることによって燐酸アルミニ
ウム中のアルミニウムと燐酸との分離が可能と考えられ
る。
ミニウムからアルミニウムと燐とを分離する方法である
が、燐酸アルミニウムはｐＨ２以下の酸性では燐酸とア
ルミニウムイオンに解離しているものと考えられる。ア
ルミニウム塩の多くは水に易溶であるが、硫酸アルミニ
ウムカリウム、硫酸アルミニウムアンモニウムなどのア
ルミニウム明礬類は０℃前後の低温域で水溶解度が低い
ことからこうした形態にすることによって燐酸アルミニ
ウム中のアルミニウムと燐酸との分離が可能と考えられ
る。
【０００６】このためにｐＨ２以下の酸性域において燐
酸とアルミニウムイオンに解離した状態で硫酸カリウム
又は硫酸アンモニウムを加えた後、結晶化が可能な温度
に冷却し、アルミニウム明礬の結晶として分離すること
が考えられる。このためにはアルミニウム明礬を結晶化
させるために必要な濃度にすることが要求され、アルミ
ニウム濃度が低い場合には濃縮をおこなう必要がある。
しかし、焼却灰の酸溶出液には酸のほか各種塩類、珪酸
質などが含まれているため溶液を濃縮することは技術的
に可能ではあるが特殊な設備を要し、またコスト的にも
高いものとなる。こうした酸性液体を蒸発などによる濃
縮を行なわずにアルミニウム塩を結晶化除去できる濃度
にする方法が望まれる。
酸とアルミニウムイオンに解離した状態で硫酸カリウム
又は硫酸アンモニウムを加えた後、結晶化が可能な温度
に冷却し、アルミニウム明礬の結晶として分離すること
が考えられる。このためにはアルミニウム明礬を結晶化
させるために必要な濃度にすることが要求され、アルミ
ニウム濃度が低い場合には濃縮をおこなう必要がある。
しかし、焼却灰の酸溶出液には酸のほか各種塩類、珪酸
質などが含まれているため溶液を濃縮することは技術的
に可能ではあるが特殊な設備を要し、またコスト的にも
高いものとなる。こうした酸性液体を蒸発などによる濃
縮を行なわずにアルミニウム塩を結晶化除去できる濃度
にする方法が望まれる。
【０００７】濃縮工程を必要としない方法として、あら
かじめ焼却灰中の燐分を燐酸アルミニウムを沈澱、回収
することによって結晶化に必要な濃度に高める方法が考
えられる。また、アルミニウム明礬類は多くの結晶水を
有し、結晶化させて分離する際、多くの水分が結晶水と
して除去される結果、更に溶液の濃縮を図ることでき
る。
かじめ焼却灰中の燐分を燐酸アルミニウムを沈澱、回収
することによって結晶化に必要な濃度に高める方法が考
えられる。また、アルミニウム明礬類は多くの結晶水を
有し、結晶化させて分離する際、多くの水分が結晶水と
して除去される結果、更に溶液の濃縮を図ることでき
る。
【０００８】請求項３の燐酸塩の回収方法は、まず、前
記の酸溶出液中のアルミニウムをアルミニウム明礬とし
て除去した液にアンモニア水又はアルカリ金属の水酸化
物、炭酸塩あるいは重炭酸塩を加えてｐＨ４に調整し、
一部残存した燐酸アルミニウムを沈澱分離する。更にア
ンモニア水又はアルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩を加
えｐＨ１０として重金属を沈澱分離する。このろ液を濃
縮し、結晶化により燐酸アンモニウムあるいはアルカリ
金属の燐酸塩として回収する。
記の酸溶出液中のアルミニウムをアルミニウム明礬とし
て除去した液にアンモニア水又はアルカリ金属の水酸化
物、炭酸塩あるいは重炭酸塩を加えてｐＨ４に調整し、
一部残存した燐酸アルミニウムを沈澱分離する。更にア
ンモニア水又はアルカリ金属の水酸化物又は炭酸塩を加
えｐＨ１０として重金属を沈澱分離する。このろ液を濃
縮し、結晶化により燐酸アンモニウムあるいはアルカリ
金属の燐酸塩として回収する。
【０００９】燐酸水素２ナトリウムは低温において水溶
解度が低いことから燐をこの形態にすることにより、前
述の濃縮を行なわずに結晶分離が可能と考えられる。こ
のため、酸溶出液に硫酸アンモニウムを加えてアルミニ
ウムを分離除去した液に水酸化ナトリウム又は炭酸ナト
リウム、重炭酸ナトリウムなどを加えｐＨ４にし残存し
た燐酸アルミニウムを除去し、さらにこれらのアルカリ
を添加して、燐酸水素２ナトリウムが生成するｐＨ８〜
９に調整する。これを結晶分離が可能な温度に冷却する
ことにより燐を燐酸水素２ナトリウムとして結晶化分離
する。
解度が低いことから燐をこの形態にすることにより、前
述の濃縮を行なわずに結晶分離が可能と考えられる。こ
のため、酸溶出液に硫酸アンモニウムを加えてアルミニ
ウムを分離除去した液に水酸化ナトリウム又は炭酸ナト
リウム、重炭酸ナトリウムなどを加えｐＨ４にし残存し
た燐酸アルミニウムを除去し、さらにこれらのアルカリ
を添加して、燐酸水素２ナトリウムが生成するｐＨ８〜
９に調整する。これを結晶分離が可能な温度に冷却する
ことにより燐を燐酸水素２ナトリウムとして結晶化分離
する。
【００１０】焼却灰中に含まれる有害物の除去である
が、焼却灰に硫酸を加えることにより灰中の重金属類の
多くを溶出除去できると考えられる。このため酸処理に
よって重金属を除去した焼却灰はセメント等への有効利
用が容易である。次に溶出した重金属と燐を分離するこ
とであるが、液ｐＨを４に調整することにより、燐を燐
酸アルミニウムとして回収する際、カドミウム、水銀、
マンガン、亜鉛、銅など多くの重金属は沈殿せずに液中
の残ると考えられるので、回収燐と分離することが可能
である。この残液中の重金属は水酸化カルシウムを加え
てｐＨ１０とし、沈殿させ分離する。重金属を分離した
排液中には一部溶解した硫酸カルシウム、水酸化カルシ
ウムを含むだけで他の塩類は少ないので、排水処理を要
せず、再度、焼却灰の酸処理用水に使用できる。
が、焼却灰に硫酸を加えることにより灰中の重金属類の
多くを溶出除去できると考えられる。このため酸処理に
よって重金属を除去した焼却灰はセメント等への有効利
用が容易である。次に溶出した重金属と燐を分離するこ
とであるが、液ｐＨを４に調整することにより、燐を燐
酸アルミニウムとして回収する際、カドミウム、水銀、
マンガン、亜鉛、銅など多くの重金属は沈殿せずに液中
の残ると考えられるので、回収燐と分離することが可能
である。この残液中の重金属は水酸化カルシウムを加え
てｐＨ１０とし、沈殿させ分離する。重金属を分離した
排液中には一部溶解した硫酸カルシウム、水酸化カルシ
ウムを含むだけで他の塩類は少ないので、排水処理を要
せず、再度、焼却灰の酸処理用水に使用できる。
【００１１】前述のｐＨ４で回収した燐酸アルミニウム
中に重金属が一部残ったとしても、請求項２および３の
アルミニウムと燐酸塩の分離工程において結晶化などに
より再度除去精製が可能である。さらに回収したアルミ
ニウム明礬や燐酸水素２ナトリウムなどは再結晶法によ
り更に精製できる。
中に重金属が一部残ったとしても、請求項２および３の
アルミニウムと燐酸塩の分離工程において結晶化などに
より再度除去精製が可能である。さらに回収したアルミ
ニウム明礬や燐酸水素２ナトリウムなどは再結晶法によ
り更に精製できる。
【００１２】請求項４の方法は請求項１の処理を行なわ
ず焼却灰から燐を硫酸処理により溶出させた液の加熱蒸
発などにより濃縮し、請求項２および３の方法により直
接的に燐酸塩とアルミニウム分を分離回収する方法であ
る。
ず焼却灰から燐を硫酸処理により溶出させた液の加熱蒸
発などにより濃縮し、請求項２および３の方法により直
接的に燐酸塩とアルミニウム分を分離回収する方法であ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】対象としてはごみ、ＲＤＦ（ごみ
発電用燃料）あるいは下水、し尿、上水汚泥などの各種
焼却灰が考えられる。必要に応じて前処理を行なう。例
ば粗大物を含む場合には酸処理し易いように粉砕を行な
う。塩化ナトリウム等の塩分を多量に含む場合には水洗
を行なう。
発電用燃料）あるいは下水、し尿、上水汚泥などの各種
焼却灰が考えられる。必要に応じて前処理を行なう。例
ば粗大物を含む場合には酸処理し易いように粉砕を行な
う。塩化ナトリウム等の塩分を多量に含む場合には水洗
を行なう。
【００１４】焼却灰に希硫酸を加えてｐＨ２以下の状態
で１時間程度撹拌し、燐、アルミニウム、重金属などの
溶出を行なう。これを濾過分離する。残渣物は燐や重金
属が除去されていることから回収し、セメントの原料等
として使用する。
で１時間程度撹拌し、燐、アルミニウム、重金属などの
溶出を行なう。これを濾過分離する。残渣物は燐や重金
属が除去されていることから回収し、セメントの原料等
として使用する。
【００１５】この溶出液に炭酸カルシウム又は水酸化カ
ルシウムの粉末を加え、ｐＨを４に調整し、１時間以
上、充分撹拌を行なう。これを濾過し、燐を燐酸アルミ
ニウムと硫酸カルシウムの混合物として回収する。回収
物は風乾、または加熱乾燥を行なう。ろ液には更に水酸
化カルシウムの粉末を加え、撹拌を行いｐＨ１０に調整
し重金属を沈澱分離する。重金属を除去したろ液は少量
の一部溶解した硫酸カルシウムを含むだけであり、焼却
灰の酸処理液として再度使用する。
ルシウムの粉末を加え、ｐＨを４に調整し、１時間以
上、充分撹拌を行なう。これを濾過し、燐を燐酸アルミ
ニウムと硫酸カルシウムの混合物として回収する。回収
物は風乾、または加熱乾燥を行なう。ろ液には更に水酸
化カルシウムの粉末を加え、撹拌を行いｐＨ１０に調整
し重金属を沈澱分離する。重金属を除去したろ液は少量
の一部溶解した硫酸カルシウムを含むだけであり、焼却
灰の酸処理液として再度使用する。
【００１６】上記の燐酸アルミニウムと硫酸カルシウム
の混合物に、これら混合物中の燐酸アルミニウム（無水
物）と硫酸のモル比を２：３となるように希硫酸を加
え、燐酸アルミニウムを溶出し、燐酸アルミニウム濃度
を１０％（重量）程度とする。これを濾過して燐酸アル
ミニウムと硫酸カルシウムを分離させる。溶出液に硫酸
アンモニウム又は硫酸カリウム粉末を燐酸アルミニウム
２モルに対して１モルの割合で加え撹拌、加温溶解す
る。これをアルミニウム明礬の結晶化可能な温度に冷却
し、種結晶として硫酸アルミニウムアンモニウムまたは
硫酸アルミニウムカリウムの結晶を少量加え、撹拌を行
なう。生成した硫酸アルミニウムアンモニウムの結晶を
分離回収する。
の混合物に、これら混合物中の燐酸アルミニウム（無水
物）と硫酸のモル比を２：３となるように希硫酸を加
え、燐酸アルミニウムを溶出し、燐酸アルミニウム濃度
を１０％（重量）程度とする。これを濾過して燐酸アル
ミニウムと硫酸カルシウムを分離させる。溶出液に硫酸
アンモニウム又は硫酸カリウム粉末を燐酸アルミニウム
２モルに対して１モルの割合で加え撹拌、加温溶解す
る。これをアルミニウム明礬の結晶化可能な温度に冷却
し、種結晶として硫酸アルミニウムアンモニウムまたは
硫酸アルミニウムカリウムの結晶を少量加え、撹拌を行
なう。生成した硫酸アルミニウムアンモニウムの結晶を
分離回収する。
【００１７】硫酸アルミニウムアンモニウムまたは硫酸
アルミニウムカリウムの結晶を分離した残液にアンモニ
ア水またはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩
の粉末を加えて撹拌溶解し、ｐＨ４に調整する。溶液中
に一部残ったアルミニウム分は燐酸アルミニウムとして
不純物の燐酸鉄などと共に沈澱するので、これを分離除
去する。このものは再度、酸処理の工程に戻し再処理を
行なう。燐酸鉄が多く存在する場合には燐酸鉄としての
利用を行う。
アルミニウムカリウムの結晶を分離した残液にアンモニ
ア水またはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩
の粉末を加えて撹拌溶解し、ｐＨ４に調整する。溶液中
に一部残ったアルミニウム分は燐酸アルミニウムとして
不純物の燐酸鉄などと共に沈澱するので、これを分離除
去する。このものは再度、酸処理の工程に戻し再処理を
行なう。燐酸鉄が多く存在する場合には燐酸鉄としての
利用を行う。
【００１８】未反応の燐酸アルミニウムを除去した液に
更にアンモニア水またはアルカリ金属の水酸化物、炭酸
塩、重炭酸塩を加え、ｐＨ１０とする。液中に残った重
金属は水酸化物又は炭酸塩、燐酸塩などとなって沈澱す
るので、これをろ過分離する。この溶液を濃縮し、燐酸
塩を一部副生する硫酸塩とともに結晶化分離する。
更にアンモニア水またはアルカリ金属の水酸化物、炭酸
塩、重炭酸塩を加え、ｐＨ１０とする。液中に残った重
金属は水酸化物又は炭酸塩、燐酸塩などとなって沈澱す
るので、これをろ過分離する。この溶液を濃縮し、燐酸
塩を一部副生する硫酸塩とともに結晶化分離する。
【００１９】燐酸分を燐酸水素２ナトリウムの形態で回
収する場合には燐酸アルミニウムからアルミニウム明礬
としてアルミニウムを除去した液に水酸化ナトリウム又
は炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなどの粉末を加え
て撹拌溶解し、ｐＨ４に調整する。残存した燐酸アルミ
ニウム等を分離除去し、更に水酸化ナトリウム又は炭酸
ナトリウムなどの粉末を加えてｐＨ１０に調整し、同様
に重金属の除去を行なう。燐酸ナトリウムの結晶が生じ
る恐れがある場合には加温、溶解してからろ過により重
金属を分離する。また、硫酸ナトリウム濃度が多量に存
在し、結晶化、混入する恐れがある場合にはナトリウム
量を過剰とならないように水酸化ナトリウム又は炭酸ナ
トリウム等の代わりとしてアンモニア水を混合して使用
する。
収する場合には燐酸アルミニウムからアルミニウム明礬
としてアルミニウムを除去した液に水酸化ナトリウム又
は炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなどの粉末を加え
て撹拌溶解し、ｐＨ４に調整する。残存した燐酸アルミ
ニウム等を分離除去し、更に水酸化ナトリウム又は炭酸
ナトリウムなどの粉末を加えてｐＨ１０に調整し、同様
に重金属の除去を行なう。燐酸ナトリウムの結晶が生じ
る恐れがある場合には加温、溶解してからろ過により重
金属を分離する。また、硫酸ナトリウム濃度が多量に存
在し、結晶化、混入する恐れがある場合にはナトリウム
量を過剰とならないように水酸化ナトリウム又は炭酸ナ
トリウム等の代わりとしてアンモニア水を混合して使用
する。
【００２０】ｐＨ１０で重金属を分離したろ液に希硫酸
を少量加えてｐＨ８−９に調節したのち燐酸水素２ナト
リウムの結晶化に必要な温度に冷却し、燐酸水素２ナト
リウムの結晶種を少量加えて撹拌を継続する。結晶化し
た燐酸水素２ナトリウムを分離回収する。残液中には一
部硫酸アンモニウム、燐酸水素２ナトリウムなどがある
ので濃縮して硫酸アンモニウム等と共に回収する。ある
いは再度、燐酸アルミニウムの酸溶解工程で再使用す
る。
を少量加えてｐＨ８−９に調節したのち燐酸水素２ナト
リウムの結晶化に必要な温度に冷却し、燐酸水素２ナト
リウムの結晶種を少量加えて撹拌を継続する。結晶化し
た燐酸水素２ナトリウムを分離回収する。残液中には一
部硫酸アンモニウム、燐酸水素２ナトリウムなどがある
ので濃縮して硫酸アンモニウム等と共に回収する。ある
いは再度、燐酸アルミニウムの酸溶解工程で再使用す
る。
【００２１】請求項４の方法は請求項１の方法と同様に
焼却灰に希硫酸を加えてｐＨ２以下の状態で１時間程度
撹拌し、燐、アルミニウム、重金属などの溶出を行な
う。これをろ過分離する。これを加熱、蒸発により燐酸
アルミニウム濃度１０％程度に濃縮する。沈澱が生じた
場合は必要に応じて沈澱物を除去したのち、同様に請求
項２及び３の方法によりアルミニウムと燐酸塩の分離を
行なう。
焼却灰に希硫酸を加えてｐＨ２以下の状態で１時間程度
撹拌し、燐、アルミニウム、重金属などの溶出を行な
う。これをろ過分離する。これを加熱、蒸発により燐酸
アルミニウム濃度１０％程度に濃縮する。沈澱が生じた
場合は必要に応じて沈澱物を除去したのち、同様に請求
項２及び３の方法によりアルミニウムと燐酸塩の分離を
行なう。
【００２２】
【発明の実施例】５００ｇの下水汚泥焼却灰に水５００
０ｍｌと硫酸１５０ｇを加えｐＨ２以下で１時間、撹拌
を行った。これをろ過し、ろ液に炭酸カルシウム微粉末
８０ｇを加え１時間撹拌を行い、最終的なｐＨを４に調
整した。沈澱した燐酸アルミニウム、石膏等の混合物を
ろ過回収し、１０５℃で乾燥を行なった。燐酸アルミニ
ウム、硫酸カルシウムを含む回収物は２５０ｇであっ
た。ろ液には水酸化カルシウム粉末を加え１時間撹拌を
行いｐＨ１０に調整して重金属類を沈殿により回収分離
した。燐酸アルミニウム、石膏等の回収物の組成を表１
に示す。
０ｍｌと硫酸１５０ｇを加えｐＨ２以下で１時間、撹拌
を行った。これをろ過し、ろ液に炭酸カルシウム微粉末
８０ｇを加え１時間撹拌を行い、最終的なｐＨを４に調
整した。沈澱した燐酸アルミニウム、石膏等の混合物を
ろ過回収し、１０５℃で乾燥を行なった。燐酸アルミニ
ウム、硫酸カルシウムを含む回収物は２５０ｇであっ
た。ろ液には水酸化カルシウム粉末を加え１時間撹拌を
行いｐＨ１０に調整して重金属類を沈殿により回収分離
した。燐酸アルミニウム、石膏等の回収物の組成を表１
に示す。
【００２３】表１
【００２４】前記の燐酸アルミニウム、石膏等の回収物
２５０ｇに硫酸１５０ｇと水１０００ｍｌを加え燐酸ア
ルミニウムを溶解した。ろ過分離により石膏を除去し、
さらに硫酸アンモニウム粉末６０ｇを加え加温溶解後、
３℃に冷却した。種結晶として硫酸アルミニウムアンモ
ニウム結晶を少量加え、１昼夜放置した。生成した硫酸
アルミニウムアンモニウムの結晶を分離回収し、１０５
℃で乾燥を行なった。
２５０ｇに硫酸１５０ｇと水１０００ｍｌを加え燐酸ア
ルミニウムを溶解した。ろ過分離により石膏を除去し、
さらに硫酸アンモニウム粉末６０ｇを加え加温溶解後、
３℃に冷却した。種結晶として硫酸アルミニウムアンモ
ニウム結晶を少量加え、１昼夜放置した。生成した硫酸
アルミニウムアンモニウムの結晶を分離回収し、１０５
℃で乾燥を行なった。
【００２５】硫酸アルミニウムアンモニウムを除去した
液に炭酸水素ナトリウム粉末１６０ｇを加え撹拌、ｐＨ
４とし、残存した燐酸アルミニウム等の沈澱をろ過分離
した。このろ液に水酸化ナトリウム２０ｇを加え、撹
拌、加温溶解しｐＨ１０に調整した。生成した重金属を
含む沈澱物をろ過分離した。少量の希硫酸を用いてｐＨ
８〜９に調整した後、３℃に冷却した。種結晶として燐
酸水素２ナトリウム結晶を少量加えて１昼夜放置し燐酸
水素２ナトリウムの結晶を分離した。このものを１０５
℃で乾燥した。これら回収物等の収量を表２に示す。
液に炭酸水素ナトリウム粉末１６０ｇを加え撹拌、ｐＨ
４とし、残存した燐酸アルミニウム等の沈澱をろ過分離
した。このろ液に水酸化ナトリウム２０ｇを加え、撹
拌、加温溶解しｐＨ１０に調整した。生成した重金属を
含む沈澱物をろ過分離した。少量の希硫酸を用いてｐＨ
８〜９に調整した後、３℃に冷却した。種結晶として燐
酸水素２ナトリウム結晶を少量加えて１昼夜放置し燐酸
水素２ナトリウムの結晶を分離した。このものを１０５
℃で乾燥した。これら回収物等の収量を表２に示す。
【００２６】燐酸分を燐酸アンモニウムとして回収する
方法としては、同様に燐酸アルミニウム、石膏等の回収
物２５０ｇに硫酸１５０ｇと水１０００ｍｌを加え燐酸
アルミニウムを溶解した。これをろ過し、石膏分を除去
しさらに硫酸アンモニウム粉末６０ｇを加え加温溶解
後、３℃に冷却した。種結晶として硫酸アルミニウムア
ンモニウム結晶を少量加え、１昼夜放置した。生成した
硫酸アルミニウムアンモニウムの結晶を分離回収し、１
０５℃で乾燥を行なった。この残液にアンモニア水を１
５０ｍｌ加え、ｐＨ４．５にして残存した燐酸アルミニ
ウムあるいは不純物として存在する燐酸鉄の沈澱をろ過
分離した。ろ液を加熱濃縮し２００ｍｌとし、３℃に冷
却し、燐酸アンモニウムの結晶を回収した。これらの結
果を表２に示す。
方法としては、同様に燐酸アルミニウム、石膏等の回収
物２５０ｇに硫酸１５０ｇと水１０００ｍｌを加え燐酸
アルミニウムを溶解した。これをろ過し、石膏分を除去
しさらに硫酸アンモニウム粉末６０ｇを加え加温溶解
後、３℃に冷却した。種結晶として硫酸アルミニウムア
ンモニウム結晶を少量加え、１昼夜放置した。生成した
硫酸アルミニウムアンモニウムの結晶を分離回収し、１
０５℃で乾燥を行なった。この残液にアンモニア水を１
５０ｍｌ加え、ｐＨ４．５にして残存した燐酸アルミニ
ウムあるいは不純物として存在する燐酸鉄の沈澱をろ過
分離した。ろ液を加熱濃縮し２００ｍｌとし、３℃に冷
却し、燐酸アンモニウムの結晶を回収した。これらの結
果を表２に示す。
【００２７】表２
【００２８】
【本発明の効果】各種焼却灰中に含まれるアルミニウム
を硫酸アルミニウムアンモニウムとして回収される。硫
酸アルミニウムアンモニウムあるいは硫酸アルミニウム
カリウムはアルミニウム製造の中間製品でもあり、再結
晶法により容易に精製し、各種の用途に使用できる。燐
は燐酸アンモニウム、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウム
など各種燐酸塩の形で回収されるので多くの用途に使用
できる。
を硫酸アルミニウムアンモニウムとして回収される。硫
酸アルミニウムアンモニウムあるいは硫酸アルミニウム
カリウムはアルミニウム製造の中間製品でもあり、再結
晶法により容易に精製し、各種の用途に使用できる。燐
は燐酸アンモニウム、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウム
など各種燐酸塩の形で回収されるので多くの用途に使用
できる。
【００２９】硫酸、炭酸カルシウム、硫酸アンモニウ
ム、炭酸ナトリウムなど安価な材料を使用しており経済
的な方法である。蒸発その他の物理的手段による溶液の
濃縮を行なわず、あるいは必要最小限の濃縮操作により
処理ができる。また、この工程における未反応の燐酸ア
ルミニウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウムなどの試
薬は再度工程に使用可能である。また一部不純物の燐酸
鉄は燐酸鉄としての利用が考えられるなど資源の有効利
用が図られる。燐酸アルミニウムの回収処理を終えた排
水中には重金属や各種塩類が少ないため排水処理を行な
わずに再度使用できるため排水や廃棄物の発生が極めて
少ない。
ム、炭酸ナトリウムなど安価な材料を使用しており経済
的な方法である。蒸発その他の物理的手段による溶液の
濃縮を行なわず、あるいは必要最小限の濃縮操作により
処理ができる。また、この工程における未反応の燐酸ア
ルミニウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウムなどの試
薬は再度工程に使用可能である。また一部不純物の燐酸
鉄は燐酸鉄としての利用が考えられるなど資源の有効利
用が図られる。燐酸アルミニウムの回収処理を終えた排
水中には重金属や各種塩類が少ないため排水処理を行な
わずに再度使用できるため排水や廃棄物の発生が極めて
少ない。
【図１】この工程の概要を示したものである。
【表１】
【表２】
フロントページの続き (72)発明者 早川 修二 三重県四日市市新正４丁目21番５号 三重 県科学技術振興センタ−環境科学センタ− 内 (72)発明者 佐来 栄治 三重県四日市市新正４丁目21番５号 三重 県科学技術振興センタ−環境科学センタ− 内 (72)発明者 市岡 高男 三重県四日市市新正４丁目21番５号 三重 県科学技術振興センタ−環境科学センタ− 内 (72)発明者 加藤 進 三重県四日市市新正４丁目21番５号 三重 県科学技術振興センタ−環境科学センタ− 内 (72)発明者 白井 宣一郎 三重県四日市市桜町3690−１ 三重県科学 技術振興センタ−内 (72)発明者 島 洋久 三重県安芸郡河芸町大字上野3258番地 三 重県環境保全事業団内 (72)発明者 宮尻 英男 三重県四日市市新正４丁目21番５号 三重 県科学技術振興センタ−環境科学センタ− 内 Ｆターム(参考） 4D004 AA36 CA12 CA32 CA35 CA41 CC11 CC12
Claims (5)
- 【請求項１】 焼却灰に硫酸を加えて燐、アルミニウム
を溶出させた後、炭酸カルシウム又は水酸化カルシウム
を加えて燐酸アルミニムを主体とする素材として回収す
る方法。 - 【請求項２】 請求項１の回収物又は燐酸アルミニウム
を含む素材に硫酸を加えて燐、アルミニウムを溶出し、
これに硫酸アンモニウム又は硫酸カリウムを加えて冷却
することによりアルミニウムをアルミニウム明礬として
結晶化分離する方法。 - 【請求項３】 請求項２の残液にアンモニア水又はアル
カリ金属の水酸化物又は炭酸塩、重炭酸塩を加えて燐を
燐酸塩として回収する方法。 - 【請求項４】 焼却灰に硫酸を加えて燐、アルミニウム
を溶出し、これを濃縮したのち請求項２及び３の方法に
より燐、アルミニウムを分別回収する方法。 - 【請求項５】 請求項１から４までを包括して焼却灰又
は燐酸アルミニウムを含む素材からの燐、アルミニウム
分別回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37773198A JP3612543B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | アルミニウムおよび燐の分別回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37773198A JP3612543B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | アルミニウムおよび燐の分別回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000189927A true JP2000189927A (ja) | 2000-07-11 |
| JP3612543B2 JP3612543B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=18509111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37773198A Expired - Fee Related JP3612543B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | アルミニウムおよび燐の分別回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612543B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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