JP2001047024A - Method for treating salts containing toxic metal - Google Patents

Method for treating salts containing toxic metal

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JP2001047024A
JP2001047024A JP11222032A JP22203299A JP2001047024A JP 2001047024 A JP2001047024 A JP 2001047024A JP 11222032 A JP11222032 A JP 11222032A JP 22203299 A JP22203299 A JP 22203299A JP 2001047024 A JP2001047024 A JP 2001047024A
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metals
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Japanese (ja)
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Yoshiaki Umetsu
良昭 梅津
Takuya Shinagawa
拓也 品川
Keisuke Nakahara
啓介 中原
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for treating salts contg. toxic metals wherein it is unnecessary to perform an operation for increasing vol. of the salts to be treated and constitution of an apparatus for the treatment can be simplified. SOLUTION: A method for removing toxic metals from salt contg. a plurality of metals wherein the salts to be treated are fed in an electrolytic cell 10 and are held under melted condition and electricity is passed through from a DC electric source 11 and a loaded electric voltage is set to a value corresponding to decomposition potential of a metal whose decomposition potential is baser than those for the metals to be removed to perform electrolysis, and the metals being objects to be removed and metals whose decomposition potentials are baser than those for these metals are deposited by this electrolysis, and then, energization of electrocity is stopped to make the deposited metals settle on the bottom part of the electrolytic cell 10 and, after the melted salts from which toxic metals are removed are taken out, salts to be newly treated are fed into the electrolytic cell 10 in which deposited metals remain and the electrolytic treatment is repeated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、有害金属を含む塩
類を無害化する処理技術に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a treatment technique for detoxifying salts containing harmful metals.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物などを焼却した際
に発生する焼却残渣の多くは埋め立て処分されている
が、埋め立て地の確保が困難になるにしたがって、その
減容化が要望されてきた。又、焼却残渣のうち、焼却炉
から飛散して集塵機で捕集された灰(焼却飛灰)には鉛
やカドミウムなどの有害な重金属が含まれているので、
その廃棄処分に際しては、重金属を無害化する処理をし
なければならない。このため、近年、焼却残渣の減容化
と無害化を同時に行うことができる方法として、焼却残
渣を溶融する処理が行われている。
2. Description of the Related Art Most of the incineration residues generated when municipal waste and industrial waste are incinerated are disposed of in landfills. Was. Also, among the incineration residues, the ash scattered from the incinerator and collected by the dust collector (incineration fly ash) contains harmful heavy metals such as lead and cadmium,
At the time of its disposal, it must be treated to render heavy metals harmless. For this reason, in recent years, a process of melting incineration residues has been performed as a method capable of simultaneously reducing the volume and detoxifying incineration residues.

【0003】この焼却残渣を溶融する処理技術として、
電気抵抗式の溶融炉や誘導加熱式の溶融炉を使用する方
法がある。例えば、電気抵抗式の溶融炉を使用する方法
においては、炉内に焼却残渣の溶融物を滞留させてお
き、この溶融物に通電して加熱しながら、その上に焼却
残渣を装入して溶融させる。この際、焼却飛灰には塩化
ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどの塩類
が多量に含まれているので、炉内においては、上記溶融
物が滞留している間に、その成分が分離し、比重差によ
って溶融スラグの層と溶融塩の層が生成する。そして、
溶融物の排出に際しては、溶融塩と溶融スラグの分別排
出が行われる。
[0003] As a processing technology for melting this incineration residue,
There is a method using an electric resistance type melting furnace or an induction heating type melting furnace. For example, in a method using an electric resistance type melting furnace, a melt of the incineration residue is retained in the furnace, and the melt is charged while heating by supplying electricity to the melt. Let melt. At this time, since the incinerated fly ash contains a large amount of salts such as sodium chloride, potassium chloride, and calcium chloride, in the furnace, the components are separated while the above-mentioned melt is retained, Due to the difference in specific gravity, a layer of molten slag and a layer of molten salt are generated. And
In discharging the molten material, the molten salt and the molten slag are separately discharged.

【0004】このようにして排出された溶融物のうち、
溶融スラグは、固化されたのち、骨材などとして利用さ
れたり、埋め立て処分されたりする。しかし、溶融塩に
は焼却飛灰に含まれていた重金属が水溶性の形態で含ま
れているので、その処分に際しては、再び、無害化処理
をしなければならない。
[0004] Of the melt discharged in this way,
After the molten slag is solidified, it is used as an aggregate or landfilled. However, since the molten salt contains heavy metals contained in the incineration fly ash in a water-soluble form, it must be detoxified again at the time of disposal.

【0005】このような塩類の無害化処理を行う従来技
術としては、特開昭60−61087号公報に記載され
た方法がある。この方法においては、溶融炉から排出さ
れた塩類を水に溶解し、その水溶液を調製する。そし
て、この水溶液に苛性ソーダを加えてアルカリ性にした
後、キレート剤を加えて微量の重金属をも沈殿させ、こ
れを濾過して有害金属を含む沈殿物を分離し、除去す
る。一方、重金属が除去された水溶液につては、冷却操
作及び蒸発操作による晶析処理が行われ、溶解している
塩類の取り出しが行われる。
[0005] As a conventional technique for detoxifying such salts, there is a method described in JP-A-60-61087. In this method, salts discharged from a melting furnace are dissolved in water to prepare an aqueous solution thereof. Then, after adding caustic soda to the aqueous solution to make it alkaline, a chelating agent is also added to precipitate a small amount of heavy metals, and this is filtered to separate and remove precipitates containing harmful metals. On the other hand, the aqueous solution from which the heavy metals have been removed is subjected to a crystallization treatment by a cooling operation and an evaporation operation, and the dissolved salts are taken out.

【0006】又、別の処理技術においては、溶融炉から
排出された塩類を水溶液にした後、この水溶液を電解し
て重金属を析出させる除去方法が示されている。
In another processing technique, there is disclosed a removing method in which salts discharged from a melting furnace are converted into an aqueous solution, and the aqueous solution is electrolyzed to precipitate heavy metals.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、溶融炉から排出された塩類に水を加えて水
溶液にしてしまうので、処理量が増大し設備が大型にな
る。又、重金属を除去した後の水溶液の処分に際し、水
溶液中の塩類を取り出さなければならないので、晶析操
作を行わなければならない。このため、晶析装置、濾過
装置などの装置をも備える必要があり、設備全体が非常
に複雑になる。又、さらに、多量の動力や副資材が消費
される。
However, in the above-mentioned prior art, water is added to the salt discharged from the melting furnace to form an aqueous solution, so that the throughput increases and the equipment becomes large. Further, when disposing of the aqueous solution after removing the heavy metals, the salts in the aqueous solution must be removed, so that a crystallization operation must be performed. For this reason, it is necessary to provide devices such as a crystallization device and a filtration device, so that the entire equipment becomes very complicated. Further, a large amount of power and auxiliary materials are consumed.

【0008】本発明は、処理する塩類を増量させる操作
を行う必要がなく、処理装置の構成を簡素化することが
可能な、有害金属を含む塩類の処理方法を提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for treating salts containing harmful metals, which does not require an operation to increase the amount of salts to be treated and can simplify the structure of the treatment apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明に
より解決される。
The above object is achieved by the following invention.

【0010】第1の発明は、複数の金属を含む塩類から
有害金属を除去する方法であって、前記塩類を電解槽へ
装入して溶融状態に保ち、印加電圧を、除去対象の金属
よりも分解電位が卑なる金属の分解電位に対応する値に
設定して電解を行うことによって、前記卑なる金属より
も分解電位が貴なる金属を析出させ、次いで、有害金属
が除去された溶融塩を抜き出した後、析出した金属が残
留している電解槽へ新たに処理する前記塩類を装入し、
前記の各操作を前記の順序で繰り返すことを特徴として
いる。
A first aspect of the present invention is a method for removing harmful metals from salts containing a plurality of metals, wherein the salts are charged into an electrolytic cell and kept in a molten state, and the applied voltage is set higher than that of the metal to be removed. The decomposition potential is also set to a value corresponding to the decomposition potential of the base metal to conduct electrolysis, thereby precipitating a metal whose decomposition potential is more noble than the base metal, and then the molten salt from which the harmful metal has been removed. After extracting, the salt to be newly treated is charged into the electrolytic cell in which the deposited metal remains,
Each of the above operations is repeated in the above order.

【0011】なお、以下の記載において、分解電位が卑
なる金属を、単に、卑なる金属と記す。又、分解電位が
貴なる金属を、単に、貴なる金属と記す。
In the following description, a metal having a base decomposition potential is simply referred to as a base metal. Further, a metal having a noble decomposition potential is simply referred to as a noble metal.

【0012】本発明者らが溶融炉から排出される塩類を
電解して有害金属を析出させる際の反応を詳細に検討し
たところ、次のように、電解処理中の金属の析出が二つ
の反応により行われていると言う知見を得た。
The inventors of the present invention have studied in detail the reaction when depositing harmful metals by electrolyzing the salts discharged from the melting furnace. As shown below, the deposition of metals during the electrolytic treatment is two reactions. Has been obtained.

【0013】すなわち、溶融炉から排出される塩類はそ
の大部分がNaCl、KCl、CaCl2 よりなるもの
であるが、これ以外に多種類の金属を含有している。こ
の塩類を溶融状態にして電解し、除去対象とする金属を
析出させる際に、印加電圧を、除去対象の金属よりも卑
なる金属の分解電位に対応する値に設定して電解を行う
と、それよりも貴なる金属イオンが一緒に電解されて金
属化され、析出する。次いで、析出した金属の中の除去
対象金属よりも卑なる金属と、それよりも貴なる金属イ
オンの間に置換還元反応が起こり、貴なる金属である除
去対象の金属イオンが卑なる金属により還元され、金属
となって析出する。この置換還元反応によって、上記の
卑なる金属は酸化されて再びイオン化される。しかし、
この金属イオンは再び電解され、金属化されて析出し、
上記の置換還元反応に関わる。このようにして、電解に
よる還元と置換還元よりなる二つの反応が繰り返して行
われ、対象とする金属が除去される。
That is, most of the salts discharged from the melting furnace are made of NaCl, KCl and CaCl 2 , but also contain various kinds of metals. When electrolyzing the salts in a molten state and depositing a metal to be removed, the applied voltage is set to a value corresponding to the decomposition potential of a metal that is more base than the metal to be removed, and electrolysis is performed. More noble metal ions are electrolyzed together and metallized and deposited. Next, a substitution reduction reaction occurs between a metal that is more noble than the metal to be removed and a noble metal ion in the deposited metal, and the noble metal ion to be removed is reduced by the noble metal. Is deposited as a metal. By this substitution reduction reaction, the above-mentioned base metal is oxidized and ionized again. But,
This metal ion is electrolyzed again, metallized and deposited,
It is involved in the above substitution reduction reaction. In this way, two reactions consisting of reduction by electrolysis and substitution reduction are repeatedly performed, and the target metal is removed.

【0014】しかし、溶融炉から排出される塩類の処理
において、除去対象の金属よりも卑なる金属の含有量が
少ないので、上記の二つの反応が効率よくリンクされて
行われない。
However, in the treatment of salts discharged from the melting furnace, the above two reactions are not linked efficiently and performed because the content of the base metal is smaller than the metal to be removed.

【0015】そこで、この発明においては、電解による
有害金属の除去処理を次のように行い、除去対象の金属
よりも卑なる金属の含有量を増加させる。すなわち、所
定の電解が終了し、処理された溶融塩を抜き出して、次
回の電解を開始する際に、先の電解によって析出した金
属を電解槽内に残留させておき、この電解槽内へ新たに
処理する塩類を装入して電解を開始する。このようにし
て電解を行えば、析出した金属が電解槽内に蓄積し、上
記卑なる金属の含有量が増加するので、上記二つの反応
による除去対象金属の析出が促進される。
Therefore, in the present invention, the harmful metal removal treatment by electrolysis is performed as follows to increase the content of a metal that is more noble than the metal to be removed. That is, when the predetermined electrolysis is completed, the treated molten salt is extracted, and when the next electrolysis is started, the metal deposited by the previous electrolysis is left in the electrolysis tank, and a new metal is introduced into the electrolysis tank. Is charged with the salt to be treated, and electrolysis is started. When the electrolysis is performed in this manner, the deposited metal accumulates in the electrolytic cell and the content of the base metal increases, so that the removal of the metal to be removed by the two reactions is promoted.

【0016】第2の発明は、第1の発明において、複数
の金属を含む塩類を電解槽へ装入し、500℃〜110
0℃の範囲内の温度に保持して電解を行うことを特徴と
する請求項1に記載の有害金属を含む塩類の処理方法で
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a salt containing a plurality of metals is charged into the electrolytic cell, and the salt is charged at 500 ° C. to 110
The method for treating salts containing harmful metals according to claim 1, wherein the electrolysis is performed while maintaining the temperature within a range of 0 ° C.

【0017】都市ごみ焼却残渣を溶融した際に排出され
る溶融塩は、主としてNaCl、KCl、CaCl2
どの塩化物よりなる混合物であり、その融点は約500
〜800℃である。又、上記の溶融塩に含まれる重金属
は、銅、鉛、カドミウム、亜鉛などであるが、これらの
重金属の塩化物は融点が約300〜600℃である。
又、この塩化物を電解した際に析出する金属の融点は約
300℃〜1100℃である。
The molten salt discharged when the municipal waste incineration residue is melted is a mixture mainly composed of chlorides such as NaCl, KCl, CaCl 2 and the like, and its melting point is about 500.
800800 ° C. The heavy metals contained in the molten salt are copper, lead, cadmium, zinc and the like, and the chlorides of these heavy metals have a melting point of about 300 to 600 ° C.
The melting point of the metal that precipitates when this chloride is electrolyzed is about 300 ° C to 1100 ° C.

【0018】一方、主たる塩類であるNaCl、KC
l、CaCl2 の沸点は約1400℃〜1600℃以上
である。このため、溶融塩を500〜1100℃の温度
範囲で処理すれば、塩類及び析出した重金属を共に溶融
状態に保つことができる。このようにして、塩類及び析
出した重金属が溶融状態に保たれるので、重金属と塩類
の分離が容易である。
On the other hand, the main salts NaCl and KC
1, The boiling point of CaCl 2 is about 1400 ° C. to 1600 ° C. or more. Therefore, if the molten salt is treated in a temperature range of 500 to 1100 ° C., both the salt and the precipitated heavy metal can be kept in a molten state. In this way, the salts and the precipitated heavy metal are kept in a molten state, so that the heavy metal and the salts can be easily separated.

【0019】第3の発明は、第1の発明又は第2の発明
において、電解槽内の溶融状態の塩類を攪拌しながら電
解を行うことを特徴とする有害金属を含む塩類の処理方
法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for treating salts containing harmful metals according to the first or second aspect, wherein electrolysis is performed while stirring the molten salts in the electrolytic cell. .

【0020】電解槽内の溶融物を攪拌することにより、
金属イオンの移動が速やかに行われ、金属の析出が効率
よく行われる。又、除去対象金属のイオンと卑なる金属
との接触効率がよくなり、反応が速やかに行われる。
By stirring the melt in the electrolytic cell,
The movement of metal ions is performed quickly, and the metal is deposited efficiently. In addition, the contact efficiency between the ions of the metal to be removed and the base metal is improved, and the reaction is quickly performed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は本発明を実施するための装
置に係る実施の形態の一例を示す概略の縦断面図であ
る。図1において、10は電解槽、11は直流電源装
置、12aは陽極、12b陰極である。電解槽10は密
閉型構造になっており、その内壁は溶融塩に対して耐食
性を有する炭素材で形成されている。電極12a,12
bも炭素材で形成されている。又、電解槽10は、その
外壁面に電気加熱或いは誘導加熱などによる加熱手段1
5が設けられており、槽内の溶融塩を加熱し、所定温度
に保持することができるようになっている。そして、電
解槽10には槽内の溶融物を攪拌する手段として攪拌機
14が設けられている。なお、攪拌手段としては、窒素
ガスなどの非酸化性ガスを用いるパブリング装置であっ
てもよい。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of an apparatus for carrying out the present invention. In FIG. 1, 10 is an electrolytic cell, 11 is a DC power supply, 12a is an anode, and 12b is a cathode. The electrolytic cell 10 has a closed type structure, and its inner wall is formed of a carbon material having corrosion resistance to molten salt. Electrodes 12a, 12
b is also formed of a carbon material. In addition, the electrolytic cell 10 has a heating means 1 on its outer wall surface by electric heating or induction heating.
5 is provided so that the molten salt in the tank can be heated and maintained at a predetermined temperature. The electrolytic cell 10 is provided with a stirrer 14 as a means for stirring the melt in the cell. Note that a publishing device using a non-oxidizing gas such as a nitrogen gas may be used as the stirring means.

【0022】図中、13は隔壁であり、陽極12aを囲
んで配置され、セラミックスなどよりなる多孔質物質で
形成されている。この隔壁13は、電解により析出した
金属と陽極12aとの接触により、析出金属が再びイオ
ン化されるのを防ぐために設けられている。又、30は
溶融塩、31は析出した溶融金属を示す。
In the figure, reference numeral 13 denotes a partition, which is disposed so as to surround the anode 12a and is formed of a porous material such as ceramics. The partition 13 is provided to prevent the deposited metal from being ionized again by contact between the metal deposited by electrolysis and the anode 12a. Reference numeral 30 denotes a molten salt, and 31 denotes a deposited molten metal.

【0023】上記の構成による装置による溶融塩の処理
は次のように行われる。なお、この説明においては、便
宜上、処理される塩類中の除去対象金属がカドミウムと
鉛であり、これらの除去対象金属よりも卑なる金属が亜
鉛であるものと仮定する。
The treatment of the molten salt by the apparatus having the above configuration is performed as follows. In this description, for convenience, it is assumed that the metals to be removed in the salts to be treated are cadmium and lead, and the metal that is more base than these metals to be removed is zinc.

【0024】有害金属を含有する塩類を電解槽10へ装
入し、加熱手段15により加熱して溶融し、500℃〜
1100℃の範囲内の所定温度に保持する。次いで、攪
拌機14を起動して溶融物を攪拌しながら、直流電源装
置11から給電を行い、電極12a,12b間に亜鉛が
析出する分解電位に対応する直流電圧を印加する。この
直流電圧の印加により、(1)〜(3)式に示すよう
に、亜鉛及びそれよりも貴なる金属イオンが陰極12b
の表面に金属となって析出する。次いで、(4)及び
(5)式に示すように、析出物中の亜鉛とそれよりも貴
なカドミウムと鉛のイオンとの間に置換還元反応が起こ
って、カドミウムと鉛が析出し、亜鉛が溶解 してイオン化する。この亜鉛イオンは再び電解されて金
属亜鉛となり、(4)式及び(5)式の反応における還
元剤として作用し、カドミウムと鉛を析出させる。
A salt containing a harmful metal is charged into the electrolytic cell 10 and heated and melted by the heating means 15,
It is kept at a predetermined temperature within the range of 1100 ° C. Next, power is supplied from the DC power supply 11 while the stirrer 14 is activated to stir the melt, and a DC voltage corresponding to a decomposition potential at which zinc is deposited is applied between the electrodes 12a and 12b. By applying this DC voltage, as shown in the equations (1) to (3), zinc and noble metal ions are converted to the cathode 12b.
Precipitates as a metal on the surface of. Next, as shown in the equations (4) and (5), a substitution reduction reaction occurs between zinc in the precipitate and ions of cadmium and lead which are more noble, and cadmium and lead precipitate, and zinc Dissolves and ionizes. The zinc ions are electrolyzed again to form zinc metal, which acts as a reducing agent in the reactions of the formulas (4) and (5) to precipitate cadmium and lead.

【0025】 Zn2+ + 2e- → Zn ・・・(1) Cd2+ + 2e- → Cd ・・・(2) Pb2+ + 2e- → Pb ・・・(3) Cd2+ + Zn → Cd + Zn2+・・・(4) Pb2+ + Zn → Pb + Zn2+・・・(5) このように、電解によって除去対象の金属の析出が行わ
れている間に、置換還元反応が起こり、2段階による除
去対象の金属の析出が並行して行われる。
Zn 2+ + 2e → Zn (1) Cd 2+ + 2e → Cd (2) Pb 2+ + 2e → Pb (3) Cd 2+ + Zn → Cd + Zn 2+ ... (4) Pb 2 + + Zn → Pb + Zn 2+ ... (5) Thus, while the metal to be removed is deposited by electrolysis, the replacement is performed. A reduction reaction occurs, and the metal to be removed in two stages is deposited in parallel.

【0026】上記の電解時には、陽極12aの表面から
塩素ガスが発生するので、排ガスを抜き出して排ガス処
理装置へ送り、塩素ガスを苛性ソーダ溶液に吸収させ
る。
At the time of the above-mentioned electrolysis, chlorine gas is generated from the surface of the anode 12a, so that the exhaust gas is extracted and sent to an exhaust gas treatment device, where the chlorine gas is absorbed by the caustic soda solution.

【0027】そして、溶融塩中の重金属濃度が所定値を
下回る値まで低下した段階で通電を中止し、さらに攪拌
機14を停止して溶融塩を静置させ、析出した金属を電
解槽10の底部に沈降させる。その後、重金属が除去さ
れた溶融塩30を溶融塩排出口17から抜き出し、固化
させる。次いで、新たに処理する塩類を電解槽へ装入
し、上記の操作を再開する。この処理操作の再開に際
し、析出金属の繰り返し使用回数が少ない段階において
は、必要に応じて亜鉛を添加する。
When the concentration of heavy metal in the molten salt has dropped to a value lower than a predetermined value, the energization is stopped, and the stirrer 14 is stopped to allow the molten salt to stand still. Settle. Thereafter, the molten salt 30 from which the heavy metal has been removed is extracted from the molten salt outlet 17 and solidified. Next, the salt to be newly treated is charged into the electrolytic cell, and the above operation is restarted. When resuming this treatment operation, zinc is added as necessary at the stage where the number of repeated use of the deposited metal is small.

【0028】析出した金属が増加した段階で、電解槽1
0の底部に溜まった溶融金属31を金属排出口18から
抜き出し、モールドに受け、インゴットにして回収す
る。
At the stage where the amount of deposited metal has increased, the electrolytic cell 1
The molten metal 31 collected at the bottom of the cylinder 0 is extracted from the metal discharge port 18, received in a mold, and collected as an ingot.

【0029】図2は本発明を実施するための装置に係る
実施の形態における他の例を示す概略の縦断面図であ
る。図2において、図1と同じ構成に係る部分について
は、同一の符号を付し説明を省略する。この処理装置に
おいては、電解槽10の内壁が陰極12bとなってい
る。この電解槽を使用すれば、金属が析出する陰極の表
面積が非常に広いので、金属を速やかに析出させること
ができる。このため、溶融塩の電解を効率よく行うこと
ができる。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the embodiment of the apparatus for carrying out the present invention. In FIG. 2, portions having the same configuration as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this processing apparatus, the inner wall of the electrolytic cell 10 serves as the cathode 12b. If this electrolytic cell is used, the metal can be deposited quickly because the surface area of the cathode on which the metal is deposited is very large. Therefore, the electrolysis of the molten salt can be performed efficiently.

【0030】(実施例1)図2と同様の構成による処理
装置を使用し、有害金属を含む塩類の無害化処理を行っ
た試験について説明する。使用した電解槽は、カーボン
製で、内径が150mmの円筒型のものであった。電極
は10mmのカーボン棒を挿入して陽極とし、電解槽の
内壁を陰極とした。
(Example 1) A test in which a treatment apparatus having the same configuration as that shown in FIG. The electrolytic cell used was made of carbon and had a cylindrical shape with an inner diameter of 150 mm. The electrode was used as an anode by inserting a 10 mm carbon rod, and the inner wall of the electrolytic cell was used as a cathode.

【0031】この試験に供した塩類は都市ごみの焼却残
渣(焼却灰と飛灰を混合)を溶融処理した際に溶融炉内
に生成した塩類を採取したものであった。この塩類の分
析値を表1に示す。この塩類は、主たる組成物がNaC
l、KCl、CaCl2 であり、Znや有害な重金属で
あるPbが含まれていた。
The salts used in this test were obtained by collecting the salts generated in the melting furnace when the incineration residue of municipal waste (mixed incineration ash and fly ash) was melted. The analytical values of the salts are shown in Table 1. This salt is mainly composed of NaC
1, KCl, and CaCl 2 , and contained Zn and Pb, which is a harmful heavy metal.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】試験は次のように行った。電解槽に上記の
塩類を約3.0kg装入し、ヒーターで700℃に加熱
し溶融させた。次いで、攪拌しながら2Vの電圧を印加
して電解し、Znと有害金属であるPbが一緒に析出す
るようにした。そして、Pbの濃度が所定値を下回る値
に低下した段階で通電を中止し、析出した金属を沈降さ
せた。次に、有害な重金属が除去された溶融塩を抜き出
した後、底部に析出した金属が残留したままの状態にな
っている電解槽へ新たに処理する塩類を装入し、上記と
同じ操作を行って電解処理し、金属を析出させた。
The test was performed as follows. About 3.0 kg of the above salts were charged into the electrolytic cell, and heated to 700 ° C. with a heater to be melted. Next, a voltage of 2 V was applied with stirring to perform electrolysis, so that Zn and Pb, which is a harmful metal, were deposited together. Then, when the concentration of Pb was reduced to a value lower than the predetermined value, the energization was stopped, and the deposited metal was settled. Next, after extracting the molten salt from which the harmful heavy metals have been removed, the salt to be newly treated is charged into the electrolytic cell in which the metal deposited at the bottom remains, and the same operation as above is performed. The resultant was subjected to an electrolytic treatment to precipitate a metal.

【0034】このようにして、底部に析出した金属を残
留させている電解槽へ新たに処理する塩類を装入して電
解する処理を10回繰り返して行った。図3は、その前
の電解で析出した金属を残留させたままの状態で新たな
電解処理を順次繰り返して行った場合のPb濃度の推移
を示す。このように、析出した金属を残留させたままの
状態で電解処理を繰り返すと、Pbの除去は著しく促進
される。
In this way, the process of charging a salt to be newly treated into the electrolytic cell in which the metal deposited on the bottom remains and electrolyzing was repeated 10 times. FIG. 3 shows the transition of the Pb concentration when a new electrolytic treatment is sequentially repeated while the metal deposited by the previous electrolysis remains. As described above, when the electrolytic treatment is repeated with the deposited metal remaining, the removal of Pb is remarkably promoted.

【0035】この試験において、溶融塩中のPbの濃度
が1mg/kg以下に低下するまでに要した処理時間
が、1回目の試験では50分であったのに対し、10回
目の試験では25分になり、処理時間は大幅に短縮され
た。
In this test, the processing time required for the concentration of Pb in the molten salt to drop to 1 mg / kg or less was 50 minutes in the first test, and 25 minutes in the tenth test. Minutes, and the processing time has been greatly reduced.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、溶融塩に直流電圧を印
加して除去対象の金属を析出させる方法により、溶融塩
をそのままの状態で処理するので、処理量が増加するこ
とはなく、処理装置の小型化を図ることができる。さら
に、析出した金属が残留している電解槽へ新たに処理す
る塩類を装入して電解処理を繰り返すので、除去対象の
金属よりも卑なる金属の量が多くなり、置換還元反応に
よる除去対象金属の析出量が増加する。このため、電解
による還元と置換還元よりなる二つの還元反応が並行し
て行われ、処理装置の小型化及び簡素化を達成すること
ができる。
According to the present invention, the molten salt is treated as it is by applying a DC voltage to the molten salt to precipitate the metal to be removed, so that the throughput is not increased. The size of the processing device can be reduced. Furthermore, since the salt to be newly treated is charged into the electrolytic cell in which the deposited metal remains, and the electrolytic treatment is repeated, the amount of the base metal is larger than the metal to be removed, and the amount of the metal to be removed by the substitution reduction reaction is increased. The amount of metal deposition increases. For this reason, two reduction reactions, ie, reduction by electrolysis and substitution reduction, are performed in parallel, and the processing apparatus can be reduced in size and simplified.

【0037】そして、塩類を500℃〜1100℃の温
度に保持して電解を行うことにより、塩類及び析出した
金属が溶融状態に保たれるので、金属と塩類の分離が容
易である。
By conducting the electrolysis while maintaining the salt at a temperature of 500 ° C. to 1100 ° C., the salt and the precipitated metal are kept in a molten state, so that the metal and the salt can be easily separated.

【0038】又、電解槽内の溶融物を攪拌しながら電解
を行うことにより、金属イオンの移動が速やかになると
共に、卑なる金属と除去対象金属のイオンとの接触効率
がよくなり、電解及び置換還元による重金属の析出が促
進される。
Further, by performing electrolysis while stirring the melt in the electrolytic cell, the movement of metal ions is accelerated, and the contact efficiency between the base metal and the ions of the metal to be removed is improved. The precipitation of heavy metals by displacement reduction is promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施するための装置に係る実施の形態
の一例を示す概略の縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of an apparatus for carrying out the present invention.

【図2】本発明を実施するための装置に係る実施の形態
における他の例を示す概略の縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the embodiment of the device for carrying out the present invention.

【図3】先の電解で析出した金属を残留させたままの状
態で新たな電解を順次繰り返して行った場合のPb濃度
の推移を示す。
FIG. 3 shows the transition of the Pb concentration when new electrolysis is performed repeatedly while the metal deposited by the previous electrolysis remains.

【符号の説明】 10 電解槽 11 直流電源装置 12a 陽極 12b 陰極 13 隔壁 14 攪拌機 15 加熱手段 17 溶融塩排出口 18 金属排出口 30 溶融塩 31 溶融金属[Description of Signs] 10 Electrolyzer 11 DC power supply 12a Anode 12b Cathode 13 Partition wall 14 Stirrer 15 Heating means 17 Molten salt outlet 18 Metal outlet 30 Molten salt 31 Molten metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4D004 AA16 AB03 AC08 BA05 CA15 CA29 CA37 CA44 CB04 CB32 CB33 CB50 DA02 DA03 DA06 DA20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Yamamoto 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nihon Kokan Co., Ltd. 4D004 AA16 AB03 AC08 BA05 CA15 CA29 CA37 CA44 CB04 CB32 CB33 CB50 DA02 DA03 DA06 DA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の金属を含む塩類から有害金属を除
去する方法であって、前記塩類を電解槽へ装入して溶融
状態に保ち、印加電圧を、除去対象の金属よりも分解電
位が卑なる金属の分解電位に対応する値に設定して電解
を行うことによって、前記卑なる金属よりも分解電位が
貴なる金属を析出させ、次いで、有害金属が除去された
溶融塩を抜き出した後、析出した金属が残留している電
解槽へ新たに処理する前記塩類を装入し、前記の各操作
を前記の順序で繰り返すことを特徴とする有害金属を含
む塩類の処理方法。
1. A method for removing harmful metals from salts containing a plurality of metals, wherein the salts are charged into an electrolytic cell and kept in a molten state, and an applied voltage is set to have a decomposition potential lower than that of the metal to be removed. By performing electrolysis at a value corresponding to the decomposition potential of the base metal, a metal whose decomposition potential is more noble than the base metal is deposited, and then the molten salt from which the harmful metal has been removed is extracted. A method of treating a salt containing a harmful metal, wherein the salt to be treated is newly charged into an electrolytic cell in which the deposited metal remains, and each of the above operations is repeated in the order described above.
【請求項2】 複数の金属を含む塩類を電解槽へ装入
し、500℃〜1100℃の範囲内の温度に保持して電
解を行うことを特徴とする請求項1に記載の有害金属を
含む塩類の処理方法。
2. The method according to claim 1, wherein a salt containing a plurality of metals is charged into the electrolytic cell and electrolysis is performed while maintaining the temperature within a range of 500 ° C. to 1100 ° C. Treatment method for the salt containing.
【請求項3】 電解槽内の溶融状態の塩類を攪拌しなが
ら電解を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載の有害金属を含む塩類の処理方法。
3. The method for treating harmful metal-containing salts according to claim 1, wherein the electrolysis is performed while stirring the molten salts in the electrolytic cell.
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