JP2001130903A - Method for recovering phosphate salt - Google Patents

Method for recovering phosphate salt

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JP2001130903A
JP2001130903A JP2000006295A JP2000006295A JP2001130903A JP 2001130903 A JP2001130903 A JP 2001130903A JP 2000006295 A JP2000006295 A JP 2000006295A JP 2000006295 A JP2000006295 A JP 2000006295A JP 2001130903 A JP2001130903 A JP 2001130903A
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recovering
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清 宇山
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啓介 中原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for recovering phosphate salt, capable of efficiently recovering the phosphate salt from incinerated ash, fly ash, etc. at a low cost. SOLUTION: This method for recovering the phosphate salt comprises a dissolving process where a solution containing acid is added to the incinerated ash and/or the incinerated fly ash containing phosphate radicals to adjust a pH of the solution to be 1.6 or less so that the phosphate radicals contained in the ashes is dissolved in the solution containing the acid, a residue-separating process where insoluble residues in the solution containing the acid is separated, and an alkaline component-charging process where an alkaline component is added to the solution separated from the residues so that the pH of the solution is adjusted to be in the range of 1.8-2.2, wherein an iron compound-charging process for charging an iron compound is performed at any time before the alkaline component-charging process is completed and further a recovering process for recovering iron phosphate is performed after the alkaline component- charging process is completed.

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、汚泥等を焼却処理
した際に排出される焼却灰や焼却飛灰中に含まれるリン
酸根をリン酸化合物として回収する方法に関する。
The present invention relates to a method for recovering phosphate groups contained in incinerated ash and incinerated fly ash discharged when incinerating sludge or the like as a phosphate compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において、都市下水または産業排水
処理場での残渣物として生じる汚泥等の処理は、関係当
事者にとっては重要な問題となっており、また、生活水
準の向上と工業生産の増加とによりその量はさらに著し
く増加するという傾向にある。前記汚泥等の大部分は、
焼却され焼却灰や焼却飛灰となり、そのまま投棄処分と
されているのが現状である。また、前記投棄処分とされ
た焼却灰等には、五酸化二リン(P25)を主成分とす
るリン酸根を含有しているため、前記リンが焼却灰から
溶け出て海や湖へ流れ込んだ場合、藻が大発生し、海や
湖の富栄養化の原因となり、深刻な問題を引き起こすこ
とがある。
2. Description of the Related Art In recent years, the treatment of sludge and the like generated as residues at municipal sewage or industrial wastewater treatment plants has become an important problem for concerned parties, and has also improved living standards and increased industrial production. And the amount tends to further increase significantly. Most of the sludge, etc.,
At present, it is incinerated into incinerated ash and incinerated fly ash, and is currently discarded. In addition, since the incinerated ash and the like disposed of as the dumped waste contains a phosphoric acid group containing diphosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) as a main component, the phosphorus is dissolved out of the incinerated ash to form a sea or lake. If aquatic spills are found, algae can form and cause eutrophication of seas and lakes, which can cause serious problems.

【0003】一方、リンは、その使用方法によっては有
用な物質であり、現在農作物の肥料の製造や、医薬品の
製造をする際の原料として用いられている。しかしなが
ら、我が国はリンの全量を輸入に頼っていることも現状
である。
[0003] On the other hand, phosphorus is a useful substance depending on the method of its use, and is currently used as a raw material for producing fertilizers for agricultural crops and pharmaceuticals. However, at present, Japan depends on imports for all phosphorus.

【0004】従って、汚泥等の焼却灰に含まれるリン酸
根を回収し、肥料等として再利用することが従来から望
まれていた。
[0004] Therefore, it has been conventionally desired to recover phosphate groups contained in incinerated ash such as sludge and reuse them as fertilizers.

【0005】特開平9−77506号には、下水汚泥焼
却灰からのリン酸回収方法が開示されているが、コスト
的に大きな問題があった。また、特開平10−1013
32号にも、酸処理による焼却灰からのカルシウム、リ
ン、金属の分別回収方法が開示されているが、効率・コ
スト的に実用化は難しい状態である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-77506 discloses a method for recovering phosphoric acid from sewage sludge incineration ash, but has a major problem in terms of cost. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1013
No. 32 also discloses a method for separating and recovering calcium, phosphorus and metal from incinerated ash by acid treatment, but it is difficult to put it to practical use in terms of efficiency and cost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、汚泥等の焼却灰等からリンを
低コストで回収・再利用するための方法を提供すること
を主目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its main object to provide a method for recovering and reusing phosphorus from incinerated ash such as sludge at low cost. It is assumed that.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために請求項1において、リン酸根を含む焼却灰
および/または焼却飛灰に酸を含む溶液を加えてpHを
1.6以下とすることにより、前記酸を含む溶液中に前
記灰中のリン酸根を溶解させる溶解工程と、前記酸を含
む溶液中の不溶性残渣を分離する残渣分離工程と、前記
不溶性残渣を分離した溶液にアルカリ成分を加え、pH
が1.8〜2.2の範囲内となるように調整するアルカ
リ成分投入工程とを有し、鉄化合物を投入する鉄化合物
投入工程を前記アルカリ成分投入工程前のいずれかの工
程で行い、さらに前記アルカリ成分投入工程後にリン酸
鉄を回収する回収工程を有することを特徴とするリン酸
塩回収方法を提供する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a solution containing an acid is added to incinerated ash containing phosphate groups and / or fly ash to adjust the pH to 1.6. By the following, a dissolving step of dissolving the phosphate group in the ash in a solution containing the acid, a residue separating step of separating an insoluble residue in the solution containing the acid, and a solution in which the insoluble residue is separated Add alkaline component to pH
Is adjusted to fall within a range of 1.8 to 2.2, and an iron compound input step of inputting an iron compound is performed in any step before the alkali component input step, Further, the present invention provides a method for recovering phosphate, comprising a recovery step of recovering iron phosphate after the alkali component charging step.

【0008】本発明の方法においては、まず酸を含む溶
液を加えてpHを1.6以下とすることにより、焼却灰
や焼却飛灰中に含まれているリン酸根を上記溶液中に溶
解させる。次いで酸を含む溶液中の不溶性残渣を取り除
いた後、アルカリ成分を加えてpHを1.8〜2.2の
範囲内となるようにする。この際鉄化合物をアルカリ成
分投入工程前のいずれかの時期に投入する。このように
鉄化合物が加えられ、かつリン酸根が溶解する溶液のp
Hを上述したように1.8〜2.2の範囲内とすること
により、リン酸鉄のみが沈殿し、ゲル化するためその後
の取扱が非常に困難となるリン酸アルミニウムが析出し
ない。したがって、その後の回収工程において、リン酸
鉄のみを容易にかつ高純度で回収することができる。
[0008] In the method of the present invention, the pH is adjusted to 1.6 or less by adding a solution containing an acid to dissolve the phosphate groups contained in the incinerated ash or incinerated fly ash in the solution. . Next, after removing the insoluble residue in the solution containing the acid, an alkaline component is added so that the pH is in the range of 1.8 to 2.2. At this time, the iron compound is charged at any time before the alkali component charging step. Thus, the p of the solution in which the iron compound is added and the phosphate group dissolves
By setting H in the range of 1.8 to 2.2 as described above, only iron phosphate precipitates and gelates, so that aluminum phosphate which becomes extremely difficult to handle thereafter does not precipitate. Therefore, in the subsequent recovery step, only iron phosphate can be easily recovered with high purity.

【0009】このように本発明のリン酸塩の回収方法に
おいては、リン酸塩をリン酸鉄の形で容易にかつ高純度
で得られるので、これらのリンを肥料等として再利用す
ることが可能である。また、従来汚泥等の焼却灰等が投
棄処分された際に問題となっていたリンによる環境汚染
(河川の富栄養化等)を解決することができる。
[0009] As described above, in the phosphate recovery method of the present invention, phosphate can be easily obtained in the form of iron phosphate with high purity, so that these phosphorus can be reused as fertilizer and the like. It is possible. In addition, it is possible to solve environmental pollution (eg, eutrophication of rivers) due to phosphorus, which has conventionally been a problem when incinerated ash such as sludge is discarded.

【0010】上記本発明のリン酸塩回収方法において
は、請求項2に記載するように、不溶性残渣を分離する
残渣分離工程の前に鉄化合物混入工程を行ってもよく、
また請求項3に記載するように、不溶性残渣を分離する
残渣分離工程の後に鉄化合物投入工程を行ってもよい。
In the phosphate recovery method of the present invention, as described in claim 2, an iron compound mixing step may be performed before the residue separation step of separating the insoluble residue,
Further, as described in claim 3, an iron compound charging step may be performed after the residue separation step of separating the insoluble residue.

【0011】残渣分離工程前に鉄化合物混入工程を行う
場合は、請求項2に記載するように、投入する鉄化合物
の量が前記灰中に含まれるリン酸根の理論反応当量の
0.75倍以上であるようにすることが好ましい。不溶
性残渣に含まれるリン酸根の影響により、リン酸鉄とし
て回収できるのは、リン酸根の理論反応当量の0.75
程度となるからである。
In the case where the iron compound mixing step is performed before the residue separation step, the amount of the iron compound to be introduced is 0.75 times the theoretical reaction equivalent of the phosphate group contained in the ash. It is preferable that this is the case. Due to the effect of phosphate groups contained in the insoluble residue, iron phosphate can be recovered only at 0.75 of the theoretical reaction equivalent of phosphate groups.
It is because it is about.

【0012】また、残渣分離工程の後に鉄化合物投入工
程を行う場合は、請求項3に記載するように、不溶性残
渣を分離した溶液中のリン酸根の理論反応当量と同等以
上の鉄化合物を投入することが好ましい。この場合は、
不溶性残渣の影響がないからである。
In the case where the iron compound charging step is performed after the residue separation step, as described in claim 3, an iron compound equivalent to or more than the theoretical reaction equivalent of the phosphate group in the solution from which the insoluble residue has been separated is charged. Is preferred. in this case,
This is because there is no influence of the insoluble residue.

【0013】また、請求項4に記載するように、前記焼
却灰および/または焼却飛灰が、下水汚泥を焼却した際
に排出される灰であることが好ましい。下水汚泥には、
リンを多く含む家庭からの排水中の汚泥を含み、さらに
は例えば田畑で使用された肥料中のリンが下水に侵入す
る等することからリンが多量に含まれているためであ
る。また、下水処理の際等に排出される下水汚泥はその
かなりの量が焼却されており、この焼却の際に排出され
る焼却灰や焼却飛灰からリンを回収することにより、廃
棄物の再利用を図ることができるからである。
Further, as described in claim 4, it is preferable that the incinerated ash and / or fly ash is ash discharged when sewage sludge is incinerated. For sewage sludge,
This is because it contains sludge in wastewater from households containing a large amount of phosphorus, and further contains a large amount of phosphorus because, for example, phosphorus in fertilizer used in fields enters sewage. In addition, a considerable amount of sewage sludge discharged during sewage treatment is incinerated, and phosphorus is recovered from incinerated ash and incinerated fly ash discharged during incineration to recycle waste. This is because it can be used.

【0014】さらに、請求項5に記載するように、本発
明においては前記アルカリ成分が、アルカリ金属の水酸
化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭
酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩からなる群から選択さ
れる1もしくは2以上の混合物であることが好ましい。
前記アルカリ成分は、溶液のpHを1.8〜2.2に調
整するために用いられるものであるから、アルカリ性を
示すものであれば、基本的にはいかなるものであっても
よいが、入手が容易であり、またある程度の純度が確保
されている等の理由から上記のようなアルカリ成分を用
いることが好適である。
Further, as set forth in claim 5, in the present invention, the alkali component is an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate, or an alkaline earth metal. It is preferably one or a mixture of two or more selected from the group consisting of carbonates.
Since the alkaline component is used to adjust the pH of the solution to 1.8 to 2.2, basically any alkaline component may be used as long as it shows alkalinity. It is preferable to use the above-mentioned alkali component because it is easy and a certain degree of purity is secured.

【0015】また、請求項6に記載するように、前記記
鉄化合物が、3価の鉄から成る鉄化合物であることが好
ましい。3価の鉄イオン(Fe3+)は、リン酸イオン
(PO 4 3-)と反応し、非常に安定した化合物(リン酸
鉄・FePO4)を形成し粉体(固体)となるので、前
記沈殿物を溶液から分離する際分離回収しやすいからで
ある。
Further, as described in claim 6,
Preferably, the iron compound is an iron compound composed of trivalent iron.
Good. Trivalent iron ion (Fe3+) Is phosphate ion
(PO Four 3-) And a very stable compound (phosphoric acid)
Iron / FePOFour) To form a powder (solid).
When the precipitate is separated from the solution, it is easy to separate and collect.
is there.

【0016】さらに、本発明では請求項7に記載するよ
うに、請求項1から6までのうちのいずれかの請求項に
記載のリン酸塩回収方法により回収されたリン酸鉄に、
アルカリ水溶液を投入して、pHを3.0以上にするp
H調整工程と、前記pH調整工程後の溶液にリン酸鉄中
に含まれる鉄分を除去するために硫化水素ガスを流入す
る硫化水素流入工程と、硫化水素流入工程により沈殿し
た硫化鉄を除去することにより、リン酸溶液を得るリン
酸溶液回収工程と、を少なくとも行うことにより、リン
酸根をリン酸溶液として回収することを特徴とするリン
酸塩回収方法をも提供する。
Further, according to the present invention, as described in claim 7, the iron phosphate recovered by the phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 6 includes:
Add an aqueous alkaline solution to adjust the pH to 3.0 or more.
H adjustment step, hydrogen sulfide inflow step in which hydrogen sulfide gas is introduced into the solution after the pH adjustment step to remove iron contained in iron phosphate, and iron sulfide precipitated in the hydrogen sulfide inflow step are removed. The present invention also provides a phosphate recovery method characterized by recovering a phosphate group as a phosphoric acid solution by performing at least a phosphoric acid solution collecting step of obtaining a phosphoric acid solution.

【0017】請求項1から6までのいずれかの請求項に
記載するリン酸塩回収方法は、汚泥中のリンを主にリン
酸鉄として回収する方法であるが、前記請求項7に記載
する方法は、リン酸鉄から鉄を除去しリン酸溶液として
回収する方法である。
The phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 6 is a method for recovering phosphorus in sludge mainly as iron phosphate, and is described in claim 7 above. The method is a method of removing iron from iron phosphate and recovering it as a phosphoric acid solution.

【0018】このような方法においては、請求項1から
6までのいずれかの請求項に記載するリン酸塩回収方法
により回収されたリン酸鉄にアルカリ水溶液を投入し、
pHを3.0以上にした後、硫化水素ガスを流入するこ
とにより、リン酸鉄を形成していた鉄イオンと、硫化水
素ガスを形成していた硫化物イオンとが結合し硫化鉄と
して沈殿するするため鉄を除去することができる。そし
て沈殿物(硫化鉄)を除去することにより、リン酸溶液
として回収することが可能である。リン酸根中のリンを
リン酸溶液として回収することで、例えば、後述する肥
料として有用なリン酸カルシウム等の様々なリン酸化合
物を形成することができ好ましい。
In such a method, an alkaline aqueous solution is charged into the iron phosphate recovered by the phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 6,
After the pH is adjusted to 3.0 or higher, hydrogen sulfide gas is introduced, so that iron ions forming iron phosphate and sulfide ions forming hydrogen sulfide gas combine to precipitate as iron sulfide. To remove iron. Then, by removing the precipitate (iron sulfide), it can be recovered as a phosphoric acid solution. By recovering the phosphorus in the phosphate group as a phosphoric acid solution, for example, various phosphate compounds such as calcium phosphate useful as a fertilizer described later can be formed, which is preferable.

【0019】また、請求項8に記載するように、請求項
7に記載するpH調整工程を行い、その後硫化水素流入
工程を行う場合において、硫化水素ガスを流入している
間においても、pHを3.0以上に調整するためにアル
カリ水溶液を投入することも可能である。
Further, as described in claim 8, when the pH adjusting step according to claim 7 is performed and then the hydrogen sulfide inflow step is performed, the pH is adjusted while the hydrogen sulfide gas is flowing. It is also possible to introduce an aqueous alkali solution in order to adjust it to 3.0 or more.

【0020】本発明では、硫化水素ガスを流入すること
によってリン酸鉄中の鉄を除去するが、その際鉄を除去
しやすいように、硫化水素ガスを流入する前にアルカリ
水溶液によりpHを調整する。ここで、硫化水素ガスを
流入して硫化鉄を沈殿せしめた場合、同時にリン酸も生
成するため、溶液のpHは徐々に酸性側にシフトしてし
まう。そして、溶液が酸性側へシフトすると、硫化鉄の
生成が阻害され、効率よく鉄を除去することができない
場合がある。係る場合に請求項8に記載するように硫化
水素ガスを流入し続けながらもアルカリ水溶液によりp
Hを3.0以上に維持することにより、生成したリン酸
によって溶液のpHが低下するのを防止することがで
き、鉄を除去するに当たり効率よく除去することができ
るので好ましい。
In the present invention, the iron in the iron phosphate is removed by flowing hydrogen sulfide gas. At this time, the pH is adjusted with an aqueous alkali solution before flowing the hydrogen sulfide gas so that the iron is easily removed. I do. Here, when the hydrogen sulfide gas is introduced to precipitate the iron sulfide, phosphoric acid is also generated at the same time, so that the pH of the solution gradually shifts to the acidic side. When the solution shifts to the acidic side, the production of iron sulfide is hindered, and iron may not be removed efficiently. In such a case, the hydrogen sulfide gas continues to flow as described in claim 8 while the p-pulverization is performed by the aqueous alkaline solution.
Maintaining H at 3.0 or more is preferable because it is possible to prevent the pH of the solution from being lowered by the generated phosphoric acid, and to efficiently remove iron when removing it.

【0021】ここで、請求項9に記載するように、前記
請求項7または請求項8に記載の方法において投入され
るアルカリ水溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カルシ
ウム、または水酸化アンモニウムからなる群から任意に
選択される1もしくは2以上の混合物であることが好ま
しい。
Here, as described in claim 9, the alkaline aqueous solution charged in the method according to claim 7 or 8 is a group consisting of sodium hydroxide, calcium hydroxide, or ammonium hydroxide. It is preferably one or a mixture of two or more arbitrarily selected from

【0022】pH調整工程において投入されるアルカリ
水溶液は、溶液のpHを3.0以上にするために使用す
るものであるためアルカリ性を呈するものであればいか
なるものであってもよいが、水酸化ナトリウム等は、安
価であり、また入手し易いため好ましい。
The alkaline aqueous solution to be added in the pH adjusting step is used to adjust the pH of the solution to 3.0 or more, and may be any one which exhibits alkalinity. Sodium and the like are preferable because they are inexpensive and easily available.

【0023】また、請求項10に記載するように、請求
項7から請求項9のいずれかに記載のリン酸塩回収方法
により回収されたリン酸溶液に、リン酸と結合してリン
酸塩を形成する化合物を混入する化合物混入工程と、リ
ン酸と前記化合物とにより生じたリン酸塩を回収するリ
ン酸塩回収工程と、を少なくとも行うことを特徴とする
リン酸塩回収方法をも提供する。
[0023] Further, as described in claim 10, phosphate is combined with phosphoric acid in the phosphoric acid solution recovered by the phosphate recovery method according to any one of claims 7 to 9 to form phosphate. And a phosphate recovery step of recovering a phosphate generated by phosphoric acid and the compound. I do.

【0024】請求項7から請求項9のいずれかに記載し
た発明により回収したリン酸溶液に、適当な化合物を投
入することにより、当該化合物とリン酸とが反応し、そ
の結果リン酸化合物としてリンを回収することができ
る。つまり、請求項1から記載する一連の発明により、
リン酸根を含む焼却灰および/または焼却飛灰中からリ
ン酸鉄としてリンを回収することもでき、またリン酸溶
液としてリンを回収することもでき、更にリン酸鉄以外
のリン酸化合物として回収することも可能である。よっ
て、回収したリンの用途により、その回収方法を選択す
ることができ好ましい。
By adding an appropriate compound to the phosphoric acid solution recovered according to any one of claims 7 to 9, the compound reacts with phosphoric acid, and as a result, a phosphoric acid compound is obtained. Phosphorus can be recovered. That is, according to a series of inventions described from claim 1,
Phosphorus can be recovered as iron phosphate from incinerated ash and / or incinerated fly ash containing phosphate groups. Phosphorus can be recovered as a phosphoric acid solution, and further recovered as a phosphate compound other than iron phosphate. It is also possible. Therefore, the method of recovering phosphorus can be selected depending on the use of the recovered phosphorus, which is preferable.

【0025】さらに、請求項11に記載するように、前
記請求項10に記載の方法において、前記化合物混入工
程において混入する化合物が、リン酸カルシウムを形成
することができるカルシウム化合物、リン酸マグネシウ
ムを形成することができるマグネシウム化合物、また
は、アンモニア水溶液もしくはアンモニアガス、からな
る群から選択される1もしくは2以上の混合物であるこ
とが好ましい。
Further, as described in claim 11, in the method according to claim 10, the compound mixed in the compound mixing step forms a calcium compound capable of forming calcium phosphate, magnesium phosphate. It is preferably a magnesium compound which can be used, or one or more mixtures selected from the group consisting of aqueous ammonia solution and ammonia gas.

【0026】本発明により回収したリン酸塩は、肥料と
しての使用に適しているが、日本の土壌は、そのほとん
どが酸性土壌であり、酸性土壌でリン酸塩の肥料を用い
る場合は、リン酸鉄をリン酸カルシウム、リン酸マグネ
シウム、またはリン酸アンモニウムとして用いる方がよ
り肥料として適しているからである。
The phosphate recovered according to the present invention is suitable for use as a fertilizer, but most of the soil in Japan is acidic soil. This is because iron acid is more suitable as a fertilizer when it is used as calcium phosphate, magnesium phosphate, or ammonium phosphate.

【0027】 〔発明の詳細な説明〕 (第1実施形態)以下、本発明のリン酸塩回収方法につ
いて、リン酸根中のリンをリン酸鉄として回収する方法
について各工程ごとに説明する。
[Detailed Description of the Invention] (First Embodiment) Hereinafter, a method for recovering phosphorus in a phosphate group as iron phosphate in the phosphate recovery method of the present invention will be described for each step.

【0028】まず、焼却灰等に含まれるリン酸根を溶解
させる溶解工程について説明する。本発明の溶解工程に
おいては、リン酸根を含む焼却灰および/または焼却飛
灰(以下、焼却灰等とする場合がある。)に酸を含む溶
液を加えてpHを1.6以下にすることにより、上記酸
を含む溶液中に前記灰中のリン酸根を溶解させる。
First, a dissolving step for dissolving phosphate groups contained in incinerated ash and the like will be described. In the dissolution step of the present invention, the pH is adjusted to 1.6 or less by adding a solution containing an acid to incinerated ash containing phosphate groups and / or fly ash (hereinafter sometimes referred to as incinerated ash). Thereby, the phosphate groups in the ash are dissolved in the solution containing the acid.

【0029】本発明でいうリン酸根とは、将来リン酸、
もしくはリン酸化合物になり得る化合物つまりリン元素
(P)を含む化合物の総称であり、特にその化学構造等
を限定されるものではない。例えば、焼却灰等には、リ
ン元素(P)は五酸化二リン(P25)として多く含ま
れている。
The phosphate group referred to in the present invention means phosphoric acid,
Alternatively, it is a generic term for a compound that can be a phosphoric acid compound, that is, a compound containing a phosphorus element (P), and the chemical structure and the like are not particularly limited. For example, incinerated ash and the like contain a large amount of the phosphorus element (P) as phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ).

【0030】また本発明を適用する焼却灰および/また
は焼却飛灰としては特に限定されるものではなく、リン
酸根を含むものであればいかなるものであってもよい。
中でも、下水処理場等から排出される下水汚泥を焼却処
理した際の焼却灰・焼却飛灰は、リンを多量に含むこと
から特に好ましく適用される。すなわち、このような下
水汚泥は家庭から排出される下水の汚泥を含むものであ
るので、例えば洗剤等に含まれるリン等を多量に含み、
さらには田畑等に用いられた肥料からのリンが下水中に
侵入等する。したがって、このような下水汚泥には多量
にリンが含まれており、本発明に好適に適用されるので
ある。またこのような下水汚泥は使い道が無く投棄処分
されていたためその再利用が図れる点でも好ましい。
The incinerated ash and / or fly ash to which the present invention is applied is not particularly limited, and may be any as long as it contains a phosphate group.
Above all, incineration ash and incineration fly ash obtained by incineration of sewage sludge discharged from sewage treatment plants and the like are particularly preferably applied because they contain a large amount of phosphorus. That is, since such sewage sludge contains sewage sludge discharged from homes, for example, contains a large amount of phosphorus and the like contained in detergents and the like,
Furthermore, phosphorus from fertilizer used in fields and the like invades sewage. Therefore, such sewage sludge contains a large amount of phosphorus and is suitably applied to the present invention. In addition, such sewage sludge is discarded because it has no use and is preferably reused.

【0031】この溶解工程においては、酸を含む溶液中
にリン酸根を溶解させる。すなわち、酸を含む溶液を焼
却灰等に加えることにより、焼却灰等に固体として含ま
れるリン酸根をこの酸を含む溶液中に溶解・抽出するた
めである。この工程で用いることができる酸としては、
特に限定されるものではなく、いかなる酸であってもよ
い。中でも塩酸、硝酸、硫酸等は、入手が容易であり、
また比較的安価であることから好適である。
In this dissolving step, the phosphate group is dissolved in a solution containing an acid. That is, by adding a solution containing an acid to the incineration ash or the like, the phosphate group contained as a solid in the incineration ash or the like is dissolved and extracted in the acid-containing solution. Acids that can be used in this step include:
There is no particular limitation, and any acid may be used. Among them, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc. are easily available,
It is also preferable because it is relatively inexpensive.

【0032】本発明の溶解工程においては、前記酸を含
む溶液のpHを1.6以下とする。これは、pHが1.
6より大きい値の場合では、焼却灰等に含まれるリン酸
根が完全に溶解しないため効率的にリン酸塩の回収を行
うことができないからである。なお、本工程においてp
Hは1.6以下であれば特に限定されるものではない
が、pHを下げるためには、多量の酸を必要とするた
め、そのコストを考えるとpHは1.4〜1.6程度が
好適である。
In the dissolving step of the present invention, the pH of the solution containing the acid is adjusted to 1.6 or less. It has a pH of 1.
If the value is larger than 6, the phosphate groups contained in the incineration ash and the like are not completely dissolved, so that the phosphate cannot be efficiently recovered. In this step, p
Although H is not particularly limited as long as it is 1.6 or less, since a large amount of acid is required to lower the pH, the pH is preferably about 1.4 to 1.6 in consideration of the cost. It is suitable.

【0033】次に、上記溶解工程で酸を含む溶液に溶解
しなかった不溶性残渣を分離する残渣分離工程について
説明する。
Next, a description will be given of a residue separation step for separating insoluble residues that have not been dissolved in the solution containing an acid in the above-mentioned dissolution step.

【0034】焼却灰等には様々な金属や化合物が含まれ
ており、上記のように酸によりpHを1.6以下として
も、溶解しない不溶性の残渣が残る。このような不溶性
残渣は後述する回収工程でリン酸鉄を回収する際に問題
となることから予め除去する必要がある。したがって、
本発明においては溶解工程の後に残渣分離工程を行うよ
うにしたのである。
Various metals and compounds are contained in incinerated ash and the like, and as described above, even if the pH is adjusted to 1.6 or less with an acid, an insoluble residue that does not dissolve remains. Such an insoluble residue must be removed in advance because it causes a problem when iron phosphate is recovered in a recovery step described later. Therefore,
In the present invention, the residue separation step is performed after the dissolution step.

【0035】また、上記不溶性残渣の分離方法は、特に
限定されるものではなく、例えば最も一般的に用いられ
る方法として、濾過等を挙げることができる。
The method for separating the insoluble residue is not particularly limited. For example, filtration is the most commonly used method.

【0036】本発明のリン酸塩回収方法においては、上
述した残渣分離工程の後に、不溶性残渣が分離された溶
液にアルカリ成分を加え、pHを1.8〜2.2の範囲
内に調整するアルカリ成分投入工程を行うのであるが、
本発明においては、このアルカリ成分投入工程前のいず
れかの工程で、鉄化合物を投入する鉄化合物投入工程を
行う必要がある。
In the phosphate recovery method of the present invention, after the above-described residue separation step, an alkali component is added to the solution from which the insoluble residue has been separated, and the pH is adjusted within the range of 1.8 to 2.2. Perform the alkali component charging step,
In the present invention, it is necessary to perform an iron compound charging step of charging an iron compound in any step before the alkali component charging step.

【0037】本発明における鉄化合物投入工程とは、焼
却灰中に含まれるリン酸塩を分離回収が容易なリン酸鉄
として回収するために、上記リン酸根が溶解している酸
を含む溶液中に鉄化合物を投入することにより、鉄イオ
ンを供給することを目的として行われるものである。
The iron compound charging step in the present invention means that the phosphate contained in the incinerated ash is recovered in the form of a solution containing an acid in which the phosphate group is dissolved in order to recover the phosphate as iron phosphate which can be easily separated and recovered. The purpose is to supply iron ions by feeding an iron compound into the iron.

【0038】この鉄化合物投入工程としては、上述した
ようにアルカリ成分投入工程前であればいかなる時期で
あってもよいが、具体的には前記残渣分離工程前に行う
場合と、残渣分離工程後に行う場合とを挙げることがで
きる。
The iron compound charging step may be performed at any time as long as it is before the alkali component charging step as described above. Specifically, the iron compound charging step may be performed before the residue separation step, and may be performed after the residue separation step. Can be mentioned.

【0039】以下、鉄化合物投入工程を残渣分離工程前
に行う場合と、鉄化合物投入工程を残渣分離工程後に行
う場合とに分けて説明する。
Hereinafter, the case where the iron compound charging step is performed before the residue separation step and the case where the iron compound charging step is performed after the residue separation step will be described separately.

【0040】まず、鉄化合物投入工程を残渣分離工程前
に行う場合について、図1に示すフローチャートを用い
て説明する。図1に示すように、まずリン酸根を含む焼
却灰等に酸を含む溶液および鉄化合物を加えpHを1.
6以下に調整することにより、焼却灰等中に含まれてい
るリン酸根を溶解する。
First, the case where the iron compound charging step is performed before the residue separation step will be described with reference to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 1, first, a solution containing an acid and an iron compound are added to incineration ash containing a phosphate group, and the pH is set to 1.
By adjusting the value to 6 or less, the phosphate groups contained in the incineration ash and the like are dissolved.

【0041】焼却灰中のリン酸根を溶解させるために加
えられる酸は、特に限定されるものではなく、上記で説
明したものであればいかなるものであってもよい。
The acid added for dissolving the phosphate groups in the incineration ash is not particularly limited, and may be any acid as described above.

【0042】鉄化合物を加えるのは、焼却灰等に含有さ
れている鉄化合物の量は微量であるため効率よく溶液中
のリン酸イオン(PO4 3-)を全てリン酸鉄として回収
することができないためである。
The iron compound is added because the amount of the iron compound contained in the incineration ash and the like is very small, so that all the phosphate ions (PO 4 3- ) in the solution are efficiently recovered as iron phosphate. Because you can't.

【0043】ここで、加えられる鉄化合物は特に限定さ
れるものではなくいかなるものであってもよい。一般的
に鉄の化合物は、その化合物を形成している鉄の価数に
より2価の鉄化合物と3価の鉄化合物とに大別すること
ができる。本発明の方法では、2価の鉄化合物として例
えば、硫酸第1鉄(FeSO4)や塩化第1鉄(FeC
2)等を用いることができ、また3価の鉄化合物とし
て例えば、硫酸第2鉄(Fe2(SO43)や塩化第2
鉄(FeCl3)等を用いることができる。その中で
も、溶液中のリン酸イオン(PO4 3-)とリン酸鉄を形
成した際、そのリン酸鉄の安定性、回収のしやすさ等か
ら本発明の鉄化合物混入工程で混入する鉄化合物は3価
の鉄化合物であることが好ましく、中でも塩化第2鉄
(FeCl3)が特に好適に用いられる。
Here, the iron compound to be added is not particularly limited and may be any compound. Generally, iron compounds can be roughly classified into divalent iron compounds and trivalent iron compounds according to the valence of iron forming the compound. In the method of the present invention, as the divalent iron compound, for example, ferrous sulfate (FeSO 4 ) or ferrous chloride (FeC 4 )
l 2 ) and the like, and as the trivalent iron compound, for example, ferric sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) or ferric chloride
Iron (FeCl 3 ) or the like can be used. Among them, when phosphate ions (PO 4 3- ) in the solution are formed and iron phosphate is formed, iron which is mixed in the iron compound mixing step of the present invention due to the stability of iron phosphate, ease of recovery, etc. The compound is preferably a trivalent iron compound, of which ferric chloride (FeCl 3 ) is particularly preferably used.

【0044】また、鉄化合物投入工程を残渣分離工程前
に行う場合(図1参照)、前記鉄化合物混入工程で加え
られる鉄化合物の量は、焼却灰等中に含まれるリン酸根
の理論反応当量の0.75倍以上であることが好まし
い。これは実験により決定した値であり、鉄化合物がリ
ン酸根の理論反応当量の0.75倍以上存在していれ
ば、この後のアルカリ成分投入工程でリンと鉄化合物と
が錯体を形成することができるからである。ここで、通
常ではリン酸根の理論反応当量と同量の鉄化合物が必要
であるように考えることもできるが、汚泥の焼却灰等に
は、リン酸根以外にも3価の鉄を含め、様々な金属が含
有されており、これらの金属もリンと錯体を形成するた
め、加える鉄化合物の量はリン酸根の理論反応当量の
0.75倍以上であれば足りるからである。
When the iron compound charging step is performed before the residue separation step (see FIG. 1), the amount of the iron compound added in the iron compound mixing step is determined by the theoretical reaction equivalent of phosphate groups contained in incinerated ash and the like. It is preferably 0.75 times or more of the following. This is an experimentally determined value. If the iron compound is present at 0.75 times or more the theoretical reaction equivalent of the phosphate group, phosphorus and the iron compound may form a complex in the subsequent alkali component charging step. Because it can be. Here, it can be considered that an iron compound is usually required in the same amount as the theoretical reaction equivalent of the phosphate group. However, incineration ash of sludge, etc., contains trivalent iron in addition to phosphate group. This is because these metals also form a complex with phosphorus, so that the amount of the iron compound to be added should be 0.75 times or more the theoretical equivalent of the phosphate group.

【0045】次に、図1に示すように残渣分離工程を行
う。この工程は、上述した溶解工程により焼却灰等を溶
解した際、未だ溶解せずに溶液中に固体として残ってい
る不溶性の残渣を分離するための工程である。なお前記
不溶性の残渣には本発明における目的回収物であるリン
酸塩の素となるリン酸根が多量に含まれているわけでは
ないので除去してよい。
Next, a residue separation step is performed as shown in FIG. This step is a step for separating insoluble residues remaining as a solid in the solution without dissolving when the incinerated ash or the like is dissolved in the above-described dissolving step. Note that the insoluble residue does not necessarily contain a large amount of a phosphate group which is a target of the phosphate in the present invention and may be removed.

【0046】次に、本発明の方法は、前記不溶性残渣を
分離した溶液にアルカリ成分を加え、pHが1.8〜
2.2の範囲になるように調整するアルカリ成分投入工
程を行う。
Next, according to the method of the present invention, an alkaline component is added to the solution from which the insoluble residue has been separated, and the pH is 1.8 to 1.8.
An alkali component feeding step of adjusting the content to the range of 2.2 is performed.

【0047】アルカリ成分を加える理由は、前記溶解工
程で1.6以下に調整されているpHを上げて、pHが
1.8〜2.2の範囲内となるようにするためである。
The reason for adding the alkali component is to increase the pH adjusted to 1.6 or less in the dissolving step so that the pH falls within the range of 1.8 to 2.2.

【0048】ここで、溶液のpHの下限を1.8とした
理由について説明する。
Here, the reason why the lower limit of the pH of the solution is set to 1.8 will be described.

【0049】まず、上述したようにリン酸根は、pHが
1.6以下になると溶解する。溶解したリン酸根は、溶
液中ではリン酸イオン(PO4 3-)として存在すること
になり、前記リン酸イオン(PO4 3-)は、同じく溶液
中に存在する3価の鉄イオン(Fe3+)と反応し、リン
酸鉄(FePO4)を形成することになる。
First, as described above, the phosphate group dissolves when the pH becomes 1.6 or less. The dissolved phosphate radical will be present as phosphate ion (PO 4 3-) in solution, the phosphate ions (PO 4 3-), like present in solution trivalent iron ions (Fe 3+ ) to form iron phosphate (FePO 4 ).

【0050】しかしながら、リン酸鉄(FePO4)の
溶解度にはpH依存性があり、pHが1.6では沈殿を
生じないが、アルカリ成分を加えて徐々にpHを上げて
いくと、徐々に沈殿し始める。前記リン酸鉄(FePO
4)が析出し始めるpHは、約1.7であり、効率よく
リン酸鉄を回収するためにはpHは、1.8以上必要で
ある。このため、溶液のpHの下限を1.8と定めた。
However, the solubility of iron phosphate (FePO 4 ) is pH-dependent, and precipitation does not occur when the pH is 1.6, but when the pH is gradually increased by adding an alkali component, the solubility is gradually increased. Begin to precipitate. The iron phosphate (FePO)
The pH at which 4 ) begins to precipitate is about 1.7, and a pH of 1.8 or more is required to recover iron phosphate efficiently. For this reason, the lower limit of the pH of the solution was set to 1.8.

【0051】次に、溶液のpHの上限を2.2とした理
由について説明する。汚泥焼却灰の中にはリン以外に
も、鉄(Fe)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)等
の様々な金属が含まれており、それぞれの金属が本発明
の方法により、リン酸イオン(PO4 3-)と反応し、溶
液中でリン酸塩を形成することが可能である。ここで、
最終的にリンを回収することが目的であればいかなる金
属との塩であっても基本的にはよいのであるが、しかし
ながら、鉄(Fe)とリン酸イオンとで形成されるリン
酸鉄は、固体であるため沈殿した際に回収が容易である
のに対し、例えば、アルミニウム(Al)とリン酸イオ
ン(PO4 3-)とで形成されるリン酸アルミニウムは、
その形状がゲル状でありその沈殿物を効率よく回収する
ことはできない。
Next, the reason why the upper limit of the pH of the solution is set to 2.2 will be described. The sludge incineration ash contains various metals such as iron (Fe), copper (Cu), and aluminum (Al) in addition to phosphorus. It is possible to react with (PO 4 3- ) to form phosphate in solution. here,
As long as the purpose is to finally recover phosphorus, a salt with any metal is basically good, however, iron phosphate formed by iron (Fe) and phosphate ions is For example, aluminum phosphate formed by aluminum (Al) and phosphate ions (PO 4 3- ) is easy to recover when precipitated because of being solid.
Its shape is a gel, and the precipitate cannot be collected efficiently.

【0052】従って、リン酸塩を回収する場合、リン酸
鉄として回収することが好ましい。ここで、それぞれの
金属とリン酸イオン(PO4 3-)とで形成されるリン酸
塩の溶解度のpH依存性を考えると、リン酸鉄のみが沈
殿するpHの上限は2.2であり、これ以上のpHでは
リン酸アルミニウムが沈殿してしまうことが実験結果に
より明らかにされている。このためpHの上限を2.2
と定めた。
Therefore, when recovering phosphate, it is preferable to recover it as iron phosphate. Here, considering the pH dependency of the solubility of the phosphate formed by each metal and phosphate ion (PO 4 3- ), the upper limit of the pH at which only iron phosphate precipitates is 2.2. Experimental results have shown that aluminum phosphate precipitates at a pH higher than this. Therefore, the upper limit of the pH is 2.2.
It was decided.

【0053】ここで、図2に各リン酸塩の単一系での計
算により求めた溶解度のpH依存性を示す。
FIG. 2 shows the pH dependence of the solubility of each phosphate obtained by calculation in a single system.

【0054】単一系とは、溶液内に一種類の金属(例え
ば、Fe、Alなど)のみが存在している状態をいい、
図2に示された曲線は、それぞれの金属のリン酸塩の溶
解度曲線である。リン酸鉄(FePO4)とリン酸アル
ミニウム(AlPO4)の溶解度の差からもリン酸鉄
(FePO4)の方がよりpHの低い値で沈殿すること
が分かる。
The single system refers to a state in which only one kind of metal (for example, Fe, Al, etc.) is present in the solution.
The curves shown in FIG. 2 are the solubility curves of the respective metal phosphates. From the difference in solubility between iron phosphate (FePO 4 ) and aluminum phosphate (AlPO 4 ), it can be seen that iron phosphate (FePO 4 ) precipitates at a lower pH value.

【0055】なお、図2中のリン酸鉄(FePO4)が
沈殿するpHは、上述した本発明の場合とかなり異なる
値を示している。これは、図2は単一系での計算上の溶
解度を示したものであるのに対し、本発明の場合は、汚
泥等を用いることから様々な金属が含まれている等の条
件面で大きな差異があるためであると考えられる。
The pH at which iron phosphate (FePO 4 ) precipitates in FIG. 2 shows a value considerably different from that in the case of the present invention described above. This is because FIG. 2 shows the calculated solubility in a single system, whereas in the case of the present invention, various metals are contained because sludge or the like is used in the present invention. It is considered that there is a large difference.

【0056】本発明で使用することができるアルカリ成
分は、特に限定されるものではなくいかなるものでもよ
い。中でも、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金
属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金
属の炭酸塩からなる群から選択される1もしくは2以上
の混合物であることが好ましく、例えば、水酸化カリウ
ム(KOH)、水酸化マグネシウム(Mg(O
H)2)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)、炭酸ナ
トリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)、
炭酸マグネシウム(MgCO3)、炭酸カルシウム(C
aCO3)等を好適に用いることができる。
The alkaline component that can be used in the present invention is not particularly limited and may be any. Among them, an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate, and a mixture of one or more selected from the group consisting of alkaline earth metal carbonates are preferable, For example, potassium hydroxide (KOH), magnesium hydroxide (Mg (O
H) 2 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ),
Magnesium carbonate (MgCO 3 ), calcium carbonate (C
aCO 3 ) can be preferably used.

【0057】次に、前記アルカリ性分投入工程を行うこ
とにより析出したリン酸鉄を回収するためのリン酸鉄回
収工程を行う。
Next, an iron phosphate recovering step is performed for recovering the iron phosphate precipitated by performing the alkaline component charging step.

【0058】ここで、リン酸鉄の回収方法は特に限定さ
れるものではなく、例えば濾過等を行うことにより回収
することができる。
Here, the method for recovering iron phosphate is not particularly limited, and can be recovered by, for example, filtration.

【0059】次に、鉄化合物投入工程を残渣分離工程後
に行う場合について図3を用いて説明する。
Next, a case where the iron compound charging step is performed after the residue separation step will be described with reference to FIG.

【0060】図1に示す例と同様に、まずリン酸根を含
む焼却灰等に酸を含む溶液を加えpHを1.6以下に調
整することにより、焼却灰等中に含まれているリン酸根
を溶解する。ここで、この溶解工程において前記図1に
示す例における溶解工程と異なる点は、図1に示す例に
おける溶解工程では、焼却灰等中に含まれているリン酸
根を溶解する際に鉄化合物も加えたが、図3に示す方法
では、鉄化合物は残渣分離工程後に加えるためここでは
加えないことである。
As in the example shown in FIG. 1, a solution containing an acid is first added to incinerated ash or the like containing a phosphate group to adjust the pH to 1.6 or less, so that the phosphate group contained in the incinerated ash or the like is adjusted. Dissolve. Here, in this dissolving step, the difference from the dissolving step in the example shown in FIG. 1 is that, in the dissolving step in the example shown in FIG. However, in the method shown in FIG. 3, the iron compound is added after the residue separation step, and is not added here.

【0061】なお、酸の種類等他の条件については、上
述した図1に示す例と同様であるのでここでは説明を省
略する。
The other conditions, such as the type of acid, are the same as in the example shown in FIG. 1 described above, and a description thereof will be omitted.

【0062】次に、図3に示すように残渣分離工程を行
う。この工程は、上述した溶解工程により焼却灰等を溶
解した際、未だ溶解せずに溶液中に固体として残ってい
る不溶性の残渣を分離するための工程であり、図1に示
した残渣分離工程と同様にして行われる。
Next, a residue separation step is performed as shown in FIG. This step is for separating the insoluble residue remaining as a solid in the solution without dissolving when the incinerated ash or the like is dissolved in the above-described dissolving step. The residue separating step shown in FIG. Is performed in the same manner as described above.

【0063】次に残渣分離工程により不溶性残渣が取り
除かれた溶液に、鉄化合物を加える鉄化合物投入工程を
行う。鉄化合物を加えるのは、上述した図1に示す例と
同様に焼却灰等に含有されている鉄化合物の量は微量で
あるため効率よく溶液中のリン酸イオン(PO4 3-)を
全てリン酸鉄として回収するためである。
Next, an iron compound charging step of adding an iron compound to the solution from which the insoluble residue has been removed in the residue separation step is performed. The iron compound is added, as in the example shown in FIG. 1 described above, since the amount of the iron compound contained in the incineration ash or the like is very small, all the phosphate ions (PO 4 3- ) in the solution are efficiently removed. This is for recovering as iron phosphate.

【0064】また、前記図1に示す例では、鉄化合物が
リン酸根の理論反応量の0.75倍以上とすることが好
ましいのに対し、図3に示す方法では、鉄化合物がリン
酸根の理論反応量以上とすることが好ましい。この理由
は以下に示すとおりである。
Further, in the example shown in FIG. 1, the iron compound is preferably 0.75 times or more the theoretical reaction amount of the phosphate group, whereas in the method shown in FIG. It is preferable that the reaction amount is not less than the theoretical reaction amount. The reason is as follows.

【0065】前記図1に示す例では、上述したように不
溶性残渣を分離する前、つまり不溶性残渣がまだ溶液中
に含まれている状態で鉄化合物を混入するため、不溶性
残渣にリン酸根が取り込まれる分だけ鉄化合物の量が少
なくて済むのに対し、図3に示す方法では、不溶性残渣
分離工程後に鉄化合物を混入するため、リン酸根が不溶
性残渣中に取り込まれることがなく、リン酸根の理論反
応量以上の鉄化合物が必要となる。
In the example shown in FIG. 1, since the iron compound is mixed before the insoluble residue is separated as described above, that is, in a state where the insoluble residue is still contained in the solution, the phosphate group is incorporated into the insoluble residue. In contrast, in the method shown in FIG. 3, since the iron compound is mixed in after the insoluble residue separation step, the phosphate group is not taken into the insoluble residue, and the phosphate group is not removed. An iron compound in excess of the theoretical reaction amount is required.

【0066】ここで、加える鉄化合物等の他の条件につ
いては前記図1に示す例の場合と同様であるのでここで
は説明を省略する。
Here, other conditions such as the iron compound to be added are the same as those in the example shown in FIG.

【0067】次に、図3に示す方法では、鉄化合物投入
工程が終了した溶液にアルカリ成分を加えpHが1.8
〜2.2の範囲になるように調整するアルカリ成分投入
工程を行った後、回収工程によりリン酸鉄を回収する。
これらのアルカリ成分投入工程及び回収工程は、上述し
た図1に示す例と同様に行われる。 (第2実施形態)次に、前述してきた方法により回収し
たリン酸鉄をリン酸溶液または鉄以外のリン酸化合物と
することにより、リン酸根中のリンを回収する方法につ
いて図4のフローチャート図を用いて各工程毎に説明す
る。
Next, in the method shown in FIG. 3, an alkali component is added to the solution after the iron compound charging step is completed, and the pH is set to 1.8.
After performing the alkali component charging step of adjusting the content to fall within the range of ~ 2.2, iron phosphate is recovered in the recovery step.
These alkali component charging step and recovery step are performed in the same manner as in the example shown in FIG. 1 described above. (Second Embodiment) Next, a method for recovering phosphorus in a phosphate group by converting the iron phosphate recovered by the method described above into a phosphoric acid solution or a phosphate compound other than iron is shown in the flowchart of FIG. Each step will be described with reference to FIG.

【0068】まず、pH調整工程について説明する。First, the pH adjustment step will be described.

【0069】pH調整工程は、前述してきた方法(図
1、図3参照)により回収したリン酸鉄にアルカリ水溶
液を投入して、溶液のpHを3.0以上にする工程であ
り、これは、このあとに硫化水素流入工程を行い鉄を除
去する際に、系中のほとんどの鉄を除去できるように
(溶液中に鉄を残さないため)に行うものである。
The pH adjusting step is a step in which an alkaline aqueous solution is added to the iron phosphate recovered by the method described above (see FIGS. 1 and 3) to adjust the pH of the solution to 3.0 or more. After that, when a hydrogen sulfide inflow step is performed to remove iron, the process is performed so that most of the iron in the system can be removed (to prevent iron from remaining in the solution).

【0070】pH調整工程で用いるアルカリ水溶液は、
特に限定されることはなく溶液のpHを3.0以上にす
ることができればいかなるアルカリ水溶液であってもよ
い。中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、また
は水酸化アンモニウムからなる群から任意に選択される
1または2以上の混合物が好ましい。これらのアルカリ
水溶液は比較的安価であり、また入手が容易であるから
である。
The alkaline aqueous solution used in the pH adjusting step is
There is no particular limitation, and any alkaline aqueous solution may be used as long as the pH of the solution can be adjusted to 3.0 or more. Among them, one or two or more mixtures arbitrarily selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonium hydroxide are preferable. This is because these alkaline aqueous solutions are relatively inexpensive and easily available.

【0071】また、このpH調整工程は次に行う硫化水
素流入工程中においても行うことが好ましい。後述する
が硫化水素流入工程において鉄を硫化鉄として沈殿せし
める際に、同時にリン酸が生じるため、溶液のpHは酸
性側にシフトすることとなるので、これを防止するため
に硫化水素流入工程中においてもアルカリ水溶液を投入
して、pHを調整することが好ましい。ここで、硫化水
素流入工程中のアルカリ水溶液をつかったpHの調整方
法であるが、本発明は特に限定するものではなく、硫化
水素流入工程中1回だけ行うことも可能であり、また複
数回に分けて行うことも可能であり、また硫化水素流入
工程中継続して行うことも可能である。
This pH adjustment step is preferably performed also during the subsequent hydrogen sulfide inflow step. As will be described later, when iron is precipitated as iron sulfide in the hydrogen sulfide inflow step, phosphoric acid is generated at the same time, so that the pH of the solution is shifted to the acidic side. It is also preferable to adjust the pH by introducing an aqueous alkali solution. Here, a method for adjusting the pH using an alkaline aqueous solution during the hydrogen sulfide inflow step is not particularly limited. The present invention is not limited thereto, and may be performed only once during the hydrogen sulfide inflow step. And it can be performed continuously during the hydrogen sulfide inflow step.

【0072】次に硫化水素流入工程について説明する。Next, the hydrogen sulfide inflow step will be described.

【0073】本発明の方法では、pH調整工程後の溶液
に硫化水素を流入する硫化水素流入工程を行う。これ
は、リン酸塩中に含まれる鉄を沈殿、除去するために行
う工程である。前記pH調整工程により溶解したリン酸
鉄は、その溶液中では鉄イオン(Fe3+)とリン酸イオ
ン(PO4 3-)となっている。このような状態で、硫化
水素ガス(H2S)を流入することにより、溶液中の鉄
イオン(Fe3+)は、鉄イオン(Fe2+)に還元され、
硫化水素ガス(H2S)中の硫黄(S2-)と結合し、硫
化鉄(FeS)となり沈殿するため、溶液中から鉄を除
去することができる。
In the method of the present invention, a hydrogen sulfide inflow step of flowing hydrogen sulfide into the solution after the pH adjustment step is performed. This is a step performed to precipitate and remove iron contained in the phosphate. Iron phosphate was dissolved by the pH adjustment step is made in the solution with iron ions (Fe 3+) and phosphate ions (PO 4 3-). By flowing hydrogen sulfide gas (H 2 S) in such a state, iron ions (Fe 3+ ) in the solution are reduced to iron ions (Fe 2+ ),
Since it combines with sulfur (S 2− ) in hydrogen sulfide gas (H 2 S) and precipitates as iron sulfide (FeS), iron can be removed from the solution.

【0074】本発明の方法では、続いて硫化水素流入工
程により生じた沈殿物(硫化鉄)を除去するための鉄分
離工程を行う。
In the method of the present invention, subsequently, an iron separation step for removing a precipitate (iron sulfide) generated in the hydrogen sulfide inflow step is performed.

【0075】本工程で用いる方法は特に限定するもので
はなく、沈殿物である硫化鉄を溶液内から除去すること
ができる方法であれば、いかなる方法であってもよい。
例えば、ろ過法や沈降分離法などが一般的であり、また
簡便であることなどの理由より好ましい。
The method used in this step is not particularly limited, and any method may be used as long as iron sulfide as a precipitate can be removed from the solution.
For example, a filtration method or a sedimentation separation method is generally used, and is preferable because it is simple and the like.

【0076】前述までの工程(鉄分離工程)を行うこと
により、リン酸根中のリンをリン酸溶液として回収する
ことができる。
By performing the above steps (iron separation step), phosphorus in the phosphate groups can be recovered as a phosphoric acid solution.

【0077】また、リン酸根中のリンを鉄以外のリン酸
化合物として回収する場合には、前記鉄分離工程を経た
溶液(リン酸溶液)に、リン酸と結合してリン酸塩を形
成する化合物を混入する化合物混入工程を行う。
When phosphorus in the phosphate group is recovered as a phosphate compound other than iron, the solution (phosphoric acid solution) that has undergone the iron separation step is combined with phosphoric acid to form phosphate. A compound mixing step of mixing the compound is performed.

【0078】鉄を除去した後の溶液(リン酸溶液)中に
は鉄イオンと分離したリン酸イオンが存在しており、前
記リン酸イオンは、化合物混入工程により混入された化
合物と結合することによりリン酸塩を形成する。ここ
で、混入される化合物は以下に挙げるものが好ましい。 1)リン酸カルシウムを形成することができるカルシウ
ム化合物、 2)リン酸マグネシウムを形成することができるマグネ
シウム化合物、 3)リン酸アンモニウムを形成することができるアンモ
ニア化合物もしくはアンモニアガス、 からなる群から選択される1もしくは2以上の混合物。
In the solution (phosphate solution) after the removal of iron, phosphate ions separated from iron ions are present, and the phosphate ions bind to the compound mixed in the compound mixing step. To form phosphate. Here, the compounds to be mixed are preferably those listed below. 1) a calcium compound capable of forming calcium phosphate; 2) a magnesium compound capable of forming magnesium phosphate; 3) an ammonia compound or ammonia gas capable of forming ammonium phosphate. One or more mixtures.

【0079】また上記1)に記載のカルシウム化合物の
中でも、酸化カルシウム(CaO)、炭酸カルシウム
(CaCO3)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)、
塩化カルシウム(CaCl2)が特に好ましく、上記
2)に記載のマグネシウム化合物の中では、酸化マグネ
シウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、
水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、塩化マグネシ
ウム(MgCl2)が特に好ましい。そして、上記3)
に記載のアンモニア化合物の中では、水酸化アンモニウ
ム(NH4OH)、塩化アンモニウム(NH4Cl)が好
ましい。
Among the calcium compounds described in 1) above, calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ),
Calcium chloride (CaCl 2 ) is particularly preferred. Among the magnesium compounds described in 2) above, magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ),
Magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) and magnesium chloride (MgCl 2 ) are particularly preferred. And the above 3)
Among the ammonia compounds described in (1), ammonium hydroxide (NH 4 OH) and ammonium chloride (NH 4 Cl) are preferable.

【0080】上記1)〜3)の化合物が好ましい理由
は、リン酸と反応した時に生じるリン酸塩(リン酸カル
シウム、リン酸マグネシウム、またはリン酸アンモニウ
ム)は、これらを肥料として用いる場合に特に好ましい
からである。
The compounds 1) to 3) are preferable because phosphates (calcium phosphate, magnesium phosphate, or ammonium phosphate) generated when reacted with phosphoric acid are particularly preferable when these are used as fertilizers. It is.

【0081】また、前記のpH調整工程で使用したアル
カリ水溶液が水酸化アンモニウムである場合は、溶液中
にアンモニウムイオンが存在しているため、リン酸塩を
形成させるために混入する化合物もアンモニア化合物
(またはガス)であることが好ましい。溶液中にアンモ
ニウムイオンが存在している分、混入するアンモニア水
溶液の量を節約することができるからである。
When the aqueous alkali solution used in the above-mentioned pH adjustment step is ammonium hydroxide, ammonium hydroxide is present in the solution. (Or gas). This is because the amount of the ammonia aqueous solution mixed can be saved by the amount of the ammonium ions present in the solution.

【0082】本発明の方法では、上述してきた各工程に
よりリン酸化合物を効率よく回収することができる。ま
た、最終的なリン酸化合物の回収方法は、特に限定され
るものではなく、リン酸鉄を回収する場合と同様の方法
(例えば、ろ過等)を用いることができる。
In the method of the present invention, a phosphate compound can be efficiently recovered by each of the steps described above. Further, the final method of recovering the phosphate compound is not particularly limited, and the same method (for example, filtration) as in the case of recovering iron phosphate can be used.

【0083】上述してきたリン酸塩回収方法は、本発明
の方法の一例であり、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的
思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏
するものはいかなるものであっても本発明の技術的範囲
に包含される。
The phosphate recovery method described above is an example of the method of the present invention, and the present invention is not limited to this. The technical idea and the technical concept described in the claims of the present invention are not limited thereto. Any components having substantially the same configuration and exhibiting the same function and effect are included in the technical scope of the present invention.

【0084】本発明の方法により回収したリン酸鉄等
は、農作物の肥料の製造や医薬品の製造等に使用するこ
とができる。
The iron phosphate and the like recovered by the method of the present invention can be used for producing fertilizers for agricultural crops, pharmaceuticals, and the like.

【0085】[0085]

【実施例】本発明ではいくつかの数値限定をしている
が、以下にその数値限定の根拠ともなる実施例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, some numerical values are limited. The following is an example which is the basis of the numerical values.

【0086】(実施例1)表1は、ホッパー灰を硫酸を
用いてそれぞれpH1.6および2.0で溶解した際の
溶液に含まれる成分を示すものである。
Example 1 Table 1 shows components contained in a solution obtained by dissolving hopper ash at pH 1.6 and 2.0 using sulfuric acid, respectively.

【0087】[0087]

【表1】 [Table 1]

【0088】表1に示されたように、pHが2.0の場
合は溶液中に溶けた五酸化二リン(P25)は1.89
gであるのに対し、pHが1.6の場合は溶液中に溶け
た五酸化二リン(P25)は11.8gである。このこ
とから焼却灰等に含まれるリン酸根を溶解するためには
pHを1.6以下とする必要があることが分かる。
As shown in Table 1, when the pH was 2.0, diphosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) dissolved in the solution was 1.89.
g, whereas when the pH is 1.6, the phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) dissolved in the solution is 11.8 g. This indicates that the pH needs to be 1.6 or less in order to dissolve phosphate groups contained in incinerated ash and the like.

【0089】(実施例2)本実施例では、まず下水汚泥
の焼却飛灰を硫酸で溶解したのち、三価の鉄化合物とし
て塩化鉄(FeCl3)を投入し、不溶性残渣を分離し
た後、アルカリ成分として水酸化ナトリウム(NaO
H)を投入することにより溶液のpHを調整して、各p
Hごとの沈殿(リン酸鉄)生成を確認した。また、沈殿
を生成させたときの条件としては、温度は常温であり、
反応時間(沈殿生成を確認するまでの時間)は1時間と
し、前記反応時間中はマグネチックスターラーで撹拌し
続けた。
(Embodiment 2) In this embodiment, first, incineration fly ash of sewage sludge is dissolved with sulfuric acid, and then iron chloride (FeCl 3 ) is charged as a trivalent iron compound to separate insoluble residues. Sodium hydroxide (NaO) as an alkaline component
H) to adjust the pH of the solution,
The formation of precipitate (iron phosphate) for each H was confirmed. In addition, as a condition when the precipitate is generated, the temperature is normal temperature,
The reaction time (the time until the formation of a precipitate was confirmed) was 1 hour, and stirring was continued with a magnetic stirrer during the reaction time.

【0090】以下の表2にその結果を示す。The results are shown in Table 2 below.

【0091】[0091]

【表2】 [Table 2]

【0092】表2に記された凡例は以下の通りである。 −:沈殿未生成。 △:沈殿は生成したが、翌日観察したところ消失。(翌
日まで撹拌し続けた。) ○:沈殿生成。
The legends shown in Table 2 are as follows. -: No precipitate was formed. Δ: A precipitate was formed, but disappeared when observed the next day. (The stirring was continued until the next day.) :: A precipitate was formed.

【0093】表2から、アルカリ成分として使用した水
酸化ナトリウムの濃度が10%、20%のどちらの場合
であっても、pHが1.6以下では沈殿物が生成され
ず、よってリン酸鉄の回収は不可能であることが分か
る。また、pHが1.7の場合であるが、10%の水酸
化ナトリウムを使用した場合は、沈殿が不完全であるこ
とが分かり、効率よく確実に沈殿物つまりリン酸鉄を回
収するためには、pHは1.8以上であることが好まし
いことが分かる。
From Table 2, it can be seen that no precipitate is formed at a pH of 1.6 or less, regardless of whether the concentration of sodium hydroxide used as the alkali component is 10% or 20%. It turns out that it is not possible to recover them. In addition, when the pH was 1.7, when 10% sodium hydroxide was used, it was found that the precipitation was incomplete, and in order to efficiently and surely collect the precipitate, that is, iron phosphate, Indicates that the pH is preferably 1.8 or more.

【0094】(実施例3)さらに、本実施例では、上記
実施例1により生成した沈殿物(pH2.0で沈殿した
もの。)の成分を調べた。その結果を以下の表3に示
す。
Example 3 In this example, the components of the precipitate (precipitated at pH 2.0) produced in Example 1 were examined. The results are shown in Table 3 below.

【0095】[0095]

【表3】 [Table 3]

【0096】表3から、沈殿成分の大半がリン及び鉄で
あり、アルミニウム成分はほとんど含まれていないこと
が分かる。したがって、本発明が比較的純度よくリン酸
根をリン酸鉄として回収できることが分かる。
Table 3 shows that most of the precipitated components are phosphorus and iron, and almost no aluminum component is contained. Therefore, it can be seen that the present invention can recover phosphate groups with relatively high purity as iron phosphate.

【0097】(実施例4)本発明では、一度回収したリ
ン酸鉄を懸濁液とした後に、硫化水素ガスを流入するこ
とにより、リン酸鉄中の鉄を硫化鉄として沈殿させて、
当該溶液から鉄を回収する鉄分離工程を行う。本実施例
では、硫化水素ガスを流入することにより硫化鉄が生成
し鉄を分離することができるか否かについて確認するた
め、以下の実験を行った。
(Embodiment 4) In the present invention, iron in iron phosphate is precipitated as iron sulfide by flowing hydrogen sulfide gas after the iron phosphate once recovered is made into a suspension.
An iron separation step of recovering iron from the solution is performed. In the present example, the following experiment was performed in order to confirm whether or not iron sulfide can be generated by flowing hydrogen sulfide gas to separate iron.

【0098】上記第1実施形態を行うことにより、リ
ン酸鉄(固体)を得、このリン酸鉄を蒸留水に分散せし
めてリン酸鉄を含有する溶液を生成した。
By performing the above first embodiment, iron phosphate (solid) was obtained, and this iron phosphate was dispersed in distilled water to produce a solution containing iron phosphate.

【0099】前記溶液を図5に示すように吸収ビン1
に入れ硫化水素ガス流入管2より硫化水素ガスを溶液中
に流入した。なお、この際溶液はマグネットスターラ3
により常に撹拌し続けた。また、図中の符号4は、回転
子であり、符号5はガスの排気管、符号6は散気球であ
る。
The solution was placed in absorption bottle 1 as shown in FIG.
, And hydrogen sulfide gas was introduced into the solution from the hydrogen sulfide gas inflow pipe 2. At this time, the solution was a magnetic stirrer 3
Continuously stirred. Reference numeral 4 in the drawing denotes a rotor, reference numeral 5 denotes a gas exhaust pipe, and reference numeral 6 denotes a diffuser balloon.

【0100】実験条件は、使用したリン酸鉄(固
体):20g、蒸留水:200ml、pHを調整するた
めのNaOH(pH4に調整)とにより、リン酸鉄を含
有する溶液を生成した。また、使用した硫化水素ガス
は、硫化水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用い、その割
合は硫化水素ガス10%、窒素ガス90%である。
The experimental conditions were as follows: a solution containing iron phosphate was produced by using 20 g of iron phosphate (solid) used, 200 ml of distilled water, and NaOH (adjusting to pH 4) for adjusting pH. The used hydrogen sulfide gas is a mixed gas of hydrogen sulfide gas and nitrogen gas, and the ratio is 10% of hydrogen sulfide gas and 90% of nitrogen gas.

【0101】以上に挙げた実験手順及び実験条件によ
窒素ガスの流入時間を1時間、3時間、5時間として実
験を行った。以下の表4にその結果を示す。
The experiment was conducted according to the above-described experimental procedures and experimental conditions with the nitrogen gas inflow time being 1 hour, 3 hours, and 5 hours. Table 4 below shows the results.

【0102】[0102]

【表4】 [Table 4]

【0103】表4からも分かるように、何れの場合も硫
化鉄(FeS)が生成していることが明らかである。ま
た、硫化水素ガス流入後15分足らずで溶液が黒色に変
色したことが確認できた(この時の溶液のpHは3.5
であった。)。さらに表4より反応時間は1時間で十分
なことも明らかになった。
As can be seen from Table 4, it is clear that iron sulfide (FeS) is produced in each case. It was also confirmed that the solution turned black in less than 15 minutes after the introduction of the hydrogen sulfide gas (the pH of the solution was 3.5 at this time).
Met. ). Table 4 also revealed that a reaction time of 1 hour was sufficient.

【0104】(実施例5)本発明では、一度回収したリ
ン酸鉄からリン酸根を再度溶解してリン酸カルシウム等
を形成するが、リン酸鉄中の鉄を硫化鉄として沈殿さ
せ、リン酸根を遊離させる際にpHを3.0以上とす
る。本実施例では、リン酸鉄を含む懸濁液に種々の濃度
の硫化水素ガスを流入し硫化鉄が効率よく生成するpH
を決定するための実験を行った。以下に実験の方法及び
結果を記す。
(Example 5) In the present invention, calcium phosphate or the like is formed by dissolving phosphate groups from iron phosphate once recovered, but iron in iron phosphate is precipitated as iron sulfide to release phosphate groups. At that time, the pH is set to 3.0 or more. In the present embodiment, various concentrations of hydrogen sulfide gas are introduced into the suspension containing iron phosphate, and the pH at which iron sulfide is efficiently generated is adjusted.
An experiment was performed to determine The method and results of the experiment are described below.

【0105】<実験方法>実験は上記実施例4に示した
実験装置を用いて行った。またリン酸鉄を含む懸濁液の
成分は、リン酸鉄;20g、蒸留水;200mlとし
た。そして、前記懸濁液に流入する硫化水素ガスの濃度
は、硫化水素ガスと窒素ガスとを混合することにより生
成し、それぞれ100%、10%、1%、0.1%、
0.01%の5種類の硫化水素ガスを用意した。前記リ
ン酸鉄を含む懸濁液は白色であり、硫化水素ガスを流入
することにより硫化鉄が生成すると溶液の色は黒色に変
化するので、溶液の色により容易に硫化鉄の生成を確認
することが可能である。
<Experimental Method> The experiment was performed using the experimental apparatus described in Example 4 above. The components of the suspension containing iron phosphate were iron phosphate: 20 g and distilled water: 200 ml. The concentration of the hydrogen sulfide gas flowing into the suspension is generated by mixing the hydrogen sulfide gas and the nitrogen gas, and is 100%, 10%, 1%, 0.1%,
Five kinds of hydrogen sulfide gas of 0.01% were prepared. The suspension containing the iron phosphate is white, and the color of the solution changes to black when the iron sulfide is generated by flowing hydrogen sulfide gas. Therefore, the formation of the iron sulfide is easily confirmed by the color of the solution. It is possible.

【0106】前記5種類の硫化水素ガスを懸濁液に流入
しながら、NaOH液を徐々に加えて、懸濁液のpHを
増加させていき、懸濁液が白色から黒色に変化する時の
懸濁液のpHを測定した。本実験で測定したpHが各濃
度の硫化水素ガスにおける硫化鉄を効率よく生成するp
Hとなる。
While the above five kinds of hydrogen sulfide gases are flowing into the suspension, the pH of the suspension is gradually increased by gradually adding a NaOH solution, so that the suspension changes from white to black. The pH of the suspension was measured. The pH measured in this experiment is p that efficiently produces iron sulfide in hydrogen sulfide gas at each concentration.
H.

【0107】<実験結果>実験結果を図6に示す。<Experimental Results> The experimental results are shown in FIG.

【0108】図6からも分かるように、懸濁液に流入す
る硫化水素ガスの濃度が低くなればなるほど、懸濁液の
色が白色から黒色へ変化するpH、つまり硫化鉄を効率
よく生成するpHは高くなることが分かった。
As can be seen from FIG. 6, as the concentration of hydrogen sulfide gas flowing into the suspension decreases, the pH at which the color of the suspension changes from white to black, that is, iron sulfide is efficiently produced. The pH was found to be high.

【0109】本実験結果より、懸濁液のpHと、流入す
る硫化水素ガスの濃度(X%とする)との関係を実験式
として求めると、 (懸濁液のpH)=4.0−0.5logX となる。したがって、本発明では、硫化水素流入工程で
流入される硫化水素ガスの濃度を予め測定しておき上記
実験式に代入することにより、硫化鉄を効率よく生成す
るためにpH調整工程で調整すべきpHの値を求めるこ
とができる。
From the results of this experiment, the relationship between the pH of the suspension and the concentration of the inflowing hydrogen sulfide gas (assumed to be X%) is obtained as an empirical formula: (pH of the suspension) = 4.0− 0.5 logX. Therefore, in the present invention, the concentration of the hydrogen sulfide gas flowing in the hydrogen sulfide inflow step is measured in advance and substituted into the empirical formula, so that the pH should be adjusted in the pH adjustment step in order to efficiently generate iron sulfide. The value of the pH can be determined.

【0110】しかしながら、前記の実験式で算出するp
Hの値は、本実験方法より明らかなように、不純物が一
切含まれていない懸濁液を使用して求めた値であり、従
って算出したpHの値は、効率よく硫化鉄を生成するた
めの参考値である。よって、本発明の方法のpH調整工
程においてpHを3.0以上とすれば、たとえ上記実験
式により求めたpH値と異なったpHであっても、その
後に行う硫化水素流入工程により硫化鉄は沈殿除去する
ことは可能である。ただし、効率よく硫化鉄を生成する
には上記の実験式により求めたpH以上に調整すること
が好ましく、上記式を用いて表すと、 (調整すべきpH)≧4.0−0.5logX と表すことができる(Xは硫化水素ガスの濃度(%)と
する。)。
However, p calculated by the above empirical formula
The value of H is a value obtained using a suspension containing no impurities, as is clear from the present experimental method. Therefore, the calculated pH value is a value for efficiently producing iron sulfide. Is a reference value. Therefore, if the pH is adjusted to 3.0 or more in the pH adjusting step of the method of the present invention, even if the pH value is different from the pH value obtained by the above empirical formula, iron sulfide is reduced by the subsequent hydrogen sulfide inflow step. It is possible to remove the precipitate. However, in order to efficiently produce iron sulfide, it is preferable to adjust the pH to be equal to or higher than the pH determined by the above empirical formula, and when expressed using the above formula, (pH to be adjusted) ≧ 4.0−0.5 logX (X is the concentration (%) of hydrogen sulfide gas).

【0111】[0111]

【発明の効果】上述のような本発明のリン酸塩回収方法
により、汚泥等の焼却灰等の廃棄物から農作物の肥料の
製造や医薬品の製造に有用なリンをリン酸化合物として
低コストで回収・再利用することができる。
According to the phosphate recovery method of the present invention as described above, phosphorus useful for the production of agricultural fertilizers and the production of pharmaceuticals from waste such as incineration ash such as sludge can be converted into a phosphate compound at low cost. Can be collected and reused.

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

【図1】本発明の方法を示すフローチャート図である。FIG. 1 is a flowchart illustrating the method of the present invention.

【図2】様々なリン酸塩の単一系での溶解度曲線を示す
図である。
FIG. 2 shows the solubility curves of various phosphates in a single system.

【図3】本発明の方法を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating the method of the present invention.

【図4】本発明の方法を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating the method of the present invention.

【図5】実施例で用いた実験装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of an experimental apparatus used in the examples.

【図6】実施例5で行った実験の結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of an experiment performed in Example 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸収ビン、 2…硫化水素ガス流入口、 3…マグネットスターラ、 4…回転子、 5…ガス排気管、 6…散気球。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Absorption bottle, 2 ... Hydrogen sulfide gas inlet, 3 ... Magnet stirrer, 4 ... Rotor, 5 ... Gas exhaust pipe, 6 ... Balloon.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リン酸根を含む焼却灰および/または焼
却飛灰に酸を含む溶液を加えてpHを1.6以下とする
ことにより、前記酸を含む溶液中に前記灰中のリン酸根
を溶解させる溶解工程と、 前記酸を含む溶液中の不溶性残渣を分離する残渣分離工
程と、 前記不溶性残渣を分離した溶液にアルカリ成分を加え、
pHが1.8〜2.2の範囲内となるように調整するア
ルカリ成分投入工程と、 を有し、 鉄化合物を投入する鉄化合物投入工程を前記アルカリ成
分投入工程前のいずれかの工程で行い、さらに前記アル
カリ成分投入工程後にリン酸鉄を回収する回収工程を有
することを特徴とするリン酸塩回収方法。
The pH of the incinerated ash and / or fly ash containing a phosphate group is adjusted to a pH of 1.6 or less by adding a solution containing an acid to the incinerated ash and / or the fly ash. A dissolving step of dissolving, a residue separating step of separating an insoluble residue in the solution containing the acid, and adding an alkali component to the solution from which the insoluble residue is separated,
an alkali component charging step of adjusting the pH to be in the range of 1.8 to 2.2, and wherein the iron compound charging step of charging the iron compound is performed in any of the steps before the alkali component charging step. A method of recovering a phosphate, further comprising a recovery step of recovering iron phosphate after the alkali component charging step.
【請求項2】 前記不溶性残渣を分離する残渣分離工程
の前に鉄化合物混入工程を行い、かつ、投入する鉄化合
物の量が前記灰中に含まれるリン酸根の理論反応当量の
0.75倍以上であることを特徴とする請求項1記載の
リン酸塩回収方法。
2. An iron compound mixing step is performed before the residue separation step of separating the insoluble residue, and the amount of the iron compound to be charged is 0.75 times the theoretical reaction equivalent of the phosphate group contained in the ash. The method for recovering phosphate according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記不溶性残渣を分離する残渣分離工程
の後に鉄化合物混入工程を行い、かつ、投入する鉄化合
物の量が前記不溶性残渣を分離した溶液中のリン酸根の
理論反応当量と同等以上であることを特徴とする請求項
1記載のリン酸塩回収方法。
3. An iron compound mixing step is performed after the residue separation step of separating the insoluble residue, and the amount of the iron compound to be introduced is equal to or more than the theoretical reaction equivalent of the phosphate group in the solution from which the insoluble residue is separated. The method for recovering phosphate according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記焼却灰および/または焼却飛灰が、
下水汚泥を焼却した際に排出される焼却灰および/また
は焼却飛灰であることを特徴とする請求項1から請求項
3までの内のいずれかの請求項に記載のリン酸塩回収方
法。
4. The incinerated ash and / or fly ash,
The phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 3, wherein the wastewater is incinerated ash and / or fly ash discharged when sewage sludge is incinerated.
【請求項5】 前記アルカリ成分が、アルカリ金属の水
酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の
炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩からなる群から選択
される1もしくは2以上の混合物であることを特徴とす
る請求項1から請求項4までの内のいずれかの請求項に
記載のリン酸塩回収方法。
5. The alkali component is one or more selected from the group consisting of an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate, and an alkaline earth metal carbonate. The phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixture is a mixture of the following.
【請求項6】 前記鉄化合物が、3価の鉄から成る鉄化
合物であることを特徴とする請求項1から請求項5まで
のうちのいずれかの請求項に記載のリン酸塩回収方法。
6. The phosphate recovery method according to claim 1, wherein the iron compound is an iron compound composed of trivalent iron.
【請求項7】 請求項1から6までのうちのいずれかの
請求項に記載のリン酸塩回収方法により回収されたリン
酸鉄に、アルカリ水溶液を投入して、pHを3.0以上
にするpH調整工程と、 前記pH調整工程後の溶液に、リン酸鉄中に含まれる鉄
分を除去するために硫化水素ガスを流入する硫化水素流
入工程と、 硫化水素流入工程により沈殿した硫化鉄を除去すること
により、リン酸溶液を得るリン酸溶液回収工程と、 を少なくとも行うことにより、リン酸根をリン酸溶液と
して回収することを特徴とするリン酸塩回収方法。
7. An alkaline aqueous solution is added to the iron phosphate recovered by the phosphate recovery method according to any one of claims 1 to 6, to adjust the pH to 3.0 or more. PH adjusting step, a hydrogen sulfide inflow step of flowing hydrogen sulfide gas into the solution after the pH adjustment step to remove iron contained in iron phosphate, and iron sulfide precipitated by the hydrogen sulfide inflow step. A phosphoric acid solution collecting step of obtaining a phosphoric acid solution by removing the phosphoric acid solution, wherein a phosphate group is collected as a phosphoric acid solution by performing at least:
【請求項8】 請求項7に記載するpH調整工程を行
い、その後硫化水素流入工程を行う場合において、 硫化水素ガスを流入している間においても、pHを3.
0以上に調整するためにアルカリ水溶液を投入すること
を特徴とする請求項7に記載するリン酸塩回収方法。
8. In the case where the pH adjusting step according to claim 7 is performed and then the hydrogen sulfide inflow step is performed, the pH is adjusted to 3. even while the hydrogen sulfide gas is flowing.
The method for recovering phosphate according to claim 7, wherein an alkaline aqueous solution is added to adjust to 0 or more.
【請求項9】 請求項7または請求項8に記載するリン
酸回収方法において投入されるアルカリ水溶液が、水酸
化ナトリウム、水酸化カルシウム、または水酸化アンモ
ニウムからなる群から任意に選択される1もしくは2以
上の混合物であることを特徴とする請求項7または請求
項8記載のリン酸塩回収方法。
9. The alkaline aqueous solution charged in the method for recovering phosphoric acid according to claim 7 or 8, wherein the alkaline aqueous solution is selected from the group consisting of sodium hydroxide, calcium hydroxide, and ammonium hydroxide. The phosphate recovery method according to claim 7 or 8, wherein the mixture is a mixture of two or more.
【請求項10】 請求項7から請求項9のいずれかに記
載のリン酸塩回収方法により回収されたリン酸溶液に、
リン酸と結合してリン酸塩を形成する化合物を混入する
化合物混入工程と、 リン酸と前記化合物とにより生じたリン酸塩を回収する
リン酸塩回収工程と、 を少なくとも行うことを特徴とするリン酸塩回収方法。
10. The phosphoric acid solution recovered by the phosphate recovery method according to any one of claims 7 to 9,
A compound mixing step of mixing a compound capable of forming a phosphate by binding to phosphoric acid; and a phosphate recovering step of recovering a phosphate generated by the phosphoric acid and the compound. Phosphate recovery method.
【請求項11】 前記化合物混入工程において混入する
化合物が、 リン酸カルシウムを形成することができるカルシウム化
合物、 リン酸マグネシウムを形成することができるマグネシウ
ム化合物、 または、リン酸アンモニウムを形成することができるア
ンモニア化合物もしくはアンモニアガス、 からなる群から選択される1もしくは2以上の混合物で
あることを特徴とする請求項10に記載のリン酸塩回収
方法。
11. The compound mixed in the compound mixing step is a calcium compound capable of forming calcium phosphate, a magnesium compound capable of forming magnesium phosphate, or an ammonia compound capable of forming ammonium phosphate. The method for recovering phosphate according to claim 10, wherein the phosphate recovery method is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of ammonia gas.
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