JP2002001259A

JP2002001259A - 各種炭化物からのリン、アルミニウム、重金属の除去回収方法

Info

Publication number: JP2002001259A
Application number: JP2000180190A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takahashi; 正昭高橋; Akira Yamashita; 晃山下; Seiji Iwasaki; 誠二岩崎; Susumu Kato; 進加藤; Hideo Enjoji; 英夫円城寺; Kimiji Yamamoto; 君二山本; Hiroshi Okumura; 洋奥村; Shino Ando; 志野安藤
Original assignee: Mie Prefecture; TYK Corp
Current assignee: Mie Prefecture; TYK Corp
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】処理溶液のｐＨを調整することにより、各種
炭化物からリン、アルミニウム、重金属を除去回収する
方法を提供する。【解決手段】本発明の各種炭化物からのリン、アルミ
ニウム、重金属の除去回収方法は、（１）炭化物に酸を
加えて処理溶液を調製し、次いで（２）該処理溶液にア
ルカリ金属の水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩あるいはアル
カリ土類金属の水酸化物、炭酸塩を加えてｐＨを４〜５
に調整し、その後、（３）上記処理溶液にアルカリ金属
水酸化物、炭酸塩あるいはアルカリ土類金属水酸化物を
加えてｐＨを９〜１０に調整することにより行う。この
結果、運転管理が極めて容易な手法により、炭化物中の
リンをほとんど除去、回収し、さらにアルミニウム、重
金属を大幅に減少させることができる。また、これによ
り得られた炭化物は、吸着性能も１０倍以上増加し、吸
着材として有効に再利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種炭化物からの
リン、アルミニウム、重金属の除去回収方法に関し、更
に詳しくは、処理溶液のｐＨを調整することにより、廃
棄物である汚泥を無酸素雰囲気下で加熱する等の方法に
より得られた各種炭化物から、リン及びアルミニウムを
除去回収すると共に、得られる炭化物の保温性能、吸着
性能を向上させることができる各種炭化物からのリン、
アルミニウム、重金属の除去回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より汚泥成分は、下水道汚泥、し尿
汚泥、農業集落排水汚泥などの有機系汚泥成分の形で廃
棄物として大量に排出されている。そして、このような
有機系汚泥成分の有効利用の方法として、従来から農業
用のコンポストとして、腐葉土や下水汚泥、し尿、鶏糞
など家畜の糞尿などを混合し、保水性を付与するために
黒曜石や蛭石を焼成処理した軽量多孔質の保水材料や天
然の鹿沼土、珪藻土、ゼオライトなどの多孔質材料ある
いは木炭などを配合し、窒素、リン、カリウム等の肥料
成分を添加した利用方法が行われてきている。その他に
も、上記汚泥の有効利用方法として、汚泥を無酸素雰囲
気下において加熱し、炭化物として有効利用を図る方法
が開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、汚泥中に多量
のリン、アルミニウム、重金属等が存在している場合、
汚泥を無酸素雰囲気下において加熱し、炭化物とする際
にこれらの成分が炭化物中に移行するという問題がある
ことから、汚泥を炭化物として有効利用を図ろうとして
も、品質的に利用用途が限定されてしまうという問題点
がある。

【０００４】そこで、汚泥中からリン、アルミニウム、
重金属等の成分を除去する必要があるが、コストの低減
を図るため、安価な試薬を用い、運転管理が極めて容易
な方法であることが望ましい。また、回収したリン及び
アルミニウムの活用を図るために、回収したリン及びア
ルミニウムから重金属成分を分離除去する必要がある。
更に、近年の環境問題に対する意識の高まりから、でき
る限り環境に負荷を与えないようにするため、処理後の
排水中に重金属、強アルカリ等が排出されない方法であ
ることが望ましい。

【０００５】本発明は、上記現状に鑑みてなされたもの
であり、処理溶液のｐＨを調整することにより、廃棄物
である汚泥を無酸素雰囲気下で加熱する等の方法により
得られた各種炭化物から、リン及びアルミニウムを除去
回収すると共に、得られる炭化物の保温性能、吸着性能
を向上させることができる各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、汚泥の再
利用を制限する成分であるリンや金属成分を容易且つ安
価に除去する方法について種々検討した結果、炭化物を
含む処理溶液のｐＨを調整することにより、容易且つ安
価に炭化物から、リン及びアルミニウムを除去して回収
すると共に、得られる炭化物の保温性能、吸着性能を向
上させることができることを見い出して、本発明を完成
するに至った。

【０００７】本第１発明の各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法は、（１）炭化物に酸
を加えて処理溶液を調製し、次いで（２）該処理溶液に
アルカリ金属の水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩あるいはア
ルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩を加えてｐＨを４〜
５に調整し、その後、（３）アルカリ金属水酸化物、炭
酸塩あるいはアルカリ土類金属水酸化物を加えてｐＨを
９〜１０に調整することを特徴とする。

【０００８】本第１発明の（１）の過程において使用さ
れる「炭化物」については、有機成分を加熱処理するこ
とにより得られるものであれば、その原料及び炭化物を
得るための条件については特に限定はないが、下水道汚
泥、し尿汚泥、農業集落排水汚泥等の汚泥成分を加熱処
理して得られた炭化物を用いると、従来埋立等の方法に
より廃棄されてきた汚泥成分の有効利用となるので好ま
しい。本第１発明の（１）の過程において使用される
「炭化物」は、例えば、汚泥成分を常温又は加熱により
乾燥し、次いで無酸素雰囲気下、又は乾留処理のよう
に、外部からの空気の流入を制限した低酸素状態で６０
０〜１０００℃に加熱して炭化させることにより得るこ
とができる。

【０００９】本第１発明の（１）の過程において使用さ
れる酸については特に限定はなく、硫酸、塩酸、又は硝
酸等の無機酸や酢酸等の有機酸を使用することができる
が、本第２発明に示すように、硫酸を使用すると、安価
で、経済的に本第１発明の方法を実施することができる
ことから好ましい。また、炭化物の場合には、リン、ア
ルミニウムの存在形態が多様であることから、この
（１）の過程での処理溶液のｐＨは低い方が好ましく、
通常は２以下、好ましくは１．５以下、更に好ましくは
１以下である。更に、重金属によっては、特定の酸に対
する溶解度が低いものがあることから、必要に応じて２
種以上の酸を併用して処理することもできる。この
（１）の過程において、処理溶液を６０℃から１００℃
で１時間以上加温すると、リン、アルミニウム及び除去
を目的とする重金属をより溶出させることができるので
好ましい。そして、処理溶液をろ過、あるいは沈殿分離
により炭化物と処理溶液とを分離し、炭化物中からリン
及び金属の大部分が除去される。

【００１０】本第１発明において、上記（１）の過程の
後、処理溶液よりリン及びアルミニウムを回収するため
に（２）処理溶液にアルカリ金属水酸化物、重炭酸塩、
炭酸塩あるいはアルカリ土類金属水酸化物、炭酸塩を加
え、処理液のｐＨを４〜５に調整する。これにより、処
理液中のリン及びアルミニウムの大部分はリン酸アルミ
ニウムとなって沈殿するが、溶出した重金属の多くが沈
殿せず、液中に残るので、リン酸アルミニウムを分離除
去することができる。

【００１１】本第１発明においてｐＨを４〜５に調整す
るために添加する「アルカリ金属の水酸化物、重炭酸
塩、炭酸塩」「アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩」
の種類については特に限定はなく、例えば、「アルカリ
金属の水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩」としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、ソーダ灰等を使用でき、
「アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩」としては、水
酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、石灰岩、炭酸カ
ルシウム、水酸化カルシウム等を使用することができ
る。アルミニウムの比率がリンに比べて低い場合には一
部のリンはリン酸アルミニウムを形成できず、排水とし
て流出することがあるが、「アルカリ土類金属水酸化
物」として水酸化カルシウムを用いると、重金属を除去
・回収すると共に、残存した一部のリンも添加したカル
シウムの存在により同時に除去・回収できるので好まし
い。また、この（２）の過程を経た後の処理溶液を、上
記（１）の過程における処理溶液として再利用すること
が可能となる。

【００１２】本第１発明において、上記（２）の過程の
後、処理溶液に（３）アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩
あるいはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩を加え
て、ｐＨ９〜１０に調節して、更にリン、アルミニウム
を除去回収すると共に、炭化物から溶出した重金属を分
離除去する。本第１発明の（３）の過程において、ｐＨ
を９〜１０に調整するために添加する「アルカリ金属水
酸化物、炭酸塩」「アルカリ土類金属水酸化物」の種類
については特に限定はなく、例えば、「アルカリ金属水
酸化物、炭酸塩」としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム、ソーダ灰等が使用でき、「アルカリ土類金属水
酸化物」としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシ
ウム、石灰岩、炭酸カルシウム等を使用することができ
る。この内、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のカ
ルシウム化合物を用いると、処理溶液中の残存するリン
をリン酸カルシウムアパタイトとして、より効率的に除
去・回収することができるので好ましい。

【００１３】本第３発明の各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法は、（１）本第１発明
又は第２発明に記載のリン及びアルミニウムの除去回収
方法により回収したリン及びアルミニウムに硫酸を加え
て溶解して処理溶液を調製し、次いで（２）該処理溶液
に硫酸アンモニウム又は硫酸カリウムを加え、その後、
（３）上記処理溶液にアンモニアガス又はアンモニア水
を加えてｐＨ４〜５に調整して残存したアルミニウムを
除去した後、（４）上記処理溶液に水酸化マグネシウム
を加えることを特徴とする。

【００１４】本第３発明の各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法のフローチャートを図
３に示す。本第３発明の方法は、上記第１発明又は第２
発明により、炭化物から主にリン酸アルミニウムの形態
で回収されたリンの有効利用の促進を図るため、リン酸
アルミニウムを利用度の高い他のリン酸塩に転換するた
めのものである。即ち、上記第１発明又は第２発明によ
り、炭化物から主にリン酸アルミニウムの形態で回収さ
れたリン回収物を、酸を添加することにより溶解して処
理溶液を調製する。この過程において硫酸を使用して溶
解することにより、回収物に含まれている不純物を硫酸
塩（硫酸カルシウム等）として沈殿させてろ過により分
離除去することができる。また、この溶解液のｐＨは、
通常２以下、好ましくは１．５以下、更に好ましくは１
以下である。

【００１５】次いで、上記溶解液に硫酸アンモニウム又
は硫酸カリウムを加えて溶解する。この過程において、
溶解液中のアルミニウムは、図５の式（Ａ）又は式
（Ｂ）の反応を起こし、容易に硫酸アルミニウムアンモ
ニウム又は硫酸アルミニウムカリウムが生成する。この
過程において、硫酸アルミニウムアンモニウム等の生成
により、添加した硫酸アンモニウム又は硫酸カリウムが
十分に溶解しない場合には、適宜加温することにより溶
解することもできる。そして、溶解液を常温から０℃以
下で凍結しない程度の低温に冷却し、生成した硫酸アル
ミニウムアンモニウム又は硫酸アルミニウムカリウムを
再結晶させて、溶解度差を利用することにより分離す
る。このとき、アルミニウムの濃度が結晶化できる濃度
に達するようにリン酸アルミニウムと硫酸及び希釈水の
混合比率を予め適宜調節する。

【００１６】上記（２）の過程により、アルミニウムを
除去した溶解液に（３）アンモニア又はアンモニアガス
を加えて、溶解液のｐＨを４〜５に調節する。上記
（３）の過程において、生成した硫酸アルミニウムアン
モニウム又は硫酸アンモニウムカリウムは、結晶水とし
て多量の水を除去するので、結晶化分離により液の濃縮
が進行する。このため、必要に応じて希釈水を加えるこ
とができる。この過程により、溶解液中に一部残存した
アルミニウムは、リン酸アルミニウムとして沈殿除去す
ることができる。

【００１７】リンは主にリン酸アンモニウムとして溶解
液中に残るので、これを回収するため、（４）溶解液に
水酸化マグネシウムを添加する。この場合、水酸化マグ
ネシウムは水に溶解しにくいので１時間以上攪拌し、十
分に反応させることが好ましい。この（４）の過程にお
いて、反応が進行していくと、過剰の水酸化マグネシウ
ムが生じる結果、液のｐＨが次第に上昇していき、ｐＨ
が９〜１０に達した時点でリンのほとんどが図５の式
（Ｃ）の反応により、リン酸アンモニウムマグネシウム
として沈殿する。これをろ過により分離除去し、リンを
リン酸アンモニウムマグネシウムとして回収することが
できる。

【００１８】上記（４）の過程を経た処理溶液中には、
硫酸アンモニウム、硫酸カリウム及び水酸化マグネシウ
ムが少量の残存しているので、これを環境中へ排出させ
ないようにするため、この処理溶液を、上記（１）の過
程の硫酸処理における希釈水として利用し、処理溶液中
に残存する硫酸アンモニウム及び硫酸カリウムの有効利
用を図ることができる。その他、上記アルミニウムを除
去した溶解液にアンモニア又はアンモニアガスを加える
（２）の過程において、適宜加える希釈水として利用す
ることにより、処理溶液中に残存する水酸化マグネシウ
ムも同様に有効利用することができる。

【００１９】本第４発明の各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法は、（１）炭化物に硫
酸を加えて処理溶液を調製し、次いで（２）該処理溶液
に硫酸アンモニウム又は硫酸カリウムを加えてアルミニ
ウムを回収し、その後、（３）上記処理溶液にアンモニ
アガス又はアンモニア水を加えてｐＨ４〜５に調整した
後、（５）水酸化マグネシウムを加えることを特徴とす
る。

【００２０】本第４発明の各種炭化物からのリン、アル
ミニウム、重金属の除去回収方法のフローチャートを図
４に示す。本第４発明の方法は、炭化物の酸溶出液から
直接的にアルミニウムを除去し、リンをリン酸アンモニ
ウムマグネシウムの形態で回収するものである。即ち、
（１）炭化物に硫酸を加えてリン及びアルミニウムを処
理溶液中に溶出させる。この場合、アルミニウムの濃度
が、次の（２）の段階で硫酸アルミニウムアンモニウム
又は硫酸アルミニウムカリウムとして結晶化できる濃度
まで濃縮する必要がある。このため、炭化物と硫酸及び
必要に応じて添加する希釈水の配合比率を予めチェック
し、必要濃度を維持できるようにする。

【００２１】次いで、上記（１）の処理によりアルミニ
ウムを分離した処理溶液に、（２）アンモニアガス又は
アンモニア水を加え、処理溶液のｐＨ４〜５に調節す
る。これにより、処理溶液中のこの場合、生成している
硫酸アルミニウムアンモニウムや硫酸鉄アンモニウム等
が結晶水として水分を除去するため、処理溶液が濃縮さ
れている場合があることから、必要に応じて希釈水を添
加することができる。その後、必要に応じて、処理溶液
中に一部残存しているアルミニウム、鉄を適宜リン酸塩
として除去した後、（３）水酸化マグネシウム結晶粉末
を加え、処理溶液のｐＨを９〜１０に調整し、処理溶液
中のリンをリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿
させて回収する。

【００２２】上記（１）の炭化物に硫酸を添加して調製
された処理溶液中には、鉄その他の重金属が含まれる場
合がある。このように鉄が多い場合には、上記（２）で
硫酸アンモニウムを添加すると、図５の式（Ｄ）に示す
反応をする結果、鉄を硫酸アンモニウム鉄あるいは硫酸
カリウム鉄として除去することができる。硫酸アンモニ
ウム鉄や硫酸カリウム鉄は硫酸アルミニウムアンモニウ
ムに比べ水溶解度が大きいので、更に濃縮が必要にな
る。この場合は蒸発により必要とする濃縮を行った後、
結晶化に必要な温度に冷却して分離する。また、添加し
た酸により、処理溶液中に溶出した重金属が残存してい
る場合には、この分離が問題となるが、上記（３）の過
程で生成したリン酸アンモニウムマグネシウムの結晶は
沈降性が高いので、攪拌しながら固液分離をすることに
より、浮遊しやすい重金属沈殿物との分離を行う。

【００２３】本第５発明の炭化物は、本第１発明〜第４
発明のいずれかに記載の炭化物からのリン、金属の除去
回収方法を行うことにより得られることを特徴とする。
本第５発明の炭化物は、上記第１発明〜第４発明のいず
れかに記載の炭化物からのリン、金属の除去回収方法を
行い、必要に応じて水洗あるいは再度、硫酸、塩酸、硝
酸などをこれに加えて加温し、同様にしてリン、金属の
除去を徹底し、アルカリを用いて中和した後、室温ある
いは加熱により乾燥し製品とする。これにより、炭化物
のかさ比重を低下させ、吸着性能、保温性能を向上させ
ることができる。従って、本第５発明の炭化物は、吸着
材、保温材として有効に利用することができ、特にリン
が除去されていることから、リンの混入を嫌う製鉄設備
の保温材料としても好適に用いることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、実施例及
び比較例を挙げて具体的に説明する。（１）炭化物の調製含水率約８０％の下水汚泥にアニオン系高分子系凝集剤
を添加して凝集沈澱させ、得られた脱水ケーキを造粒乾
燥機で含水率約４０％に乾燥することにより、５〜１０
ｍｍの粒状の乾燥ケーキを調製する。そして、これを外
側から加熱されるロータリーキルンに供給することによ
り、キルンの管体の内面の鉄板を介して８００℃に加熱
する。その後、加熱処理されて得られた炭化汚泥をキル
ンから排出し、冷却室にて常温近くまで冷却し、本実施
例で使用する炭化物を得た。

【００２５】（２）実施例１上記（１）の方法により得られた炭化物１００ｇに硫酸
３７ｇと水１０００ｍｌを加えてｐＨ１．５に調節して
処理溶液を調製し、この処理溶液を７０℃に加温し５時
間放置した。次いでこの処理溶液を室温で冷却後、ろ過
して、このろ液に更に洗浄水１０００ｍｌを加え、７０
℃において同様に２時間放置した。そして、これを再度
ろ過して炭化物を回収し、１０５℃で乾燥して、本実施
例１の炭化物を得た。また、上記再度のろ過により得ら
れたろ液（処理溶液及び洗浄水を合わせた液）に炭酸水
素ナトリウム粉末３５ｇを加えてｐＨ４．２に調整し
て、リン酸アルミニウムを沈殿させ、ろ過することによ
り、リンをリン回収物として回収した。その後、このろ
液に更に水酸化ナトリウム結晶を２ｇ及び塩化カルシウ
ム１０ｇを加えｐＨを９．５に調整し、生成した沈殿を
ろ過により排水より分離することにより、重金属及びリ
ンを重金属含有物として除去・回収した。ＪＩＳ−Ｋ０
１０２−４６の方法により排水中のリン濃度を測定した
ところ、リン濃度は０．１ｍｇ／ｌ以下であった。そし
て、この排水を蒸発乾固し、さらに１０５℃で乾燥する
ことにより、排水中の塩分を排水乾燥物として回収し
た。

【００２６】（３）実施例２上記（１）の方法により得られた炭化物１００ｇに硫酸
３７ｇと水１０００ｍｌを加えて実施例１と同様にｐＨ
１．５に調整して処理溶液を調製し、７０℃に加温し、
５時間放置した。次いで実施例１と同様に、この処理溶
液を室温で冷却後、ろ過して、このろ液に更に洗浄水１
０００ｍｌを加え、７０℃において同様に２時間放置し
た。そして、これを再度ろ過して炭化物を回収し、１０
５℃で乾燥して実施例２の炭化物を得た。また、上記再
度のろ過により得られたろ液（処理溶液及び洗浄水を合
わせた液）に炭酸カルシウム粉末２８ｇを加えてｐＨ
４．２に調整して１時間撹拌し、リン酸アルミニウムを
沈殿させ、ろ過することにより、これをリン回収物とし
て回収した。その後、このろ液に水酸化カルシウム粉末
を２ｇ加えてｐＨ９．５に調節し、生成した沈殿をろ過
により排水より分離することにより、重金属及びリンを
重金属含有物として除去・回収した。そして、この排水
を蒸発乾固し、さらに１０５℃で乾燥することにより、
排水中の塩分を排水乾燥物として回収した。

【００２７】上記処理前の炭化物と、実施例１及び２の
処理後の各炭化物を６００℃で焼却処理し、この灰化物
を蛍光Ｘ線分析装置により分析し、その組成及び各成分
の含有量（ｇ／１００ｇｄｒｙ）を求めた。その結果を
以下の表１に示す。また、実施例１及び２の処理前後の
炭化物物量、リン回収物量及び重金属含有物量を１０５
℃で乾燥後、秤量することにより測定した。この結果を
表２に示す。更に、実施例１及び２のリン回収物、重金
属含有物及び排水乾燥物の組成及び各成分の含有量（ｇ
／１００ｇｄｒｙ）を蛍光Ｘ線分析装置により測定し
た。この結果を表３に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】（４）実施例３上記（１）の方法により得られた処理前の炭化物と、実
施例１の炭化物について、ＪＩＳ−Ｋ１４７４活性炭試
験方法に準じたメチーレンブルー試験法により吸着性能
試験を行った。この結果を以下の表４に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】（５）実施例４本第３発明の実施例を以下の方法により行った。リン回
収物の代わりに市販のリン酸アルミニウム５０ｇを用
い、これに硫酸８０ｇ及び希釈水２００ｍｌを加えて加
熱溶解して処理溶液を調製した。該処理溶液を室温にな
るまで冷却後、硫酸アンモニウム結晶２５ｇを加えた。
この際、微結晶が生じたので、処理溶液を加温して溶解
した後、処理溶液を３℃に冷却し、一昼夜放置した。そ
して、生成した硫酸アルミニウムアンモニウム２４水和
物の結晶を分離した後、処理溶液に希釈液２００ｍｌを
加え、次いでアンモニア水５０ｍｌを加えてｐＨ４．５
にし、未反応のリン酸アルミニウムを沈殿させ、ろ過に
より除去した。ろ過残渣中に残ったリン酸塩を回収する
ため、洗浄水を２００ｍｌ加えて残渣を洗浄した。この
洗浄液と上記のろ液を合わせた加えた液に水酸化マグネ
シウム結晶粉末を２０ｇ加えて１時間攪拌を行った。反
応の進行に伴い液のｐＨは上昇し、ｐＨ９．５になっ
た。液中のリン濃度をチェックし、１０ｍｇ／ｌ以下と
なったので、ろ過によりリンをリン酸マグネシウムアン
モニウムとして回収した。これら硫酸アルミニウムアン
モニウム２４水和物及びリン酸マグネシウムアンモニウ
ムの収量を以下の表５に示す。

【００３４】（６）実施例５また、上記実施例４における硫酸アンモニウムに代えて
硫酸カリウムを用いて、本実施例５を行った。リン回収
物の代わりに市販のリン酸アルミニウム５０ｇを用い、
これに硫酸８０ｇ及び希釈水２００ｍｌを加えて加熱溶
解して処理溶液を調製した。そして、該処理溶液に硫酸
カリウム３５ｇを加えた。この際、微結晶が生じたの
で、処理溶液を加温して溶解した後、３℃に冷却し、一
昼夜放置した。そして、生成した硫酸アルミニウムアン
モニウム２４水和物の結晶を分離した後、処理溶液に希
釈液２００ｍｌを加え、次いでアンモニア水５０ｍｌを
加えてｐＨ４．５にし、未反応のリン酸アルミニウムを
沈殿させ、ろ過により除去した。ろ過残渣中に残ったリ
ン酸塩を回収するため、洗浄水を２００ｍｌ加えて残渣
を洗浄した。この洗浄液と上記のろ液を合わせた加えた
液に水酸化マグネシウム結晶粉末を２０ｇ加えて１時間
攪拌を行った。反応の進行に伴い液のｐＨは上昇し、ｐ
Ｈ９．５になった。液中のリン濃度をチェックし、１０
ｍｇ／ｌ以下となったので、ろ過によりリンをリン酸マ
グネシウムアンモニウムとして回収した。これら硫酸ア
ルミニウムアンモニウム２４水和物及びリン酸マグネシ
ウムアンモニウムの収量を以下の表５に示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】（７）実施例６本第４発明の実施例を以下の方法により行った。上記
（１）の方法により得られた炭化物５００ｇに硫酸１９
０ｇと水１０００ｍｌを順次加えて処理溶液を生成し
た。これに硫酸アンモニウム７０ｇを加えて加温溶解
し、１００ｍｌに濃縮した。さらにこの処理溶液を２０
℃に冷却し、生じた硫酸アルミニウムアンモニウム及び
硫酸アンモニウム鉄をろ過により分離除去した。そし
て、ろ液に水２００ｍｌを加え、さらにアンモニア水４
０ｍｌを加えてｐＨ４．５とし、未回収のアルミニウム
及び鉄をリン酸塩として除去した。その後、処理溶液に
水酸化マグネシウム結晶１０ｇを加えて１時間攪拌し、
生成したリン酸マグネシウムアンモニウムの沈殿をろ過
により分離した。この結果、硫酸アルミニウムアンモニ
ウム及び硫酸アンモニウム鉄６水和物が３１５ｇ、リン
酸アルミニウム及びリン酸鉄（ＩＩ）が２６ｇ、リン酸
マグネシウムアンモニウムが２５ｇ回収された。

【００３７】（７）実施例の効果表１より、処理前の炭化物と実施例１及び２の処理を行
った後の各炭化物中の組成と含有量を比較すると、リン
の含有量は大幅に低下していることが判る。この結果か
ら、本実施例１及び２の方法により、炭化物からリンが
効率的に回収されていることが判る。また、アルミニウ
ムや鉄の含有量も大幅に低下していることが判る。更
に、表２より、実施例１及び２を対比すると、炭酸水素
ナトリウムを用いてｐＨを４．５に調整した実施例１よ
りも、炭酸カルシウムを用いてｐＨを４．５に調整した
実施例２の方でリン回収物の量が著しく増加しているこ
とが判る。

【００３８】また、リン回収物、重金属含有物及び排水
乾燥物中の組成及び各成分の含有量を調べたところ、表
３に示すように、リン成分の含有量は実施例１及び２と
もリン回収物で最も多く、鉄、亜鉛等の重金属は重金属
含有物に最も多く含まれていることから、実施例１及び
２の方法により、リン成分を重金属成分と分離して回収
できていることが判る。更に、排水中には、リン、アル
ミニウムや鉄、亜鉛等の重金属はほとんど含まれていな
いことから、環境中に排出しても影響のない排水とする
ことができることが判る。

【００３９】表４の結果より、上記（１）の方法により
得られ、本実施例１による処理を行う前の炭化物と、本
実施例１による処理を行った後の炭化物のメチレンブル
ー吸着能を比較すると、処理前の炭化物と比べ、処理後
の炭化物では吸着性能が１０倍以上も増加した。これら
の結果より、本実施例１で得られた炭化物では、多孔性
が著しく向上していることが判る。

【００４０】表５より、実施例４及び５の方法を行った
結果、当初リン酸アルミニウムとして添加したリン及び
アルミニウムが、リン酸アルミニウムから硫酸アルミニ
ウムアンモニウム及びリン酸マグネシウムアンモニウム
として回収されており、リン酸アルミニウムのままで残
存しているリン及びアルミニウムの量がかなり少なくな
っていることが判る。特に、硫酸カリウムを使用した実
施例５より、硫酸アンモニウムを使用した実施例４の方
で、リン酸アルミニウムとして添加したリン及びアルミ
ニウムが効率的にリン酸アルミニウムから硫酸アルミニ
ウムアンモニウム及びリン酸マグネシウムアンモニウム
として回収されていることが判る。

【００４１】表６より、実施例６の方法を行った結果、
実施例４及び５よりも回収率は低いが、本炭化物中のア
ルミニウム及び不純物として存在する鉄がリン酸アルミ
ニウムアンモニウム又は硫酸アンモニウム鉄として、ま
た、リンはリン酸アンモニウムマグネシウムとして回収
されていることが判る。

【００４２】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。

【００４３】

【発明の効果】この発明は炭化物から硫酸で目的とする
リン、金属等を溶出し、これにアルカリを加えてｐＨを
調整することにより目的物を回収するもので、運転管理
が極めて容易な手法である。炭化物中のリン酸をほとん
ど除去、回収し、さらにアルミニウム、重金属を大幅に
減少させることが出来る。貴重な資源であるリン、アル
ミニウムが回収され、また、炭化物のかさ比重が低下
し、保温性能が向上する。吸着性能も１０倍以上増加
し、吸着材としての有効性が高まる。リンの混入を嫌う
製鉄設備の保温材料としても使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１発明のフローの概要を示したものであ
る。

【図２】本第２発明のフローの概要を示したものであ
る。

【図３】本第３発明のフローの概要を示したものであ
る。

【図４】本第４発明のフローの概要を示したものであ
る。

【図５】式（Ａ）〜（Ｄ）の化学反応式を示したもので
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０１Ｂ 25/45 Ｃ０１Ｃ 1/24 Ｈ 31/02 Ｃ０１Ｆ 7/76 Ｃ０１Ｃ 1/24 Ｃ０１Ｇ 49/14 Ｃ０１Ｆ 7/76 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４ＪＣ０１Ｇ 49/14 ＺＡＢ (72)発明者山下晃三重県四日市市桜町3690−１三重県科学技術振興センター保健環境研究所内 (72)発明者岩崎誠二三重県四日市市桜町3690−１三重県科学技術振興センター保健環境研究所内 (72)発明者加藤進三重県四日市市桜町3690−１三重県科学技術振興センター保健環境研究所内 (72)発明者円城寺英夫三重県四日市市桜町3690−１三重県科学技術振興センター保健環境研究所内 (72)発明者山本君二岐阜県多治見市大畑町３丁目１番地東京窯業株式会社環境創造研究所内 (72)発明者奥村洋岐阜県多治見市大畑町３丁目１番地東京窯業株式会社環境創造研究所内 (72)発明者安藤志野岐阜県多治見市大畑町３丁目１番地東京窯業株式会社環境創造研究所内Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA16 BA05 BA06 CA34 CA35 CC11 CC12 DA02 DA03 DA06 4G046 BC04 4G048 AA07 AB02 AE01 4G076 AA14 AA19 AA21 AB28 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）炭化物に酸を加えて処理溶液を調
製し、次いで（２）該処理溶液にアルカリ金属の水酸化
物、重炭酸塩、炭酸塩あるいはアルカリ土類金属の水酸
化物、炭酸塩を加えてｐＨを４〜５に調整し、その後、
（３）上記処理溶液にアルカリ金属水酸化物、炭酸塩あ
るいはアルカリ土類金属水酸化物を加えてｐＨを９〜１
０に調整することを特徴とする各種炭化物からのリン、
アルミニウム、重金属の除去回収方法。
【請求項２】上記酸が硫酸である請求項１記載の各種
炭化物からのリン、アルミニウム、重金属の除去回収方
法。
【請求項３】（１）上記請求項１又は２に記載の方法
により回収したリン、アルミニウムに硫酸を加えて溶解
して溶解液を調製し、次いで（２）該溶解液に硫酸アン
モニウム又は硫酸カリウムを加え、その後、（３）上記
上記溶解液にアンモニアガス又はアンモニア水を加えて
ｐＨ４〜５に調整して残存したアルミニウムを除去した
後、（４）上記溶解液に水酸化マグネシウムを加えるこ
とを特徴とする各種炭化物からのリン、アルミニウム、
重金属の除去回収方法。
【請求項４】（１）炭化物に酸を加えて処理溶液を調
製し、次いで（２）該処理溶液に硫酸アンモニウム又は
硫酸カリウムを加えてアルミニウムを回収し、その後、
（３）上記処理溶液にアンモニアガス又はアンモニア水
を加えてｐＨ４〜５に調整してアルミニウムを除去した
後、（４）水酸化マグネシウムを加えることを特徴とす
る各種炭化物からのリン、アルミニウム、重金属の除去
回収方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の方法
を行うことにより得られることを特徴とする炭化物。