JP2004024998A

JP2004024998A - 汚染土壌の処理方法

Info

Publication number: JP2004024998A
Application number: JP2002183577A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nakahara; 中原　昭彦; Takashi Takemoto; 武本　隆志; Akinori Nakamura; 中村　明則
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】セレン（Ｓｅ）によって汚染された汚染土壌よりセレンを効率よく除去、回収し、且つ、土壌はセメントクリンカー製造用の原料として有効に使用することが可能な汚染土壌の処理方法を提供するものである。
【解決手段】セレン汚染土壌を、原料ドライヤー、プレヒーターを備えたロータリーキルンを有するセメントクリンカー製造用の焼成設備に供給してセメントクリンカーを製造すると共に、上記焼成設備内の温度７００〜１２００℃のガスの一部を抽気、冷却してセレンが濃縮されたダストを得た後、該ダストを水洗して、得られる洗浄水よりセレンを固形分として回収する。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セレン（Ｓｅ）によって汚染された汚染土壌の新規な処理方法に関する。詳しくは、上記汚染土壌よりセレンを効率よく除去、回収し、且つ、土壌はセメントクリンカー製造用の原料として有効に使用することが可能な汚染土壌の処理方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セレンは、自然界の土壌中に広く含有される物質であるが、その濃度が高い土壌は、土壌汚染に係わる環境基準によって規制され、処理が必要となる。
【０００３】
例えば、セレンを原料として使用する工場の跡地や、セレンを多量に含む工業製品の処分場などにおいては、その土壌が比較的高濃度のセレンによって汚染される懸念がある。
【０００４】
従来、セレンで汚染された土壌の処理方法としては、かかる土壌を掘削除去した後、セレンを不溶化処理する方法、セメント等の固化材料と共に固形化処理する方法、最終処分場への投棄、等の方法が採られてきた。しかしこれらの方法は、セレンの全量が依然として土壌中に残存する処理であり、セレンの根本的な処理であるとは言い難い。
【０００５】
また、セレン汚染土壌を洗浄する方法も提案されているが、セレン汚染土壌は、高度に汚染されている場合でも、土壌に係わる環境基準において、セレンを１ｍｇ／Ｌ程度溶出するものあり、このような土壌を洗浄する場合は、大量の洗浄排水が生成し、その処理に多大の労力を必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、セレン汚染土壌を効率よく、処理することが可能な処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく研究を重ねた結果、セレン汚染土壌を、原料ドライヤー、プレヒーターを備えたロータリーキルンよりなるセメントクリンカー製造用の焼成設備に供給することにより、原料の一部として利用することができると共に、該焼成設備における特定の温度にあるガスを抽気、冷却して得られるダスト中にセレンが高濃度で濃縮され、該ダストを洗浄することにより、極めて効率的にセレンを回収することができることを見出した。しかも、上記ロータリーキルンより得られるセメントクリンカー並びにロータリーキルンよりプレヒーター及び原料ドライヤーを経て排出される排ガス中には、セレンは全く検出されず、環境、製品に及ぼす影響も皆無であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、セレン汚染土壌を、原料ドライヤー、プレヒーターを備えたロータリーキルンを有するセメントクリンカー製造用の焼成設備に供給してセメントクリンカーを製造すると共に、上記焼成設備内の温度７００〜１２００℃のガスの一部を抽気、冷却してセレンが濃縮されたダストを得た後、該ダストを水洗して、得られる洗浄水よりセレンを固形分として回収することを特徴とする汚染土壌の処理方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において対象とする、セレン汚染土壌は、特に制限されないが、土壌に係わる環境基準において、セレンを０．０１ｍｇ／Ｌ以上、特に、１ｍｇ／Ｌ以上の濃度で溶出する土壌に対して好ましく適用することができる。
【００１０】
本発明において、セメントクリンカー製造用の焼成設備（以下、単に焼成設備ともいう。）は、原料ドライヤー、プレヒーターを備えたロータリーキルンを有する公知のものが特に制限なく使用される。上記焼成設備の代表的な態様を示す概略図である図１に従って、説明すれば、本発明の焼成設備は、原料ドライヤー３、プレヒーター２を備えたロータリーキルン１を有する。上記原料ドライヤー３は、プレヒーター２を経たロータリーキルン１の排ガスにより原料を乾燥するようにしたものが好ましく、排ガスは、ダクト１３より排出される。また、プレヒーター２は、該ロータリーキルン１の窯尻にハウジング１１を介して接続され、原料５をロータリーキルンの排ガスによって予熱するものであり、複数のサイクロン６よりなり、各サイクロンは、排ガスを該サイクロンに順次供給するためのガスダクト８及び原料を該ガスダクトに順次供給して熱交換を行わせるための原料供給管７及び最下段のサイクロンより原料をロータリーキルン１の窯尻に供給するための原料シュート９より基本的に構成される。また、上記プレヒーターは、窯尻のハウジング１１からの立上り部に排ガスを加熱するための仮焼炉１０を有し、各サイクロンに供給されるキルン排ガスの温度を上げている。
【００１１】
尚、４は、原料を粉砕するための粉砕機であり、通常、ボールミルが使用される。
【００１２】
また、４はロータリーキルン１より得られるセメントクリンカーを冷却するためのクーラーであり、１４は、上記クーラーで熱交換して加熱されたガスを仮焼炉３に供給するダクトである。
【００１３】
本発明において、上記焼成設備へのセレン汚染土壌の供給個所は特に制限されないが、好適な供給個所を例示すれば、キルンの窯尻ハウジング１１、ドライヤー３が挙げられる。また、場合によっては、仮焼炉１０にも供給することができる。
【００１４】
上記焼成設備への供給に際して、セレン汚染土壌は、適当な粒度に粉砕されることが好ましい。具体的には、必要に応じて、セレン汚染土壌から鉄等の金属塊を除去した後、必要に応じて、粗大岩石を除去し、また、平均粒子径約５０ｍｍ以下程度に粗砕を行い、次いで、セメント原料と同等のレベルまで、公知の手段で粉砕を行うことが好ましい。
【００１５】
尚、セレン含有土壌を前記ドライヤー３に供給する態様にあっては、その前に設けられる粉砕機４にセレン汚染土壌を供給して、原料と共に粉砕を行うことが推奨される。
【００１６】
本発明において、焼成設備に土壌と共に供給されたセレンは、ロータリーキルン１の窯尻から排ガスのダクト１３に至るキルン排ガスの流路中で、温度が７００〜１２００℃、特に、９００〜１０００℃である個所において、高濃度で存在することが確認された。
【００１７】
従って、本発明において、かかる温度領域のガスの一部を抽気し、冷却することにより、セレンを高濃度で含有するダストを得ることができる。因みに、セレン汚染土壌の１０倍以上、場合によっては、１００倍以上のセレン濃度を有するダストとすることができる。
【００１８】
そして、かかるダストを洗浄することにより、従来の汚染土壌を洗浄する場合に比べ、格段に少ない洗浄液で洗浄することにより、ダスト中のセレンを洗浄水中に回収することができ、ダストの固形分は、再度、焼成設備にリサイクルすることができる。
【００１９】
また、本発明の利点として、セレン汚染土壌の土壌部分は、セメント原料として有効に利用することができる点にある。
【００２０】
本発明において、前記焼成設備より抽気したガスの冷却は、セレン又はその化合物が凝縮し得る温度であればよく、一般に、２００℃以下に冷却すれば足りる。また、上記ダストの捕集は、サイクロンによって行うのが一般的である。更に、上記捕集されたダストの水洗方法は特に制限されないが、水中に分散せしめた後、濾過する方法が一般的である。
【００２１】
本発明において、上記水洗によって得られた洗浄水よりセレンを固形分として分離する方法は特に制限されないが、洗浄水中のセレンを予め還元処理した後、凝集剤により共沈せしめる方法が好ましい。また、その際、ｐＨは１０以下、好ましくは、３〜９に調整することが、還元作用を向上せしめるために好ましい。
【００２２】
上記中和処理に使用する酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等が好適に使用される。
【００２３】
また、上記還元処理において、還元剤は、公知のものが特に制限なく使用されるが、都市ゴミの焼却設備で生成する焼却灰、特に、ＣＯＤが高い飛灰が好適である。この焼却灰は、水洗前に前記ダストと混合することが好ましい。
【００２４】
また、凝集剤は、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、硫化ナトリウム、公知の高分子凝集剤等の凝集剤を単独で或いは２種以上を組み合わせて使用することができる。尚、洗浄水が、還元剤を含む場合は、上記塩化第一鉄、硫酸第一鉄は、塩化第二鉄、硫酸第二鉄を使用してもよい。
【００２５】
本発明において、上述した方法によって固形分として回収されたセレンは、精錬法などに精製して再使用することが好ましい。また、本発明の方法によれば、焼成設備に供給されたセレンは、他のクロム等の重金属とは異なり、得られるセメントクリンカーにも、また、ドライヤーを経て排出される排ガス中にも検出されない位、完全に系内に留まるため、上記固形分として回収されたセレンの一部又は全部を前記焼成設備にリサイクルし、その相当量は、焼成設備中に問題なく蓄積させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明より理解されるように、本発明によれば、セレン汚染土壌中のセレンを焼成設備において濃縮したダストとして得ることができるため、これを水洗して得られるセレン含有洗浄水よりセレンを極めて効率よく回収することができる。
【００２７】
また、土壌はセメントクリンカー製造用の原料として有効に使用することが可能であり、しかも、得られるセメントクリンカー中へのセレンの混入もない。
【００２８】
従って、従来の方法に比較して、セレン汚染土壌を確実に処理することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明するため、実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
尚、実施例において、各種測定は以下の方法によって行った。
（１）セメントクリンカー中のセレン濃度
セメントクリンカーを蛍光Ｘ線分析によって測定した。
（２）ドライヤー排ガス中のセレンの存在の確認
排ガス配管に設けられたコットレルの固形分を蛍光Ｘ線分析によって測定した。
【００３１】
実施例１
セレンを元素換算で土壌に係わる環境基準において、セレンを１ｍｇ／Ｌ溶出する汚染土壌を、磁選による除鉄後、平均粒子径４０ｍｍ程度に粗砕し、次いで、ボールミルにより平均粒子径１５０μｍに粉砕した。
【００３２】
次いで、上記セレン汚染土壌を図１で示される焼成設備（セメントクリンカー生産量約１００Ｔ／日）のドライヤー３に、２Ｔ／日の割合で連続供給した。
【００３３】
ガス温度９００℃の窯尻ハウジング１１の立上り部に抽気ダクト（図示せず）を設け、ガスの一部を抽気した。次いで、抽気ガスを１００℃に冷却し、ダストをバグフィルターによって回収した。
【００３４】
得られたダストの量は、３Ｔ／日であった。また、ダスト中のセレンの元素換算の量は、１０００ｐｐｍであった。
【００３５】
上記ダスト１００重量部に対して都市ゴミ焼却炉より得られた飛灰を４００重量部混合し、これを３０倍量の水で水洗した。得られた洗浄水に塩化第二鉄と塩酸との混合溶液を添加し、ｐＨを９に調整した。
【００３６】
上記処理により得られた洗浄水中のセレン濃度は、元素換算で検出下限の０．０３ｐｐｍ以下であった。
【００３７】
また、焼成設備より得られるセメントクリンカー中のセレン濃度は、検出下限の３ｐｐｍ以下であった。
【００３８】
更に、ドライヤー排ガス中には、セレンは検出されなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するためのセメントクリンカー製造用焼成設備の代表的な態様を示す概略図
【符号の説明】
１　ロータリーキルン
２　プレヒーター
３　ドライヤー
４　粉砕機
５　原料
６　サイクロン
７　原料供給管
８　ガスダクト
９　原料シュート
１０　仮焼炉
１１　窯尻ハウジング
１２　クーラー
１３　ダクト

Claims

セレン汚染土壌を、原料ドライヤー、プレヒーターを備えたロータリーキルンを有するセメントクリンカー製造用の焼成設備に供給してセメントクリンカーを製造すると共に、上記焼成設備内の温度７００〜１２００℃のガスの一部を抽気、冷却してセレンが濃縮されたダストを得た後、該ダストを水洗して、得られる洗浄水よりセレンを固形分として回収することを特徴とする汚染土壌の処理方法。
セレン汚染土壌をセメントクリンカー製造用の焼成設備のロータリーキルンの窯尻ハウジングに供給する請求項１記載の汚染土壌の処理方法。
セレン汚染土壌を原料ドライヤーに供給する請求項１記載の汚染土壌の処理方法。