JP2004033893A - 廃棄物の再資源化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】廃プラスチック等の焼却が困難な廃棄物と、飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物とを総合的に処理し再資源化することのできる方法を提供する。
【解決手段】（Ａ）焼却が困難な廃棄物を粉砕して、粉砕物を得る工程と、（Ｂ）飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の粉砕物と、工程（Ｂ）の固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）のキルン排ガスダストを、工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加える工程と、（Ｅ）工程（Ｂ）の液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する工程とを含む廃棄物の再資源化処理方法。
【選択図】 図１
【解決手段】（Ａ）焼却が困難な廃棄物を粉砕して、粉砕物を得る工程と、（Ｂ）飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の粉砕物と、工程（Ｂ）の固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）のキルン排ガスダストを、工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加える工程と、（Ｅ）工程（Ｂ）の液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する工程とを含む廃棄物の再資源化処理方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック、廃ガラス、シュレッダーダスト、汚染土壌、飛灰等の塩素、アルカリ金属、重金属、ダイオキシン等を含む各種の処理困難な廃棄物から、セメント原料等の有用な物質を回収するための廃棄物の再資源化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可燃性廃棄物（例えば、家庭等から出される可燃ゴミ）を焼却して得られる焼却飛灰や、溶融飛灰等の飛灰から、カルシウム分、重金属、塩化物等を分別して回収し、再資源化する技術が種々、提案されている。
例えば、特開２０００−２１２６５４号公報には、亜鉛等の重金属成分と塩素とを含む物質（例えば、飛灰）に、鉱酸を加えてスラリー化し、ｐＨを５以下に調整して塩素を溶解させる塩素溶解工程と、該塩素溶解工程のスラリーにアルカリ剤を添加してｐＨを１２以上に調整した後、固液分離することにより重金属含有澱物を塩素含有濾液から分離して回収する重金属含有澱物回収工程とからなることを特徴とする重金属と塩素を含有する物質からの重金属の回収方法が、記載されている。
【０００３】
特開２００１−１７９３９号公報には、セメントキルン排ガスダストを水洗処理し、得られた洗浄水をｐＨ７〜１０に調整した後、硫化剤を添加して、鉛等の重金属を回収することを含む第一段階と、第一段階における水洗処理後の脱水ケーキに、塩酸を添加して溶解浸出させ、この塩酸浸出液をｐＨ７〜１０に調整した後、硫化剤を添加して、鉛等の重金属を回収することを含む第二段階とからなるセメントキルン排ガスダストの処理方法が、記載されている。また、該公報には、第一段階において、重金属を除去した後の液体成分を加熱濃縮した後、冷却して塩化カリウムを析出させて回収することが、記載されている。さらに、該公報には、第二段階において重金属を回収した後の液体成分に硫酸を添加し、カルシウム分を石膏（硫酸カルシウム）として回収することが、記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、重金属及び塩素分を含む飛灰等から、セメント原料として用い得るカルシウム分や、非鉄精錬原料として用い得る重金属等を分別して回収する技術が、種々、提案されている。
しかし、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却処理が困難な廃棄物については、ＰＥＴ樹脂等のリサイクル可能な一部の樹脂を除いて、ゴミ処分場での埋め立て等によって処理されているのが現状である。
【０００５】
一方、可燃性廃棄物を焼却して得られる焼却飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化処理と、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却が困難な廃棄物の再資源化処理とを統合し、処理工程の簡素化及び効率化と、処理に要するコストの削減を図ることができれば、好都合である。
本発明は、このような現状に鑑みて、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却処理が困難な廃棄物の再資源化の処理工程と、焼却飛灰や溶融飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化の処理工程とを統合し、各種廃棄物の処理工程の簡素化及び効率化、更には、処理に要するコストの低減化を図ることのできる廃棄物の総合的な再資源化処理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】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物と、飛灰の如き可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後の残渣である固形分とを、加熱時に塩化揮発し易いように混合して、この混合物をキルン内で加熱処理し、カルシウム分を含む焼成残渣をセメント原料等として用いる一方、キルン排ガスから回収されるダストを、上記可溶性塩類を含む廃棄物に加えて、上記可溶性塩類を含む廃棄物と共に水洗処理する等の処理方法を採用することによって、焼却処理が困難な廃棄物と、可溶性塩類を含む廃棄物とを対象にした効率的で低コストの廃棄物の再資源化処理方法を実現することができることに想到し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明（請求項１）の廃棄物の再資源化処理方法は、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物（例えば、廃プラスチック、廃ガラス、シュレッダーダスト等）を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）飛灰の如き可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後、濾過等によって固液分離し、固形分（カルシウム分の一部及び重金属の一部を含むもの）と液分（カルシウム分の残部及び重金属の残部に加えて、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を含むもの）とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）上記廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、セメントクリンカ製造用ロータリーキルンの如きキルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダスト（具体的には、重金属やアルカリ金属が塩化物として揮発した成分を含むもの）と、カルシウム分及び他の成分（ケイ素、アルミニウム等）を含む焼成残渣（セメント原料）を得る加熱処理工程と、（Ｄ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の上記可溶性塩類を含む廃棄物に加えるダスト返送工程と、（Ｅ）上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属（非鉄精錬原料）と、カルシウム分（セメント原料）と、塩化物（化学肥料等の原料）とを分別して回収する分別回収工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
このような工程（Ａ）〜（Ｅ）からなる廃棄物の再資源化処理方法によれば、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物の再資源化と、飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化とを統合して、重金属、カルシウム分、塩化物の回収を効率的に行なうことができる。また、本発明の方法によれば、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で可溶性塩類を含む廃棄物を水洗処理して得られる塩素分を除去した固形分を、焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物と共にキルン内に投入しているため、キルン内の被加熱物（混合物）中の塩素の含有率を低減することができ、その結果、塩素量が過大であることによる運転上の障害が発生せず、キルン内における塩化揮発を安定的かつ円滑に行なうことができる。
【０００９】
本発明（請求項２）の廃棄物の再資源化処理方法は、上記ダスト返送工程（Ｄ）に代えて、（Ｆ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合し、次いで固液分離して、固形分と液分とを得た後、該固形分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分と共に上記加熱処理工程（Ｃ）に送り、かつ、該液分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分と共に上記分別回収工程（Ｅ）に送る酸処理工程を含むことを特徴とする。
このような工程（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｆ）、（Ｅ）からなる廃棄物の再資源化処理方法によれば、上述の廃棄物の再資源化処理方法（工程（Ａ）〜（Ｅ）からなるもの）の利点に加えて、キルン排ガスダストの酸処理を行なう酸処理工程（Ｆ）を備えることによって、キルンの揮発成分（キルン排ガスダスト）に含まれる重金属のうち、ｐＨがアルカリ領域にあったのでは溶出が困難な銅及び亜鉛を、酸性に調整した液分中に溶出させて、銅、亜鉛、鉛等の重金属を分別回収工程（Ｅ）において効率的に回収することができる。
上記塩素及びアルカリ金属の量の調整は、例えば、上記混合物中の塩素を含む廃棄物とアルカリ金属を含む廃棄物の配合量を調整することによって行なうことができる（請求項３）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法の一例を、図面に基づいて説明する。図１は、廃棄物の再資源化処理方法（キルンの揮発成分を、飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物に加えるダスト返送工程（Ｄ）を有するもの；以下、「第一の処理方法」ともいう。）の一例を示すフロー図、図２は、廃棄物の再資源化処理方法（キルン排ガスダストを酸処理する酸処理工程を有するもの；以下、「第二の処理方法」ともいう。）の一例を示すフロー図である。
【００１１】
本発明の第一の処理方法は、図１に示すように、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）可溶性塩類を含む廃棄物（本明細書中において、可溶性塩類含有廃棄物ともいう。）を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る加熱処理工程と、（Ｄ）加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加えるダスト返送工程と、（Ｅ）可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する分別回収工程とからなるものである。
【００１２】
以下、各工程を説明する。
［Ａ．廃棄物前処理工程］
焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る工程である。
焼却処理が困難な廃棄物の具体例としては、例えば、廃プラスチック（具体的には、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、硬質または軟質の塩化ビニル樹脂等からなる成形体等）、廃ガラス、陶器、各種シュレッダーダスト（具体的には、廃車両を粉砕してなるシュレッダーダストや、廃家電製品を粉砕してなるシュレッダーダスト等）、建設系混合廃棄物（建築物を解体した際に発生する石膏ボード等を含む廃棄物）、合成樹脂被覆電線、汚染土壌（例えば、重金属やダイオキシン等で汚染された土壌）等が挙げられる。
【００１３】
焼却処理が困難な廃棄物に含まれる元素としては、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、塩素、ナトリウム、カリウム、銅、鉛、亜鉛等が挙げられる。
これらの元素の含有率は、焼却処理が困難な廃棄物の種類等によって異なる。例えば、焼却処理が困難な廃棄物中の塩化ビニル樹脂やポリ塩化ビニリデン樹脂等の塩素含有樹脂の割合が大きい場合は、当該廃棄物中の塩素の含有率が大きくなる。また、焼却処理が困難な廃棄物中の廃ガラスの割合が大きい場合は、当該廃棄物中のケイ素やナトリウム等の含有率が大きくなる。焼却処理が困難な廃棄物中のシュレッダーダストの割合が大きい場合は、当該廃棄物中の金属（例えば、アルミニウム）の含有率が大きくなる。
焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物の平均粒径は、キルン内で焼成することのできる程度の大きさであればよく、材質の種類によっても異なるが、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以下である。
粉砕手段としては、例えば、ポットミル、振動ミル、ローラーミル、ボールミル、衝突式のジェット粉砕機、ターボ粉砕機等が挙げられる。
粉砕物の寸法が比較的大きい場合には、キルンで加熱処理後の焼成残渣が、粒状物として得られることがある。この粒状物は、重金属や塩素分が除去されており、骨材として再資源化することができる。
【００１４】
［Ｂ．可溶性塩類含有廃棄物水洗工程］
飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後、濾過等によって固液分離し、固形分と液分とを得る工程である。
ここで、「飛灰」の語は、ゴミや下水汚泥等の焼却設備から排出される焼却飛灰や、焼却灰等の溶融設備から排出される溶融飛灰や、セメント製造工程から抽気される塩素バイパスダストや、エコセメント製造におけるバグフィルターダスト等を包含するものとして用いられる。
飛灰は、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、塩素、ナトリウム、カリウム、銅、鉛、亜鉛等の元素を含む。
飛灰に含まれる各種元素の組成割合は、飛灰の種類によって異なる。例えば、溶融飛灰の平均的な成分組成は、カルシウム３０重量％、ナトリウム９重量％、カリウム１０重量％、鉛１．６重量％、亜鉛５．４重量％、塩素２４重量％（ただし、塩素を除き、酸化物換算での重量割合を示す。）である。
【００１５】
本工程は、例えば、飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物と、水を、固液比（スラリー１リットル中の可溶性塩類含有廃棄物の質量）で好ましくは１００〜６００ｇ／リットルになるように撹拌混合してスラリーとした後、このスラリーを濾過して、固形分と液分を得ることによって行なわれる。該固液比が１００ｇ／リットル未満では、混合槽の容積が大きくなるばかりでなく、固液分離に要する時間が増大し、処理の効率が低下するので、好ましくない。該固液比が６００ｇ／リットルを超えると、固形分に含まれる各種の水溶性成分を液中に十分に溶出させることが困難になり、好ましくない。
【００１６】
飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物と、水とからなるスラリーのｐＨは、例えば、１１〜１２程度である。ｐＨがこの数値範囲付近では、銅及び亜鉛の溶出率が小さいため、必要に応じて塩酸等の酸を加えて、スラリーのｐＨを下げ、銅及び亜鉛の溶出率を高めるようにするのが好ましい。
可溶性塩類含有廃棄物と水を撹拌する時間は、スラリーの量や固液比によっても異なるが、例えば、１０〜４０分間程度である。
なお、液中のカルシウムイオン濃度が高いと、鉛の溶出率が高くなる。この観点から、カルシウムイオン濃度は、好ましくは４５ｇ／リットル以上である。本発明においては、鉛の溶出率を高めるために、塩化カルシウム等の水溶性カルシウム塩を、必要に応じて添加することができる。
撹拌後のスラリーは、濾過等によって固液分離する。固液分離の手段としては、例えば、ベルトフィルター、フィルタープレス等が挙げられる。
固液分離後の固形分は、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、銅、亜鉛、鉛等を含む。液分は、例えば、ナトリウム、カリウム、塩素（塩化物イオン）、カルシウム、銅、亜鉛、鉛等を含む。
【００１７】
［Ｃ．加熱処理工程］
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る工程である。
本工程（Ｃ）においては、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分中の重金属（すなわち、ガラス質粒子に包含されているものや、不溶性の複塩を形成しているものであって、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で液中に溶出せずに、固形分中に残ったもの）は、キルン内の高温処理によって分解して揮発し、液中に溶出し易い形態（塩化物）に変化する。そのため、これらの重金属は、後工程の水洗処理（すなわち、ダスト返送工程（Ｄ）の後の水洗処理）によって、液中に高い溶出率で溶出することができる。
一方、廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物は、塩素含有率が高い場合、仮に、可溶性塩類を含む廃棄物（例えば、飛灰）に由来する固形分を加えなければ、キルン内で加熱処理するに際して、当該粉砕物の溶融を防止してキルンの運転の安定を図るために、天然原料である石灰や粘土等を添加する必要がある。この点、本工程（Ｃ）においては、可溶性塩類を含む廃棄物に由来する固形分（塩素分等を除去したカルシウム等からなるもの）を加えているので、廃棄物粉砕工程（Ａ）で得られた粉砕物中の塩素含有率が高い場合であっても、系外から石灰や粘土等を添加する必要がなく、効率的に処理を行なうことができる。
【００１８】
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分との混合は、単に両者を加え合わせるだけでなく、均一な状態になるように撹拌することが望ましい。その理由は、次の通りである。
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物は、塩素含有樹脂等を含むことによって、比較的高い含有率で塩素を含む場合がある。一方、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた廃棄物の水洗処理後の固形分は、可溶性の塩素分が液分中に溶出しているため、塩素の含有率が小さい。仮に、廃棄物前処理工程（Ａ）の粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の固形分とを十分に撹拌混合せずに、キルン内に投入すれば、キルン内で加熱される被処理物（混合物）に含まれる塩素の含有率が大きく変動するため、キルン内における塩化揮発現象（重金属が塩素分と共に揮発する現象）が安定的に起きなくなり、処理効率が低下するおそれがある。特に、塩素の含有率が比較的高い被処理物（例えば、大部分が塩素含有樹脂の粉砕物からなる被処理物）をキルン内で加熱した場合においては、塩化揮発現象が起きる前に、被処理物の溶融が起き、その結果、塩化揮発現象が阻害されるばかりか、キルンの運転に支障をきたすおそれがある。したがって、廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分は、良く撹拌混合して、当該混合物中の塩素分濃度を均一化することが望ましい。
【００１９】
工程（Ａ）で得られた粉砕物と、工程（Ｂ）で得られた固形分との配合割合は、特に限定されないが、例えば、質量比で１０：１〜１：１０である。
工程（Ａ）で得られた粉砕物と、工程（Ｂ）で得られた固形分との混合物は、キルン内で塩化揮発し易いように、当該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整した上で、キルン内に投入される。
このように混合物中の塩素及びアルカリ金属の量を調整するには、例えば、キルン内に投入される混合物中の塩素を含む廃棄物（例えば、塩化ビニル樹脂等）と、アルカリ金属を含む廃棄物（例えば、廃ガラス等）の量を適宜、調整すればよい。なお、塩素を含む廃棄物やアルカリ金属を含む廃棄物を、キルン内に追加投入するなどの方法を採っても差し支えない。
加熱手段としてのキルンの具体例としては、例えば、セメントクリンカ製造用のロータリーキルン等が挙げられる。このように既存の設備を利用することによって、本発明の実施に要するコストを抑えることができる。
キルン内の加熱温度は、好ましくは１，０００〜１，５００℃、より好ましくは１，１００〜１，４００℃である。該温度が１，０００℃未満では、塩化揮発現象が十分に起きず、重金属、アルカリ金属及び塩素が十分に揮発せず、該温度が１，５００℃を超えると、エネルギー量が過大になり、コストが増大する。
【００２０】
キルン排ガスダストは、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属や、銅、亜鉛、鉛等の重金属や、塩素を含む。キルン排ガスダストは、後述のように、ダスト返送工程（Ｄ）によって、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における水洗前の可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）に添加される。
一方、揮発せずにキルン内に焼成残渣として残る固体は、カルシウム分、ケイ素分、アルミニウム等を含むものであり、有害な重金属や塩素分が除去されているため、セメント原料や骨材等として再資源化することができる。
【００２１】
［Ｄ．ダスト返送工程］
加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）に加える工程である。
本発明においては、キルン排ガスダストを、水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加えることによって、焼却処理が困難な廃棄物に由来する塩素分、ナトリウム、カリウム、重金属（例えば、銅、亜鉛、鉛）等を、可溶性塩類を含む廃棄物中の塩素分、ナトリウム、カリウム、重金属（例えば、銅、亜鉛、鉛）等と共に液中に溶出させることができ、効率的な処理を低コストで実現することができる。
【００２２】
［Ｅ．分別回収工程］
可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分（濾液）から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する工程である。
本工程は、例えば、図１に示すように、重金属回収処理、カルシウム回収処理、塩化物回収処理の順に配置された一連の処理操作からなる。
重金属回収処理は、例えば、可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後の液分に、硫化剤を添加した後、濾過等によって固液分離することによって行なわれる。硫化剤の具体例としては、例えば、水硫化ソーダ（ＮａＨＳ）、硫化ソーダ（Ｎａ２Ｓ）等が挙げられる。硫化剤を添加することによって、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化銅（ＣｕＳ）等を沈澱物として得ることができる。
【００２３】
硫化剤を添加する際の濾液のｐＨは、６．５〜８．０、好ましくは６．８〜７．７に調整される。該ｐＨが６．５未満では、液中の亜鉛の硫化反応が不十分となり、硫化亜鉛の生成量が少なくなって、亜鉛の回収率が低下する。該ｐＨが８．０を超えると、液中に溶出せずに固形分（水酸化物）として残留するカルシウム分の量が増加し、重金属とカルシウム分の分離が不十分になる。また、重金属が、硫化物でなく水酸化物として固形分中に存在するようになるため、この重金属の水酸化物が、液中に溶出した塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を取り込み、固形分中の重金属以外の成分（塩化物イオン、ナトリウムイオン等）の含有量が増加し、非鉄精錬原料としての固形分の価値が低下する。
なお、ｐＨの調整は、塩酸等の酸や、水酸化ナトリウム等のアルカリ化剤を用いて行なえばよい。
【００２４】
カルシウム回収処理は、例えば、重金属を除去した後の濾液に、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を加えて、ｐＨを好ましくは１２．５以上、より好ましくは１３．０以上に調整し、水酸化カルシウムの沈澱を生成させた後、濾過等によって固液分離することによって行なわれる。
【００２５】
塩化物回収処理は、例えば、晶析法によって行なわれる。すなわち、まず、膜処理または蒸発によって、塩化物の析出に適する濃度まで、上述のカルシウム回収処理後の濾液を濃縮させる。その後、濾液を減圧下で加熱して、液分を蒸発させる。その際、濾液の温度を変化させれば、結晶析出温度の差異に基づいて、各種の塩化物を分別して析出させることができる。例えば、塩化ナトリウムと塩化カリウムを分別して回収するには、まず、濾液の温度を５０℃以上にして、塩化ナトリウムを析出させて、これを濾別し回収した後、濾液の温度を３０℃以下に冷却して、塩化カリウムを析出させて、これを濾別し回収すればよい。
晶析法によって蒸発させて得られる蒸留水は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における可溶性塩類を含む廃棄物の洗浄水として用いることができる。
【００２６】
本発明の第二の処理方法は、図２に示すように、本発明の第一の処理方法において、ダスト返送工程（Ｄ）を酸処理工程（Ｆ）に置換したものであって、すなわち、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る加熱処理工程と、（Ｆ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合し、次いで固液分離して、固形分と液分とを得た後、該固形分を、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の固形分と共に加熱処理工程（Ｃ）に送り、かつ、該液分を、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の液分と共に分別回収工程（Ｅ）に送る酸処理工程と、（Ｅ）可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する分別回収工程とからなるものである。
これらの工程のうち、工程（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｅ）については、本発明の第一の処理方法と同様であるので、説明を省略する。以下、酸処理工程（Ｆ）について説明する。
【００２７】
［Ｆ．酸処理工程］
本工程では、まず、加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合して、スラリーを調製する。
本発明では、キルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合することによって、銅、亜鉛等の重金属を液中に溶出させることができる。なお、キルン排ガスダスト中の重金属は、上述のように、キルン内の揮発成分であって塩化物の形態で存在するため、水中に溶出し易いものである。
ここで、重金属を溶出させるための酸の具体例としては、例えば、塩酸等が挙げられる。
酸を添加することによって、スラリーのｐＨを好ましくは１．５〜４．０、より好ましくは２．０〜３．０に調整する。該ｐＨを４．０以下に調整することによって、銅、亜鉛等の重金属を液中に高い溶出率で溶出させることができる。また、該ｐＨを１．５以上に調整することによって、酸を過大な量で使用することによるコストの増大を避けることができる。
【００２８】
次に、スラリーを濾過等によって固液分離して、固形分と液分とを得る。
このうち、固形分は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で固液分離して得られた固形分と共に、加熱処理工程（Ｃ）に送られる。
一方、液分は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で固液分離して得られた液分と共に、分別回収工程（Ｅ）に送られる。
加熱処理工程（Ｃ）以降の処理方法、及び分別回収工程（Ｅ）以降の処理方法は、上述の第一の処理方法におけるものと同様である。
分別回収工程（Ｅ）における塩化物回収処理（晶析法）の際に得られる蒸留水は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）の洗浄水として用い得る他、酸処理工程（Ｆ）におけるキルン排ガスダストのスラリー化用水（酸を溶解するための水）として用いることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の廃棄物の再資源化処理方法によれば、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物と、飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物とを対象にして、薬剤の使用量を抑制した簡素な処理工程によって、低コストで効率的に処理を行ない、非鉄精錬原料として用い得る重金属や、セメント原料として用い得るカルシウム分や、工業原料として用いられる塩化ナトリウム等を分別して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物の再資源化方法の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の廃棄物の再資源化方法の他の例を示すフロー図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック、廃ガラス、シュレッダーダスト、汚染土壌、飛灰等の塩素、アルカリ金属、重金属、ダイオキシン等を含む各種の処理困難な廃棄物から、セメント原料等の有用な物質を回収するための廃棄物の再資源化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可燃性廃棄物（例えば、家庭等から出される可燃ゴミ）を焼却して得られる焼却飛灰や、溶融飛灰等の飛灰から、カルシウム分、重金属、塩化物等を分別して回収し、再資源化する技術が種々、提案されている。
例えば、特開２０００−２１２６５４号公報には、亜鉛等の重金属成分と塩素とを含む物質（例えば、飛灰）に、鉱酸を加えてスラリー化し、ｐＨを５以下に調整して塩素を溶解させる塩素溶解工程と、該塩素溶解工程のスラリーにアルカリ剤を添加してｐＨを１２以上に調整した後、固液分離することにより重金属含有澱物を塩素含有濾液から分離して回収する重金属含有澱物回収工程とからなることを特徴とする重金属と塩素を含有する物質からの重金属の回収方法が、記載されている。
【０００３】
特開２００１−１７９３９号公報には、セメントキルン排ガスダストを水洗処理し、得られた洗浄水をｐＨ７〜１０に調整した後、硫化剤を添加して、鉛等の重金属を回収することを含む第一段階と、第一段階における水洗処理後の脱水ケーキに、塩酸を添加して溶解浸出させ、この塩酸浸出液をｐＨ７〜１０に調整した後、硫化剤を添加して、鉛等の重金属を回収することを含む第二段階とからなるセメントキルン排ガスダストの処理方法が、記載されている。また、該公報には、第一段階において、重金属を除去した後の液体成分を加熱濃縮した後、冷却して塩化カリウムを析出させて回収することが、記載されている。さらに、該公報には、第二段階において重金属を回収した後の液体成分に硫酸を添加し、カルシウム分を石膏（硫酸カルシウム）として回収することが、記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、重金属及び塩素分を含む飛灰等から、セメント原料として用い得るカルシウム分や、非鉄精錬原料として用い得る重金属等を分別して回収する技術が、種々、提案されている。
しかし、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却処理が困難な廃棄物については、ＰＥＴ樹脂等のリサイクル可能な一部の樹脂を除いて、ゴミ処分場での埋め立て等によって処理されているのが現状である。
【０００５】
一方、可燃性廃棄物を焼却して得られる焼却飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化処理と、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却が困難な廃棄物の再資源化処理とを統合し、処理工程の簡素化及び効率化と、処理に要するコストの削減を図ることができれば、好都合である。
本発明は、このような現状に鑑みて、廃プラスチックや廃ガラス等の焼却処理が困難な廃棄物の再資源化の処理工程と、焼却飛灰や溶融飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化の処理工程とを統合し、各種廃棄物の処理工程の簡素化及び効率化、更には、処理に要するコストの低減化を図ることのできる廃棄物の総合的な再資源化処理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】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物と、飛灰の如き可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後の残渣である固形分とを、加熱時に塩化揮発し易いように混合して、この混合物をキルン内で加熱処理し、カルシウム分を含む焼成残渣をセメント原料等として用いる一方、キルン排ガスから回収されるダストを、上記可溶性塩類を含む廃棄物に加えて、上記可溶性塩類を含む廃棄物と共に水洗処理する等の処理方法を採用することによって、焼却処理が困難な廃棄物と、可溶性塩類を含む廃棄物とを対象にした効率的で低コストの廃棄物の再資源化処理方法を実現することができることに想到し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明（請求項１）の廃棄物の再資源化処理方法は、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物（例えば、廃プラスチック、廃ガラス、シュレッダーダスト等）を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）飛灰の如き可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後、濾過等によって固液分離し、固形分（カルシウム分の一部及び重金属の一部を含むもの）と液分（カルシウム分の残部及び重金属の残部に加えて、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を含むもの）とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）上記廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、セメントクリンカ製造用ロータリーキルンの如きキルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダスト（具体的には、重金属やアルカリ金属が塩化物として揮発した成分を含むもの）と、カルシウム分及び他の成分（ケイ素、アルミニウム等）を含む焼成残渣（セメント原料）を得る加熱処理工程と、（Ｄ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の上記可溶性塩類を含む廃棄物に加えるダスト返送工程と、（Ｅ）上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属（非鉄精錬原料）と、カルシウム分（セメント原料）と、塩化物（化学肥料等の原料）とを分別して回収する分別回収工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
このような工程（Ａ）〜（Ｅ）からなる廃棄物の再資源化処理方法によれば、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物の再資源化と、飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物の再資源化とを統合して、重金属、カルシウム分、塩化物の回収を効率的に行なうことができる。また、本発明の方法によれば、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で可溶性塩類を含む廃棄物を水洗処理して得られる塩素分を除去した固形分を、焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物と共にキルン内に投入しているため、キルン内の被加熱物（混合物）中の塩素の含有率を低減することができ、その結果、塩素量が過大であることによる運転上の障害が発生せず、キルン内における塩化揮発を安定的かつ円滑に行なうことができる。
【０００９】
本発明（請求項２）の廃棄物の再資源化処理方法は、上記ダスト返送工程（Ｄ）に代えて、（Ｆ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合し、次いで固液分離して、固形分と液分とを得た後、該固形分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分と共に上記加熱処理工程（Ｃ）に送り、かつ、該液分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分と共に上記分別回収工程（Ｅ）に送る酸処理工程を含むことを特徴とする。
このような工程（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｆ）、（Ｅ）からなる廃棄物の再資源化処理方法によれば、上述の廃棄物の再資源化処理方法（工程（Ａ）〜（Ｅ）からなるもの）の利点に加えて、キルン排ガスダストの酸処理を行なう酸処理工程（Ｆ）を備えることによって、キルンの揮発成分（キルン排ガスダスト）に含まれる重金属のうち、ｐＨがアルカリ領域にあったのでは溶出が困難な銅及び亜鉛を、酸性に調整した液分中に溶出させて、銅、亜鉛、鉛等の重金属を分別回収工程（Ｅ）において効率的に回収することができる。
上記塩素及びアルカリ金属の量の調整は、例えば、上記混合物中の塩素を含む廃棄物とアルカリ金属を含む廃棄物の配合量を調整することによって行なうことができる（請求項３）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法の一例を、図面に基づいて説明する。図１は、廃棄物の再資源化処理方法（キルンの揮発成分を、飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物に加えるダスト返送工程（Ｄ）を有するもの；以下、「第一の処理方法」ともいう。）の一例を示すフロー図、図２は、廃棄物の再資源化処理方法（キルン排ガスダストを酸処理する酸処理工程を有するもの；以下、「第二の処理方法」ともいう。）の一例を示すフロー図である。
【００１１】
本発明の第一の処理方法は、図１に示すように、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）可溶性塩類を含む廃棄物（本明細書中において、可溶性塩類含有廃棄物ともいう。）を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る加熱処理工程と、（Ｄ）加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加えるダスト返送工程と、（Ｅ）可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する分別回収工程とからなるものである。
【００１２】
以下、各工程を説明する。
［Ａ．廃棄物前処理工程］
焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る工程である。
焼却処理が困難な廃棄物の具体例としては、例えば、廃プラスチック（具体的には、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、硬質または軟質の塩化ビニル樹脂等からなる成形体等）、廃ガラス、陶器、各種シュレッダーダスト（具体的には、廃車両を粉砕してなるシュレッダーダストや、廃家電製品を粉砕してなるシュレッダーダスト等）、建設系混合廃棄物（建築物を解体した際に発生する石膏ボード等を含む廃棄物）、合成樹脂被覆電線、汚染土壌（例えば、重金属やダイオキシン等で汚染された土壌）等が挙げられる。
【００１３】
焼却処理が困難な廃棄物に含まれる元素としては、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、塩素、ナトリウム、カリウム、銅、鉛、亜鉛等が挙げられる。
これらの元素の含有率は、焼却処理が困難な廃棄物の種類等によって異なる。例えば、焼却処理が困難な廃棄物中の塩化ビニル樹脂やポリ塩化ビニリデン樹脂等の塩素含有樹脂の割合が大きい場合は、当該廃棄物中の塩素の含有率が大きくなる。また、焼却処理が困難な廃棄物中の廃ガラスの割合が大きい場合は、当該廃棄物中のケイ素やナトリウム等の含有率が大きくなる。焼却処理が困難な廃棄物中のシュレッダーダストの割合が大きい場合は、当該廃棄物中の金属（例えば、アルミニウム）の含有率が大きくなる。
焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物の平均粒径は、キルン内で焼成することのできる程度の大きさであればよく、材質の種類によっても異なるが、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以下である。
粉砕手段としては、例えば、ポットミル、振動ミル、ローラーミル、ボールミル、衝突式のジェット粉砕機、ターボ粉砕機等が挙げられる。
粉砕物の寸法が比較的大きい場合には、キルンで加熱処理後の焼成残渣が、粒状物として得られることがある。この粒状物は、重金属や塩素分が除去されており、骨材として再資源化することができる。
【００１４】
［Ｂ．可溶性塩類含有廃棄物水洗工程］
飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後、濾過等によって固液分離し、固形分と液分とを得る工程である。
ここで、「飛灰」の語は、ゴミや下水汚泥等の焼却設備から排出される焼却飛灰や、焼却灰等の溶融設備から排出される溶融飛灰や、セメント製造工程から抽気される塩素バイパスダストや、エコセメント製造におけるバグフィルターダスト等を包含するものとして用いられる。
飛灰は、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、塩素、ナトリウム、カリウム、銅、鉛、亜鉛等の元素を含む。
飛灰に含まれる各種元素の組成割合は、飛灰の種類によって異なる。例えば、溶融飛灰の平均的な成分組成は、カルシウム３０重量％、ナトリウム９重量％、カリウム１０重量％、鉛１．６重量％、亜鉛５．４重量％、塩素２４重量％（ただし、塩素を除き、酸化物換算での重量割合を示す。）である。
【００１５】
本工程は、例えば、飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物と、水を、固液比（スラリー１リットル中の可溶性塩類含有廃棄物の質量）で好ましくは１００〜６００ｇ／リットルになるように撹拌混合してスラリーとした後、このスラリーを濾過して、固形分と液分を得ることによって行なわれる。該固液比が１００ｇ／リットル未満では、混合槽の容積が大きくなるばかりでなく、固液分離に要する時間が増大し、処理の効率が低下するので、好ましくない。該固液比が６００ｇ／リットルを超えると、固形分に含まれる各種の水溶性成分を液中に十分に溶出させることが困難になり、好ましくない。
【００１６】
飛灰の如き可溶性塩類含有廃棄物と、水とからなるスラリーのｐＨは、例えば、１１〜１２程度である。ｐＨがこの数値範囲付近では、銅及び亜鉛の溶出率が小さいため、必要に応じて塩酸等の酸を加えて、スラリーのｐＨを下げ、銅及び亜鉛の溶出率を高めるようにするのが好ましい。
可溶性塩類含有廃棄物と水を撹拌する時間は、スラリーの量や固液比によっても異なるが、例えば、１０〜４０分間程度である。
なお、液中のカルシウムイオン濃度が高いと、鉛の溶出率が高くなる。この観点から、カルシウムイオン濃度は、好ましくは４５ｇ／リットル以上である。本発明においては、鉛の溶出率を高めるために、塩化カルシウム等の水溶性カルシウム塩を、必要に応じて添加することができる。
撹拌後のスラリーは、濾過等によって固液分離する。固液分離の手段としては、例えば、ベルトフィルター、フィルタープレス等が挙げられる。
固液分離後の固形分は、例えば、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、銅、亜鉛、鉛等を含む。液分は、例えば、ナトリウム、カリウム、塩素（塩化物イオン）、カルシウム、銅、亜鉛、鉛等を含む。
【００１７】
［Ｃ．加熱処理工程］
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る工程である。
本工程（Ｃ）においては、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分中の重金属（すなわち、ガラス質粒子に包含されているものや、不溶性の複塩を形成しているものであって、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で液中に溶出せずに、固形分中に残ったもの）は、キルン内の高温処理によって分解して揮発し、液中に溶出し易い形態（塩化物）に変化する。そのため、これらの重金属は、後工程の水洗処理（すなわち、ダスト返送工程（Ｄ）の後の水洗処理）によって、液中に高い溶出率で溶出することができる。
一方、廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物は、塩素含有率が高い場合、仮に、可溶性塩類を含む廃棄物（例えば、飛灰）に由来する固形分を加えなければ、キルン内で加熱処理するに際して、当該粉砕物の溶融を防止してキルンの運転の安定を図るために、天然原料である石灰や粘土等を添加する必要がある。この点、本工程（Ｃ）においては、可溶性塩類を含む廃棄物に由来する固形分（塩素分等を除去したカルシウム等からなるもの）を加えているので、廃棄物粉砕工程（Ａ）で得られた粉砕物中の塩素含有率が高い場合であっても、系外から石灰や粘土等を添加する必要がなく、効率的に処理を行なうことができる。
【００１８】
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分との混合は、単に両者を加え合わせるだけでなく、均一な状態になるように撹拌することが望ましい。その理由は、次の通りである。
廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた焼却処理が困難な廃棄物の粉砕物は、塩素含有樹脂等を含むことによって、比較的高い含有率で塩素を含む場合がある。一方、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた廃棄物の水洗処理後の固形分は、可溶性の塩素分が液分中に溶出しているため、塩素の含有率が小さい。仮に、廃棄物前処理工程（Ａ）の粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の固形分とを十分に撹拌混合せずに、キルン内に投入すれば、キルン内で加熱される被処理物（混合物）に含まれる塩素の含有率が大きく変動するため、キルン内における塩化揮発現象（重金属が塩素分と共に揮発する現象）が安定的に起きなくなり、処理効率が低下するおそれがある。特に、塩素の含有率が比較的高い被処理物（例えば、大部分が塩素含有樹脂の粉砕物からなる被処理物）をキルン内で加熱した場合においては、塩化揮発現象が起きる前に、被処理物の溶融が起き、その結果、塩化揮発現象が阻害されるばかりか、キルンの運転に支障をきたすおそれがある。したがって、廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分は、良く撹拌混合して、当該混合物中の塩素分濃度を均一化することが望ましい。
【００１９】
工程（Ａ）で得られた粉砕物と、工程（Ｂ）で得られた固形分との配合割合は、特に限定されないが、例えば、質量比で１０：１〜１：１０である。
工程（Ａ）で得られた粉砕物と、工程（Ｂ）で得られた固形分との混合物は、キルン内で塩化揮発し易いように、当該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整した上で、キルン内に投入される。
このように混合物中の塩素及びアルカリ金属の量を調整するには、例えば、キルン内に投入される混合物中の塩素を含む廃棄物（例えば、塩化ビニル樹脂等）と、アルカリ金属を含む廃棄物（例えば、廃ガラス等）の量を適宜、調整すればよい。なお、塩素を含む廃棄物やアルカリ金属を含む廃棄物を、キルン内に追加投入するなどの方法を採っても差し支えない。
加熱手段としてのキルンの具体例としては、例えば、セメントクリンカ製造用のロータリーキルン等が挙げられる。このように既存の設備を利用することによって、本発明の実施に要するコストを抑えることができる。
キルン内の加熱温度は、好ましくは１，０００〜１，５００℃、より好ましくは１，１００〜１，４００℃である。該温度が１，０００℃未満では、塩化揮発現象が十分に起きず、重金属、アルカリ金属及び塩素が十分に揮発せず、該温度が１，５００℃を超えると、エネルギー量が過大になり、コストが増大する。
【００２０】
キルン排ガスダストは、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属や、銅、亜鉛、鉛等の重金属や、塩素を含む。キルン排ガスダストは、後述のように、ダスト返送工程（Ｄ）によって、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における水洗前の可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）に添加される。
一方、揮発せずにキルン内に焼成残渣として残る固体は、カルシウム分、ケイ素分、アルミニウム等を含むものであり、有害な重金属や塩素分が除去されているため、セメント原料や骨材等として再資源化することができる。
【００２１】
［Ｄ．ダスト返送工程］
加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）に加える工程である。
本発明においては、キルン排ガスダストを、水洗前の可溶性塩類含有廃棄物に加えることによって、焼却処理が困難な廃棄物に由来する塩素分、ナトリウム、カリウム、重金属（例えば、銅、亜鉛、鉛）等を、可溶性塩類を含む廃棄物中の塩素分、ナトリウム、カリウム、重金属（例えば、銅、亜鉛、鉛）等と共に液中に溶出させることができ、効率的な処理を低コストで実現することができる。
【００２２】
［Ｅ．分別回収工程］
可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分（濾液）から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する工程である。
本工程は、例えば、図１に示すように、重金属回収処理、カルシウム回収処理、塩化物回収処理の順に配置された一連の処理操作からなる。
重金属回収処理は、例えば、可溶性塩類含有廃棄物を水洗した後の液分に、硫化剤を添加した後、濾過等によって固液分離することによって行なわれる。硫化剤の具体例としては、例えば、水硫化ソーダ（ＮａＨＳ）、硫化ソーダ（Ｎａ２Ｓ）等が挙げられる。硫化剤を添加することによって、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化銅（ＣｕＳ）等を沈澱物として得ることができる。
【００２３】
硫化剤を添加する際の濾液のｐＨは、６．５〜８．０、好ましくは６．８〜７．７に調整される。該ｐＨが６．５未満では、液中の亜鉛の硫化反応が不十分となり、硫化亜鉛の生成量が少なくなって、亜鉛の回収率が低下する。該ｐＨが８．０を超えると、液中に溶出せずに固形分（水酸化物）として残留するカルシウム分の量が増加し、重金属とカルシウム分の分離が不十分になる。また、重金属が、硫化物でなく水酸化物として固形分中に存在するようになるため、この重金属の水酸化物が、液中に溶出した塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を取り込み、固形分中の重金属以外の成分（塩化物イオン、ナトリウムイオン等）の含有量が増加し、非鉄精錬原料としての固形分の価値が低下する。
なお、ｐＨの調整は、塩酸等の酸や、水酸化ナトリウム等のアルカリ化剤を用いて行なえばよい。
【００２４】
カルシウム回収処理は、例えば、重金属を除去した後の濾液に、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を加えて、ｐＨを好ましくは１２．５以上、より好ましくは１３．０以上に調整し、水酸化カルシウムの沈澱を生成させた後、濾過等によって固液分離することによって行なわれる。
【００２５】
塩化物回収処理は、例えば、晶析法によって行なわれる。すなわち、まず、膜処理または蒸発によって、塩化物の析出に適する濃度まで、上述のカルシウム回収処理後の濾液を濃縮させる。その後、濾液を減圧下で加熱して、液分を蒸発させる。その際、濾液の温度を変化させれば、結晶析出温度の差異に基づいて、各種の塩化物を分別して析出させることができる。例えば、塩化ナトリウムと塩化カリウムを分別して回収するには、まず、濾液の温度を５０℃以上にして、塩化ナトリウムを析出させて、これを濾別し回収した後、濾液の温度を３０℃以下に冷却して、塩化カリウムを析出させて、これを濾別し回収すればよい。
晶析法によって蒸発させて得られる蒸留水は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における可溶性塩類を含む廃棄物の洗浄水として用いることができる。
【００２６】
本発明の第二の処理方法は、図２に示すように、本発明の第一の処理方法において、ダスト返送工程（Ｄ）を酸処理工程（Ｆ）に置換したものであって、すなわち、（Ａ）焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、（Ｂ）可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、（Ｃ）廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、キルン内で該混合物を加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る加熱処理工程と、（Ｆ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合し、次いで固液分離して、固形分と液分とを得た後、該固形分を、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の固形分と共に加熱処理工程（Ｃ）に送り、かつ、該液分を、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の液分と共に分別回収工程（Ｅ）に送る酸処理工程と、（Ｅ）可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する分別回収工程とからなるものである。
これらの工程のうち、工程（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｅ）については、本発明の第一の処理方法と同様であるので、説明を省略する。以下、酸処理工程（Ｆ）について説明する。
【００２７】
［Ｆ．酸処理工程］
本工程では、まず、加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合して、スラリーを調製する。
本発明では、キルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合することによって、銅、亜鉛等の重金属を液中に溶出させることができる。なお、キルン排ガスダスト中の重金属は、上述のように、キルン内の揮発成分であって塩化物の形態で存在するため、水中に溶出し易いものである。
ここで、重金属を溶出させるための酸の具体例としては、例えば、塩酸等が挙げられる。
酸を添加することによって、スラリーのｐＨを好ましくは１．５〜４．０、より好ましくは２．０〜３．０に調整する。該ｐＨを４．０以下に調整することによって、銅、亜鉛等の重金属を液中に高い溶出率で溶出させることができる。また、該ｐＨを１．５以上に調整することによって、酸を過大な量で使用することによるコストの増大を避けることができる。
【００２８】
次に、スラリーを濾過等によって固液分離して、固形分と液分とを得る。
このうち、固形分は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で固液分離して得られた固形分と共に、加熱処理工程（Ｃ）に送られる。
一方、液分は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で固液分離して得られた液分と共に、分別回収工程（Ｅ）に送られる。
加熱処理工程（Ｃ）以降の処理方法、及び分別回収工程（Ｅ）以降の処理方法は、上述の第一の処理方法におけるものと同様である。
分別回収工程（Ｅ）における塩化物回収処理（晶析法）の際に得られる蒸留水は、可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）における可溶性塩類含有廃棄物（例えば、飛灰）の洗浄水として用い得る他、酸処理工程（Ｆ）におけるキルン排ガスダストのスラリー化用水（酸を溶解するための水）として用いることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の廃棄物の再資源化処理方法によれば、廃プラスチック等の焼却処理が困難な廃棄物と、飛灰等の可溶性塩類を含む廃棄物とを対象にして、薬剤の使用量を抑制した簡素な処理工程によって、低コストで効率的に処理を行ない、非鉄精錬原料として用い得る重金属や、セメント原料として用い得るカルシウム分や、工業原料として用いられる塩化ナトリウム等を分別して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物の再資源化方法の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の廃棄物の再資源化方法の他の例を示すフロー図である。
Claims (3)
- （Ａ）焼却処理が困難な廃棄物を粉砕して、適宜の大きさに粉砕された粉砕物を得る廃棄物前処理工程と、
（Ｂ）可溶性塩類を含む廃棄物を水洗した後、固液分離し、固形分と液分とを得る可溶性塩類含有廃棄物水洗工程と、
（Ｃ）上記廃棄物前処理工程（Ａ）で得られた粉砕物と、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分とを混合して、混合物を得るとともに、該混合物が加熱時に塩化揮発し易いように該混合物に含まれる塩素及びアルカリ金属の量を調整して、該混合物をキルン内で加熱処理し、キルン排ガスダストと、カルシウム分を含む焼成残渣を得る加熱処理工程と、
（Ｄ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストを、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）の水洗前の上記可溶性塩類を含む廃棄物に加えるダスト返送工程と、
（Ｅ）上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分から、重金属と、カルシウム分と、塩化物とを分別して回収する分別回収工程と
を含むことを特徴とする廃棄物の再資源化処理方法。 - 上記ダスト返送工程（Ｄ）に代えて、
（Ｆ）上記加熱処理工程（Ｃ）で得られたキルン排ガスダストと、酸を含む水溶液とを混合し、次いで固液分離して、固形分と液分とを得た後、該固形分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた固形分と共に上記加熱処理工程（Ｃ）に送り、かつ、該液分を、上記可溶性塩類含有廃棄物水洗工程（Ｂ）で得られた液分と共に上記分別回収工程（Ｅ）に送る酸処理工程
を含む請求項１に記載の廃棄物の再資源化処理方法。 - 上記塩素及びアルカリ金属の量の調整が、キルン内に投入される上記混合物中の塩素を含む廃棄物とアルカリ金属を含む廃棄物の配合量を調整することによって行なわれる請求項１又は２に記載の廃棄物の再資源化処理方法。
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