JP2005262205A - ダスト処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 カルシウム含有量が5重量%以上の重金属を含むダスト10と水13とを混合してpH12以上のスラリーを調製する工程14と、このスラリーに炭酸ガス16を吹き込みスラリーのpHを低下させて上記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程17と、この炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第1次静置工程18aと、この第1次静置工程の静置物を固液分離する第1次固液分離工程19aと、この第1次固液分離により得られた第1次ろ液21aを更に静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第2次静置工程18bと、この第2次静置工程の静置物を固液分離する第2次固液分離工程19aを含む。
【選択図】 図1
Description
一方、特許文献2の処理方法では、ダストを水に浸漬して得られたスラリーにNaOH、Ca(OH)2等のアルカリを添加することによって可溶性重金属塩を不溶性の重金属水酸化物としているけれども、重金属水酸化物はその種類毎に溶解度が異なるため、上記アルカリによって水酸化物を生成させる処理では、複数の重金属を低濃度まで除去し難く、結果としてろ液中の重金属濃度を低減することができない。
本発明の目的は、固液分離した後の液中の重金属濃度を効率的に低減することができるダスト処理方法を提供することにある。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明であって、第1次又は第2次固液分離のいずれか又は双方により得られた残渣24a,24bから製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む処理方法である。
(1) ダストと水の混合により調製されたスラリーに炭酸ガスを吹き込んで所望のpH値に調整することにより、ダストに含まれていた重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させることができる。
(2) 炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置することにより、水に溶解して残留していた重金属がカルシウム塩の沈殿に伴われて一緒に沈殿する。この静置を固液分離した後のろ液に対しても行うことにより、特許文献1及び2の処理方法と比較して、液中の重金属濃度をより効率的にかつより一層低減することができる。
(3) 固液分離した液を蒸発・晶析することにより得られた固形物には、カリウム及び塩素等のハロゲン類が多量に含まれるので、これらを肥料の原料、又は化学原料に利用することができる。
(4) 固液分離により得られた残渣は若干重金属を含むものの大部分がカルシウム化合物、シリカから構成されているので、この残渣は製錬原料又はセメント原料に利用することができる。
本発明処理方法の対象となるダストは、カルシウム含有量(CaO)が5重量%以上の重金属を含むダスト10である。カルシウム含有量が5重量%以上のダストは、水と混合してスラリーにしたときに、スラリーがアルカリ性(pH12以上)になる。このダストを例示すれば、セメントキルンから塩素、アルカリ等をバイパスさせて得られたキルンダスト、或いは焼却炉、溶融炉、ガス化溶融炉等から得られた飛灰、溶融飛灰、ダスト等、或いは都市ごみ、廃水処理工程からでるスラッジ等を焼却処理した際に排出されるダストである。ダストに含まれる重金属には、Cd、Pb、Zn、Cu等が例示される。
続いて液と沈殿物を含む第1次静置物を遠心分離、フィルタプレス等により第1次固液分離する(工程19a)。この第1次固液分離により第1次ろ液21aと第1次残渣24aが得られる。第1次ろ液21aを更に第2次静置する(工程18b)。この静置も30分以上、好ましくは1〜12時間行う。除去効率を考慮すれば1時間以上静置すれば十分であるが、装置、操業上の観点から上記範囲内から静置時間が決められる。上記上限値を越えて静置しても除去効率はそれ程向上しない。この第2次静置により、溶解していた過飽和のカルシウム塩が析出するが、その際にも第1次ろ液に溶解して残留していた重金属がカルシウム塩の沈殿に伴われて一緒に沈殿する。この共沈効果により第1次ろ液に溶解している重金属の濃度が更に低減する。
<実施例1>
表1に示すセメントキルンダスト100gと水1リットルとを混合しスラリーを調製した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.0のろ液1を得た。その後、このスラリーに15%CO2−空気混合ガスを吹き込んでスラリーのpHを10.5に調整した。pHを調整した後、15%CO2−空気混合ガスを吹き込みを止め、図1の破線に示すように、スラリーの一部を抜き取りろ過した後、ろ液2を得た。pH調整したスラリーを1時間第1次静置した後、第1次静置物をフィルタプレスにより第1次固液分離した。図1の破線に示すように、このときのろ液の一部を抜き取りろ液3とした。第1次固液分離で得られたろ液を更に5時間第2静置した。この静置により析出した沈殿物を第2次固液分離した。図1の破線に示すように、このときのろ液の一部を抜き取りろ液4とした。実施例1で得られたろ液1、ろ液2、ろ液3及びろ液4をpH測定し、更に各ろ液の重金属成分についてICP発光分光分析法により化学分析を行った。その結果を表2に示す。
表3に示すセメントキルンダスト100gと水1リットルとを混合しスラリーを調製した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、ろ液1を得た。その後、このスラリーに10%CO2−空気混合ガスを吹き込んでスラリーのpHを10に調整した。それ以外は実施例1と同様にダストを処理するとともに、実施例2で得られたろ液1、ろ液2、ろ液3及びろ液4をpH測定し、更に各ろ液の重金属成分について実施例1と同様に化学分析を行った。その結果を表4に示す。
実施例2と同じ表3に示すセメントキルンダスト100gと水1リットルとを混合しスラリーを調製した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、ろ液1を得た。その後、このスラリーに10%CO2−空気混合ガスを吹き込んでスラリーのpHを11に調整した。それ以外は実施例1と同様にダストを処理するとともに、実施例3で得られたろ液1、ろ液2、ろ液3及びろ液4をpH測定し、更に各ろ液の重金属成分について実施例1と同様に化学分析を行った。その結果を表5に示す。
表6に示すセメントキルンダスト100gと水1リットルとを混合しスラリーを調製した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、ろ液1を得た。その後、このスラリーに10%CO2−空気混合ガスを吹き込んでスラリーのpHを12.3に調整した。それ以外は実施例1と同様にダストを処理するとともに、実施例4で得られたろ液1、ろ液2、ろ液3及びろ液4をpH測定し、更に各ろ液の重金属成分について実施例1と同様に化学分析を行った。その結果を表7に示す。
実施例1、実施例2及び実施例4の各ろ液4(第2次ろ液)を加熱し、水分を蒸発させ、KCl含有結晶を得た。これらの分析値を表8に示す。表8からKCl含有結晶中、カリウムの含有量はいずれも43重量%であり、K2O換算にすると50重量%以上の値を示し、塩化カリウム肥料の規格を満足するものであった。
実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4の各第1次残渣及び第2次残渣を化学分析したところ、すべての残渣について、Ca化合物、SiO2が主成分であり、セメント原料又は製錬の原料として再利用可能なものであった。
13 水
14 スラリーの調製工程
16 炭酸ガス
17 重金属の沈殿工程
18a,18b 静置による残留重金属のカルシウム塩との共沈工程
19a,19b 固液分離工程
21a,21b ろ液
22 蒸発・晶析工程
23 固形物
24a,24b 残渣
Claims (5)
- カルシウム含有量が5重量%以上の重金属を含むダスト(10)と水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製する工程(14)と、前記スラリーに炭酸ガス(16)を吹き込みスラリーのpHを低下させて前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第1次静置工程(18a)と、前記第1次静置工程の静置物を固液分離する第1次固液分離工程(19a)と、前記第1次固液分離により得られた第1次ろ液(21a)を更に静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第2次静置工程(18b)と、前記第2次静置工程の静置物を固液分離する第2次固液分離工程(19b)を含むダスト処理方法。
- 第2次固液分離により得られた第2次ろ液(21b)を蒸発・晶析する工程(22)と、前記蒸発・晶析により得られた固形物(23)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む請求項1記載の処理方法。
- 第1次又は第2次固液分離のいずれか又は双方により得られた残渣(24a, 24b)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む請求項1記載の処理方法。
- カルシウム含有量が5重量%以上の重金属を含むダスト(10)と水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製する工程(14)と、前記スラリーに炭酸ガス(16)を吹き込みスラリーのpHを低下させて前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第1次静置工程(18a)と、前記第1次静置工程の静置物を固液分離する第1次固液分離工程(19a)と、前記第1次固液分離により得られた第1次ろ液(21a)を更に静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第2次静置工程(18b)と、前記第2次静置工程の静置物を固液分離する第2次固液分離工程(19b)と、前記第2次固液分離により得られた第2次ろ液(21b)を蒸発・晶析する工程(22)と、前記蒸発・晶析により得られた固形物(23)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを含む肥料原料又は化学原料の製造方法。
- カルシウム含有量が5重量%以上の重金属を含むダスト(10)と水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製する工程(14)と、前記スラリーに炭酸ガス(16)を吹き込みスラリーのpHを低下させて前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第1次静置工程(18a)と、前記第1次静置工程の静置物を固液分離する第1次固液分離工程(19a)と、前記第1次固液分離により得られた第1次ろ液(21a)を更に静置してカルシウム塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈澱させる第2次静置工程(18b)と、前記第2次静置工程の静置物を固液分離する第2次固液分離工程(19b)と、前記第1次又は第2次固液分離のいずれか又は双方により得られた残渣(24a, 24b)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程とを含む製錬原料又はセメント原料の製造方法。
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