JP2008093567A - カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法並びに処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】工程及び薬剤の数が少なく、簡易な操作によって、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末から、カルシウム成分及び鉛成分を、鉛成分の高い回収割合を確保しつつ、分別して回収し得る処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の処理方法は、（Ａ）処理対象物である微粉末と、水と、硫酸を混合して、硫酸カルシウムを含むスラリーを得る工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られたスラリーに硫化剤を加えて、硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得る工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、鉛硫化物の疎水性を高める工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）のスラリーのｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）のスラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に維持されるように、工程（Ａ）の硫酸の添加量を調節する工程と、（Ｅ）工程（Ｃ）で得られたスラリーを浮遊選鉱処理して、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルンの排ガスの一部を抽気する塩素バイパス技術で得られる微粉末等のカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法並びに処理システムに関し、より詳しくは、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末に含まれているカルシウム成分及び鉛成分を分別して回収するための処理方法並びに処理システムに関する。

家庭ごみ、焼却灰等の廃棄物を原料の一部として用いるセメントキルンにおいては、塩素の含有率が高い排ガスが発生する。この排ガスは、塩素バイパス技術によって処理される。塩素バイパス技術とは、セメントキルンの排ガスの一部を抽気した後、この抽気した高温の排ガス中の粗粉（塩素含有量が少ない固体分）をサイクロンで捕集し、セメント原料としてセメントキルンに戻す一方、サイクロンを通過した排ガスを冷却して生じる微粉末（塩素含有量が多い固体分）を、バグフィルター等の集塵機で捕集して、塩素成分を除去する技術をいう。捕集した微粉末は、カルシウム成分、カリウム成分、鉛成分、塩素成分等を含む。なお、この微粉末は、カリウム成分、鉛成分、塩素成分等を除去すれば、カルシウム成分を主成分とするセメント原料として、セメントキルンに戻すことができる。

一方、塩素成分、カルシウム成分、及び鉛成分等の重金属成分を含むダストに対して、浮遊選鉱を行い、カルシウム成分と、鉛成分等の重金属成分とを分別して回収する技術が知られている。
例えば、廃棄物を焼却した際に発生する飛灰を処理する方法であって、炭酸ガスを吹送しながら水を用いて飛灰を洗浄する洗浄工程と、該洗浄工程で得られた固体残渣に対して、炭酸カルシウム用浮選剤を用いて浮遊選鉱を行い、フロス（浮鉱）として炭酸カルシウムを回収する第１浮遊選鉱工程と、該第１浮遊選鉱工程の沈降残渣（沈鉱）に硫酸を加えるなどして重金属の金属塩を生成し、さらに水を加えて金属塩を溶解すると同時に、溶解した銅イオンを金属銅として析出させ、該金属銅、硫酸鉛等を含む混合物を生成させた後、この混合物を濾過等によって濾滓として回収する浸出工程と、該浸出工程で回収した濾滓に対して、硫化剤等の活性化剤と、捕収剤及び起泡剤からなる金属用浮選剤を用いて浮遊選鉱を行い、フロス（浮鉱）として金属銅及び硫酸鉛を回収する第２浮遊選鉱工程とを有する飛灰の処理方法が、提案されている（特許文献１）。
特開平８−３２３３２１号公報

上述の塩素バイパス技術で得られる微粉末は、カルシウム成分、カリウム成分、鉛成分、塩素成分等を含むものである。このうち、カリウム成分、塩素成分等は、水洗処理後の濾液中の成分として回収することができる。
しかし、セメント原料として利用可能なカルシウム成分と、非鉄精錬原料として利用可能な鉛成分を、例えば、上述の文献に記載された技術を用いて分別して回収しようとすると、工程や薬剤の数が多いため、多大の手間を要し、かつ高コストになる。
一方、カルシウム成分及び鉛成分を含む微粉末から、カルシウム成分及び鉛成分を分別して回収するに際し、微粉末の成分組成が処理毎に変動する場合であっても、鉛成分等の回収率を、一定値以上に高く維持することが望まれている。
そこで、本発明は、工程及び薬剤の数が少なく、しかも簡易な操作によって、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末から、カルシウム成分及び鉛成分を、鉛成分の高い回収率を常に確保しつつ、分別して回収することができる処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。

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、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得た後、このスラリーに硫化剤を加えて、固体分である鉛硫化物をさらに生成させ、次いで、得られたスラリーに捕収剤を加えて、スラリーに含まれる鉛硫化物の疎水性を高める疎水化処理を行なうとともに、この疎水化処理の過程におけるスラリーのｐＨが、予め定めた特定の数値範囲内に維持されるように、前記の硫酸の添加量を調整し、その後、疎水性を高めた鉛硫化物を含むスラリーに対して、必要に応じて起泡剤を加えて、浮遊選鉱処理を行なえば、処理対象物である微粉末の成分組成の変動にかかわらず、鉛成分を高い割合で回収できる等の利点を得ることができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［２］を提供するものである。
［１］ （Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られたスラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得る鉛硫化物生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、該スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高める疎水化工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨを測定し、得られたｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に維持されるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調整するｐＨ調整工程と、（Ｅ）工程（Ｃ）で得られたスラリーを浮遊選鉱処理して、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程とを含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法。
［２］ （ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と水との混合物であるスラリーを貯留するための攪拌手段付きの第１の貯留槽と、第１の貯留槽内のスラリーに硫酸を加えるための硫酸供給手段とを備えた硫酸カルシウム生成装置と、（ｂ）該硫酸カルシウム生成装置で得られた前記スラリーを貯留するための攪拌手段付きの第２の貯留槽と、第２の貯留槽内のスラリーに硫化剤を加えるための硫化剤供給手段とを備えた鉛硫化物生成装置と、（ｃ）該鉛硫化物生成装置で得られた前記スラリーを貯留するための攪拌手段付きの第３の貯留槽と、第３の貯留槽内のスラリーに捕収剤を加えるための捕収剤供給手段とを備えた疎水化反応装置と、（ｄ）該疎水化反応装置の前記第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを測定して、得られたｐＨの測定値に基づいて、当該第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを予め定めた範囲内に維持すべく、前記硫酸カルシウム生成装置における硫酸の添加量を調節するための硫酸添加量調節装置と、（ｅ）前記疎水化反応装置で得られた前記スラリーを浮遊選鉱処理するための浮選機を備えた浮遊選鉱装置とを備えていることを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理システム。

本発明によれば、スラリーに捕収剤を加えて、スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高める疎水化処理を行なう過程（工程（Ｃ））において、スラリーのｐＨを測定し、その測定値に基づいて、当該疎水化処理におけるスラリーのｐＨが、２．０〜６．５の範囲内に常に収まるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調整しているので、処理対象物である微粉末の成分組成の変動にかかわらず、鉛硫化物に対して疎水性を十分に付与することができ、その結果、工程（Ｅ）において、沈鉱中の鉛成分と浮鉱中の鉛成分の合計量中の浮鉱中の鉛成分の質量割合（分配率）を常に高く維持することができ、それゆえ、浮鉱を鉛含有物質として回収することによって、微粉末から高い割合で鉛成分を回収することができる。
また、本発明によれば、工程及び薬剤の数が少なく、しかも簡易な操作によって、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末からカルシウム成分と鉛成分を分別して回収することができる。
このうち、カルシウム成分は、硫酸カルシウムとして回収され、セメント原料等として用いることができる。
鉛成分は、鉛硫化物（例えば、硫化鉛等）として回収され、山元還元による非鉄精練原料等として用いることができる。特に、浮遊選鉱で回収される固体分として、硫酸カルシウム、鉛硫化物以外の他の物質（例えば、ケイ素、アルミニウム等の化合物）が高含有率で含まれる場合であっても、当該他の物質が、硫酸カルシウムと共に沈鉱として回収されるため、浮鉱に含まれる鉛硫化物の含有率を高く維持することができ、常に、良質の非鉄精錬原料を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明のカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法を説明する。
図１は、本発明のカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法の一例を示すフロー図である。
本発明のカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法は、図１に示すように、（Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られたスラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得る鉛硫化物生成工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、該スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高める疎水化工程と、（Ｄ）工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨを測定し、得られたｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に維持されるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調整するｐＨ調整工程と、（Ｅ）工程（Ｃ）で得られたスラリーに対して、必要に応じて起泡剤を加えた後、浮遊選鉱処理を行ない、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程とを含むものである。
なお、本発明の微粉末の処理方法は、工程（Ａ）、工程（Ｂ）、工程（Ｃ）及び工程（Ｅ）に関し、連続式とバッチ式のいずれも適用することができる。連続式の場合、以下の説明中の「攪拌時間」は、貯留槽における滞留時間を意味する。

［（Ａ）硫酸カルシウム生成工程］
本工程は、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る工程である。
本発明の処理対象となる微粉末としては、例えば、前記の背景技術の欄で説明した、塩素バイパス技術によるセメントキルンの排ガスの処理の過程で捕集される微粉末や、焼却飛灰、溶融飛灰等が挙げられる。
本発明の処理対象となる微粉末中のカルシウム成分の含有率（ＣａＯ換算の質量割合）は、特に限定されないが、通常、５〜７０質量％である。
本発明の処理対象物である微粉末中の鉛成分の含有率（ＰｂＯ換算の質量割合）は、特に限定されないが、通常、０．１〜１０質量％である。

本工程の実施形態の一例としては、攪拌手段（例えば、撹拌翼）付きの第１の貯留槽内に、本発明の処理対象物となるカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水との混合物であるスラリーを収容した後、攪拌しながら硫酸を加えて、固体分である硫酸カルシウムを含む略均一なスラリーを得る方法が挙げられる。
水１リットル当たりのカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の量は、好ましくは５〜３００ｇ、より好ましくは２０〜２５０ｇ、特に好ましくは５０〜２００ｇである。該量が５ｇ未満では、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の単位質量当たりの水量が大きくなり、処理の効率が低下する。該量が３００ｇを超えると、鉛・カルシウム分離工程（Ｅ）における鉛成分とカルシウム成分の分離性能が低下する。
攪拌時間は、好ましくは１０〜９０分間、より好ましくは１５〜６０分間である。攪拌時間が１０分間未満では、硫酸カルシウムの生成が不十分となることがある。攪拌時間が９０分間を超えると、処理の効率が低下するなどの欠点がある。
本工程において、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と水の混合物に、最初に加えられる硫酸の添加量は、好ましくは、本工程において得られるスラリーのｐＨが６．０以下、好ましくは１．５〜６．０になる量である。該ｐＨが６．０を超えると、硫酸カルシウムの生成が不十分になることがある。

［（Ｂ）鉛硫化物生成工程］
本工程は、工程（Ａ）で得られたスラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び鉛硫化物（例えば、硫化鉛等）を含むスラリーを得る工程である。
本工程の実施形態の一例としては、攪拌手段（例えば、攪拌翼）付きの第２の貯留槽内に、工程（Ａ）で得られたスラリーを収容し、攪拌しながら硫化剤を添加して、固体分である鉛硫化物をさらに生成させる方法が挙げられる。
硫化剤の例としては、水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）、硫化ソーダ（Ｎａ_２Ｓ）、硫化水素ガス（Ｈ_２Ｓ）等が挙げられる。
硫化剤の添加量は、スラリー化前の微粉末に含まれるＰｂ量に応じて定められる。具体的には、Ｓ（硫化剤中の硫黄）／Ｐｂ（微粉末中の鉛）のモル比で０．８〜３．０の範囲内となる量の硫化剤を添加することが望ましい。ただし、硫化剤の添加量は、微粉末に含まれる他の金属成分の量によってもその最適値が変動するものであり、特に限定されるものではない。
硫化剤の添加量の上限は、特に限定されないが、薬剤コストの削減等の観点から、好ましくは５，０００ｍｇ以下、より好ましくは４，０００ｍｇ以下である。
撹拌時間は、好ましくは５〜３０分間である。攪拌時間が５分間未満では、鉛硫化物の生成が不十分になることがある。攪拌時間が３０分間を超えると、処理の効率が低下するなどの不都合がある。

［（Ｃ）疎水化工程］
本工程は、工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、該スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高める工程である。
本工程の実施形態の一例としては、工程（Ｂ）で得られたスラリーを、攪拌手段（例えば、攪拌翼）付きの第３の貯留槽内に収容し、攪拌しながら捕収剤を添加する方法が挙げられる。
捕収剤の例としては、ザンセートや、酸性ジチオリン酸エステル類（商品名：エロフロート）や、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩や、オレイン酸ナトリウム等の不飽和脂肪族カルボン酸塩等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
中でも、ザンセート、酸性ジチオリン酸エステル類、オレイン酸ナトリウム等は、本発明において好ましく用いられる。
ここで、ザンセートとは、−ＯＣ（＝Ｓ）−Ｓ⁻の化学構造を有するキサントゲン酸塩をいう。ザンセートの例としては、Ｒ−ＯＣ（＝Ｓ）−Ｓ⁻Ｍ^＋（式中、Ｒは炭素数１〜２０（好ましくは２〜５）のアルキル基、ＭはＮａ、Ｋ等のアルカリ金属またはＮＨ_４等を表す。）の一般式で表される化合物が挙げられる。

捕収剤の添加量は、スラリー１リットルに対して、好ましくは１０ｍｇ以上、より好ましくは３０ｍｇ以上、特に好ましくは５０ｍｇ以上である。該量が１０ｍｇ未満では、鉛硫化物を浮鉱として十分に浮上させることが困難となる。
捕収剤の添加量の上限値は、特に限定されないが、薬剤コストの削減等の観点から、スラリー１リットルに対して、好ましくは１，０００ｍｇ以下、より好ましくは５００ｍｇ以下である。
攪拌時間は、好ましくは５〜３０分間である。攪拌時間が５分間未満では、鉛硫化物の表面の疎水性を高めることが不十分になる。攪拌時間が３０分間を超えると、疎水性の向上が頭打ちになる傾向がある。

［（Ｄ）ｐＨ調整工程］
本工程は、工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨを測定し、得られたｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に維持されるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節する工程である。
本工程の実施形態の一例としては、工程（Ｃ）における前記の第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを、ｐＨ測定手段（ｐＨ計）を用いて断続的に測定し、その結果、ｐＨの測定値が、基準値（例えば、６．０）を超えている場合は、ｐＨの測定値（例えば、６．３）と基準値（例えば、６．０）の差分を算出し、この差分（例えば、０．３）を補い得る硫酸の添加量を算出して、工程（Ａ）で加える硫酸の添加量を調節する方法が挙げられる。
本工程の実施形態の他の例としては、工程（Ｃ）における前記の第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを、ｐＨ測定手段（ｐＨ計）を用いて連続的に測定し、その結果、ｐＨの測定値が上昇して、基準値（例えば、６．０）に達した場合は、工程（Ａ）における硫酸の添加量を所定の大きさだけ増大させて、工程（Ｃ）の第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを低下させる方法が挙げられる。
なお、スラリーのｐＨの測定は、前記に例示したように、所定の時間間隔で断続的に行なってもよいし、あるいは、連続的に行なってもよい。

本工程において、工程（Ａ）で使用される硫酸の添加量の調節は、工程（Ｃ）におけるスラリーのｐＨが２．０〜６．５、好ましくは２．５〜６．０の範囲内に維持されるように行なわれる。
該ｐＨが２．０未満または６．５を超える場合、捕収剤を加えても、鉛硫化物の表面の疎水性を十分に高めることができず、鉛硫化物が浮上しにくくなり、鉛・カルシウム分離工程（Ｅ）において、鉛成分を含む浮鉱とカルシウム成分を含む沈鉱とに分別しにくくなるので、鉛成分の回収率が低下する。また、該ｐＨが２．０未満であると、硫酸の添加量が大きいために、薬剤コストが増大することに加えて、捕収剤が分解するなどの不都合が生じることもある。

［（Ｅ）鉛・カルシウム分離工程］
本工程は、工程（Ｃ）で得られたスラリーに対して、必要に応じて起泡剤を加えた後、浮遊選鉱処理を行い、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る工程である。
本工程の実施形態の一例としては、工程（Ｃ）で得られたスラリーに対して、必要に応じて起泡剤を加えた後、このスラリーを浮遊選鉱機（浮選機）に導いて、浮遊選鉱を行ない、浮鉱及び沈鉱を得て、次いで、浮鉱及び沈鉱を分別して回収する方法が挙げられる。
浮遊選鉱とは、疎水性の表面を有する粒子及び親水性の表面を有する粒子を含む水中に空気を供給して、この空気と起泡剤とによって生じた泡の表面に、疎水性の表面を有する粒子を付着させ、該粒子が付着している泡を、水中で浮力により浮上させることによって、沈鉱である親水性の表面を有する粒子と、浮鉱である疎水性の表面を有する粒子とに分離するものである。
起泡剤は、起泡が十分に生じない場合に必要に応じて添加されるものである。起泡剤を用いることによって、浮遊選鉱における浮鉱の浮上を促進することができる。
起泡剤の例としては、メチルイソブチルカルビノール（ＭＩＢＣ；４−メチル−２−ペンタノール）、メチルイソブチルケトン、パイン油、エチレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、クレゾール酸等が挙げられる。起泡剤として、前記の例示物の他に、例えば、炭素数６〜８の鎖状の炭化水素基（アルキル基等）や炭素数１０〜１５の環状の炭化水素基（芳香族基、シクロアルキル基等）等の疎水性基、及び、水酸基、カルボキシル基等の親水性基を有する化合物も、使用することができる。
起泡剤の添加量は、スラリー１リットルに対して、好ましくは５〜１００ｍｇである。

浮遊選鉱を行なう手段としては、ファーレンワルド型浮選機（ＦＷ型浮選機）、ＭＳ型浮選機、フェジャーグレン型浮選機、アジテヤ型浮選機、ワーマン型浮選機等の浮選機が挙げられる。
浮鉱は、スラリーの液中の上部領域（特に液面付近）に存在する固体分を回収することによって、スラリーの他の成分（液分、沈鉱）から分離することができる。
浮鉱は、鉛（Ｐｂ）の分配率（換言すれば、浮鉱中のＰｂと沈鉱中のＰｂの合計量中の浮鉱中のＰｂの質量割合）が大きいので、山元還元による非鉄精錬原料等として用いることができる。
沈鉱は、スラリーの液中の下部領域（特に底面上）に存在する固体分を回収することによって、スラリーの他の成分（液分、浮鉱）から分離することができる。
沈鉱は、浮鉱とは逆に、硫酸カルシウムの分配率が大きく、かつ、鉛硫化物の分配率が小さいので、セメント原料等として用いることができる。沈鉱には、ケイ素、アルミニウム等の化合物が含まれることがある。

本発明においては、微粉末からの鉛成分の回収率を、処理対象物である微粉末の成分組成の変動にかかわらず、高く維持することができる。以下、この点について説明する。
本発明者は、本発明の処理対象となる微粉末を含むスラリーに硫酸を添加して、該スラリーのｐＨ値を所定の値に調整しても、時間の経過とともに、徐々にｐＨが増大するという知見を得た。また、時間の経過によるスラリーのｐＨの増大の度合いが、微粉末の成分組成によって変動するという知見も得た。
例えば、微粉末中のＣａＯ含有率が４０〜５５質量％である場合、工程（Ａ）（硫酸カルシウム生成工程）において硫酸を添加し、スラリーのｐＨを４程度に調整しても、その後の時間の経過に伴い、スラリーのｐＨが徐々に増大し、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨが７を超えることがある。この場合、工程（Ｃ）において捕収剤を加えても、スラリーに含まれる鉛硫化物の表面の疎水性が十分に高められず、工程（Ｅ）（鉛・カルシウム分離工程）における浮遊選鉱で、鉛硫化物が浮上しにくくなるので、鉛成分の回収率が低下する。一方、工程（Ａ）において、スラリーのｐＨが２未満となる量の硫酸を加えれば、工程（Ｃ）におけるスラリーのｐＨが７を超えることがなく、微粉末からの鉛成分の回収率を高めることができる。

微粉末中のＣａＯ含有率が２０〜３５質量％である場合、工程（Ａ）（硫酸カルシウム生成工程）において硫酸を添加し、スラリーのｐＨを４程度に調整すると、その後に時間が経過し、スラリーのｐＨが徐々に増大しても、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨが７を超えることは少ない。この場合、工程（Ｃ）において捕収剤を加えることによって、スラリーに含まれる鉛硫化物の表面の疎水性が十分に高められ、工程（Ｅ）（鉛・カルシウム分離工程）での浮遊選鉱において、鉛硫化物の大部分が浮上して浮鉱になるので、鉛成分の回収率を高く維持することができる。一方、工程（Ａ）において、スラリーのｐＨが２未満となる量の硫酸を加えた場合、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨが２未満となることがあり、この場合、鉛硫化物の表面の疎水性を高める最適なｐＨの範囲から外れているため、微粉末からの鉛成分の回収率が低下することがある。

このように、本発明者は、本発明の処理対象物である微粉末中のＣａＯ含有率の大きさによって、工程（Ａ）におけるスラリーのｐＨの最適な範囲が異なり、それゆえに、工程（Ａ）においてスラリーのｐＨを一定の値に定めると、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨが、最適な範囲から外れることがあるという問題を見出した。この問題を解決するために、本発明者は、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨを測定し、得られたｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）におけるスラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に常に維持されるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節することに想到したものである。
本発明によれば、処理対象物である微粉末中の成分組成にかかわらず、工程（Ｃ）（疎水化工程）におけるスラリーのｐＨが、鉛硫化物の表面の疎水性を高めるのに最適な範囲内に調整されているため、工程（Ｅ）における浮遊選鉱を行う際に、鉛硫化物を確実に浮上させて、微粉末から鉛成分を高い割合で回収することができる。

次に、本発明の微粉末の処理システムの実施の形態について説明する。図２は、本発明の微粉末の処理システムの一例を概念的に示す図である。
微粉末の処理システムは、処理対象物であるカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水を混合するための混合槽１と、混合槽１から供給されたスラリーに硫酸を加えて、硫酸カルシウムを生成するための硫酸カルシウム生成槽（第１の貯留槽）２と、硫酸カルシウム生成槽２に硫酸を添加するための硫酸貯留槽３と、硫酸の添加量を調節するための硫酸添加量調節弁４と、硫酸カルシウム生成槽２から供給されたスラリーに硫化剤を加えて、鉛硫化物を生成するための鉛硫化物生成槽（第２の貯留槽）５と、鉛硫化物生成槽５に硫化剤を添加するための硫化剤貯留槽６と、鉛硫化物生成槽５から供給されたスラリーに捕収剤を加えて、スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高めるための疎水化反応槽（第３の貯留槽）７と、疎水化反応槽７に捕収剤を供給するための捕収剤貯留槽８と、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨを測定するためのｐＨ計（ｐＨ測定手段）９と、ｐＨ計９で測定されたスラリーのｐＨ値と基準値の差分を算出し、この差分を補い得る硫酸の添加量を算出する演算部を有し、演算部で算出された硫酸の添加量を信号として硫酸添加量調節弁４に出力するためのｐＨ調整用計算機１０と、疎水化反応槽７から供給されたスラリーを浮遊選鉱処理するための浮選機１２と、疎水化反応槽７から浮選機１２までの流通路の所定の地点にて起泡剤を供給するための起泡剤貯留槽１１を備えている。
本発明の処理システムを構成する各部の間には、スラリーまたは硫酸等の薬剤の流通路が設けられている。また、ｐＨ計９と、ｐＨ調整用計算機１０と、硫酸添加量調節弁４の間は、信号の送信又は受信が可能となるように電気的に接続されている。
本発明の処理システム中、硫酸カルシウム生成槽２、硫酸貯留槽３および硫酸添加量調節弁４は、硫酸カルシウム生成装置を構成している。硫酸貯留槽３は、硫酸供給手段を構成している。ｐＨ計９、ｐＨ調整用計算機１０および硫酸添加量調節弁４は、硫酸添加量調節装置を構成している。鉛硫化物生成槽５と硫化剤貯留槽６は、鉛硫化物生成装置を構成している。疎水化反応槽７と捕収剤貯留槽８は、疎水化反応装置を構成している。起泡剤貯留槽１１と浮選機１２は、浮遊選鉱装置を構成している。

硫酸添加量調節装置は、ｐＨ計９を用いて、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨを測定し、次いで、ｐＨ調整用計算機１０を用いて、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨ値が基準値を超えている場合は、この基準値とスラリーのｐＨ値の差分を算出し、さらにこの差分を補い得る量の硫酸の添加量を算出し、算出した数値を信号として硫酸添加量調節弁４に出力する。そして、硫酸添加量調節弁４によって、硫酸カルシウム生成槽２内のスラリーへの硫酸の添加量を調節する。
なお、図２に示すように、硫酸カルシウム生成槽２内に収容されたスラリーのｐＨを測定し得るように、第２のｐＨ計（ｐＨ測定手段）１３を設けてもよい。

本発明を実施例及び比較例によって説明する。なお、以下の「％」は、特に断らない限り、質量基準である。
［カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の用意］
処理対象物であるカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末として、表１に示す５種（Ａ〜Ｅ）を用意した。これらの微粉末はいずれも、塩素バイパス技術によるセメントキルンの排ガスの処理の過程で捕集される微粉末である。

［実施例１］
図２に示す連続式の処理システムを用いて、以下のように微粉末Ａを処理した。
攪拌翼付きの混合槽１内に、水と、水１リットル当たり１５０ｇの量の微粉末Ａを投入して攪拌し、均一なスラリーを得た。
このスラリーを攪拌翼付きの硫酸カルシウム生成槽２（容量：９０リットル）に導いた後、硫酸（濃度：９８％）を加えて、３０分間の滞留時間下で攪拌し、硫酸カルシウムを生成させた。硫酸カルシウム生成槽２内のスラリーのｐＨは、４．０に調整した。
次いで、このスラリーを攪拌翼付きの鉛硫化物生成槽５（容量：４５リットル）に導いた後、スラリー１リットル当たり３，０００ｍｇの水硫化ソーダ水溶液（濃度：２０質量％）を加えて、１５分間の滞留時間で攪拌し、鉛硫化物を生成させた。
次いで、このスラリーを攪拌翼付きの疎水化反応槽７（容量：４５リットル）に導いた。
疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨは、４．２であった。この値は、予め定めた基準値である６．５を超えていないので、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節しなかった。

疎水化反応槽７内のスラリーに対して、鉛硫化物の疎水性を高めるための捕収剤として、スラリー１リットル当たり、４８０ｍｇ（固形分）の量のアミルザンセートの添加量となるように、アミルザンセート水溶液（濃度：０．４質量％、アミルザンセートの化学式：Ｃ_５Ｈ_１１−Ｏ−Ｃ（＝Ｓ）−Ｓ⁻Ｋ^＋）を加えて、１５分間の滞留時間下で攪拌した。
次いで、このスラリーを、疎水化反応槽７から流通路を介してＦＷ型浮選機１２（浮選機を２台直列に連ねたもの）に導いた後、ＦＷ型浮選機１２内にて、送気しながらスラリーを浮遊選鉱し、浮鉱及び沈鉱を得た。なお、疎水化反応槽７からＦＷ型浮選機１２に導かれるスラリーに対して、流通路の所定の地点で、起泡剤貯留槽１１から、起泡剤として、スラリー１リットル当たり、４０ｍｇの添加量となるようにメチルイソブチルカルビノール（ＭＩＢＣ）を添加した。
浮遊選鉱で得られた浮鉱について、鉛成分の配分率を算出した。鉛成分の配分率は、７３質量％であった。

［実施例２］
微粉末Ａに代えて微粉末Ｂを用いたこと以外は、実施例１と同様にして実験した。
その結果、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨは、４．０であった。この値は、予め定めた基準値である６．５を超えていないので、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節しなかった。
浮鉱における鉛成分の配分率は、７３質量％であった。

［実施例３］
微粉末Ａに代えて微粉末Ｃを用いたこと以外は、実施例１と同様にして実験した。
その結果、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨは、４．５であった。この値は、予め定めた基準値である６．５を超えていないので、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節しなかった。
浮鉱における鉛成分の配分率は、６４質量％であった。

［実施例４］
微粉末Ａに代えて微粉末Ｄを用いたこと以外は、実施例１と同様にして実験した。
その結果、疎水化反応槽８内のスラリーのｐＨは、６．３であった。この値は、予め定めた基準値である６．５を超えていないので、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節しなかった。

［実施例５］
微粉末Ａに代えて微粉末Ｅを用いたこと以外は、実施例１と同様にして実験した。
その結果、疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨは、８．２であった。この値は、予め定めた基準値である６．５を超えていた。ｐＨの測定値と基準値の差分を算出し、この差分を補い得る量の硫酸を添加するように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節した。その結果、硫酸の添加量を調節した後の疎水化反応槽７内のスラリーのｐＨは、４．０に低下した。
浮鉱における鉛成分の配分率は、４８質量％であった。

［比較例１］
工程（Ｃ）において、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節しないこと以外は、実施例５と同様にして、実験した。
その結果、浮鉱における鉛成分の配分率は、２８質量％であり、実施例５と比べて２０質量％小さかった。

本発明の微粉末の処理方法の一例を示すフロー図である。 本発明の微粉末の処理システムの一例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 混合槽
２ 硫酸カルシウム生成槽（第１の貯留槽）
３ 硫酸貯留槽
４ 硫酸添加量調節弁
５ 鉛硫化物生成槽（第２の貯留槽）
６ 硫化剤貯留槽
７ 疎水化反応槽（第３の貯留槽）
８ 捕収剤貯留槽
９ ｐＨ計（ｐＨ測定手段）
１０ ｐＨ調整用計算機
１１ 起泡剤貯留槽
１２ 浮選機
１３ ｐＨ計（ｐＨ測定手段）

Claims (2)

1. （Ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、固体分である硫酸カルシウムを含むスラリーを得る硫酸カルシウム生成工程と、
   （Ｂ）工程（Ａ）で得られたスラリーに硫化剤を加えて、固体分である硫酸カルシウム及び鉛硫化物を含むスラリーを得る鉛硫化物生成工程と、
   （Ｃ）工程（Ｂ）で得られたスラリーに捕収剤を加えて、該スラリー中の鉛硫化物の疎水性を高める疎水化工程と、
   （Ｄ）工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨを測定し、得られたｐＨの測定値に基づいて、工程（Ｃ）における前記スラリーのｐＨが２．０〜６．５の範囲内に維持されるように、工程（Ａ）における硫酸の添加量を調節するｐＨ調整工程と、
   （Ｅ）工程（Ｃ）で得られたスラリーを浮遊選鉱処理して、鉛硫化物を含む浮鉱と、硫酸カルシウムを含む沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程と、
   を含むことを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法。
2. （ａ）カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と水との混合物であるスラリーを貯留するための攪拌手段付きの第１の貯留槽と、第１の貯留槽内のスラリーに硫酸を加えるための硫酸供給手段とを備えた硫酸カルシウム生成装置と、
   （ｂ）該硫酸カルシウム生成装置で得られた前記スラリーを貯留するための攪拌手段付きの第２の貯留槽と、第２の貯留槽内のスラリーに硫化剤を加えるための硫化剤供給手段とを備えた鉛硫化物生成装置と、
   （ｃ）該鉛硫化物生成装置で得られた前記スラリーを貯留するための攪拌手段付きの第３の貯留槽と、第３の貯留槽内のスラリーに捕収剤を加えるための捕収剤供給手段とを備えた疎水化反応装置と、
   （ｄ）該疎水化反応装置の前記第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを測定して、得られたｐＨの測定値に基づいて、当該第３の貯留槽内のスラリーのｐＨを予め定めた範囲内に維持すべく、前記硫酸カルシウム生成装置における硫酸の添加量を調節するための硫酸添加量調節装置と、
   （ｅ）前記疎水化反応装置で得られた前記スラリーを浮遊選鉱処理するための浮選機を備えた浮遊選鉱装置と、
   を備えていることを特徴とするカルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理システム。

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