JP2008230942A - セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで、セメントキルン燃焼ガス抽気ダストから高品位の鉛回収物を得る。
【解決手段】セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気して、該ダストから鉛を回収するか、前記キルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させ、該ダストから鉛を回収する。鉛含有率の高いダストを回収した後で、該ダストから鉛を回収するため、低コストで高品位の鉛回収物を得ることができる。鉛含有率の高いダストを、キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを１回又は２回以上分級して得られる微粉としたり、セメントキルンに還元雰囲気を形成し、還元雰囲気が形成されたセメントキルンのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストとすることができる。
【選択図】図１
【解決手段】セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気して、該ダストから鉛を回収するか、前記キルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させ、該ダストから鉛を回収する。鉛含有率の高いダストを回収した後で、該ダストから鉛を回収するため、低コストで高品位の鉛回収物を得ることができる。鉛含有率の高いダストを、キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを１回又は２回以上分級して得られる微粉としたり、セメントキルンに還元雰囲気を形成し、還元雰囲気が形成されたセメントキルンのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストとすることができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法に関し、特に、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストから鉛を効率よく回収し、高品位の鉛回収物を得る方法に関する。
従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素等を除去するため、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気して塩素の除去等を行う塩素バイパス設備が用いられている。この塩素バイパス設備では、抽気した排ガスを冷却して生成したダストの微粉側に塩素が偏在しているため、ダストを分級機によって微粉と粗粉とに分離し、粗粉をセメントキルン系に戻すとともに、分離された塩化カリウム等を含む微粉（塩素バイパスダスト）を回収してセメント粉砕ミル系に添加していた。
ところが、近年、廃棄物のセメント原料化又は燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルンに持ち込まれる有害な鉛の量も増加し、セメント中の鉛濃度が管理基準値を上回るおそれもある。また、塩素バイパスダストのみならず、セメントキルンから排出され、後段の集塵装置等で捕集されるダスト中の鉛濃度も高くなる傾向にあるため、これらのダストから鉛を効率よく回収する方法が求められている。
そこで、特許文献１には、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、液性をｐＨ４以下に調整し、固体分である硫酸カルシウム及び硫酸鉛を含むスラリーを調製する硫酸塩生成工程と、該スラリーにアルカリ剤を加えて、液性をｐＨ５以上に調整するｐＨ調整工程と、該スラリーに捕収剤（ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム）を加えて、浮遊選鉱を行ない、硫酸カルシウムを主成分とする浮鉱と、硫酸鉛を主成分とする沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程を含む、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が提案されている。
特開２００６−２９９３９４号公報
しかし、上記特許文献１に記載のように、鉛成分等を含有する微粉末（キルン抽気ダストに相当）を処理するにあたって、浮遊選鉱法により鉛を回収しても、抽気ダストの鉛含有率が低い場合には、高品位の鉛回収物を得るのは困難である。高品位の鉛回収物が得られないと、鉛回収物をそのまま再利用することができず、回収物をさらに処理する必要があり、処理コストが増大するという問題があった。尚、浮遊選鉱工程で得られた鉛回収物を複数回浮遊選鉱することによって高品位の鉛を回収する方法もあるが、この場合、浮遊選鉱槽が複数必要になるなど、機器点数が増加するとともに、設置スペースも増大し、設備コスト及び運転コストが高騰するという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで、セメントキルン燃焼ガス抽気ダストから高品位の鉛回収物を得る方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気して、該ダストから鉛を回収するか、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させ、該ダストから鉛を回収することを特徴とする
本発明によれば、鉛含有率の高いダストを回収した後で、該ダストから鉛を回収するため、低コストで高品位の鉛回収物を得ることができる。
前記セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法において、前記鉛含有率を上昇させたダストを、前記キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを１回又は２回以上分級して得られる微粉とすることができる。
また、前記セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法において、前記鉛含有率を上昇させたダストを、セメントキルンに還元雰囲気を形成し、該還元雰囲気が形成されたセメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストとすることができる。
さらに、前記セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法において、前記鉛含有率を上昇させたダストを、前記キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを還元焼成して得られるダストとすることができる。
前記セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法において、前記鉛含有率を上昇させたダストの鉛含有率を２質量％以上とすることができる。ダストの鉛含有率が２質量％以上になると、浮遊選鉱法により３０質量％の高品位の鉛回収物を得ることができ、非鉄金属用原料としてそのまま再利用することができる。
また、前記セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法において、前記鉛の回収を、浮遊選鉱法により行うことができる。本発明によれば、鉛含有率の高いダストを回収した後で、浮遊選鉱法によって鉛を回収するため、１回の浮選工程によって、低コストで高品位の鉛回収物を得ることができる。また、抽気ダスト中のカルシウム分が低減されるため、浮選工程の前処理工程で酸を使用する場合には、酸の使用量を低減することができ、処理コストを低減することができる。
以上のように、本発明によれば、低コストで、セメントキルン燃焼ガス抽気ダストから高品位の鉛回収物を得ることができる。
上述のように、本発明は、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気して、該ダストから鉛を回収するか、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させ、鉛含有率を上昇させたダストから鉛を回収することを特徴とする。以下の説明では、まず、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気する方法について説明する。
図１は、本発明にかかるセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法を実施するためのセメントクリンカ焼成装置の一例を示し、このセメントクリンカ焼成装置１は、セメントキルン２のキルン尻から図示しない最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ３と、このプローブ３で抽気した燃焼ガスに含まれるダストの粗粉を分離する分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された微粉を含む抽気ガスを冷却する冷却器６と、冷却器６及びバグフィルタ７で集塵されたダストを分級する第２の集塵機としての超微粉分級機８と、超微粉分級機８で分級され、バグフィルタ１０で集塵された微粉から浮遊選鉱法により鉛を回収する浮選装置１２等で構成される。
次に、第１のセメントクリンカ焼成装置を用いて、鉛含有率を上昇させたダストを得る方法について、図面を参照しながら説明する。
セメントキルン２のキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの燃焼ガスを、プローブ３において冷却ファン４からの冷風によって冷却しながら抽気し、サイクロン５に導入し、粗粉と、平均粒径９μｍ程度以下の微粉及びガスとに分離する。分離した塩素含有率の低い粗粉を、セメントキルン系に戻す。
塩素含有率の高い微粉及びガスを、冷却器６によって冷却した後、バグフィルタ７によって集塵する。バグフィルタ７で集塵したダスト、及び冷却器６から排出されたダストを、超微粉分級機８によって分級し、平均粒径０．５μｍ〜５μｍ程度の微粉をバグフィルタ１０によって回収する。ここで、バグフィルタ１０で回収した微粉に鉛が偏在するため、上記平均粒径を調整することなどにより、鉛含有率が２質量％以上、好ましくは３質量％以上の抽気ダストを得ることができる。
次に、上記微粉を浮選装置１２に供給して、鉛回収物と、塩素含有物等に分離する。図２は、上記微粉（抽気ダスト）と、浮選装置１２によって回収した鉛の品位との関係を示す。同図に示すように、微粉の鉛含有率が２質量％以上になると、浮遊選鉱法により３０質量％の高品位の鉛回収物を得ることができ、非鉄金属用原料としてそのまま再利用することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１段階で、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、鉛含有率が２質量％以上のダストを回収し、第２段階で、該ダストから浮遊選鉱法によって鉛を回収することにより、高品位の鉛回収物を得ることができるため、鉛回収物を無害化するための処理等をせずに、そのまま再利用することが可能となり、大幅な処理コストの低減を図ることができる。
尚、上記実施の形態においては、セメントキルン２のキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスに含まれるダストを２回分級したが、１回の分級又は３回の分級工程を経て上記鉛含有率の高い微粉を得ることもできる。
次に、セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させる方法について説明する。
図３は、本発明にかかるセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法を実施するためのセメントクリンカ焼成装置の他の例を示し、このセメントクリンカ焼成装置２１は、燃料又は可燃物を含む原料（以下、「燃料等」という）Ｆ１をセメントキルン３０内に噴射するためのノズル２２と、塩素バイパスダストを水洗脱塩処理することにより生成した脱塩ケーキ等を還元焼成する還元焼成炉２３と、この還元焼成炉２３からの排ガスに含まれるダストを回収するバグフィルタ２４と、バグフィルタ２４で回収されたダストから浮遊選鉱法により鉛を回収する浮選装置２６等で構成される。
ノズル２２には、燃料等Ｆ１の供給装置（不図示）と、ノズル２２に供給された燃料等Ｆ１をセメントキルン３０内に噴射するための噴射装置（不図示）が付設され、ノズル２２に供給された燃料等Ｆをセメントキルン３０の奥まで供給することができる。
還元焼成炉２３は、その内部に鉛の揮発に適した還元雰囲気を形成するために設けられ、水洗脱塩設備２７からの脱塩ケーキ及び重金属スラッジと、直接供給される鉛含有セメント原料Ｍとを、プレヒータから熱源として供給される燃焼ガス及び直接供給される燃料等Ｆ２で還元焼成して鉛を揮発させる。ここで、鉛含有セメント原料Ｍは、焼却灰及び汚染土壌等であり、燃料等Ｆ２は、燃料等Ｆ１と同様に、粉状又はスラリー状の燃料又は可燃物を含む原料としてもよく、木屑等の可燃性廃棄物を用いることもできる。
一方、セメントキルン３０には、図４に示すように、塩素バイパス設備４１が備えられ、セメントキルン３０のキルン尻から最下段サイクロン３２（図３参照）に至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスは、プローブ４２において冷却ファン４３からの冷風によって冷却された後、サイクロン４４に導入され、粗粉ダストと、微粉ダスト及びガスとに分離される。粗粉ダストは、セメントキルン系に戻され、塩化カリウム（ＫＣｌ）等を含む微粉ダスト（塩素バイパスダスト）は、バグフィルタ４５で回収される。バグフィルタ４５からの排ガスは、排気ファン４６を経て大気へ放出され、微粉ダストは、溶解槽４７に供給される。溶解槽４７において、微粉ダストは、温水と混合されてスラリーとなり、微粉ダストに含まれる水溶性の塩素が水に溶解する。このスラリーは、固液分離機４８によって固液分離され、塩素分を含むろ液と、脱塩ケーキと重金属スラッジとに分離される。
次に、上記セメントクリンカ焼成装置２１、塩素バイパス設備４１を用いたセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法について、図面を参照しながら説明する。
図３において、ノズル２２を用いてセメントキルン３０内に燃料等Ｆ１を供給し、セメントキルン３０のキルン尻３０ａ側を還元雰囲気にし、鉛の揮発率を上昇させる。セメントキルン３０で揮発した鉛を含むガスは、図４に示した塩素バイパス設備４１において、微粉ダスト（塩素バイパスダスト）に鉛が濃縮され、微粉ダストを溶解槽４７において温水と混合し、スラリーを固液分離機４８で固液分離した脱塩ケーキと重金属スラッジに鉛が濃縮される。
図３に示すように、上記鉛が濃縮された脱塩ケーキ及び重金属スラッジと、鉛含有セメント原料Ｍと、燃料等Ｆ２を還元焼成炉２３に供給するとともに、熱源として、セメントキルン３０のキルン尻３０ａからプレヒータ出口までの領域から燃焼ガスを導入する。還元焼成炉２３内の温度を鉛の還元に適する８００℃〜１１００℃に設定し、還元雰囲気を形成する。これにより、脱塩ケーキ及び重金属スラッジ、並びに鉛含有セメント原料Ｍからの鉛の揮発を促進し、還元焼成炉２３からの排ガスに含まれるダストをバグフィルタ２４で集塵し、鉛含有率が２質量％以上、好ましくは３質量％以上の高鉛含有率のダストを得ることができる。
次に、上記微粉を浮選装置２６に供給して、鉛回収物と、塩素含有物等に分離する。これによって、上記実施の形態の場合と同様に、非鉄金属用原料としてそのまま再利用することも可能な高品位の鉛回収物を得ることができる。
尚、上記実施の形態では、セメントキルン３０のキルン尻３０ａ側を還元雰囲気にして鉛の揮発率を上昇させるとともに、還元焼成炉２３で鉛の揮発率を上昇させたが、これらのうち一方のみを行うこともでき、これらと、第１の実施の形態で説明した超微粉分級機８を用いた高鉛含有率のダストの回収方法を組み合わせることも可能である。
また、上記実施の形態では、鉛含有率を上昇させたダストから浮遊選鉱法により鉛を回収したが、鉛の回収方法は浮遊選鉱法に限定されず、他の方法を用いることもできる。
１ セメントクリンカ焼成装置
２ セメントキルン
３ プローブ
４ 冷却ファン
５ サイクロン
６ 冷却器
７ バグフィルタ
８ 超微粉分級機
９ 粗粉タンク
１０ バグフィルタ
１１ 溶解槽
１２ 浮選装置
２１ セメントクリンカ焼成装置
２２ ノズル
２３ 還元焼成炉
２４ バグフィルタ
２５ 溶解槽
２６ 浮選装置
２７ 水洗脱塩設備
３０ セメントキルン
３０ａ キルン尻
３２ 最下段サイクロン
４１ 塩素バイパス設備
４２ プローブ
４３ 冷却ファン
４４ サイクロン
４５ バグフィルタ
４６ 排気ファン
４７ 溶解槽
４８ 固液分離器
２ セメントキルン
３ プローブ
４ 冷却ファン
５ サイクロン
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７ バグフィルタ
８ 超微粉分級機
９ 粗粉タンク
１０ バグフィルタ
１１ 溶解槽
１２ 浮選装置
２１ セメントクリンカ焼成装置
２２ ノズル
２３ 還元焼成炉
２４ バグフィルタ
２５ 溶解槽
２６ 浮選装置
２７ 水洗脱塩設備
３０ セメントキルン
３０ａ キルン尻
３２ 最下段サイクロン
４１ 塩素バイパス設備
４２ プローブ
４３ 冷却ファン
４４ サイクロン
４５ バグフィルタ
４６ 排気ファン
４７ 溶解槽
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Claims (6)
- セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、鉛含有率を上昇させたダストを含む燃焼ガスを抽気して、該ダストから鉛を回収するか、
セメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスを抽気して、該抽気した燃焼ガスに含まれるダストの鉛含有率を上昇させ、該ダストから鉛を回収することを特徴とするセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。 - 前記鉛含有率を上昇させたダストは、前記キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを１回又は２回以上分級して得られる微粉であることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。
- 前記鉛含有率を上昇させたダストは、セメントキルンに還元雰囲気を形成し、該還元雰囲気が形成されたセメントキルンのキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。
- 前記鉛含有率を上昇させたダストは、前記キルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストを還元焼成して得られるダストであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。
- 前記鉛含有率を上昇させたダストの鉛含有率が２質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。
- 前記鉛の回収を、浮遊選鉱法により行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法。
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