JP2013151414A - Apparatus and method for treating cement kiln dust - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメントキルンダスト処理装置及び処理方法に関し、特に、セメントキルンの燃焼排ガスに含まれるダストから鉛等の微量成分を回収する装置及び方法に関する。 The present invention relates to a cement kiln dust processing apparatus and processing method, and more particularly to an apparatus and method for recovering trace components such as lead from dust contained in combustion exhaust gas of a cement kiln.
近年、焼却灰等の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鉛等の重金属類の量も増加し、セメント中の重金属類の増加が問題になることが予測されるため、その対策が求められている。 In recent years, recycling of incineration ash and other wastes into cement raw materials or fuels has been promoted, and as the amount of waste processed increases, the amount of heavy metals such as lead brought into the cement kiln also increases. Since an increase in heavy metals is predicted to be a problem, countermeasures are required.
そこで、例えば、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。
Therefore, for example, in
しかし、特許文献1に記載のような、従来の鉛回収方法等で回収した鉛を山元へ還元する場合には、回収物の鉛濃度を高くする必要がある。そのためには、回収物からカルシウム分を取り除くなどの処理が必要となり、硫酸等の薬剤を多量に添加しなければらないなど、処理コストが増加するという問題があった。
However, when the lead recovered by the conventional lead recovery method or the like as described in
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に含まれるダストから効率よく鉛等の微量成分を回収することができる装置及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and is an apparatus that can efficiently recover trace components such as lead from dust contained in cement kiln combustion gas at low cost. And to provide a method.
上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンダスト処理装置であって、セメントキルンから排出された燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、該プローブ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第1の分級機と、該第1の分級機から排出された微粉を含む抽気ガスを集塵する集塵機と、該集塵機から排出されたダストを微粉と粗粉とに分離する第2の分級機と、該第2の分級機で分級された粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するために一時的に貯蔵する粗粉タンクと、該第2の分級機で分級された微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収する浮選機とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a cement kiln dust treatment apparatus, which is included in a probe that bleeds while cooling a part of the combustion gas discharged from the cement kiln and the combustion gas extracted by the probe. A first classifier that separates coarse dust dust, a dust collector that collects extracted gas containing fine powder discharged from the first classifier, and dust discharged from the dust collector into fine powder and coarse powder A second classifier to be separated, a coarse powder tank for temporarily storing the coarse powder classified by the second classifier to be transported to the cement grinding process, and the second classifier It comprises a flotation machine that collects a collection object from fine powder by a flotation method.
そして、本発明によれば、セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストのうち、第2の分級機で分級された微粉側に鉛等の微量成分が偏在するとともに、この微粉のみを浮選機による処理対象物とすることにより、処理対象物の量を少なくすることができるため、除去対象のカルシウム分の量も少なくなり、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えることができる。 According to the present invention, among the dust contained in the combustion gas discharged from the cement kiln, trace components such as lead are unevenly distributed on the fine powder side classified by the second classifier, and only this fine powder is floated. Since the amount of the processing object can be reduced by selecting the processing object by the selection machine, the amount of calcium to be removed is also reduced, and the amount of chemicals such as sulfuric acid for removing the calcium is greatly increased. The processing cost can be kept low.
前記セメントキルンダスト処理装置において、前記ダストを、塩素バイパス設備又はアルカリバイパス設備からのダストとすることができ、塩素又はアルカリを除去しながら鉛等を同時に除去することができる。 In the cement kiln dust treatment apparatus, the dust can be dust from a chlorine bypass facility or an alkali bypass facility, and lead and the like can be simultaneously removed while removing chlorine or alkali.
前記セメントキルンダスト処理装置において、前記第2の分級機を、遠心式の超微粉気流分級機とすることができる。この分級機は、分級点の調整が容易で、構造が簡単で、保守性も高いなどの特性を備えるため好ましい。 In the cement kiln dust treatment apparatus, the second classifier can be a centrifugal ultrafine powder air classifier. This classifier is preferable because it has characteristics such as easy adjustment of the classification point, simple structure, and high maintainability.
また、本発明は、セメントキルンダスト処理方法であって、セメントキルンから排出された燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、抽気した燃焼ガスの一部に含まれるダストの粗粉を分離し、粗粉を分離した後の微粉含有抽気ガスを集塵し、集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離し、該微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するために一時的に貯蔵し、該微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とする。 The present invention also relates to a cement kiln dust treatment method, wherein a part of the combustion gas discharged from the cement kiln is extracted while cooling, and coarse dust particles contained in the extracted part of the combustion gas are separated. , Collecting the fine powder-containing extraction gas after separating the coarse powder, separating the dust obtained by collecting the dust into fine powder and coarse powder, and collecting the dust obtained by collecting the fine powder-containing extraction gas The coarse powder obtained when separated into fine powder and coarse powder is temporarily stored for transport to the cement crushing process, and the dust obtained by collecting the fine gas-containing extraction gas is classified into fine powder and coarse powder. From the fine powder obtained upon separation, the collection object is collected by the flotation method.
本発明によれば、上記発明と同様に、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えながら、鉛等の微量成分を回収することができる。 According to the present invention, similar to the above-described invention, the amount of chemicals such as sulfuric acid for removing calcium can be greatly reduced, and trace components such as lead can be recovered while keeping processing costs low. Can do.
前記セメントキルンダスト処理方法において、前記微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた微粉を脱塩処理して得られる脱塩ケークを再溶解した後、前記浮遊選鉱法により回収対象物を回収することができる。 In the cement kiln dust processing method, the desalted cake obtained by desalting the fine powder obtained when the dust obtained by collecting the fine gas-containing extraction gas is separated into fine powder and coarse powder is recycled. After dissolution, the collection object can be collected by the flotation method.
前記セメントキルンダスト処理方法において、前記微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた微粉を、湿式集塵機により捕集してスラリーとし、該スラリーから、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することができる。 In the cement kiln dust processing method, the fine powder obtained when the dust obtained by collecting the fine powder-containing extraction gas is separated into fine powder and coarse powder, is collected by a wet dust collector to form a slurry, From the slurry, the object to be recovered can be recovered by the flotation method.
前記セメントキルンダスト処理方法において、前記回収された鉛を山元へ還元するか、又は減容化して最終処分し、前記鉛回収工程で生成する塩水から工業塩を回収するか、又は該塩水を排水処理した後に下水又は/及び海洋に放流することができる。これによって、セメントキルンダストから鉛を除去又は回収することができるとともに、水溶性塩素分を除去しながら工業塩を回収することもできる。 In the cement kiln dust processing method, the recovered lead is reduced to a mountain base, or the volume is reduced and finally disposed, and industrial salt is recovered from the salt water generated in the lead recovery step, or the salt water is drained. After treatment, it can be discharged into sewage or / and the ocean. Thereby, lead can be removed or recovered from cement kiln dust, and industrial salt can be recovered while removing water-soluble chlorine.
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に含まれるダストから効率よく鉛等の微量成分を回収することができる。 As described above, according to the present invention, trace components such as lead can be efficiently recovered from dust contained in cement kiln combustion gas at low cost.
図1は、本発明にかかるセメントキルンダスト処理装置の一実施の形態を示し、このセメントキルンダスト処理装置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の分級機としての超微粉分級機8と、超微粉分級機8で分級された微粉を集塵するバグフィルタ10と、バグフィルタ10で集塵した微粉を水に溶解させてスラリー化する溶解槽11と、溶解槽11でスラリー化されたスラリーに硫化剤等の薬液を添加して反応させる薬剤反応槽12と、薬剤反応槽12から供給されたスラリーから浮遊選鉱法により鉛等を回収する浮選機16等で構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of a cement kiln dust treatment apparatus according to the present invention. The cement kiln
上記セメントキルンダスト処理装置1におけるプローブ3からバグフィルタ7の各装置については、一般的な塩素バイパス設備に設置されているものであるため、詳細説明を省略する。
Since each device from the probe 3 to the bag filter 7 in the cement kiln
超微粉分級機8は、サイクロン5から冷却器6及びバグフィルタ7を経て供給された平均粒径9μm程度以下のダスト微粉を、さらに、平均粒径0.5μm〜5μmの微粉(鉛除去効率及び微粉のハンドリング性等を考慮すると、好ましくは、平均粒径1μm〜3μm微粉)と、粗粉とに分離するために備えられ、例えば、日本ニューマチック工業株式会社製MP−250、MP−360、MP−460等の乾式気流分級機を使用することができる。
The ultrafine powder classifier 8 is configured to further supply dust fine powder having an average particle size of about 9 μm or less supplied from the
粗粉タンク9は、超微粉分級機8で分離された粗粉を一時的に貯蔵するために設置され、車両を介して粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するための出荷設備が付設される。 The coarse powder tank 9 is installed to temporarily store the coarse powder separated by the ultra fine powder classifier 8, and is equipped with a shipping facility for transporting the coarse powder to the cement crushing process via a vehicle.
バグフィルタ10は、超微粉分級機8で分離された微粉を集塵するために備えられる。バグフィルタ10に代えて湿式スクラバを用いることもできる。 The bag filter 10 is provided for collecting the fine powder separated by the ultra fine powder classifier 8. A wet scrubber may be used in place of the bag filter 10.
溶解槽11は、バグフィルタ10で集塵された微粉を水に溶解させてスラリー化するために備えられ、バグフィルタ10に代えて湿式スクラバを用いた場合には、溶解槽11は不要となる。 The dissolution tank 11 is provided for dissolving the fine powder collected by the bag filter 10 in water to form a slurry. When a wet scrubber is used instead of the bag filter 10, the dissolution tank 11 is not necessary. .
薬剤反応槽12は、溶解槽11から供給されたスラリーに、ポンプ13、14、15を介して供給された各薬液を添加して反応させるために備えられ、複数段の撹拌槽を有する。
The
浮選機16は、薬剤反応槽12から供給されたスラリーを、フロスとしての鉛回収物と、シンクとしての塩素含有物等に分離するために備えられ、この浮選機16には、ポンプ17を介して起泡剤と、空気とが供給される。
The
フィルタプレス18、竪型固液分離器19は各々、浮選機16からのフロス又はシンクを固液分離するために配置される。
The filter press 18 and the vertical solid-
次に、上記構成を有するセメントキルンダスト処理装置1の動作について、図1を参照しながら説明する。
Next, operation | movement of the cement kiln
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は、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された後、サイクロン5に導入され、粗粉と、平均粒径9μm程度以下の微粉及びガスとに分離される。分離された塩素含有率の低い粗粉は、セメントキルン系に戻される。
The extraction gas from the kiln exhaust gas flow path from the kiln bottom of the
塩素含有率の高い微粉及びガスは、冷却器6によって冷却された後、バグフィルタ7によって集塵される。バグフィルタ7で集塵されたダスト、及び冷却器6から排出されたダストは、超微粉分級機8において分級され、平均粒径0.5μm〜5μm程度の高鉛濃度の微粉がバグフィルタ10によって回収された後、溶解槽11においてスラリー化される。また、平均粒径5μm以上の粗粉は、粗粉タンク9に一時的に貯蔵し、セメント粉砕工程で利用することができる。 Fine powder and gas having a high chlorine content are collected by the bag filter 7 after being cooled by the cooler 6. The dust collected by the bag filter 7 and the dust discharged from the cooler 6 are classified by the ultrafine powder classifier 8, and fine powder having a high lead concentration with an average particle size of about 0.5 μm to 5 μm is collected by the bag filter 10. After being collected, it is slurried in the dissolution tank 11. The coarse powder having an average particle size of 5 μm or more can be temporarily stored in the coarse powder tank 9 and used in the cement grinding step.
次に、溶解槽11のスラリーは、薬剤反応槽12に供給される。また、薬剤反応槽12には、ポンプ13、14を介して水硫化ソーダ(NaSH)等の硫化剤と、硫酸(HSO)が添加される。水硫化ソーダ及び硫酸を添加するのは、スラリーに含まれる塩化鉛等を硫化して硫化鉛(PbS)を生じさせて沈殿させるためである。ここで、超微粉分級機8によって分級された微粉の量は、従来よりも大幅に少なく、硫酸の添加量を半減させることができ、他の薬剤についても添加量を低減することができる。
Next, the slurry in the dissolution tank 11 is supplied to the
さらに、薬剤反応槽12には、ポンプ15を介して浮選剤を添加する。浮選剤には、ザンセート基(R−O−CaNa)、ジオカルバミン酸基(R−NH−CSNa)、又はチオール基(−SH)等を有する有機化合物重金属捕集剤等を用いることができる。
Further, a flotation agent is added to the
薬剤反応槽12からのスラリーは、浮選機16に供給される。浮選機16には、ポンプ17を介して起泡剤を供給する。起泡剤には、MIBC(Methyl Isobutyl Carbinol)等を用いることができる。浮選機16には、さらに、空気が供給され、スラリーは、浮選操作によって、鉛を含むフロスと、石膏を含むテール側スラリーとに分離される。
The slurry from the
鉛を含むフロスは、フィルタプレス18に供給され、硫化鉛を含むケークと、水とに分離される。ここで、高品位の鉛回収物については、そのまま山元に還元することができ、又は、減容化して最終処分してもよい。また、分離水は、浮選機16に戻して浮選工程で再利用することができる。さらに、この分離水には、余剰の気泡剤が残存しているので、循環使用することで薬剤量を低減することができる。
The floss containing lead is supplied to the
一方、浮選機16からの石膏を含むテール側スラリーは、竪型固液分離器19において固液分離され、分離された塩水をセメント粉砕工程に添加することができる。尚、分離された塩水は、水処理後に下水又は海洋に放流してもよく、あるいは、塩回収工程で脱塩した後、得られた水を溶解槽11等に戻してもよい。
On the other hand, the tail-side slurry containing gypsum from the
以上のように、上記実施の形態においては、塩素バイパス設備によって塩素分を除去するとともに、超微粉分級機8で分級され、鉛濃度が高く、従来より少量の微粉スラリーから浮選機16を介して鉛等を回収するため、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えることができる。 As described above, in the above-described embodiment, the chlorine content is removed by the chlorine bypass facility and classified by the ultrafine powder classifier 8, and the lead concentration is high. Since lead and the like are collected, the amount of chemicals such as sulfuric acid for removing calcium can be greatly reduced, and the processing cost can be kept low.
尚、上記実施の形態においては、塩素バイパス設備で得られたダストを処理対象物としたが、セメントキルンから排出されたダストであれば、プレヒータから排出され電気集塵機、バグフィルタ等で集塵されたダスト等も同様に処理することができる。また、アルカリバイパス設備で得られたダストを処理対象物とすることができ、その場合には、セメントキルンの燃焼排ガスからアルカリを除去しながら鉛等の微量成分を効率よく除去することができる。 In the above embodiment, the dust obtained by the chlorine bypass facility is used as the object to be treated. However, if the dust is discharged from the cement kiln, it is discharged from the preheater and collected by an electric dust collector, a bag filter, or the like. Dust and the like can be treated similarly. Moreover, the dust obtained by the alkali bypass facility can be used as a processing object. In this case, trace components such as lead can be efficiently removed while removing alkali from the combustion exhaust gas of the cement kiln.
1 セメントキルンダスト処理装置
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 薬剤反応槽
13 ポンプ
14 ポンプ
15 ポンプ
16 浮選機
17 ポンプ
18 フィルタプレス
19 竪型固液分離器
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該プローブ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第1の分級機と、
該第1の分級機から排出された微粉を含む抽気ガスを集塵する集塵機と、
該集塵機から排出されたダストを微粉と粗粉とに分離する第2の分級機と、
該第2の分級機で分級された粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するために一時的に貯蔵する粗粉タンクと、
該第2の分級機で分級された微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収する浮選機とを備えることを特徴とするセメントキルンダスト処理装置。 A probe for extracting while cooling a part of the combustion gas discharged from the cement kiln;
A first classifier for separating coarse dust particles contained in the combustion gas extracted by the probe;
A dust collector that collects an extraction gas containing fine powder discharged from the first classifier;
A second classifier that separates dust discharged from the dust collector into fine powder and coarse powder;
A coarse powder tank for temporarily storing the coarse powder classified by the second classifier for transport to a cement grinding process;
A cement kiln dust treatment apparatus comprising: a flotation machine that collects an object to be collected from fine powder classified by the second classifier by a flotation method.
抽気した燃焼ガスの一部に含まれるダストの粗粉を分離し、
粗粉を分離した後の微粉含有抽気ガスを集塵し、
集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離し、
該微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するために一時的に貯蔵し、
該微粉含有抽気ガスを集塵して得られたダストを微粉と粗粉とに分離した際に得られた微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とするセメントキルンダスト処理方法。 Extracting while cooling a part of the combustion gas discharged from the cement kiln,
Separating dust coarse powder contained in a part of the extracted combustion gas,
Dust extraction gas containing fine powder after separating coarse powder,
The dust obtained by collecting the dust is separated into fine powder and coarse powder,
The coarse powder obtained when the dust obtained by collecting the fine powder-containing extraction gas is separated into fine powder and coarse powder is temporarily stored for transport to the cement grinding process,
Cement kiln dust treatment characterized in that a recovery object is recovered by a flotation method from fine powder obtained when dust obtained by collecting the extracted gas containing fine powder is separated into fine powder and coarse powder Method.
該スラリーから、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とする請求項4又は5に記載のセメントキルンダスト処理方法。 The fine powder obtained when the dust obtained by collecting the fine powder-containing extraction gas is separated into fine powder and coarse powder is collected by a wet dust collector to form a slurry,
6. The cement kiln dust treatment method according to claim 4 or 5, wherein a recovery object is recovered from the slurry by a flotation method.
前記鉛回収工程で生成する塩水から工業塩を回収するか、又は該塩水を排水処理した後に下水又は/及び海洋に放流することを特徴とする請求項4、5又は6に記載のセメントキルンダスト処理方法。 The collected lead is reduced to the mountain or reduced in volume and finally disposed.
Cement kiln dust according to claim 4, 5 or 6, wherein industrial salt is recovered from the salt water generated in the lead recovery step or discharged into sewage or / and the ocean after draining the salt water. Processing method.
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