JP2013173085A - Treatment system of aqueous muddy material containing ferrous metals particle and heavy metals - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物から重金属類を除去する一方、水性泥状物中の鉄類粒子を製鉄原料又は鉄系材料として回収する総合的な水性泥状物の処理システムに関するものである。 The present invention removes heavy metals from an aqueous mud containing iron particles and heavy metals, while recovering iron particles in the aqueous mud as an iron-making raw material or an iron-based material. The present invention relates to a material processing system.
一般に、土地の掘削、改修又は造成、あるいは道路の建設又は補修などといった土木建築工事を行ったときには、土、砂、石等を含む大量の鉱物性混合物が発生する。そこで、このような鉱物性混合物を、湿式分級器を用いて分級し、あるいは破砕機を用いて破砕処理を施した上で湿式分級器を用いて分級して、再生砂、再生砂利等を生成するようにした鉱物性材料の再生システムが種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In general, when civil engineering and construction work such as excavation, renovation or creation of land, or construction or repair of roads, a large amount of a mineral mixture containing soil, sand, stones, and the like is generated. Therefore, such a mineral mixture is classified using a wet classifier or subjected to crushing treatment using a crusher and then classified using a wet classifier to produce reclaimed sand, reclaimed gravel, etc. Various regeneration systems for mineral materials have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、このような鉱物性混合物には、有害な重金属及び/又は重金属化合物あるいはこれらのイオン(以下、これらを「重金属類」と総称する。)が混入していることがある。例えば、重金属類で汚染された土地の掘削又は造成等により発生した鉱物性混合物には必然的に重金属類が混入している。この場合、湿式分級器から重金属類を含む水性泥状物が排出される。そこで、水性泥状物中の重金属類を処理して、重金属類が除去された無害な鉱物性材料を回収するようにした鉱物性材料の再生システムが種々提案されている(例えば、特許文献2参照)。 By the way, such a mineral mixture may contain harmful heavy metals and / or heavy metal compounds or ions thereof (hereinafter collectively referred to as “heavy metals”). For example, heavy metals are inevitably mixed in a mineral mixture generated by excavation or creation of land contaminated with heavy metals. In this case, the aqueous mud containing heavy metals is discharged from the wet classifier. Therefore, various mineral material regeneration systems have been proposed in which heavy metals in aqueous mud are treated to recover harmless mineral materials from which heavy metals have been removed (for example, Patent Document 2). reference).
ところで一方、一般に土壌中あるいは土石中には、比較的粒子径が小さい砂鉄その他の鉄又は鉄酸化物の粒子(以下、これらを「鉄類粒子」と総称する。)が混在しているが、湿式分級器を用いる従来の鉱物性材料の再生システムでは、湿式分級器から排出される水性泥状物にこのような鉄類粒子が含まれることになる。なお、土壌に含まれる鉄類粒子の割合は、通常2〜3質量%であるものと推定される。 On the other hand, in general, in the soil or in the debris, sand iron or other iron or iron oxide particles (hereinafter collectively referred to as “iron particles”) having a relatively small particle diameter are mixed. In a conventional mineral material regeneration system using a wet classifier, such iron particles are contained in the aqueous mud discharged from the wet classifier. In addition, it is estimated that the ratio of the iron particle contained in soil is usually 2-3 mass%.
そして、重金属類を含む水性泥状物を処理する従来の鉱物性材料の再生システムでは、水性泥状物中に含まれる鉄類粒子は最終的には廃棄されることになる。このような鉄類粒子は、何らかの手段で回収すれば、製鉄原料として利用したり、鉄粉法による廃水の重金属処理等に利用したりすることができるものである。しかしながら、現時点において当該技術分野では、このような鉄類粒子を製鉄原料又は鉄系材料として回収することが可能な鉱物性材料の再生システムは見当たらない。 And in the reproduction | regeneration system of the conventional mineral material which processes the aqueous mud containing a heavy metal, the iron particles contained in an aqueous mud will be discarded finally. If such iron particles are recovered by some means, they can be used as an iron-making raw material or used for heavy metal treatment of wastewater by the iron powder method. However, at present, there is no regenerative system for mineral materials capable of recovering such iron particles as an iron-making raw material or an iron-based material in the technical field.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、重金属類を含む水性泥状物から重金属類を除去する一方、該水性泥状物中に含まれる鉄類粒子を製鉄原料又は鉄系材料として回収することができる総合的な水性泥状物の処理システムを提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and removes heavy metals from an aqueous mud containing heavy metals, while producing iron particles contained in the aqueous mud. It is an object to be solved to provide a comprehensive aqueous sludge treatment system that can be recovered as a raw material or an iron-based material.
上記課題を解決するためになされた本発明に係る、鉄の粒子及び鉄酸化物の粒子のうちの少なくとも一方を含む鉄類粒子と、重金属及び重金属化合物のうちの少なくとも一方(ないしはこれらのイオン)を含む重金属類とを含有する水性泥状物の処理システムは、重金属類処理装置と、湿式磁力分離装置と、脱水装置とを備えている。鉄類粒子としては、例えば砂鉄などが挙げられる。また、重金属類としては、例えばクロム、マンガン、水銀、銅、鉛、カドミウム、亜鉛、ニッケル及びこれらの化合物並びにこれらのイオンなどが挙げられる。なお、「水性泥状物」とは、土、砂等の比較的小径の鉱物性の固体成分が水中に懸濁又は分散している泥状物(スラリー)を意味する。 An iron particle containing at least one of iron particles and iron oxide particles and at least one of heavy metals and heavy metal compounds (or ions thereof) according to the present invention made to solve the above-mentioned problems. The processing system of the aqueous sludge containing heavy metals containing is equipped with the heavy metal processing apparatus, the wet magnetic separation apparatus, and the dehydration apparatus. Examples of the iron particles include iron sand. Examples of heavy metals include chromium, manganese, mercury, copper, lead, cadmium, zinc, nickel, and compounds thereof, and ions thereof. The “aqueous muddy material” means a muddy material (slurry) in which a relatively small-diameter mineral solid component such as soil or sand is suspended or dispersed in water.
本発明に係る水性泥状物の処理システムおいて、重金属類処理装置は、水性泥状物中の重金属類を処理して除去する。湿式磁力分離装置(例えば、湿式ドラム磁選機)は、重金属類処理装置から排出された前記重金属類を含まない前記水性泥状物から、磁気力により鉄類粒子を吸着・分離して回収する。脱水装置(例えば、加圧濾過器)は、湿式磁力分離装置から排出された水性泥状物に加圧濾過を施して脱水ケークを生成する。 In the aqueous sludge treatment system according to the present invention, the heavy metal treatment apparatus treats and removes heavy metals in the aqueous sludge. A wet magnetic separation device (for example, a wet drum magnetic separator) collects and collects iron particles by magnetic force from the aqueous mud that does not contain the heavy metals discharged from the heavy metal processing device. A dehydrator (for example, a pressure filter) performs pressure filtration on the aqueous mud discharged from the wet magnetic separator to generate a dehydrated cake.
本発明に係る水性泥状物の処理システムにおいて、重金属類処理装置は、重金属類を捕捉するキレート樹脂もしくはキレート高分子、イオン交換樹脂、鉄粉又は活性炭の固定床が塔内に配設され、固定層内の空隙部を水性泥状物が流通する充填塔であってもよい。 In the aqueous sludge treatment system according to the present invention, the heavy metal treatment apparatus includes a chelate resin or chelate polymer that captures heavy metals, an ion exchange resin, iron powder, or a fixed bed of activated carbon disposed in the tower. It may be a packed tower in which aqueous mud is circulated through the voids in the fixed layer.
本発明に係る水性泥状物の処理システムにおいて、重金属類処理装置は、水性泥状物にキレート剤を混合し該キレート剤に重金属類を捕捉させる流動床式のキレート剤混合器と、脱水装置から排出された濾過水から重金属類を回収する重金属類回収装置とを備えている装置群であってもよい。 In the aqueous sludge treatment system according to the present invention, the heavy metal treatment device includes a fluid bed type chelating agent mixer that mixes a chelating agent with the aqueous sludge and traps the heavy metal in the chelating agent, and a dehydrator. The apparatus group provided with the heavy metal collection | recovery apparatus which collect | recovers heavy metals from the filtered water discharged | emitted from A may be sufficient.
本発明に係る水性泥状物の処理システムにおいて、重金属類処理装置は、水性泥状物にキレート剤を混合し該キレート剤に前記重金属類を捕捉させる流動床式のキレート剤混合器と、キレート剤混合器から排出された水性泥状物とキレート剤の混合物に前記キレート剤を溶解させるオイルを混合して攪拌し前記キレート剤を前記オイルに溶解させるオイル混合器と、オイル混合器から排出された水性泥状物とキレート剤とオイルの混合物から重力又は遠心力によりキレート剤とオイルの混合物を浮上分離するオイル分離装置とを備えている装置群であってもよい。 In the aqueous sludge treatment system according to the present invention, the heavy metal treatment apparatus includes a fluid bed type chelating agent mixer in which a chelating agent is mixed in the aqueous sludge and the heavy metal is captured by the chelating agent, and a chelating agent. An oil mixer that dissolves the chelating agent in the mixture of the aqueous mud and the chelating agent discharged from the agent mixer and agitate the oil to dissolve the chelating agent in the oil. Further, it may be a device group including an oil separation device that floats and separates the mixture of the chelating agent and the oil from the mixture of the aqueous mud, the chelating agent, and the oil by gravity or centrifugal force.
本発明に係る水性泥状物の処理システムにおいて、重金属類処理装置は、水性泥状物に鉄粉を混合し該鉄粉に重金属類を捕捉させる流動床式の鉄粉混合器と、鉄粉混合器から排出された水性泥状物と鉄粉の混合物から磁気力により鉄粉を吸着して分離する鉄粉回収装置とを備えている装置群であってもよい。 In the aqueous mud treatment system according to the present invention, the heavy metal processing apparatus includes a fluidized bed type iron powder mixer that mixes iron powder in the aqueous mud and captures the heavy metal in the iron powder, and iron powder. The apparatus group provided with the iron powder collection | recovery apparatus which adsorb | sucks and isolate | separates iron powder from the mixture of the aqueous muddy substance discharged | emitted from the mixer and iron powder with magnetic force may be sufficient.
本発明に係る水性泥状物の処理システムにおいて、重金属類処理装置は、水性泥状物に鉄粉を混合し該鉄粉に重金属類を捕捉させる流動床式の鉄粉混合器と、鉄粉混合器から排出された水性泥状物と鉄粉の混合物から比重差により鉄粉を分離する比重差分離装置とを備えている装置群であってもよい。 In the aqueous mud treatment system according to the present invention, the heavy metal processing apparatus includes a fluidized bed type iron powder mixer that mixes iron powder in the aqueous mud and captures the heavy metal in the iron powder, and iron powder. The apparatus group provided with the specific gravity difference separation apparatus which isolate | separates iron powder by the specific gravity difference from the mixture of the aqueous sludge discharged | emitted from the mixer and iron powder may be sufficient.
本発明に係る水性泥状物の処理システムは、湿式磁力分離装置から排出された水性泥状物を、重力又は遠心力により該水性泥状物中の固体成分を沈降させて濃縮スラリーを生成し、濃縮スラリーを脱水装置に供給するスラリー濃縮装置を備えていてもよい。また、脱水装置により生成された脱水ケークを乾燥させて土塊を生成する乾燥装置を備えていてもよい。なお、本発明に係る水性泥状物の処理システムは、湿式磁力分離装置により回収された鉄類粒子を、炭素粉末と混合して加熱することにより非溶融状態又は半溶融状態で還元して鉄の粒子又は塊を生成する還元装置を備えていてもよい。 The aqueous sludge treatment system according to the present invention produces a concentrated slurry by causing the solid components in the aqueous sludge to settle by gravity or centrifugal force from the aqueous sludge discharged from the wet magnetic separator. A slurry concentrating device for supplying the concentrated slurry to the dehydrating device may be provided. Moreover, you may provide the drying apparatus which dries the dewatering cake produced | generated by the dehydration apparatus and produces | generates a clot. The aqueous sludge treatment system according to the present invention reduces the iron particles recovered by the wet magnetic separation device in a non-molten state or a semi-molten state by mixing and heating with the carbon powder. There may be provided a reducing device for generating particles or lumps of the particles.
本発明に係る水性泥状物の処理システムによれば、重金属類を含む水性泥状物から重金属類を除去して無害な脱水ケーキないしは土塊を生成することができるので、重金属類による環境汚染を防止することができる。これと同時に、水性泥状物中に含まれる鉄類粒子を回収して製鉄原料、鉄系材料等として利用ことができるので、資源の有効利用を図ることができる。すなわち、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。 According to the aqueous sludge treatment system according to the present invention, it is possible to remove a heavy metal from an aqueous sludge containing heavy metals to produce a harmless dehydrated cake or a soil mass, so that environmental pollution due to heavy metals can be prevented. Can be prevented. At the same time, iron particles contained in the aqueous mud can be recovered and used as an iron-making raw material, an iron-based material, etc., so that resources can be effectively used. That is, from the viewpoint of preventing the diffusion of heavy metals and effective use of resources, the aqueous mud containing iron particles and heavy metals can be treated comprehensively and rationally.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る水性泥状物の処理システムを具体的に説明する。まず、図1を参照しつつ、鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の発生形態の具体例を説明する。後記のとおり、図1に示す具体例では、鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物は、重金属類で汚染された土、砂、石、岩、コンクリート片等を含む鉱物性混合物を破砕した上で、湿式の分級機で分級して、重金属類を含まない砂製品及び礫状製品を回収する際に副生成物として生成される。しかしながら、本発明が対象とする鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物は、図1に示す発生形態により生じたものに限定されるわけではない。したがって、本発明は、種々の発生形態により生じた鉄類粒子及び重金属類を含有するすべての水性泥状物の処理に幅広く応用することができるものである。 Hereinafter, an aqueous sludge treatment system according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. First, with reference to FIG. 1, a specific example of the generation form of the aqueous mud containing iron particles and heavy metals will be described. As will be described later, in the specific example shown in FIG. 1, the aqueous mud containing iron particles and heavy metals is a mineral mixture containing soil, sand, stones, rocks, concrete fragments, etc. contaminated with heavy metals. After being crushed and classified by a wet classifier, it is produced as a by-product when a sand product and gravel-like product not containing heavy metals are recovered. However, the aqueous mud containing iron particles and heavy metals targeted by the present invention is not limited to those produced by the form of generation shown in FIG. Therefore, the present invention can be widely applied to the treatment of all aqueous sludges containing iron particles and heavy metals generated by various generation forms.
図1に示すように、鉱物性材料の再生システムRには、破砕設備として、前処理スクリーン1と、ジョークラッシャ2と、ロッドミルブレーカ3とが設けられている。なお、鉱物性混合物は、受入保管ヤードで受入検査を受けた後、受入ピットに受け入れられ、貯留されている。この鉱物性混合物は、図示していないベルトコンベア又はタイヤショベルにより、連続的に又は間欠的に前処理スクリーン1に投入される。
As shown in FIG. 1, the mineral material regeneration system R is provided with a pretreatment screen 1, a jaw crusher 2, and a
前処理スクリーン1は、乾式の篩分装置であって、粒径が区々の種々の塊粒を含んでいる鉱物性混合物を、例えば、粒径が90mm以上(又は60mm以上)の塊粒を含む混合物と、粒径が90mm未満(又は60mm未満)の塊粒を含む混合物とに篩分する。そして、粒径が90mm以上の塊粒は、ベルトコンベア等によりジョークラッシャ2に移送される。他方、粒径が90mm未満の塊粒は、ベルトコンベア等によりロッドミルブレーカ3に移送される。
The pretreatment screen 1 is a dry-type sieving device, and a mineral mixture containing various agglomerates having various particle sizes, for example, agglomerates having a particle size of 90 mm or more (or 60 mm or more). Sieving into a mixture containing and a mixture containing agglomerates having a particle size of less than 90 mm (or less than 60 mm). The agglomerates having a particle size of 90 mm or more are transferred to the jaw crusher 2 by a belt conveyor or the like. On the other hand, agglomerates having a particle size of less than 90 mm are transferred to the
ジョークラッシャ2は、詳しくは図示していないが、互いに対向して配置された固定板と可動板とを有し、回転体を回転させることにより可動板を固定板に対して往復移動させて被破砕物を破砕する破砕機であり、例えば固定板と可動板の最接近距離等を変えることにより、容易に破砕後の被破砕物の寸法ないしは粒度を調節することができるものである。そして、ジョークラッシャ2は、例えば、粒径が90mm以上(又は60mm以上)の塊粒を破砕(粗破砕)して、例えば粒径が40mm未満の塊粒を生成する。この塊粒は、ベルトコンベア等によりロッドミルブレーカ3に移送される。
Although not shown in detail, the jaw crusher 2 has a fixed plate and a movable plate arranged to face each other, and rotates the rotating body to reciprocate the movable plate with respect to the fixed plate. This is a crusher that crushes crushed materials. For example, by changing the closest approach distance between the fixed plate and the movable plate, the size or particle size of the crushed material can be easily adjusted. The jaw crusher 2 crushes (coarse crushing) agglomerates having a particle size of 90 mm or more (or 60 mm or more), for example, and generates agglomerates having a particle size of less than 40 mm, for example. The agglomerates are transferred to the
ロッドミルブレーカ3は、詳しくは図示していないが、ドラムの中に破砕具として複数のスチールロッド(例えば、10本の75mmφ×2mのスチールロッド)を配置したものであり、ドラムの回転によってスチールロッドが互いに平行に転動して線接触し、その衝撃によりロッド間に存在する塊粒を細かく破砕する。なお、混合物は、ロッドミルブレーカ3に入る前に、水供給設備(図示せず)から供給される水(工業用水、水道水、井戸水、処理水等)と混合される。ロッドミルブレーカ3内で塊粒が破砕されるときに、塊粒に付着又は結合している重金属類の一部は剥離、溶解等により水中に離脱する。
Although not shown in detail, the
また、再生システムRには、湿式分級設備として、水供給設備から水が供給される湿式のジェットトロンメル4と、湿式サイクロン5とが設けられている。ジェットトロンメル4及び湿式サイクロン5においては、いずれも、塊粒が大量の水と接触するとともに個々の塊粒同士が互いに擦れ合うので、塊粒に付着又は結合している重金属類は、剥離、溶解等によりほぼ完全に水中に離脱する。 In addition, the regeneration system R is provided with a wet jet trommel 4 to which water is supplied from a water supply facility and a wet cyclone 5 as wet classification equipment. In both the jet trommel 4 and the wet cyclone 5, the lump is in contact with a large amount of water and the individual lump is rubbed against each other, so that the heavy metals attached to or bonded to the lump are separated, dissolved, etc. Almost completely leaves the water.
ジェットトロンメル4は、詳しくは図示していないが、水を貯留することができる受槽と、水平面に対して傾斜して配置された略円筒形のドラムスクリーンとを有する篩分装置であって、ドラムスクリーンは、モータによりその中心軸(円筒の中心軸)まわりに回転することができるようになっている。また、ドラムスクリーン内に、水をスプレー状で供給することができるようになっている。なお、水をスプレー状でドラムスクリーン内に供給するのではなく、ドラムスクリーンの一部(下部)を、受槽に貯留された水ないしは混濁物に浸漬するようにしてもよい。 Although not shown in detail, the jet trommel 4 is a sieving device having a receiving tank capable of storing water, and a substantially cylindrical drum screen arranged to be inclined with respect to a horizontal plane. The screen can be rotated around its central axis (cylindrical central axis) by a motor. Also, water can be supplied in the form of a spray into the drum screen. Instead of supplying water into the drum screen in the form of a spray, a part (lower part) of the drum screen may be immersed in water or turbidity stored in the receiving tank.
そして、ドラムスクリーン内に水を供給しつつドラムスクリーンを回転させ、ロッドミルブレーカ3から、ドラムスクリーンの上側の開口端部(位置が高い方)を経由してドラムスクリーン内に混合物を投入すると、混合物は、基本的には重力により下側の開口端部(位置が低い方)に向かって移動する。その際、ドラムスクリーンの網目より細かい塊粒、例えば粒径が5mm未満の塊粒(以下「小径塊粒」という。)は、水とともにドラムスクリーンの網目を通り抜け、ドラムスクリーン外に出て受槽内に入る。なお、受槽内では、小径塊粒と水は、互いに混ざり合って水系混合物を形成している。
Then, the drum screen is rotated while water is supplied into the drum screen, and the mixture is introduced into the drum screen from the
他方、ドラムスクリーンの網目より粗い塊粒、例えば粒径が5mm以上の塊粒(以下「大径塊粒」という。)は、ドラムスクリーンの網目を通り抜けることができないので、下側の開口端部を経由して、ドラムスクリーン外に排出され、粗目スクリーン10に移送される。このジェットトロンメル4では、塊粒が大量の水と接触するとともに塊粒同士が互いに擦れ合うので、塊粒に付着又は結合している重金属類は、剥離、溶解等により水中に離脱する。
On the other hand, a lump coarser than the mesh of the drum screen, for example, a lump having a particle size of 5 mm or more (hereinafter referred to as “large-diameter agglomerate”) cannot pass through the mesh of the drum screen, so And is discharged to the outside of the drum screen and transferred to the
ジェットトロンメル4の受槽内の小径塊粒と水とからなる水系混合物は、湿式サイクロン5に移送される。湿式サイクロン5は、詳しくは図示していないが、下方に向かって狭まる略円錐状のシリンダ内に水系混合物を圧送して旋回流を生じさせ、これによって生じる遠心力を利用して、水系混合物を、小径塊粒のうちで比較的粒径が大きいもの、例えば粒径が0.5mm以上のもの(以下「再生砂」という。)と、比較的粒径が小さいもの、例えば粒径が0.5mm未満のもの(以下「微細回収物」という。)を含有する水性泥状物とに分離する。この湿式サイクロン5では、塊粒が大量の水と接触するとともに塊粒同士が互いに擦れ合うので、塊粒に付着又は結合している重金属類は、剥離、溶解等により水中に離脱する。 The aqueous mixture composed of the small-diameter agglomerates and water in the receiving tank of the jet trommel 4 is transferred to the wet cyclone 5. Although not shown in detail in the wet cyclone 5, the aqueous mixture is pumped into a substantially conical cylinder that narrows downward to generate a swirling flow, and the centrifugal force generated thereby is used to make the aqueous mixture Among the small-diameter agglomerates, those having a relatively large particle size, for example, those having a particle size of 0.5 mm or more (hereinafter referred to as “recycled sand”), and those having a relatively small particle size, for example, having a particle size of 0.1. Separated into an aqueous mud containing less than 5 mm (hereinafter referred to as “finely collected product”). In this wet cyclone 5, the lump particles come into contact with a large amount of water and the lump particles rub against each other, so that heavy metals adhering to or bonding to the lump particles are separated into the water by peeling, dissolution or the like.
そして、湿式サイクロン5によって分離された再生砂は、後処理設備の一部であるサンドスクラバ6に移送される。なお、水性泥状物は、後記のとおり、泥状物タンク12に移送される。以下、再生砂のための後処理設備の具体的な構成及び機能を説明する。再生砂のための後処理設備は、サンドスクラバ6と、ジェットラダーシュート7と、サンドスクリーン8と、脱水スクリーン9とで構成されている。
And the reclaimed sand separated by the wet cyclone 5 is transferred to the
サンドスクラバ6には、水供給装置から水が供給される。そして、サンドスクラバ6は、詳しくは図示していないが、パドルミキサにより、水中で再生砂同士を揉み合わせながら送り出し、再生砂間の摩擦により再生砂の表面に付着している異物を剥離して除去する。なお、万一、再生砂に重金属類が残留している場合、この重金属類は再生砂から水中に離脱する。
Water is supplied to the
サンドスクラバ6によって異物が除去された再生砂は排水とともに、水供給装置から水が供給されるジェットラダーシュート7に移送される。このジェットラダーシュート7は、所定の圧力及び水量で水を流動させて再生砂にすすぎ洗浄処理を施す。なお、再生砂の表面に、万一、異物又は重金属類が残留している場合、これらはこのすすぎ洗浄処理により再生砂から離脱する。
The regenerated sand from which foreign matter has been removed by the
ジェットラダーシュート7によりすすぎ洗浄処理が施された再生砂は、排水とともに、水供給装置から水が供給されるサンドスクリーン8に移送される。このサンドスクリーン8は、所定の圧力及び水量で水を流動させて再生砂にすすぎ洗浄処理を施すとともに、万一異物が残留していれば、これを捕集して除去する。また、サンドスクリーン8では、再生砂は水中で脱水され、良質な洗い砂となって、脱水スクリーン9に移送される。サンドスクリーン8の排水は泥状物タンク12に移送される。なお、この排水は、固形成分をほとんど含まないので、泥状物タンク12に移送せず、排水処理装置に排出してもよい。
The reclaimed sand that has been rinse-washed by the jet ladder chute 7 is transferred to a
脱水スクリーン9では、再生砂に最終のすすぎ洗浄処理が施されるとともに、キレート処理が施される。脱水スクリーン9の排水は湿式サイクロン5に戻される。この排水は、排水処理装置に排出される。なお、この排水を泥状物タンク12に移送してもよい。これにより、再生砂は良質な砂製品となり、保管ヤードに自然落下する。この砂製品は、例えばスライドベルトコンベア等により所定の貯留所に移送され、貯留される。なお、品質検査等により、万一砂製品に重金属類が含まれていることが発見された場合は、この砂製品をサンドスクラバ6に戻し、再度洗浄して重金属類を除去すればよい。
In the dewatering screen 9, the final rinse cleaning process is performed on the recycled sand and the chelate process is performed. The drainage of the dewatering screen 9 is returned to the wet cyclone 5. This waste water is discharged to a waste water treatment device. The waste water may be transferred to the
湿式サイクロン5から排出された、微細回収物を含有する水性泥状物、すなわち鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物は泥状物タンク12に移送される(図2参照)。そして、後記のとおり、水性泥状物は、図2に示す処理システムTよって処理され、無害化されるとともに、鉄類粒子が製鉄原料、鉄系材料等として回収される。 The aqueous mud containing fine recovered material, that is, the aqueous mud containing iron particles and heavy metals, discharged from the wet cyclone 5 is transferred to the mud tank 12 (see FIG. 2). Then, as will be described later, the aqueous mud is processed and rendered harmless by the processing system T shown in FIG.
前記のとおり、ジェットトロンメル4から排出された大径塊粒(粒径が5mm以上の鉱物性塊粒)は粗目スクリーン10に移送される。そして、粗目スクリーン10は、大径塊粒を、粒径が40mm以上のもの(以下「要破砕物」という。)と、粒径が40mm未満のもの(以下「礫状製品」という。)とに篩分する。そして、要破砕物はインパクトクラッシャ11に移送され、該インパクトクラッシャ11によって破砕された後、粗目スクリーン10に戻される。したがって、大径塊粒はすべて40mm未満となって、粗目スクリーン10から排出されることになる。
As described above, the large-diameter agglomerates (mineral agglomerates having a particle diameter of 5 mm or more) discharged from the jet trommel 4 are transferred to the
他方、礫状製品、すなわち粒径が5mm以上40mm未満の鉱物性塊粒は、保管ヤードに自然落下する。この礫状製品は、例えばスライドベルトコンベア等により所定の貯留所に移送され、貯留される。なお、品質検査等により、万一礫浄製品に重金属類が含まれていることが発見された場合は、この礫浄製品をジェットトロンメル4に戻して重金属類を除去すればよい。 On the other hand, gravel-like products, that is, mineral agglomerates having a particle size of 5 mm or more and less than 40 mm, naturally fall into the storage yard. This gravel-like product is transferred to a predetermined storage place by, for example, a slide belt conveyor and stored. In addition, when it is discovered by quality inspection etc. that a heavy metal is contained in a gravel purification product, it is sufficient to return this gravel purification product to the jet trommel 4 to remove heavy metals.
(実施形態1)
以下、図2を参照しつつ、本発明の実施形態1に係る鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の処理システムを説明する。図2に示すように、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1においては、泥状物タンク12内に、再生システムRから排出された鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物が貯留されている。なお、詳しくは図示していないが、泥状物タンク12内の水性泥状物は攪拌機によって攪拌され、水性泥状物中では固体成分はほぼ均一に分布又は分散している。
(Embodiment 1)
Hereinafter, with reference to FIG. 2, a treatment system for an aqueous mud containing iron particles and heavy metals according to Embodiment 1 of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, in the aqueous sludge treatment system T <b> 1 according to the first embodiment, the aqueous sludge containing iron particles and heavy metals discharged from the regeneration system R in the
泥状物タンク12内の水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により、重金属処理装置13に移送される。重金属処理装置13では、水性泥状物に対して重金属類処理が施され、水性泥状物から重金属類が除去され、重金属類を含まない水性泥状物が生成される。なお、重金属類としては、例えば、クロム、マンガン、銅、鉛、カドミウム、水銀、亜鉛、ニッケル、錫、コバルト、又はこれらの重金属の化合物、あるいはこれらの重金属又は化合物のイオンなどが挙げられる。
The aqueous mud in the
重金属処理装置13としては、重金属を捕捉するキレート樹脂又はキレート高分子の固定床が塔内に配設され、固定層内の空隙部を水性泥状物が流通するようになっている充填塔を用いることができる(キレート法)。具体的には、例えば塔内において天井板と底板との間の円柱形の空間部にキレート樹脂又はキレート高分子の粒子が充填された充填塔を用いることができる。
The heavy
重金属処理装置13においては、充填塔内を水性泥状物が流通する際に、重金属類がキレート樹脂又はキレート高分子によって捕捉ないしは吸着され、水性泥状物中の重金属類が除去される。キレート樹脂又はキレート高分子は、重金属類で飽和したときには交換又は再生される。ここで、キレート樹脂又はキレート高分子に代えて、キレート剤を固定した非水溶性の無機多孔質の粉体、粒子又は塊を用いてもよい。
In the heavy
また、重金属処理装置13として、重金属を捕捉する鉄粉で形成された固定床が塔内に配設され、固定層内の空隙部を水性泥状物が流通する充填塔を用いてもよい(鉄粉法)。ここで、鉄粉としては、例えば、比表面積が大きい鉄粉(例えば、250000cm2/g以上のもの)、例えば硫酸鉄(II)で表面処理を施した鉄粉を用いるのが好ましい。この場合、水性泥状物が充填塔内を流通する際に、重金属類が鉄粉に吸着され、水性泥状物中の重金属類が除去される。なお、鉄粉は、重金属類の吸着量が飽和したときには交換又は再生される。
Further, as the heavy
そのほか、重金属処理装置13として、重金属を捕捉する活性炭で形成された固定床が塔内に配設され、固定層内の空隙部を水性泥状物が流通する充填塔を用いてもよい。また、重金属を捕捉するイオン交換樹脂で形成された固定床が塔内に配設され、固定層内の空隙部を水性泥状物が流通する充填塔を用いてもよい。これらの場合、水性泥状物が充填塔内を流通する際に、重金属類が活性炭に吸着され、又はイオン交換樹脂に捕捉され、水性泥状物中の重金属類が除去される。
In addition, as the heavy
前記のいずれの重金属処理装置13においても、充填塔に超音波発生機を付設し、充填塔内の水性泥状物に超音波を印加するのが好ましい。この場合、水性泥状物中の固形成分に付着もしくは結合し、又は固形成分内に含有されている重金属類が、超音波のエネルギにより、水中に遊離し又は溶解する(超音波洗浄)。さらに、固定床による水中に遊離又は溶解している重金属類の捕捉又は吸着が促進される。なお、重金属処理装置13として、前記の種々の充填塔のうちの任意の複数のものを並列又は直列に接続したものを用いてもよい。
In any of the heavy
重金属処理装置13から排出された重金属類を含まない水性泥状物は、「湿式磁力分離装置」である湿式磁選機14に移送される。具体的には、湿式磁選機14として、例えば三菱長崎機工株式会社から入手可能な「WD1115A型の湿式ドラム型磁選機」を用いることができる。湿式磁選機14では、水性泥状物中の鉄類粒子が、磁気力により吸着・分離されて回収される。ここで、湿式磁選機14の鉄類胃粒子を吸着する磁石ないしは磁化部は、酸化鉄、例えばFeO、Fe2O3、Fe3O4等(比透磁率が1000未満)を含む鉄類粒子の大部分を吸着するような範囲に好ましく設定される。
The aqueous mud containing no heavy metals discharged from the heavy
湿式磁選機14で回収された鉄類粒子は、洗浄器18に移送されて水で洗浄され、該鉄類粒子に付着している微細な異物が除去される。洗浄器18で洗浄された鉄類粒子は、ドライヤ19に移送されて乾燥させられる。ドライヤ19としては、例えば気流乾燥機又は流動層乾燥機を用いることができる。このようにして回収された鉄類粒子は、例えば製鉄原料として用いることができる。したがって、鉄又は鉄酸化物の粒子を、例えば屑鉄等と同様に、廃品回収業者ないしは製鉄業者に販売することができる。
The iron particles recovered by the wet
また、回収された鉄類粒子を用いて独自に製鉄を行ってもよい。なお、鉄類粒子は、通常、鉄酸化物の粒子のみか、鉄の粒子と鉄酸化物の粒子の混合物である。この場合、その処理量が比較的少ないので、一般の製鉄業者が採用している間接製鉄法(溶融銑鉄法)、すなわち高炉、転炉等により製鉄原料(鉄鉱石)を比較的高い温度(例えば、1500℃程度)で溶融しながら還元して鉄を生成する製鉄手法を用いることは極めて困難である。したがって、製鉄原料を溶融させず、製鉄原料と炭素粉末とを混合して比較的低い温度(例えば、500〜1000℃)で加熱し、非溶融状態又は半溶融状態で還元して海綿状又は塊状の鉄(塊錬鉄)を生成する直接製鉄法、例えばたたら製鉄法により、製鉄を行うのが実用的である。なお、このようにして生成された鉄は、炭素含有料が低く良質であるので、例えば刃物(包丁、刀剣等)の原料として用いることができる。 Moreover, you may independently make iron using the recovered iron particles. The iron particles are usually only iron oxide particles or a mixture of iron particles and iron oxide particles. In this case, since the processing amount is relatively small, the indirect iron making method (molten pig iron method) adopted by general steel manufacturers, that is, the ironmaking raw material (iron ore) is heated to a relatively high temperature (for example, blast furnace, converter) It is extremely difficult to use an iron making technique in which iron is produced by reduction while melting at about 1500 ° C.). Therefore, without melting the iron-making raw material, the iron-making raw material and the carbon powder are mixed and heated at a relatively low temperature (for example, 500 to 1000 ° C.), and reduced in a non-molten state or a semi-molten state to form a sponge or lump. It is practical to carry out iron making by a direct iron production method for producing the iron (bulk wrought iron), for example, the Tatara iron production method. In addition, since the iron produced | generated in this way has a low carbon-containing material and is good quality, it can be used as a raw material of a knife (a knife, a sword, etc.), for example.
なお、回収された鉄類粒子は、そのままの状態で鉄粉法による水処理に用いてもよい。本願発明者らの実験によれば、鉄類粒子中の鉄の粒子及び鉄酸化物(主として、酸化第二鉄、四酸化三鉄)の粒子は、いずれも、重金属類を吸着する能力を有することが確認された。したがって、鉄類粒子を鉄粉法による廃水中の重金属類の除去に用いる場合は、その粒子が鉄であるか鉄酸化物であるかを区別する必要はなく、そのままの状態で「鉄粉」として用いることができる。 In addition, you may use the collect | recovered iron particles in the state as it is for the water treatment by an iron powder method. According to the experiments by the present inventors, both iron particles and iron oxide particles (mainly ferric oxide and ferric tetroxide) in iron particles have the ability to adsorb heavy metals. It was confirmed. Therefore, when iron particles are used to remove heavy metals in wastewater by the iron powder method, there is no need to distinguish whether the particles are iron or iron oxide, and the “iron powder” Can be used as
湿式磁選機14で鉄類粒子が除去された水性泥状物は、「スラリー濃縮装置」であるシックナ15に移送される。シックナ15では、水性泥状物中の固体成分が重力により沈降させられる。その結果、水性泥状物は、固体成分が濃縮された濃縮スラリーと、固体成分をほとんど含まない上澄液とに分離される。なお、水性泥状物の固体成分の濃度ないしは割合が高い場合は、水性泥状物をさほど濃縮することができないので、シックナ15を設けなくてもよい。また、水性泥状物の固体成分の濃度ないしは割合が低い場合でも、シックナ15を省略することは可能である。
The aqueous mud from which the iron particles have been removed by the wet
シックナ15により生成された濃縮スラリーは、スラリーポンプ等のスラリー供給手段により、シックナ15から「脱水装置」である圧力濾過器16(フィルタプレス)へ移送される。具体的には、圧力濾過器16として、例えば株式会社栗田機械製作所から入手可能な濾布固定濾枠式の「FM型フィルタプレス」などを用いることができる。圧力濾過器16は、詳しくは図示していないが、バッチ式又は連続式の加圧式濾過器であって、シックナ15から受け入れた濃縮スラリーに加圧濾過を施し、脱水ケークと濾過水とを生成する。加圧濾過器16の濾過圧力は、例えば脱水ケークの含水率が60〜70%となるように好ましく設定される。なお、脱水装置として、加圧濾過器以外の脱水装置、例えば真空濾過器(オリバー式濾過器)などを用いてもよい。
The concentrated slurry generated by the
圧力濾過器16により生成された脱水ケークは、乾燥機17により乾燥させられ、乾燥土塊又は乾燥粒子となる。なお、脱水ケークをそのままの状態で廃棄する場合は、乾燥機17を設ける必要はない。ここで、圧力濾過器16により生成された脱水ケークを、改質材を添加することにより改質して改良土を生成してもよい。このような改良土は、例えば盛土材等として用いることができる。
The dewatered cake generated by the
以上、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムによれば、重金属類を含む水性泥状物から重金属類を除去して無害な脱水ケーキないしは土塊を生成することができるので、重金属類による環境汚染を防止することができる。また、水性泥状物中に含まれる鉄類粒子を回収して製鉄原料、鉄系材料等として利用ことができるので、資源の有効利用を図ることができる。すなわち、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。 As mentioned above, according to the processing system of the aqueous mud according to the first embodiment, it is possible to remove the heavy metals from the aqueous mud containing heavy metals to produce harmless dehydrated cakes or earth clumps. Environmental pollution can be prevented. Moreover, since the iron particles contained in the aqueous mud can be recovered and used as an iron-making raw material, an iron-based material, etc., effective use of resources can be achieved. That is, from the viewpoint of preventing the diffusion of heavy metals and effective use of resources, the aqueous mud containing iron particles and heavy metals can be treated comprehensively and rationally.
(実施形態2)
以下、図3を参照しつつ、本発明の実施形態2に係る鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の処理システムT2を説明する。ただし、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2は、図2に示す実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と、重金属類処理装置の構成及び機能が異なるだけであり、その他の構成要素の構成及び機能は実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と同様である。そこで、以下では、説明の重複を避けるため、主として重金属類処理装置の構成及び機能を説明する。なお、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2において、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と共通の構成要素については、実施形態1と同一の参照番号を付している。
(Embodiment 2)
Hereinafter, with reference to FIG. 3, an aqueous mud treatment system T2 containing iron particles and heavy metals according to Embodiment 2 of the present invention will be described. However, the treatment system T2 of the aqueous mud according to the second embodiment is different from the treatment system T1 of the aqueous mud according to the first embodiment shown in FIG. The configuration and functions of the other components are the same as those of the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment. Therefore, in the following, in order to avoid duplication of description, the configuration and function of the heavy metal processing apparatus will be mainly described. Note that, in the aqueous mud treatment system T2 according to the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are given to components common to the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment. Yes.
図3に示すように、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2においては、重金属類処理装置は、キレート剤混合器20と、キレート剤供給装置21と、重金属類回収装置30とで構成されている。そして、この水性泥状物の処理システムT2では、泥状物タンク12内の水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により、キレート剤混合器20に移送される。他方キレート剤供給装置21からキレート剤混合器20へキレート剤(例えば、EDTA、DTPA)又はその水溶液が供給される。
As shown in FIG. 3, in the aqueous sludge treatment system T <b> 2 according to the second embodiment, the heavy metal treatment device includes a
そして、詳しくは図示していないが、キレート剤混合器20内では、例えば攪拌機によって水性泥状物とキレート剤の混合物が攪拌されて流動し、キレート剤によって重金属類が捕捉される。すなわち、キレート剤混合器20は、流動床式の混合器ないしは反応器である。また、このキレート剤混合器20内では、水性泥状物中の固形成分に付着もしくは結合し、又は固形成分内に含有されている重金属類が、キレート剤により水中に抽出(固体抽出又はリーチング)される。なお、この重金属類抽出作用は、水性泥状物の攪拌の強度を高めれば高めるほど促進される。
Although not shown in detail, in the
ここで、キレート剤混合器20に超音波発生機を付設し、キレート剤混合器20内の水性泥状物に超音波を印加するのが好ましい。この場合、水性泥状物中の固形成分に付着もしくは結合し、又は固形成分内に含有されている重金属類が、超音波のエネルギにより、水中に遊離し又は溶解する(超音波洗浄)。キレート剤混合器20から排出された、重金属類を捕捉したキレート剤を含む水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により湿式磁選機14に移送され、実施形態1の場合と同様に、水性泥状物中の鉄類粒子が磁気力により吸着・分離されて回収される。
Here, it is preferable to attach an ultrasonic generator to the
また、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2では、加圧濾過器16から排出された、重金属類を捕捉したキレート剤を含む濾過水はキレート剤混合器20に戻される。すなわち、キレート剤は循環使用される。なお、キレート剤の重金属類の捕捉量ないしは重金属類の含有率が予め設定した許容値を超えたとき、あるいは飽和状態となったときには、濾過水は重金属類回収装置30に移送され、濾過水中の重金属類が回収され又は処理される。なお、重金属類の回収又は処理は、例えば重金属類を捕捉したキレート剤を含む濾過水に凝集剤を添加して、キレート剤ないしは重金属類を沈殿させた後、沈降分離することにより容易に行うことができる。
Further, in the aqueous mud treatment system T <b> 2 according to the second embodiment, the filtered water discharged from the
実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2においても、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1の場合と同様に、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。 In the aqueous mud treatment system T2 according to the second embodiment, as in the case of the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment, from the viewpoint of prevention of diffusion of heavy metals and effective use of resources, Aqueous mud containing iron particles and heavy metals can be treated comprehensively and rationally.
(実施形態3)
以下、図4を参照しつつ、本発明の実施形態3に係る鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の処理システムT3を説明する。ただし、実施形態3に係る水性泥状物の処理システムT3は、図2に示す実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1又は図3に示す実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT2と、重金属類処理装置の構成及び機能が異なるだけであり、その他の構成要素の構成及び機能は実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と同様である。そこで、以下では、説明の重複を避けるため、主として重金属類処理装置の構成及び機能を説明する。なお、実施形態3に係る水性泥状物の処理システムT3において、実施形態1又は2に係る水性泥状物の処理システムT1又はT2と共通の構成要素については、実施形態1又は2と同一の参照番号を付している。
(Embodiment 3)
Hereinafter, with reference to FIG. 4, a processing system T3 for an aqueous mud containing iron particles and heavy metals according to
図4に示すように、実施形態3に係る水性泥状物の処理システムT3においては、重金属類処理装置は、キレート剤混合器20と、キレート剤供給装置21と、オイル混合器22と、オイルタンク23と、オイル分離装置24とで構成されている。そして、この水性泥状物の処理システムT3では、泥状物タンク12内の水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により、キレート剤混合器20に移送される。他方、キレート剤供給装置21からキレート剤混合器20へキレート剤(例えば、EDTA、DTPA)又はその水溶液が供給される。
As shown in FIG. 4, in the aqueous sludge treatment system T3 according to the third embodiment, the heavy metal treatment device includes a
そして、詳しくは図示していないが、キレート剤混合器20内では、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT3と同様に、水性泥状物とキレート剤の混合物が攪拌されて流動し、キレート剤によって重金属類が捕捉される。なお、実施形態3に係る水性泥状物の処理システムT3においても、実施形態2に係る水性泥状物の処理システムT3の場合と同様の理由により、キレート剤混合器20に超音波発生機を付設し、キレート剤混合器20内の水性泥状物に超音波を印加するのが好ましい。
Although not shown in detail, in the
キレート剤混合器20から排出された、重金属類を捕捉したキレート剤を含む水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段によりオイル混合器22に移送される。他方、オイルタンク23からオイル混合器22へ、キレート剤を溶解させる一方水とは混和しないオイル、例えば大豆油等の植物油が供給される。そして、詳しくは図示していないが、オイル混合器22内では、例えば攪拌機によって水性泥状物とキレート剤とオイルの混合物が攪拌されて流動し、該キレート剤は水性泥状物から離脱してオイル中に溶解ないしは溶出する。要するに、水中に溶解していたキレート剤は、液・液抽出により水中からオイル中に移動する。なお、前記のオイルに代えて、キレート剤を溶解させる一方水と混和しないオイル以外の液体を用いてもよい。
The aqueous mud containing the chelating agent that captures heavy metals discharged from the
オイル混合器22から排出された、重金属類が除去された水性泥状物と、重金属類を捕捉したキレート剤を含むオイルの混合物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段によりオイル分離装置24に移送される。オイル分離装置24では、重力又は遠心力により、水性泥状物と、キレート剤とオイルの混合物とが分離される。すなわち、水性泥状物とは混和せず、かつ水性泥状物よりも比重(密度)が小さいキレート剤とオイルの混合物は、水性泥状物の上に浮遊するので、水性泥状物と、キレート剤とオイルの混合物とを容易に分離することができる。
The mixture of the aqueous muddy material from which heavy metals have been removed and the oil containing the chelating agent that has captured the heavy metals discharged from the
オイル分離装置24で浮上分離されたキレート剤とオイルの混合物はオイルタンク23に戻され、循環使用される。なお、オイル中のキレート剤の濃度が予め設定した許容値を超えたとき、あるいは飽和濃度になったときには、オイルはオイル焼却装置25に移送され、焼却される。ここで、重金属類は、燃焼しないので、オイル焼却装置25内に灰として残る。なお、重金属類を含む灰は、例えばコンクリート固化等により処分される。
The mixture of the chelating agent and oil floated and separated by the
オイル分離装置24から排出された重金属類を含まない水性泥状物は、湿式磁選機14に移送された後、本発明の実施形態1の場合と同様に処理され、鉄類粒子が回収される一方、乾燥土塊が生成される。実施形態3に係る水性泥状物の処理システムT3においても、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1の場合と同様に、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。
The aqueous mud containing no heavy metals discharged from the
(実施形態4)
以下、図5を参照しつつ、本発明の実施形態4に係る鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の処理システムT4を説明する。ただし、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4は、図2に示す実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と、重金属類処理装置の構成及び機能が異なるだけであり、その他の構成要素の構成及び機能は実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と同様である。そこで、以下では、説明の重複を避けるため、主として重金属類処理装置の構成及び機能を説明する。なお、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4において、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1と共通の構成要素については、実施形態1と同一の参照番号を付している。
(Embodiment 4)
Hereinafter, with reference to FIG. 5, a processing system T4 for an aqueous mud containing iron particles and heavy metals according to Embodiment 4 of the present invention will be described. However, the aqueous mud treatment system T4 according to the fourth embodiment is different from the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 only in the configuration and functions of the heavy metal treatment apparatus. The configuration and functions of the other components are the same as those of the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment. Therefore, in the following, in order to avoid duplication of description, the configuration and function of the heavy metal processing apparatus will be mainly described. Note that, in the aqueous mud treatment system T4 according to the fourth embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are given to components common to the aqueous mud treatment system T1 according to the first embodiment. Yes.
図5に示すように、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4においては、重金属類処理装置は、鉄粉混合器26と、鉄粉供給装置27と、鉄粉回収装置28とで構成されている。そして、この水性泥状物の処理システムT4では、泥状物タンク12内の水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により、鉄粉混合器26に移送される。他方、鉄粉供給装置27から鉄粉混合器26へ鉄粉が供給される。そして、詳しくは図示していないが、鉄粉混合器26内では、例えば攪拌機によって水性泥状物と鉄粉の混合物が攪拌されて流動し、鉄粉によって重金属類が捕捉又は吸着される。すなわち、鉄粉混合器26は、流動床式の混合器ないしは吸着槽である。なお、鉄粉は、本発明の実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1で用いたものと同様である。
As shown in FIG. 5, in the aqueous sludge treatment system T4 according to the fourth embodiment, the heavy metal treatment device includes an
ここで、鉄粉混合器26に超音波発生機を付設し、鉄粉混合器26内の水性泥状物に超音波を印加するのが好ましい。この場合、水性泥状物中の固形成分に付着もしくは結合し、又は固形成分内に含有されている重金属類が、超音波のエネルギにより、水中に遊離し又は溶解する(超音波洗浄)。さらに、鉄粉による水中に遊離又は溶解している重金属類の捕捉又は吸着が促進される。
Here, it is preferable to attach an ultrasonic generator to the
鉄粉混合器26から排出された、重金属類が除去された水性泥状物と重金属類を捕捉又は吸着した鉄粉との混合物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により鉄粉回収装置28に移送される。鉄粉回収装置28としては、例えば三菱長崎機工株式会社から入手可能な「WD1115A型の湿式ドラム型磁選機」を用いることができる。ここで、鉄粉回収装置28の鉄粉を吸着する磁石ないしは磁化部は、鉄粉(比透磁率が5000以上)は吸着する一方、酸化鉄、例えばFeO、Fe2O3、Fe3O4等(比透磁率が1000以下)を含む鉄類粒子は吸着しないような範囲に好ましく設定される。
The mixture of the aqueous muddy material from which heavy metals are removed and the iron powder that has captured or adsorbed heavy metals discharged from the
鉄粉回収装置28では、水性泥状物から、重金属類を捕捉又は吸着した鉄粉が、磁気力により吸着・分離されて回収される。なお、鉄類粒子は鉄粉回収装置28の磁石ないしは磁化部には吸着されない。鉄粉回収装置28で回収された鉄粉は鉄粉混合器26に戻され、循環使用される。鉄粉は、重金属類の吸着量が飽和したときには交換又は再生される。
In the iron
鉄粉回収装置28から排出された重金属類を含まない水性泥状物は、湿式磁選機14に移送された後、本発明の実施形態1の場合と同様に処理され、鉄類粒子が回収される一方、乾燥土塊が生成される。実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4においても、実施形態1に係る水性泥状物の処理システムT1の場合と同様に、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。
The aqueous mud containing no heavy metals discharged from the iron
(実施形態5)
以下、図6を参照しつつ、本発明の実施形態5に係る鉄類粒子及び重金属類を含有する水性泥状物の処理システムT5を説明する。ただし、実施形態5に係る水性泥状物の処理システムT5は、図5に示す実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4と、重金属類処理装置を構成する鉄粉の回収装置の構成及び機能が異なるだけであり、その他の構成要素の構成及び機能は実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4と同様である。そこで、以下では、説明の重複を避けるため、主として重金属類処理装置、とくに鉄粉の回収装置の構成及び機能を説明する。なお、実施形態5に係る水性泥状物の処理システムT5において、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4と共通の構成要素については、実施形態4と同一の参照番号を付している。
(Embodiment 5)
Hereinafter, with reference to FIG. 6, an aqueous mud treatment system T5 containing iron particles and heavy metals according to Embodiment 5 of the present invention will be described. However, the aqueous muddy matter treatment system T5 according to the fifth embodiment is composed of the aqueous muddy matter treatment system T4 according to the fourth embodiment shown in FIG. 5 and the iron powder recovery device that constitutes the heavy metal treatment device. The other components are the same as those in the aqueous mud treatment system T4 according to the fourth embodiment. Therefore, in the following, in order to avoid duplication of explanation, the configuration and function of the heavy metal processing apparatus, particularly the iron powder recovery apparatus, will be mainly described. Note that, in the aqueous mud treatment system T5 according to the fifth embodiment, the same reference numerals as those in the fourth embodiment are given to components common to the aqueous mud treatment system T4 according to the fourth embodiment. Yes.
図6に示すように、実施形態5に係る水性泥状物の処理システムT5においては、重金属類処理装置は、鉄粉混合器26と、鉄粉供給装置27と、比重差分離装置29とで構成されている。そして、この水性泥状物の処理システムT5では、泥状物タンク12内の水性泥状物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により鉄粉混合器26に移送される。他方、鉄粉供給装置27から鉄粉混合器26へ鉄粉が供給される。そして、実施形態4の場合と同様に、鉄粉混合器26内では、例えば攪拌機によって水性泥状物と鉄粉の混合物が攪拌されて流動し、鉄粉によって重金属類が捕捉又は吸着される。鉄粉は、本発明の実施形態1又は4に係る水性泥状物の処理システムT1又はT4で用いたものと同様である。なお、実施形態5に係る水性泥状物の処理システムT5においても、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4の場合と同様の理由により、鉄粉混合器26に超音波発生機を付設し、鉄粉混合器26内の水性泥状物に超音波を印加するのが好ましい。
As shown in FIG. 6, in the aqueous sludge treatment system T5 according to the fifth embodiment, the heavy metal treatment device includes an
鉄粉混合器26から排出された、重金属類が除去された水性泥状物と重金属類を捕捉又は吸着した鉄粉の混合物は、スラリーポンプ等の泥状物供給手段により湿式の比重差分離装置29に移送される。比重差分離装置29は、詳しくは図示していないが、鉄粉の比重が、水性泥状物中の他の固形成分(鉄類粒子、土等)の比重より大幅に大きいことを利用して、水性泥状物から鉄粉を分離するものである。なお、鉄粉の比重は7.9程度であり、鉄類粒子(酸化鉄)の比重は5.1〜5.5程度であり、土ないしは砂の比重は2.1〜2.5程度である。
The mixture of the aqueous muddy material from which the heavy metals have been removed and the iron powder that has captured or adsorbed the heavy metals discharged from the
具体的には、比重差分離装置29は、縦型の筒状体(底部は逆円錐状)内で水性泥状物を、比重が小さい鉄類粒子の水性泥状物中(水中)における沈降速度(比較的緩速)よりは大きく、比重が大きい鉄粉の水性泥状物中(水中)における沈降速度(比較的高速)よりは小さい流速で上向きに層流で流動させ、筒状体の頂部から鉄粉を含まない水性泥状物を流出させる一方、底部から鉄粉のスラリーを引き抜くことにより、水性泥状物から鉄粉を分離する。比重差分離装置29で回収された鉄粉は、鉄粉混合器26に戻され、循環使用される。なお、鉄粉は、重金属類の吸着量が飽和したときには交換又は再生される。
Specifically, the specific gravity
比重差分離装置29から排出された重金属類を含まない水性泥状物は、湿式磁選機14に移送された後、実施形態4の場合と同様に処理され、鉄類粒子が回収される一方、乾燥土塊が生成される。実施形態5に係る水性泥状物の処理システムT5においても、実施形態4に係る水性泥状物の処理システムT4と同様に、重金属類の拡散の防止及び資源の有効利用の観点から、鉄類粒子及び重金属類を含む水性泥状物を総合的かつ合理的に処理することができる。
While the aqueous mud containing no heavy metals discharged from the specific gravity
R 鉱物性材料の再生システム、T1〜T5 水性泥状物の処理システム、1 前処理スクリーン、2 ジョークラッシャ、3 ロッドミルブレーカ、4 ジェットトロンメル、5 湿式サイクロン、6 サンドスクラバ、7 ジェットラダーシュート、8 サンドスクリーン、9 脱水スクリーン、10 粗目スクリーン、11 インパクトクラッシャ、12 泥状物タンク、13 重金属累処理装置、14 湿式磁選機、15 シックナ、16 加圧濾過器、17 乾燥機、18 洗浄器、19 ドライヤ、20 キレート剤混合器、21 キレート剤供給装置、22 オイル混合器、23 オイルタンク、24 オイル分離装置、25 オイル焼却装置、26 鉄粉混合器、27 鉄粉供給装置、28 鉄粉回収装置、29 比重差分離装置、30 重金属類回収装置。
R Mineral material regeneration system, T1 to T5 aqueous sludge treatment system, 1 pretreatment screen, 2 jaw crusher, 3 rod mill breaker, 4 jet trommel, 5 wet cyclone, 6 sand scrubber, 7 jet ladder chute, 8 Sand screen, 9 Dewatering screen, 10 Coarse screen, 11 Impact crusher, 12 Mud tank, 13 Heavy metal processing equipment, 14 Wet magnetic separator, 15 Thickener, 16 Pressure filter, 17 Dryer, 18 Washer, 19 Dryer, 20 Chelating agent mixer, 21 Chelating agent supply device, 22 Oil mixer, 23 Oil tank, 24 Oil separation device, 25 Oil incineration device, 26 Iron powder mixer, 27 Iron powder supply device, 28 Iron
Claims (11)
前記水性泥状物中の前記重金属類を処理して除去する重金属類処理装置と、
前記重金属類処理装置から排出された前記水性泥状物から、磁気力により前記鉄類粒子を吸着・分離し、製鉄原料又は鉄系材料として回収する湿式磁力分離装置と、
前記湿式磁力分離装置から排出された前記水性泥状物に加圧濾過を施して脱水ケークを生成する脱水装置とを備えていることを特徴とする水性泥状物の処理システム。 An aqueous mud treatment system containing iron particles containing at least one of iron particles and iron oxide particles, and heavy metals containing at least one of heavy metals and heavy metal compounds,
A heavy metal treatment apparatus for treating and removing the heavy metals in the aqueous mud,
A wet magnetic separation device that adsorbs and separates the iron particles by magnetic force from the aqueous mud discharged from the heavy metal processing device, and recovers it as an iron-making raw material or an iron-based material;
An aqueous mud treatment system, comprising: a dewatering device that performs pressure filtration on the aqueous mud discharged from the wet magnetic separation device to generate a dewatered cake.
前記水性泥状物にキレート剤を混合し、該キレート剤に前記重金属類を捕捉させる流動床式のキレート剤混合器と、前記脱水装置から排出された濾過水から前記重金属類を回収する重金属類回収装置とを備えていることを特徴とする、請求項1に記載の水性泥状物の処理システム。 The heavy metal processing apparatus,
A fluid bed type chelating agent mixer that mixes a chelating agent with the aqueous mud and captures the heavy metals in the chelating agent, and heavy metals that recover the heavy metals from the filtered water discharged from the dehydrator The aqueous mud treatment system according to claim 1, further comprising a recovery device.
前記水性泥状物にキレート剤を混合し、該キレート剤に前記重金属類を捕捉させる流動床式のキレート剤混合器と、
前記キレート剤混合器から排出された前記水性泥状物と前記キレート剤の混合物に、前記キレート剤を溶解させるオイルを混合して攪拌し、前記キレート剤を前記オイルに溶解させるオイル混合器と、
前記オイル混合器から排出された前記水性泥状物と前記キレート剤と前記オイルの混合物から、重力又は遠心力により、前記キレート剤と前記オイルの混合物を浮上分離するオイル分離装置とを備えていることを特徴とする、請求項1に記載の水性泥状物の処理システム。 The heavy metal processing apparatus,
A fluid bed type chelating agent mixer that mixes a chelating agent with the aqueous mud and captures the heavy metals in the chelating agent;
An oil mixer that mixes and stirs oil that dissolves the chelating agent in the mixture of the aqueous mud and the chelating agent discharged from the chelating agent mixer, and dissolves the chelating agent in the oil;
An oil separation device that floats and separates the mixture of the chelating agent and the oil from the mixture of the aqueous mud discharged from the oil mixer, the chelating agent, and the oil by gravity or centrifugal force. The processing system for aqueous mud according to claim 1, wherein
前記水性泥状物に鉄粉を混合し、該鉄粉に前記重金属類を捕捉させる流動床式の鉄粉混合器と、
前記鉄粉混合器から排出された前記水性泥状物と前記鉄粉の混合物から、磁気力により前記鉄粉を吸着して分離する鉄粉回収装置とを備えていることを特徴とする、請求項1に記載の水性泥状物の処理システム。 The heavy metal processing apparatus,
Mixing iron powder into the aqueous mud, fluidized bed type iron powder mixer for capturing the heavy metals in the iron powder,
An iron powder recovery device for adsorbing and separating the iron powder by a magnetic force from the mixture of the aqueous mud and the iron powder discharged from the iron powder mixer is provided. Item 4. A system for treating an aqueous mud according to Item 1.
前記水性泥状物に鉄粉を混合し、該鉄粉に前記重金属類を捕捉させる流動床式の鉄粉混合器と、
前記鉄粉混合器から排出された前記水性泥状物と前記鉄粉の混合物から、比重差により前記鉄粉を分離する比重差分離装置とを備えていることを特徴とする、請求項1に記載の水性泥状物の処理システム。 The heavy metal processing apparatus,
Mixing iron powder into the aqueous mud, fluidized bed type iron powder mixer for capturing the heavy metals in the iron powder,
The apparatus according to claim 1, further comprising a specific gravity difference separating device that separates the iron powder from the mixture of the aqueous mud and the iron powder discharged from the iron powder mixer by a specific gravity difference. The aqueous mud treatment system described.
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