JP3353577B2 - 燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法 - Google Patents
燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法Info
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- phosphoric acid
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥などのよ
うな燐を含む廃棄物の焼却灰から燐を回収する方法に関
する。
うな燐を含む廃棄物の焼却灰から燐を回収する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】都市
ごみや下水汚泥などの廃棄物は、一般に、焼却された後
に埋め立て処分されているが、その焼却灰の一部はさら
に溶融処理された後、埋め立て処分されたり、路盤材な
どとして利用されたりしている。
ごみや下水汚泥などの廃棄物は、一般に、焼却された後
に埋め立て処分されているが、その焼却灰の一部はさら
に溶融処理された後、埋め立て処分されたり、路盤材な
どとして利用されたりしている。
【０００３】上述した焼却灰の溶融処理は、焼却灰中に
含まれている重金属類を不溶化・安定化させてその溶出
を防止すると共に、焼却灰を減容化させるとを目的とし
て行われている。この溶融処理技術については、種々の
方法が開発されているが、その一つとして、還元性雰囲
気に保たれている密閉型電気抵抗式溶融炉で溶融処理す
る方法がある。
含まれている重金属類を不溶化・安定化させてその溶出
を防止すると共に、焼却灰を減容化させるとを目的とし
て行われている。この溶融処理技術については、種々の
方法が開発されているが、その一つとして、還元性雰囲
気に保たれている密閉型電気抵抗式溶融炉で溶融処理す
る方法がある。
【０００４】図３はその説明図である。図３において、
１は密閉型電気抵抗式溶融炉本体、２は電極、３は電極
昇降装置、４は電源装置である。そして、４０は焼却
灰、４１は溶融スラグ、４２は溶融メタルを示す。溶融
炉本体１には炉蓋を貫通してグラファイト製の電極２が
挿通されており、この電極２は溶融スラグ４１中に浸漬
されるようになっている。電極２は昇降可能になってお
り、昇降装置３を操作することによって溶融スラグ４１
中への浸漬深さを適宜変えることができるようになって
いる。
１は密閉型電気抵抗式溶融炉本体、２は電極、３は電極
昇降装置、４は電源装置である。そして、４０は焼却
灰、４１は溶融スラグ、４２は溶融メタルを示す。溶融
炉本体１には炉蓋を貫通してグラファイト製の電極２が
挿通されており、この電極２は溶融スラグ４１中に浸漬
されるようになっている。電極２は昇降可能になってお
り、昇降装置３を操作することによって溶融スラグ４１
中への浸漬深さを適宜変えることができるようになって
いる。
【０００５】廃棄物焼却灰の溶融処理は次のように行わ
れる。操業中の炉内においては、装入された焼却灰４０
が順次溶融し、この溶融物が焼却灰４０の下に溜まる。
溶融物は２層に分離しており、炉底部の層が溶融メタル
４２、その上の層が溶融スラグ４１になる。このような
状態の炉内へ焼却灰を装入しながら、溶融スラグ４１中
に浸漬されている電極間に通電すると、溶融スラグ４１
が抵抗体となって電気抵抗熱が発生し、この熱によって
溶融スラグが加熱される。そして、加熱された溶融スラ
グ４１からの伝熱によって焼却灰が加熱され、溶融す
る。溶融スラグ４１はスラグ排出口５から抜き出され、
溶融メタル４２はメタル排出口６から抜き出される。
れる。操業中の炉内においては、装入された焼却灰４０
が順次溶融し、この溶融物が焼却灰４０の下に溜まる。
溶融物は２層に分離しており、炉底部の層が溶融メタル
４２、その上の層が溶融スラグ４１になる。このような
状態の炉内へ焼却灰を装入しながら、溶融スラグ４１中
に浸漬されている電極間に通電すると、溶融スラグ４１
が抵抗体となって電気抵抗熱が発生し、この熱によって
溶融スラグが加熱される。そして、加熱された溶融スラ
グ４１からの伝熱によって焼却灰が加熱され、溶融す
る。溶融スラグ４１はスラグ排出口５から抜き出され、
溶融メタル４２はメタル排出口６から抜き出される。
【０００６】一方、排ガスはガス排出口７から抜き出さ
れて燃焼炉３０に送られ、排ガス中のＣＯガスが燃焼す
る。次いで、排ガスは集塵機３１へ送られてダストが除
去され、煙突から大気放散される。
れて燃焼炉３０に送られ、排ガス中のＣＯガスが燃焼す
る。次いで、排ガスは集塵機３１へ送られてダストが除
去され、煙突から大気放散される。
【０００７】ところで、廃棄物焼却灰のうち、下水汚泥
の焼却灰中に燐分が含まれていることは周知の通りであ
るが、この下水汚泥焼却灰は、汚泥を処理した際に添加
した凝集剤の種類によって、高分子系汚泥焼却灰（高分
子凝集剤を添加したもの）と石灰系汚泥焼却灰（石灰を
添加したもの）に分類される。これらの汚泥焼却灰の平
均的な組成は表１に示す如くである。この表に示すよう
に、高分子系汚泥焼却灰は石灰系汚泥焼却灰より燐分
（Ｐ2 Ｏ5 ）の含有率が高い。そして、高分子系汚泥焼
却灰の中でも、脱燐処理をした汚泥の焼却灰には、さら
に多量の燐分が含まれており、表２に示すように、この
高分子系脱燐汚泥焼却灰には２０％以上の燐分が含まれ
ている。このように、高分子系脱燐汚泥焼却灰には多量
の燐分が含まれており、時には、３０％にも及ぶ燐分が
含まれている高分子系脱燐汚泥焼却灰が排出されること
もある。
の焼却灰中に燐分が含まれていることは周知の通りであ
るが、この下水汚泥焼却灰は、汚泥を処理した際に添加
した凝集剤の種類によって、高分子系汚泥焼却灰（高分
子凝集剤を添加したもの）と石灰系汚泥焼却灰（石灰を
添加したもの）に分類される。これらの汚泥焼却灰の平
均的な組成は表１に示す如くである。この表に示すよう
に、高分子系汚泥焼却灰は石灰系汚泥焼却灰より燐分
（Ｐ2 Ｏ5 ）の含有率が高い。そして、高分子系汚泥焼
却灰の中でも、脱燐処理をした汚泥の焼却灰には、さら
に多量の燐分が含まれており、表２に示すように、この
高分子系脱燐汚泥焼却灰には２０％以上の燐分が含まれ
ている。このように、高分子系脱燐汚泥焼却灰には多量
の燐分が含まれており、時には、３０％にも及ぶ燐分が
含まれている高分子系脱燐汚泥焼却灰が排出されること
もある。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】しかし、従来の廃棄物焼却灰の処理におい
ては、図３に示す溶融処理方法のように、単に、焼却灰
を溶融処理するだけの範囲に留まっており、その焼却灰
中の燐分を有効利用しようとする試みは、ごく一部のも
のを除き、殆どなされていない。このため、上記のよう
に燐分を高濃度で含有する廃棄物焼却灰が排出されて
も、この焼却灰は溶融されてスラグにされ、その大半が
廃棄されている。また、このスラグが資源として利用さ
れるとしても、路盤材の用途に向けられている程度であ
る。
ては、図３に示す溶融処理方法のように、単に、焼却灰
を溶融処理するだけの範囲に留まっており、その焼却灰
中の燐分を有効利用しようとする試みは、ごく一部のも
のを除き、殆どなされていない。このため、上記のよう
に燐分を高濃度で含有する廃棄物焼却灰が排出されて
も、この焼却灰は溶融されてスラグにされ、その大半が
廃棄されている。また、このスラグが資源として利用さ
れるとしても、路盤材の用途に向けられている程度であ
る。
【００１１】廃棄物焼却灰が有効利用されない理由の一
つは、廃棄物焼却灰には若干の重金属類が含まれてお
り、この重金属類が廃棄物焼却灰の有効利用を阻んでい
るためである。例えば、焼却灰に酸を加える処理をすれ
ば、燐分が肥料成分として有効な可溶性の形態になる
が、この酸処理によって同時に重金属類が溶出するよう
になってしまうので、この処理物を肥料としての用途に
供することは難しい。
つは、廃棄物焼却灰には若干の重金属類が含まれてお
り、この重金属類が廃棄物焼却灰の有効利用を阻んでい
るためである。例えば、焼却灰に酸を加える処理をすれ
ば、燐分が肥料成分として有効な可溶性の形態になる
が、この酸処理によって同時に重金属類が溶出するよう
になってしまうので、この処理物を肥料としての用途に
供することは難しい。
【００１２】本発明は、燐を含む廃棄物焼却灰を溶融処
理すると共にその焼却灰中の燐分を回収して有効利用す
ることができるようにする方法を提供することを目的と
する。
理すると共にその焼却灰中の燐分を回収して有効利用す
ることができるようにする方法を提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係る廃棄物焼却灰から燐を回収
する方法は、還元性雰囲気に保たれている密閉型電気炉
に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入して溶融処
理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元されて揮散した元
素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダストを除去した
後、この排ガスに空気を混合し、前記元素燐を酸化して
五酸化燐を生成させ、次いで、五酸化燐を含む排ガスを
水と接触させ、五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成さ
せ、前記焼却灰中の燐を燐酸の形態で回収することを特
徴としている。
めに、請求項１の発明に係る廃棄物焼却灰から燐を回収
する方法は、還元性雰囲気に保たれている密閉型電気炉
に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入して溶融処
理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元されて揮散した元
素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダストを除去した
後、この排ガスに空気を混合し、前記元素燐を酸化して
五酸化燐を生成させ、次いで、五酸化燐を含む排ガスを
水と接触させ、五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成さ
せ、前記焼却灰中の燐を燐酸の形態で回収することを特
徴としている。
【００１４】また、請求項２の発明に係る廃棄物焼却灰
から燐を回収する方法は、還元性雰囲気に保たれている
密閉型電気炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装
入して溶融処理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元され
て揮散した元素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダス
トを除去した後、この排ガスから元素燐を分離し、この
分離した元素燐を空気酸化させて五酸化燐を生成させ、
次いで、この五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成さ
せ、前記焼却灰中の燐を燐酸の形態で回収することを特
徴としている。
から燐を回収する方法は、還元性雰囲気に保たれている
密閉型電気炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装
入して溶融処理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元され
て揮散した元素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダス
トを除去した後、この排ガスから元素燐を分離し、この
分離した元素燐を空気酸化させて五酸化燐を生成させ、
次いで、この五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成さ
せ、前記焼却灰中の燐を燐酸の形態で回収することを特
徴としている。
【００１５】本発明者は、焼却灰中の燐分を有効利用で
きるようにする方法について種々検討を行った結果、焼
却灰から燐分だけを取り出すことが可能であり、この燐
分から有用な化学物質をつくり出すことができるとの結
論を得た。すなわち、燐を含む焼却灰を溶融処理する際
に、炭素源を装入すると、例えば、（１）式のような反
応が起こって、焼却灰中に含まれている燐化合物が還元
され、元素燐が生成する。この元素燐は高温の炉内では
蒸気になって揮散するので、元素燐の蒸気を炉外へ取り
出すことができる。そして、元素燐の蒸気を空気酸化さ
せて五酸化燐にし、次いでこれを水に吸収させれば燐酸
となる。従って、焼却灰中の燐分が燐酸の形態で回収さ
れ、有効利用可能な状態になる。
きるようにする方法について種々検討を行った結果、焼
却灰から燐分だけを取り出すことが可能であり、この燐
分から有用な化学物質をつくり出すことができるとの結
論を得た。すなわち、燐を含む焼却灰を溶融処理する際
に、炭素源を装入すると、例えば、（１）式のような反
応が起こって、焼却灰中に含まれている燐化合物が還元
され、元素燐が生成する。この元素燐は高温の炉内では
蒸気になって揮散するので、元素燐の蒸気を炉外へ取り
出すことができる。そして、元素燐の蒸気を空気酸化さ
せて五酸化燐にし、次いでこれを水に吸収させれば燐酸
となる。従って、焼却灰中の燐分が燐酸の形態で回収さ
れ、有効利用可能な状態になる。
【００１６】
【化１】
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明による燐を含む廃棄
物焼却灰から燐を回収する方法に係る一例の説明図であ
る。図１において、図３と同じ部分については、同一の
符号を付しその説明を省略する。
物焼却灰から燐を回収する方法に係る一例の説明図であ
る。図１において、図３と同じ部分については、同一の
符号を付しその説明を省略する。
【００１８】この実施形態においては、廃棄物焼却灰と
して燐を含む高分子系汚泥焼却灰が密閉型電気抵抗式溶
融炉に装入される。そして、上記焼却灰と共に炭素源と
して粉コークスが装入される。焼却灰は溶融炉本体１内
で１３００℃〜１６００℃に加熱されて溶融する。この
焼却灰が溶融する際に、コークスの添加によって焼却灰
中の燐化合物が還元され、元素燐の蒸気が生成する。こ
の元素燐の蒸気は排ガスと共にガス排出口７から抜き出
される。元素燐の蒸気を含んだ排ガスは、燐の蒸気が凝
縮しないように３００℃以上の温度に維持されて除塵器
１０に送られ、ダストが除去される。ダスト除去処理が
なされた排ガスは燃焼室１１へ送られる。燃焼室１１に
おいては、空気が導入され、排ガス中のＣＯガスを燃焼
させる処理が行われると同時に、（２）式の反応によっ
て元素燐の蒸気が酸化され五酸化燐になる。この際、
（２）式の反応熱は非常に大きいので、元素燐が多量に
含まれる排ガスを処理する場合には、排ガスを冷却しな
がら酸化処理する必要がある。五酸化燐を含む排ガスは
吸収塔１２へ導入される。吸収塔１２では、燐酸溶液が
循環してスプレーされており、（３）式の反応によって
五酸化燐が燐酸の溶液に吸収され、燐酸となる。また、
吸収塔１２へは五酸化燐と反応させるための水が供給さ
れ、塔内の燐酸溶液の濃度が所定値に維持される。そし
て、生成量に相当する量の燐酸が抜き出され、燐酸貯槽
１３に蓄えられる。吸収塔１２から排出した排ガスはミ
スト捕集器１４で燐酸ミストが除去された後、ガス洗浄
塔１５で水がスプレーされ、清浄にされて大気放散され
る。
して燐を含む高分子系汚泥焼却灰が密閉型電気抵抗式溶
融炉に装入される。そして、上記焼却灰と共に炭素源と
して粉コークスが装入される。焼却灰は溶融炉本体１内
で１３００℃〜１６００℃に加熱されて溶融する。この
焼却灰が溶融する際に、コークスの添加によって焼却灰
中の燐化合物が還元され、元素燐の蒸気が生成する。こ
の元素燐の蒸気は排ガスと共にガス排出口７から抜き出
される。元素燐の蒸気を含んだ排ガスは、燐の蒸気が凝
縮しないように３００℃以上の温度に維持されて除塵器
１０に送られ、ダストが除去される。ダスト除去処理が
なされた排ガスは燃焼室１１へ送られる。燃焼室１１に
おいては、空気が導入され、排ガス中のＣＯガスを燃焼
させる処理が行われると同時に、（２）式の反応によっ
て元素燐の蒸気が酸化され五酸化燐になる。この際、
（２）式の反応熱は非常に大きいので、元素燐が多量に
含まれる排ガスを処理する場合には、排ガスを冷却しな
がら酸化処理する必要がある。五酸化燐を含む排ガスは
吸収塔１２へ導入される。吸収塔１２では、燐酸溶液が
循環してスプレーされており、（３）式の反応によって
五酸化燐が燐酸の溶液に吸収され、燐酸となる。また、
吸収塔１２へは五酸化燐と反応させるための水が供給さ
れ、塔内の燐酸溶液の濃度が所定値に維持される。そし
て、生成量に相当する量の燐酸が抜き出され、燐酸貯槽
１３に蓄えられる。吸収塔１２から排出した排ガスはミ
スト捕集器１４で燐酸ミストが除去された後、ガス洗浄
塔１５で水がスプレーされ、清浄にされて大気放散され
る。
【００１９】得られた燐酸は、肥料用を始めとして化学
工業用の用途に供することが可能な品質を有するもので
ある。
工業用の用途に供することが可能な品質を有するもので
ある。
【００２０】なお、上記実施形態においては、廃棄物焼
却灰として高分子系汚泥焼却灰を装入し、炭素源として
粉コークスを装入しているが、廃棄物焼却灰が石灰系汚
泥焼却灰のようなカルシウム含有率の高いものである場
合には、さらに、珪砂、石炭灰などのシリカ含有物質を
装入し、（１）式のようにして還元される燐化合物の量
を増やし、燐の回収量を増加させることが望ましい。
却灰として高分子系汚泥焼却灰を装入し、炭素源として
粉コークスを装入しているが、廃棄物焼却灰が石灰系汚
泥焼却灰のようなカルシウム含有率の高いものである場
合には、さらに、珪砂、石炭灰などのシリカ含有物質を
装入し、（１）式のようにして還元される燐化合物の量
を増やし、燐の回収量を増加させることが望ましい。
【００２１】燐酸カルシウムの形態になっている燐化合
物が還元されて元素燐が生成するためには、まず、燐化
合物のＣａＯ分がＳｉＯ2 分と反応して珪酸カルシウム
のスラグになり、燐分が遊離した状態になることが必要
である。そして、（１）式のように、珪酸カルシウムの
スラグが生成して燐分が遊離する際には、ＣａＯ分とＳ
ｉＯ2 分が同モルずつ反応する。しかし、表１に示す石
灰系汚泥焼却灰の組成をみると、石灰系汚泥焼却灰はＣ
ａＯ含有率に対するＳｉＯ2 含有率の比（モル比）が約
０．５であり、燐を遊離させるためのＳｉＯ2 が大幅に
不足している。このため、シリカ含有物質を添加すれ
ば、（１）式のような反応が促進され、元素燐の発生量
が増加する。
物が還元されて元素燐が生成するためには、まず、燐化
合物のＣａＯ分がＳｉＯ2 分と反応して珪酸カルシウム
のスラグになり、燐分が遊離した状態になることが必要
である。そして、（１）式のように、珪酸カルシウムの
スラグが生成して燐分が遊離する際には、ＣａＯ分とＳ
ｉＯ2 分が同モルずつ反応する。しかし、表１に示す石
灰系汚泥焼却灰の組成をみると、石灰系汚泥焼却灰はＣ
ａＯ含有率に対するＳｉＯ2 含有率の比（モル比）が約
０．５であり、燐を遊離させるためのＳｉＯ2 が大幅に
不足している。このため、シリカ含有物質を添加すれ
ば、（１）式のような反応が促進され、元素燐の発生量
が増加する。
【００２２】
【化２】
【００２３】
【化３】
【００２４】図２は本発明による燐を含む廃棄物焼却灰
から燐を回収する方法に係る他の例の説明図である。図
２において、図１と同じ部分については、同一の符号を
付しその説明を省略する。
から燐を回収する方法に係る他の例の説明図である。図
２において、図１と同じ部分については、同一の符号を
付しその説明を省略する。
【００２５】この実施形態においては、除塵器１０でダ
ストが除去された排ガスが凝縮器２０へ送られる。凝縮
器２０では、水がスプレーされて排ガスが冷却され、排
ガス中に含まれている元素燐の蒸気が凝縮する。凝縮し
た元素燐は液体になってスプレー水と共に落下し、燐貯
槽２１へ抜き出される。燐貯槽２１の元素燐はポンプに
よって加圧され、燃焼室２２内へ噴霧される。燃焼室２
２においては、元素燐の噴霧と共に空気が送り込まれ、
元素燐が酸化されて五酸化燐になる。この五酸化燐は吸
収塔１２へ導入されて燐酸の溶液に吸収され、燐酸にな
る。排ガスは図１の場合と同様に処理され、大気放散さ
れる。
ストが除去された排ガスが凝縮器２０へ送られる。凝縮
器２０では、水がスプレーされて排ガスが冷却され、排
ガス中に含まれている元素燐の蒸気が凝縮する。凝縮し
た元素燐は液体になってスプレー水と共に落下し、燐貯
槽２１へ抜き出される。燐貯槽２１の元素燐はポンプに
よって加圧され、燃焼室２２内へ噴霧される。燃焼室２
２においては、元素燐の噴霧と共に空気が送り込まれ、
元素燐が酸化されて五酸化燐になる。この五酸化燐は吸
収塔１２へ導入されて燐酸の溶液に吸収され、燐酸にな
る。排ガスは図１の場合と同様に処理され、大気放散さ
れる。
【００２６】図２の方法によれば、元素燐の蒸気を凝縮
させて排ガスから分離し、この元素燐から燐酸が製造さ
れるので、純度の高い燐酸が得られる。また、溶融炉か
ら揮散した元素燐を酸化する場合、その蒸気を凝縮し排
ガスから分離してから酸化するので、排ガス中のＣＯガ
スを燃焼させないで済み、凝縮器２０からは可燃性ガス
が排出する。このため、排出ガスを燃料用の用途に供す
ることができる。
させて排ガスから分離し、この元素燐から燐酸が製造さ
れるので、純度の高い燐酸が得られる。また、溶融炉か
ら揮散した元素燐を酸化する場合、その蒸気を凝縮し排
ガスから分離してから酸化するので、排ガス中のＣＯガ
スを燃焼させないで済み、凝縮器２０からは可燃性ガス
が排出する。このため、排出ガスを燃料用の用途に供す
ることができる。
【００２７】上記図１または図２の方法によれば、焼却
灰中の燐分が燐酸の形態で回収される。
灰中の燐分が燐酸の形態で回収される。
【００２８】
【実施例】（実施例） 表３に示す組成の高分子系汚泥焼却灰５０ｋｇと３２メ
ッシュ以下の大きさに粉砕されたコークス５．８ｋｇを
よく混合し、この混合物を外熱式ルツボ炉に装入し、溶
融処理した。この際に使用した外熱式ルツボ炉は、容量
が約２２リットルの密閉型の炉で、その排気経路にガス
洗浄塔（型式：充填塔）が備えられ、排ガス中の燐分を
吸収させることができる構成になっているものであっ
た。
ッシュ以下の大きさに粉砕されたコークス５．８ｋｇを
よく混合し、この混合物を外熱式ルツボ炉に装入し、溶
融処理した。この際に使用した外熱式ルツボ炉は、容量
が約２２リットルの密閉型の炉で、その排気経路にガス
洗浄塔（型式：充填塔）が備えられ、排ガス中の燐分を
吸収させることができる構成になっているものであっ
た。
【００２９】焼却灰の装入に際しては、焼却灰は嵩密度
が小さいため、５０ｋｇを一度に装入することはできな
いので、最初に１５ｋｇを装入し、この焼却灰が溶融し
た後、残りの焼却灰を５ｋｇずつ順次装入した。最初に
焼却灰を装入した時点から最後に装入した焼却灰が溶融
するまでには、約２４時間を要した。この間、溶融物の
温度が約１４００℃に維持されるように、炉温度を制御
した。
が小さいため、５０ｋｇを一度に装入することはできな
いので、最初に１５ｋｇを装入し、この焼却灰が溶融し
た後、残りの焼却灰を５ｋｇずつ順次装入した。最初に
焼却灰を装入した時点から最後に装入した焼却灰が溶融
するまでには、約２４時間を要した。この間、溶融物の
温度が約１４００℃に維持されるように、炉温度を制御
した。
【００３０】溶融処理中に発生した排ガスはシーズヒー
ターが巻かれて加熱・保温施工された導管を経由させて
吸引した。この排ガスに加熱空気を混合してガス中の元
素燐を酸化させて五酸化燐にした後、酸化処理された排
ガスをガス洗浄塔へ導入した。ガス洗浄塔においては、
塔頂から散水して、排ガス中の五酸化燐を水に吸収さ
せ、燐酸溶液を生成させた。塔底に溜まった燐酸溶液
は、再び吸収液として使用し、蒸発する水分を補うため
の補給水とともに循環させた。そして、上記の焼却灰溶
融処理中に得られた燐酸溶液は１２４ｋｇで、そのＰ2
Ｏ5 含有率は１０．４％であった。従って、Ｐ2 Ｏ5 と
して、１２．９ｋｇの燐分が回収され、この燐分の回収
量は元の焼却灰５０ｋｇ中に含まれていた燐分に対して
約９５％に相当する量であった。
ターが巻かれて加熱・保温施工された導管を経由させて
吸引した。この排ガスに加熱空気を混合してガス中の元
素燐を酸化させて五酸化燐にした後、酸化処理された排
ガスをガス洗浄塔へ導入した。ガス洗浄塔においては、
塔頂から散水して、排ガス中の五酸化燐を水に吸収さ
せ、燐酸溶液を生成させた。塔底に溜まった燐酸溶液
は、再び吸収液として使用し、蒸発する水分を補うため
の補給水とともに循環させた。そして、上記の焼却灰溶
融処理中に得られた燐酸溶液は１２４ｋｇで、そのＰ2
Ｏ5 含有率は１０．４％であった。従って、Ｐ2 Ｏ5 と
して、１２．９ｋｇの燐分が回収され、この燐分の回収
量は元の焼却灰５０ｋｇ中に含まれていた燐分に対して
約９５％に相当する量であった。
【００３１】また、最後に装入した焼却灰が溶融した段
階で、炉を傾動させ、炉内の溶融物を溶融スラグと溶融
メタルに分けて排出した。この際に得られたスラグの分
析値は表４の通りであり、Ｐ2 Ｏ5 とＦｅ2 Ｏ3 が大幅
に減少した。
階で、炉を傾動させ、炉内の溶融物を溶融スラグと溶融
メタルに分けて排出した。この際に得られたスラグの分
析値は表４の通りであり、Ｐ2 Ｏ5 とＦｅ2 Ｏ3 が大幅
に減少した。
【００３２】なお、上記のようにして、高分子系汚泥焼
却灰５０ｋｇの溶融処理を３回実施した。
却灰５０ｋｇの溶融処理を３回実施した。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】（比較例）上記実施例の場合と同じ装置を
使用し、同様の操作を行って、表３に示す組成の高分子
系汚泥焼却灰５０ｋｇを溶融処理した。この溶融処理に
おいては、コークスを添加しなかった。
使用し、同様の操作を行って、表３に示す組成の高分子
系汚泥焼却灰５０ｋｇを溶融処理した。この溶融処理に
おいては、コークスを添加しなかった。
【００３６】この溶融処理中に得られた燐酸溶液は７９
ｋｇで、そのＰ2 Ｏ5 含有率は６．２％であった。従っ
て、Ｐ2 Ｏ5 として、４．９ｋｇの燐分が回収された
が、この燐分の回収量は元の焼却灰中に含まれていた燐
分に対して約３６％であり、燐分の回収率は上記実施例
の値を大幅に下回る値であった。
ｋｇで、そのＰ2 Ｏ5 含有率は６．２％であった。従っ
て、Ｐ2 Ｏ5 として、４．９ｋｇの燐分が回収された
が、この燐分の回収量は元の焼却灰中に含まれていた燐
分に対して約３６％であり、燐分の回収率は上記実施例
の値を大幅に下回る値であった。
【００３７】排出されたスラグの分析値は表５の通りで
あった。なお、実施例の場合と同様に、高分子系汚泥焼
却灰５０ｋｇの溶融処理を３回実施した。
あった。なお、実施例の場合と同様に、高分子系汚泥焼
却灰５０ｋｇの溶融処理を３回実施した。
【００３８】このように、上記実施例においては、焼却
灰を溶融処理する際に、コークス粉を添加しているの
で、焼却灰中の燐分が９５％にも及ぶ高率で回収され
た。
灰を溶融処理する際に、コークス粉を添加しているの
で、焼却灰中の燐分が９５％にも及ぶ高率で回収され
た。
【００３９】
【表５】
【００４０】
【発明の効果】本発明に係る廃棄物焼却灰から燐を回収
する方法においては、還元性雰囲気に保たれている密閉
型電気炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入し
て溶融処理するので、廃棄物焼却灰の燐化合物が還元さ
れ、多量の元素燐が揮散する。そして、この元素燐を空
気酸化し、次いで水に吸収させて燐酸溶液にするので、
廃棄物焼却灰中の燐分が燐酸の形態が回収され、これを
有効利用することができる。
する方法においては、還元性雰囲気に保たれている密閉
型電気炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入し
て溶融処理するので、廃棄物焼却灰の燐化合物が還元さ
れ、多量の元素燐が揮散する。そして、この元素燐を空
気酸化し、次いで水に吸収させて燐酸溶液にするので、
廃棄物焼却灰中の燐分が燐酸の形態が回収され、これを
有効利用することができる。
【図１】本発明による燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回
収する方法に係る一例の説明図である。
収する方法に係る一例の説明図である。
【図２】本発明による燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回
収する方法に係る他の例の説明図である。
収する方法に係る他の例の説明図である。
【図３】廃棄物焼却灰を密閉型電気抵抗式溶融炉で溶融
処理する方法に係る説明図である。
処理する方法に係る説明図である。
１ 密閉型電気抵抗式溶融炉本体 ２ 電極 ３ 電極昇降装置 ４ 電源装置 ５ スラグ排出口 ６ メタル排出口 ７ ガス排出口 １０ 除塵器 １１，２２ 燃焼室 １２ 吸収塔 １４ ミスト捕集器 １５ ガス洗浄塔 ２０ 凝縮器 ４０ 焼却灰 ４１ 溶融スラグ ４２ 溶融メタル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−251141（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230189（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−2780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−134794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−204078（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23J 1/00 F23G 7/00 B09B 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】 還元性雰囲気に保たれている密閉型電気
炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入して溶融
処理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元されて揮散した
元素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダストを除去し
た後、この排ガスに空気を混合し、前記元素燐を酸化し
て五酸化燐を生成させ、次いで、五酸化燐を含む排ガス
を水と接触させ、五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成
させ、前記焼却灰中の燐を燐酸の形態で回収することを
特徴とする燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方
法。 - 【請求項２】 還元性雰囲気に保たれている密閉型電気
炉に燐を含む廃棄物焼却灰と共に炭素源を装入して溶融
処理し、前記焼却灰中の燐化合物が還元されて揮散した
元素燐の蒸気を含む排ガスを抜き出し、ダストを除去し
た後、この排ガスから元素燐を分離し、この分離した元
素燐を空気酸化させて五酸化燐を生成させ、次いで、こ
の五酸化燐を水に吸収させて燐酸を生成させ、前記焼却
灰中の燐を燐酸の形態で回収することを特徴とする燐を
含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30469195A JP3353577B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30469195A JP3353577B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145038A JPH09145038A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3353577B2 true JP3353577B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=17936067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30469195A Expired - Fee Related JP3353577B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 燐を含む廃棄物焼却灰から燐を回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353577B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6022514A (en) * | 1998-05-18 | 2000-02-08 | Nkk Corporation | Method for recovering phosphorus from organic sludge |
| SE537780C2 (sv) | 2013-05-02 | 2015-10-13 | Easymining Sweden Ab | Produktion av fosfatföreningar från material innehållande fosfor och åtminstone ett av järn och aluminium |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP30469195A patent/JP3353577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09145038A (ja) | 1997-06-06 |
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