JP3524119B2 - 製鋼用原料を回収するNi含有廃触媒の処理方法 - Google Patents
製鋼用原料を回収するNi含有廃触媒の処理方法Info
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Description
廃触媒から酸化度の低い製鋼用原料を回収する方法に関
する。
促進させるためNi系の触媒が使用されている。石油化
学工業における有機合成にも、Ni系触媒が使用されて
いる。Ni含有触媒は、賦活処理によって繰り返し使用
されるが、最終的には触媒活性のない状態になる。使用
済みのNi含有廃触媒は、高級脂肪酸等の油脂類が付着
しているものの、貴重なNiを主成分としていることか
ら有用な鉄鋼原料である。Ni含有廃触媒を鉄鋼原料と
して利用するとき、付着している多量の油脂分を燃焼除
去することにより金属分を高める前処理が採用されてい
る。
した油脂類を焼却処理するとき、燃焼によって生成した
ガス流に乗って微粉状のNi含有廃触媒が飛散し易く、
Niの回収率を低下させる。また、焼却時に煤や有害ガ
ス等が発生するため、環境保全の面から排ガス処理設備
も必要とされる。焼却処理は、廃触媒に含まれているN
i等の金属分を酸化する原因となる。そのため、得られ
た金属分を製鋼用原料として使用するとき、酸化された
金属を再還元するためのエネルギーが必要となる。その
結果、製鋼用原料としての価値が低下する。本発明は、
このような問題を解消すべく案出されたものであり、N
i含有廃触媒を非酸化性雰囲気中で加熱処理することに
より、付着している油脂類を揮発除去し、酸化度の低い
状態でNi等の有価金属を回収することを目的とする。
の目的を達成するため、油脂類が付着したNi含有廃触
媒にバインダーを加えて製団した後、或いは加熱炉に装
入した廃触媒の上面を研削屑で覆った後、非酸化性雰囲
気中で前記油脂分の気化温度以上に加熱し、前記Ni含
有廃触媒から前記油脂分を揮発除去することを特徴とす
る。加熱温度は、廃触媒に付着している油脂類の種類に
もよるが、300〜650℃の範囲が好ましい。加熱雰
囲気としては、不活性ガス雰囲気又は空気遮断雰囲気が
使用される。この加熱により、油脂類が燃焼することな
くNi含有廃触媒から除去され、金属分を酸化すること
なく製鋼用原料として回収することが可能になる。不活
性ガスを加熱炉に導入・排気しながらNi含有廃触媒を
加熱するとき、揮発した油脂類は、排ガスと共に炉外に
排出されるため、油脂類の除去が促進される。しかし、
細かな微粉である廃触媒は、加熱炉から排出される排ガ
スの流れに乗って系外に飛散し易い。廃触媒の飛散は、
ピッチ,セメント,水ガラス等のバインダーで製団した
廃触媒を加熱炉に投入することにより抑制される。
入された廃触媒2の表面を鋼材の研削屑3等で覆い、雰
囲気ガス流4と廃触媒2との直接接触を避けることによ
っても、廃触媒2の飛散が抑制される。廃触媒2から揮
発した油脂類5は、研削屑3の隙間を上昇し、雰囲気ガ
ス流4に乗って排気管6を介して加熱炉1から取り出さ
れる。使用される研削屑3には、鉱物油等の潤滑油が通
常付着している。しかし、潤滑油は、廃触媒2に付着し
ている油脂類に比較して気化・分解温度が低いため、油
脂類の揮発除去と同時に研削屑3から除去される。した
がって、加熱処理後の研削屑3も、有用な製鋼用原料と
して使用される。揮発した油脂類5は、気化温度以下に
冷却するとき再び固化する。しかし、排気管6の内部で
固化すると、排気管6が閉塞し、加熱炉1の内部に引火
性のガスが滞留し易くなる。そこで、排気管6を通過す
る油脂類をガス状或いは少なくとも液状に保つため、排
気管6に断熱材7又はヒータ内蔵の保温層を巻き付け、
排気管6を流動する排ガス8を油脂類5の気化温度以上
に維持することが好ましい。また、排気管6は、内部で
液化又は固化した油脂類が排出されるように、加熱炉1
から外方に向けて下降した状態で加熱炉1に取り付ける
ことが好ましい。
される。冷却室9は、たとえば冷却水や冷気を循環させ
る冷却機構を内蔵し、油脂類5の気化温度以下に維持さ
れている。排ガス8に含まれている油脂類5は、再び固
化又は液化して冷却室9の底部に溜る。冷却室9で固相
又は液相の油脂類10が分離された排ガス11は、冷却
室9から排出された後、適宜の排ガス処理設備に送られ
る。このようにして、加熱炉1から鉄鋼製造原料として
有用な酸化度の低い金属分が取り出され、冷却室9から
油脂類が取り出される。回収された金属分は、廃触媒に
10〜60%程度含まれていた油脂類がほぼ完全に除去
され、加熱処理前に比較してNi含有量が1.1〜2.
5倍程度にまで濃縮された状態になる。しかも、燃焼等
による酸化が生じていないため、製鋼用原料としての利
用価値が高いものになる。他方、回収された油脂類は、
未燃焼であるので、多少の変質や組成変化はあるもの
の、十分に燃料或いは金属石鹸の原料等として使用でき
る。
ものではないが、コークス用の乾溜炉,外部加熱方式の
ロータリキルン等のように、不活性ガスの導入及び排気
が可能な密閉型の炉や大気雰囲気から炉内を遮断できる
炉が好ましい。廃触媒2に付着している油脂類の気化終
了は、回収された油脂類の回収量の減少,加熱炉1に設
置したロードセル等によって求められる重量減少等から
検出される。加熱炉1からバッチ式で加熱後の廃触媒を
取り出すときには、炉内に引火性ガス等が残留している
危険があることから、十分な冷却後に廃触媒を取り出す
ことが好ましい。また、加熱後の廃触媒は、自然冷却で
もよいが、生産性を考慮して冷却水や不活性ガスを使用
して強制冷却することが望ましい。
品製造や薬品製造分野で使用された油脂類が付着してい
る廃触媒がある。たとえば、食品製造に使用された廃触
媒にはパルミチン酸,オレイン酸,ステアリン酸等の高
級脂肪酸や他の油脂が含まれているが、これら油脂類
は、加熱炉1内での加熱によって金属分から揮発分離さ
れる。本発明は、石油化学工業で発生する引火性物質や
揮発性物質を含む廃触媒や廃棄物の処理にも適用され
る。油脂類の気化温度以上に廃触媒を加熱するとき、廃
触媒に付着した油脂類が揮発除去される。実際的には、
全ての油脂類を気化させることを考慮し、少なくとも3
00℃以上に廃触媒を加熱する。加熱温度が高いほど、
油脂類の揮発が促進される。しかし、650℃を超える
加熱温度は、エネルギーを浪費するばかりでなく、気化
した油脂の分解や煤の発生等の原因となり、加熱炉の内
壁や排気管への付着,閉塞等のトラブルが発生し易くな
る。したがって、300〜650℃の温度範囲に加熱温
度を設定することが好ましい。
含むNi含有廃触媒(Ni:11.2%,油脂:45
%,残部:Al2 O3 ,SiO2 等)に、バインダーと
してポルトランドセメント5%を加え、製団した。外部
加熱方式のロータリキルンに、製団した廃触媒を1kg
/分の割合で装入した。ロータリキルン内にアルゴンガ
スを20リットル/分の流量で供給しながら、廃触媒が
最高到達温度320℃となるように加熱した。加熱によ
り発生した排ガスは、ヒータ加熱で200℃に保温され
た排気管を介してロータリキルンから冷却室に送り込ま
れた。冷却室で排ガスを冷却することにより、廃触媒か
ら揮発除去された油脂類を冷却し半固形状で回収した。
加熱処理後の廃触媒は、重量が約50%減少し、Ni濃
度が22%に上昇した。この廃触媒に残留している油脂
類を四塩化炭素で抽出したところ、約0.5%の油脂が
残留しているだけであり、製鋼用原料として何ら問題が
ないものであった。
を、外部加熱方式のロータリキルンに1.5kg/分の
割合で装入した。ロータリキルン内にアルゴンガスを2
0リットル/分の流量で供給しながら、廃触媒が最高到
達温度650℃となるように加熱した。加熱により発生
した排ガスを同様に冷却室に導入し、揮発した油脂類を
半固形状で回収した。加熱処理後の廃触媒は、重量が約
50%減少し、Ni濃度が22%に上昇した。この廃触
媒は、残留している油脂類が約0.2%に過ぎず、製鋼
用原料として何ら問題がないものであった。
を、竪型の密閉式電気加熱炉で処理した。廃触媒を30
kg装入し、昇温開始前に窒素を導入して炉内の空気を
置換した。廃触媒の最高到達温度を500℃に設定し、
排ガスを自然排気した。加熱処理後の廃触媒は、Ni濃
度が21%に上昇していた。この廃触媒は、残留してい
る油脂類が約0.9%に過ぎず、製鋼用原料として何ら
問題がないものであった。
を、実施例3と同様な竪型の密閉式電気加熱炉で処理し
た。廃触媒を30kg装入し、飛散防止のために廃触媒
の上面を5kgの研削屑で覆った。廃触媒の最高到達温
度を500℃に設定し、窒素ガスを導入しながら加熱処
理した。加熱処理後の廃触媒は、Ni濃度が21%に上
昇していた。この廃触媒は、残留している油脂類が約
0.7%に過ぎず、製鋼用原料として何ら問題がないも
のであった。
実施例1と同じNi含有廃触媒を造粒し、内部にバーナ
を備えたロータリキルンに1kg/分の割合で装入し
た。廃触媒の最高到達温度を600℃に設定し、廃触媒
をバーナ加熱した。触媒に付着していた油脂類は、ほと
んどが燃焼し、排ガスから油脂を回収することはできな
かった。また、加熱処理後の廃触媒は酸化しており、し
かも炉内での粉化が激しく、Ni分の回収歩留りは40
%と低い値を示した。
えて実施例1と同じNi含有廃触媒を製団し、外部加熱
式のロータリキルンに1kg/分の割合で装入した。ロ
ータリキルンの内部にアルゴンガスを流量20リットル
/分で流入させながら、廃触媒の最高到達温度が250
℃となるように加熱した。加熱処理後の廃触媒は、重量
が約25%減少し、実施例1〜4に比較してNi濃度が
15%と低い値であった。また、油脂類の残留量が27
%と高く、廃触媒からの油脂類の除去が不完全であっ
た。これは、加熱温度が低いために、廃触媒に付着して
いる油脂類に揮発が十分に行われなかったことに起因す
る。
は、油脂類が付着しているNi含有廃触媒にバインダー
を加えて製団した後、或いは廃触媒表面を研削屑で覆っ
た状態で非酸化性雰囲気中で油脂類の気化温度以上に加
熱することにより、Ni等の金属分を酸化させることな
く、油脂を廃触媒から揮発除去している。そのため、加
熱処理後の廃触媒は、酸化度の低い状態であり、製鋼用
原料としたときに必要とされる還元エネルギーが節減さ
れる。また、廃触媒から分離された油脂類も、燃料や金
属石鹸の原料等として使用される。
概略図
気ガス流 5:揮発した油脂類 6:排気管
7:断熱材 8,11:排ガス 9:冷却室(油脂
類回収槽) 10:固化又は液化した油脂類
Claims (3)
- 【請求項1】 油脂類が付着したNi含有廃触媒にバイ
ンダーを加えて製団した後、非酸化性雰囲気中で前記油
脂類の気化温度以上に加熱し、Ni含有廃触媒から前記
油脂類を揮発除去することを特徴とするNi含有廃触媒
の処理方法。 - 【請求項2】 油脂類が付着したNi含有廃触媒をバイ
ンダーを使用して製団し、該製団されたNi含有廃触媒
を加熱炉に装入し、非酸化性雰囲気中で前記油脂分の気
化温度以上に前記Ni含有廃触媒を加熱すると共に、前
記Ni含有廃触媒から揮発した前記油脂類を雰囲気ガス
に随伴させて前記加熱炉から排出させることを特徴とす
るNi含有廃触媒の処理方法。 - 【請求項3】 油脂類が付着したNi含有廃触媒を加熱
炉に装入し、前記Ni含有廃触媒の上面を研削屑で覆
い、非酸化性雰囲気中で前記油脂分の気化温度以上に前
記Ni含有廃触媒を加熱すると共に、前記Ni含有廃触
媒から揮発した前記油脂類を雰囲気ガスに随伴させて前
記加熱炉から排出させることを特徴とするNi含有廃触
媒の処理方法。
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Publications (2)
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JPH06279876A JPH06279876A (ja) | 1994-10-04 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP06784693A Expired - Fee Related JP3524119B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 製鋼用原料を回収するNi含有廃触媒の処理方法 |
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-
1993
- 1993-03-26 JP JP06784693A patent/JP3524119B2/ja not_active Expired - Fee Related
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