JP3774994B2 - Resource separation method and equipment - Google Patents
Resource separation method and equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP3774994B2 JP3774994B2 JP16348897A JP16348897A JP3774994B2 JP 3774994 B2 JP3774994 B2 JP 3774994B2 JP 16348897 A JP16348897 A JP 16348897A JP 16348897 A JP16348897 A JP 16348897A JP 3774994 B2 JP3774994 B2 JP 3774994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- tank
- washing
- solution
- neutral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 107
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 107
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 83
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 54
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 54
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 54
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 36
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 32
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 30
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 25
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 24
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 19
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 5
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 89
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 63
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 34
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 34
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 15
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 10
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 10
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 7
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 7
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- -1 inorganic salts Chemical class 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 6
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 6
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 6
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 6
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 3
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L lead(II) chloride Chemical compound Cl[Pb]Cl HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- CVNKFOIOZXAFBO-UHFFFAOYSA-J tin(4+);tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Sn+4] CVNKFOIOZXAFBO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 2
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物、都市塵芥および下水汚泥などならびにこれらを焼却して得られた焼却灰などの各種廃棄物から、該廃棄物に含有されているりん成分および各種の金属成分などの資源を分離する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、湖沼などの封鎖領域での富栄養化防止のため、りん成分を多量に含有する下水は、たとえば、汚泥処理によって脱りんが励行されている。たとえば、下水の汚泥処理において、下水に含有されていたりん成分は汚泥中に移行せしめられ、下水自体は脱りんされる。しかしながら、このりん含有汚泥を焼却処理した場合に、その焼却灰のりん酸含有率は２０重量％以上にも達し、この焼却灰も、結局は、その廃棄前には脱りんされなければならないことになる。
また、産業廃棄物および都市塵芥などならびにこれらを焼却して得られた焼却灰などの各種廃棄物も多量のりん成分を含有している。従って、これらの廃棄物も下水汚泥および下水汚泥焼却灰と同様に、その廃棄前には脱りんされなければならないことになる。
【０００３】
他方、本邦のりん鉱石などのりん原料はその殆ど総てが輸入に依存しており、このりん原料のりん酸含有率は３０〜４０重量％程度である。
従って、大量に発生し、しかも、りん酸含有率が高い下水汚泥焼却灰などからりん成分を容易に、かつ、効率よく分離、回収できれば、この下水汚泥焼却灰を直ちに廃棄しても環境汚染の危険性がなく、しかも、りん原料の輸入量を減少することができるので好ましいことである。
【０００４】
しかしながら、従来は、通常、このような焼却灰の大部分はりん成分を分離、回収することなく最終処分場である廃棄場に廃棄し埋め立てられており、りん成分はこのような廃棄場から雨水および地下水などに溶出し、結局は湖沼などの封鎖領域を富栄養化していた。
また、このような焼却灰を硫酸で処理してりん成分を分離、回収していたが、高価で、取り扱いが危険な硫酸を使用しなければならないので、その実用性はそう大きくない。
【０００５】
さらに、最近では、廃棄場が逼迫してきており、りん含有焼却灰などの熔融処理が広く行われるようになってきている。
しかしながら、焼却灰中に含有されているりん成分は、通常は、各種の酸化りんおよびりん酸ならびにりん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのりん酸の金属塩などであり、焼却灰の熔融処理において、これらのりん成分はその一部がりんならびに各種の酸化りんおよびりん酸などのりん酸化物に分解されて蒸発して、排出ガス中に含有されて排出され、該排出ガスを冷却して、排出ガスに含有されていたりんおよび／またはりん酸を凝固させて分離して、熔融飛灰として最終処分されている。
【０００６】
また、各種廃棄物には、たとえば、金、銀、銅、亜鉛、鉛および錫などの貴金属成分乃至重金属成分のような金属成分も含有されているので、これらの金属成分は公害防止および資源回収のために、これらの廃棄物の廃棄に先立って金属成分も廃棄物から分離、除去されなければならないし、これらの金属は一般にその含有率が高くはないため、この分離は容易ではないので、廃棄物はこれらの金属成分を分離することなくセメント固化されまたはキレート固化された後に廃棄されている。
【０００７】
焼却灰および熔融の際に発生した熔融飛灰から重金属や有害物を分離する方法として、特開平８−１４１５３９号公報記載の方法が知られているが、この方法は焼却灰および熔融飛灰から湿式法により、亜鉛、銅および鉛などの重金属成分を固体として分離する方法である。
また、硫酸焼鉱から有価金属を回収する方法として、所謂、光和プロセス（たとえば、「資源と素材」第109巻第12号(1993)所載）が知られている。
【０００８】
このプロセスは、硫酸焼鉱に塩化剤として塩化カルシウムを添加・混合し、これを造粒・乾燥した後、ロータリーキルンによる塩化揮発焼成法により、良質の高炉用ペレットを製造するとともに有価金属を回収するとの方法であって、硫化鉄鉱の完全利用法である。
しかしながら、前記の２つの方法は、いずれも、廃棄物を熔融する方法ではなく、廃棄物を熔融してスラグとなして減容することはできなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような、廃棄物に含有されているりん成分および各種金属成分などの資源を該廃棄物から分離し、以て、りん成分による湖沼などの封鎖領域における富栄養化および重金属成分による環境汚染を防止するとともに資源として回収し、さらに、最終廃棄物の容積を減少せしめることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本第一発明は、少なくとも資源である金属成分、りん成分および有機成分を含有する廃棄物から金属などの各種の資源を分離する方法であり、次のような工程を包含している。
すなわち、
（イ）少なくとも資源である金属成分、りん成分および有機成分を含有する廃棄物とアルカリ金属塩化物および／またはアルカリ土金属塩化物とを混合し、得られた混合物を乾燥し、
（ロ）還元物質の存在下または非存在下で酸化雰囲気中で熔融して少なくともりん酸化物および金属塩化物を含有する排出ガスを発生せしめ、
（ハ）該排出ガスを冷却して少なくともりん酸化物を凝固せしめて分離する
の各工程を少なくとも包含するものであるが、さらに前記の（ハ）の工程に引続いて、さらに
（ニ）引続き、この排出ガスを微酸性乃至中性の液で洗浄して前記金属塩化物を溶解せしめた洗浄液を得、
（ホ）該洗浄液から浮遊選鉱によって微酸性乃至中性の液に対する溶解度が低い金属塩化物を分離し、
（ヘ）前記の浮遊選鉱における下層液とアルカリ物質とを混合して該下層液を中性乃至微アルカリ性とし、残部の金属塩化物を金属水酸化物に変換せしめて、該金属水酸化物のうちの不溶解性の金属水酸化物を沈降分離し、
（ト）その後、前記の沈降分離における上澄液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を析出せしめて沈降分離する
の各工程を包含せしめることができる。
なお、本発明で処理される廃棄物の含有成分およびその含有率によっては、これら（ホ）乃至（ト）の工程のうちの何れかを省略することができる。
【００１１】
本第二発明は、前記の本第一発明である資源分離法に使用するための資源分離装置であって、乾燥機、熔融炉、冷却器および洗浄槽が、順次、連設せしめられ、さらに前記の洗浄槽に続けて、さらに、選鉱槽および２段の沈降槽が、順次、連設せしめられてなる資源分離装置である。
なお、本発明で処理される廃棄物の含有成分およびその含有率によっては、これらの選鉱槽および２段の沈降槽のうちの何れかを省略することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における廃棄物とは、少なくともりん成分および有機成分とともに資源である金属成分を含有しており、通常、最終廃棄されているような廃棄物であればよく、特に制限はないが、代表例として各種の都市ごみ、産業廃棄物および下水汚泥ならびにこれらの焼却灰などを挙げることができる。
【００１３】
本発明において処理される、少なくともりん成分および有機成分とともに資源である金属成分を含有している廃棄物を、以下、廃棄物と記すこともある。
廃棄物に含有されている金属成分、りん成分および有機成分などのそれぞれの物質の種類および含有率などは、廃棄物の種類ならびに処理法および処理条件などによって異なり、一概に特定することはできない。
廃棄物に含有されている資源である金属は、たとえば、銅、銀、金、亜鉛、水銀、アルミニウム、錫および鉛などの貴金属乃至重金属である。
なお、本発明で処理される廃棄物には、これらの他に二酸化けい素が含有されているのが一般である。
【００１４】
廃棄物に含有されているりん成分は、通常は、主として、生体および界面活性剤などに起因する有機りん化合物これらの有機りん化合物が変化した、たとえば、りん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのりん酸無機塩のような無機りん化合物ならびにこれらの有機りん化合物および無機りん化合物のそれぞれから発生せしめられた各種の酸化りんおよびこれらの酸化りんが水和したりん酸などのようなりん酸化物などである。
さらに、廃棄物に含有されている有機成分は主として生物体に起因する、たとえば、たんぱく質、糖類および脂肪などの物質である。
【００１５】
前記のような廃棄物とアルカリ金属塩化物および／またはアルカリ土金属塩化物（両者を総称して以下 アルカリ土金属類塩化物 と記すこともある）とを混合して、この混合物を乾燥機中で加熱、乾燥して、水分を除去する。
廃棄物と混合されるアルカリ土金属類塩化物には特に制限はないが、塩化ナトリウムならびに塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムのそれぞれが好ましく、塩化カルシウムが特に好ましい。
アルカリ土金属類塩化物の量は、廃棄物に含有されている金属の実質的な全量を塩化物に変化せしめるに必要な化学量論量以上であればよく、通常は、この化学量論量の２〜３倍程度とされる。
【００１６】
但し、廃棄物に、たとえば、ポリ塩化ビニルなどのような塩素含有物が含有されている場合には、これらの塩素含有物に起因する塩素の量に相当するアルカリ土金属類塩化物の量を控除してもよい。
このようにして乾燥された混合物（以下 乾燥廃棄物 と記すこともある）の含水率は低い程好ましく、通常は、１０重量％程度以下とされ、０〜０.５重量％程度とされることが特に好ましい。
【００１７】
この乾燥廃棄物は熔融炉に送られ、還元物質の存在下または非存在下で酸化雰囲気中で熔融される。
この酸化雰囲気中での熔融において、乾燥廃棄物に含有されていた有機成分の一部は燃焼せしめられる。
また、酸化雰囲気中での熔融において、この廃棄物に含有有されている、たとえば、りん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのようなりん酸の無機塩は単に熔融しスラグとして他のスラグとともに排出されるのみである。
【００１８】
また、この酸化雰囲気中での熔融において、廃棄物に含有されている前記のりん酸塩以外のりん成分は各種の酸化りんに変換せしめられ、これらの酸化りんは雰囲気中に存在する水によってさらにりん酸に変換せしめられる。これらの各種の酸化りんおよびりん酸などのりん酸化物はそれぞれ排出ガスに含有されて熔融炉から排出せしめられる。
【００１９】
この酸化雰囲気中での熔融は、通常は、常法によって行われるが、たとえば、空気のような酸素含有ガスまたは純酸素などを供給しつつ電気または各種の燃料を燃焼せしめて廃棄物を加熱、熔融し得るものであればよく、その方法および装置などには特に制限はない。
通常は、バーナー式熔融が好適に使用される。
【００２０】
この熔融における熔融温度は、廃棄物の種類ならびに処理方法および処理条件などによって異なり一概に特定することはできないが、乾燥廃棄物が熔融される温度でさえあればよく特に制限はない。
還元物質の存否とは関係がなく、通常は、１２００℃以上、好ましくは、１２００〜１５００℃程度、特に好ましくは、１３００〜１４００℃程度とされる。
【００２１】
この酸化雰囲気中の熔融において、還元物質を存在せしめることができ、しかも、好ましい。
この還元物質は、雰囲気中の酸素と反応し得る物質であればよく、特に制限はないが、炭素および、たとえば、コークスのような炭素含有物質ならびに水素、一酸化炭素、メタンおよびエタンなどの還元性ガス（燃焼性ガス）などである。還元性ガスは、たとえば、廃棄物に含有されている有機成分を不完全燃焼せしめることにより得られる。
還元物質としてコークスを、その内部に存在せしめた酸化雰囲気中で熔融する熔融の代表例としては、空気を通気するコークスベッド式熔融がある。
【００２２】
還元物質としての還元性ガスを発生せしめつつ酸化雰囲気中で熔融する熔融として、２つの熔融室を有し、前段の熔融室（１次熔融室）において廃棄物に含有されている有機成分を不完全燃焼せしめて還元性ガスを発生せしめ、ここで発生せしめられた還元性ガスを後段の熔融室（２次熔融室）に導いて燃焼せしめて、廃棄物をさらに熔融せしめる２室熔融炉による熔融がある。
【００２３】
還元物質の使用量は、還元物質の種類、廃棄物の種類、組成、熔融条件などによって異なり、一概に特定し得ないが、還元物質が炭素または炭素物質である場合には、りん含有廃棄物および／またはりん含有焼却灰の乾燥物重量１００重量部に対して、炭素の量または炭素含有物に含有されている炭素の量は、通常は、０.３〜２.０重量部程度、好ましくは、０.５〜１.０重量部程度とされる。
【００２４】
また、還元物質の存在下で行われる酸化雰囲気中での熔融において二酸化けい素を共存せしめると、廃棄物に含有されているりん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのりん酸の無機塩は熔融炉中で蒸発せしめられ、次いで酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムとりん単体とにそれぞれ分解される。このりん単体の大部分は雰囲気中の酸素によって直ちに各種の酸化りんに変換せしめられ、これらの酸化りんは雰囲気中の存在する水によってさらにりん酸に変換せしめられる。
【００２５】
また、前記のりん酸の無機塩以外のりん成分は、一旦は、酸化されて酸化りん、さらには、りん酸に変換せしめられるが、これらの酸化りんおよびりん酸は還元物質によってそれぞれりん単体に変換せしめられる。このりん単体はこの熔融炉内の酸素によって再び酸化されて各種の酸化りん、さらには、りん酸に変換せしめらる。
その結果、還元物質の存在下で行われる酸化雰囲気中での熔融からの排出ガス（以下 熔融排出ガス と記すこともある）中には、りん成分として、酸化りんおよび／またはりん酸などのりん酸化物が含有されることになる。
【００２６】
結局、酸化雰囲気中の熔融において、還元物質を存在せしめた場合および存在せしめない場合のいずれにおいても、熔融からの排出ガス中にはりん成分としてりん酸化物が含有されていることになる。
この還元物質の存在下で行われる酸化雰囲気中での熔融で起こるりん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのりん酸の無機塩の酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムとりん単体への分解は二酸化けい素の存在によって促進せしめられる。
従って、処理される廃棄物中に二酸化けい素が含有されている場合には、この熔融における熔融温度を前記の温度よりも１００℃程度低くすることができる。
【００２７】
二酸化けい素は廃棄物に含有されている二酸化けい素でよく、滓砂およびけい砂などの砂、泥ならびに岩石片などである。
また、二酸化けい素の量は、通常、廃棄物に含有されている程度の量で充分であるが、りん酸カルシウムおよびりん酸マグネシウムなどのりん酸の無機塩１モルに対して少なくとも１.５モルとすることが好ましく、不足な場合は補充される。
【００２８】
さらに、この熔融において、アルカリ土金属類塩化物は塩素とアルカリ土金属類酸化物とに分解される。乾燥廃棄物に含有されている銅、銀、金、亜鉛、水銀、アルミニウム、錫および鉛などの貴金属および重金属などの金属成分は、アルカリ土金属類塩化物の分解によって生成せしめられた塩素および廃棄物に含有されていたポリ塩化ビニルなどのような塩素含有ポリマーから発生せしめられた塩素と反応せしめられて、対応する金属塩化物に変換せしめられる。
このようにして変換せしめられた金属塩化物は、熔融において蒸発せしめられ、熔融排出ガスに含有されることになる。
【００２９】
この熔融において、水分が多量に存在すると、予め混合された余分のアルカリ土金属類塩化物および、折角、変換せしめられた金属塩化物のそれぞれがアルカリ土金属類酸化物および金属酸化物ならびに塩化水素に分解され、アルカリ土金属類酸化物および金属酸化物はいずれもスラグに含有されることになり、その結果、アルカリ土金属類塩化物が浪費され、かつ、金属成分の回収率を低下せしめることになる。
従って前記の乾燥廃棄物の含水率は低い程好ましく、通常は、１０重量％以下、特に好ましくは０〜０.５重量％程度とされる。
このようにして、熔融からの排出ガス（以下 熔融排出ガス と記すこともある）には、主として、りん酸化物とともに金属塩化物が含有されることになる。
【００３０】
この熔融排出ガスは冷却器に送られて、冷却され、りん酸化物は凝固せしめられ冷却器の表面に付着する。
この冷却温度は低くとも６００℃でなければならない。冷却温度が６００℃未満となると、蒸発せしめられた金属塩化物も凝固してりん酸化物の純度を低下せしめ、金属成分の分離回収率も低下せしめられる。６００〜７００℃程度が好適である。
冷却器に付着したりん酸化物は、随時、掻き取られ、または、剥離せしめられて冷却器から随時排出せしめられる。
他方、りん成分が分離除去された排出ガス（以下 冷却器排出ガス と記すこともある）は、所望により熱交換器を経由して洗浄槽に送られる。
【００３１】
冷却器に引続いて熱交換器を設けることが好ましい。この熱交換器によって冷却器で除去し得なかった熔融での廃熱を回収し、有効に利用することが可能となり、次の工程に送るガス温度を低下せしめ、これとともに、熱交換器での重力集塵作用および／または衝突集塵作用によって冷却器排出ガスからこれに含有されていた二酸化けい素、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）および酸化カルシウム（ＣａＯ）などの灰分および未燃焼の炭素の粉塵を分離することができる。
【００３２】
なお、廃棄物中のりん成分の含有率が高く、それに伴って、冷却排出ガス中のりん酸化物の含有率が高い場合には、りん酸も分離することができる。さらに、冷却器排出ガスにダイオキシンが含有されていれば、このダイオキシンも分離することができる。
この熱交換器で回収された廃熱は、たとえば、前の工程の熔融に使用される空気の予熱などに有効に利用される。
【００３３】
洗浄槽において熱交換器排出ガスは、微酸性乃至中性、好ましくは、ｐＨ６〜７の洗液と接触せしめられて洗浄され、洗浄液として洗浄槽から排出され、選鉱槽に送られ、他方、ガスは洗浄槽排出ガスとして排出せしめられる。
この洗浄における温度には特に制限はないが、通常は、常温乃至室温とされるが、加熱または冷却することを妨げない。
この洗浄により、前記の熱交換器排出ガスに含有されていた金属塩化物は洗浄液に移行せしめられる。
【００３４】
また、通常は、熱交換器排出ガスには少量のりん酸化物および廃棄物に含有され熔融で燃焼しなかった残留脂肪に起因する脂肪酸などが含有されており、このりん酸化物は水和されて含有されており、従って、該洗浄液は、通常は、酸性に傾き、その結果、各種の金属塩化物は該洗浄液中に溶存せしめられている。
選鉱槽において洗浄槽から送られた酸性乃至微酸性の洗浄液はアルカリ物質によって微酸性乃至中性、好ましくは、ｐＨ６乃至７に調整される。
【００３５】
アルカリ物質には、特に制限はないが、通常は、水酸化ナトリウムが好適に使用される。
選鉱槽において、洗浄液に含有されているりん酸および脂肪酸とアルカリ物質である水酸化ナトリウムなどとが反応して石鹸が生成せしめられる。この石鹸によって選鉱槽内の液は発泡せしめられ、この液面に発泡層が形成せしめられ、この泡は溢流せしめられる。
この選鉱槽における浮遊選鉱において、石鹸の量は微量でよいが、不足の場合には、石鹸をはじめとする各種の界面活性剤などの発泡剤を補充することができる。
【００３６】
また、この選鉱槽内において、洗浄液に含有されていた金属塩化物のうち、微酸性乃至中性、好ましくは、ｐＨ６〜７に調整された洗浄液に溶解しない、たとえば、塩化銀および塩化鉛などの金属塩化物は洗浄液中で析出し、該洗浄液中のに泡に付着して該洗浄液中を上昇せしめられ、泡とともに溢流せしめられて、該選鉱槽から排出せしめられ、これらの金属塩化物は分離される。
この選鉱槽内の泡を実質的に含まない下層の液（以下 選鉱下層液 と記すこともある）の一部は前記の洗浄槽での洗液として再使用するために循環され、残部の液は第１段沈降槽に送られる。
【００３７】
第１段沈降槽において、前記の選鉱槽から送られた選鉱下層液はアルカリ物質によって中性乃至微アルカリ性、好ましくはｐＨ７〜１１、特に好ましくはｐＨ８.５〜９.５に調整される。ｐＨを１１よりも高くする必要はない。
このアルカリ物質には特に制限はないが、通常は、水酸化ナトリウムが好適に使用される。
このようにｐＨが調整されたことにより、選鉱下層液に溶存せしめられていた金属塩化物はいずれも金属水酸化物に変換せしめられる。
【００３８】
これらの金属水酸化物のうち、調整されたｐＨでは溶解し得ない金属水酸化物が液中に析出して、沈降する。このような金属水酸化物として、たとえば、水酸化亜鉛および水酸化錫などがある。
このように析出沈降した金属水酸化物は、該第１段沈降槽から排出され分離される。
他方、該第１段沈降槽における上澄液（以下 第１段沈降上澄液 と記すこともある）は第２段沈降槽に送られる。
【００３９】
第２段沈降槽において、第１段沈降槽から送られた第１段沈降上澄液にこの液に溶存している金属成分の金属よりも卑なる金属を添加することにより、溶存していた金属水酸化物から、添加された卑なる金属よりも貴なる金属単体が析出沈降せしめられる。
析出沈降せしめられた金属単体は第２段沈降槽から排出せしめられて分離される。
他方、上澄液は廃水として第２段沈降槽から排出せしめられる。
【００４０】
本第一発明の資源分離法において、乾燥工程乃至洗浄工程以降で、処理される廃棄物の含有成分およびその含有率によって浮遊選鉱以降の工程を省略することができる。
すなわち、貴金属成分および重金属成分の含有率が低い廃棄物を処理する場合には、浮遊選鉱以降の全ての工程を省略することができる。
銀および鉛などのようにその塩化物が微酸性乃至中性の液に対する溶解性が小さい金属の含有率が低いか、乃至は、含有されていない廃棄物を処理する場合には、浮遊選鉱工程を省略することができる。
【００４１】
亜鉛および錫などのようにその水酸化物が中性乃至微アルカリ性の液に対する溶解性が小さい金属の含有率が低いか、乃至は、含有されていない廃棄物を処理する場合には、アルカリ物質を混合して金属水酸化物を生成、沈降せしめる前記第１沈降槽での工程を省略することができる。
また、銅および金のように、たとえば、鉄よりも貴なる金属の含有率が低いか、乃至は、含有されていない廃棄物を処理する場合には、たとえば、鉄のような卑なる金属の存在下でそれよりも貴なる金属を沈降せしめる前記第２沈降槽での工程を省略することができる。
【００４２】
本第二発明の資源分離装置においては、乾燥機、熔融炉、冷却器、洗浄槽、選鉱槽および２段の沈降槽が、順次、連設せしめられている。
これらの機器は、それ自体公知のものを使用することができ、また、連続式および回分式のいずれをも使用することができる。
本第二発明の資源分離装置を省力的に、かつ、効率よく操業するためには、この資源分離装置を連続式にすることが好ましいが、そのためには使用される機器はいずれも連続式でなければならない。
【００４３】
乾燥機は加熱乾燥機であればよく、特に制限はなく、また、加熱方式および熱源などにも特に制限はない。
乾燥機としては、被乾燥物である廃棄物とアルカリ土金属類塩化物との混合物と熱源とが互いに直接接触せしめられない間接加熱型乾燥機が好ましい。
また、間接加熱型乾燥機の熱源としては高温空気および水蒸気などの熱媒が好ましいが、水蒸気が特に好ましい。
【００４４】
乾燥機の排出口の直下に熔融炉の供給口がある場合には、この排出口から排出せしめられた粉体は、熔融炉の供給口に直接供給される。
乾燥機の排出口と熔融炉の供給口との間に水平方向の間隔がある場合には、該集塵機の排出口の下方から該熔融炉の供給口との間に、たとえば、スクリューコンベアのような連続固体搬送手段を設けることが好ましい。
【００４５】
熔融炉は、空気および酸素ガスなどの酸素含有ガスを通気して加熱熔融する炉であればよく、特に制限はないが、通常は、バーナー式熔融炉が好適に使用される。
還元物質である炭素の共存下、酸素雰囲気中で熔融せしめるための熔融炉としてコークスベッド式熔融炉が好ましい。
また、還元物質として水素および一酸化炭素などの還元性ガスの共存下、酸素雰囲気中で熔融せしめるための熔融炉として２室熔融炉が好適に使用され、就中、旋回流２室熔融炉が好ましい。
【００４６】
前記の２室熔融炉は、被燃焼物である乾燥廃棄物を不完全燃焼せしめて水素、一酸化炭素およびメタンなどの還元性ガスを発生せしめる１次熔融室または予備熔融室および前記の１次熔融室または予備熔融室で発生せしめられた還元性ガスを燃焼せしめて前記の１次熔融室または予備熔融室からの熔融物を加熱する２次熔融室または主熔融室の２室が互いに連設せしめられている熔融炉である。
旋回流２室熔融炉は、前記の２室熔融炉において炉内の燃焼ガスが旋回流を形成するようにサイクロンバーナーが装着されている熔融炉である。
【００４７】
冷却器には特に制限はないが、被冷却物である前記の熔融排出ガスと冷媒とが互いに直接接触せしめられない間接冷却器が好ましい。
間接冷却器としては、周壁の外周面にジャケットが周設せしめられた冷却槽、多管群が収納せしめられた冷却槽および隔膜式熱交換器などが好ましい。
これらの間接冷却器において、運転中に冷却部表面に付着した凝固物を除去し得るような構造、たとえば、ジャケットが周設せしめられた冷却槽の周壁の内周面、冷却槽に収納された多管群の表面および隔膜式熱交換器の隔膜表面などの冷却界面にりん酸化物などのりん成分が付着するが、これらのりん成分を容易に除去できるような構造とされることが好ましい。
【００４８】
冷却界面に付着したりん成分を除去するための構造として、たとえば、周壁にジャケットが周設せしめられた冷却槽においては、冷却槽の周壁の内周面と摺接せしめられる刃を有し槽内で回転せしめられるスクレーパーが設けられ、多管群が収納せしめられた冷却槽においては多管群を槽から取外し得るような構造とされる。
これらの冷却器の冷媒として、通常は、水が好適に使用される。
また、これらの冷却器は、その複数を併設することが好ましい。
【００４９】
洗浄槽には特に制限はないが、噴霧塔が好適に使用される。
選鉱槽にも特に制限はない。
各段の沈降槽には特に制限はないが、通常は、沈降濃縮装置、遠心沈降機、フィルターシックナーおよびシックナーなどが好適に使用されるが、シックナーが特に好ましい。
【００５０】
乾燥機が、粉粒体とされた被乾燥物を空気などの気体によって乾燥機内を移動せしめる流動式乾燥機である場合には、該乾燥機の粉粒体排出口に集塵機を設置しなければならない。
この集塵機は乾式の固気分離手段であればよく、重力、慣性、遠心力および濾過などのそれぞれによる集塵機を使用することができる。
【００５１】
通常は、バッグフィルター、サイクロン集塵機およびルーバー集塵機などが好適に使用される。
この集塵機で分離された粉粒体は集塵機の粉体排出口から排出せしめられる。集塵機の排出口の直下に熔融炉の供給口がある場合には、この排出口から排出せしめられた粉粒体は、熔融炉の供給口に直接供給される。
【００５２】
集塵機の粉体排出口と熔融炉の供給口との間に水平方向の間隔がある場合には、該集塵機の排出口の下方から該熔融炉の供給口との間に、たとえば、スクリューコンベアのような連続固体搬送手段を設けることが好ましい。
また、乾燥機が、搬送気体が空気である流動乾燥機である場合には、乾燥機と熔融炉との間に設けられている集塵機からの集塵機排出ガスを流動乾燥機の搬送気体とするために、集塵機のガス排出口と該流動乾燥機とをブロワーなどの昇圧機を介して排出ガス循環管で接続することが好ましい。
【００５３】
冷却器に続けて、所望により、熱交換器を設けることができる。
熱交換器には特に制限はないが、前記の冷却器からの冷却器排出ガスに含有されている炭素ならびに二酸化けい素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムなどの金属酸化物など粉塵、さらに場合によってはりん酸などを分離し得る構造とされていることが好ましく、そのために縦長のものが使用される。
その代表例として、輻射式熱交換器が好ましい。
この熱交換器において、冷却器排出ガスと熱交換される被加熱体は空気であることが好ましい。
【００５４】
また、熱交換器での被加熱気体を空気とし、加熱された空気を熔融炉に供給するために、該熱交換器の空気排出口と該熔融炉とを加熱空気管で接続することが好ましい。
選鉱下層液を洗浄槽での洗液として再使用するために、該選鉱槽の下部と該洗浄槽とを循環管で接続することが好ましい。
【００５５】
本第二発明の資源分離装置において、前記の本第一発明の資源分離法において選鉱槽での工程以降の工程を省略するに伴って、省略される工程で使用される機器類を省略することができることは言うまでもない。
【００５６】
本発明によって、廃棄物から分離された金属成分およびりん成分などはいずれも純度が高いので、所望により、回収して資源とをして再使用することができる。
【００５７】
【実施例】
本発明を実施例によって、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
本発明の資源分離装置を図１によって説明する。
図１は本発明の資源分離装置の代表例のフローシートである。
すなわち、この資源分離装置において乾燥機、集塵機、熔融炉、冷却器、熱交換器および洗浄槽が水平方向に順次連設せしめられ、さらに、該洗浄槽の下方に選鉱槽、第１次沈降槽および第２段沈降槽が順次連設せしめられている。
【００５８】
乾燥機 1は、間接加熱型高速流動乾燥機であり、垂直多管群が槽内に収納されており、被乾燥物である廃棄物とアルカリ土金属類塩化物との混合物を供給するための供給口11および乾燥廃棄物粉粒体と空気などのガスとを排出せしめるための排出口12が下部および上部のそれぞれに設けられ、他方、熱源である水蒸気を供給するための蒸気供給口13およびドレンを排出せしめるドレン排出口14が上部および下部にそれぞれ設けられ、かつ、搬送空気を供給するための空気供給口15が底部に設けられている。
【００５９】
集塵機 2はバッグフィルターであり、下部には前記の乾燥機 1から空気で搬送された乾燥廃棄物粉粒体を供給するための供給口21が下部に設けられており、かつ、ここで分離された粉粒体およびガスのそれぞれを排出せしめるための粉粒体排出口22およびガス排出口23が底部および上部にそれぞれ設けられている。
該粉粒体排出口22の下方には集塵機 2で分離された粉粒体を熔融炉 3に搬送するためのスクリューコンベア24が設置されている。
【００６０】
熔融炉 3は１次熔融室31と２次熔融室32とが連接せしめられている２室熔融炉である。しかして、１次熔融室31および２次熔融室32は、その長軸線はそれぞれ鉛直および水平方向に対して僅かに斜とされている。
１次熔融室31の上部には粉粒体供給口311が設けられており、２次熔融室32の底部にはスラグ排出口321が設けられている。
各熔融室31,32には、空気供給口312,322がそれぞれ設けられている。
また、２次熔融室32の下流側先端は開口せしめられており、この開口は熔融炉 3の熔融ガス排出口323であり、また、次の冷却器 4のガス供給口41でもある。
【００６１】
冷却器 4は、周壁の外周面に水冷式のジャケット42が周設せしめられた冷却槽43である。
また、冷却器排出ガスを排出せしめるガス排出口44および分離されたりん酸化物などを排出せしめる固体排出口45が、頂部および底部にそれぞれ設けられている。
【００６２】
熱交換器 5は縦長の輻射型熱交換器であり、冷却器排出ガスを供給する供給口51および熱交換器排出ガスを排出せしめる排出口52が上部および下部にそれぞれ設けられており、被加熱気体である空気を供給する空気供給口53およびここで加熱された空気を排出せしめる空気排出口54が下部および上部のそれぞれに設けられている。また、底部にはダスト排出口55が設けられている。
【００６３】
洗浄槽 6は噴霧塔であり、熱交換器排出ガスを供給する供給口61、洗液供給口62および洗浄液を排出せしめる排出口63が下部、上部および底部にそれぞれ設けられている。
また、洗浄槽 6からの排出ガスを排出せしめる排気口64が頂部に設けられている。
【００６４】
選鉱槽 7は頂部が開口されており、選鉱下層液の一部を前記の洗浄槽 6へ循環させるために排出せしめる循環口71および残部を排出せしめる選鉱下層液排出口72が下部および底部にそれぞれ設けられている。また、選鉱槽 7の頂部開口には、アルカリ物質供給管73が開口せしめられている。
２段の沈降槽8,9はいずれもシックナーである。
【００６５】
第１段沈降槽 8であるシックナーは、その頂部は開口せしめられており、この頂部開口にはアルカリ物質供給管81が開口せしめられており、また、上部および底部には、上澄液排出口82および金属水酸化物排出口83がそれぞれ設けられている。
第２段沈降槽 9であるシックナーは、その頂部は開口せしめられており、この頂部開口には鉄供給管91が開口せしめられており、また、底部および上部には金属排出口92および廃水口93がそれぞれ設けられている。
【００６６】
しかして、集塵機 2のガス排出口23と乾燥機 1の空気供給口15とはブロワー16を介して集塵機排出ガス循環管17によって接続されている。
また、熱交換器 5の空気排出口54と熔融炉 3の空気供給口312,322とは加熱空気管56で接続されている。
選鉱槽 7の循環口71と洗浄槽 6の上部の洗液供給口62とはポンプ651が介在せしめられた選鉱下層液循環管65で接続せしめられており、該選鉱下層液循環管65は、さらに、洗浄槽 6の周壁を貫通せしめられ、その先端は該洗浄槽 6の中心部に到達せしめられ、かつ、この先端には下方に向けられた噴霧口66が設けられている。
【００６７】
図１に示された資源分離装置において、乾燥機 1の蒸気供給口13から供給された水蒸気は垂直多管群の管外部を通過せしめられ、乾燥機 1内を加熱し、凝縮したドレンはドレン排出口14から排出せしめられる。
集塵機 2のガス排出口23からの集塵機排出ガスはブロワー16を介してして集塵機排出ガス循環管17によって空気供給口15から供給され、前記垂直多管群の管内を経由して乾燥機 1内を上昇せしめられる。
【００６８】
供給口11から廃棄物とアルカリ土金属類塩化物とが供給され、これらの廃棄物とアルカリ土金属類塩化物との混合物は乾燥機 1内で乾燥され粉砕されて乾燥廃棄物の粉粒体とされる。この粉粒体は乾燥機 1内を上昇しめられた空気によって搬送され乾燥機 1内の前記垂直多管群の管内を経由して乾燥機 1内を上昇せしめられつつ所定の含水率まで乾燥され粉粒体とされて排出口12から空気などのガスとともに排出せしめられ、集塵機 2の供給口21から集塵機 2に供給される。
【００６９】
集塵機 2内において前記の粉粒体とガスとは分離され、粉粒体およびガスは粉粒体排出口22およびガス排出口23のそれぞれから集塵機 1外に排出せしめられる。
粉粒体排出口22から排出せしめられた粉粒体はスクリューコンベア24によって搬送され熔融炉 3の１次熔融室31の粉体供給口311から熔融炉 3内に供給される 。
【００７０】
熔融炉 3内において、１次熔融室31および２次熔融室32には、熱交換器 5で予熱されて空気排出口54から排出せしめられた空気が加熱空気管56を経由して空気供給口312,322から供給されている。しかして、１次熔融室31における空気量はここで熔融せしめられる乾燥廃棄物粉粒体の有機成分を完全燃焼せしめるに必要な空気量よりも少量とされている。この１次熔融室31において乾燥廃棄物粉粒体の有機成分は不完全燃焼せしめられて、水素、一酸化炭素、メタンおよびエタンなどの還元性ガスが発生せしめられる。熔融せしめられた乾燥廃棄物および還元性物質などを含有する気体は２次熔融室32に供給される。
【００７１】
２次熔融室32において前記の還元性ガスは燃焼、熔融せしめられ、かつ、この還元性ガスによって廃棄物に含有されていた、たとえば、りん酸カルシウムなどのりん酸の金属塩は金属酸化物とりん単体とに変化せしめられる。
りん単体は雰囲気の酸素によって直ちに酸化されて各種の酸化りんが生成せしめられる。これらの酸化りんは雰囲気中の微量の水分によって水和せしめられてりん酸に変換せしめられ、このりん酸の少なくとも一部は重合せしめられてりん酸ポリマーが生成せしめられる。
【００７２】
また、熔融炉 3において、アルカリ土金属類塩化物は分解されて塩素とアルカリ土金属類酸化物とに分解される。熔融炉 3に供給された乾燥廃棄物粉粒体に含有されていた貴金属および重金属などの金属成分および／または金属酸化物は、アルカリ土金属類塩化物の分解によって生成せしめられた塩素およびポリ塩化ビニルなどから発生せしめられた塩素によって塩素化されて対応する金属塩化物が生成される。
【００７３】
ここで生成された金属塩化物ならびに酸化りん、りん酸およびりん酸ポリマーなどのりん成分は、蒸発せしめられて熔融排出ガス中に含有されて熔融ガス排出口323から排出せしめられ、これと共通なガス供給口41から冷却器 4に供給される。
他方、熔融物残滓はスラグとしてスラグ排出口321から排出せしめられる。
冷却器 4は、冷却槽43の周壁の外周面に周設されたジャケット42に水を通過せしめることによって冷却されている。しかして、ここでの冷却温度（冷却器 4の冷却槽43の周壁の内周面の温度）は低くとも６５０℃とされている。
【００７４】
冷却器 4において熔融排出ガスは冷却され各種の酸化りん、りん酸およびりん酸ポリマーなどのりん成分ならびに金属酸化物などが冷却器 4の冷却槽43の周壁の内周面に凝固付着せしめられて分離される。これらのりん成分は周壁の内周面から剥離されて固体排出口45から随時排出せしめられる。ガスは冷却器 4の冷却槽43内を上昇せしめられて冷却器排出ガスとしてガス排出口44から排出せしめられ、供給口51から熱交換器 5に供給される。該排出ガスには、残部のりん成分、金属塩化物ならびに二酸化けい素および酸化アルミニウムなどの金属酸化物などが含有されている。
【００７５】
熱交換器 5において、冷却器排出ガスは輻射型熱交換器の内筒内を下降せしめられ、他方、空気供給口53から供給せしめられ、前記の輻射型熱交換器の内筒と外筒との間隙を上昇せしめられた空気と熱交換せしめられて除熱され、熱交換器排出ガスとして排出口52から排出せしめられ、供給口61から洗浄槽 6に供給される。
熱交換によって加熱された空気は空気排出口54から排出せしめられる。
また、この熱交換器 5において二酸化けい素および酸化アルミニウムなどの金属酸化物がダスト排出口55から排出せしめられて分離される。
【００７６】
洗浄槽 6において、熱交換器排出ガスは槽内を上昇せしめられ、上部の噴霧口66から霧状に散布された微酸性乃至中性の洗液と接触せしめられ、該熱交換器排出ガスに含有されていた残部のりん成分および金属塩化物は洗液に移行せしめられ、酸性の洗浄液として排出口63から排出せしめられて選鉱槽 7に供給され、他方、ガスは排気口64から排出せしめられる。
【００７７】
選鉱槽 7において、酸性の洗浄液にアルカリ物質である水酸化ナトリウムをアルカリ物質供給管73から添加して酸性の洗浄液を微酸性乃至中性に調整することにより、洗浄液に含有されているりん酸、有機成分である脂肪に起因する脂肪酸および水酸化ナトリウムが反応して石鹸が生成せしめられ、この石鹸によって洗浄液は発泡せしめられ、液の表面に発泡層が形成せしめられ、泡は溢流せしめられる。
【００７８】
また、この洗浄液が微酸性乃至中性に調整されることにより、洗浄液に溶存していた塩化銀および塩化鉛などの金属塩化物は析出せしめられて、泡の表面に付着せしめられ泡とともに溢流せしめられて分離される。
選鉱槽 7内の選鉱下層液はその一部は循環口71、ポンプ651が介在せしめられた選鉱下層液循環管65および洗液供給口62を経由して噴霧口66から散布せしめられ、洗液として循環再使用され、残部は選鉱下層液排出口72から排出せしめられ、第１段沈降槽 8に供給される。
【００７９】
第１段沈降槽 8において、選鉱下層液は、アルカリ物質供給管81から供給されたアルカリ物質である水酸化ナトリウムによって中性乃至微アルカリ性に調整され、これによって、選鉱下層液に溶存せしめられていた金属塩化物はいずれも金属水酸化物に変化せしめられる。これらの金属水酸化物のうち中性乃至微アルカリ性の水性液には溶解し得ない、たとえば、水酸化亜鉛および水酸化錫などの金属水酸化物は析出して、底部に沈降せしめられ、底部の金属水酸化物排出口83から排出せしめられる。
他方、上澄液は上部の上澄液排出口82から排出せしめられ、第２段沈降槽 9に供給される。
【００８０】
第２段沈降槽 9において、第１段沈降槽 8からの上澄液に卑なる金属として鉄が鉄供給管91から加えられると、たとえば、金および銅などの鉄よりも貴なる金属が析出して底部に沈降せしめられ、底部の金属排出口92から排出せしめられる。
他方、上澄液は廃水として上部の廃水口93から排出せしめられる。
【００８１】
実施例２
実施例１の資源分離装置を使用して廃棄物を処理して、資源を分離した。
各工程における供給物の内容、供給量、操作条件、排出物の内容、排出量などを示す。
【００８２】
廃棄物とアルカリ土金属類塩化物との混合物の乾燥工程
廃棄物：表１で示された下水汚泥５９０kg／hrと、塩化カルシウム源である表２で示されたごみ焼却灰２０kg／hr（含水率０重量％）との混合物
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
実施例３
実施例２において、乾燥工程に供給される廃棄物に対する塩化カルシウムの量比（塩素当量比）を１倍、２倍および３倍と変化せしめて、金属の回収率の変化を調べた。
その結果を表１５に示す。表１５に示されている結果から、塩化カルシウムの当量比が２倍の場合は１倍の場合よりも金属の回収率が大きくなるが、塩化カルシウムの当量比が３倍の場合は２倍の場合とはほぼ等しくなることが判る。
【０１１０】
【表１５】
実施例４
実施例２において、乾燥廃棄物の含水率を変化せしめて金属の回収率の変化を調べた。
結果を表１６に示す。表１６の結果から、乾燥廃棄物の含水率が低下せしめられる程、金属の回収率は向上せしめられていることが判る。
【０１１２】
【表１６】
【本発明の効果】
本発明の資源分離装置は単純であり、また、本発明の資源分離方法は単純な操作で取り扱いが危険な薬剤を使用する必要はなく、廃棄物の容積は減少せしめられ、廃棄物に含有されたいた貴重な乃至は有毒な金属成分、りん成分および有機成分を容易に、しかも、効率よく分離することができ、排出されたガスには有毒な成分は含有されてなく、公害防止に大きく寄与し得るものであり、さらに、分離された金属成分およびりん成分などはいずれも純度が高いので、所望により、回収して資源とをして再使用することができ省資源上の価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の資源分離装置の代表例のフローシートである。
【符号の説明】
1 乾燥機
11 供給口
12 排出口
13 蒸気供給口
14 ドレン排出口
15 空気供給口
16 ブロワー
17 集塵機排出ガス循環管
2 集塵機
21 供給口
22 粉粒体排出口
23 ガス排出口
24 スクリューコンベア
3 熔融炉
31 １次熔融室
311 粉体供給口
312 空気供給口
32 ２次熔融室
321 スラグ排出口
322 空気供給口
323 熔融ガス排出口
4 冷却器
41 ガス供給口
42 ジャケット
43 冷却槽
44 ガス排出口
45 固体排出口
5 熱交換器
51 供給口
52 排出口
53 空気供給口
54 空気排出口
55 ダスト排出口
56 加熱空気管
6 洗浄槽
61 供給口
62 洗液供給口
63 排出口
64 排気口
65 選鉱下層液循環管
651 ポンプ
66 噴霧口
7 選鉱槽
71 循環口
72 選鉱下層液排出口
73 アルカリ物質供給管
8 第１段沈降槽
81 アルカリ物質供給管
82 上澄液排出口
83 金属水酸化物排出口
9 第２段沈降槽
91 鉄供給管
92 金属排出口
93 廃水口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to industrial waste, municipal waste, sewage sludge, etc. and various wastes such as incinerated ash obtained by incineration of these, resources such as phosphorus components and various metal components contained in the waste. The present invention relates to a method and an apparatus for separating the components.
[0002]
[Prior art]
In recent years, sewage containing a large amount of phosphorus components has been dephosphorized, for example, by sludge treatment, in order to prevent eutrophication in closed areas such as lakes. For example, in the sewage sludge treatment, the phosphorus component contained in the sewage is transferred into the sludge and the sewage itself is dephosphorized. However, when this phosphorus-containing sludge is incinerated, the phosphoric acid content of the incinerated ash reaches 20% by weight, and this incinerated ash must eventually be dephosphorized before it is discarded. become.
In addition, industrial waste, municipal waste, and various wastes such as incineration ash obtained by incineration of these also contain a large amount of phosphorus components. Therefore, these wastes, like sewage sludge and sewage sludge incineration ash, must be dephosphorized before disposal.
[0003]
On the other hand, almost all phosphorus raw materials such as phosphate rocks in Japan depend on imports, and the phosphoric acid content of this phosphorus raw material is about 30 to 40% by weight.
Therefore, if phosphorus components can be easily and efficiently separated and recovered from sewage sludge incineration ash, etc. that are generated in large quantities and have a high phosphoric acid content, even if this sewage sludge incineration ash is immediately discarded, environmental pollution will not occur. This is preferable because there is no danger and the import amount of the phosphorus raw material can be reduced.
[0004]
However, conventionally, most of such incineration ash is disposed of in landfills, which are final disposal sites, without separating and collecting phosphorus components, and phosphorus components are collected from rainwater from such waste sites. And leached into groundwater and eventually eutrophied closed areas such as lakes.
Moreover, although such incinerated ash was treated with sulfuric acid to separate and recover the phosphorus component, it is expensive and the practical use is not so great because sulfuric acid that is expensive and dangerous to handle must be used.
[0005]
Furthermore, recently, disposal sites have become tight, and melting treatment of phosphorus-containing incineration ash and the like has been widely performed.
However, the phosphorus component contained in the incineration ash is usually various phosphorous oxides and phosphoric acids and metal salts of phosphoric acid such as calcium phosphate and magnesium phosphate. In the melting treatment of the incineration ash, Some of these phosphorus components are decomposed into phosphorus and various phosphorous oxides and phosphoric oxides such as phosphoric acid and evaporated to be contained and discharged in the exhaust gas. The exhaust gas is cooled and discharged. Phosphorus and / or phosphoric acid contained in the gas is solidified and separated, and finally disposed as molten fly ash.
[0006]
In addition, various types of waste contain metal components such as precious metal components or heavy metal components such as gold, silver, copper, zinc, lead and tin. Therefore, these metal components prevent pollution and recover resources. Therefore, prior to the disposal of these wastes, the metal components must also be separated and removed from the waste, and since these metals are generally not high in content, this separation is not easy, The waste is discarded after being cemented or chelated without separating these metal components.
[0007]
As a method for separating heavy metals and harmful substances from incinerated ash and molten fly ash generated during melting, a method described in JP-A-8-141539 is known, but this method can be used from incinerated ash and molten fly ash. This is a method of separating heavy metal components such as zinc, copper and lead as a solid by a wet method.
Further, as a method for recovering valuable metals from sulfate calcined ore, a so-called Kowa process (for example, “Resources and Materials” Vol. 109, No. 12 (1993)) is known.
[0008]
In this process, calcium chloride is added and mixed as a chlorinating agent to sulfuric acid sinter, granulated and dried, and then chlorinated volatile firing using a rotary kiln is used to produce high-quality blast furnace pellets and recover valuable metals. This method is a complete utilization method of iron sulfide ore.
However, neither of the above-mentioned two methods is a method of melting waste, and it has not been possible to reduce the volume by melting waste into slag.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention separates resources such as the phosphorus component and various metal components contained in the waste from the waste as described above, so that the eutrophication and heavy metals in the confined areas such as lakes by the phosphorus component The purpose is to prevent environmental pollution due to the components and to collect them as resources, and to reduce the volume of the final waste.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is a method for separating various resources such as metals from a waste containing at least a metal component, a phosphorus component, and an organic component, and includes the following steps.
That is,
(B) Mixing at least a resource containing a metal component, a phosphorus component and an organic component with an alkali metal chloride and / or an alkaline earth metal chloride, and drying the resulting mixture,
(B) melting in an oxidizing atmosphere in the presence or absence of a reducing substance to generate an exhaust gas containing at least a phosphate and a metal chloride;
(C) The exhaust gas is cooled to solidify and separate at least the phosphate.
In addition to the above-mentioned step (c),
(D) Subsequently, the exhaust gas is washed with a slightly acidic or neutral solution to obtain a cleaning solution in which the metal chloride is dissolved,
(E) separating the metal chloride having low solubility in a slightly acidic to neutral solution from the washing solution by flotation;
(F) Mixing the lower layer solution and the alkaline substance in the above flotation to make the lower layer solution neutral to slightly alkaline, and converting the remaining metal chloride into a metal hydroxide, Settling and separating insoluble metal hydroxides,
(G) Thereafter, the supernatant liquid and the base metal in the sedimentation separation are mixed to precipitate a noble metal rather than the base metal, and the sedimentation is separated.
These steps can be included.
In addition, depending on the content component and the content of the waste treated in the present invention, any of these steps (e) to (g) can be omitted.
[0011]
The second invention is a resource separation device for use in the resource separation method according to the first invention, wherein a dryer, a melting furnace, a cooler, and a washing tank are sequentially connected, and In addition to the washing tank, a mineral separator and a two-stage sedimentation tank are sequentially connected to each other.
In addition, depending on the content component and the content rate of the waste processed by this invention, either of these mineral processing tanks and a two-stage sedimentation tank can be abbreviate | omitted.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The waste in the present invention contains at least a phosphorus component and an organic component as well as a metal component that is a resource, and is usually a waste that is finally discarded. Examples include various types of municipal waste, industrial waste, sewage sludge, and incinerated ash.
[0013]
The waste treated in the present invention and containing at least a phosphorus component and an organic component and a metal component which is a resource may be hereinafter referred to as a waste.
The type and content of each substance such as metal component, phosphorus component, and organic component contained in the waste varies depending on the type of waste and the treatment method and treatment conditions, and cannot be generally specified.
The metal that is a resource contained in the waste is, for example, a noble metal or heavy metal such as copper, silver, gold, zinc, mercury, aluminum, tin, and lead.
In addition, the waste treated in the present invention generally contains silicon dioxide in addition to these.
[0014]
The phosphorous component contained in the waste is usually an organophosphorus compound mainly derived from living organisms and surfactants. These organophosphorus compounds have changed, for example, phosphoric acid such as calcium phosphate and magnesium phosphate. Inorganic phosphorus compounds such as inorganic salts, and various phosphorus oxides generated from each of these organic phosphorus compounds and inorganic phosphorus compounds, and phosphorous oxides such as phosphoric acids in which these phosphorus oxides are hydrated .
Furthermore, the organic components contained in the waste are substances such as proteins, sugars and fats mainly derived from living organisms.
[0015]
The waste as described above is mixed with alkali metal chloride and / or alkaline earth metal chloride (both will be collectively referred to as alkaline earth metal chloride below), and this mixture is mixed in the dryer. Heat and dry with to remove moisture.
There are no particular restrictions on the alkaline earth metal chloride mixed with the waste, but sodium chloride, calcium chloride and magnesium chloride are preferred, and calcium chloride is particularly preferred.
The amount of alkaline earth metal chloride may be greater than or equal to the stoichiometric amount required to convert substantially all of the metal contained in the waste to chloride, and usually this stoichiometric amount. 2 to 3 times.
[0016]
However, if the waste contains a chlorine-containing material such as polyvinyl chloride, the amount of alkaline earth metal chloride corresponding to the amount of chlorine due to the chlorine-containing material is reduced. You may deduct it.
The moisture content of the mixture thus dried (hereinafter sometimes referred to as dry waste) is preferably as low as possible, usually about 10% by weight or less, and about 0 to 0.5% by weight. Is particularly preferred.
[0017]
This dry waste is sent to a melting furnace and melted in an oxidizing atmosphere in the presence or absence of a reducing substance.
In this melting in an oxidizing atmosphere, a part of the organic components contained in the dry waste is burned.
Also, in melting in an oxidizing atmosphere, inorganic salts of phosphoric acid such as calcium phosphate and magnesium phosphate contained in this waste are simply melted and discharged together with other slag as slag. Only.
[0018]
Further, in the melting in this oxidizing atmosphere, phosphorus components other than the above-mentioned phosphate contained in the waste are converted into various phosphorus oxides, and these phosphorus oxides are further increased by the water present in the atmosphere. Converted to phosphoric acid. These various types of phosphorous oxide and phosphoric acid such as phosphoric acid are contained in the exhaust gas and discharged from the melting furnace.
[0019]
Melting in this oxidizing atmosphere is usually performed by a conventional method, for example, heating waste by burning electricity or various fuels while supplying oxygen-containing gas such as air or pure oxygen. Any method can be used as long as it can be melted, and the method and apparatus thereof are not particularly limited.
Usually, burner type melting is preferably used.
[0020]
The melting temperature in this melting varies depending on the type of waste, the processing method and processing conditions, and cannot be specified unconditionally, but is not particularly limited as long as it is a temperature at which dry waste is melted.
It is not related to the presence or absence of a reducing substance, and is usually 1200 ° C. or higher, preferably about 1200 to 1500 ° C., and particularly preferably about 1300 to 1400 ° C.
[0021]
In the melting in the oxidizing atmosphere, a reducing substance can be present and is preferable.
The reducing substance may be any substance that can react with oxygen in the atmosphere, and is not particularly limited. However, carbon and carbon-containing substances such as coke and reductions such as hydrogen, carbon monoxide, methane, and ethane are possible. Gas (combustible gas). The reducing gas is obtained, for example, by incompletely burning organic components contained in waste.
A typical example of melting in which coke as a reducing substance is melted in an oxidizing atmosphere existing inside thereof is coke bed type melting in which air is passed.
[0022]
As a melt that melts in an oxidizing atmosphere while generating a reducing gas as a reducing substance, it has two melting chambers, and the organic components contained in the waste are not contained in the previous melting chamber (primary melting chamber). Melting with a two-chamber melting furnace that completely burns to generate a reducing gas, then introduces the reducing gas generated here to the subsequent melting chamber (secondary melting chamber) and burns it to further melt the waste. There is.
[0023]
The amount of reducing substance used varies depending on the type of reducing substance, type of waste, composition, melting conditions, etc., and cannot be specified in general, but if the reducing substance is carbon or a carbon substance, phosphorus-containing waste The amount of carbon or the amount of carbon contained in the carbon-containing material is usually about 0.3 to 2.0 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the dry matter of the phosphorus-containing incinerated ash. Is about 0.5 to 1.0 parts by weight.
[0024]
In addition, when silicon dioxide is allowed to coexist in melting in an oxidizing atmosphere performed in the presence of a reducing substance, inorganic salts of phosphoric acid such as calcium phosphate and magnesium phosphate contained in the waste are contained in the melting furnace. And then decomposed into calcium oxide, magnesium oxide and simple phosphorus, respectively. Most of the simple phosphorus is immediately converted into various phosphorus oxides by oxygen in the atmosphere, and these phosphorus oxides are further converted into phosphoric acid by the water present in the atmosphere.
[0025]
The phosphorus component other than the inorganic salt of phosphoric acid is once oxidized and converted into phosphorus oxide, and further converted into phosphoric acid. These phosphorus oxide and phosphoric acid are converted into simple phosphorus by a reducing substance. It can be converted. The simple phosphorus is oxidized again by oxygen in the melting furnace and converted into various phosphorus oxides and further phosphoric acid.
As a result, in exhaust gas from melting in an oxidizing atmosphere performed in the presence of a reducing substance (hereinafter also referred to as melt exhaust gas), phosphorus such as phosphorus oxide and / or phosphoric acid may be used as a phosphorus component. An oxide will be contained.
[0026]
Eventually, in the melting in the oxidizing atmosphere, in both cases where the reducing substance is present and not present, the exhaust gas from the melting contains phosphorus oxide as a phosphorus component.
Decomposition of inorganic salts of phosphoric acid such as calcium phosphate and magnesium phosphate into calcium oxide and magnesium oxide and simple phosphorus by melting in an oxidizing atmosphere performed in the presence of this reducing substance is due to the presence of silicon dioxide. It is promoted.
Therefore, when silicon dioxide is contained in the waste to be treated, the melting temperature in this melting can be lowered by about 100 ° C. from the above temperature.
[0027]
Silicon dioxide may be silicon dioxide contained in wastes, such as sand such as dredged sand and silica sand, mud and rock fragments.
In addition, the amount of silicon dioxide is usually sufficient to be contained in the waste, but at least 1.5 mol per mol of phosphoric acid inorganic salt such as calcium phosphate and magnesium phosphate. It is preferable to make it mol, and when it is insufficient, it is replenished.
[0028]
Further, in this melting, the alkaline earth metal chloride is decomposed into chlorine and an alkaline earth metal oxide. Metal components such as copper, silver, gold, zinc, mercury, aluminum, tin and lead, and other precious metals and heavy metals contained in dry waste are generated by the decomposition of alkaline earth metal chlorides and waste It is reacted with chlorine generated from a chlorine-containing polymer such as polyvinyl chloride contained in the product and converted to the corresponding metal chloride.
The metal chloride thus converted is evaporated in the melt and contained in the melt exhaust gas.
[0029]
In this melting, if a large amount of water is present, the extra alkaline earth metal chloride mixed in advance and the metal chloride converted at an angle and converted into alkaline earth metal oxide and metal oxide and hydrogen chloride, respectively. As a result, alkaline earth metal oxides and metal oxides are contained in the slag. As a result, alkaline earth metal chlorides are wasted and the recovery rate of metal components is reduced. become.
Therefore, the moisture content of the dry waste is preferably as low as possible, usually 10% by weight or less, particularly preferably about 0 to 0.5% by weight.
In this way, the exhaust gas from the melt (hereinafter sometimes referred to as the melt exhaust gas) mainly contains the metal chloride together with the phosphorous oxide.
[0030]
This molten exhaust gas is sent to a cooler and cooled, and the phosphor oxide is solidified and adheres to the surface of the cooler.
This cooling temperature must be at least 600 ° C. When the cooling temperature is less than 600 ° C., the evaporated metal chloride is solidified to lower the purity of the phosphor oxide, and the separation and recovery rate of the metal component is also reduced. About 600-700 degreeC is suitable.
The phosphor oxide adhering to the cooler is scraped off at any time or peeled off and discharged from the cooler at any time.
On the other hand, the exhaust gas from which the phosphorus component has been separated and removed (hereinafter sometimes referred to as “cooler exhaust gas”) is sent to the washing tank via a heat exchanger if desired.
[0031]
It is preferable to provide a heat exchanger subsequent to the cooler. With this heat exchanger, waste heat from the melt that could not be removed by the cooler can be recovered and used effectively, lowering the gas temperature sent to the next process, and at the same time, Silicon dioxide, aluminum oxide (Al) contained in the cooler exhaust gas by gravity dust collection and / or impact dust collection 2 O Three ) And calcium oxide (CaO) and other ash and unburned carbon dust.
[0032]
In addition, phosphoric acid can also be isolate | separated when the content rate of the phosphorus component in a waste is high and the content rate of the phosphorous oxide in cooling exhaust gas is high in connection with it. Furthermore, if dioxin is contained in the cooler exhaust gas, this dioxin can also be separated.
The waste heat recovered by this heat exchanger is effectively used for, for example, preheating air used for melting in the previous process.
[0033]
In the washing tank, the exhaust gas discharged from the heat exchanger is brought into contact with a slightly acidic to neutral, preferably pH 6-7 washing solution, washed, discharged as a washing solution from the washing vessel, and sent to the beneficiation vessel. Is discharged as cleaning tank exhaust gas.
The temperature in this cleaning is not particularly limited, but is usually from room temperature to room temperature, but does not hinder heating or cooling.
By this cleaning, the metal chloride contained in the heat exchanger exhaust gas is transferred to the cleaning liquid.
[0034]
In addition, heat exchanger exhaust gas usually contains a small amount of phosphorous oxide and fatty acids derived from residual fat that was contained in the waste and did not burn by melting. This phosphoric acid is hydrated. Therefore, the cleaning liquid is usually inclined to be acidic, and as a result, various metal chlorides are dissolved in the cleaning liquid.
The acidic to slightly acidic cleaning liquid sent from the cleaning tank in the beneficiation tank is adjusted to slightly acidic to neutral, preferably pH 6 to 7, with an alkaline substance.
[0035]
Although there is no restriction | limiting in particular in an alkaline substance, Usually, sodium hydroxide is used suitably.
In the beneficiation tank, the phosphoric acid and fatty acid contained in the cleaning liquid react with alkaline substance such as sodium hydroxide to produce soap. With this soap, the liquid in the beneficiation tank is foamed, a foamed layer is formed on the liquid surface, and the foam overflows.
In the flotation in this beneficiation tank, the amount of soap may be very small, but if it is insufficient, foaming agents such as various surfactants including soap can be replenished.
[0036]
Further, in this beneficiation tank, among the metal chlorides contained in the cleaning liquid, it does not dissolve in the cleaning liquid adjusted to slightly acidic to neutral, preferably pH 6-7, such as silver chloride and lead chloride. Metal chloride precipitates in the cleaning liquid, adheres to the foam in the cleaning liquid, rises in the cleaning liquid, overflows with the foam, and is discharged from the beneficiation tank. To be separated.
A part of the lower layer liquid (hereinafter sometimes referred to as the beneficiation lower layer liquid) substantially free of bubbles in the beneficiation tank is circulated for reuse as the washing liquid in the above washing tank, and the remaining liquid Is sent to the first stage settling tank.
[0037]
In the first stage sedimentation tank, the beneficiary lower layer solution sent from the beneficiation tank is adjusted to neutral to slightly alkaline, preferably pH 7 to 11, particularly preferably pH 8.5 to 9.5, depending on the alkaline substance. The pH need not be higher than 11.
Although there is no restriction | limiting in particular in this alkaline substance, Usually, sodium hydroxide is used suitably.
By adjusting the pH in this way, any metal chloride dissolved in the beneficiation lower layer solution can be converted into a metal hydroxide.
[0038]
Among these metal hydroxides, metal hydroxides that cannot be dissolved at the adjusted pH precipitate in the liquid and settle. Examples of such metal hydroxides include zinc hydroxide and tin hydroxide.
The metal hydroxide precipitated and settled in this way is discharged from the first stage sedimentation tank and separated.
On the other hand, the supernatant in the first stage sedimentation tank (hereinafter sometimes referred to as the first stage sedimentation supernatant) is sent to the second stage sedimentation tank.
[0039]
In the second stage sedimentation tank, the first stage sedimentation supernatant sent from the first stage sedimentation tank was dissolved by adding a metal lower than the metal component metal dissolved in this liquid. From the metal hydroxide, a noble metal simpler than the added base metal is deposited and precipitated.
The single metal precipitated and settled is discharged from the second stage sedimentation tank and separated.
On the other hand, the supernatant is discharged from the second settling tank as waste water.
[0040]
In the resource separation method according to the first aspect of the present invention, the steps after the flotation can be omitted depending on the components contained in the waste to be processed and the content thereof after the drying step or the washing step.
That is, when processing a waste having a low content of noble metal components and heavy metal components, all steps after the flotation can be omitted.
Flotation process when processing waste that contains low or low-content metals such as silver and lead, whose chlorides are slightly soluble in neutral or neutral liquids. Can be omitted.
[0041]
In the case of processing a waste material that has low or low solubility of metals such as zinc and tin, whose hydroxide is in a neutral or slightly alkaline solution, or is not contained, it is an alkaline substance. The step in the first settling tank in which the metal hydroxide is mixed to form and settle can be omitted.
In addition, for example, when processing waste that has a lower precious metal content than iron, such as copper and gold, or is not contained, for example, a base metal such as iron is used. The step in the second settling tank in which the noble metal is allowed to settle in the presence can be omitted.
[0042]
In the resource separation device of the second invention, a dryer, a melting furnace, a cooler, a washing tank, a beneficiation tank, and a two-stage settling tank are sequentially arranged.
As these devices, those known per se can be used, and either a continuous type or a batch type can be used.
In order to operate the resource separation device of the second invention in a labor-saving and efficient manner, it is preferable to make this resource separation device continuous, but for this purpose, all of the equipment used is continuous. There must be.
[0043]
The dryer is not particularly limited as long as it is a heat dryer, and the heating method and the heat source are not particularly limited.
As the dryer, an indirect heating type dryer in which a mixture of a waste to be dried and an alkaline earth metal chloride and a heat source cannot be brought into direct contact with each other is preferable.
Moreover, as a heat source of the indirect heating type dryer, a heat medium such as high-temperature air and water vapor is preferable, but water vapor is particularly preferable.
[0044]
When there is a melting furnace supply port directly below the dryer discharge port, the powder discharged from the discharge port is directly supplied to the melting furnace supply port.
When there is a horizontal interval between the discharge port of the dryer and the supply port of the melting furnace, for example, a screw conveyor, between the lower side of the discharge port of the dust collector and the supply port of the melting furnace. It is preferable to provide a continuous solid conveying means.
[0045]
The melting furnace is not particularly limited as long as it is a furnace that heats and melts oxygen-containing gas such as air and oxygen gas. Usually, a burner type melting furnace is preferably used.
As a melting furnace for melting in an oxygen atmosphere in the presence of carbon as a reducing substance, a coke bed type melting furnace is preferable.
In addition, a two-chamber melting furnace is preferably used as a melting furnace for melting in an oxygen atmosphere in the presence of a reducing gas such as hydrogen and carbon monoxide as a reducing substance. preferable.
[0046]
The two-chamber melting furnace includes a primary melting chamber or a pre-melting chamber in which dry waste, which is a combustible material, is incompletely burned to generate reducing gases such as hydrogen, carbon monoxide, and methane, and the primary melting chamber. Two chambers, a secondary melting chamber and a main melting chamber, are connected to each other by burning the reducing gas generated in the melting chamber or the preliminary melting chamber to heat the melt from the primary melting chamber or the preliminary melting chamber. It is a melting furnace.
The swirling flow two-chamber melting furnace is a melting furnace equipped with a cyclone burner so that the combustion gas in the furnace forms a swirling flow in the two-chamber melting furnace.
[0047]
Although there is no restriction | limiting in particular in a cooler, The indirect cooler in which the said molten exhaust gas which is a to-be-cooled object, and a refrigerant | coolant cannot be made to mutually contact directly is preferable.
As the indirect cooler, a cooling tank in which a jacket is provided around the outer peripheral surface of the peripheral wall, a cooling tank in which a multi-tube group is accommodated, a diaphragm heat exchanger, and the like are preferable.
In these indirect coolers, a structure that can remove the solidified material adhering to the surface of the cooling part during operation, for example, the inner peripheral surface of the peripheral wall of the cooling tank around which the jacket is provided, is housed in the cooling tank. Phosphorus components such as phosphorous oxide adhere to cooling interfaces such as the surface of the multi-tube group and the membrane surface of the diaphragm heat exchanger, and it is preferable that the phosphorus component be structured so that these phosphorus components can be easily removed.
[0048]
As a structure for removing the phosphorus component adhering to the cooling interface, for example, in a cooling tank in which a jacket is provided around the peripheral wall, the inner surface of the peripheral wall of the cooling tank has a blade that is slidably contacted. In the cooling tank in which the scraper that is rotated at the position is provided and the multi-tube group is accommodated, the multi-tube group can be removed from the tank.
Usually, water is suitably used as the refrigerant of these coolers.
Further, it is preferable that a plurality of these coolers be provided side by side.
[0049]
Although there is no restriction | limiting in particular in a washing tank, A spray tower is used suitably.
There is no particular restriction on the beneficiation tank.
There is no particular limitation on the sedimentation tank in each stage, but usually, a sedimentation concentrator, a centrifugal sedimentator, a filter thickener, a thickener and the like are preferably used, but a thickener is particularly preferred.
[0050]
If the dryer is a fluidized dryer that moves the material to be dried in the dryer by a gas such as air, a dust collector must be installed at the powder outlet of the dryer. Don't be.
The dust collector may be any dry solid-gas separation means, and a dust collector by gravity, inertia, centrifugal force, filtration, or the like can be used.
[0051]
Usually, a bag filter, a cyclone dust collector, a louver dust collector and the like are preferably used.
The granular material separated by the dust collector is discharged from the powder discharge port of the dust collector. When there is a melting furnace supply port directly below the dust collector discharge port, the powder particles discharged from the discharge port are directly supplied to the melting furnace supply port.
[0052]
If there is a horizontal gap between the powder discharge port of the dust collector and the supply port of the melting furnace, for example, between the supply port of the melting furnace and below the discharge port of the dust collector, It is preferable to provide such a continuous solid conveying means.
Further, when the dryer is a fluidized dryer in which the carrier gas is air, the dust collector exhaust gas from the dust collector provided between the dryer and the melting furnace is used as the carrier gas for the fluidized dryer. In addition, it is preferable to connect the gas discharge port of the dust collector and the fluid dryer with an exhaust gas circulation pipe through a booster such as a blower.
[0053]
Following the cooler, a heat exchanger can be provided if desired.
There are no particular restrictions on the heat exchanger, but carbon and metal oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide and calcium oxide contained in the cooler exhaust gas from the cooler, and in some cases phosphorus It is preferable to have a structure capable of separating acid and the like, and for that purpose, a vertically long one is used.
As a typical example, a radiant heat exchanger is preferable.
In this heat exchanger, the object to be heated to be exchanged with the cooler exhaust gas is preferably air.
[0054]
In addition, it is preferable to connect the air outlet of the heat exchanger and the melting furnace with a heated air pipe in order to use the heated gas in the heat exchanger as air and supply the heated air to the melting furnace. .
In order to reuse the beneficiation lower layer liquid as the washing liquid in the washing tank, it is preferable to connect the lower part of the beneficiation tank and the washing tank with a circulation pipe.
[0055]
In the resource separation apparatus according to the second aspect of the invention, in the resource separation method according to the first aspect of the invention, equipment used in the omitted processes is omitted as the processes after the process in the beneficiation tank are omitted. Needless to say, you can.
[0056]
According to the present invention, both the metal component and the phosphorus component separated from the waste have high purity, and can be recovered and reused as a resource if desired.
[0057]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
The resource separation device of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a flow sheet of a typical example of the resource separation apparatus of the present invention.
That is, in this resource separation device, a dryer, a dust collector, a melting furnace, a cooler, a heat exchanger, and a washing tank are sequentially connected in the horizontal direction, and further, a beneficiation tank and a primary settling tank are disposed below the washing tank. And the 2nd stage sedimentation tank is made to connect in succession.
[0058]
Dryer 1 is an indirect heating type high-speed fluidized dryer, in which a vertical multi-tube group is housed in a tank, for supplying a mixture of waste to be dried and alkaline earth metal chloride. A supply port 11 and
[0059]
The
A
[0060]
The
A
The
Further, the downstream end of the
[0061]
The cooler 4 is a
Further, a gas discharge port 44 for discharging the cooler discharge gas and a solid discharge port 45 for discharging the separated phosphor oxide and the like are provided at the top and the bottom, respectively.
[0062]
The heat exchanger 5 is a vertically long radiant heat exchanger, and is provided with a
[0063]
The cleaning tank 6 is a spray tower, and is provided with a
Further, an exhaust port 64 through which exhaust gas from the cleaning tank 6 is exhausted is provided at the top.
[0064]
The top of the beneficiation tank 7 is opened. Is provided. An alkaline
The two-stage settling tanks 8 and 9 are both thickeners.
[0065]
The thickener which is the first stage sedimentation tank 8 has an opening at the top, an alkali substance supply pipe 81 is opened at the top opening, and a supernatant discharge port at the top and bottom. 82 and a
The thickener which is the second stage settling tank 9 has an opening at the top, an
[0066]
Thus, the gas discharge port 23 of the
The
The circulation port 71 of the beneficiation tank 7 and the washing
[0067]
In the resource separation apparatus shown in FIG. 1, the water vapor supplied from the
The dust collector exhaust gas from the gas exhaust port 23 of the
[0068]
Waste and alkaline earth metal chloride are supplied from the supply port 11, and a mixture of these waste and alkaline earth metal chloride is dried and pulverized in the dryer 1, and is then dried and dried. It is said. This granular material is transported by the air raised in the dryer 1 and dried to a predetermined moisture content while being raised in the dryer 1 through the pipes of the vertical multi-tube group in the dryer 1. It is made into powder and is discharged together with a gas such as air from the
[0069]
In the
The granular material discharged from the granular
[0070]
In the
[0071]
In the
Phosphorous simple substance is immediately oxidized by oxygen in the atmosphere to generate various phosphorus oxides. These phosphorus oxides are hydrated and converted to phosphoric acid by a minute amount of moisture in the atmosphere, and at least a part of the phosphoric acid is polymerized to form a phosphoric acid polymer.
[0072]
In the
[0073]
The metal chloride and phosphorus components such as phosphorus oxide, phosphoric acid and phosphoric acid polymer produced here are evaporated and contained in the molten exhaust gas and discharged from the
On the other hand, the melt residue is discharged from the
The cooler 4 is cooled by allowing water to pass through a
[0074]
In the cooler 4, the molten exhaust gas is cooled, and various phosphorus components such as phosphorus oxide, phosphoric acid and phosphoric acid polymer, and metal oxides are solidified and adhered to the inner peripheral surface of the peripheral wall of the
[0075]
In the heat exchanger 5, the cooler exhaust gas is lowered in the inner cylinder of the radiant heat exchanger, and on the other hand, is supplied from the
The air heated by the heat exchange is exhausted from the
In the heat exchanger 5, metal oxides such as silicon dioxide and aluminum oxide are discharged from the
[0076]
In the washing tank 6, the heat exchanger exhaust gas is raised in the tank and brought into contact with the slightly acidic or neutral washing liquid sprayed in the form of a mist from the
[0077]
In the beneficiation tank 7, by adding sodium hydroxide, which is an alkaline substance, to the acidic cleaning liquid from the alkaline
[0078]
In addition, by adjusting the cleaning liquid to slightly acidic to neutral, metal chlorides such as silver chloride and lead chloride dissolved in the cleaning liquid are deposited and adhered to the surface of the foam, and overflow with the foam. Squeezed and separated.
Part of the beneficiation lower layer liquid in the beneficiation tank 7 is sprayed from the spraying
[0079]
In the first stage sedimentation tank 8, the beneficiation lower layer liquid is adjusted to neutral or slightly alkaline by sodium hydroxide, which is an alkaline substance supplied from the alkaline substance supply pipe 81, and is thereby dissolved in the beneficiation lower layer liquid. All metal chlorides are converted to metal hydroxides. Among these metal hydroxides, they cannot be dissolved in neutral or slightly alkaline aqueous liquids. For example, metal hydroxides such as zinc hydroxide and tin hydroxide are precipitated and settled at the bottom. From the
On the other hand, the supernatant is discharged from the upper
[0080]
In the second stage sedimentation tank 9, when iron is added from the
On the other hand, the supernatant is discharged as waste water from the upper waste water outlet 93.
[0081]
Example 2
Waste was processed using the resource separation apparatus of Example 1 to separate resources.
Shows the contents, supply amount, operating conditions, contents of discharge, discharge amount, etc. in each process.
[0082]
Drying process of waste and alkaline earth metal chloride mixture
Waste: A mixture of 590 kg / hr of sewage sludge shown in Table 1 and 20 kg / hr of waste incineration ash shown in Table 2 which is a calcium chloride source (water content 0% by weight)
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
[Table 5]
[Table 6]
[Table 7]
[Table 8]
[Table 9]
[Table 10]
[Table 11]
[Table 12]
[Table 13]
[Table 14]
Example 3
In Example 2, the change in the metal recovery rate was investigated by changing the amount ratio (chlorine equivalent ratio) of calcium chloride with respect to the waste supplied to the drying process to 1, 2, and 3 times.
The results are shown in Table 15. From the results shown in Table 15, when the equivalent ratio of calcium chloride is 2 times, the metal recovery rate is larger than when it is 1 time, but when the equivalent ratio of calcium chloride is 3 times, it is 2 times. It turns out that it becomes almost equal to the case.
[0110]
[Table 15]
Example 4
In Example 2, the change in the metal recovery rate was examined by changing the moisture content of the dry waste.
The results are shown in Table 16. From the results of Table 16, it can be seen that the metal recovery rate is improved as the moisture content of the dry waste is reduced.
[0112]
[Table 16]
[Effect of the present invention]
The resource separation apparatus of the present invention is simple, and the resource separation method of the present invention does not require the use of chemicals that are simple to handle and dangerous to handle, and the volume of waste is reduced and contained in waste. Precious or toxic metal components, phosphorus components and organic components can be separated easily and efficiently, and the exhausted gas contains no toxic components, greatly contributing to pollution prevention. Furthermore, since the separated metal component, phosphorus component, and the like are both high in purity, they can be recovered and reused as resources if desired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet of a typical example of a resource separation device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Dryer
11 Supply port
12 outlet
13 Steam supply port
14 Drain outlet
15 Air supply port
16 Blower
17 Dust collector exhaust gas circulation pipe
2 Dust collector
21 Supply port
22 Powder outlet
23 Gas outlet
24 Screw conveyor
3 Melting furnace
31 Primary melting chamber
311 Powder supply port
312 Air supply port
32 Secondary melting chamber
321 Slag outlet
322 Air supply port
323 Molten gas outlet
4 Cooler
41 Gas supply port
42 jacket
43 Cooling tank
44 Gas outlet
45 Solid outlet
5 Heat exchanger
51 Supply port
52 outlet
53 Air supply port
54 Air outlet
55 Dust outlet
56 Heated air tube
6 Washing tank
61 Supply port
62 Cleaning fluid supply port
63 Discharge port
64 Exhaust vent
65 Beneficiation lower layer circulation pipe
651 pump
66 Spray port
7 Beneficiation tank
71 Circulation port
72 Beneficiation lower layer liquid outlet
73 Alkaline substance supply pipe
8 First stage sedimentation tank
81 Alkaline substance supply pipe
82 Supernatant discharge port
83 Metal hydroxide outlet
9 Second stage sedimentation tank
91 Iron supply pipe
92 Metal outlet
93 Wastewater outlet
Claims (12)
（ロ）還元物質の存在下または非存在下で酸化雰囲気中で熔融して少なくともりん酸化物および金属塩化物を含有する排出ガスを発生せしめ、
（ハ）該排出ガスを冷却して少なくともりん酸化物を凝固せしめて分離する
ことを特徴とする資源分離法。(B) Mixing at least a resource containing a metal component, a phosphorus component and an organic component with an alkali metal chloride and / or an alkaline earth metal chloride, and drying the resulting mixture,
(B) melting in an oxidizing atmosphere in the presence or absence of a reducing substance to generate an exhaust gas containing at least a phosphate and a metal chloride;
(C) A resource separation method characterized in that the exhaust gas is cooled to solidify and separate at least the phosphate.
（ニ）該冷却工程からの排出ガスを微酸性乃至中性の液で洗浄して前記金属塩化物を溶解せしめた洗浄液を得、
（ホ）該洗浄液から浮遊選鉱によって微酸性乃至中性の液に対する溶解度が低い金属塩化物を分離し、
（ト）前記の浮遊選鉱における下層液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を析出せしめて沈降分離する
ことを特徴とする資源分離法。Following the cooling step of (c) according to claim 1,
(D) The exhaust gas from the cooling step is washed with a slightly acidic or neutral solution to obtain a cleaning solution in which the metal chloride is dissolved,
(E) separating the metal chloride having low solubility in a slightly acidic to neutral solution from the washing solution by flotation;
(G) A resource separation method characterized by mixing a lower layer liquid and a base metal in the above flotation and depositing a noble metal rather than the base metal for sedimentation.
（ニ）該冷却工程からの排出ガスを微酸性乃至中性の液で洗浄して前記金属塩化物を溶解せしめた洗浄液を得、
（ホ）該洗浄液から浮遊選鉱によって微酸性乃至中性の液に対する溶解度が低い金属塩化物を分離し、
（ヘ）前記の浮遊選鉱における下層液とアルカリ物質とを混合して該下層液を中性乃至微アルカリ性とし、残部の金属塩化物を金属水酸化物に変換せしめて、該金属水酸化物のうちの不溶解性の金属水酸化物を沈降分離する
ことを特徴とする資源分離法。Following the cooling step of (c) according to claim 1,
(D) The exhaust gas from the cooling step is washed with a slightly acidic or neutral solution to obtain a cleaning solution in which the metal chloride is dissolved,
(E) separating the metal chloride having low solubility in a slightly acidic to neutral solution from the washing solution by flotation;
(F) Mixing the lower layer solution and the alkaline substance in the above flotation to make the lower layer solution neutral to slightly alkaline, and converting the remaining metal chloride into a metal hydroxide, A resource separation method characterized in that the insoluble metal hydroxide is precipitated and separated.
（ニ）該冷却工程の排出ガスを微酸性乃至中性の液で洗浄して前記金属塩化物を溶解せしめた洗浄液を得、
（ヘ）該洗浄液とアルカリ物質とを混合して該洗浄液を中性乃至微アルカリ性とし、金属塩化物を金属水酸化物に変換せしめて、該金属水酸化物のうちの不溶解性の金属水酸化物を沈降分離し、
（ト）前記の沈降分離における上澄液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を析出せしめて沈降分離する
ことを特徴とする資源分離法。Following the cooling step of (c) according to claim 1,
(D) The exhaust gas of the cooling step is washed with a slightly acidic or neutral solution to obtain a cleaning solution in which the metal chloride is dissolved,
(F) Mixing the cleaning liquid with an alkaline substance to make the cleaning liquid neutral to slightly alkaline, converting metal chloride into metal hydroxide, and dissolving insoluble metal water in the metal hydroxide Settling and separating the oxide,
(G) A resource separation method characterized by mixing the supernatant in the sedimentation separation and a base metal to precipitate a noble metal rather than the base metal for sedimentation.
（ニ）該冷却工程からの排出ガスを微酸性乃至中性の液で洗浄して前記金属塩化物を溶解せしめた洗浄液を得、
（ホ）該洗浄液から浮遊選鉱によって微酸性乃至中性の液に対する溶解度が低い金属塩化物を分離し、
（ヘ）前記の浮遊選鉱における下層液とアルカリ物質とを混合して該下層液を中性乃至微アルカリ性とし、残部の金属塩化物を金属水酸化物に変換せしめて、該金属水酸化物のうちの不溶解性の金属水酸化物を沈降分離し、
（ト）その後、前記の沈降分離における上澄液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を析出せしめて沈降分離する
ことを特徴とする資源分離法。Following the cooling step of (c) according to claim 1,
(D) The exhaust gas from the cooling step is washed with a slightly acidic or neutral solution to obtain a cleaning solution in which the metal chloride is dissolved,
(E) separating the metal chloride having low solubility in a slightly acidic to neutral solution from the washing solution by flotation;
(F) Mixing the lower layer solution and the alkaline substance in the above flotation to make the lower layer solution neutral to slightly alkaline, and converting the remaining metal chloride into a metal hydroxide, Settling and separating insoluble metal hydroxides,
(G) A resource separation method characterized in that the supernatant and the base metal in the sedimentation separation are mixed to precipitate a noble metal rather than the base metal for sedimentation.
（ロ）該乾燥機からの固体排出物を酸化雰囲気中で熔融するための熔融炉および（ハ）熔融炉からの排出ガスを冷却する冷却器
が、順次、連設せしめられてなることを特徴とする資源分離装置。(A) a dryer for heating and drying a mixture of waste containing at least a metal component, a phosphorus component and an organic component, and an alkali metal chloride and / or an alkaline earth metal chloride,
(B) A melting furnace for melting the solid discharge from the dryer in an oxidizing atmosphere and (c) a cooler for cooling the exhaust gas from the melting furnace are sequentially connected to each other. Resource separation device.
（ニ）該冷却器からの排出ガスを微酸性乃至中性の洗液で洗浄する洗浄槽、
（ホ）該洗浄槽からの洗浄液から金属塩化物を浮遊選鉱によって分離せしめる選鉱槽および
（ト）該選鉱槽からの下層液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を沈降分離せしめる第２沈降槽
が、順次、連設せしめられてなることを特徴とする資源分離装置。Following the cooler of (c) according to claim 8,
(D) a washing tank for washing the exhaust gas from the cooler with a slightly acidic or neutral washing solution;
(E) a beneficiation tank that separates metal chloride from the washing liquid from the washing tank by flotation; and (g) a metal that is noble than the base metal by mixing the lower layer liquid from the beneficiation tank and the base metal. A resource separation device, wherein the second sedimentation tanks for sedimentation and separation of the two are sequentially arranged.
（ニ）該冷却器からの排出ガスを微酸性乃至中性の洗液で洗浄する洗浄槽、
（ホ）該洗浄槽からの洗浄液から金属塩化物を浮遊選鉱によって分離せしめる選鉱槽および
（ヘ）該選鉱槽からの下層液とアルカリ物質とを混合し、生成された金属水酸化物のうちで中性乃至微アルカリ性の液に不溶な金属酸化物を沈降分離せしめる第１沈降槽
が、順次、連設せしめられてなることを特徴とする資源分離装置。Following the cooler of (c) according to claim 8,
(D) a washing tank for washing the exhaust gas from the cooler with a slightly acidic or neutral washing solution;
(E) a beneficiation tank that separates metal chloride from the washing liquid from the washing tank by flotation; and (f) a mixture of a lower layer liquid from the beneficiation tank and an alkaline substance, and the generated metal hydroxide. A resource separation device, wherein a first settling tank for settling and separating a metal oxide insoluble in a neutral or slightly alkaline solution is sequentially provided.
（ニ）該冷却器からの排出ガスを微酸性乃至中性の洗液で洗浄する洗浄槽、
（ヘ）該洗浄槽からの洗浄液とアルカリ物質とを混合し、生成された金属水酸化物のうちで中性乃至微アルカリ性の液に不溶な金属酸化物を沈降分離せしめる第１沈降槽および
（ト）該第１沈降槽からの上澄液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を沈降分離せしめる第２沈降槽
が、順次、連設せしめられてなることを特徴とする資源分離装置。Following the cooler of (c) according to claim 8,
(D) a washing tank for washing the exhaust gas from the cooler with a slightly acidic or neutral washing solution;
(F) a first settling tank that mixes the cleaning liquid from the cleaning tank with an alkaline substance, and precipitates and separates a metal oxide insoluble in a neutral to slightly alkaline liquid among the generated metal hydroxides; (G) The second sedimentation tank in which the supernatant from the first sedimentation tank and the base metal are mixed and the noble metal is settled and separated from the base metal is sequentially connected. Feature resource separation device.
（ニ）該冷却器からの排出ガスを微酸性乃至中性の洗液で洗浄する洗浄槽、
（ホ）該洗浄槽からの洗浄液から金属塩化物を浮遊選鉱によって分離せしめる選鉱槽、
（ヘ）該選鉱槽からの下層液とアルカリ物質とを混合し、生成された金属水酸化物のうちで中性乃至微アルカリ性の液に不溶な金属酸化物を沈降分離せしめる第１沈降槽および
（ト）該第１沈降槽からの上澄液と卑なる金属とを混合して該卑なる金属よりも貴なる金属を沈降分離せしめる第２沈降槽
が、順次、連設せしめられてなることを特徴とする資源分離装置。Following the cooler of (c) according to claim 8,
(D) a washing tank for washing the exhaust gas from the cooler with a slightly acidic or neutral washing solution;
(E) a beneficiation tank that separates metal chloride from the washing liquid from the washing tank by flotation;
(F) a first settling tank in which the lower layer liquid from the beneficiation tank is mixed with an alkaline substance, and a metal oxide insoluble in a neutral to slightly alkaline liquid among the generated metal hydroxide is precipitated and separated; (G) The second sedimentation tank in which the supernatant liquid from the first sedimentation tank and the base metal are mixed and the noble metal is settled and separated from the base metal is successively connected. A resource separator characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16348897A JP3774994B2 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Resource separation method and equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16348897A JP3774994B2 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Resource separation method and equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337549A JPH10337549A (en) | 1998-12-22 |
| JP3774994B2 true JP3774994B2 (en) | 2006-05-17 |
Family
ID=15774825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16348897A Expired - Fee Related JP3774994B2 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Resource separation method and equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3774994B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023526299A (en) * | 2020-05-14 | 2023-06-21 | ベルネッガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and industrial plant for separating waste |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4505877B2 (en) * | 1999-05-26 | 2010-07-21 | 栗田工業株式会社 | Wastewater treatment method |
| JP4817569B2 (en) * | 2001-09-28 | 2011-11-16 | 千嘉男 金岡 | Organic waste melting fractionator |
| JP2011162405A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Akita Prefectural Univ | Composition derived from rapeseed oil cake for recovering phosphorus or for use as fertilizer and method for manufacturing the same |
| AT509593B1 (en) * | 2010-11-15 | 2011-10-15 | Sgl Carbon Se | METHOD FOR REPROCESSING ORGANIC WASTE MATERIALS |
| CN213599389U (en) * | 2020-09-23 | 2021-07-02 | 绍兴君合新材料科技有限公司 | Heat accumulating type waste gas incinerator |
| CN114011849B (en) * | 2021-11-16 | 2023-08-04 | 中盐云虹湖北制药股份有限公司 | Anhydrous calcium chloride waste residue recycle equipment |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP16348897A patent/JP3774994B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023526299A (en) * | 2020-05-14 | 2023-06-21 | ベルネッガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and industrial plant for separating waste |
| JP7746294B2 (en) | 2020-05-14 | 2025-09-30 | ベルネッガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and industrial plant for separating waste materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10337549A (en) | 1998-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU688139B2 (en) | Processing of municipal and other wastes | |
| EP0515498A1 (en) | JOINT TREATMENT OF WASTEWATER AND WASTE OF STEELWORKS. | |
| CN113714246B (en) | Waste incineration fly ash treatment system and method | |
| CN111594856A (en) | Aluminum ash harmless treatment method | |
| JPS63310691A (en) | How to treat contaminated mineral materials | |
| JP3774994B2 (en) | Resource separation method and equipment | |
| CN111826526A (en) | Method and device for environmental protection recovery of precious metals in waste circuit boards by combined smelting of waste circuit boards, copper concentrate and desulfurization gypsum | |
| CN107364880B (en) | Method and system for recycling fluorine from electrolytic aluminum waste slot liners | |
| KR100906466B1 (en) | Furnace steelmaking dust treatment apparatus and method | |
| CN106834717B (en) | A method of recycling valuable metal and arsenic safe disposal from arsenic-containing smoke dust | |
| JP2004141867A (en) | Dust treatment method | |
| JP3615076B2 (en) | Equipment and method for recovering phosphorus from waste | |
| JP2005068535A (en) | Method for processing lead or zinc containing gas or fly ash | |
| JP5084272B2 (en) | Method for treating heavy metals containing zinc and substances containing chlorine | |
| CN214115666U (en) | Smelting system | |
| CN114260297B (en) | Device and method suitable for fly ash melting and flue gas purification treatment | |
| JP4358144B2 (en) | Waste treatment apparatus and waste treatment method | |
| JPH105736A (en) | Treatment of alkaline fly ash | |
| JP4097573B2 (en) | Waste gas treatment furnace waste gas treatment method and treatment system | |
| JP2000001349A (en) | How to treat municipal garbage incineration ash | |
| CN112877537A (en) | Method and system for high-temperature chlorination treatment of solid waste | |
| CN214244234U (en) | Incineration fly ash and copper-containing sludge co-treatment system | |
| JP3627923B2 (en) | Ash processing method | |
| JPH11319762A (en) | Method for recovering phosphorus from incinerated ash containing phosphorus | |
| CN214235553U (en) | A system for high temperature chlorination treatment of solid waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040405 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060112 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060124 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060213 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |