JP4240959B2 - How to recycle phosphate sludge - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリン酸塩スラッジの再利用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板などの鉄を主成分とする金属材料に対する防錆効果、あるいは塗膜密着性の向上を図るために、リン酸（Ｐ2Ｏ5）やリン酸塩などを用いて、当該材料表面に不活性な皮膜を形成させる化成処理を行なうと、副産物として、リン酸第二鉄（ＦｅＰＯ4・２Ｈ2Ｏ）を主成分とするリン酸塩スラッジが生成される。
【０００３】
リン酸第二鉄は、溶融状態になったときの粘度が高く、流動性が乏しいので、取り扱いが困難である。
【０００４】
従来、リン酸塩スラッジの有効利用を図るための手法として、鉄を含むリン酸塩を主成分とし、これに亜鉛、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムからなる群の中から選ばれた一種類以上の金属塩、または金属複塩を含む微粒子粉体と、ゼオライト粉体と、酸化カルシウム成分を含むセラミックス原材料とを混合し、該セラミックス原材料よりも低い温度で焼結反応させる、焼結体の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２５１５３号公報（第２−４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼結体は浸出性が高いので、リン酸塩スラッジを用いた焼結体を屋外などに放置した場合、リン酸が溶け出すことが懸念される。
【０００７】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、リン酸塩スラッジを安定な状態で有効利用できるようにすること目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、鉄含有のリン酸塩スラッジにリン系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物が溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、鉄含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物を溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、鉄含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物を溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、混合物中のリンに対する鉄の割合を、０．４３〜０．６７の範囲内に設定する。
【００１２】
本発明の請求項５に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、混合物を導電性セラミックスで形成した容器に投入し、当該容器を誘導加熱して混合物を溶融させる。
【００１３】
本発明の請求項６に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法では、溶融状態の混合物を水冷して、鉄リン酸ガラス粒状体を形成させる。
【００１４】
本発明の請求項１に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が０．２５〜０．６７の範囲内となるように、リン酸塩スラッジにリン系添加剤を添加した混合物を溶融させ、当該リン酸塩スラッジをガラス化する。
【００１５】
本発明の請求項２あるいは請求項３に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法のいずれにおいても、混合物中のリンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となるように、リン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加した混合物を溶融させ、当該リン酸塩スラッジをガラス化する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が、０．４３〜０．６７の範囲内となるようにして、混合物の溶融温度の低減を図り、また、リン酸の揮発を抑制する。
【００１７】
本発明の請求項５に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物を加熱する容器を導電性セラミックスで形成して、高温の鉄リン酸ガラスによる容器の侵食を回避する。
【００１８】
本発明の請求項６に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、水冷によって鉄リン酸ガラスの粒状化を図り、鉄リン酸ガラスの取り扱いを容易にする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００２０】
図１は本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法の第１の例を示すものである。
【００２１】
この再利用方法の実施にあたっては、誘導加熱炉１と、水２を貯留した水砕槽３と、リン酸塩スラッジ４及びリン系添加剤５とを準備する。
【００２２】
誘導加熱炉１は、耐火物により形成した炉本体６と、該炉本体６の内側面及び内底面を被覆するライナ７と、該ライナ７を周方向に取り囲むように炉本体６に埋め込んだ誘導加熱コイル８、及びライナ７の底面下側に位置するように炉本体６に埋め込んだ誘導加熱コイル９とで構成されている。
【００２３】
また、誘導加熱炉１には、ライナ７内底面から炉本体６底面へ貫通する流出口１０が穿設されており、当該流出口１０は、誘導加熱コイル９によって周方向に取り囲まれている。
【００２４】
更に、ライナ７は、高温の鉄リン酸ガラスによる侵食を回避することができるように、炭化珪素（ＳｉＣ）などの導電性セラミックスで形成されている。
【００２５】
リン酸塩スラッジ４は、リン酸第二鉄が主成分であって、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．６７を超過している。
【００２６】
リン系添加剤５には、リン酸や鉄を含有していないリン酸塩などを用いる。
【００２７】
まず、リン酸塩スラッジ４にリン系添加剤５を添加し、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５〜０．６７の範囲内、より好ましくは、０．４３〜０．６７の範囲内となる混合物１１を調製して、誘導加熱炉１に投入する。
【００２８】
次いで、誘導加熱コイル８へ電流を供給して、ライナ７を周方向外側から加熱し、炉内温度を大気雰囲気で約１２００℃程度まで高めて混合物１１を溶融させ、鉄リン酸ガラスを生成する。
【００２９】
このとき、ライナ７の内周面付近で溶融した混合物１１、すなわち、鉄リン酸ガラスが流出口１０内で固化して、当該流出口１０を閉止する可溶栓１２を形成し、溶融状態の混合物１１の流下を阻止する。
【００３０】
また、ライナ７を炭化珪素などの導電性セラミックスにより形成しているので、ライナ７に侵食が発生しない。
【００３１】
更に、流出口１０の直下に水砕槽３を配置した後、誘導加熱コイル９へ電流を供給して、流出口１０を周方向外側から加熱し、前記の可溶栓１２を溶融させる。
【００３２】
これにより、誘導加熱炉１内の混合物１１が流下し、水砕槽３に貯留した水２で急冷され、鉄リン酸ガラス粒状体１３になる。
【００３３】
リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）を先に述べた範囲内とする理由は、図２に示すように、リン酸と酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）とを試料に用いた実験結果に基づいている。
【００３４】
すなわち、上記の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．６７を超えるように、リン酸と酸化第二鉄とを混ぜ合わせた試験用混合物では、リン酸第二鉄を主成分とするリン酸塩スラッジ４だけを加熱した場合と同様な傾向を呈し、試験用混合物が溶融したときの粘度が高く、取り扱いが困難であった。
【００３５】
反対に、割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５未満になるように、リン酸と酸化第二鉄とを混ぜ合わせた試験用混合物では、リン（Ｐ）が揮発しやすくなり（リン酸は３５０℃で揮発する）、また、浸出性も高くなって、化学的安定性が低くなる。
【００３６】
更に、割合（Ｆｅ／Ｐ）を０．４３〜０．６７の範囲内に設定したときの試験用混合物の溶融温度は、９５０〜１０５０℃の範囲内であったが、リン酸の増量により、割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．４３を下回ると、試験用混合物の溶融温度は、１０５０℃よりも高くなり、割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５を下回ると、溶融温度は、１２５０℃よりも高くなった。
【００３７】
この実験結果から、溶融状態での流動性に富み且つ固化状態での化学的安定性に優れた鉄リン酸ガラスを、比較的低い溶融温度で生成できる割合（Ｆｅ／Ｐ）を決定した。
【００３８】
なお、ここで鉄リン酸ガラスとは、鉄とリンを含有し、溶融状態から急冷した際に、非結晶質で固化し且つＸ線回折がピークを呈さない物質と定義する。
【００３９】
また、鉄リン酸ガラスは、光源からの熱線を遮断して可視光を透過させる物性を有し、熱線吸収ガラス材料などに用いられている。
【００４０】
このように、図１に示すリン酸塩スラッジの再利用方法では、リン系添加剤５をリン酸塩スラッジ４に添加することにより、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５〜０．６７の範囲内、より好ましくは、０．４３〜０．６７の範囲内となる混合物１１を調製した後、該混合物１１を溶融させて鉄リン酸ガラスを生成するので、リン酸塩スラッジ４を安定な状態で有効利用することが可能になる。
【００４１】
更に、溶融状態の混合物１１を水砕槽３で急冷して、取り扱いが容易な形態の鉄リン酸ガラス粒状体１３を得るので、当該鉄リン酸ガラス粒状体１３を直ちに路盤材などに用いることができる。
【００４２】
図３は本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法の第２の例を示すものであり、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００４３】
この再利用方法の実施にあたっては、前述したリン酸塩スラッジ４及びリン系添加剤５（図１参照）に代えて、リン酸塩スラッジ１４と鉄系添加剤１５を準備する。
【００４４】
リン酸塩スラッジ１４は、リン酸塩が主成分であり、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５未満になっている。
【００４５】
また、鉄系添加剤１５には、酸化第二鉄などを用いる。
【００４６】
まず、リン酸塩スラッジ１４に鉄系添加剤１５を添加し、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５〜０．６７の範囲内、より好ましくは、０．４３〜０．６７の範囲内になるように混合物１６を調製して、誘導加熱炉１に投入する。
【００４７】
次いで、誘導加熱コイル８へ電流を供給して、ライナ７を周方向外側から加熱し、炉内温度を大気雰囲気で約１２００℃程度まで高めて混合物１６を溶融させ、鉄リン酸ガラスを生成する。
【００４８】
このとき、ライナ７の内周面付近で溶融した混合物１６、すなわち、鉄リン酸ガラスが流出口１０内で固化して、当該流出口１０を閉止する可溶栓１７を形成し、溶融状態の混合物１６の流下を阻止する。
【００４９】
更に、流出口１０の直下に水砕槽３を配置した後、誘導加熱コイル９へ電流を供給して、流出口１０を周方向外側から加熱し、前記の可溶栓１７を溶融させる。
【００５０】
これにより、誘導加熱炉１内の混合物１６が流下し、水砕槽３に貯留した水２で急冷され、鉄リン酸ガラス粒状体１８になる。
【００５１】
このように、図３に示すリン酸塩スラッジの再利用方法では、鉄系添加剤１５をリン酸塩スラッジ１４に添加することにより、リン（Ｐ）に対する鉄（Ｆｅ）の割合（Ｆｅ／Ｐ）が０．２５〜０．６７の範囲内、より好ましくは、０．４３〜０．６７の範囲内となる混合物１６を調製した後、該混合物１６を溶融させて鉄リン酸ガラスを生成するので、リン酸塩スラッジ１４を安定な状態で有効利用することが可能になる。
【００５２】
更に、溶融状態の混合物１６を水砕槽３で急冷して、取り扱いが容易な形態の鉄リン酸ガラス粒状体１８を得るので、当該鉄リン酸ガラス粒状体１８を直ちに路盤材などに用いることができる。
【００５３】
なお、本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更を加え得ることは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００５５】
（１）本発明の請求項１に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が０．２５〜０．６７の範囲内となるように、鉄含有のリン酸塩スラッジにリン系添加剤を添加して、この混合物を溶融させるので、リン酸塩スラッジを化学的安定性な鉄リン酸ガラスとして利用することができる。
【００５６】
（２）本発明の請求項２に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が０．２５〜０．６７の範囲内となるように、鉄非含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、この混合物を溶融させるので、リン酸塩スラッジを化学的安定性な鉄リン酸ガラスとして利用することができる。
【００５７】
（３）本発明の請求項３に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が０．２５〜０．６７の範囲内となるように、鉄含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、この混合物を溶融させるので、リン酸塩スラッジを化学的安定性な鉄リン酸ガラスとして利用することができる。
【００５８】
（４）本発明の請求項４に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物中のリンに対する鉄の割合が、０．４３〜０．６７の範囲内となるようにするので、混合物の溶融温度の低減が図られ、また、リン酸の揮発を抑制できる。
【００５９】
（５）本発明の請求項５に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、混合物を加熱する容器を導電性セラミックスで形成しているので、高温の鉄リン酸ガラスによる容器の侵食を回避することができる。
【００６０】
（６）本発明の請求項６に記載のリン酸塩スラッジの再利用方法においては、水冷によって鉄リン酸ガラスの粒状化を図るので、鉄リン酸ガラスの取り扱いを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法の第１の例の手順を示す概念図である。
【図２】リンに対する鉄の割合とこれらの混合物の性状との関係を示す図表である。
【図３】本発明のリン酸塩スラッジの再利用方法の第２の例の手順を示す概念図である。
【符号の説明】
４ リン酸塩スラッジ
５ リン系添加剤
７ ライナ（容器）
１１ 混合物
１３ 鉄リン酸ガラス粒状体
１４ リン酸塩スラッジ
１５ 鉄系添加剤
１６ 混合物
１８ 鉄リン酸ガラス粒状体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recycling phosphate sludge.
[0002]
[Prior art]
In order to improve the rust-proofing effect on metal materials mainly composed of iron such as steel plates or to improve the adhesion of the coating film, phosphoric acid (P 2 O 5 ) or phosphate is used to prevent the surface of the material. When a chemical conversion treatment for forming an active film is performed, phosphate sludge mainly composed of ferric phosphate (FePO 4 .2H 2 O) is generated as a by-product.
[0003]
Ferric phosphate is difficult to handle because it has a high viscosity when melted and poor fluidity.
[0004]
Conventionally, as a method for effectively using phosphate sludge, one or more kinds of metals selected from the group consisting of zinc, calcium, magnesium, and sodium, which are mainly composed of phosphate containing iron. There is provided a method for producing a sintered body in which a fine particle powder containing a salt or a metal double salt, a zeolite powder, and a ceramic raw material containing a calcium oxide component are mixed and subjected to a sintering reaction at a temperature lower than that of the ceramic raw material. It has been proposed (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-25153 (page 2-4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the sintered body has high leachability, there is a concern that phosphoric acid may be dissolved when the sintered body using phosphate sludge is left outdoors.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to enable effective use of phosphate sludge in a stable state.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the method for reusing phosphate sludge according to claim 1 of the present invention, a phosphorus-based additive is added to iron-containing phosphate sludge so that the ratio of iron to phosphorus is , A mixture in the range of 0.25 to 0.67 is prepared and heated until the mixture is in a molten state to produce iron phosphate glass.
[0009]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 2 of the present invention, an iron-based additive is added to iron-containing phosphate sludge so that the ratio of iron to phosphorus is 0.25 to 0.67. A mixture that falls within the above range is prepared, and the mixture is heated to a molten state to produce iron phosphate glass.
[0010]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 3 of the present invention, an iron-based additive is added to iron-containing phosphate sludge so that the ratio of iron to phosphorus is 0.25 to 0.67. A mixture that falls within the above range is prepared, and the mixture is heated to a molten state to produce iron phosphate glass.
[0011]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 4 of the present invention, the ratio of iron to phosphorus in the mixture is set within a range of 0.43 to 0.67.
[0012]
In the recycling method of phosphate sludge according to claim 5 of the present invention, the mixture is put into a container formed of conductive ceramics, and the container is induction-heated to melt the mixture.
[0013]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 6 of the present invention, the molten mixture is water-cooled to form iron phosphate glass granules.
[0014]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 1 of the present invention, the phosphate sludge contains phosphorus so that the ratio of iron to phosphorus in the mixture is within the range of 0.25 to 0.67. The mixture to which the system additive is added is melted and the phosphate sludge is vitrified.
[0015]
In any of the methods for recycling phosphate sludge according to claim 2 or claim 3 of the present invention, the ratio of iron to phosphorus in the mixture is in the range of 0.25 to 0.67. Then, a mixture obtained by adding an iron-based additive to phosphate sludge is melted to vitrify the phosphate sludge.
[0016]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 4 of the present invention, the melting temperature of the mixture is such that the ratio of iron to phosphorus in the mixture is within the range of 0.43 to 0.67. Is reduced, and the volatilization of phosphoric acid is suppressed.
[0017]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 5 of the present invention, the container for heating the mixture is formed of conductive ceramics to avoid erosion of the container by high-temperature iron phosphate glass.
[0018]
In the method for reusing phosphate sludge according to claim 6 of the present invention, the iron phosphate glass is granulated by water cooling to facilitate handling of the iron phosphate glass.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a first example of a method for reusing phosphate sludge according to the present invention.
[0021]
In carrying out this recycling method, an induction heating furnace 1, a granulating tank 3 storing water 2, a phosphate sludge 4 and a phosphorus-based additive 5 are prepared.
[0022]
The induction heating furnace 1 includes a furnace body 6 formed of a refractory, a liner 7 covering an inner surface and an inner bottom surface of the furnace body 6, and an induction embedded in the furnace body 6 so as to surround the liner 7 in the circumferential direction. The heating coil 8 and the induction heating coil 9 embedded in the furnace body 6 so as to be located below the bottom surface of the liner 7 are configured.
[0023]
The induction heating furnace 1 has an outlet 10 that penetrates from the bottom surface of the liner 7 to the bottom surface of the furnace body 6, and the outlet 10 is surrounded by the induction heating coil 9 in the circumferential direction.
[0024]
Furthermore, the liner 7 is formed of conductive ceramics such as silicon carbide (SiC) so as to avoid erosion due to high-temperature iron phosphate glass.
[0025]
The phosphate sludge 4 is mainly composed of ferric phosphate, and the ratio of iron (Fe) to phosphorus (P) (Fe / P) exceeds 0.67.
[0026]
As the phosphorus-based additive 5, a phosphate that does not contain phosphoric acid or iron is used.
[0027]
First, the phosphorus additive 5 is added to the phosphate sludge 4, and the ratio (Fe / P) of iron (Fe) to phosphorus (P) is in the range of 0.25 to 0.67, more preferably 0. A mixture 11 that falls within a range of .43 to 0.67 is prepared and charged into the induction heating furnace 1.
[0028]
Next, an electric current is supplied to the induction heating coil 8 to heat the liner 7 from the outside in the circumferential direction, and the temperature in the furnace is increased to about 1200 ° C. in an air atmosphere to melt the mixture 11 to produce iron phosphate glass. .
[0029]
At this time, the mixture 11 melted in the vicinity of the inner peripheral surface of the liner 7, that is, iron phosphate glass, is solidified in the outlet 10 to form a fusible plug 12 that closes the outlet 10. The flow of the mixture 11 is prevented.
[0030]
Further, since the liner 7 is formed of conductive ceramics such as silicon carbide, the liner 7 is not eroded.
[0031]
Furthermore, after disposing the granulation tank 3 directly under the outlet 10, an electric current is supplied to the induction heating coil 9 to heat the outlet 10 from the outer side in the circumferential direction to melt the fusible plug 12.
[0032]
Thereby, the mixture 11 in the induction heating furnace 1 flows down and is rapidly cooled by the water 2 stored in the granulating tank 3 to become iron phosphate glass granules 13.
[0033]
The reason why the ratio (Fe / P) of iron (Fe) to phosphorus (P) is within the above-described range is that phosphoric acid and ferric oxide (Fe 2 O 3 ) are mixed as shown in FIG. Based on the experimental results used for the samples.
[0034]
That is, in the test mixture in which phosphoric acid and ferric oxide are mixed so that the ratio (Fe / P) exceeds 0.67, phosphate sludge mainly composed of ferric phosphate is used. The same tendency as when only 4 was heated was exhibited, the viscosity when the test mixture was melted was high, and handling was difficult.
[0035]
Conversely, in a test mixture in which phosphoric acid and ferric oxide are mixed so that the ratio (Fe / P) is less than 0.25, phosphorus (P) is likely to volatilize (phosphoric acid is 350 It volatilizes at 0 ° C.) and also increases the leachability and lowers the chemical stability.
[0036]
Furthermore, the melting temperature of the test mixture when the ratio (Fe / P) was set within the range of 0.43 to 0.67 was within the range of 950 to 1050 ° C., but by increasing the amount of phosphoric acid, When the ratio (Fe / P) is below 0.43, the melting temperature of the test mixture is higher than 1050 ° C., and when the ratio (Fe / P) is below 0.25, the melting temperature is above 1250 ° C. It was also expensive.
[0037]
From this experimental result, the ratio (Fe / P) capable of producing an iron phosphate glass that is rich in fluidity in the molten state and excellent in chemical stability in the solidified state was determined at a relatively low melting temperature.
[0038]
Here, the iron phosphate glass is defined as a substance that contains iron and phosphorus, is solidified in an amorphous state and does not exhibit a peak in X-ray diffraction when quenched from a molten state.
[0039]
In addition, iron phosphate glass has physical properties that block heat rays from a light source and transmit visible light, and is used as a heat ray absorbing glass material.
[0040]
As described above, in the method of reusing phosphate sludge shown in FIG. 1, the ratio of iron (Fe) to phosphorus (P) (Fe / P) is obtained by adding phosphorus-based additive 5 to phosphate sludge 4. ) Is in the range of 0.25 to 0.67, more preferably in the range of 0.43 to 0.67, and then the mixture 11 is melted to produce iron phosphate glass. Therefore, the phosphate sludge 4 can be effectively used in a stable state.
[0041]
Furthermore, since the molten mixture 11 is rapidly cooled in the granulating tank 3 to obtain an iron phosphate glass granule 13 in a form that is easy to handle, the iron phosphate glass granule 13 is immediately used as a roadbed material or the like. Can do.
[0042]
FIG. 3 shows a second example of the method for reusing phosphate sludge according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
[0043]
In carrying out this recycling method, phosphate sludge 14 and iron-based additive 15 are prepared in place of the above-described phosphate sludge 4 and phosphorus-based additive 5 (see FIG. 1).
[0044]
Phosphate sludge 14, the phosphate is a major component, the proportion of iron to phosphorus (P) (Fe) (Fe / P) is set to less than 0.25.
[0045]
For the iron-based additive 15, ferric oxide or the like is used.
[0046]
First, an iron-based additive 15 is added to the phosphate sludge 14, and the ratio (Fe / P) of iron (Fe) to phosphorus (P) is in the range of 0.25 to 0.67, more preferably 0. The mixture 16 is prepared so as to be in the range of .43 to 0.67 and charged into the induction heating furnace 1.
[0047]
Next, an electric current is supplied to the induction heating coil 8 to heat the liner 7 from the outer side in the circumferential direction, and the furnace temperature is increased to about 1200 ° C. in an air atmosphere to melt the mixture 16 to produce iron phosphate glass. .
[0048]
At this time, the mixture 16 melted in the vicinity of the inner peripheral surface of the liner 7, that is, iron phosphate glass, is solidified in the outlet 10 to form a fusible plug 17 that closes the outlet 10. The flow of the mixture 16 is prevented.
[0049]
Furthermore, after disposing the granulating tank 3 directly under the outlet 10, current is supplied to the induction heating coil 9, the outlet 10 is heated from the outer side in the circumferential direction, and the fusible plug 17 is melted.
[0050]
Thereby, the mixture 16 in the induction heating furnace 1 flows down, is rapidly cooled with the water 2 stored in the granulating tank 3, and becomes iron phosphate glass granules 18.
[0051]
As described above, in the method of recycling phosphate sludge shown in FIG. 3, the ratio of iron (Fe) to phosphorus (P) (Fe / P) is obtained by adding the iron-based additive 15 to the phosphate sludge 14. ) Is in the range of 0.25 to 0.67, more preferably in the range of 0.43 to 0.67, and then the mixture 16 is melted to produce iron phosphate glass. Therefore, the phosphate sludge 14 can be effectively used in a stable state.
[0052]
Furthermore, since the molten mixture 16 is rapidly cooled in the water granulating tank 3 to obtain an iron phosphate glass granule 18 in a form that is easy to handle, the iron phosphate glass granule 18 is immediately used as a roadbed material or the like. Can do.
[0053]
In addition, the reuse method of the phosphate sludge of this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Of course, it can add a change within the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for reusing phosphate sludge of the present invention, the following various excellent effects can be obtained.
[0055]
(1) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 1 of the present invention, an iron-containing composition is used so that the ratio of iron to phosphorus in the mixture is in the range of 0.25 to 0.67. Phosphorous additives are added to the phosphate sludge to melt the mixture, so that the phosphate sludge can be used as a chemically stable iron phosphate glass.
[0056]
(2) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 2 of the present invention, no iron is contained so that the ratio of iron to phosphorus in the mixture is in the range of 0.25 to 0.67. Since the iron-based additive is added to the phosphate sludge and the mixture is melted, the phosphate sludge can be used as a chemically stable iron phosphate glass.
[0057]
(3) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 3 of the present invention, an iron-containing composition is used so that the ratio of iron to phosphorus in the mixture is within the range of 0.25 to 0.67. Since the iron-based additive is added to the phosphate sludge to melt the mixture, the phosphate sludge can be used as a chemically stable iron phosphate glass.
[0058]
(4) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 4 of the present invention, the ratio of iron to phosphorus in the mixture is in the range of 0.43 to 0.67. The melting temperature of the mixture can be reduced, and phosphoric acid volatilization can be suppressed.
[0059]
(5) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 5 of the present invention, since the container for heating the mixture is formed of conductive ceramics, the container is eroded by high-temperature iron phosphate glass. It can be avoided.
[0060]
(6) In the method for reusing phosphate sludge according to claim 6 of the present invention, since the iron phosphate glass is granulated by water cooling, handling of the iron phosphate glass can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a procedure of a first example of a method for reusing phosphate sludge according to the present invention.
FIG. 2 is a chart showing the relationship between the ratio of iron to phosphorus and the properties of these mixtures.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the procedure of a second example of the method for reusing phosphate sludge according to the present invention.
[Explanation of symbols]
4 Phosphate sludge 5 Phosphorous additive 7 Liner (container)
11 Mixture 13 Iron Phosphate Glass Granule 14 Phosphate Sludge 15 Iron Additive 16 Mixture 18 Iron Phosphate Glass Granule

Claims (6)

鉄含有のリン酸塩スラッジにリン系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物が溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させることを特徴とするリン酸塩スラッジの再利用方法。Add a phosphorus additive to the iron-containing phosphate sludge to prepare a mixture in which the ratio of iron to phosphorus is in the range of 0.25 to 0.67, and heat until the mixture is in a molten state Then, the recycling method of the phosphate sludge characterized by producing | generating iron phosphate glass. 鉄含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物を溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させることを特徴とするリン酸塩スラッジの再利用方法。 An iron- based additive is added to the iron-containing phosphate sludge to prepare a mixture in which the ratio of iron to phosphorus is in the range of 0.25 to 0.67, and the mixture is heated to a molten state. Then, the recycling method of the phosphate sludge characterized by producing | generating iron phosphate glass. 鉄含有のリン酸塩スラッジに鉄系添加剤を添加して、リンに対する鉄の割合が、０．２５〜０．６７の範囲内となる混合物を調製し、当該混合物を溶融状態になるまで加熱して、鉄リン酸ガラスを生成させることを特徴とするリン酸塩スラッジの再利用方法。An iron-based additive is added to the iron-containing phosphate sludge to prepare a mixture in which the ratio of iron to phosphorus is in the range of 0.25 to 0.67, and the mixture is heated to a molten state. Then, the recycling method of the phosphate sludge characterized by producing | generating iron phosphate glass. 混合物中のリンに対する鉄の割合を、０．４３〜０．６７の範囲内に設定する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリン酸塩スラッジの再利用方法。The method for reusing phosphate sludge according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of iron to phosphorus in the mixture is set within a range of 0.43 to 0.67. 混合物を導電性セラミックスで形成した容器に投入し、当該容器を誘導加熱して混合物を溶融させる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリン酸塩スラッジの再利用方法。The method for reusing phosphate sludge according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixture is put into a container formed of conductive ceramics, and the container is induction-heated to melt the mixture. 溶融状態の混合物を水冷して、鉄リン酸ガラス粒状体を形成させる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリン酸塩スラッジの再利用方法。The method for reusing phosphate sludge according to any one of claims 1 to 4, wherein the molten mixture is water-cooled to form iron phosphate glass granules.
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