JP5028740B2 - ダストの処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、カルシウム分が少量しか含まれていないダストに対して、固液分離した後の液中の重金属濃度を効率的に低減することができるダストの処理方法を提供することにある。
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3いずれか1項に係る発明であって、固液分離により得られたろ液21を蒸発・晶析する工程22と、この蒸発・晶析により得られた固形物23から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む処理方法である。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし3いずれか1項に係る発明であって、固液分離により得られた残渣24から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む処理方法である。
(1) スラリー化する際に予め石灰粉を水と混合して石灰乳にし、この石灰乳とダストを水に加える場合には石灰乳を調製する装置を必要とするけれども、本発明にはこの石灰乳の調製装置を必要としない。
(2) 石灰粉とダストを水に一緒に加える場合には石灰粉が水により塊状になり易く、この石灰塊を砕いて溶解させるまで長時間要するけれども、本発明ではスラリー化する前に石灰粉をダストに混合するため、石灰が粉末状でダストと混合され、スラリー化したときに、石灰粉が塊状になり難く、石灰がより容易かつ短時間で水と反応する。
(3) ダストのカルシウム含有量に応じて石灰粉の添加量を決めるため、スラリーのpH値は安定し、このスラリーに炭酸ガスを吹き込んで所望のpH値に調整することにより、ダストに含まれていた重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させることができる。
(4) 炭酸ガスを吹き込んだスラリーを静置することにより、水に溶解して残留していた重金属がカルシウム塩の沈殿に伴われて一緒に沈殿し、この結果、特許文献1及び2の処理方法と比較して、液中の重金属濃度をより効率的にかつより一層低減することができる。
(5) 特許文献1の処理方法では、ダストをスラリー化し、pH調整を行った際に発生する沈澱物質(第1障害物質)を除去していたものが、本発明では除去しないため、固液分離回数が減少し、工程を簡素化できる。
(6) 固液分離した液を蒸発・晶析することにより得られた固形物には、カリウム及び塩素等のハロゲン類が多量に含まれるので、これらを肥料の原料、又は化学原料に利用することができる。
(7) 固液分離により得られた残渣は若干重金属を含むものの大部分がカルシウム化合物、シリカから構成されているので、この残渣は製錬原料又はセメント原料に利用することができる。
本発明処理方法の対象となるダストは、カルシウム含有量(CaO)が4重量%以下の重金属を含むダスト10である。カルシウム含有量が4重量%以下のダストは、水と混合してスラリーにしたときに、スラリーのpHが5〜10になる。このダストを例示すれば、セメントキルンから塩素、アルカリ等をバイパスさせて得られたキルンダスト、或いは焼却炉、溶融炉、ガス化溶融炉等から得られた飛灰、溶融飛灰、ダスト等、或いは都市ごみ、廃水処理工程からでるスラッジ等を焼却処理した際に排出されるダストである。ダストに含まれる重金属には、Cd、Pb、Zn、Cu等が例示される。
<実施例1>
表1に示すセメントキルンダストを用意した。このダストはそのままダストの5倍量の水を加えてスラリー化すると、スラリーのpHが5.0になるものであった。この用意したセメントキルンダストに1.9重量%のCa(OH)2を添加し均一に混合した。このダストとCa(OH)2の混合物を重量比で5倍量の水にてスラリー化した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.0のろ液1を得た。
その後、このスラリーに10%CO2−空気混合ガスを吹き込んでスラリーのpHを10.5に調整した。pHを調整した後、10%CO2−空気混合ガスを吹き込みを止め、図1の破線に示すように、スラリーの一部を抜き取りろ過した後、ろ液2を得た。pH調整したスラリーを1時間静置した後、静置物をフィルタプレスにより固液分離した。図1の破線に示すように、このときのろ液の一部を抜き取りろ液3とした。
表1に示すセメントキルンダストに3.3重量%のCa(OH)2を添加し均一に混合した。このダストとCa(OH)2の混合物を重量比で5倍量の水にてスラリー化した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.0のろ液1を得た。それ以外は実施例1と同様にダストを処理した。
<実施例3>
表1に示すセメントキルンダストに8.4重量%のCa(OH)2を添加し均一に混合した。このダストとCa(OH)2の混合物を重量比で5倍量の水にてスラリー化した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.1のろ液1を得た。それ以外は実施例1と同様にダストを処理した。
表1に示すセメントキルンダストに10重量%のCa(OH)2を添加し均一に混合した。このダストとCa(OH)2の混合物を重量比で5倍量の水にてスラリー化した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.1のろ液1を得た。それ以外は実施例1と同様にダストを処理した。
<実施例5>
表1に示すセメントキルンダストに12.5重量%のCa(OH)2を添加し均一に混合した。このダストとCa(OH)2の混合物を重量比で5倍量の水にてスラリー化した。図1の破線に示すように、このスラリーの一部を抜き取りろ過した後、pH12.1のろ液1を得た。それ以外は実施例1と同様にダストを処理した。
実施例1〜5で得られたろ液1、ろ液2及びろ液3の各重金属成分についてICP発光分光分析法により化学分析を行った。重金属であるPbとCdとZnの合計値を表2に示す。
実施例1〜5において、固液分離した後の各ろ液を加熱してろ液に溶解していた物を晶析し、得られた各固形物を分析したところ、すべての固形物にはK等のアルカリ金属と、Cl等のハロゲン類が多量に含まれており、肥料又は化学原料として利用可能であった。また固液分離により得られた各残渣を分析したところ、すべての残渣が若干重金属を含むもののその大部分がCa化合物、SiO2から構成されていた。従って、これらの残渣は製錬工程でのフラックス又はセメント原料への利用が可能であった。
11 石灰粉
12 ダストと石灰粉の混合工程
13 水
14 スラリーの調製工程
16 炭酸ガス
17 重金属の沈殿工程
18 静置による残留重金属のカルシウム塩との共沈工程
19 固液分離工程
21 ろ液
22 蒸発・晶析工程
23 固形物
24 残渣
Claims (7)
- カルシウム含有量が4重量%以下であってCd、Pb、Zn及びCuの重金属を少なくとも含むダスト(10)に前記ダストのカルシウム含有量が5重量%以上になるように石灰粉(11)を添加混合する工程(12)と、前記石灰粉を混合してカルシウム含有量を5重量%以上としたダストと水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製するとともに、前記pH値を12以上としたスラリー中でCd及びCuの殆どを水に不溶性の水酸化物にする工程(14)と、前記pH値を12以上としたスラリーに炭酸ガス(16)を吹き込み、前記スラリーのpHを前記スラリー調製時のpH値より低い10〜11.5の範囲にまで低下させて前記スラリーに溶解しているPb、Znの水に対する溶解度を低下させ、水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ、僅かに溶存するCdを炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを30分以上12時間以下の範囲内で静置して、前記スラリーに溶解して残留している重金属をカルシウム塩との共沈効果により沈澱させ、スラリーに溶解している重金属濃度をより一層低減する工程(18)と、前記静置物を固液分離する工程(19)とを含むダストの処理方法。
- 石灰粉の添加量を、ダスト(10)の一部を採取してこのダストのカルシウム含有量を分析した後、この分析値と目標となるカルシウム含有量との差から決定する請求項1記載の処理方法。
- 石灰粉が石灰石、生石灰又は消石灰の少なくとも1種からなる粉体である請求項1又は2記載の処理方法。
- 固液分離により得られたろ液(21)を蒸発・晶析する工程(22)と、前記蒸発・晶析により得られた固形物(23)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む請求項1ないし3いずれか1項に記載の処理方法。
- 固液分離により得られた残渣(24)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む請求項1ないし3いずれか1項に記載の処理方法。
- カルシウム含有量が4重量%以下であってCd、Pb、Zn及びCuの重金属を少なくとも含むダスト(10)に前記ダストのカルシウム含有量が5重量%以上になるように石灰粉(11)を添加混合する工程(12)と、前記石灰粉を混合してカルシウム含有量を5重量%以上としたダストと水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製するとともに、前記pH値を12以上としたスラリー中でCd及びCuの殆どを水に不溶性の水酸化物にする工程(14)と、前記pH値を12以上としたスラリーに炭酸ガス(16)を吹き込み、前記スラリーのpHを前記スラリー調製時のpH値より低い10〜11.5の範囲にまで低下させて前記スラリーに溶解しているPb、Znの水に対する溶解度を低下させ、水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ、僅かに溶存するCdを炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを30分以上12時間以下の範囲内で静置して、前記スラリーに溶解して残留している重金属をカルシウム塩との共沈効果により沈澱させ、スラリーに溶解している重金属濃度をより一層低減する工程(18)と、前記静置物を固液分離する工程(19)と、固液分離により得られたろ液(21)を蒸発・晶析する工程(22)と、前記蒸発・晶析により得られた固形物(23)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを含む肥料原料又は化学原料の製造方法。
- カルシウム含有量が4重量%以下であってCd、Pb、Zn及びCuの重金属を少なくとも含むダスト(10)に前記ダストのカルシウム含有量が5重量%以上になるように石灰粉(11)を添加混合する工程(12)と、前記石灰粉を混合してカルシウム含有量を5重量%以上としたダストと水(13)とを混合してpH12以上のスラリーを調製するとともに、前記pH値を12以上としたスラリー中でCd及びCuの殆どを水に不溶性の水酸化物にする工程(14)と、前記pH値を12以上としたスラリーに炭酸ガス(16)を吹き込み、前記スラリーのpHを前記スラリー調製時のpH値より低い10〜11.5の範囲にまで低下させて前記スラリーに溶解しているPb、Znの水に対する溶解度を低下させ、水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ、僅かに溶存するCdを炭酸塩の形態で沈殿させる工程(17)と、前記炭酸ガスを吹き込んだスラリーを30分以上12時間以下の範囲内で静置して、前記スラリーに溶解して残留している重金属をカルシウム塩との共沈効果により沈澱させ、スラリーに溶解している重金属濃度をより一層低減する工程(18)と、前記静置物を固液分離する工程(19)と、固液分離により得られた残渣(24)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程とを含む製錬原料又はセメント原料の製造方法。
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