JP5359197B2 - 廃棄物のクロム除去方法及びクロム除去装置 - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は、廃棄物のクロム除去方法及びクロム除去装置に関し、更に詳しくは、都市ゴミの焼却飛灰や溶融飛灰等の飛灰、あるいは排気ダスト等の捕集ダスト等の廃棄物に含まれる重金属成分であるクロムを容易かつ安価に除去することが可能な廃棄物のクロム除去方法及びクロム除去装置に関するものである。
従来、都市ゴミの焼却飛灰、ゴミまたは焼却灰の溶融飛灰、下水汚泥の焼却飛灰等の飛灰、あるいは排気ダスト等の捕集ダストをセメント原料として大量に処理するためには、塩素や金属類等の障害成分を何らかの前処理により予め除去しておかなくてはならない。
このような障害成分のうち、亜鉛、銅、鉛等の重金属類については、これらの重金属を煤塵から分離・回収する様々な方法が提案されている。
一方、クロムを飛灰から分離・回収する方法については、亜鉛や鉛等と比べてあまり多くは検討されていない。その理由の１つは、飛灰に含まれるクロムの量が亜鉛や鉛等と比べて非常に少なく、その影響も亜鉛や鉛等に比べて非常に小さいと考えられているからである。
このような障害成分のうち、亜鉛、銅、鉛等の重金属類については、これらの重金属を煤塵から分離・回収する様々な方法が提案されている。
一方、クロムを飛灰から分離・回収する方法については、亜鉛や鉛等と比べてあまり多くは検討されていない。その理由の１つは、飛灰に含まれるクロムの量が亜鉛や鉛等と比べて非常に少なく、その影響も亜鉛や鉛等に比べて非常に小さいと考えられているからである。
ところで、近年では、廃棄物の最終処分場不足や環境への影響等緊迫した状況から、廃棄物を資源として有効利用することが期待されており、例えば、廃棄物の焼却場から排出される飛灰の有効利用の１つとして、この飛灰をセメント製造設備のセメント原料の一部として有効利用することが検討されている。
セメント製造設備における飛灰の有効利用は、大量の飛灰を処理することができることから大いに期待されている。
この飛灰をセメント製造設備にて大量処理する場合、飛灰に含まれるクロムがセメントクリンカに及ぼす影響も無視することができなくなる。そこで、大量の飛灰をセメント製造設備にて処理するためには、この処理の前に飛灰に含まれるクロムを効率的に除去する前処理技術が必要となる。
セメント製造設備における飛灰の有効利用は、大量の飛灰を処理することができることから大いに期待されている。
この飛灰をセメント製造設備にて大量処理する場合、飛灰に含まれるクロムがセメントクリンカに及ぼす影響も無視することができなくなる。そこで、大量の飛灰をセメント製造設備にて処理するためには、この処理の前に飛灰に含まれるクロムを効率的に除去する前処理技術が必要となる。
飛灰からクロムを除去する方法としては、カルシウム及び重金属を含む物質をスラリーとした後、このスラリーに塩酸を加えてカルシウムを溶出させ、このカルシウムを溶出させたスラリーにアルカリ化剤、硫化剤を順次加えた後、固液分離して重金属の硫化物を含む固形分とカルシウムを含む液分とを得、このカルシウムを含む液分に第１鉄化合物を添加した後、ｐＨ調整し、その後固液分離し、クロムを含む固形分を得る方法（特許文献１）、焼却灰等の重金属類を含有する灰に、水、及び塩酸または硝酸を加え、得られた混合物をボールミル等の粉砕機を用いて機械的に粉砕しつつ重金属の抽出を行い、クロム等の重金属類を含有する抽出液を得る方法（特許文献２）等が提案されている。
特許３７７３４６７号公報
特許３９８１７５８号公報
ところで、従来では、飛灰からクロムを除去しようとする場合、飛灰自体が静電気により吸着し易く、塊状になり易いという問題点、飛散し易く取り扱いが難しいという問題点等があった。
また、従来の飛灰からクロムを除去する方法では、クロムを抽出するためには、スラリーや混合物のｐＨを亜鉛や鉛等と比べて２付近にまで大きく下げる必要があり、このｐＨ領域で処理するためには、ｐＨ調整のための薬剤を多量に必要とし、処理コストが非常に高くつくという問題点があった。
また、カルシウム、アルミニウム、ケイ素等の成分の溶解が顕著となってしまうために、固形分の回収率が悪化するだけではなく、スラリーの粘度が高くなって固液分離が難しくなる等の問題点もあった。
また、従来の飛灰からクロムを除去する方法では、クロムを抽出するためには、スラリーや混合物のｐＨを亜鉛や鉛等と比べて２付近にまで大きく下げる必要があり、このｐＨ領域で処理するためには、ｐＨ調整のための薬剤を多量に必要とし、処理コストが非常に高くつくという問題点があった。
また、カルシウム、アルミニウム、ケイ素等の成分の溶解が顕著となってしまうために、固形分の回収率が悪化するだけではなく、スラリーの粘度が高くなって固液分離が難しくなる等の問題点もあった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、都市ゴミの焼却飛灰や溶融飛灰等の飛灰、あるいは排気ダスト等の捕集ダスト等の廃棄物に含まれる重金属成分であるクロムを除去しようとする場合に、廃棄物が静電気により吸着してしまったり、廃棄物が飛散する等の虞がなく、しかも容易かつ安価に除去することができる廃棄物のクロム除去方法及びクロム除去装置を提供することを目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、焼却飛灰等の各種飛灰や捕集ダスト等の廃棄物中に含まれるクロムが、磁性を有する粒子中に濃集していることを見出し、さらに、クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを含むスラリーを用いることにより、この廃棄物が静電気により吸着したり、あるいは飛散したり等の虞がなく、しかも、このスラリー中にはクロムが殆ど存在しないを見出し、このクロムを含有する磁性粒子をスラリーから分離することにより、廃棄物の成分であるクロムを、容易かつ安価に除去することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の廃棄物のクロム除去方法は、クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを、前記廃棄物（Ｍｄ）と前記水または前記塩基性溶媒（Ｍｗ）との質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）が１：４〜１：１０の範囲となるように混合してスラリーとすることにより、前記廃棄物に含まれる塩素、塩素化合物のうちいずれか一方または双方を前記水または前記塩基性溶媒に溶出させると共に、前記スラリーに磁気選別手段を接触させて該スラリーに含まれるクロム含有磁性粒子を前記スラリーから分離し、次いで、前記クロム含有磁性粒子が分離されたスラリーを脱水し、セメント原料となる固形の脱塩素廃棄物を得ることを特徴とする。
前記廃棄物は、飛灰、捕集ダストのいずれか一方または双方であることが好ましい。
前記脱塩素廃棄物を直接セメント焼成設備に送り、セメント原料として使用することが好ましい。
前記脱塩素廃棄物を直接セメント焼成設備に送り、セメント原料として使用することが好ましい。
本発明の廃棄物のクロム除去装置は、クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを、前記廃棄物（Ｍｄ）と前記水または前記塩基性溶媒（Ｍｗ）との質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）が１：４〜１：１０の範囲となるように混合してスラリーとすることにより、前記廃棄物に含まれる塩素、塩素化合物のうちいずれか一方または双方を前記水または前記塩基性溶媒に溶出させる貯留槽、前記貯留槽内に設けられ前記廃棄物と前記水または塩基性溶媒とを撹拌・混合してスラリーとする撹拌手段、前記スラリーを脱水しセメント原料となる固形の脱塩素廃棄物を得る脱水手段及び前記貯留槽と前記脱水手段との間に設けられたスラリー搬送手段を備えた廃棄物の処理装置に設けられた廃棄物のクロム除去装置であって、前記貯留槽内の前記スラリーに接触して該スラリーに含まれるクロム含有磁性粒子を前記スラリーから分離する磁気選別手段を備えてなることを特徴とする。
本発明の廃棄物のクロム除去方法によれば、クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを含むスラリーに磁気選別手段を接触させるので、スラリー中の磁性粒子に濃集しているクロムを、この磁性粒子と共に磁力により磁気選別手段に磁着させることにより、クロムを含有する磁性粒子をスラリーから容易に分離することができる。したがって、廃棄物に含まれる重金属成分であるクロムを除去しようとする場合に、薬剤等を用いることなく、また、クロム除去のための前処理等を行うことなく、簡単な工程で、廃棄物中の重金属成分であるクロムを、容易かつ安価に除去することができる。
また、スラリーに磁気選別手段を接触させるだけで、このスラリーに含まれるクロムを容易に分離することができるので、静電気による付着を防止することができ、しかも廃棄物が飛散する虞もない。
さらに、このクロムが除去された廃棄物は、セメント製造設備にて大量処理する場合においても、セメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができる。
さらに、このクロムが除去された廃棄物は、セメント製造設備にて大量処理する場合においても、セメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができる。
本発明の廃棄物のクロム除去装置によれば、貯留槽内のスラリーに接触して該スラリーに含まれるクロム含有磁性粒子を前記スラリーから分離する磁気選別手段を備えたので、構成が簡単でありかつ安価である。
また、この簡単な構成の装置を用いて、廃棄物中の重金属成分であるクロムを、容易かつ安価に除去することができ、静電気による付着を防止することができ、しかも廃棄物が飛散する虞もない。
したがって、クロムの含有率の低い廃棄物を、容易かつ安価に生成することができる。
また、この簡単な構成の装置を用いて、廃棄物中の重金属成分であるクロムを、容易かつ安価に除去することができ、静電気による付着を防止することができ、しかも廃棄物が飛散する虞もない。
したがって、クロムの含有率の低い廃棄物を、容易かつ安価に生成することができる。
本発明の廃棄物のクロム除去方法及びクロム除去装置を実施するための最良の形態について説明する。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の一実施形態の廃棄物のクロム除去装置を含む廃棄物の処理装置を示す模式図であり、廃棄物に含まれるクロムを分離・回収するとともに、この廃棄物中のカルシウム成分をセメント原料として利用する処理装置の例である。
図において、１は洗浄・濾過部、２は濾液処理部であり、洗浄・濾過部１には本実施形態の廃棄物のクロム除去装置３が設けられている。
図において、１は洗浄・濾過部、２は濾液処理部であり、洗浄・濾過部１には本実施形態の廃棄物のクロム除去装置３が設けられている。
洗浄・濾過部１は、廃棄物に水または塩基性溶媒を添加し混合してスラリーとし、このスラリーを濾過により脱塩ケーキ（固形分）と濾液に分離することにより、廃棄物から塩素、塩素化合物のうちいずれか一方または双方を除去（脱塩）する装置であり、廃棄物Ｄと水（または塩基性溶媒）Ｗとを混合しスラリーＳ１とすることにより、この廃棄物Ｄに含まれる塩素、塩素化合物のうちいずれか一方（１種）または双方（２種共）を水中（または塩基性溶媒中）に溶出させる混合槽（貯留槽）１１と、この塩素や塩素化合物が溶出したスラリーＳ１を加圧濾過により塩素や塩素化合物が除去された固形状の脱塩ケーキＣと、塩素や塩素化合物を含む濾液Ｆ１に分離し、この加圧濾過後に得られた脱塩ケーキＣを加圧した状態のまま水（または塩基性溶媒）Ｗを圧送して脱塩ケーキＣを洗浄するフィルタープレス（脱水手段）１２とにより構成されている。
濾液処理部２は、濾液Ｆ１に還元剤及びｐＨ調整剤を添加し、さらには炭酸カリウム等を添加して濾液Ｆ１に含まれる重金属及びカルシウムを含む粒子状物質を生じさせ、この粒子状物質を濾過により分離する装置であり、濾液Ｆ１に、例えば、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ガス（ＣＯ２）等を添加し反応させ、さらに塩酸（ＨＣｌ）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を添加しｐＨを調整することにより、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウム分及び重金属等を含む粒子状物質を生じさせる反応槽２１と、この粒子状物質を含むスラリーＳ２を脱水し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウム分及び重金属を含む固形状のケーキ（重金属スラッジ）ＭＳと濾液Ｆ２とに分離する脱水機２２とにより構成されている。
クロム除去装置３は、図２に示すように、洗浄・濾過部１の混合槽１１内にて、撹拌機（撹拌手段）３１を用いて廃棄物Ｄと水（または塩基性溶媒）Ｗとを混合し撹拌することによりスラリーＳ１を生成する段階で、廃棄物中に含まれるクロム（クロム化合物を含む）が廃棄物Ｄ中の磁性粒子中に濃集したクロム含有磁性粒子を、磁力により磁着させてスラリーＳ１から分離するもので、混合槽１１の槽内の内壁１１ａに沿って設けられた円筒状の磁気選別部材（磁気選別手段）３２と、この磁気選別部材３２を内壁１１ａに固定するボルト等の固定具（図示略）により概略構成されている。
この磁気選別部材３２は、スラリーＳ１に対して耐久性を有する磁性材料により構成されていることが必要であり、図２に示すような表面を樹脂にてコーティングした鉄、ニッケル等の網状かつ円筒状の強磁性体の他、円筒状の強磁性体に多数の孔を形成したもの、複数の棒磁石を円周上に等間隔に立設したもの、等が用いられる。
このクロム除去装置３は、スラリーＳ１に含まれるクロム含有磁性粒子を磁力によりスラリーＳ１から分離することができればよく、上記の混合槽１１の槽内を含め、撹拌機３１、混合槽１１とフィルタープレス１２との間に設けられたスラリー搬送管（スラリー搬送手段）３３、のうちいずれか１箇所または２箇所以上に設けた構成としてもよい。
例えば、混合槽１１の内壁１１ａに沿って棒状の強磁性体を複数本、等間隔に立設した構成としてもよい。
また、撹拌機３１に設ける場合、磁気選別部材３２を攪拌機３１の回転軸の外径より大径の円筒状の網とし、この磁気選別部材３２を攪拌機３１の回転軸に固定した構成とすればよい。
また、スラリー搬送管３３に設ける場合、磁気選別部材３２をスラリー搬送管３３の内径とほぼ同じ大きさの円形状の網とし、この磁気選別部材３２をバルブ３４間のスラリー搬送管３３内に設けた構成とすればよい。
また、撹拌機３１に設ける場合、磁気選別部材３２を攪拌機３１の回転軸の外径より大径の円筒状の網とし、この磁気選別部材３２を攪拌機３１の回転軸に固定した構成とすればよい。
また、スラリー搬送管３３に設ける場合、磁気選別部材３２をスラリー搬送管３３の内径とほぼ同じ大きさの円形状の網とし、この磁気選別部材３２をバルブ３４間のスラリー搬送管３３内に設けた構成とすればよい。
次に、本実施形態の廃棄物のクロム除去方法を含む廃棄物の処理方法について説明する。
ここで処理される廃棄物としては、クロム（クロム化合物を含む）を含む廃棄物、すなわち都市ゴミの焼却飛灰、ゴミまたは焼却灰の溶融飛灰、下水汚泥の焼却飛灰等の飛灰、あるいは排気ダスト等の捕集ダスト等が挙げられ、これらの中でも、セメント原料として好ましいのは、カルシウム成分やシリカ成分が比較的多い飛灰である。
ここで処理される廃棄物としては、クロム（クロム化合物を含む）を含む廃棄物、すなわち都市ゴミの焼却飛灰、ゴミまたは焼却灰の溶融飛灰、下水汚泥の焼却飛灰等の飛灰、あるいは排気ダスト等の捕集ダスト等が挙げられ、これらの中でも、セメント原料として好ましいのは、カルシウム成分やシリカ成分が比較的多い飛灰である。
本実施形態の廃棄物の処理方法は、廃棄物に含まれるクロムを分離・回収するとともに、この廃棄物中のカルシウム成分をセメント原料として利用する廃棄物の処理方法であり、
廃棄物Ｄに水（または塩基性溶媒）Ｗを添加し混合してスラリーＳ１とする際に、このスラリーＳ１を生成する段階で、廃棄物Ｄ中に含まれるクロム（クロム化合物を含む）が磁性粒子中に濃集したクロム含有磁性粒子を、磁力によりスラリーＳ１から分離し、このクロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１を濾過により固形分Ｃと濾液Ｆ１に分離し、得られた固形分Ｃをセメント原料とする洗浄・濾過工程と、
前記濾液Ｆ１に還元剤、ｐＨ調整剤、炭酸カリウム等を添加して濾液Ｆ１に含まれる重金属及びカルシウムを含む粒子状物質を生じさせ、この粒子状物質を濾過により分離する濾液処理工程と、
を含む処理方法である。
廃棄物Ｄに水（または塩基性溶媒）Ｗを添加し混合してスラリーＳ１とする際に、このスラリーＳ１を生成する段階で、廃棄物Ｄ中に含まれるクロム（クロム化合物を含む）が磁性粒子中に濃集したクロム含有磁性粒子を、磁力によりスラリーＳ１から分離し、このクロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１を濾過により固形分Ｃと濾液Ｆ１に分離し、得られた固形分Ｃをセメント原料とする洗浄・濾過工程と、
前記濾液Ｆ１に還元剤、ｐＨ調整剤、炭酸カリウム等を添加して濾液Ｆ１に含まれる重金属及びカルシウムを含む粒子状物質を生じさせ、この粒子状物質を濾過により分離する濾液処理工程と、
を含む処理方法である。
これらの各工程について、さらに詳細に説明する。
「洗浄・濾過工程」
まず、混合槽１１内に飛灰等の廃棄物Ｄを所定量投入し、さらに、この廃棄物Ｄに対して２〜１０質量倍の水Ｗ、または水酸化カリウム水溶液等の塩基性溶媒を添加して攪拌し、スラリーとするとともに、この廃棄物Ｄに含まれる塩素化合物等の可溶成分を溶出させリパルプさせる。
「洗浄・濾過工程」
まず、混合槽１１内に飛灰等の廃棄物Ｄを所定量投入し、さらに、この廃棄物Ｄに対して２〜１０質量倍の水Ｗ、または水酸化カリウム水溶液等の塩基性溶媒を添加して攪拌し、スラリーとするとともに、この廃棄物Ｄに含まれる塩素化合物等の可溶成分を溶出させリパルプさせる。
上記のスラリーにおける廃棄物の質量Ｍｄと水（または塩基性溶媒）Ｗの質量Ｍｗとの質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）が、１：２〜１：１０の範囲であることが好ましく、より好ましくは１：３〜１：６の範囲、さらに好ましくは１：４〜１：５の範囲である。
ここで、質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）を上記の範囲に限定した理由は、上記の範囲がスラリーの流動性がよくかつクロムの付着の機会が増えるからであり、水（または塩基性溶媒）Ｗの質量Ｍｗが廃棄物の質量Ｍｄの２質量倍未満であると、廃棄物Ｄ中の可溶成分である塩素や塩素化合物がスラリー中に十分に溶出することができなくなり、また、クロムを含む磁性粒子がスラリー中で容易に分散し難くなり、磁気選別部材３２による磁着の効率が低下し、クロムの除去率が低下するからである。
スラリー中への可溶成分の溶出が不十分であった場合、後段のフィルタープレス１２で濾過して得られる脱塩ケーキＣ中に残存する可溶成分が多くなるという不都合が生じ、また、得られるスラリーの粘性が高くなり、後の工程へのポンプ輸送が難しくなる。
スラリー中への可溶成分の溶出が不十分であった場合、後段のフィルタープレス１２で濾過して得られる脱塩ケーキＣ中に残存する可溶成分が多くなるという不都合が生じ、また、得られるスラリーの粘性が高くなり、後の工程へのポンプ輸送が難しくなる。
また、水（または塩基性溶媒）Ｗの質量Ｍｗが廃棄物の質量Ｍｄの１０質量倍を超えると、水（または塩基性溶媒）Ｗの量が多すぎてしまい、後段の脱水工程に掛かる時間や費用が過大になる虞があり、したがって、後段の工程においては、これらの成分を取り除くための薬剤の使用量が多くなり、また、晶析工程にて使用する蒸気量などが多量に必要となるからである。
このスラリー化及びリパルプの過程で、廃棄物中に含まれる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウム分が懸濁化すると共に、この廃棄物中に含まれるクロム（クロム化合物を含む）は、磁性粒子中に濃集したクロム含有磁性粒子として生成し、スラリーＳ１中に浮遊することとなる。
このクロム含有磁性粒子は、混合槽１１内の磁気選別部材３２により磁着され、スラリーＳ１から除去される。
このクロム含有磁性粒子は、混合槽１１内の磁気選別部材３２により磁着され、スラリーＳ１から除去される。
このクロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１は、スラリー搬送管３４を経由してフィルタープレス１２に送られる。
このスラリー搬送管３４に磁気選別部材３２を設けておけば、混合槽１１内にて磁気選別部材３２に磁着されずにスラリーＳ１中に残ってしまったクロム含有磁性粒子を、磁着により取り除くことができ、スラリーＳ１中のクロム含有磁性粒子の含有率をさらに低下させることができるので、好ましい。
このスラリー搬送管３４に磁気選別部材３２を設けておけば、混合槽１１内にて磁気選別部材３２に磁着されずにスラリーＳ１中に残ってしまったクロム含有磁性粒子を、磁着により取り除くことができ、スラリーＳ１中のクロム含有磁性粒子の含有率をさらに低下させることができるので、好ましい。
フィルタープレス１２では、クロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１を圧搾して、固液分離を行う。
この固液分離後に、フィルタープレス１２内の脱塩ケーキＣに残留する可溶成分を水Ｗ（または水酸化カリウム水溶液等の塩基性溶媒）で洗浄することにより、脱塩ケーキＣ中の塩素含有量を十分に低下させることができる。
また、得られた脱塩ケーキＣは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウム分が多く含まれているので、直接セメント製造設備に送られ他のセメント原料に混合され、乾燥・粉砕の後、粉末セメント原料としてセメント焼成工程にて再循環使用され、セメントクリンカとして焼成される。
この固液分離後に、フィルタープレス１２内の脱塩ケーキＣに残留する可溶成分を水Ｗ（または水酸化カリウム水溶液等の塩基性溶媒）で洗浄することにより、脱塩ケーキＣ中の塩素含有量を十分に低下させることができる。
また、得られた脱塩ケーキＣは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウム分が多く含まれているので、直接セメント製造設備に送られ他のセメント原料に混合され、乾燥・粉砕の後、粉末セメント原料としてセメント焼成工程にて再循環使用され、セメントクリンカとして焼成される。
「濾液処理工程」
洗浄・濾過工程で得られた濾液Ｆ１を反応槽２１に投入し、この濾液Ｆ１に、例えば、残存するカルシウムを反応させる目的で炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ガス（ＣＯ２）等を添加して、濾液Ｆ１中に残存しているカルシウムを炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等の粒子状物質として生成させ、さらに、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）や塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）等、塩酸（ＨＣｌ）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等を添加し、濾液Ｆ１中に溶解している重金属を懸濁化する。
これにより、濾液Ｆ１は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）及び懸濁化した重金属を含むスラリーＳ２となり、脱水機２２に送られる。
洗浄・濾過工程で得られた濾液Ｆ１を反応槽２１に投入し、この濾液Ｆ１に、例えば、残存するカルシウムを反応させる目的で炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸ガス（ＣＯ２）等を添加して、濾液Ｆ１中に残存しているカルシウムを炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等の粒子状物質として生成させ、さらに、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）や塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）等、塩酸（ＨＣｌ）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等を添加し、濾液Ｆ１中に溶解している重金属を懸濁化する。
これにより、濾液Ｆ１は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）及び懸濁化した重金属を含むスラリーＳ２となり、脱水機２２に送られる。
脱水機２２では、スラリーＳ２を脱水し、カルシウム分及び重金属を含む固形状のケーキ（重金属スラッジ）ＭＳと濾液Ｆ２とに分離する。この濾液Ｆ２は、反応槽２１に送られる濾液Ｆ１に添加されることで循環使用される。
この濾液Ｆ２は、カルシウム分及び重金属が極力取り除かれ、浄水処理がなされた後、放流される。また、この濾液Ｆ２の一部はブローによりセメント製造工程に戻すことによって安全に処理される。
この濾液Ｆ２は、カルシウム分及び重金属が極力取り除かれ、浄水処理がなされた後、放流される。また、この濾液Ｆ２の一部はブローによりセメント製造工程に戻すことによって安全に処理される。
以上説明したように、本実施形態の廃棄物の処理方法によれば、廃棄物Ｄ及び水（または塩基性溶媒）Ｗを含むスラリーＳ１中に含まれるクロム（クロム化合物を含む）が磁性粒子中に濃集したクロム含有磁性粒子を、磁力によりスラリーＳ１から分離し、このクロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１を固形分Ｃと濾液Ｆ１に分離する洗浄・濾過工程と、この濾液Ｆ１から重金属及びカルシウムを含む粒子状物質を生じさせ、この粒子状物質を濾過により分離する濾液処理工程と、を含むこととしたので、廃棄物に含まれる重金属成分であるクロムが廃棄物中の磁性粒子に濃集していることにより、スラリーから容易に分離することができる。したがって、廃棄物に含まれるクロムを、薬剤等を用いることなく、また、クロム除去のための前処理等を行うことなく、簡単な工程で、容易かつ安価に除去することができる。
また、このクロム含有磁性粒子が除去されたスラリーＳ１から得られた固形分Ｃは、クロムの含有量が少ないので、セメント原料の一部として有効利用することができ、得られたセメントクリンカの品質を維持することができる。
本実施形態のクロム除去装置３によれば、スラリーＳ１に含まれるクロム含有磁性粒子をスラリーＳ１から分離する磁気選別部材３２の構成が簡単でありかつ安価であり、しかも通常の廃棄物の処理装置に簡単に組み込むことができるので、廃棄物中の重金属成分であるクロムを、容易かつ安価に除去することができる。したがって、クロムの含有率の低い廃棄物を、容易かつ安価に得ることができる。
また、磁気選別部材３２の装置構成が簡単であるから、従来のセメント製造設備に簡単に装着することができる。
また、磁気選別部材３２の装置構成が簡単であるから、従来のセメント製造設備に簡単に装着することができる。
以下、本発明の廃棄物のクロム除去方法について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
（実施例１）
セメント製造設備から取り出した飛灰Ａ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに２５ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ａに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は５８３ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は７０３ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ａに含まれるクロムのうち３４質量％が除去されていることが分かった。
セメント製造設備から取り出した飛灰Ａ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに２５ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ａに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は５８３ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は７０３ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ａに含まれるクロムのうち３４質量％が除去されていることが分かった。
その後、このクロムを除去したスラリーを濾過して固形分と濾液に分離し、得られた固形分をセメント原料の一部としてセメント原料と共にセメントキルンに投入したところ、得られたセメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、検出限界以下であり、この濾液中のクロム量が極めて「０」に近いことが分かった。以上により、この濾液は、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、検出限界以下であり、この濾液中のクロム量が極めて「０」に近いことが分かった。以上により、この濾液は、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
（実施例２）
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｂ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに２０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｂに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は３４１ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は９５８ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｂに含まれるクロムのうち１６質量％が除去されていることが分かった。
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｂ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに２０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｂに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は３４１ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は９５８ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｂに含まれるクロムのうち１６質量％が除去されていることが分かった。
その後、このクロムを除去したスラリーを濾過して固形分と濾液に分離し、得られた固形分をセメント原料の一部としてセメント原料と共にセメントキルンに投入したところ、得られたセメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、１ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、１ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
（実施例３）
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｃ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに５０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｃに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は５６７ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は５６５ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｃに含まれるクロムのうち２４質量％が除去されていることが分かった。
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｃ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに５０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｃに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は５６７ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は５６５ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｃに含まれるクロムのうち２４質量％が除去されていることが分かった。
その後、このクロムを除去したスラリーを濾過して固形分と濾液に分離し、得られた固形分をセメント原料の一部としてセメント原料と共にセメントキルンに投入したところ、得られたセメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、０．３ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、０．３ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
（実施例４）
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｄ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに１０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｄに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は１９０ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は８０６ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｄに含まれるクロムのうち９質量％が除去されていることが分かった。
セメント製造設備から取り出した飛灰Ｄ５ｋｇを混合槽１１に投入し、さらに１０ｋｇの水を添加し、撹拌機３１を用いて１０分間、撹拌・混合し、スラリーを作製した。このスラリーを作製する過程で飛灰Ｄに含まれるクロムを磁気選別部材３２により磁着してスラリーから除去した。
ここで得られたクロム含有磁気粒子の質量は１９０ｇであり、このクロム含有磁気粒子中に含まれるクロムの量は８０６ｍｇ／ｋｇであった。したがって、飛灰Ｄに含まれるクロムのうち９質量％が除去されていることが分かった。
その後、このクロムを除去したスラリーを濾過して固形分と濾液に分離し、得られた固形分をセメント原料の一部としてセメント原料と共にセメントキルンに投入したところ、得られたセメントクリンカに悪影響を及ぼす虞がなく、セメントクリンカの品質を維持することができることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、０．８ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
また、上記の濾液中のクロム量を測定したところ、０．８ｍｇ／Ｌと微量であり、国のクロムの排水基準（２ｍｇ／Ｌ以下）を十分満たしていることが分かった。
１ 洗浄・濾過部
２ 濾過処理部
３ クロム除去装置
１１ 混合槽
１２ フィルタープレス
２１ 反応槽
２２ 脱水機
３１ 撹拌機
３２ 磁気選別部材
３３ スラリー搬送管
３４ バルブ
Ｄ 廃棄物
Ｗ 水
Ｓ１、Ｓ２ スラリー
Ｆ１、Ｆ２ 濾液
２ 濾過処理部
３ クロム除去装置
１１ 混合槽
１２ フィルタープレス
２１ 反応槽
２２ 脱水機
３１ 撹拌機
３２ 磁気選別部材
３３ スラリー搬送管
３４ バルブ
Ｄ 廃棄物
Ｗ 水
Ｓ１、Ｓ２ スラリー
Ｆ１、Ｆ２ 濾液
Claims (4)
- クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを、前記廃棄物（Ｍｄ）と前記水または前記塩基性溶媒（Ｍｗ）との質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）が１：４〜１：１０の範囲となるように混合してスラリーとすることにより、前記廃棄物に含まれる塩素、塩素化合物のうちいずれか一方または双方を前記水または前記塩基性溶媒に溶出させると共に、前記スラリーに磁気選別手段を接触させて該スラリーに含まれるクロム含有磁性粒子を前記スラリーから分離し、
次いで、前記クロム含有磁性粒子が分離されたスラリーを脱水し、セメント原料となる固形の脱塩素廃棄物を得ることを特徴とする廃棄物のクロム除去方法。 - 前記廃棄物は、飛灰、捕集ダストのいずれか一方または双方であることを特徴とする請求項１記載の廃棄物のクロム除去方法。
- 前記脱塩素廃棄物を直接セメント焼成設備に送り、セメント原料として使用することを特徴とする請求項１または２記載の廃棄物のクロム除去方法。
- クロムを含む廃棄物と水または塩基性溶媒とを、前記廃棄物（Ｍｄ）と前記水または前記塩基性溶媒（Ｍｗ）との質量比（Ｍｄ：Ｍｗ）が１：４〜１：１０の範囲となるように混合してスラリーとすることにより、前記廃棄物に含まれる塩素、塩素化合物のうちいずれか一方または双方を前記水または前記塩基性溶媒に溶出させる貯留槽、前記貯留槽内に設けられ前記廃棄物と前記水または塩基性溶媒とを撹拌・混合してスラリーとする撹拌手段、前記スラリーを脱水しセメント原料となる固形の脱塩素廃棄物を得る脱水手段及び前記貯留槽と前記脱水手段との間に設けられたスラリー搬送手段を備えた廃棄物の処理装置に設けられた廃棄物のクロム除去装置であって、
前記貯留槽内の前記スラリーに接触して該スラリーに含まれるクロム含有磁性粒子を前記スラリーから分離する磁気選別手段を備えてなることを特徴とする廃棄物のクロム除去装置。
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