JP5445123B2 - 金属残渣の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
Cr2O7 2−+CH3OH+8HNO3→2Cr3++6H2O+CO2+8NO3 −
又は
CrO4 2−+0.5CH3OH+5HNO3→Cr3++3.5H2O+0.5CO2+5NO3 −
の反応を行い、六価クロムを三価クロムにする。
処理対象物は、金属残渣中のCr(VI)21,000[mg/kg-dry]であり、メタノールは200g/Lのメタノールを用いると共に酸は10Mの硝酸を用いた。そして処理対象物にメタノール+硝酸を処理対象物/(メタノール+硝酸)=0.3で添加して混合した。
その結果、六価クロムの濃度が
20℃ 2hr加熱後 175[mg/kg-dry]
80℃ 2hr加熱後 0.2[mg/kg-dry]
となった。このことから六価クロムが処理対象物から取り除かれていることが明らかである。
処理対象物は、金属残渣中のCr(VI)21,000[mg/kg-dry]であり、メタノールは200g/Lのメタノールを用いると共に酸は10Mの硝酸を用いた。そして処理対象物にメタノール+硝酸を処理対象物/(メタノール+硝酸)=0.3で添加して混合し、常温で放置した。
その結果、六価クロムの濃度が
2hr放置 16[mg/kg-dry]
6hr放置 0.2[mg/kg-dry]
15hr放置 0.2[mg/kg-dry]
となった。このことから六価クロムが処理対象物から取り除かれていることが明らかである。
硝酸濃度の影響を評価する試験を行い、数[mg/g-wet]の濃度で六価クロムを含有する金属残渣を、メタノール/六価クロム12.5[mol/mol]、反応温度20℃、反応溶液中の残渣濃度10[wt%]の条件で6時間処理した。
その結果、図3に示す如く硝酸の濃度を硝酸/六価クロムのモル比で100以上にすると、金属残渣中の六価クロムの濃度を0.010[mg/g]以下に低減し、更に硝酸の濃度を硝酸/六価クロムのモル比で200以上にすると、金属残渣中の六価クロムの濃度を0.005[mg/g]以下に低減し、硝酸の濃度が硝酸/六価クロムのモル比で100以上、好ましくは200以上で六価クロムの濃度を適切に低減できることが明らかである。
メタノール濃度の影響を評価する試験を行い、数[mg/g-wet]の濃度で六価クロムを含有する金属残渣を、硝酸/六価クロム200[mol/mol]、反応温度20℃、反応溶液中の残渣濃度10[wt%]の条件で6時間処理した。
その結果、図4に示す如くメタノールの濃度をメタノール/六価クロムのモル比で2.5以上にすると、残渣中の六価クロムを0.100[mg/g]以下に低減し、更にメタノールの濃度をメタノール/六価クロムのモル比で5以上にすると、残渣中の六価クロムを0.001[mg/g] 以下に低減し、メタノールの濃度がメタノール/六価クロムのモル比で2.5以上、好ましくは5以上で六価クロムの濃度を低減できることが明らかである。
反応温度の影響を評価する試験を行い、数[mg/g]の濃度で六価クロムを含有する金属残渣を、硝酸/六価クロム200[mol/mol]、メタノール/六価クロム10[mol/mol]、反応溶液中の残渣濃度10[wt%]の条件で6時間処理した。
その結果、図5に示す如く反応温度を変化させると、反応溶液の反応温度が低いほど六価クロムの残存量が高くなり、反応温度が高いほど六価クロムの残存量が低くなった。このことから反応温度は、凍結温度の0℃以上、好ましく5℃以上で六価クロムの濃度を低減できることが明らかである。又、反応溶液の温度は、蒸発飛散を防止し得るように100℃以下が好ましく、メタノールの沸点を考慮すれば60℃以下が好ましい。
硝酸の濃度、メタノールの濃度と、反応温度及び金属残渣に含まれる初期の六価クロム濃度との関係を試験した。
その結果、5℃、6時間で処理を行う場合、六価クロムが数[wt%]程度含まれる残渣を処理する際に、硝酸/六価クロムは200[mol/mol]以上、メタノール/六価クロムは10[mol/mol]以上を反応場に供給することが六価クロムの低減に有効であった。又、常温20℃、6時間で反応を行う場合、硝酸/六価クロム200[mol/mol]、メタノール/六価クロム5[mol/mol]の条件、もしくは硝酸/六価クロム150[mol/mol]、メタノール/六価クロム10[mol/mol]の条件で反応場に供給することが六価クロムの低減に有効であった。このため、硝酸濃度及びメタノール濃度は、反応温度及び金属残渣に含まれる初期の六価クロム濃度に沿って決定することが必要である。
金属残渣の溶液中濃度を1[wt%]から30[wt%]までで試験を行い、溶液中濃度の違いを評価した。その結果、スラリー状になることなく液中で反応し、いずれとも六価クロムの除去率に差はなかった。反応溶液を撹拌混合して残渣を処理することを考えると、10[wt%]程度が有効であった。
Cr2O7 2−+14H++6e−→2Cr3++7H2O
又は
CrO4 2−+8H++3e−→Cr3++4H2O
の液中での反応を行う反応槽1の反応処理部を備えると、六価クロムを含む金属残渣と、メタノール、硝酸との反応を好適に為し得るので、六価クロムの還元を容易に行って処理コストを一層低減し、処理済みの金属残渣を廃棄物処理業者へ引き取らせる際に、無償もしくは逆有償で好適に引き取らせることができる。ここで反応槽1の処理条件では、硝酸の濃度、メタノールの濃度、溶液温度、処理時間が六価クロムの除去率に影響し、実験例1〜7で決定される条件で処理することが必要であり、この条件の範囲で、硝酸の濃度及び/又はメタノールの濃度が高いほど六価クロムの残存濃度を低減し、反応温度が高いほど六価クロムの残存濃度を低減することができる。
2 第一供給ライン
3 第二供給ライン
6 分離手段
8 戻しライン
Claims (6)
- 六価クロムを含む金属残渣と、メタノール及び硝酸とを混合反応させ、金属残渣中の六価クロムを三価クロムへ還元し、金属残渣から六価クロムを除去する金属残渣の処理方法であって、
硝酸の濃度を硝酸/六価クロム[mol/mol]のモル比で100以上600以下にし、メタノー
ルの濃度をメタノール/六価クロム[mol/mol]のモル比で2.5以上15以下にし、
六価クロムを含む金属残渣を、硝酸及びメタノールによる反応溶液の重量に対して5[wt%]以上30[wt%]以下の条件で混合することを特徴とする金属残渣の処理方法。 - 硝酸、メタノールを混合して反応溶液を作成し、六価クロムを含む金属残渣と、前記反応溶液とを混合して、金属残渣中の六価クロムを三価クロムへ還元する反応を行い、金属残渣から六価クロムを除去した混合物を分離手段により固液分離する金属残渣の処理方法であって、
硝酸の濃度を硝酸/六価クロム[mol/mol]のモル比で100以上600以下にし、メタノー
ルの濃度をメタノール/六価クロム[mol/mol]のモル比で2.5以上15以下にし、
六価クロムを含む金属残渣を、硝酸及びメタノールによる反応溶液の重量に対して5[wt%]以上30[wt%]以下の条件で混合することを特徴とする金属残渣の処理方法。 - 反応の際の液中の温度を0℃以上100℃以下にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属残渣の処理方法。
- 金属残渣は、クロム含有合金の電解加工から生じた金属残渣であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属残渣の処理方法。
- 六価クロムを含む金属残渣と、メタノール及び硝酸とを混合反応させる反応処理部を備え、
硝酸の濃度を硝酸/六価クロム[mol/mol]のモル比で100以上600以下にし、メタノー
ルの濃度をメタノール/六価クロム[mol/mol]のモル比で2.5以上15以下にし、
六価クロムを含む金属残渣を、硝酸及びメタノールによる反応溶液の重量に対して5[wt%]以上30[wt%]以下の条件で混合することを特徴とする金属残渣の処理装置。 - メタノールや硝酸を反応処理部へ供給する第一供給ラインと、六価クロムを含む金属残渣を反応処理部へ供給する第二供給ラインと、反応処理部で六価クロムを除去した混合物を固液分離する分離手段と、該分離手段からのメタノール及び硝酸を反応処理部に戻す戻しラインとを備えたことを特徴とする請求項5に記載の金属残渣の処理装置。
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JP2009294868A JP5445123B2 (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 金属残渣の処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009294868A JP5445123B2 (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 金属残渣の処理方法及び処理装置 |
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JP2011131183A JP2011131183A (ja) | 2011-07-07 |
JP5445123B2 true JP5445123B2 (ja) | 2014-03-19 |
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ID=44344500
Family Applications (1)
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JP2009294868A Active JP5445123B2 (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 金属残渣の処理方法及び処理装置 |
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