JP5475739B2 - セメントダストの処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、セメントダストの処理方法に関する。
セメント製造工程において、セメント原料中或いは産業廃棄物原料中の鉛及び塩素は系内を循環する際に濃縮される。そこで、工程内に循環する鉛や塩素をセメントダストとして工程外へ取出し、セメントダスト中の塩素および鉛を除去することが望まれている。特許文献１は、セメントダストの処理に係る技術を開示している。
しかしながら、特許文献１の技術では、大量の硫酸、苛性ソーダなどを使用するため、処理コストが高くなる。
本発明は上記の課題に鑑み、処理コストを抑制することができるセメントダストの処理方法を提供することを目的とする。
本発明に係るセメントダストの処理方法は、塩素および鉛を含むセメントダストに対して、水浸出処理によって塩素を浸出する水浸出工程と、酸を用いて、前記水浸出工程で得られる液のｐＨを９〜１１に調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整工程で得られた液をろ過するろ過工程と、前記ろ過工程で得られた残渣の鉛化合物に対してガス化溶融炉にて鉛成分を揮発させる乾式処理を行う乾式処理工程と、を含み、前記水浸出工程で得られる液のｐＨは、１２．５〜１３．５であり、前記乾式処理工程後の残渣をセメント原料として用いることを特徴とする。本発明に係るセメントダストの処理方法によれば、処理コストを抑制することができる。
本発明に係るセメントダストの処理方法によれば、処理コストを抑制することができる。
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
（実施形態）
図１を参照しつつ、実施形態に係るセメントダストの処理方法の内容を説明する。なお、本実施形態において対象とするセメントダストは、セメント製造工程で生じるダストのことであり、具体的にはセメントキルン燃焼ガスから抽気されてサイクロン分級機やバグフィルタに捕集される粉末などである。セメントダストは、例えば、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｌ（塩素）、Ｋ（カリウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｐｂ（鉛）などを含んでいる。カルシウム、カリウム、ナトリウム、鉛などは、例えば塩化物、酸化物等の形でセメントダストに含まれている。
（実施形態）
図１を参照しつつ、実施形態に係るセメントダストの処理方法の内容を説明する。なお、本実施形態において対象とするセメントダストは、セメント製造工程で生じるダストのことであり、具体的にはセメントキルン燃焼ガスから抽気されてサイクロン分級機やバグフィルタに捕集される粉末などである。セメントダストは、例えば、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｌ（塩素）、Ｋ（カリウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｐｂ（鉛）などを含んでいる。カルシウム、カリウム、ナトリウム、鉛などは、例えば塩化物、酸化物等の形でセメントダストに含まれている。
（水浸出工程）
図１を参照して、セメントダストに対して水浸出処理を行う。例えば、中和塔排水（ｐＨ７、３０℃）などをセメントダストと混合することによって、セメントダストに対して水浸出処理を行う。水出処理を行うことによって、セメントダスト中の塩素を浸出することができる。また、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属も浸出することができる。
図１を参照して、セメントダストに対して水浸出処理を行う。例えば、中和塔排水（ｐＨ７、３０℃）などをセメントダストと混合することによって、セメントダストに対して水浸出処理を行う。水出処理を行うことによって、セメントダスト中の塩素を浸出することができる。また、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属も浸出することができる。
（ｐＨ調整工程）
セメントダスト中の塩基性成分（カリウム、ナトリウムなど）に起因して、水浸出工程で得られた液が塩基性を示すおそれがある。この場合、セメントダスト中の鉛が溶出するおそれがあるため、当該液のｐＨを調整する工程を行う。ただし、ｐＨを低下し過ぎてもセメントダスト中の鉛が溶出するおそれがある。そこで、酸を用いて当該液のｐＨを９〜１１に調整する。この場合、当該液への鉛の溶出を抑制することができる。特に、硫酸を用いることによって、鉛をＰｂＳＯ４として沈殿させることができる。なお、水浸出工程およびｐＨ調整工程を別に行う必要はなく、同時に行ってもよい。
セメントダスト中の塩基性成分（カリウム、ナトリウムなど）に起因して、水浸出工程で得られた液が塩基性を示すおそれがある。この場合、セメントダスト中の鉛が溶出するおそれがあるため、当該液のｐＨを調整する工程を行う。ただし、ｐＨを低下し過ぎてもセメントダスト中の鉛が溶出するおそれがある。そこで、酸を用いて当該液のｐＨを９〜１１に調整する。この場合、当該液への鉛の溶出を抑制することができる。特に、硫酸を用いることによって、鉛をＰｂＳＯ４として沈殿させることができる。なお、水浸出工程およびｐＨ調整工程を別に行う必要はなく、同時に行ってもよい。
（ろ過工程）
水浸出工程およびｐＨ調整工程の後に得られる液に対してろ過処理を行うことによって、固液分離を行う。例えば、フィルタープレスを用いたろ過処理を行うことによって、固液分離を行う。このろ過処理によって、残渣とろ液とに分離することができる。ろ液には塩素、ナトリウム、カリウムなどが含まれる。残渣には鉛、カルシウムなどが含まれる。したがって、ろ過工程を行うことによって、セメントダストに含まれていた塩素、ナトリウム、カリウムなどと、鉛、カルシウムなどとを分離することができる。
水浸出工程およびｐＨ調整工程の後に得られる液に対してろ過処理を行うことによって、固液分離を行う。例えば、フィルタープレスを用いたろ過処理を行うことによって、固液分離を行う。このろ過処理によって、残渣とろ液とに分離することができる。ろ液には塩素、ナトリウム、カリウムなどが含まれる。残渣には鉛、カルシウムなどが含まれる。したがって、ろ過工程を行うことによって、セメントダストに含まれていた塩素、ナトリウム、カリウムなどと、鉛、カルシウムなどとを分離することができる。
（乾式処理工程）
次に、残渣に対して乾式処理工程を行うことによって、セメント原料として不要の成分を残渣から揮発させる。具体的には、残渣中の鉛成分（塩化鉛など）などを揮発させる。この乾式処理工程によって、残渣から鉛成分を分離することができる。残渣から揮発した成分は、急冷塔、バグフィルタなどを介して回収することができる。例えば、鉛については、鉛含有汚泥として回収することができる。この鉛含有汚泥を処理施設にて処理することによって、鉛をほぼ完全に回収することができる。
次に、残渣に対して乾式処理工程を行うことによって、セメント原料として不要の成分を残渣から揮発させる。具体的には、残渣中の鉛成分（塩化鉛など）などを揮発させる。この乾式処理工程によって、残渣から鉛成分を分離することができる。残渣から揮発した成分は、急冷塔、バグフィルタなどを介して回収することができる。例えば、鉛については、鉛含有汚泥として回収することができる。この鉛含有汚泥を処理施設にて処理することによって、鉛をほぼ完全に回収することができる。
乾式処理工程においては、ガス化溶融炉、キルン炉などを用いることができる。なお、ガス化溶融炉を用いることによって、産業廃棄物の燃焼熱を利用した鉛の揮発操作とセメントダストＣａ源からのスラグ生成とが可能である。さらに、産業廃棄物の可燃系プラスチックの分解ガス中のＣＯを還元剤として有効利用することができるため、コークスが不要となる。ガス化溶融炉での処理温度は、５００℃以上であることが好ましい。
（残渣回収工程）
ガス化溶融炉に残った残渣中のアルカリ金属、鉛などの含有量が低減されているため、当該残渣はセメント原料として有用である。そこで、当該残渣は、セメント原料として用いることができる。
ガス化溶融炉に残った残渣中のアルカリ金属、鉛などの含有量が低減されているため、当該残渣はセメント原料として有用である。そこで、当該残渣は、セメント原料として用いることができる。
（ろ液処理工程）
ろ過工程で得られたろ液は、排水処理施設において処理することができる。この場合、ろ液中の塩素を回収することができる。
ろ過工程で得られたろ液は、排水処理施設において処理することができる。この場合、ろ液中の塩素を回収することができる。
水浸出工程、ｐＨ調整工程およびろ過工程を行うことによって、セメントダストに含まれる鉛と塩素とを効率よく分離回収することができる。塩素は排水処理によって効率よく系外除去することができる。鉛は乾式処理によって揮発物として効率よく回収することができる。当該揮発物を用いて、メタル鉛を回収することができる。鉛は瞬時に還元・揮発するため、上記乾式処理は、セメントダストのように金属成分として鉛を最も多く含むダストに対して特に有効である。また、湿式処理のように還元＋セットリングを行う必要がないため、滞留時間を必要としない。したがって、連続操業が可能となる。また、当該方法によれば、酸浸出もアルカリ浸出も不要となることから、ｐＨ調整程度の酸しか必要とされない。そのため、大量の酸を使用する必要がない。また、苛性ソーダなどを使用する必要がない。したがって、処理コストを抑制することができる。
以下、上記実施形態にしたがって、セメントダストに対して各工程を実施した。使用したセメントダストの成分を表１に示す。表１に示すように、セメントダストは、塩素、鉛、ナトリウム、カリウム、カルシウムなどを含んでいた。また、セメントダストの総量は２１６８ｋｇであった。２１７００リットルの中和塔排水を用いてこのセメントダストに対して水浸出処理を実施した。中和塔排水の成分を表２に示す。この水浸出処理を実施することによって、ｐＨは１３．０になった。そこで、硫酸を添加することによって、ｐＨを１１．０に調整した。
得られた残渣の成分を表３に示し、得られた上澄み液の成分を表４に示す。残渣の総量は１４９０ｋｇであった、表３に示すように、鉛成分を残渣中に回収することができた。また、表４に示すように、塩素、ナトリウム、カリウムなどを上澄み液中に回収することができた。ろ過によって残渣を回収することによって、鉛と塩素とを分離回収することができた。このように、塩素および鉛を含むセメントダストに対して水浸出処理を実施することによって塩素を浸出することができ、水浸出工程で得られる液のｐＨを硫酸で９〜１１に調整することによって残渣中に鉛を残すことができ、得られた液をろ過することによって、セメントダスト中の塩素と鉛とを分離回収できることが立証された。
Claims (1)
- 塩素および鉛を含むセメントダストに対して、水浸出処理によって塩素を浸出する水浸出工程と、
酸を用いて、前記水浸出工程で得られる液のｐＨを９〜１１に調整するｐＨ調整工程と、
前記ｐＨ調整工程で得られた液をろ過するろ過工程と、
前記ろ過工程で得られた残渣の鉛化合物に対してガス化溶融炉にて鉛成分を揮発させる乾式処理を行う乾式処理工程と、を含み、
前記水浸出工程で得られる液のｐＨは、１２．５〜１３．５であり、
前記乾式処理工程後の残渣をセメント原料として用いることを特徴とするセメントダストの処理方法。
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