JP5800436B2 - Boric acid recovery method and recovery apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ホウ素化合物およびアルカリ金属化合物を含有する排水や固形排物からホウ酸を回収する、ホウ酸の回収方法および回収装置に関する。   The present invention relates to a boric acid recovery method and a recovery apparatus that recover boric acid from wastewater or solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound.

ホウ素成分含有ガラスの製造においてガラス溶融炉から排出される排ガスには、ホウ酸や硫黄等の各種の物質が比較的高い濃度で含有されている。
そのため、この排ガスは、そのまま大気中に放出することは出来ず、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリで処理して、有害な物質を除去した後に、大気中に放出される。
Various gases such as boric acid and sulfur are contained at a relatively high concentration in the exhaust gas discharged from the glass melting furnace in the production of the boron component-containing glass.
For this reason, this exhaust gas cannot be released into the atmosphere as it is, for example, after being treated with an alkali such as sodium hydroxide to remove harmful substances and then released into the atmosphere.

このような排ガスの浄化で副生される排水や固形排物は、産業廃棄物として処理される場合が多い。
しかしながら、これらの排水や固形排物には、ホウ素化合物やアルカリ金属化合物など、有用な物質が多量に含有されている。特に、ホウ酸は高価であり、これを排ガスを処理した排水等から回収して、再利用できれば、ホウ素成分含有ガラスの製造コストを低減することができる。また、環境問題の観点からも、排水や固形排物からは、有用な物質は、できるだけ回収するのが好ましい。
Wastewater and solid waste by-produced by such exhaust gas purification are often treated as industrial waste.
However, these waste water and solid waste contain a large amount of useful substances such as boron compounds and alkali metal compounds. In particular, boric acid is expensive, and if it can be recovered from wastewater treated with exhaust gas and reused, the production cost of the boron component-containing glass can be reduced. Also, from the viewpoint of environmental problems, it is preferable to recover as much useful substances as possible from wastewater and solid waste.

そのため、ホウ素成分含有ガラスの製造における排ガス処理で副生される排水に限らず、ホウ素化合物を含む排水や固形排物から、ホウ酸などを回収する方法が、各種、提案されている。   Therefore, various methods have been proposed for recovering boric acid and the like from wastewater and solid waste containing a boron compound, as well as wastewater generated as a by-product in exhaust gas treatment in the production of boron component-containing glass.

例えば、特許文献1には、ガラスの溶融時に発生する排ガスを浄化して得られる排水を、中和した後、乾燥して、ガラスの原料として用いることが記載されている。
具体的には、ガラス溶融炉から排出される排ガスを、スプレー塔で水と接触させて浄化し、あるいはさらに、水で浄化した排ガスを湿式電気集塵機で浄化して、大気中に放出する。この際にスプレードライヤや湿式電気集塵機から排出された排水を、消石灰で中和した後、乾燥して、得られた固形分をガラス原料に再利用する。
For example, Patent Document 1 describes that waste water obtained by purifying exhaust gas generated when glass is melted is neutralized and then dried and used as a glass raw material.
Specifically, the exhaust gas discharged from the glass melting furnace is purified by contacting with water in a spray tower, or the exhaust gas purified with water is purified by a wet electric dust collector and released into the atmosphere. At this time, the waste water discharged from the spray dryer or wet electrostatic precipitator is neutralized with slaked lime and then dried, and the obtained solid is reused as a glass raw material.

また、特許文献2には、ガラス溶融炉等から排出されるホウ酸等を含む排ガスを冷却することで、排ガスの浄化と共にホウ酸を回収することが記載されている。
具体的には、排ガスを、水噴霧式冷却手段と空気混合式冷却手段との併用などの方法で70℃以下に冷却することにより、排ガス中のガス状のホウ酸を固体として析出させて、次いで、乾式の電気集塵機によってホウ酸を回収し、かつ、排ガスを浄化する。
Patent Document 2 describes that boric acid is recovered along with purification of exhaust gas by cooling exhaust gas containing boric acid and the like discharged from a glass melting furnace or the like.
Specifically, the exhaust gas is cooled to 70 ° C. or less by a method such as a combined use of a water spray type cooling means and an air mixing type cooling means, so that gaseous boric acid in the exhaust gas is precipitated as a solid, Next, boric acid is recovered and the exhaust gas is purified by a dry electrostatic precipitator.

さらに、特許文献3には、廃液となったニッケルメッキ液やアルミ表面処理液、ガラス製造において排出される排水など、ホウ素を含む排水を処理してホウ素を吸着したイオン交換樹脂からの、ホウ酸の回収方法が記載されている。
この方法では、ホウ素を吸着したイオン交換樹脂に、まず、硫酸を通液してホウ素溶離液を得る。このホウ素溶離液に水酸化ナトリウムを添加して中和した後、加熱濃縮することで硫酸ナトリウムを析出させて分離する。残った母液を35〜40℃に冷却した後、硫酸を添加してpHを4〜6に調整することにより、ホウ酸を析出させて、遠心分離機等によってホウ酸を分離することで、ホウ酸を回収する。
Further, Patent Document 3 discloses boric acid from an ion exchange resin that has adsorbed boron by treating wastewater containing boron, such as nickel plating solution and aluminum surface treatment solution that have become waste liquid, and wastewater discharged in glass production. The recovery method is described.
In this method, first, sulfuric acid is passed through an ion exchange resin that has adsorbed boron to obtain a boron eluent. The boron eluent is neutralized by adding sodium hydroxide, and then concentrated by heating to precipitate and separate sodium sulfate. After cooling the remaining mother liquor to 35 to 40 ° C., sulfuric acid is added to adjust the pH to 4 to 6, thereby precipitating boric acid and separating the boric acid with a centrifugal separator or the like. The acid is recovered.

日本国特開2004−238236号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-238236 日本国特開2003−305331号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-305331 日本国特開2002−29732号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-29732

これらの方法を利用することにより、ホウ素化合物等を含む排水や固形排物などから、ホウ酸を回収して、再利用することができる。   By utilizing these methods, boric acid can be recovered and reused from waste water containing solid boron compounds or solid waste.

ここで、ガラス溶融炉などから排出される排ガスには、炉で溶解した成分のみならず、使用した燃料の燃焼排ガス成分も含まれる。
そのため、特許文献1に記載される方法では、ガラス溶融炉の燃料として重油を用いた場合など、排ガスに硫黄化合物が含まれている場合、硫酸塩などの硫黄化合物もリサイクルのガラス原料としてガラス溶融炉に投入されてしまう。このように、ガラス原料に硫酸等の硫黄化合物が含まれると、原料から入ってくる以外の硫黄成分が濃縮されてしまい、ガラスの品質低下等の問題を生じる。
そのため、この方法では、実質的に硫黄を含有しない燃料を用いた排ガスの浄化で副生した排水等しか、処理することができない。
Here, exhaust gas discharged from a glass melting furnace or the like includes not only components dissolved in the furnace but also combustion exhaust gas components of the used fuel.
Therefore, in the method described in Patent Document 1, when a sulfur compound is contained in the exhaust gas, such as when heavy oil is used as a fuel for a glass melting furnace, a sulfur compound such as sulfate is also melted as a glass material for recycling. It will be thrown into the furnace. Thus, when sulfur compounds, such as a sulfuric acid, are contained in a glass raw material, sulfur components other than entering from a raw material will be concentrated, and problems, such as a glass quality fall, will arise.
Therefore, in this method, only wastewater and the like produced as a by-product in the purification of exhaust gas using a fuel that does not substantially contain sulfur can be treated.

同様に、特許文献2に記載される方法のように、排ガスを冷却してホウ酸を固体として析出/回収する方法でも、排ガスに硫黄が含まれる場合には、排ガスをホウ酸が固体として析出する温度まで冷却すると、排ガスの温度が酸露点以下となって硫酸も析出してしまう。硫酸が析出すれば、装置の腐食等が生じ、また、回収するホウ酸にも硫酸が含まれる結果となる。
そのため、この方法でも、実質的に硫黄を含有しない燃料を用いた排ガスしか、処理することができない。
Similarly, even when the exhaust gas is cooled and the boric acid is precipitated / recovered as a solid, as in the method described in Patent Document 2, if the exhaust gas contains sulfur, the exhaust gas is precipitated as a solid. When the temperature is lowered to the temperature, the temperature of the exhaust gas becomes lower than the acid dew point, and sulfuric acid is also precipitated. If sulfuric acid is deposited, the apparatus will be corroded, and the recovered boric acid will also contain sulfuric acid.
For this reason, even with this method, only exhaust gas using fuel that does not substantially contain sulfur can be treated.

これに対し、特許文献3に記載される方法であれば、ガラス溶融炉の燃料として重油を使用した場合のように、硫黄成分を含む排ガスを処理して副生された排水等からも、ホウ酸を回収することができる。
しかしながら、この方法では、イオン交換樹脂での排水の処理を行っているため、イオン交換樹脂からホウ素を溶離させる手順が必要であり、排水濃度が高い場合、排水処理に必要なイオン交換樹脂装置が非常に大きくなるという問題がある。また、ホウ素溶離液が、ホウ酸以外の多種の物質を含有している場合には、充分に高純度なホウ酸を回収することができない。
On the other hand, in the method described in Patent Document 3, the wastewater generated as a by-product by treating the exhaust gas containing sulfur components as in the case of using heavy oil as the fuel for the glass melting furnace, The acid can be recovered.
However, in this method, since the waste water is treated with the ion exchange resin, a procedure for eluting boron from the ion exchange resin is required. When the waste water concentration is high, an ion exchange resin device necessary for the waste water treatment is provided. There is a problem of becoming very large. In addition, when the boron eluent contains various substances other than boric acid, sufficiently high-purity boric acid cannot be recovered.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、硫黄成分を含む排ガスを処理して副生された排水等、硫黄成分を含む液体や固形物も処理することができ、また、高濃度な液体や、ホウ素化合物以外の様々な物質を含有する液体や固形物からも、高純度なホウ酸を回収することができるホウ酸の回収方法および回収装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and can also treat liquids and solids containing sulfur components, such as wastewater produced by treating exhaust gas containing sulfur components, Another object of the present invention is to provide a boric acid recovery method and recovery apparatus that can recover high-purity boric acid from high-concentration liquids and liquids and solids containing various substances other than boron compounds. .

前記目的を達成するために、本発明は、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収するホウ酸の回収方法であって、
前記被処理液に酸を添加してpH4未満に調整した後に濃縮し、または前記被処理液を濃縮した後に酸を添加してpH4未満に調整し、
前記濃縮及びpH調整され、かつ、不溶解物を含まない被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出した水溶液とし、
前記ホウ酸結晶が析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該ホウ酸結晶を分離した後の濾液の50〜90質量%を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、
前記分離したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱してホウ酸結晶を溶解し、該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出した水溶液とし、前記ホウ酸結晶が再析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該再析出したホウ酸結晶を分離した後の濾液の少なくとも一部を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加する、ホウ酸の回収方法(1)を提供する。
To achieve the above object, the present invention provides a boric acid recovery method for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water containing a boron compound and an alkali metal compound and solid waste,
Concentrate after adding an acid to the liquid to be treated and adjusting the pH to less than 4, or adjusting the pH to be less than 4 by adding an acid after concentrating the liquid to be treated,
The solution to be treated which is concentrated and pH-adjusted and does not contain insoluble matter is cooled to an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated,
Separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are precipitated,
50 to 90% by mass of the filtrate after separating the boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment,
The separated boric acid crystal is heated with a boric acid aqueous solution or water to dissolve the boric acid crystal, and the heated boric acid crystal is dissolved to cool the recrystallizing liquid. And an aqueous solution in which boric acid crystals are reprecipitated, and separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated,
A boric acid recovery method (1) is provided in which at least a part of the filtrate after separating the re-precipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment.

また、本発明は、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収するホウ酸の回収方法であって、
前記被処理液に酸を添加してpH4未満に調整した後に濃縮してアルカリ金属塩を析出させ、アルカリ金属塩が析出した前記被処理液からアルカリ金属塩を除去し、
または前記被処理液を濃縮してアルカリ金属塩を析出させ、アルカリ金属塩が析出した前記被処理液からアルカリ金属塩を除去した後に酸を添加してpH4未満に調整し、
前記濃縮及びpH調整され、かつ、前記アルカリ金属塩が除去された被処理液に水を加えて希釈し、
該希釈された被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出した水溶液とし、
前記ホウ酸結晶が析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該ホウ酸結晶を分離した後の濾液を前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、
前記分離したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱してホウ酸結晶を溶解し、該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出した水溶液とし、前記ホウ酸結晶が再析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該再析出したホウ酸結晶を分離した後の濾液の少なくとも一部を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加する、ホウ酸の回収方法(2)を提供する。
The present invention is also a boric acid recovery method for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water and solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound,
After adding an acid to the liquid to be treated and adjusting the pH to less than 4, it concentrates to precipitate an alkali metal salt, and the alkali metal salt is removed from the liquid to be treated on which the alkali metal salt has precipitated,
Alternatively, the liquid to be treated is concentrated to precipitate an alkali metal salt, and after removing the alkali metal salt from the liquid to be treated on which the alkali metal salt has been deposited, an acid is added to adjust the pH to less than 4.
The concentration and pH adjustment and dilution of the liquid to be treated from which the alkali metal salt has been removed by adding water,
The diluted liquid to be treated is cooled to an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated,
Separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are precipitated,
The filtrate after separating the boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment,
The separated boric acid crystal is heated with a boric acid aqueous solution or water to dissolve the boric acid crystal, and the heated boric acid crystal is dissolved to cool the recrystallizing liquid. And an aqueous solution in which boric acid crystals are reprecipitated, and separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated,
A boric acid recovery method (2) is provided in which at least a part of the filtrate after separating the re-precipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment.

また、本発明は、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収する装置であって、
前記被処理液を濃縮する濃縮装置と、
酸が添加されて被処理液のpHが4未満に調整されるpH調整装置と、
前記pH調整され、かつ、不溶解物を含まない被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出された水溶液とする晶析装置と、
析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該ホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の50〜90質量%を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
前記分離回収したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱しホウ酸結晶を溶解する加熱溶解装置と、
該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出された水溶液とする晶析装置と、
再析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該再析出されたホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の少なくとも一部を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
を備えるホウ酸の回収装置(1)を提供する。
Further, the present invention is an apparatus for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water and solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound,
A concentrator for concentrating the liquid to be treated;
A pH adjuster in which an acid is added to adjust the pH of the liquid to be treated to less than 4;
A crystallizer for adjusting the pH and cooling the liquid to be treated that does not contain insoluble matter to form an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated;
A recovery device for separating and recovering the precipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending 50 to 90% by mass of the filtrate after separating and recovering the boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A heating and dissolving apparatus for heating the liquid for treatment for recrystallization in which an aqueous boric acid solution or water is added to the separated and recovered boric acid crystals to dissolve the boric acid crystals;
A crystallizer for heating the recrystallized liquid for recrystallization in which boric acid crystals are dissolved to cool the boric acid crystals into an aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated;
A recovery device for separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending at least a part of the filtrate after separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A boric acid recovery device (1) is provided.

また、本発明は、
ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収する装置であって、
前記被処理液を濃縮してアルカリ金属塩を析出させる濃縮装置と、
析出したアルカリ金属塩を被処理液から除去する除去装置と、
酸が添加されて被処理液のpHが4未満に調整されるpH調整装置と、
前記除去装置でアルカリ金属塩が除去され、かつ、前記pH調整装置でpH調整された被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出された水溶液とする晶析装置と、
析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該ホウ酸結晶を分離回収した後の濾液を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
前記分離回収したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱しホウ酸結晶を溶解する加熱溶解装置と、
該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出された水溶液とする晶析装置と、
再析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該再析出されたホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の少なくとも一部を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
を備えるホウ酸の回収装置(2)を提供する。
The present invention also provides:
An apparatus for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water containing a boron compound and an alkali metal compound and solid waste,
A concentration device for concentrating the liquid to be treated to precipitate an alkali metal salt;
A removal device for removing the precipitated alkali metal salt from the liquid to be treated;
A pH adjuster in which an acid is added to adjust the pH of the liquid to be treated to less than 4;
A crystallization device in which the alkali metal salt is removed by the removal device, and the liquid to be treated whose pH is adjusted by the pH adjustment device is cooled to form an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated;
A recovery device for separating and recovering the precipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending the filtrate after separating and recovering the boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A heating and dissolving apparatus for heating the liquid for treatment for recrystallization in which an aqueous boric acid solution or water is added to the separated and recovered boric acid crystals to dissolve the boric acid crystals;
A crystallizer for heating the recrystallized liquid for recrystallization in which boric acid crystals are dissolved to cool the boric acid crystals into an aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated;
A recovery device for separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending at least a part of the filtrate after separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A boric acid recovery device (2) is provided.

本発明によれば、ホウケイ酸ガラスの製造工程から排出されるホウ酸含有排ガスの浄化によって副生された排水や固形排物など、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水や固形排物から、簡易な操作によって高純度のホウ酸を回収することができる。   According to the present invention, from wastewater and solid waste containing boron compounds and alkali metal compounds, such as wastewater and solid waste by-produced by purification of boric acid-containing exhaust gas discharged from the production process of borosilicate glass, High purity boric acid can be recovered by simple operation.

本発明のホウ素回収方法(第1の態様)の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the boron collection | recovery method (1st aspect) of this invention. 本発明のホウ素回収方法(第2の態様)の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the boron collection | recovery method (2nd aspect) of this invention. 本発明のホウ素回収方法で処理する被処理液の一例を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating an example of the to-be-processed liquid processed with the boron collection | recovery method of this invention.

以下、本発明のホウ酸の回収方法について、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, the boric acid recovery method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に本発明のホウ酸の回収方法(第1の態様)の一例のフローチャート、図2に本発明のホウ酸の回収方法(第2の態様)の一例のフローチャートを示す。
図1、図2に示すように、本発明のホウ酸の回収方法(以下、単に回収方法ともいう)は、冷却による晶析(結晶化/晶析)を利用して、被処理液からホウ酸を回収するものである。以下、第1の態様であること、または第2の態様であること、の特定がない限りは、第1の態様と第2の態様との共通する内容として説明する。
FIG. 1 shows a flowchart of an example of the boric acid recovery method (first aspect) of the present invention, and FIG. 2 shows a flowchart of an example of the boric acid recovery method (second aspect) of the present invention.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the boric acid recovery method of the present invention (hereinafter also simply referred to as recovery method) utilizes crystallization (crystallization / crystallization) by cooling from a solution to be treated. The acid is recovered. Hereinafter, unless it is specified that it is the first aspect or the second aspect, it will be described as the contents common to the first aspect and the second aspect.

本発明における排水および固形排物は、いずれも、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む。本発明において、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とは区別し、ホウ酸ナトリウムなどのホウ素原子とアルカリ金属原子とを含む化合物は、特に言及しない限りホウ素化合物とみなす。したがって、アルカリ金属化合物は、特に言及しない限り、ホウ素原子を含まないアルカリ金属化合物である。また、ホウ素化合物はアルカリ金属に限られず各種の構成元素を含んでいてもよい。アルカリ金属化合物も同様に、ホウ素以外の各種の構成元素を含んでいてもよい。
本発明における排水はホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む水からなり、本発明における固形排物はホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む固体(粉体など)からなる。これら排水と固形排物は、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物以外の化合物を含有していてもよい。
これらは、ホウ素化合物やアルカリ金属化合物を取り扱う工業的工程から排出されるものであり、特に後述のホウケイ酸ガラスの製造工程から排出される排ガスを塩基性のアルカリ金属化合物水溶液に接触させる排ガス処理工程から排出される排水または固形排物であることが好ましい。
本発明における被処理液は、上記排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液であり、図1または図2に示すように、上記排水の場合は排水そのものであってもよく、排水に水を加えて得られる水希釈液であってもよい。上記固形排物の場合は、固形排物に水を加えて得られる水溶液である。また、図1または図2に示すように固形排物に加える水として上記排水を使用することができ、また固形排物と排水の混合物を水で希釈して本発明における被処理液とすることもできる。
さらに、後述のホウ酸結晶を析出させその結晶を分離した後のホウ酸を含む水溶液(濾液など)を希釈水の少なくとも一部として使用することもできる。
さらにまた、これらの被処理液は、その2以上を混合したものであってもよい。
The waste water and solid waste in the present invention both contain a boron compound and an alkali metal compound. In the present invention, a boron compound is distinguished from an alkali metal compound, and a compound containing a boron atom and an alkali metal atom such as sodium borate is regarded as a boron compound unless otherwise specified. Therefore, an alkali metal compound is an alkali metal compound containing no boron atom unless otherwise specified. Further, the boron compound is not limited to the alkali metal and may contain various constituent elements. Similarly, the alkali metal compound may contain various constituent elements other than boron.
The waste water in the present invention consists of water containing a boron compound and an alkali metal compound, and the solid waste in the present invention consists of a solid (powder etc.) containing a boron compound and an alkali metal compound. These waste water and solid waste may contain compounds other than boron compounds and alkali metal compounds.
These are exhausted from an industrial process that handles boron compounds and alkali metal compounds, and in particular, an exhaust gas treatment process in which exhaust gas discharged from a borosilicate glass manufacturing process described later is brought into contact with a basic aqueous alkali metal compound solution. It is preferable that it is the waste_water | drain or solid waste discharged | emitted from.
The liquid to be treated in the present invention is a liquid to be treated containing at least one of the waste water and solid waste, and as shown in FIG. 1 or FIG. 2, in the case of the waste water, the waste water itself may be used. It may be a water dilution obtained by adding water. In the case of the solid waste, it is an aqueous solution obtained by adding water to the solid waste. Moreover, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the said waste water can be used as the water added to solid waste, and the mixture of solid waste and waste water is diluted with water to make the liquid to be treated in the present invention. You can also.
Furthermore, an aqueous solution (such as a filtrate) containing boric acid after depositing boric acid crystals described below and separating the crystals can also be used as at least part of the diluted water.
Furthermore, these liquids to be treated may be a mixture of two or more thereof.

本発明における排水および固形排物としては、一例として、FPD(Flat Panel Display)用ガラス、太陽電池用ガラス等に使用されるようなホウケイ酸ガラスの製造において、ガラス溶融炉、溶融ガラス成形炉などから排出された排ガスを浄化した際に副生される排水や固形排物が例示される。
ホウケイ酸ガラスの製造においては、酸化ホウ素が揮発性であることより、溶融途中の高温のガラス原料や溶融ガラスから酸化ホウ素が揮発し、燃焼排ガスなどの排出ガス中に混入して、酸化ホウ素含有排ガスとしてホウケイ酸ガラスの製造工程から排出される。このため、この排ガスの浄化が必要とされ、効率的な浄化を行うために多くの場合塩基性化合物の水溶液や粉末を使用して浄化が行われる。塩基性化合物としてはアルカリ金属化合物、特にナトリウム化合物が使用される。具体的なアルカリ金属化合物としては、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの水溶性の塩基性ナトリウム化合物が挙げられる。
Examples of the waste water and solid waste in the present invention include, for example, FPD (Flat Panel Display) glass, borosilicate glass used for solar cell glass, glass melting furnace, molten glass forming furnace, etc. The waste water and solid waste by-produced when purifying the exhaust gas discharged | emitted from are illustrated.
In the manufacture of borosilicate glass, since boron oxide is volatile, boron oxide volatilizes from high-temperature glass raw materials and molten glass that are in the process of melting, and is mixed into exhaust gases such as combustion exhaust gas. It is discharged from the manufacturing process of borosilicate glass as exhaust gas. For this reason, purification of this exhaust gas is required, and in many cases, purification is performed using an aqueous solution or powder of a basic compound in order to perform efficient purification. As the basic compound, an alkali metal compound, particularly a sodium compound is used. Specific examples of the alkali metal compound include water-soluble basic sodium compounds such as sodium hydroxide, sodium bicarbonate, and sodium carbonate.

図3に、この排ガスの浄化プロセスの一例を概念的に示す。
図3に示す浄化プロセスでは、ホウケイ酸ガラスを製造するためのガラス溶融炉から排出された排ガスを、まず、冷却塔において水や水酸化ナトリウム水溶液によって200℃程度まで冷却する。この際において、必要に応じて、除害薬剤として、水酸化ナトリウムや炭酸水素ナトリウム(図3には、水酸化ナトリウム水溶液のみを表記)を添加する。
次いで、冷却済みの排ガスに、必要に応じて炭酸水素ナトリウム粉末などを添加して、バグフィルタで浄化する。さらに、バグフィルタで浄化した排ガスを、ベンチュリスクラバにおいて水酸化ナトリウムなどで処理して浄化して、浄化済みの排ガスとして大気に放出する。なお、この排ガスの浄化プロセスにおいて添加する水酸化ナトリウム等のアルカリ金属化合物は、固体で添加しても水溶液として添加してもよく、あるいは、固体および水溶液の両者を添加してもよい。
FIG. 3 conceptually shows an example of the exhaust gas purification process.
In the purification process shown in FIG. 3, the exhaust gas discharged from the glass melting furnace for producing borosilicate glass is first cooled to about 200 ° C. with water or an aqueous sodium hydroxide solution in a cooling tower. At this time, if necessary, sodium hydroxide or sodium hydrogen carbonate (only sodium hydroxide aqueous solution is shown in FIG. 3) is added as a detoxifying agent.
Next, sodium hydrogen carbonate powder or the like is added to the cooled exhaust gas as necessary, and the exhaust gas is purified with a bag filter. Further, the exhaust gas purified by the bag filter is purified by treating with sodium hydroxide or the like in a venturi scrubber and released into the atmosphere as a purified exhaust gas. The alkali metal compound such as sodium hydroxide added in the exhaust gas purification process may be added as a solid or an aqueous solution, or both a solid and an aqueous solution may be added.

この浄化プロセスにおいて、バグフィルタで捕集された固形の廃物や、ベンチュリスクラバからの廃液には、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムなど、様々なホウ素化合物やアルカリ金属化合物が含有されている。
従って、本発明の回収方法では、この浄化プロセスにおいてバグフィルタで捕集された固形の廃物を、本発明における固形排物として扱うことができ、また、ベンチュリスクラバから排出された廃液を、本発明における排液として扱うことができる。なお、以下これら廃液や固形廃物を排水、固形排物ともいう。
In this purification process, solid waste collected by the bag filter and waste liquid from the venturi scrubber may contain boric acid, boron oxide, sodium borate, sodium hydroxide, sodium chloride, sodium fluoride, sodium sulfate, nitric acid. Various boron compounds and alkali metal compounds such as sodium are contained.
Therefore, in the recovery method of the present invention, the solid waste collected by the bag filter in this purification process can be handled as the solid waste in the present invention, and the waste liquid discharged from the venturi scrubber is used as the present invention. Can be treated as drainage. Hereinafter, these waste liquids and solid waste are also referred to as waste water and solid waste.

すなわち、本発明のホウ酸の回収方法において、図3に示す排ガスの浄化プロセスによる副生物を処理する場合には、ベンチュリスクラバから排出された排水を、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水とする。また、バグフィルタで捕集された固形排物をホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む固形排物とする。したがって、前記本発明における被処理液は、これらを使用して得られる。   That is, in the boric acid recovery method of the present invention, when the by-product by the exhaust gas purification process shown in FIG. 3 is treated, waste water discharged from the venturi scrubber is treated with waste water containing a boron compound and an alkali metal compound. To do. The solid waste collected by the bag filter is a solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound. Therefore, the to-be-processed liquid in the said this invention is obtained using these.

なお、図3に示す排ガスの浄化プロセスにおいて、冷却塔からも、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む、固形の廃物や廃液が排出される場合には、これらも、バグフィルタで捕集された固形排物やベンチュリスクラバから排出される排水と同様に、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水や固形排物として扱うこともできる。   In the exhaust gas purification process shown in FIG. 3, when solid waste and waste liquid containing boron compounds and alkali metal compounds are discharged from the cooling tower, these were also collected by the bag filter. Similarly to the waste water discharged from the solid waste or the venturi scrubber, the waste water containing the boron compound and the alkali metal compound can be handled as the solid waste.

また、本発明の回収方法において、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水や固形排物としては、上記ホウケイ酸ガラス製造工程での排ガスの浄化で副生された排水や固形排物に限定はされず、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む、各種の排水や固形排物が例示される。   In the recovery method of the present invention, the waste water and solid waste containing the boron compound and the alkali metal compound are limited to waste water and solid waste by-produced in the purification of exhaust gas in the borosilicate glass manufacturing process. The various waste water and solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound are illustrated.

本発明における固形排物および排水は、いずれも、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物以外に、硫黄化合物、塩素化合物、フッ素化合物などを含んでいてもよい。ホウ素化合物とアルカリ金属化合物以外のこれら成分は、前記定義のように構成元素としてホウ素とアルカリ金属のいずれも含まない化合物である。したがって、例えば、前記塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムなどは、本発明におけるアルカリ金属化合物である。本発明における固形排物および排水は、いずれも、硫黄化合物、塩素化合物、フッ素化合物を少量含有していてもよいが、実質的に含有しないことが好ましい。
本発明における固形排物および排水に含まれるホウ素化合物は、主にホウ酸とホウ酸ナトリウムであることが好ましい。本発明における固形排物および排水に含まれるアルカリ金属化合物は、主に硫酸ナトリウムと塩化ナトリウムであることが好ましく、これら以外に比較的少量のフッ化ナトリウムや硝酸ナトリウムなどが含まれていてもよい。
本発明における固形排物および排水に含まれる化合物の構成元素比(質量比)としては、ホウ素量(質量)を1とした相対比で、アルカリ金属量が0.6〜13、硫黄量が0〜6、および、塩素量が0〜6であることが好適である。なお、この構成元素比における硫黄や塩素は、主に硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムなどのアルカリ金属化合物中の元素である。
このような構成元素比である各種化合物を含む固形排物および排水としては、ホウケイ酸ガラス製造工程から排出される排ガスの浄化で副生される排水や固形排物が代表的なものである。本発明はこのような排水や固形排物から高純度のホウ酸を回収できる。
The solid waste and waste water in the present invention may each contain a sulfur compound, a chlorine compound, a fluorine compound, etc. in addition to the boron compound and the alkali metal compound. These components other than the boron compound and the alkali metal compound are compounds containing neither boron nor an alkali metal as constituent elements as defined above. Therefore, for example, sodium chloride, sodium fluoride, sodium sulfate, sodium nitrate and the like are alkali metal compounds in the present invention. The solid waste and waste water in the present invention may each contain a small amount of a sulfur compound, a chlorine compound, or a fluorine compound, but it is preferable that the solid waste and the waste water do not substantially contain.
The boron compound contained in the solid waste and waste water in the present invention is preferably mainly boric acid and sodium borate. The alkali metal compound contained in the solid waste and waste water in the present invention is preferably mainly sodium sulfate and sodium chloride, and may contain relatively small amounts of sodium fluoride, sodium nitrate, etc. in addition to these. .
As a constituent element ratio (mass ratio) of the compound contained in the solid waste and waste water in the present invention, the alkali metal amount is 0.6 to 13, and the sulfur amount is 0 in terms of a relative ratio where the boron amount (mass) is 1. It is preferable that -6 and the amount of chlorine are 0-6. Note that sulfur and chlorine in this constituent element ratio are mainly elements in alkali metal compounds such as sodium sulfate and sodium chloride.
Typical examples of solid waste and wastewater containing various compounds having such constituent element ratios include wastewater and solid waste by-produced by purification of exhaust gas discharged from the borosilicate glass manufacturing process. The present invention can recover high-purity boric acid from such waste water and solid waste.

上記排水および固形排物の少なくとも一方を含む本発明における被処理液に含まれる各構成元素の濃度としては、ホウ素濃度が10〜40g/L、ナトリウム濃度が20〜400g/L、硫黄濃度が0〜200g/L、塩素濃度が0〜200g/Lであることが好ましい。なお、この各構成元素濃度における硫黄および塩素は、主にアルカリ金属化合物中の構成元素である。
また、被処理液中の化合物の多くはイオン化していると考えられる。例えば、ホウ酸イオン、ナトリウムイオン、硫酸イオン、塩化物イオン、フッ化物イオン、硝酸イオンなどが被処理液中に存在していると考えられる。
なお、被処理液は不溶解分を含まないことが好ましい。しかし、加熱して加熱水溶液とした段階で不溶解分を含まないものとなる限り、加熱により溶解する不溶解分を含んでいてもよい。必要により加熱前の被処理液からろ過等により不溶解分を除去することもできる。
As the concentration of each constituent element contained in the liquid to be treated in the present invention including at least one of the waste water and the solid waste, the boron concentration is 10 to 40 g / L, the sodium concentration is 20 to 400 g / L, and the sulfur concentration is 0. It is preferable that it is -200g / L and a chlorine concentration is 0-200g / L. In addition, sulfur and chlorine in each constituent element concentration are constituent elements in the alkali metal compound.
Moreover, it is considered that many of the compounds in the liquid to be treated are ionized. For example, it is considered that borate ions, sodium ions, sulfate ions, chloride ions, fluoride ions, nitrate ions and the like are present in the liquid to be treated.
In addition, it is preferable that a to-be-processed liquid does not contain an insoluble content. However, as long as it does not contain an insoluble component at the stage of heating to an aqueous solution, it may contain an insoluble component that is dissolved by heating. If necessary, the insoluble matter can be removed by filtration or the like from the liquid to be treated before heating.

本発明の回収方法においては、好ましい態様として、図1に示すように、このような被処理液を加熱して加熱水溶液とする。この加熱水溶液は不溶解物を含まないものである必要がある。加熱水溶液としても不溶解物が存在している場合はろ過等により不溶解分を除去する。
加熱水溶液の加熱温度は特に限定されないが、50℃以上が好ましい。加熱水溶液の加熱温度が50℃未満では、ホウ酸の回収率が低く、また析出するホウ酸結晶が充分に成長しないため、分離性能が悪くなる不都合が生じる。
加熱水溶液の加熱温度は、好ましくは100℃以下であり、さらに好ましくは70℃〜80℃である。
これにより、ホウ酸結晶の回収率や分離性能を向上できる。
In the recovery method of the present invention, as a preferred embodiment, as shown in FIG. 1, such a liquid to be treated is heated to obtain a heated aqueous solution. This heated aqueous solution needs to contain no insoluble matter. If insoluble matter is present in the heated aqueous solution, the insoluble matter is removed by filtration or the like.
Although the heating temperature of heating aqueous solution is not specifically limited, 50 degreeC or more is preferable. When the heating temperature of the heated aqueous solution is less than 50 ° C., the boric acid recovery rate is low, and the precipitated boric acid crystals do not grow sufficiently, resulting in inconvenience that the separation performance deteriorates.
The heating temperature of the heated aqueous solution is preferably 100 ° C. or lower, and more preferably 70 ° C. to 80 ° C.
Thereby, the recovery rate and separation performance of boric acid crystals can be improved.

本発明の回収方法では、前述のように、この被処理液の加熱は、好ましい態様として行なわれるものであり、必須の工程ではない。   In the recovery method of the present invention, as described above, the heating of the liquid to be treated is performed as a preferred embodiment and is not an essential step.

次に、加熱水溶液(加熱を行なわない場合には、被処理液。以下、被処理液と加熱水溶液を単に被処理液ともいう。)に酸を添加して、pHを4未満に調整する。
本発明においては、このように被処理液のpHを、加熱した状態でpH4未満(加熱しない場合は、被処理液のpHをpH4未満。以下同じ)となるようにpH調整装置(pH調整タンク)にて調整することにより、純度の高いホウ酸結晶を回収することができる。また、冷却晶析前にpHを調整することで、水溶液中のアルカリ金属ホウ酸塩をホウ酸に転化させた後で冷却操作を行うことができ、ホウ酸結晶の粒形や粒径の制御が容易となる。更にこれによってもホウ酸の純度を向上することができる。
Next, an acid is added to the heated aqueous solution (in the case where heating is not performed, the liquid to be treated; hereinafter, the liquid to be treated and the heated aqueous solution are also simply referred to as the liquid to be treated) to adjust the pH to less than 4.
In the present invention, the pH adjusting device (pH adjusting tank) is adjusted so that the pH of the liquid to be treated is less than pH 4 in the heated state (when not heated, the pH of the liquid to be treated is less than pH 4. The same applies hereinafter). ), It is possible to recover boric acid crystals with high purity. In addition, by adjusting the pH before cooling crystallization, the cooling operation can be performed after converting the alkali metal borate in the aqueous solution to boric acid, and control of the particle shape and particle diameter of the boric acid crystal Becomes easy. Further, this also improves the purity of boric acid.

また、pH調整された被処理液のpHが4以上では、被処理液の固形分濃度が高い場合に充分な純度のホウ酸を回収できない。アルカリ金属ホウ酸塩などの不純物の量が多いホウ酸は、アルカリ金属成分を含まないホウケイ酸ガラスなどの原料として再使用することは困難である。また、得られたホウ酸をさらに再結晶法で精製する場合も、高純度のホウ酸を得ることが困難となる。
pH調整された被処理液のpHは4未満であり、好ましくは3.5以下、より好ましくは3.5未満であり、さらに好ましくは1〜3である。
これにより、より高純度のホウ酸結晶を回収できる。
Further, when the pH of the liquid to be treated whose pH is adjusted is 4 or more, boric acid having a sufficient purity cannot be recovered when the solid content concentration of the liquid to be treated is high. Boric acid having a large amount of impurities such as alkali metal borate is difficult to reuse as a raw material for borosilicate glass that does not contain an alkali metal component. Further, when the obtained boric acid is further purified by a recrystallization method, it becomes difficult to obtain high-purity boric acid.
The pH of the liquid to be treated whose pH is adjusted is less than 4, preferably 3.5 or less, more preferably less than 3.5, and still more preferably 1 to 3.
Thereby, higher purity boric acid crystals can be recovered.

被処理液のpH調整に用いる酸には、特に限定は無く、硫酸、塩酸、硝酸など各種の無機酸が利用可能である。このような酸としては硫酸が好ましい。
ホウケイ酸ガラスのガラス溶融炉から排出される排ガスの浄化で副生された排水等からホウ酸を回収する場合には、この排水等に硫酸イオンが含まれている場合が多い。そのため、pH調整に硫酸を用いることにより、被処理液への余分な成分の添加を抑制することができる。
また、pH調整に塩酸を用いると、塩化物イオンが晶析装置を腐食する原因となるおそれがあり、硫酸の使用がより好ましい。
The acid used for adjusting the pH of the liquid to be treated is not particularly limited, and various inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid can be used. Such acid is preferably sulfuric acid.
When boric acid is recovered from wastewater or the like by-produced by purification of exhaust gas discharged from a borosilicate glass melting furnace, sulfate ions are often included in the wastewater or the like. Therefore, by using sulfuric acid for pH adjustment, addition of extra components to the liquid to be treated can be suppressed.
Moreover, when hydrochloric acid is used for pH adjustment, chloride ions may cause corrosion of the crystallizer, and use of sulfuric acid is more preferable.

なお、本発明の回収方法において、pH調整は、被処理液を加熱した後に行なうのに限定はされない。
すなわち、被処理液のpH調整は、図1に点線で示すように、前述の被処理液の加熱を行なう前に行なってもよく、あるいは、後述する濃縮を行なった後に行なってもよい。
In addition, in the collection | recovery method of this invention, pH adjustment is not limited to performing after heating a to-be-processed liquid.
That is, the pH of the liquid to be treated may be adjusted before heating the liquid to be treated as shown by the dotted line in FIG. 1 or after concentration described later.

pH調整された被処理液は、好ましくは、冷却する前に濃縮装置にて濃縮し、濃縮された被処理液とする。濃縮することにより、ホウ酸の回収率を向上できる。
濃縮装置としては、例えば、減圧した濃縮結晶缶内で、内部を蒸気等の加熱流体が流通する複数の伝熱管の表面に、被処理液をノズルから散布して加熱蒸発させる公知の蒸発濃縮装置などを用いることができる。かかる濃縮装置では、濃縮結晶缶内の被処理液を循環ポンプによって複数の伝熱管に散布するノズルに循環させる。
濃縮装置で発生した蒸気は、凝縮されて凝縮水タンクに導入され、この凝縮水タンクの凝縮水は、希釈用水、各装置の洗浄水あるいは回収工程における結晶の洗浄水などに利用される。
The to-be-treated liquid whose pH has been adjusted is preferably concentrated in a concentrating device before cooling to obtain a concentrated to-be-treated liquid. By concentrating, the recovery rate of boric acid can be improved.
As a concentrating device, for example, a known evaporating and concentrating device that heats and evaporates a liquid to be treated from a nozzle on the surface of a plurality of heat transfer tubes in which a heating fluid such as steam flows in a decompressed concentration crystal can Etc. can be used. In such a concentrator, the liquid to be treated in the concentrated crystal can is circulated to a nozzle that is sprayed on a plurality of heat transfer tubes by a circulation pump.
The vapor generated in the concentrating device is condensed and introduced into a condensed water tank, and the condensed water in the condensed water tank is used as dilution water, washing water for each device or washing water for crystals in the recovery process.

本発明の回収方法では、被処理液中のホウ素およびナトリウム(Na)の濃度に応じて、第1の態様および後述の第2の態様のいずれを適用するか選択する。
被処理液を晶析に適したホウ素濃度まで濃縮及びpH調整を行なったときにNa塩が析出しない場合は、第1の態様が好ましい。被処理液を晶析に適したホウ素濃度まで濃縮したとき、または被処理液を晶析に適したホウ素濃度まで濃縮及びpH調整を行なったときにNa塩が析出する場合は、後述の第2の態様が好ましい。
In the recovery method of the present invention, either the first mode or the second mode described later is selected depending on the concentrations of boron and sodium (Na) in the liquid to be treated.
The first aspect is preferred when the Na salt does not precipitate when the liquid to be treated is concentrated to a boron concentration suitable for crystallization and the pH is adjusted. When Na salt precipitates when the liquid to be treated is concentrated to a boron concentration suitable for crystallization, or when the liquid to be treated is concentrated to a boron concentration suitable for crystallization and pH adjustment is performed, the second salt described later is used. This embodiment is preferred.

具体的には、濃縮及びpH調整前の被処理液に含まれるナトリウム(Na)とホウ素(B)の質量比(Na/B)に応じて、第1の態様および後述の第2の態様のいずれを適用するか選択する。
被処理液が、Na2SO4およびNaClを含む場合、質量比(Na/B)が3.6以下であれば、第1の態様が好ましく、質量比(Na/B)が3.6超であれば、第2の態様が好ましい。
被処理液が、Na2SO4を含まず、NaClを含む場合、質量比(Na/B)が3.9以下であれば、第1の態様が好ましく、質量比(Na/B)が3.9超であれば、第2の態様が好ましい。
被処理液が、Na2SO4を含み、NaClを含まない場合、質量比(Na/B)が3.1以下であれば、第1の態様が好ましく、質量比(Na/B)が3.1超であれば、第2の態様が好ましい。
Specifically, according to the mass ratio (Na / B) of sodium (Na) and boron (B) contained in the liquid to be treated before concentration and pH adjustment, the first mode and the second mode described later are used. Select which one to apply.
When the liquid to be treated contains Na 2 SO 4 and NaCl, the first embodiment is preferable if the mass ratio (Na / B) is 3.6 or less, and the mass ratio (Na / B) exceeds 3.6. If so, the second embodiment is preferable.
When the liquid to be treated does not contain Na 2 SO 4 and contains NaCl, the first aspect is preferable if the mass ratio (Na / B) is 3.9 or less, and the mass ratio (Na / B) is 3 If it exceeds .9, the second embodiment is preferred.
When the liquid to be treated contains Na 2 SO 4 and does not contain NaCl, the first aspect is preferable if the mass ratio (Na / B) is 3.1 or less, and the mass ratio (Na / B) is 3 If it exceeds 0.1, the second embodiment is preferred.

第1の態様では、濃縮は不溶解物が析出しない程度に行う。なお、ここでいう不溶解物とは、濃縮及びpH調整を行なった結果、含有成分が飽和溶解度を超えることで析出する結晶固体である。
また第2の態様では、濃縮は不溶解物であるアルカリ金属塩が析出するように行う。被処理液に含まれるアルカリ金属塩であるNa塩、例えば、硫酸ナトリウム(Na2SO4)や塩化ナトリウム(NaCl)等を不純物として析出させる。
第1の態様でも第2の態様でも、ホウ酸の回収率を向上させるために、濃縮によって、pH調整された被処理液の固形分濃度が15質量%以上とすることが好ましい。言い換えれば、被処理液の固形分濃度が15質量%以上となるまで濃縮を行うのが好ましい。
In the first aspect, concentration is performed to such an extent that insoluble matter does not precipitate. In addition, an insoluble matter here is a crystalline solid which precipitates when a content component exceeds saturation solubility as a result of performing concentration and pH adjustment.
In the second embodiment, the concentration is performed so that an alkali metal salt which is an insoluble substance is precipitated. An Na salt that is an alkali metal salt contained in the liquid to be treated, such as sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) or sodium chloride (NaCl), is precipitated as impurities.
In both the first aspect and the second aspect, in order to improve the recovery rate of boric acid, it is preferable that the solid concentration of the liquid to be treated whose pH is adjusted by concentration is 15% by mass or more. In other words, it is preferable to concentrate until the solid content concentration of the liquid to be treated is 15% by mass or more.

一方で、ハンドリングの難しさや、不充分な攪拌による結晶品質の劣化のため、濃縮後の被処理液の固形分濃度は30質量%以下であるのが好ましい。   On the other hand, the solid content concentration of the liquid to be treated after concentration is preferably 30% by mass or less because of difficulty in handling and deterioration of crystal quality due to insufficient stirring.

濃縮温度は、特に限定されないが、50℃〜100℃が好ましい。濃縮の温度を上記範囲とすることにより、ホウ酸の回収率を向上できる。この濃縮時の温度は被処理液製造時やpH調整時の被処理液の温度と異なっていてもよい。通常はpH調整後の被処理液と同程度の温度かそれよりも高温で濃縮を行う。また、減圧濃縮などにおいては、pH調整後の被処理液の温度以下となってもよい。減圧は、好ましく10000Pa〜80000Pa、より好ましくは20000Pa〜70000Paで行なうことが好ましい。濃縮後の加熱水溶液の温度は、前記加熱した被処理液の温度と同様、50℃〜100℃が好ましく、特に70℃〜80℃が好ましい。   Although concentration temperature is not specifically limited, 50 to 100 degreeC is preferable. By setting the concentration temperature within the above range, the recovery rate of boric acid can be improved. The temperature at the time of concentration may be different from the temperature of the liquid to be processed at the time of manufacturing the liquid to be processed or pH adjustment. Usually, the concentration is performed at a temperature comparable to or higher than the liquid to be treated after pH adjustment. Moreover, in vacuum concentration etc., you may become below the temperature of the to-be-processed liquid after pH adjustment. The decompression is preferably performed at 10,000 Pa to 80000 Pa, more preferably 20000 Pa to 70000 Pa. The temperature of the heated aqueous solution after concentration is preferably 50 ° C. to 100 ° C., particularly preferably 70 ° C. to 80 ° C., like the temperature of the heated liquid to be treated.

ただし、第1の態様では、どのような条件で濃縮を行う場合であっても、濃縮によって不溶解物が生成しないことが好ましい。
また第2の態様では、設備負荷を考慮すると、濃縮後の液に対して析出されるアルカリ金属塩は、10質量%を超えないことが好ましい。
However, in the first aspect, it is preferable that no insoluble matter is generated by the concentration under any conditions.
In the second aspect, it is preferable that the alkali metal salt deposited on the concentrated liquid does not exceed 10% by mass in consideration of equipment load.

第2の態様の場合、濃縮装置の循環ポンプのインペラの先端速度を調整することによって、析出するNa塩の粒径を制御し、除去工程で、Na塩を選択的に除去するようにしている。
具体的には、循環ポンプのインペラの先端速度を、例えば、10〜18m/secとしており、これによって、析出するNa塩である塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムの粒径を、100〜300μm程度にしている。このとき、不所望に析出するホウ酸結晶の粒径は、20〜50μmであり、後続のサイクロンによって、不純物であるNa塩を、ホウ酸を含む濃縮液から分離することができる。
なお、固液分離装置としては、サイクロンに限らず、横型連続式の遠心分離機による大粒径結晶の分離や流動層による分級、あるいは、バッチ式の沈降分離法などを用いてもよい。
In the case of the second aspect, by adjusting the tip speed of the impeller of the circulation pump of the concentrator, the particle size of the precipitated Na salt is controlled, and the Na salt is selectively removed in the removal step. .
Specifically, the tip speed of the impeller of the circulation pump is set to, for example, 10 to 18 m / sec, and thereby the particle diameters of sodium salt and sodium sulfate that are precipitated Na salts are set to about 100 to 300 μm. . At this time, the particle diameter of the boric acid crystals that are undesirably precipitated is 20 to 50 μm, and the Na salt that is an impurity can be separated from the concentrated liquid containing boric acid by the subsequent cyclone.
The solid-liquid separation device is not limited to a cyclone, and separation of large-diameter crystals by a horizontal continuous centrifugal separator, classification by a fluidized bed, or a batch-type sedimentation separation method may be used.

第2の態様において、ここでは、被処理液に酸を添加するpH調整工程を、濃縮工程の前に行うので、被処理液中のアルカリ金属ホウ酸塩を予めホウ酸とアルカリ金属塩に転化した後に濃縮を行うことになるため、この転化によって生じるアルカリ金属塩も含めて、濃縮工程においてアルカリ金属塩の結晶を成長させることができ、それにより除去工程においてアルカリ金属塩を効率的に除去することができる。
第2の態様の場合は、サイクロンによって不純物であるNa塩の結晶が除去された被処理液は、晶析原液として晶析原液タンクに導入される。晶析原液タンクに、希釈用の水が加えられて被処理液が希釈される(希釈工程という)。このように被処理液を、希釈用の水で希釈するので、後続の晶析工程において、ホウ酸結晶以外の不純物の析出を抑制することができる。
In the second aspect, since the pH adjustment step of adding acid to the liquid to be treated is performed before the concentration step, the alkali metal borate in the liquid to be treated is previously converted into boric acid and an alkali metal salt. Then, since concentration is performed, the alkali metal salt crystal including the alkali metal salt generated by this conversion can be grown in the concentration step, thereby efficiently removing the alkali metal salt in the removal step. be able to.
In the case of the second aspect, the liquid to be treated from which the crystals of the Na salt as an impurity have been removed by the cyclone is introduced into the crystallization stock solution tank as a crystallization stock solution. Dilution water is added to the crystallization stock solution tank to dilute the liquid to be treated (referred to as a dilution step). In this way, since the liquid to be treated is diluted with water for dilution, precipitation of impurities other than boric acid crystals can be suppressed in the subsequent crystallization process.

なお、本発明の回収方法においては、図1または図2に示すような、『(被処理液の加熱→)pH調整→濃縮』の順番(以下、実施形態1という)で処理を行うのに、限定はされないのは、前述のとおりである。
すなわち、第1の態様および第2の態様の別の実施形態として、被処理液を50℃以上に加熱した後に(ただしここでも前述のように加熱は必須ではない)濃縮を行い、濃縮済みの被処理液(第2の態様の場合は、濃縮して不純物であるNa塩結晶を析出させた後にサイクロンによってNa塩結晶が除去された被処理液)が50℃以上の状態で、硫酸等の酸を添加してpH調整を行い、pHを4未満、好ましくは3.5以下、より好ましくは3.5未満、さらに好ましくは1〜3に調整した濃縮済みのpH調整された被処理液としてもよい(以下、実施形態2という)。
なお、この際においても、先と同様の理由で、濃縮済みのpH調整された被処理液の固形分濃度は、15質量%以上であるのが好ましく、また、30質量%以下であるのが好ましい。
In the recovery method of the present invention, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the treatment is performed in the order of “(heating of liquid to be treated →) pH adjustment → concentration” (hereinafter referred to as Embodiment 1). As described above, no limitation is made.
That is, as another embodiment of the first aspect and the second aspect, after the liquid to be treated is heated to 50 ° C. or more (however, as described above, heating is not essential), the concentration is performed. In a state where the liquid to be treated (the liquid to be treated in which Na salt crystals are removed by a cyclone after concentrating and precipitating Na salt crystals as impurities) is 50 ° C. or higher, sulfuric acid or the like As a concentrated pH-adjusted liquid adjusted by adjusting the pH by adding an acid and adjusting the pH to less than 4, preferably 3.5 or less, more preferably less than 3.5, and even more preferably 1 to 3. It is also possible (hereinafter referred to as Embodiment 2).
Also in this case, for the same reason as described above, the concentration of the solid content of the concentrated liquid to be treated whose pH is adjusted is preferably 15% by mass or more, and 30% by mass or less. preferable.

実施形態1では、硫酸を添加してpH調整した後の酸性の強い被処理液を、濃縮装置で加熱濃縮するので、濃縮装置は腐食しにくい高価な材料を使用する必要がある。一方実施形態2では、pH調整工程を、濃縮装置での濃縮工程の後に行うので、実施形態1に比べ濃縮装置は高価な材料を使用する必要がなくコストを低減することができる。   In the first embodiment, since the highly acidic liquid to be treated after adjusting the pH by adding sulfuric acid is heated and concentrated by the concentrating device, the concentrating device needs to use an expensive material that is not easily corroded. On the other hand, in the second embodiment, since the pH adjustment step is performed after the concentration step in the concentrator, the concentrator does not need to use an expensive material compared to the first embodiment and can reduce the cost.

さらに第2の態様の別の実施形態として、次の実施形態が挙げられる。   Furthermore, the following embodiment is mentioned as another embodiment of a 2nd aspect.

(第2の態様の実施形態3)
第2の態様の実施形態2では、除去工程と晶析工程との間にpH調整工程を設けたが、この場合、除去工程後の被処理液(アルカリ金属塩の飽和溶液に相当)に、pH調整によってアルカリ金属ホウ酸塩の転化に伴い発生するアルカリ金属塩が加わる結果として新たにアルカリ金属塩の結晶が生成する場合がある。この場合、アルカリ金属塩結晶が全量、晶析原液タンクに供給されるため、晶析工程へのアルカリ金属塩の結晶の混入を抑制するのに用いられる希釈用水の量が多くなることがある。それにより希釈晶析原液中のホウ酸濃度も低下し、晶析工程で析出されるホウ酸結晶の量が減少する場合がある。
その場合には、第2の態様の実施形態1,2とは別の形態として、濃縮工程と除去工程の間にpH調整工程を設けることもできる(不図示)。
この実施形態では、pH調整により新たに発生したアルカリ金属塩の結晶の少なくとも一部を除去工程で除くことにより、除去工程と晶析工程との間にpH調整工程を設ける場合に比べて希釈用水の量を減らすことができ、晶析工程で回収できるホウ酸の量を増やすことができる。ただし、この場合には除去工程がpHが低い状態で行われることになるため、除去工程での耐酸性の負荷を軽減する場合は、除去工程と晶析工程との間にpH調整工程を設けることが好ましい。なお、硫酸添加により析出するアルカリ金属塩結晶は微結晶になりやすいため、サイクロン等によりアルカリ金属塩の結晶を分離する場合は、アルカリ金属塩の結晶が効率的には除去できない可能性もあり、その場合には濃縮工程前に硫酸添加を行うことが好ましい。
(Embodiment 3 of the second aspect)
In Embodiment 2 of the second aspect, a pH adjustment step is provided between the removal step and the crystallization step. In this case, the liquid to be treated after the removal step (corresponding to a saturated solution of an alkali metal salt) As a result of adding an alkali metal salt generated with the conversion of the alkali metal borate by adjusting the pH, a new alkali metal salt crystal may be generated. In this case, since the entire amount of the alkali metal salt crystals is supplied to the crystallization stock solution tank, the amount of dilution water used to suppress the mixing of the alkali metal salt crystals into the crystallization process may increase. Thereby, the boric acid concentration in the diluted crystallization undiluted solution also decreases, and the amount of boric acid crystals precipitated in the crystallization step may decrease.
In that case, as a form different from Embodiments 1 and 2 of the second aspect, a pH adjustment step can be provided between the concentration step and the removal step (not shown).
In this embodiment, at least a part of the alkali metal salt crystals newly generated by pH adjustment is removed in the removal step, so that water for dilution is provided compared with the case where a pH adjustment step is provided between the removal step and the crystallization step. The amount of boric acid that can be recovered in the crystallization step can be increased. However, in this case, since the removal step is performed in a state where the pH is low, in order to reduce the acid resistance load in the removal step, a pH adjustment step is provided between the removal step and the crystallization step. It is preferable. In addition, since the alkali metal salt crystals precipitated by the addition of sulfuric acid tend to be microcrystals, when separating the alkali metal salt crystals with a cyclone or the like, the alkali metal salt crystals may not be efficiently removed, In that case, it is preferable to add sulfuric acid before the concentration step.

(第2の態様の実施形態4)
濃縮工程前に、被処理液中のアルカリ金属ホウ酸塩の少なくとも一部がホウ酸とアルカリ金属塩に転化するようにpH調整(好ましくはpH4〜6、より好ましくはpH4〜5.5、さらに好ましくはpH4〜5)を行い、さらに除去工程の後に、ホウ酸純度を上げるためにpH調整(好ましくはpH4未満、より好ましくはpH1〜3)を行なうこともできる(不図示)。
この実施形態では、濃縮装置で処理する液のpHは比較的高いので、高価な材料の使用が抑えられ、コスト低減できるとともに、濃縮工程の前でアルカリ金属ホウ酸塩の少なくとも一部が転化することで、これに伴い発生するアルカリ金属塩は濃縮工程で除去に適した大きさの粒径に成長するため、除去工程で効率的に除去でき、その結果希釈用水の量が抑えられ、晶析工程で析出されるホウ酸結晶の量を増やすことができる。
(Embodiment 4 of the second aspect)
Before the concentration step, the pH is adjusted so that at least a part of the alkali metal borate in the liquid to be treated is converted into boric acid and an alkali metal salt (preferably pH 4 to 6, more preferably pH 4 to 5.5, further Preferably, pH 4 to 5) is performed, and after the removal step, pH adjustment (preferably less than pH 4, more preferably pH 1 to 3) can be performed in order to increase the purity of boric acid (not shown).
In this embodiment, since the pH of the liquid processed by the concentrator is relatively high, the use of expensive materials can be suppressed, the cost can be reduced, and at least a part of the alkali metal borate is converted before the concentration step. As a result, the alkali metal salt generated in this process grows to a particle size that is suitable for removal in the concentration step, so that it can be removed efficiently in the removal step, resulting in a reduction in the amount of diluting water and crystallization. The amount of boric acid crystals precipitated in the process can be increased.

次いで、pH調整された被処理液(好ましくは、濃縮済みのpH調整された被処理液)をある温度まで冷却して、ホウ酸結晶を析出させる。すなわち、晶析装置(結晶缶)により、いわゆる冷却による晶析(冷却晶析)によって、ホウ酸結晶を析出させる。冷却晶析では、冷却操作で水溶液の温度が低下するに伴い、ホウ酸結晶の溶解度が低下する結果としてホウ酸結晶が析出する。以下、この冷却操作の終点の温度を、冷却温度という。
本発明においては、晶析を利用することによって、ホウ素化合物やアルカリ金属化合物を含有する被処理液から、ホウ酸を選択的に回収することができる。また、晶析によって、ホウ酸を選択的に回収できるので、硫黄成分を含む排ガスを浄化して副生された排水や固形排物からも、ホウ酸を回収できる。さらに、前述のように、加熱水溶液を酸でpH調整した後、冷却して晶析によってホウ酸結晶を析出することにより、ホウ酸結晶の粒形や粒径の制御が容易となる。更に回収するホウ酸結晶の純度を向上することができる。
特に第2の態様の場合は、冷却晶析に先立って、被処理液を濃縮して不純物であるアルカリ金属塩を析出させて除去するので、アルカリ金属塩の濃度が高い被処理液であっても、純度の高いホウ酸を回収することができる。
Next, the pH-adjusted liquid to be treated (preferably, the pH-adjusted liquid to be treated) is cooled to a certain temperature to precipitate boric acid crystals. That is, a boric acid crystal is precipitated by crystallization by cooling (cooling crystallization) with a crystallization apparatus (crystal can). In cooling crystallization, boric acid crystals are precipitated as a result of a decrease in the solubility of boric acid crystals as the temperature of the aqueous solution decreases during the cooling operation. Hereinafter, the temperature at the end of the cooling operation is referred to as the cooling temperature.
In the present invention, boric acid can be selectively recovered from a liquid to be treated containing a boron compound or an alkali metal compound by utilizing crystallization. Moreover, since boric acid can be selectively recovered by crystallization, boric acid can also be recovered from wastewater and solid waste produced as a by-product by purifying exhaust gas containing sulfur components. Furthermore, as described above, after adjusting the pH of the heated aqueous solution with an acid, cooling and precipitating the boric acid crystal by crystallization makes it easy to control the particle shape and particle diameter of the boric acid crystal. Furthermore, the purity of the boric acid crystal to be recovered can be improved.
In particular, in the case of the second embodiment, prior to cooling crystallization, the liquid to be treated is concentrated to precipitate and remove the alkali metal salt as an impurity. Also, it is possible to recover boric acid with high purity.

なお、特許文献3にも示されるように、ホウ酸(ホウ素化合物)を含む被処理液を冷却した後に、硫酸等を添加してpHを所定の酸性に調整する方法でも、ホウ酸の結晶を析出させて、ホウ酸を回収することができる。
しかしながら、この方法では、pHの調整によって瞬間的にホウ酸の結晶が析出するために、ホウ酸結晶中にNa塩等の不純物が取り込まれやすく、また微結晶であるために結晶表面に付着するNa塩等の不純物を含んだ水が付着する量が増えるため、被処理液に各種の化合物が混在する場合には、高純度なホウ酸結晶を得ることができない。
また、この処理順では、瞬間的にホウ酸結晶が析出するため、ホウ酸結晶の形が歪む不都合が生じる。
In addition, as also shown in Patent Document 3, after cooling the liquid to be treated containing boric acid (boron compound), a method of adjusting the pH to a predetermined acidity by adding sulfuric acid or the like can also form boric acid crystals. The boric acid can be recovered by precipitation.
However, in this method, boric acid crystals are instantaneously precipitated by adjusting the pH, so impurities such as Na salts are easily taken into boric acid crystals, and adhere to the crystal surface because they are microcrystalline. Since the amount of water containing impurities such as Na salt increases, high purity boric acid crystals cannot be obtained when various compounds are mixed in the liquid to be treated.
Further, in this processing order, boric acid crystals are instantaneously precipitated, which causes a disadvantage that the shape of the boric acid crystals is distorted.

前記冷却温度は特に限定されないが、30℃以上50℃未満が好ましい。冷却温度が50℃以上では、ホウ酸結晶を充分に析出できずに回収率が悪くなる不都合が生じる。
逆に、冷却温度が30℃未満では、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属化合物の結晶が混晶として析出する不都合が生じる。
さらに、冷却前のpH調整された被処理液の温度と冷却温度との差は10℃以上が適当であり、20℃以上が好ましい。特に好ましくは30℃以上である。この温度差を大きくすることにより、ホウ酸結晶の回収率を向上できる。
Although the said cooling temperature is not specifically limited, 30 degreeC or more and less than 50 degreeC are preferable. When the cooling temperature is 50 ° C. or higher, there is a disadvantage that the boric acid crystals cannot be sufficiently precipitated and the recovery rate is deteriorated.
Conversely, when the cooling temperature is less than 30 ° C., there arises a disadvantage that crystals of alkali metal compounds such as sodium sulfate are precipitated as mixed crystals.
Further, the difference between the temperature of the liquid to be treated whose pH is adjusted before cooling and the cooling temperature is suitably 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher. Most preferably, it is 30 degreeC or more. By increasing this temperature difference, the recovery rate of boric acid crystals can be improved.

これにより、不純物の混入を最小限に抑えることができ、ホウ酸結晶の回収率をより向上できる。   Thereby, mixing of impurities can be minimized and the recovery rate of boric acid crystals can be further improved.

なお、pH調整された被処理液を冷却することによるホウ酸結晶の析出は、減圧下で行うのが好ましい。
減圧下で冷却して、ホウ酸結晶の析出を行うことにより、ジャケット冷却方式を採用した場合に懸念される伝熱面へのスケール生成を抑制でき、装置のメンテナンスが容易になるとともに、ホウ酸結晶の損失が減少することでホウ酸の回収率を向上できる。
なお、この際における圧力の高さは特に限定されないが、冷却開始時は好ましくは10000Pa〜70000Pa、より好ましくは20000Pa〜60000Paで減圧することが好ましく、冷却終了時には好ましくは1000Pa〜15000Pa、より好ましくは2000Pa〜8000Paで減圧することが好ましい。
In addition, it is preferable to perform precipitation of the boric acid crystal | crystallization by cooling the to-be-processed liquid adjusted pH.
By cooling under reduced pressure and precipitating boric acid crystals, scale formation on the heat transfer surface, which is a concern when the jacket cooling method is adopted, can be suppressed, and the maintenance of the equipment becomes easy and boric acid The recovery rate of boric acid can be improved by reducing the loss of crystals.
In this case, the height of the pressure is not particularly limited, but it is preferably 10000 Pa to 70000 Pa, more preferably 20000 Pa to 60000 Pa at the start of cooling, and preferably 1000 Pa to 15000 Pa, more preferably at the end of cooling. It is preferable to reduce the pressure at 2000 Pa to 8000 Pa.

pH調整された被処理液の冷却によってホウ酸の結晶を析出させた後、回収工程にて回収装置(遠心分離機)により、析出した結晶を水溶液から分離して、ホウ酸の結晶を回収する。この際、結晶を含む水溶液の温度は前記冷却温度、好ましくは30℃以上50℃未満、に維持されて分離操作が行われることが好ましい。
ホウ酸結晶の分離方法は、特に限定されず、ろ過、遠心分離、沈降など、液体中から固体成分を分離するための公知の分離方法が、各種、利用可能である。
After boric acid crystals are precipitated by cooling the liquid whose pH has been adjusted, the precipitated crystals are separated from the aqueous solution by a recovery device (centrifugal separator) in the recovery step, and the boric acid crystals are recovered. . At this time, it is preferable that the temperature of the aqueous solution containing the crystals is maintained at the cooling temperature, preferably 30 ° C. or higher and lower than 50 ° C., to perform the separation operation.
The boric acid crystal separation method is not particularly limited, and various known separation methods for separating a solid component from a liquid, such as filtration, centrifugation, and sedimentation, can be used.

ここで、ホウ酸結晶を分離した後の濾液には、析出しなかったホウ酸が含まれている。
そのため、この濾液を送液装置により、排水及び固形排物の少なくとも一方を含む被処理液へ送り、前記被処理液の原料として再利用(以下、前記被処理液に濾液を添加するともいう)するのが好ましい。すなわち、この濾液を前記排液や固形排物の希釈水などとして使用することが好ましい。例えば、前述のバグフィルタで捕集された固形排物とこの濾液の混合物を前記被処理液に添加して使用(もしくは被処理液として使用)することができ、また、固形排物と濾液の混合物に必要により水を加えて前記被処理液とすることもできる。これにより、前記排液や固形廃物からのホウ酸の回収率を、より向上できる。
Here, the boric acid which did not precipitate is contained in the filtrate after separating the boric acid crystals.
Therefore, this filtrate is sent to a liquid to be treated containing at least one of waste water and solid waste by a liquid feeding device, and reused as a raw material for the liquid to be treated (hereinafter also referred to as adding a filtrate to the liquid to be treated). It is preferable to do this. That is, it is preferable to use this filtrate as the drainage or diluted water for solid waste. For example, a mixture of the solid waste collected by the bag filter and the filtrate can be added to the liquid to be treated (or used as the liquid to be treated), and the solid waste and the filtrate can be used. If necessary, water can be added to the mixture to obtain the liquid to be treated. Thereby, the recovery rate of the boric acid from the said waste liquid or solid waste can be improved more.

ここで、最初にホウ酸結晶を分離した残りの濾液には、多くのホウ酸が含まれている反面、不純物も含まれている。そのため、第1の態様では、被処理液への、この濾液の使用量が多すぎると、次第に不純物が濃縮されて、被処理液中における不純物濃度が高濃度となり、適正な処理を行えなくなってしまうおそれが生じる。
従って、被処理液に添加して再利用する濾液は、濾液の一部とするのが好ましい。具体的には、被処理液に添加する濾液は、ホウ酸結晶を分離した後の濾液全体に対して、50質量%〜90質量%とするのが好ましい。これにより、被処理液における不純物の増加に起因する悪影響を防止しつつ、好適に、ホウ酸の回収率向上を図ることができる。
また第2の態様では、被処理液に含まれる不純物であるNa塩を、濃縮装置で濃縮させて析出させ、除去装置としてのサイクロンで除去するようにしているので、アルカリ金属塩濃度が高い被処理液を濃縮した場合であっても、アルカリ金属の結晶がほとんど含まれずに濃縮後の液を得ることができる。従って、被処理液に添加して再利用する濾液は、濾液の少なくとも一部、好ましくは全部とすることができる。これにより、好適に、ホウ酸の回収率を高めることができる。
第1の態様及び第2の態様とも、ホウ酸結晶を回収した後の処理水の一部を廃棄し、残部を前記添加工程に戻すので、処理水の廃棄量を調整することによって、すなわち、被処理液のアルカリ金属塩濃度が高く、濃縮工程や除去工程に負荷がかかる場合は、処理水の廃棄量を多くして、濃縮工程や除去工程を容易にすることができる。一方、濃縮工程や除去工程の負荷が大きくない場合は、処理水の廃棄量を少なくして、ホウ酸の回収率を高めることができる。
Here, the remaining filtrate from which the boric acid crystals are first separated contains a lot of boric acid, but also contains impurities. Therefore, in the first aspect, if the amount of the filtrate used in the liquid to be treated is too large, the impurities are gradually concentrated, and the impurity concentration in the liquid to be treated becomes high and proper processing cannot be performed. There is a risk of it.
Therefore, the filtrate added to the liquid to be treated and reused is preferably part of the filtrate. Specifically, the filtrate added to the liquid to be treated is preferably 50% by mass to 90% by mass with respect to the entire filtrate after separating the boric acid crystals. Thereby, the recovery rate of boric acid can be suitably improved while preventing adverse effects due to an increase in impurities in the liquid to be treated.
In the second aspect, the Na salt, which is an impurity contained in the liquid to be treated, is concentrated and precipitated by a concentrating device and removed by a cyclone as a removing device, so that the alkali metal salt concentration is high. Even when the treatment liquid is concentrated, the concentrated liquid can be obtained with almost no alkali metal crystals. Therefore, the filtrate that is added to the liquid to be treated and reused can be at least a part of the filtrate, preferably the whole. Thereby, the recovery rate of boric acid can be improved suitably.
In both the first aspect and the second aspect, a part of the treated water after recovering the boric acid crystals is discarded, and the remaining part is returned to the addition step. Therefore, by adjusting the amount of treated water discarded, that is, When the alkali metal salt concentration of the liquid to be treated is high and a load is imposed on the concentration step and the removal step, the amount of treated water can be increased to facilitate the concentration step and the removal step. On the other hand, when the load of the concentration process or the removal process is not large, the waste amount of treated water can be reduced and the boric acid recovery rate can be increased.

このように、本発明の回収方法で回収したホウ酸結晶は、充分に高純度な物であり、そのまま、ホウケイ酸ガラスの原料等として使用することもできる。
しかしながら、用途等によっては、回収したホウ酸結晶が充分に清浄ではなく、ホウ酸結晶の純度が所望の値に満たない場合もある。その場合には、アルカリ金属成分を含まないホウ酸水溶液または水によって、回収したホウ酸結晶を洗浄してもよい。なお、ホウ酸結晶の洗浄は、公知の方法で行えばよい。なお、アルカリ金属成分を含まないホウ酸水溶液とは、アルカリ金属化合物は勿論、ホウ酸ナトリウムなどのアルカリ金属原子を含むホウ素化合物、それら化合物以外のアルカリ金属原子を含む化合物、アルカリ金属イオンなどを含まないホウ酸水溶液をいう。
Thus, the boric acid crystals recovered by the recovery method of the present invention are sufficiently high purity, and can be used as they are as raw materials for borosilicate glass.
However, depending on the application and the like, the recovered boric acid crystals may not be sufficiently clean, and the purity of the boric acid crystals may not reach a desired value. In that case, the recovered boric acid crystals may be washed with a boric acid aqueous solution or water containing no alkali metal component. The boric acid crystal may be washed by a known method. The boric acid aqueous solution not containing an alkali metal component includes not only alkali metal compounds but also boron compounds containing alkali metal atoms such as sodium borate, compounds containing alkali metal atoms other than these compounds, alkali metal ions, and the like. No boric acid aqueous solution.

また、用途等によっては、回収したホウ酸結晶の純度が、充分に高くない場合もある。その場合には、再度晶析を行うこと(再結晶処理)によって、ホウ酸結晶の純度を、より向上するのが好ましい。必要により再結晶処理を2回以上行ってもよいが、通常1回の再結晶処理で充分に高純度なホウ酸結晶を得ることができる。   Moreover, the purity of the recovered boric acid crystals may not be sufficiently high depending on the application. In that case, it is preferable to further improve the purity of the boric acid crystal by recrystallization (recrystallization treatment). If necessary, the recrystallization treatment may be carried out twice or more, but a sufficiently high-purity boric acid crystal can be usually obtained by one recrystallization treatment.

再結晶処理において、図1または図2に示すように、回収したホウ酸結晶に、水(またはアルカリ金属成分を含まないホウ酸水溶液。または後述する再結晶後の濾液であるホウ酸水溶液。これらを以下、ホウ酸水溶液ともいう。)を添加して、再結晶用被処理液とし、加熱溶解装置にて加熱することにより、ホウ酸結晶を溶解する。
再結晶用被処理液を調製するための水やホウ酸水溶液の添加量には、特に限定はなく、ホウ酸結晶の量等に応じて、適宜、設定すればよい。また、加熱温度にも特に限定はなく、ホウ酸結晶を溶解できる温度であればよいが、50℃〜100℃が好ましく、70℃〜80℃がさらに好ましい。
In the recrystallization treatment, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the recovered boric acid crystals are added with water (or an aqueous boric acid solution not containing an alkali metal component. Or an aqueous boric acid solution that is a filtrate after recrystallization described later. (Hereinafter also referred to as a boric acid aqueous solution) to form a liquid for recrystallization, and the boric acid crystals are dissolved by heating with a heating and dissolving apparatus.
There are no particular limitations on the amount of water or boric acid aqueous solution added to prepare the recrystallization liquid, and it may be set appropriately according to the amount of boric acid crystals. The heating temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which boric acid crystals can be dissolved, but is preferably 50 ° C to 100 ° C, and more preferably 70 ° C to 80 ° C.

次いで、再結晶用被処理液を30℃以上50℃未満に冷却して、ホウ酸結晶を再析出させる。すなわち、晶析装置(結晶缶)による冷却晶析によって、ホウ酸結晶を再析出させる。再結晶用被処理液の冷却前の温度と冷却後の温度との差は10℃以上が適当であり、20℃以上が好ましい。特に好ましくは30℃以上である。この温度差を大きくすることにより、再結晶処理におけるホウ酸結晶の回収率を向上できる。
冷却温度範囲の限定理由は、先の晶析の際と同様である。また、先と同様の理由で、冷却によるホウ酸結晶の再析出は、先と同様の減圧下で行うのが好ましい。
Next, the recrystallization liquid is cooled to 30 ° C. or higher and lower than 50 ° C. to reprecipitate boric acid crystals. That is, boric acid crystals are reprecipitated by cooling crystallization with a crystallizer (crystal can). The difference between the pre-cooling temperature of the recrystallization liquid and the post-cooling temperature is suitably 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher. Most preferably, it is 30 degreeC or more. By increasing this temperature difference, the recovery rate of boric acid crystals in the recrystallization process can be improved.
The reason for limiting the cooling temperature range is the same as in the previous crystallization. For the same reason as described above, the reprecipitation of boric acid crystals by cooling is preferably performed under the same reduced pressure as before.

このようにして、冷却晶析によってホウ酸の結晶を再析出させた後、前記と同様に公知の方法によって、回収装置(遠心分離機)によりホウ酸結晶を含む水溶液から再度ホウ酸結晶を分離し、再結晶処理したホウ酸結晶を回収する。
この再結晶処理による精製によって得られたホウ酸結晶は、アルカリ金属化合物等の不純物がさらに少ない、より高純度のホウ酸結晶である。
In this manner, after reprecipitation of boric acid crystals by cooling crystallization, the boric acid crystals are separated again from the aqueous solution containing boric acid crystals by a recovery device (centrifugal separator) in the same manner as described above. Then, the recrystallized boric acid crystals are recovered.
The boric acid crystal obtained by purification by this recrystallization treatment is a higher-purity boric acid crystal with less impurities such as an alkali metal compound.

ここで、この再結晶処理において再度ホウ酸結晶を分離した後の濾液(以下、再結晶後の濾液という)にも、析出しなかったホウ酸が含まれている。
そのため、図1または図2に示すように、この再結晶後の濾液も、前述のホウ酸結晶分離後の濾液と同様に、少なくとも一部を送液装置により、排水及び固形排物の少なくとも一方を含む被処理液へ送り、前記被処理液の原料として再利用(以下、前記被処理液に濾液を添加するともいう)するのが好ましい。これにより、被処理液からのホウ酸の回収や再結晶処理における回収率を、より向上できる。
また、この際にも、先と同様に、この濾液に固形排物を添加/混合して、被処理液に添加して加えてもよい(もしくは被処理液としてもよい)。
前記再析出されたホウ酸結晶を分離した後の濾液の5〜100質量%、好ましくは10〜75質量%、より好ましくは15〜50質量%を前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、また該濾液の0〜95質量%、好ましくは25〜90質量%、より好ましくは50〜85質量%を前記再結晶用被処理液に添加することが好ましい。
Here, boric acid that has not precipitated is also contained in the filtrate after separating the boric acid crystals again in this recrystallization treatment (hereinafter referred to as the filtrate after recrystallization).
Therefore, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the filtrate after this recrystallization is at least partly at least one of drainage and solid waste by a liquid feeding device, like the filtrate after boric acid crystal separation described above. It is preferably sent to the liquid to be treated and reused as a raw material for the liquid to be treated (hereinafter also referred to as adding a filtrate to the liquid to be treated). Thereby, the collection | recovery rate in the collection | recovery of boric acid from a to-be-processed liquid and a recrystallization process can be improved more.
Also at this time, similarly to the above, solid waste may be added / mixed to the filtrate and added to the liquid to be treated (or may be used as the liquid to be treated).
5 to 100% by mass, preferably 10 to 75% by mass, more preferably 15 to 50% by mass of the filtrate after separating the reprecipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment. In addition, it is preferable to add 0 to 95 mass%, preferably 25 to 90 mass%, more preferably 50 to 85 mass% of the filtrate to the recrystallization liquid.

ここで、この再結晶後の濾液にも、アルカリ金属化合物等の不純物が含まれている。しかしながら、再結晶後の濾液に含まれる不純物は、一度、晶析によって分離したホウ酸結晶に付着あるいは混入していた不純物であり、量的には、微量である。
従って、ホウ酸の回収率を向上するためには、再結晶後の濾液は、前記被処理液の原料として再利用し、出来るだけ多く被処理液に添加するのが有利であり、特に、その全量を、被処理液に添加して再利用するのが好ましい。
Here, the recrystallized filtrate also contains impurities such as alkali metal compounds. However, the impurities contained in the filtrate after recrystallization are impurities that have once adhered to or mixed in the boric acid crystals separated by crystallization, and are quantitatively small.
Therefore, in order to improve the recovery rate of boric acid, it is advantageous that the filtrate after recrystallization is reused as a raw material of the liquid to be treated and added to the liquid to be treated as much as possible. The total amount is preferably added to the liquid to be treated and reused.

本発明の回収方法で得られたホウ酸中のアルカリ金属含有量(アルカリ金属原子に換算した量)は、0.5質量%以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、500ppm以下である。本発明の回収方法では、再結晶処理前のホウ酸においてアルカリ金属含有量を0.5質量%以下とすることができる。また、再結晶処理を1回行うことによりアルカリ金属含有量を500ppm以下とすることができる。   The alkali metal content (amount converted to alkali metal atoms) in the boric acid obtained by the recovery method of the present invention is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 1000 ppm or less. More preferably, it is 500 ppm or less. In the recovery method of the present invention, the alkali metal content in the boric acid before the recrystallization treatment can be 0.5% by mass or less. Moreover, alkali metal content can be 500 ppm or less by performing a recrystallization process once.

本発明における排水および固形排物は、いずれも、ホウケイ酸ガラスの製造工程から排出される排ガスを塩基性のアルカリ金属化合物水溶液に接触させる排ガス処理工程から排出される排水または固形排物であることが好ましい。
ホウケイ酸ガラスとしては、アルカリ金属成分(ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属の酸化物)の少ないまたは実質的にアルカリ金属成分を含まない(すなわち、無アルカリの)ホウケイ酸ガラスが好ましい。
ホウケイ酸ガラスとしては、酸化物基準の質量百分率表示で下記組成(1)さらには(2)のホウケイ酸ガラスが好ましい。ただし、下記Rはアルカリ金属を表す。さらに、下記以外の金属酸化物(Fe23、SnO2等)、非金属酸化物(イオウ酸化物(SO3)など)、ハロゲン(Cl、F)などを少量(好ましくは総量で3質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下)含有していてもよい。
SiO2:40〜85質量%、Al23:1〜22質量%、B23:2〜20質量%、MgO:0〜8質量%、CaO:0〜14.5質量%、SrO:0〜24質量%、BaO:0〜30質量%、R2O:0〜10質量%・・・(1)。
SiO2:58〜66質量%、Al23:15〜22質量%、B23:5〜12質量%、MgO:0〜8質量%、CaO:0〜9質量%、SrO:3〜12.5質量%、BaO:0〜2質量%、MgO+CaO+SrO+BaO:9〜18質量%を含有する無アルカリガラス・・・(2)。
The waste water and solid waste in the present invention are both waste water or solid waste discharged from the exhaust gas treatment process in which the exhaust gas discharged from the borosilicate glass manufacturing process is brought into contact with the basic alkali metal compound aqueous solution. Is preferred.
As the borosilicate glass, a borosilicate glass having a small amount of alkali metal components (oxides of alkali metals such as sodium and potassium) or substantially free of alkali metal components (that is, alkali-free) is preferable.
The borosilicate glass is preferably a borosilicate glass having the following composition (1) or (2) in terms of oxide-based mass percentage. However, the following R represents an alkali metal. Further, a small amount (preferably 3 mass in total) of metal oxides (Fe 2 O 3 , SnO 2 etc.), non-metal oxides (sulfur oxide (SO 3 ) etc.), halogens (Cl, F) etc. other than the following. % Or less, more preferably 2% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less).
SiO 2: 40 to 85 wt%, Al 2 O 3: 1~22 wt%, B 2 O 3: 2~20 wt%, MgO: 0 to 8 mass%, CaO: 0 to 14.5 wt%, SrO : 0-24 wt%, BaO: 0 to 30 wt%, R 2 O: 0 wt% (1).
SiO 2: 58 to 66 wt%, Al 2 O 3: 15~22 wt%, B 2 O 3: 5~12 wt%, MgO: 0 to 8 mass%, CaO: 0 to 9 wt%, SrO: 3 Non-alkali glass containing ˜12.5 mass%, BaO: 0 to 2 mass%, MgO + CaO + SrO + BaO: 9 to 18 mass% (2).

耐熱容器または理化学用器具等に使用されるアルカリ金属成分を含むホウケイ酸ガラスは、通常、前記組成(1)においてアルカリ金属成分(R2O)含有割合が2〜10質量%程度のホウケイ酸ガラスである。
一方、液晶表示素子の基板として使用されるホウケイ酸ガラスとしては、アルカリ金属成分が少ないホウケイ酸ガラス、より好ましくは無アルカリホウケイ酸ガラスと呼ばれる、アルカリ金属成分が極めて少ないホウケイ酸ガラスが使用される。無アルカリホウケイ酸ガラス(無アルカリガラス)と呼ばれるホウケイ酸ガラスは、前記組成(1)においてアルカリ金属成分(R2O)含有割合が0.1質量%以下のホウケイ酸ガラスであり、前記組成(2)において不可避的不純物として含まれる以外にアルカリ金属酸化物を実質含有しない(例えばアルカリ金属酸化物0.1質量%以下)ホウケイ酸ガラスである。
Borosilicate glass containing an alkali metal component used in a heat-resistant container or a physics and chemistry instrument is usually a borosilicate glass having an alkali metal component (R 2 O) content of about 2 to 10% by mass in the composition (1). It is.
On the other hand, as a borosilicate glass used as a substrate of a liquid crystal display element, a borosilicate glass having a very low alkali metal component, more preferably a borosilicate glass having a low alkali metal component, more preferably a non-alkali borosilicate glass is used. . Borosilicate glass called alkali-free borosilicate glass (alkali-free glass) is borosilicate glass having an alkali metal component (R 2 O) content of 0.1% by mass or less in the composition (1), and the composition ( It is a borosilicate glass that does not substantially contain an alkali metal oxide other than being contained as an inevitable impurity in 2) (for example, 0.1% by mass or less of alkali metal oxide).

本発明における排水や固形排物の排出源であるホウケイ酸ガラスの製造工程におけるホウケイ酸ガラスは、上記アルカリ金属成分の少ない(すなわち、2質量%未満である)ホウケイ酸ガラスであることが好ましく、アルカリ金属成分は1質量%以下のホウケイ酸ガラスであることがより好ましい。特に好ましくは、上記無アルカリホウケイ酸ガラスと呼ばれる、アルカリ金属成分が極めて少ない(すなわち、0.1質量%以下である)ホウケイ酸ガラスである。   The borosilicate glass in the production process of borosilicate glass that is a discharge source of waste water and solid waste in the present invention is preferably a borosilicate glass having a small amount of the alkali metal component (that is, less than 2% by mass), The alkali metal component is more preferably 1% by mass or less of borosilicate glass. Particularly preferred is a borosilicate glass having an extremely small alkali metal component (that is, 0.1% by mass or less), which is referred to as the above alkali-free borosilicate glass.

上記ホウケイ酸ガラス中のアルカリ金属成分の量は、本発明により回収されたホウ酸の使用先を制約する要件となる。回収されたホウ酸中の不純物であるアルカリ金属成分の量により、ホウケイ酸ガラス原料として使用可能なホウケイ酸ガラスの種類が制約される。回収されたホウ酸中のアルカリ金属成分の量が多いと、そのホウ酸はアルカリ金属成分の少ないホウケイ酸ガラスの原料として使用することが困難となり、特に無アルカリホウケイ酸ガラスの原料として使用できないおそれがある。
このため、前記のように、本発明の回収方法で得られたホウ酸中のアルカリ金属含有量(アルカリ金属原子に換算した量)は、0.5質量%以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、500ppm以下である。このような純度の高いホウ酸は無アルカリホウケイ酸ガラスの原料として使用できる。
したがって、例えば、無アルカリホウケイ酸ガラスの製造工程から排出される排ガスの処理によって副生する排液や固形排物から回収したホウ酸を、その無アルカリホウケイ酸ガラス(アルカリ金属含有量が2質量%未満であるホウケイ酸ガラス)の原料として再利用することが可能となる。
The amount of the alkali metal component in the borosilicate glass is a requirement that restricts where the boric acid recovered by the present invention is used. The kind of borosilicate glass that can be used as the borosilicate glass raw material is restricted by the amount of the alkali metal component that is an impurity in the recovered boric acid. If the amount of the alkali metal component in the recovered boric acid is large, it becomes difficult to use the boric acid as a raw material for a borosilicate glass having a low alkali metal component, and in particular, it may not be used as a raw material for an alkali-free borosilicate glass. There is.
For this reason, as described above, the alkali metal content in boric acid obtained by the recovery method of the present invention (amount converted to alkali metal atoms) is preferably 0.5% by mass or less, and 1000 ppm or less. It is more preferable that More preferably, it is 500 ppm or less. Such highly pure boric acid can be used as a raw material for alkali-free borosilicate glass.
Therefore, for example, boric acid recovered from waste liquid or solid waste produced as a by-product by treatment of exhaust gas discharged from the manufacturing process of alkali-free borosilicate glass is converted to alkali-free borosilicate glass (alkali metal content is 2 mass). Can be reused as a raw material.

以上、本発明のホウ酸の回収方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   The boric acid recovery method of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described example, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明について、より詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されないのは、もちろんである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.

<第1の態様>
[実施例1]
図3に示す浄化プロセスによって、ホウケイ酸ガラスを製造するためのガラス溶融炉から排出された排ガスを浄化した。この浄化プロセスにおいて、ベンチュリスクラバから排出された排水に、バグフィルタで捕集された固形排物を溶解することで、処理対象となる液体を調製した(以下、この液体を母液体という)。
この母液体を1000mL、取り分け、まず、75℃に加熱して、加熱水溶液とした。次いで、加熱水溶液に硫酸を添加して、pHを2に調整した。
次いで、このpH調整した加熱水溶液を75℃で固体が析出する直前まで濃縮した。この濃縮した加熱水溶液(pH調整済)にはホウ素32g/L、ナトリウム60g/L、硫酸イオン61g/Lそれぞれ含有されていた。
<First aspect>
[Example 1]
The exhaust gas discharged from the glass melting furnace for producing borosilicate glass was purified by the purification process shown in FIG. In this purification process, a liquid to be treated was prepared by dissolving solid waste collected by the bag filter in waste water discharged from the venturi scrubber (hereinafter, this liquid is referred to as mother liquid).
1000 mL of this mother liquid was separated, and first heated to 75 ° C. to obtain a heated aqueous solution. Subsequently, sulfuric acid was added to the heated aqueous solution to adjust the pH to 2.
Subsequently, this heated aqueous solution whose pH was adjusted was concentrated at 75 ° C. until just before the solid was precipitated. This concentrated heated aqueous solution (pH adjusted) contained boron 32 g / L, sodium 60 g / L, and sulfate ions 61 g / L.

濃縮した加熱水溶液(pH調整済)を75℃から35℃まで冷却して、ホウ酸結晶を析出させた。
ホウ酸結晶を析出させた被処理液を35℃でろ過して、ホウ酸結晶を回収した。
The concentrated heated aqueous solution (pH adjusted) was cooled from 75 ° C. to 35 ° C. to precipitate boric acid crystals.
The to-be-processed liquid which precipitated the boric acid crystal | crystallization was filtered at 35 degreeC, and the boric acid crystal | crystallization was collect | recovered.

回収したホウ酸の純度をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、回収したホウ酸結晶中の不純物濃度は、硫酸イオンが0.7質量%、ナトリウムが0.4質量%であった。   When the purity of the recovered boric acid was measured by ion chromatography, the impurity concentration in the recovered boric acid crystal was 0.7 mass% for sulfate ions and 0.4 mass% for sodium.

[実施例2]
実施例1で回収したホウ酸結晶に、75℃の水溶液が飽和水溶液となる量の水を添加して再結晶用被処理液とした。この再結晶用被処理液を75℃に加熱してホウ酸結晶の全量を溶解し、飽和水溶液を製造した。
次いで、上記75℃の飽和水溶液を35℃まで冷却して、ホウ酸結晶を再析出させた。
ホウ酸結晶を再析出させた水溶液を35℃でろ過して、ホウ酸結晶を回収した。
回収したホウ酸の純度を実施例1と同様に測定したところ、ホウ酸結晶中の不純物、ナトリウムイオン、硫酸イオン、塩素イオン、フッ素イオンは全て100ppm以下であった。
[Example 2]
The boric acid crystals recovered in Example 1 were added with an amount of water such that a 75 ° C. aqueous solution became a saturated aqueous solution to prepare a recrystallization liquid. This recrystallization liquid to be treated was heated to 75 ° C. to dissolve the entire amount of boric acid crystals, thereby producing a saturated aqueous solution.
Next, the 75 ° C. saturated aqueous solution was cooled to 35 ° C. to reprecipitate boric acid crystals.
The aqueous solution in which the boric acid crystals were reprecipitated was filtered at 35 ° C. to recover the boric acid crystals.
When the purity of the collected boric acid was measured in the same manner as in Example 1, impurities, sodium ions, sulfate ions, chlorine ions, and fluorine ions in the boric acid crystals were all 100 ppm or less.

[比較例1]
加熱水溶液をpH調整する硫酸の添加量を調整して、pH調整した加熱水溶液のpHを4とした以外は、実施例1と同様にして、ホウ酸結晶を回収した。
回収したホウ酸結晶の純度を実施例1と同様に測定したところ、回収したホウ酸結晶中の不純物濃度は、硫酸イオンが1.7質量%、ナトリウムが1.0質量%であった。
[Comparative Example 1]
Boric acid crystals were collected in the same manner as in Example 1 except that the amount of sulfuric acid added to adjust the pH of the heated aqueous solution was adjusted so that the pH of the heated aqueous solution adjusted to pH 4 was adjusted.
When the purity of the recovered boric acid crystals was measured in the same manner as in Example 1, the impurity concentration in the recovered boric acid crystals was 1.7% by mass for sulfate ions and 1.0% by mass for sodium.

[比較例2]
実施例1と同様の母液体を1000mL取り分け、75℃まで加熱した。この加熱水溶液を35℃まで冷却してナトリウムのホウ酸塩を析出させ、その後、冷却済の水溶液に硫酸を添加して、pHを2に調整し、ホウ酸結晶に転化させた。
析出したホウ酸結晶を、実施例1と同様にろ過して回収した。
回収したホウ酸結晶の純度を実施例1と同様に測定したところ、不純物濃度は、硫酸イオンが2.4質量%、ナトリウムが1.8質量%であった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
[Comparative Example 2]
1000 mL of the same mother liquid as in Example 1 was separated and heated to 75 ° C. This heated aqueous solution was cooled to 35 ° C. to precipitate sodium borate, and then sulfuric acid was added to the cooled aqueous solution to adjust the pH to 2 and convert it into boric acid crystals.
The precipitated boric acid crystals were collected by filtration in the same manner as in Example 1.
When the purity of the recovered boric acid crystals was measured in the same manner as in Example 1, the impurity concentrations were 2.4% by mass for sulfate ions and 1.8% by mass for sodium.
From the above results, the effects of the present invention are clear.

<第2の態様>
[実施例3]
図3に示す浄化プロセスによって、ホウケイ酸ガラスを製造するためのガラス溶解炉から排出された排ガスを浄化した。この浄化プロセスにおいて、ベンチュリスクラバから排出された排水を原液として使用した。第2の態様では、被処理液には多量のアルカリ金属塩が含まれることになる。本プロセスにおける被処理液を再現するために、アルカリ金属塩濃度を高めた被処理液を得ることを目的として、スクラバから排出された原液に、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムを添加した液を調製した(以下、この液体を母液体という)。
この母液体を1440mL取り分け、硫酸を添加して、pHを2に調整した。
次いで、このpH調整した液を75℃で濃縮し、固形分を析出させた。次いで、濾紙を用いて濾過により固形分と上澄みとに分離した。固形分は69gであった。なお濃縮した際の凝縮水は430gであった。
<Second aspect>
[Example 3]
The exhaust gas discharged from the glass melting furnace for producing borosilicate glass was purified by the purification process shown in FIG. In this purification process, wastewater discharged from the venturi scrubber was used as a stock solution. In the second aspect, the liquid to be treated contains a large amount of alkali metal salt. In order to reproduce the liquid to be treated in this process, a liquid prepared by adding sodium sulfate and sodium chloride to the stock solution discharged from the scrubber was prepared for the purpose of obtaining the liquid to be treated with an increased alkali metal salt concentration ( Hereinafter, this liquid is referred to as mother liquid).
1440 mL of this mother liquid was taken out and sulfuric acid was added to adjust the pH to 2.
Subsequently, this pH adjusted liquid was concentrated at 75 ° C. to precipitate a solid content. Subsequently, it isolate | separated into solid content and a supernatant liquid by filtration using a filter paper. The solid content was 69 g. The condensed water when concentrated was 430 g.

この固形分をイオンクロマトグラフ法によって分析したところ、ナトリウムが36.2質量%、硫酸イオンが44.4質量%、塩化物イオンが17.8質量%、ホウ素が0.9質量%含有されていた。従って、この固形分は主に硫酸ナトリウムと塩化ナトリウムの混晶であると考えられる。   This solid content was analyzed by ion chromatography. As a result, 36.2% by mass of sodium, 44.4% by mass of sulfate ions, 17.8% by mass of chloride ions and 0.9% by mass of boron were contained. It was. Therefore, it is considered that this solid content is mainly a mixed crystal of sodium sulfate and sodium chloride.

この上澄みに、5wt%の純水を添加した上で、75℃から35℃まで冷却して、ホウ酸結晶を析出させた。ホウ酸結晶を析出させた被処理液を35℃でろ過して、ホウ酸結晶を回収した。   After adding 5 wt% pure water to the supernatant, it was cooled from 75 ° C to 35 ° C to precipitate boric acid crystals. The to-be-processed liquid which precipitated the boric acid crystal | crystallization was filtered at 35 degreeC, and the boric acid crystal | crystallization was collect | recovered.

回収したホウ酸結晶の純度をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、回収したホウ酸結晶中の不純物濃度は、硫酸イオンが0.4質量%、塩化物イオンが0.7質量%であった。   When the purity of the recovered boric acid crystal was measured by an ion chromatography method, the impurity concentration in the recovered boric acid crystal was 0.4 mass% for sulfate ions and 0.7 mass% for chloride ions.

[実施例4]
実施例3と同様の操作で得た上澄みに、10wt%の純水を添加した上で、75℃から35℃まで冷却して、ホウ酸結晶を析出させた。ホウ酸結晶を析出させた被処理液を35℃でろ過して、ホウ酸結晶を回収した。
回収したホウ酸結晶の純度をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、回収したホウ酸結晶中の不純物濃度は、硫酸イオンが0.4質量%、塩化物イオンが0.8質量%であった。
[Example 4]
10 wt% pure water was added to the supernatant obtained in the same manner as in Example 3, and then cooled from 75 ° C. to 35 ° C. to precipitate boric acid crystals. The to-be-processed liquid which precipitated the boric acid crystal | crystallization was filtered at 35 degreeC, and the boric acid crystal | crystallization was collect | recovered.
When the purity of the recovered boric acid crystal was measured by an ion chromatography method, the impurity concentration in the recovered boric acid crystal was 0.4 mass% for sulfate ions and 0.8 mass% for chloride ions.

[比較例3]
実施例3と同様の操作で得た上澄みに、純水を添加せずに75℃から35℃まで冷却して、ホウ酸結晶を析出させた。ホウ酸結晶を析出させた被処理液を35℃でろ過して、ホウ酸結晶を回収した。
回収したホウ酸結晶の純度をイオンクロマトグラフ法によって測定したところ、回収したホウ酸結晶中の不純物濃度は、硫酸イオンが0.5質量%、塩化物イオンが6.7質量%であった。
[Comparative Example 3]
The supernatant obtained by the same operation as in Example 3 was cooled from 75 ° C. to 35 ° C. without adding pure water to precipitate boric acid crystals. The to-be-processed liquid which precipitated the boric acid crystal | crystallization was filtered at 35 degreeC, and the boric acid crystal | crystallization was collect | recovered.
When the purity of the recovered boric acid crystal was measured by an ion chromatography method, the impurity concentration in the recovered boric acid crystal was 0.5% by mass for sulfate ions and 6.7% by mass for chloride ions.

本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2011年2月22日出願の日本特許出願2011−035896及び2011年9月26日出願の日本特許出願2011−209254に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the scope and spirit of the invention.
This application is based on Japanese Patent Application 2011-035896 filed on February 22, 2011 and Japanese Patent Application 2011-209254 filed on September 26, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.

ホウ素ケイ酸ガラスの製造工程で排出される排水や固形排物など、ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水や固形排物から、ホウ素ケイ酸ガラス原料として使用できるホウ酸を回収することができる。   Boric acid that can be used as a borosilicate glass raw material can be recovered from wastewater and solid waste containing boron compounds and alkali metal compounds, such as wastewater and solid waste discharged in the manufacturing process of borosilicate glass. .

Claims (12)

ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収するホウ酸の回収方法であって、
前記被処理液に酸を添加してpH4未満に調整した後に濃縮し、または前記被処理液を濃縮した後に酸を添加してpH4未満に調整し、
前記濃縮及びpH調整され、かつ、不溶解物を含まない被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出した水溶液とし、
前記ホウ酸結晶が析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該ホウ酸結晶を分離した後の濾液の50〜90質量%を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、
前記分離したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱してホウ酸結晶を溶解し、該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出した水溶液とし、前記ホウ酸結晶が再析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該再析出したホウ酸結晶を分離した後の濾液の少なくとも一部を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加する、ホウ酸の回収方法。
A boric acid recovery method for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water and solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound,
Concentrate after adding an acid to the liquid to be treated and adjusting the pH to less than 4, or adjusting the pH to be less than 4 by adding an acid after concentrating the liquid to be treated,
The solution to be treated which is concentrated and pH-adjusted and does not contain insoluble matter is cooled to an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated,
Separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are precipitated,
50 to 90% by mass of the filtrate after separating the boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment,
The separated boric acid crystal is heated with a boric acid aqueous solution or water to dissolve the boric acid crystal, and the heated boric acid crystal is dissolved to cool the recrystallizing liquid. And an aqueous solution in which boric acid crystals are reprecipitated, and separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated,
A method for recovering boric acid, wherein at least part of the filtrate after separating the reprecipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment.
前記濃縮及びpH調整前の被処理液が、Na2SO4およびNaClを含む場合、該被処理液に含まれるナトリウム(Na)とホウ素(B)との質量比(Na/B)が3.6以下であり、
該被処理液が、Na2SO4を含まず、NaClを含む場合、前記質量比(Na/B)が3.9以下であり、
該被処理液が、Na2SO4を含み、NaClを含まない場合、前記質量比(Na/B)が3.1以下である、請求項1に記載のホウ酸の回収方法。
When the liquid to be treated before concentration and pH adjustment contains Na 2 SO 4 and NaCl, the mass ratio (Na / B) of sodium (Na) and boron (B) contained in the liquid to be treated is 3. 6 or less,
When the liquid to be treated does not contain Na 2 SO 4 and contains NaCl, the mass ratio (Na / B) is 3.9 or less,
The boric acid recovery method according to claim 1, wherein when the liquid to be treated contains Na 2 SO 4 and does not contain NaCl, the mass ratio (Na / B) is 3.1 or less.
ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収するホウ酸の回収方法であって、
前記被処理液に酸を添加してpH4未満に調整した後に濃縮してアルカリ金属塩を析出させ、アルカリ金属塩が析出した前記被処理液からアルカリ金属塩を除去し、
または前記被処理液を濃縮してアルカリ金属塩を析出させ、アルカリ金属塩が析出した前記被処理液からアルカリ金属塩を除去した後に酸を添加してpH4未満に調整し、
前記濃縮及びpH調整され、かつ、前記アルカリ金属塩が除去された被処理液に水を加えて希釈し、
該希釈された被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出した水溶液とし、
前記ホウ酸結晶が析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該ホウ酸結晶を分離した後の濾液の少なくとも一部を前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、
前記分離したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱してホウ酸結晶を溶解し、該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出した水溶液とし、前記ホウ酸結晶が再析出した水溶液から該ホウ酸結晶を分離し、
該再析出したホウ酸結晶を分離した後の濾液の少なくとも一部を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加する、ホウ酸の回収方法。
A boric acid recovery method for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water and solid waste containing a boron compound and an alkali metal compound,
After adding an acid to the liquid to be treated and adjusting the pH to less than 4, it concentrates to precipitate an alkali metal salt, and the alkali metal salt is removed from the liquid to be treated on which the alkali metal salt has precipitated,
Alternatively, the liquid to be treated is concentrated to precipitate an alkali metal salt, and after removing the alkali metal salt from the liquid to be treated on which the alkali metal salt has been deposited, an acid is added to adjust the pH to less than 4.
The concentration and pH adjustment and dilution of the liquid to be treated from which the alkali metal salt has been removed by adding water,
The diluted liquid to be treated is cooled to an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated,
Separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are precipitated,
At least a part of the filtrate after separating the boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment,
The separated boric acid crystal is heated with a boric acid aqueous solution or water to dissolve the boric acid crystal, and the heated boric acid crystal is dissolved to cool the recrystallizing liquid. And an aqueous solution in which boric acid crystals are reprecipitated, and separating the boric acid crystals from the aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated,
A method for recovering boric acid, wherein at least part of the filtrate after separating the reprecipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment.
前記濃縮及びpH調整前の被処理液が、Na2SO4およびNaClを含む場合、該被処理液に含まれるナトリウム(Na)とホウ素(B)との質量比(Na/B)が3.6超であり、
該被処理液が、Na2SO4を含まず、NaClを含む場合、前記質量比(Na/B)が3.9超であり、
該被処理液が、Na2SO4を含み、NaClを含まない場合、前記質量比(Na/B)が3.1超である、請求項3に記載のホウ酸の回収方法。
When the liquid to be treated before concentration and pH adjustment contains Na 2 SO 4 and NaCl, the mass ratio (Na / B) of sodium (Na) and boron (B) contained in the liquid to be treated is 3. More than 6,
When the liquid to be treated does not contain Na 2 SO 4 and contains NaCl, the mass ratio (Na / B) is more than 3.9,
The boric acid recovery method according to claim 3, wherein when the liquid to be treated contains Na 2 SO 4 and does not contain NaCl, the mass ratio (Na / B) is more than 3.1.
前記被処理液の濃縮では、析出する前記アルカリ金属塩の粒径を制御し、アルカリ金属塩を選択的に除去する、請求項3または4に記載のホウ酸の回収方法。   The method for recovering boric acid according to claim 3 or 4, wherein in the concentration of the liquid to be treated, the particle diameter of the alkali metal salt to be deposited is controlled to selectively remove the alkali metal salt. 前記再析出されたホウ酸結晶を分離した後の濾液の5〜100質量%を、前記濃縮及びpH調整前の被処理液に添加し、また該濾液の0〜95質量%を前記再結晶用被処理液に添加する請求項1〜5のいずれか1項に記載のホウ酸の回収方法。   5 to 100% by mass of the filtrate after separating the reprecipitated boric acid crystals is added to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment, and 0 to 95% by mass of the filtrate is used for the recrystallization. The method for recovering boric acid according to any one of claims 1 to 5, which is added to the liquid to be treated. 前記排水の固形分および前記固形排物が、元素として少なくともホウ素、アルカリ金属、硫黄および塩素を含有し、その元素の質量比がホウ素を1とした場合、アルカリ金属が0.6〜13、硫黄が6以下および塩素が6以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のホウ酸の回収方法。   When the solid content of the waste water and the solid waste contain at least boron, alkali metal, sulfur and chlorine as elements, and the mass ratio of the elements is 1 for boron, the alkali metal is 0.6 to 13, sulfur The boric acid recovery method according to any one of claims 1 to 6, wherein is 6 or less and chlorine is 6 or less. 回収されたホウ酸中のアルカリ金属成分が0.5質量%以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のホウ酸の回収方法。   The method for recovering boric acid according to any one of claims 1 to 7, wherein the alkali metal component in the recovered boric acid is 0.5 mass% or less. 前記排水および固形排物が、いずれも、ホウケイ酸ガラスの製造工程から排出される排ガスを、アルカリ金属化合物の固体およびアルカリ金属化合物水溶液の少なくとも一方に接触させる、排ガス処理工程から排出される排水または固形排物である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のホウ酸の回収方法。   The waste water discharged from the exhaust gas treatment step, wherein the waste water and the solid waste are both brought into contact with at least one of the alkali metal compound solid and the alkali metal compound aqueous solution, or the exhaust gas discharged from the borosilicate glass production step, or The method for recovering boric acid according to any one of claims 1 to 8, which is a solid waste. 前記ホウケイ酸ガラスのアルカリ金属含有量が、酸化物基準の質量百分率で2質量%未満である、請求項9に記載のホウ酸の回収方法。   The method for recovering boric acid according to claim 9, wherein the alkali metal content of the borosilicate glass is less than 2 mass% in terms of mass percentage based on oxide. ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収する装置であって、
前記被処理液を濃縮する濃縮装置と、
酸が添加されて被処理液のpHが4未満に調整されるpH調整装置と、
前記pH調整され、かつ、不溶解物を含まない被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出された水溶液とする晶析装置と、
析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該ホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の50〜90質量%を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
前記分離回収したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱しホウ酸結晶を溶解する加熱溶解装置と、
該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出された水溶液とする晶析装置と、
再析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該再析出されたホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の少なくとも一部を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
を備えるホウ酸の回収装置。
An apparatus for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water containing a boron compound and an alkali metal compound and solid waste,
A concentrator for concentrating the liquid to be treated;
A pH adjuster in which an acid is added to adjust the pH of the liquid to be treated to less than 4;
A crystallizer for adjusting the pH and cooling the liquid to be treated that does not contain insoluble matter to form an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated;
A recovery device for separating and recovering the precipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending 50 to 90% by mass of the filtrate after separating and recovering the boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A heating and dissolving apparatus for heating the liquid for treatment for recrystallization in which an aqueous boric acid solution or water is added to the separated and recovered boric acid crystals to dissolve the boric acid crystals;
A crystallizer for heating the recrystallized liquid for recrystallization in which boric acid crystals are dissolved to cool the boric acid crystals into an aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated;
A recovery device for separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending at least a part of the filtrate after separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
Boric acid recovery device.
ホウ素化合物とアルカリ金属化合物とを含む排水および固形排物の少なくとも一方を含む被処理液からホウ酸を回収する装置であって、
前記被処理液を濃縮してアルカリ金属塩を析出させる濃縮装置と、
析出したアルカリ金属塩を被処理液から除去する除去装置と、
酸が添加されて被処理液のpHが4未満に調整されるpH調整装置と、
前記除去装置でアルカリ金属塩が除去され、かつ、前記pH調整装置でpH調整された被処理液を冷却してホウ酸結晶が析出された水溶液とする晶析装置と、
析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該ホウ酸結晶を分離回収した後の濾液を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
前記分離回収したホウ酸結晶にホウ酸水溶液または水を添加した再結晶用被処理液を加熱しホウ酸結晶を溶解する加熱溶解装置と、
該加熱しホウ酸結晶を溶解させた再結晶用被処理液を冷却してホウ酸結晶が再析出された水溶液とする晶析装置と、
再析出したホウ酸結晶を前記水溶液から分離して回収する回収装置と、
該再析出されたホウ酸結晶を分離回収した後の濾液の少なくとも一部を前記濃縮及びpH調整前の被処理液へ送る送液装置と、
を備えるホウ酸の回収装置。
An apparatus for recovering boric acid from a liquid to be treated containing at least one of waste water containing a boron compound and an alkali metal compound and solid waste,
A concentration device for concentrating the liquid to be treated to precipitate an alkali metal salt;
A removal device for removing the precipitated alkali metal salt from the liquid to be treated;
A pH adjuster in which an acid is added to adjust the pH of the liquid to be treated to less than 4;
A crystallization device in which the alkali metal salt is removed by the removal device, and the liquid to be treated whose pH is adjusted by the pH adjustment device is cooled to form an aqueous solution in which boric acid crystals are precipitated;
A recovery device for separating and recovering the precipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending the filtrate after separating and recovering the boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
A heating and dissolving apparatus for heating the liquid for treatment for recrystallization in which an aqueous boric acid solution or water is added to the separated and recovered boric acid crystals to dissolve the boric acid crystals;
A crystallizer for heating the recrystallized liquid for recrystallization in which boric acid crystals are dissolved to cool the boric acid crystals into an aqueous solution in which the boric acid crystals are reprecipitated;
A recovery device for separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals from the aqueous solution;
A liquid feeding device for sending at least a part of the filtrate after separating and recovering the reprecipitated boric acid crystals to the liquid to be treated before the concentration and pH adjustment;
Boric acid recovery device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103950950B (en) * 2014-05-20 2015-11-11 方治文 The preparation method of high abundance boron-11 acid
CN105236439B (en) * 2015-09-07 2017-10-31 成都程德化工科技有限责任公司 A kind of bulky grain boric acid and its continuous coo1ing recrystallization preparation technology and device
CN108083528A (en) * 2016-11-21 2018-05-29 江苏同禾药业有限公司 A kind of method that waste water containing boron is handled in 6- hydroxyl -8- Lipase Catalyzed Resolution of Racemic Ethyl preparation process
CN108689544A (en) * 2018-07-24 2018-10-23 苏州方舟环保科技有限公司 A kind of the waste water containing boron processing unit and method of zero-emission
CN108946752A (en) * 2018-08-21 2018-12-07 苏州福赛思生物科技有限公司 A kind of method that high efficiente callback utilizes the catalyst in lactulose preparation system
CN109678167B (en) * 2019-03-05 2023-01-10 青海利亚达化工有限公司 Method for producing boric acid from lithium extraction boron-containing waste liquid
CN110523093A (en) * 2019-08-26 2019-12-03 中广核研究院有限公司 A kind of energy-efficient boric acid vapo(u)rization system
CN114249332B (en) * 2020-09-23 2023-06-13 南通新宙邦电子材料有限公司 Anti-caking boric acid treatment method and system
KR20230145625A (en) 2022-04-08 2023-10-18 순천대학교 산학협력단 Method of recovery of boric acid and lithium contained in coolant
TWI805426B (en) * 2022-06-29 2023-06-11 暟豐實業有限公司 Boron resource recovery system for waste liquid
CN115569401B (en) * 2022-11-04 2023-05-02 武汉宏达丰源分离技术有限公司 Boric acid production method and device for boron-containing brine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59173182A (en) * 1983-03-18 1984-10-01 Kurita Water Ind Ltd Treatment of boron-containing water
JPH10310421A (en) * 1997-05-01 1998-11-24 Nittetsu Mining Co Ltd Treatment of waste dilute hydrochloric acid used in glass cleaning
JP2004298738A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Boron-containing water treatment method
JP2010069399A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Toshiba Corp Boron separation system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4009483B2 (en) * 2002-04-12 2007-11-14 コットレル工業株式会社 Specific component recovery method in exhaust gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59173182A (en) * 1983-03-18 1984-10-01 Kurita Water Ind Ltd Treatment of boron-containing water
JPH10310421A (en) * 1997-05-01 1998-11-24 Nittetsu Mining Co Ltd Treatment of waste dilute hydrochloric acid used in glass cleaning
JP2004298738A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Boron-containing water treatment method
JP2010069399A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Toshiba Corp Boron separation system

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