JP6724433B2 - Wastewater treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、排水の処理方法に関する。詳しくは、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液からの、カドミウムの除去方法に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment method. Specifically, it relates to a method for removing cadmium from an aqueous solution containing cadmium and lead and having a high chloride ion concentration.

各種の金属の製錬工程から発生する排水には重金属が含有されている場合が多い。特に、カドミウム及び鉛については、鉱物資源のみならず二次資源も含めた多くの金属原料にもそれらが微量に含有されているため、多くの金属製錬の製錬工程から発生する排水には、微量のカドミウム及び鉛が含有されている。このような重金属を含有する排水は、一般的に排水処理施設で処理されることによって無害化され、排出基準を満たした処理後の排水が公共水域に放流されている。放流する排水中の重金属濃度については法定の排出基準が厳密に定められている。特にカドミウムや鉛については、公共水域に放流する処理後の排水中の濃度はppbオーダーの極低濃度にまで処理することが要求されている。より具体的には、特にカドミウムに関しては排出基準値が厳格化されており、平成26年12月に0.1mg/l以下から0.03mg/l以下に強化されている。 Heavy metals are often contained in the wastewater generated from the smelting process of various metals. In particular, cadmium and lead are contained in trace amounts in many metal raw materials including not only mineral resources but also secondary resources, so the wastewater generated from the smelting process of many metal smelters is , Contains trace amounts of cadmium and lead. Wastewater containing such heavy metals is generally rendered harmless by being treated in a wastewater treatment facility, and the treated wastewater that meets the discharge standards is discharged to public water bodies. Regarding the concentration of heavy metals in the discharged wastewater, statutory emission standards are strictly defined. In particular, cadmium and lead are required to be treated to a very low concentration of ppb order in the waste water after being discharged into public water bodies. More specifically, the emission standard values for cadmium have been tightened, and in December 2014, the emission standard value was strengthened from 0.1 mg/l or less to 0.03 mg/l or less.

金属製錬工程において発生するカドミウム及び鉛を含有する排水の代表的な例として、鉄鋼ダストから亜鉛を回収するプロセスで発生する排水が挙げられる。鉄鋼ダストには、鉄や亜鉛と言った回収対象金属の他にカドミウムや鉛、及び、ハロゲン類等の不純物が一定量以上の割合で含有されている。このようなハロゲン類等の不純物を除去した後の洗浄水は、主に塩素を含む高塩化物イオン濃度の水溶液であり、微量のカドミウムや鉛を含有する。 A typical example of wastewater containing cadmium and lead generated in the metal smelting process is wastewater generated in the process of recovering zinc from steel dust. Iron and steel dust contains impurities such as cadmium, lead and halogens in a certain amount or more in addition to metals to be recovered such as iron and zinc. The cleaning water after removing such impurities such as halogens is an aqueous solution containing mainly chlorine and having a high chloride ion concentration, and contains a trace amount of cadmium and lead.

カドミウム及び鉛を含有する排水の処理に従来から用いられている処理方法として中和処理が挙げられる。中和処理の具体例として、カドミウムイオン及び鉛イオンを含有する排水に、ケイ酸イオンをSi/Pbの重量濃度比が1以上となるように添加した後、この排水のpHを11以上12未満に調整してカドミウムイオンと鉛イオンとを同時に沈澱させ、生成した沈澱を分離除去する、カドミウムイオン及び鉛イオン含有排水の処理方法が特許文献1に開示されている。中和処理は、必要とされる中和剤が一般に安価で入手が容易であり、厳密なpHの調整だけで重金属を沈澱分離することができ、特別な装置や特別な技術操作を要しないという点をその好ましい特徴とする。 Neutralization treatment is mentioned as a treatment method conventionally used for the treatment of wastewater containing cadmium and lead. As a specific example of the neutralization treatment, after adding silicate ions to a waste water containing cadmium ions and lead ions so that the weight concentration ratio of Si/Pb is 1 or more, the pH of the waste water is 11 or more and less than 12 Patent Document 1 discloses a method for treating wastewater containing cadmium ions and lead ions, in which the cadmium ion and the lead ion are simultaneously precipitated by the above adjustment to separate and remove the formed precipitate. In the neutralization treatment, the required neutralizing agent is generally inexpensive and easily available, and heavy metals can be precipitated and separated only by strictly adjusting the pH, and no special equipment or special technical operation is required. The point is its preferable feature.

しかしながら、処理対象となる排水が、カドミウム及び鉛を含有する塩化物水溶液、とりわけ、塩化物イオン濃度が一定以上の濃度であるとき、カドミウムは溶液中で安定なクロロ錯イオンを形成する。このため、このような高塩化物イオン濃度の水溶液が処理対処である場合には、中和処理によっては、カドミウムを十分には除去しきれないという問題があった。 However, when the wastewater to be treated has an aqueous chloride solution containing cadmium and lead, especially when the chloride ion concentration is a certain concentration or more, cadmium forms a stable chloro complex ion in the solution. Therefore, when such an aqueous solution having a high chloride ion concentration is treated, there is a problem that cadmium cannot be sufficiently removed by the neutralization treatment.

排水中のカドミウムを除去する従来の他の方法として、硫化反応により硫化カドミウムを生成させる硫化処理も行われている。硫化処理の具体例として、銅製錬において発生する亜硫酸ガスから重金属を除去するにあたり、反応に寄与しない硫化水素の発生量を制御し、重金属と硫化物イオンとの反応効率を向上させて、重金属の除去率を上げるために、石膏工程後の廃酸に水酸化ナトリウムを添加して酸化還元電位が−5mV〜−110mVになるまで硫化を行い、残存する重金属を硫化物として除去する第2の重金属除去工程により重金属を除去する、重金属除去方法が特許文献2に開示されている。 As another conventional method for removing cadmium in waste water, a sulfurization treatment for producing cadmium sulfide by a sulfurization reaction is also performed. As a specific example of the sulfurization treatment, in removing the heavy metal from the sulfurous acid gas generated in the copper smelting, by controlling the amount of hydrogen sulfide that does not contribute to the reaction, to improve the reaction efficiency of the heavy metal and sulfide ions, In order to increase the removal rate, sodium hydroxide is added to the waste acid after the gypsum step to perform sulfurization until the oxidation-reduction potential becomes −5 mV to −110 mV, and the remaining heavy metal is removed as a sulfide. Patent Document 2 discloses a heavy metal removing method for removing heavy metals in a removing step.

硫化処理で得られる硫化物(硫化カドミウム)は、中和処理で得られる中和澱物(水酸化カドミウム)よりも溶解度が低い。よって硫化処理によれば、排水中のカドミウムを、中和処理よりも高い分離回収率で排水から除去することができる。 The sulfide obtained by the sulfurization treatment (cadmium sulfide) has a lower solubility than the neutralized precipitate obtained by the neutralization treatment (cadmium hydroxide). Therefore, according to the sulfurization treatment, cadmium in the wastewater can be removed from the wastewater with a higher separation recovery rate than the neutralization treatment.

しかしながら、硫化処理において発生する硫化剤由来の硫化水素ガスは毒性が高く、硫化処理を安全に行うためには、密閉式の反応槽や反応槽気相部の排気装置等、特殊な反応装置や排ガス除害装置の設置と厳密な運転管理が必須とされていた。このように安全性の問題と、それに対処するための設備コストと運転コストの大きな負担が、多くの排水処理現場において、排水の処理方法としての硫化処理の導入を阻害する要因となっていた。 However, the hydrogen sulfide gas derived from the sulfiding agent generated in the sulfiding treatment is highly toxic, and in order to safely carry out the sulfiding treatment, a special reaction device such as a closed reaction tank or an exhaust device of the gas phase of the reaction tank is required. The installation of exhaust gas abatement equipment and strict operation management were required. As described above, the problem of safety and the heavy burden of facility cost and operating cost for coping with it have been factors that prevent the introduction of sulfurization treatment as a wastewater treatment method at many wastewater treatment sites.

特開平08−309368号公報JP, 08-309368, A 特開2015−20103号公報JP, 2015-20103, A

本発明は、上記の問題点に鑑みて考案されたものであり、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液中のカドミウム濃度を低減させることを目的とする排水の処理方法であって、安全且つ低コストで、充分なカドミウム濃度の低下を実現することができる処理方法を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of the above problems, and is a method for treating wastewater for the purpose of reducing the cadmium concentration in an aqueous solution of high chloride ion concentration containing cadmium and lead. It is an object of the present invention to provide a treatment method that can realize a sufficient reduction of cadmium concentration at a safe and low cost.

本発明者らは、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液の処理にあたって、中和処理と、補助的に行う硫化処理と、を本発明独自の態様で一連のプロセスとして組合せて、これらを一連の複合的なプロセスとして行う独自の処理方法により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 The present inventors, in the treatment of an aqueous solution containing a high chloride ion concentration containing cadmium and lead, a neutralization treatment, and a sulphidization treatment to be auxiliary, by combining as a series of processes in a unique aspect of the present invention, The inventors have found that the above problems can be solved by an original processing method that performs these as a series of complex processes, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.

(1) カドミウム及び鉛を含有し、塩化物イオン濃度が0.2mol/l以上1.5mol/l以下である排水の処理方法であって、前記排水に中和剤を添加してpHを10以上11以下に調整することにより、中和澱物を生成する中和処理を行う中和処理工程と、前記中和処理後の前記排水に、硫化剤を添加して酸化還元電位(Ag/AgCl電極基準)を−200mV以上−40mV以下に調整することにより、金属硫化物を生成する硫化処理を行う硫化処理工程と、前記中和澱物及び前記金属硫化物を含有するスラリーを固液分離する固液分離工程と、を行う排水の処理方法。 (1) A method for treating wastewater containing cadmium and lead and having a chloride ion concentration of 0.2 mol/l or more and 1.5 mol/l or less, wherein a neutralizer is added to the wastewater to adjust the pH to 10 By adjusting the above to 11 or less, a neutralizing treatment step of performing a neutralizing treatment for producing a neutralized precipitate, and a sulfurizing agent is added to the wastewater after the neutralizing treatment to add a redox potential (Ag/AgCl). By adjusting the electrode standard) to -200 mV or more and -40 mV or less, a sulfurization treatment step of performing a sulfurization treatment to generate a metal sulfide, and a solid-liquid separation of a slurry containing the neutralized precipitate and the metal sulfide. A solid-liquid separation step, and a method for treating wastewater.

(1)の発明においては、処理前の排水、即ち、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液に、先行する処理として先ず中和処理を行った後に、当該中和処理後の排水、即ち、同処理によってpHが高まった状態にある処理中の排水に、更に補助的な硫化処理を、この順序で連動させて行う複合的なプロセスとした。 In the invention of (1), the wastewater before the treatment, that is, the aqueous solution having a high chloride ion concentration containing cadmium and lead is first subjected to a neutralization treatment as a preceding treatment, and then the wastewater after the neutralization treatment. That is, the composite process is performed in which the auxiliary sulphidizing treatment is interlocked in this order with the wastewater during the treatment in which the pH is increased by the same treatment.

これにより、(1)の発明によれば、従来、中和処理のみでは、充分な除去率で分離することが困難であった重金属として少なくともカドミウムと鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液からのカドミウムの分離を、充分に高い分離回収率で行うことが可能となった。又、安全確保の困難性と実施コストが嵩むことが問題であった硫化処理を、中和処理後の高pH状態でこれを行う複合的なプロセスの中に補助的に組み入れたことにより、硫化処理に伴う硫化水素ガスの発生による危険を回避しながら、硫化処理による重金属の分離回収率の向上の効果だけを、安全且つ低コストで享受することができるようになった。 Thus, according to the invention of (1), from the aqueous solution of high chloride ion concentration containing at least cadmium and lead as heavy metals, which was conventionally difficult to separate with a sufficient removal rate only by the neutralization treatment, It has become possible to perform the separation of cadmium at a sufficiently high separation recovery rate. In addition, by incorporating the sulfurization treatment, which had been a problem of difficulty in ensuring safety and increasing the cost of implementation, into a complex process that performs this in the high pH state after neutralization treatment, While avoiding the danger of generation of hydrogen sulfide gas during the treatment, only the effect of improving the separation and recovery rate of heavy metals by the sulfurating treatment can be enjoyed safely and at low cost.

具体的には、硫化処理時の硫化水素ガスの発生を抑えることができるプロセスとしたことにより、硫化処理を行う反応槽を、従来のように気密構造にする必要がなく、又、気相部のガスを吸引して取り除く必要もない。よって、従来の中和処理設備の下流側の反応槽に硫化剤を添加及び供給する設備のみを設けることによって実施可能である。このように、(1)の発明によれば、従来の硫化処理用の設備と比較して、安全対策のための設備コストを大幅に低減することができる。 Specifically, by adopting a process that can suppress the generation of hydrogen sulfide gas during sulphation treatment, the reaction tank for sulphation treatment does not need to have an airtight structure as in the past, and the gas phase part There is no need to suck in and remove the gas. Therefore, it can be carried out by providing only the facility for adding and supplying the sulfiding agent to the reaction tank on the downstream side of the conventional neutralization treatment facility. As described above, according to the invention of (1), the facility cost for safety measures can be significantly reduced as compared with the conventional facility for sulfurating treatment.

又、(1)の発明では、大部分のカドミウムを中和剤によって水酸化物沈澱とし、比較的高価な硫化剤を必要とする硫化処理を補助的な処理としてのみ行うこととした。これにより、硫化処理のみによって同等の分離回収率を達成する場合よりも、薬剤コストを大幅に節約することができる。 Further, in the invention of (1), most of the cadmium is hydroxide-precipitated by the neutralizing agent, and the sulfurating treatment requiring a relatively expensive sulfurizing agent is performed only as an auxiliary treatment. As a result, the chemical cost can be significantly reduced as compared with the case where the same separation/recovery rate is achieved only by the sulfurating treatment.

(2) (1)に記載の排水の処理方法であって、前記中和処理を第1撹拌槽で行い、
前記硫化処理を、前記第1撹拌槽に直接又は他の撹拌槽を介して連接されている槽で行う排水の処理方法。
(2) The method for treating wastewater according to (1), wherein the neutralization treatment is performed in a first stirring tank,
A method for treating wastewater, wherein the sulfurization treatment is performed in a tank that is connected to the first stirring tank directly or via another stirring tank.

(2)の発明によれば、(1)の排水の処理方法を複数の撹拌槽を順次流通させながら行うことにより、排水からのカドミウムの分離処理を連続的に効率良く行うことができる。(1)の発明は単独槽において、バッチ処理として行うことも可能だが、このような、複数槽を用いた連続処理により、処理効率を更に高めることができる。又、既存の中和処理施設は通常、このような複数の撹拌槽が連接されてなる設備において行われているため、このような既存の中和処理施設を、そのまま(2)の発明の実施に転用することもできる。即ち、(2)の発明によれば、特段の追加設備コストをかけずに一般的な既存の中和処理施設にそのまま活用して(1)の発明を効率よく実施することができる。 According to the invention of (2), by performing the wastewater treatment method of (1) while sequentially flowing through a plurality of stirring tanks, the cadmium separation treatment from the wastewater can be continuously and efficiently performed. Although the invention of (1) can be carried out as a batch process in a single tank, such a continuous process using a plurality of tanks can further improve the processing efficiency. In addition, since the existing neutralization treatment facility is usually operated in a facility in which a plurality of such agitating tanks are connected to each other, such an existing neutralization treatment facility is used as it is for carrying out the invention of (2). It can also be diverted to. That is, according to the invention of (2), the invention of (1) can be efficiently implemented by directly utilizing it in a general existing neutralization treatment facility without incurring a special additional facility cost.

(3) 前記中和剤は消石灰であり、前記硫化剤は水硫化ソーダである(1)又は(2)に記載の排水の処理方法。 (3) The method for treating wastewater according to (1) or (2), wherein the neutralizing agent is slaked lime and the sulfiding agent is sodium hydrosulfide.

(3)の発明によれば、入手容易で相対的に廉価な消石灰を排水処理のための主たる薬剤とする中和剤として用い、取り扱いが容易で安全性の確保が更に確実なものとなる水硫化ソーダを、補助的な薬剤として添加する硫化剤として用いることで、(1)又は(2)に記載の排水の処理方法の実施において、安全性と経済性を更に向上させることができる。 According to the invention of (3), water that is easily available and relatively inexpensive and uses slaked lime as a neutralizing agent as a main chemical agent for wastewater treatment makes handling easy and further secures safety. By using sodium sulfide as a sulfiding agent added as an auxiliary agent, it is possible to further improve the safety and economical efficiency in the implementation of the wastewater treatment method described in (1) or (2).

(4) 前記排水が、鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する過程において行われる湿式工程から排出される処理液をセメンテーション処理した後のオーバーフロー液である(1)から(3)のいずれかに記載の排水の処理方法。 (4) The drainage is an overflow liquid after cementation treatment of a treatment liquid discharged from a wet process performed in the process of producing zinc oxide from steel dust, (1) to (3) Wastewater treatment method.

(4)の発明によれば、カドミウムや鉛、塩素等の不純物が含有されている高塩化物イオン濃度の水溶液が発生する処理を全体工程内に必須の処理として含んでなる製錬プロセスの典型例である、鉄鋼ダストから亜鉛を回収するプロセスに、本発明の排水の処理方法を適用することができる。これにより、亜鉛製錬の全体プロセスの経済性と環境適合性の向上に大きく貢献することができる。 According to the invention of (4), a typical smelting process that includes, as an indispensable process in the entire process, a process in which an aqueous solution having a high chloride ion concentration containing impurities such as cadmium, lead, and chlorine is generated. The wastewater treatment method of the present invention can be applied to an example of a process for recovering zinc from steel dust. This can greatly contribute to the improvement of the economic efficiency and environmental compatibility of the entire zinc smelting process.

本発明によれば、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液中のカドミウム濃度を低減させることを目的とする排水の処理方法であって、安全且つ低コストで、充分なカドミウム濃度の低下を実現することができる処理方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for treating wastewater, which aims to reduce the cadmium concentration in an aqueous solution containing a high chloride ion concentration containing cadmium and lead, is safe and low-cost, and has a sufficient cadmium concentration. It is possible to provide a processing method capable of realizing reduction.

カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液である排水を、本発明の排水の処理方法によって処理する工程を含んでなる全体プロセスの一例である酸化亜鉛鉱製造の全体プロセスを示すフローチャートである。1 is a flow chart showing an overall process for producing zinc oxide ore, which is an example of an overall process including a step of treating wastewater which is an aqueous solution having a high chloride ion concentration containing cadmium and lead by the method for treating wastewater according to the present invention. is there. 本発明の排水の処理方法のプロセスを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the process of the processing method of the wastewater of the present invention. 本発明の排水の処理方法の実施に適した処理設備の一例を模式的に示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows typically an example of the treatment equipment suitable for implementation of the wastewater treatment method of this invention. pHを変化させたときのHSの解離曲線である。It is the dissociation curve of H 2 S when changing the pH.

以下、本発明を好ましく適用することができる金属製錬工程の具体例として鉄鋼ダストから亜鉛成分を分離回収する酸化亜鉛鉱の製造に係る全体プロセスを挙げ、同プロセスに本発明の排水の処理方法を適用した実施態様を、本発明の好ましい一実施態様として説明する。但し、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。本発明の排水の処理方法は、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液の処理工程を含んでなる金属製錬工程のプロセス全般に広く適用可能な処理方法である。 Hereinafter, as a specific example of the metal smelting process to which the present invention can be preferably applied, the whole process relating to the production of zinc oxide ore for separating and recovering zinc components from steel dust is cited, and the wastewater treatment method of the present invention is applied to the same process. Will be described as a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the following embodiments. INDUSTRIAL APPLICABILITY The wastewater treatment method of the present invention is a treatment method widely applicable to all processes of a metal smelting process including a treatment process of an aqueous solution containing cadmium and lead and having a high chloride ion concentration.

<全体プロセス>
図1に示すように、酸化亜鉛鉱製造の全体プロセスは、鉄鋼ダストを還元焙焼して粗酸化亜鉛を得る還元焙焼工程S10、還元焙焼工程S10で得た粗酸化亜鉛からカドミウム等を分離回収して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程S20、及び、湿式工程S20で得た酸化亜鉛ケーキを乾燥加熱して酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程S30、及び、乾燥加熱工程S30から排出された排ガスを固体と気体へ分離する固気分離処理を行う排ガス処理工程S40、及び、湿式工程S20から排出される処理液(以下、この処理液のことを「湿式処理液」とも言う)に、金属亜鉛粉末の添加によるセメンテーション反応を利用して、この湿式処理液からカドミウムや鉛の一次的な除去を行うセメンテーション工程S50、及び、セメンテーション反応後のスラリーを固液分離することによって得られたカドミウムや鉛除去後の排水に残留したカドミウム及び鉛を、中和処理等によって除去する排水処理工程S60、を備えるプロセスである。
<Overall process>
As shown in FIG. 1, the overall process for producing zinc oxide ore comprises reducing roasting step S10 for reducing and roasting steel dust to obtain crude zinc oxide, cadmium, etc. from the crude zinc oxide obtained in reducing roasting step S10. The wet process S20 for separating and recovering to obtain a crude zinc oxide cake, the dry heating process S30 for drying and heating the zinc oxide cake obtained in the wet process S20 to obtain zinc oxide ore, and the dry heating process S30 are discharged. The exhaust gas treatment step S40 for performing the solid-gas separation process for separating the exhaust gas into solid and gas, and the treatment liquid discharged from the wet process S20 (hereinafter, this treatment liquid is also referred to as “wet treatment liquid”), metal A cementation step S50 for primary removal of cadmium and/or lead from the wet treatment liquid by utilizing a cementation reaction due to the addition of zinc powder, and solid-liquid separation of the slurry after the cementation reaction. Wastewater treatment step S60 for removing cadmium and lead remaining in the wastewater after removal of cadmium and lead by neutralization treatment or the like.

本発明の排水の処理方法は、上記全体プロセスの中の排水処理工程S60において、セメンテーション処理後のカドミウムと鉛が残存する塩化物イオン濃度の高い排水の処理を行う方法として実施することにより、従来の中和処理のみによる排水の処理方法と、同程度のコストで、又、従来の硫化処理のみによる排水処理よりも格段に低コスト且つ安全に、充分に高い分離回収率で、カドミウムを排水から除去できる方法である。 By performing the wastewater treatment method of the present invention as a method for treating wastewater having a high chloride ion concentration in which cadmium and lead remain after cementation treatment in the wastewater treatment step S60 in the overall process, Drainage of cadmium at the same cost as the conventional wastewater treatment method using only neutralization, and at a significantly higher cost and safety compared to conventional wastewater treatment using only sulfurization, with a sufficiently high separation recovery rate. It is a method that can be removed from.

<還元焙焼工程>
鉄鋼ダストから粗酸化亜鉛を回収する還元焙焼工程S10を行う具体的な方法としては、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)による還元焙焼法を採用するのが一般的である。このキルン内で鉄鋼ダストは還元焙焼され、揮発した金属亜鉛は排ガス中で再酸化されて粉状の酸化亜鉛となる。粉状の酸化亜鉛は、ロータリーキルンからの排ガスとともに集塵機に導入され、捕捉されて粗酸化亜鉛として回収される。この粗酸化亜鉛の一般的な組成は、概ね、亜鉛45〜55質量%、鉛4〜8質量%、塩素2〜6質量%、フッ素約1質量%、カドミウム0.1〜0.5質量%(いずれも乾燥量基準)である。
<Reduction roasting process>
As a specific method for carrying out the reduction roasting step S10 for recovering crude zinc oxide from iron and steel dust, it is common to employ a reduction roasting method using a reduction roasting rotary kiln (RRK). In the kiln, steel dust is reduced and roasted, and the volatilized metallic zinc is reoxidized in the exhaust gas to become powdery zinc oxide. The powdery zinc oxide is introduced into the dust collector together with the exhaust gas from the rotary kiln, captured, and recovered as crude zinc oxide. The general composition of this crude zinc oxide is generally 45 to 55 mass% zinc, 4 to 8 mass% lead, 2 to 6 mass% chlorine, about 1 mass% fluorine, and 0.1 to 0.5 mass% cadmium. (All are based on dry amount).

<湿式工程>
還元焙焼工程に続く湿式工程S20においては、還元焙焼工程で得た粗酸化亜鉛に含有される塩素等の不純物を処理液中に分離抽出し、更に固液分離処理によって、粗酸化亜鉛から水溶性不純物を水洗浄法により除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式処理が行われる。より詳細には、塩素等のハロゲン系不純物が処理液中に除去された状態において、固液分離により、不純物が分配された湿式処理液をスラリーから除去する。この湿式処理液には、粗酸化亜鉛から分離された塩素の他、カドミウム、鉛等の重金属が含有されており、その組成は、概ね、塩化物イオン10〜30g/l、亜鉛0.7〜1g/l、カドミウム0.2〜0.5g/l、鉛0.02〜0.1g/lである。上記の通り、「カドミウムと鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液」である湿式処理液は、セメンテーション工程S50に送られる。又、湿式処理を経て不純物が除去された酸化亜鉛スラリーは、真空吸引型脱水機等によって脱水し、酸化亜鉛ケーキとした上で、乾燥加熱工程S30に投入される。
<Wet process>
In the wet step S20 subsequent to the reducing roasting step, impurities such as chlorine contained in the crude zinc oxide obtained in the reducing roasting step are separated and extracted into the treatment liquid, and further solid-liquid separation treatment is performed to remove the crude zinc oxide. A wet treatment is performed in which water-soluble impurities are removed by a water washing method to obtain a crude zinc oxide cake. More specifically, in a state where halogen-based impurities such as chlorine are removed in the treatment liquid, the wet treatment liquid in which the impurities are distributed is removed from the slurry by solid-liquid separation. This wet treatment liquid contains heavy metals such as cadmium and lead in addition to chlorine separated from crude zinc oxide, and the composition thereof is generally chloride ion 10 to 30 g/l, zinc 0.7 to. It is 1 g/l, cadmium 0.2 to 0.5 g/l, and lead 0.02 to 0.1 g/l. As described above, the wet treatment liquid, which is “an aqueous solution containing cadmium and lead and having a high chloride ion concentration”, is sent to the cementation step S50. Further, the zinc oxide slurry from which impurities have been removed through the wet treatment is dehydrated by a vacuum suction type dehydrator or the like to form a zinc oxide cake, which is then put into the drying and heating step S30.

<乾燥加熱工程>
湿式工程S20で得た粗酸化亜鉛ケーキを、乾燥加熱ロータリーキルン(DRK)等の乾燥加熱装置に装入して焼成する乾燥加熱工程S30により、カドミウム等の濃度を更に低減した酸化亜鉛鉱を製造することができる。尚、一般的な基準として、亜鉛製錬の原材料となる酸化亜鉛鉱におけるカドミウムの含有率は0.1%未満であることが求められている。
<Dry heating process>
The crude zinc oxide cake obtained in the wet step S20 is charged into a dry heating device such as a dry heating rotary kiln (DRK) and fired, and in the dry heating step S30, a zinc oxide ore with a further reduced concentration of cadmium or the like is produced. be able to. As a general standard, the content of cadmium in zinc oxide ore, which is a raw material for zinc smelting, is required to be less than 0.1%.

<排ガス処理工程>
排ガス処理工程S40では、乾燥加熱工程S30においてDRKから排出された排ガスの固気分離処理を行う。
<Exhaust gas treatment process>
In the exhaust gas processing step S40, solid-gas separation processing of the exhaust gas discharged from the DRK in the drying and heating step S30 is performed.

<セメンテーション工程>
セメンテーション工程S50においては、湿式工程S20において分離されたカドミウム及び鉛を含有する湿式処理液から、金属亜鉛粉末等を用いたセメンテーション処理によってカドミウム及び鉛を析出させ、これらを湿式処理液中から除去する。このセメンテーション処理により除去されたカドミウムと鉛を含有する残渣は、カドミウム製錬工程へと払出される。一方、セメンテーション処理後の反応液は、次の排水処理工程S60に送られる。このセメンテーション処理後の反応液には、微量のカドミウムと鉛が残存しており、その組成は、概ね、カドミウム2〜20mg/l、鉛0.5〜5mg/lであり、塩化物イオン濃度が0.28〜0.85mol/l程度であり、pHは6〜8程度である。酸化亜鉛鉱製造の全体プロセスにおいては、この「セメンテーション処理後の反応液」が、本発明の排水の処理方法の処理対象たる「排水」となる。
<Cementation process>
In the cementation step S50, from the wet treatment liquid containing cadmium and lead separated in the wet step S20, cadmium and lead are precipitated by a cementation treatment using metal zinc powder or the like, and these are removed from the wet treatment liquid. Remove. The residue containing cadmium and lead removed by this cementation treatment is discharged to the cadmium smelting process. On the other hand, the reaction liquid after the cementation treatment is sent to the next wastewater treatment step S60. A trace amount of cadmium and lead remain in the reaction solution after the cementation treatment, and the compositions thereof are approximately 2 to 20 mg/l of cadmium and 0.5 to 5 mg/l of lead, and the chloride ion concentration Is about 0.28 to 0.85 mol/l, and the pH is about 6 to 8. In the entire process for producing zinc oxide ore, this "reaction liquid after cementation treatment" is the "wastewater" to be treated by the wastewater treatment method of the present invention.

尚、一般的にこのセメンテーション処理は、中和処理等とともに一連の工程として行う広義の排水処理工程の一部として位置づけられる場合も多い。しかしながら、本発明の排水の処理方法は、このセメンテーション処理後の反応液を代表的な処理対象とする方法であるため、本発明の技術的範囲を明確に説明するために、本明細書においては、セメンテーション工程S50を、以下に詳細を説明する狭義の排水処理工程、即ち、本発明の排水の処理方法を好ましく適用することができる排水処理工程S60とは、別途の工程と位置づけて説明した。 Generally, this cementation treatment is often positioned as a part of a wastewater treatment process in a broad sense, which is performed as a series of processes together with the neutralization treatment and the like. However, the wastewater treatment method of the present invention is a method in which the reaction liquid after the cementation treatment is a representative treatment target, and therefore, in order to clearly explain the technical scope of the present invention, in the present specification, Describes the cementation step S50 as a separate step from the wastewater treatment step in a narrow sense described in detail below, that is, the wastewater treatment step S60 to which the wastewater treatment method of the present invention can be preferably applied. did.

<排水処理工程>
図2のフローチャートに示す通り、排水処理工程S60においては、セメンテーション工程S50から送られてくる排水(セメンテーション処理後の反応液)に、上記程度の濃度で残留する微量のカドミウムを除去して、排水のカドミウム濃度を更に低濃度化する。この排水処理工程S60における、セメンテーション処理後の反応液からカドミウムを除去する処理に、本発明の「排水の処理方法」を用いることにより、排水中のカドミウム濃度の必要十分な低下を、安全且つ低コストで実現することができる。
<Wastewater treatment process>
As shown in the flowchart of FIG. 2, in the wastewater treatment step S60, the trace amount of cadmium remaining at the above concentration is removed from the wastewater sent from the cementation step S50 (the reaction solution after the cementation treatment). , Further reduce the concentration of cadmium in wastewater. By using the “wastewater treatment method” of the present invention for the treatment for removing cadmium from the reaction solution after the cementation treatment in the wastewater treatment step S60, it is possible to safely and safely reduce the necessary and sufficient decrease in the concentration of cadmium in the wastewater. It can be realized at low cost.

[排水の処理方法]
本発明の排水の処理方法(以下、単に「排水の処理方法」とも言う)は、カドミウム及び鉛を含有し、塩化物イオン濃度が0.2mol/l以上1.5mol/l以下である排水をその処理対象とする。そして、図2に示す通り、中和処理工程ST61、硫化処理工程ST62、及び、固液分離工程ST63を、この順序で一連の複合的なプロセスとして行う処理方法である。
[Wastewater treatment method]
The wastewater treatment method of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “wastewater treatment method”) is a wastewater containing cadmium and lead and having a chloride ion concentration of 0.2 mol/l or more and 1.5 mol/l or less. The processing target. Then, as shown in FIG. 2, the neutralization treatment step ST61, the sulfurization treatment step ST62, and the solid-liquid separation step ST63 are performed in this order as a series of complex processes.

ここで、従来公知の中和処理は、基本的に処理対象とする排水のpHを上昇させて、難溶性の金属水酸化物を生成させるという原理に基づく技術である。このような中和処理においては、排水中のカドミウムは、下記式1に基づいて沈澱物を生成する。この点、本発明の排水の処理方法における中和処理工程ST61においても基本原理は同様である。 Here, the conventionally known neutralization treatment is a technique based on the principle that the pH of the wastewater to be treated is basically raised to generate a sparingly soluble metal hydroxide. In such a neutralization process, cadmium in the waste water forms a precipitate based on the following formula 1. In this respect, the basic principle is the same in the neutralization treatment step ST61 in the wastewater treatment method of the present invention.

[式1]
Cd2++2OH ←→ Cd(OH)
[Formula 1]
Cd 2+ +2OH ←→ Cd(OH) 2

又、排水のpHが13以上の条件下においては、下記式2に示すように沈澱物が再溶解するため、中和処理によってカドミウムを充分に除去するためには、pHを13以下に調整することが好ましい。この点も、本発明の排水の処理方法における中和処理工程ST61においても基本原理としては同様である。 Further, under the condition that the pH of the waste water is 13 or more, the precipitate is redissolved as shown in the following formula 2, so that the pH is adjusted to 13 or less in order to sufficiently remove cadmium by the neutralization treatment. It is preferable. This point is also the same as the basic principle in the neutralization treatment step ST61 in the wastewater treatment method of the present invention.

[式2]
Cd(OH)+2OH ←→ [Cd(OH)2−
[Formula 2]
Cd(OH) 2 +2OH ←→ [Cd(OH) 4 ] 2−

一方で、排水中の鉛は、pHが10以上の条件で、式2と同様に再溶解する傾向がある。そのため、従来、カドミウムと鉛が共存した排水を処理対象とする中和処理においては、カドミウムと鉛を沈澱させるために、両者の沈澱に最適なpH範囲(例えばpHを10〜11)に調整して、カドミウムと鉛を一括して沈澱させる方法(i)とするか、或いは、先ずpHを約10として鉛を除去した後、次にpHを約13としてカドミウムを除去するという2段階に分けた分離処理を行う方法(ii)とするか、(i)(ii)のいずれかの方法を選択する必要があった。ところが、排水中の塩化物イオン濃度が高い場合(具体的には塩化物イオン濃度が0.2mol/l以上)には、排水中のカドミウムは下記式3に示したようなクロロ錯イオンを生成して安定化するため、式1に示した水酸化カドミウムの生成反応が進行しにくくなるという問題があった。 On the other hand, lead in the waste water tends to be redissolved under the condition that the pH is 10 or more, as in the case of the formula 2. Therefore, in the conventional neutralization treatment for treating wastewater in which cadmium and lead coexist, in order to precipitate cadmium and lead, the pH is adjusted to the optimum pH range (for example, 10 to 11) for the precipitation of both. Then, the method (i) in which cadmium and lead are collectively precipitated is used, or first, the pH is adjusted to about 10 to remove lead, and then the pH is adjusted to about 13 to remove cadmium. It was necessary to select either method (ii) or (i) or (ii) for performing the separation process. However, when the chloride ion concentration in the wastewater is high (specifically, the chloride ion concentration is 0.2 mol/l or more), cadmium in the wastewater produces a chloro complex ion as shown in the following formula 3. As a result, there is a problem that the reaction of forming cadmium hydroxide shown in Formula 1 is difficult to proceed.

[式3]
Cd++4Cl ←→ CdCl 2−
[Formula 3]
Cd 2 ++4Cl ←→ CdCl 4 2−

例えば、既知の平衡定数、係数を用いた熱力学的計算によれば、pHが11のときの排水中のカドミウム濃度は、塩化物イオンが存在しないときは約0.0004mg/lであるが、塩化物イオン濃度が0.5mol/lのときは0.04mg/lとなる。したがって、塩化物イオン濃度が0.5mol/lのときは、上述の排出基準値である、カドミウム濃度0.03mg/l以下を中和処理のみによって満足することは原理的に不可能である。 For example, according to thermodynamic calculation using known equilibrium constants and coefficients, the concentration of cadmium in the waste water at pH 11 is about 0.0004 mg/l in the absence of chloride ion, When the chloride ion concentration is 0.5 mol/l, it becomes 0.04 mg/l. Therefore, when the chloride ion concentration is 0.5 mol/l, it is theoretically impossible to satisfy the above-mentioned emission standard value, that is, the cadmium concentration of 0.03 mg/l or less, only by the neutralization treatment.

そこで、中和処理に代えて硫化処理を用いることも考えられる。例えば、上記のような高塩化物イオン濃度の水溶液たる排水の処理に、硫化剤として水硫化ソーダを用いて硫化処理を行った場合にも、下記式4に基づいて沈澱物を生成することができる。これによれば、水酸化カドミウムよりも溶解度が低い硫化カドミウムを生成させて、カドミウム濃度をより低い濃度に低下させることができる。尚、化学便覧によれば、水に対するCd(OH)の溶解度は2.74×10−3g/l、CdSの溶解度は2.11×10−8g/lである。 Therefore, it is conceivable to use a sulfurization treatment instead of the neutralization treatment. For example, even when the sulfurization treatment is performed using sodium hydrosulfide as a sulfiding agent in the treatment of the wastewater which is an aqueous solution having a high chloride ion concentration as described above, a precipitate can be produced based on the following formula 4. it can. According to this, cadmium sulfide having a solubility lower than that of cadmium hydroxide can be generated to reduce the cadmium concentration to a lower concentration. According to the Chemical Manual, the solubility of Cd(OH) 2 in water is 2.74×10 −3 g/l, and the solubility of CdS is 2.11×10 −8 g/l.

[式4]
Cd2++NaHS ←→ CdS+Na+H
[Formula 4]
Cd 2+ +NaHS ←→ CdS+Na + +H +

しかしながら、この硫化処理には、上述の通り、硫化水素ガスの発生に伴う諸々の危険を回避するための設備や運転の追加コストが嵩むという問題があった。例えば、硫化剤として用いた水硫化ソーダは、低pH領域では、下記式5に示したように硫化水素ガスを発生させる。 However, as described above, this sulfurization treatment has a problem that the additional cost of equipment and operation for avoiding various risks associated with the generation of hydrogen sulfide gas increases. For example, sodium hydrosulfide used as a sulfiding agent generates hydrogen sulfide gas as shown in the following formula 5 in the low pH range.

[式5]
NaHS+H←→ HS+Na
[Formula 5]
NaHS+H + ←→ H 2 S+Na +

ここで、硫化水素は、水溶液中において、下記式6、式7に示したように解離する。式6、式7の反応には水素イオンが関与するため、その平衡はpHに依存する。図3は、pHを変化させた時のHSの解離曲線である。図3より、pH10〜11では、硫化処理の実施に伴う硫化水素ガスの発生が起こらないことが分かる。 Here, hydrogen sulfide dissociates in an aqueous solution as shown in the following formulas 6 and 7. Since hydrogen ions are involved in the reactions of Formula 6 and Formula 7, the equilibrium depends on pH. FIG. 3 is a dissociation curve of H 2 S when pH is changed. From FIG. 3, it can be seen that at pH 10 to 11, generation of hydrogen sulfide gas does not occur with the execution of the sulfurization treatment.

[式6]
S ←→ H+SH
[Formula 6]
H 2 S ← → H + + SH -

[式7]
SH ←→ H+S2−
[Formula 7]
SH ←→ H + +S 2-

本発明の排水の処理方法は、上記のような高塩化物イオン濃度の水溶液を処理対象の排水とする場合において、先行する処理として、中和処理工程ST61を行い、排水のpHを10〜11程度に調整した上で、これに続く処理として硫化処理工程ST62を補助的に行い、最終処理として、中和澱物と金属硫化物の混合物を、一括して硫化反応後液から分離する固液分離工程ST63を行う。これらの3工程を機能的に連動した一連のプロセスとして行うことで、安全且つ低コストで、上記排水からのカドミウムの分離回収率を著しく向上させることができる。 The wastewater treatment method of the present invention performs the neutralization treatment step ST61 as a preceding treatment when the aqueous solution having a high chloride ion concentration as described above is used as the wastewater to be treated, and the pH of the wastewater is adjusted to 10 to 11. After being adjusted to a certain degree, the sulfurization treatment step ST62 is supplementarily performed as a subsequent treatment, and as a final treatment, a mixture of the neutralized precipitate and the metal sulfide is separated from the liquid after the sulfurization reaction all at once. The separation step ST63 is performed. By performing these three steps as a series of processes that are functionally linked, the separation and recovery rate of cadmium from the wastewater can be significantly improved at a safe and low cost.

(中和処理工程)
中和処理工程ST61では、消石灰等の中和剤を上記の排水(セメンテーション処理後の反応液)に添加して、pHを10〜11に調整する中和処理を行う。これにより、カドミウムや鉛等の重金属が水酸化物として沈澱する。
(Neutralization process)
In the neutralization treatment step ST61, a neutralizing agent such as slaked lime is added to the waste water (reaction liquid after cementation treatment) to adjust the pH to 10 to 11. As a result, heavy metals such as cadmium and lead precipitate as hydroxides.

尚、中和処理工程ST61においては、中和剤に加えて、吸着材として水ガラスの水溶液を更に添加することが好ましい。 In addition, in the neutralization treatment step ST61, it is preferable to add an aqueous solution of water glass as an adsorbent in addition to the neutralizing agent.

(硫化処理工程)
続いて、硫化処理工程ST62を行う。この工程では、中和処理工程ST61においてpHを10〜11の範囲に調整された、中和澱物を含有するスラリーに、更に硫化剤を添加する。これにより、中和処理工程ST61において除去しきれなかった微量のカドミウムを硫化物として沈澱させる。尚、硫化処理工程ST62における硫化剤の添加は、式1で示された水酸化カドミウムの再溶解、即ち、生成反応の逆反応が発生した場合にも、カドミウムイオンを硫化して、カドミウムイオン濃度を安定化させる緩衝剤としての効果も併せ持つ。
(Sulfidation process)
Then, a sulfurating treatment step ST62 is performed. In this step, a sulfiding agent is further added to the slurry containing the neutralized precipitate, the pH of which has been adjusted to the range of 10 to 11 in the neutralization treatment step ST61. As a result, a small amount of cadmium that could not be completely removed in the neutralization treatment step ST61 is precipitated as a sulfide. Incidentally, the addition of the sulfiding agent in the sulfiding treatment step ST62 is carried out by redissolving the cadmium hydroxide represented by the formula 1, that is, even when the reverse reaction of the production reaction occurs, the cadmium ion is sulfided to obtain the cadmium ion concentration. It also has the effect as a buffer that stabilizes.

硫化処理工程ST62においては、酸化還元電位が−200mV以上、−40mV以下(Ag/AgCl電極基準)となるように硫化反応条件を調整すればよい。−200mV未満であると、反応に寄与しない水硫化ソーダが過剰に添加されることになる。−40mVを超えると、硫化反応が不十分となり、カドミウム濃度が上昇する恐れがある。尚、本明細書における酸化還元電位は、いずれも、Ag/AgCl電極基準によるものとする。 In the sulfurization treatment step ST62, the sulfurization reaction conditions may be adjusted so that the oxidation-reduction potential is -200 mV or more and -40 mV or less (Ag/AgCl electrode reference). When it is less than -200 mV, sodium hydrosulfide that does not contribute to the reaction is excessively added. If it exceeds -40 mV, the sulfurization reaction may be insufficient and the cadmium concentration may increase. The redox potentials in this specification are based on Ag/AgCl electrode standards.

硫化剤としては、硫化水素ガスを用いることもできるが、水硫化ソーダ水溶液を用いることがより好ましい。水硫化ソーダ水溶液は、取扱いも簡単で硫化反応効率も高いためである。 Hydrogen sulfide gas can be used as the sulfiding agent, but it is more preferable to use an aqueous solution of sodium hydrosulfide. This is because the aqueous sodium hydrosulfide solution is easy to handle and has a high efficiency of sulfurization reaction.

(固液分離工程)
ST62の後、固液分離工程ST63を行う。この工程では、上記の2工程を経て生成された中和澱物と金属硫化物の混合物を、一括して硫化反応後の排水から分離する。この工程において、排水のカドミウムは0.001〜0.01mg/l、鉛は0.003〜0.03mg/lにまで低減される。尚、沈澱した水酸化物は固液分離されて系内に繰返される。固液分離後の排水はpH調整工程等の更なる最終処理工程に送られ、最終的な無害化のための処理を施される。
(Solid-liquid separation process)
After ST62, solid-liquid separation step ST63 is performed. In this step, the mixture of the neutralized precipitate and the metal sulfide produced through the above two steps is separated from the wastewater after the sulfurization reaction at once. In this step, cadmium in the waste water is reduced to 0.001 to 0.01 mg/l and lead is reduced to 0.003 to 0.03 mg/l. Incidentally, the precipitated hydroxide is solid-liquid separated and is repeated in the system. The wastewater after solid-liquid separation is sent to a further final treatment step such as a pH adjustment step and finally treated for detoxification.

尚、上記の中和処理工程ST61とは、中和剤の添加を処理として施す工程のことを言い、硫化処理工程ST62とは硫化剤の添加を行う工程のことを言い、それぞれ別工程として区別されるが、この区別は、実際に反応槽内で進行する中和反応が、必ずしも中和処理工程ST61の実施時に完全に終了するという意味ではない。続く、硫化処理工程ST62の実施中においても、反応槽内で一部の中和反応の進行が継続していることも想定の範囲内であり、中和処理工程ST61、硫化処理工程ST62、固液分離工程ST63を、上記の条件下でこの順序で連動して行う方法であって、最終的に、目的とする中和澱物、硫化物を排水から固液分離する方法である限り、各処理の進行中における各反応の進行の程度にかかわらず、全て本発明の範囲内である。 The above-mentioned neutralization treatment step ST61 refers to a step of adding a neutralizing agent as a treatment, and the sulfidation treatment step ST62 refers to a step of adding a sulfiding agent, which are distinguished as separate steps. However, this distinction does not necessarily mean that the neutralization reaction actually proceeding in the reaction tank is completely completed when the neutralization treatment step ST61 is performed. It is also within the range of assumption that a part of the neutralization reaction continues in the reaction tank even during the subsequent sulfurization treatment step ST62, and the neutralization treatment step ST61, the sulfurization treatment step ST62, As long as it is a method of performing the liquid separation step ST63 in conjunction with each other under the above conditions in this order, and finally a method of solid-liquid separating the target neutralized precipitate and sulfide from the wastewater, All are within the scope of the present invention regardless of the degree of progress of each reaction during the progress of the treatment.

(排水の処理方法を行う反応槽)
排水の処理方法は、図3に示すような、撹拌機3を備える複数の、好ましくは第1〜第3撹拌槽11、12、13が連接してなる反応槽10によって行うことが好ましい。反応槽10は、従来の中和処理のみを行う反応槽としても槽自体の基本構成としては一般的な構成であるため、既存の槽の多くを排水の処理方法を行う反応槽10として用いることができる。
(Reaction tank for treating wastewater)
The wastewater treatment method is preferably carried out by a reaction tank 10 including a stirrer 3, preferably a plurality of, preferably, first to third stirring tanks 11, 12, and 13 connected to each other, as shown in FIG. Since the reaction tank 10 has a general configuration as a basic configuration of the reaction tank 10 even if it is a conventional reaction tank for performing only neutralization treatment, most of the existing tanks are used as the reaction tank 10 for performing the wastewater treatment method. You can

反応槽10においては、第1撹拌槽11に中和剤として、消石灰スラリーが添加される(中和処理工程ST61)。消石灰スラリーの添加量は、直列に配置されている3つの撹拌槽のうち、最後の槽である第3撹拌槽13のpHが10〜11となるような量とする。撹拌機3によって、槽内の消石灰スラリーが均一に混合され、所望の滞留時間が保持される。 In the reaction tank 10, slaked lime slurry is added to the first stirring tank 11 as a neutralizing agent (neutralization treatment step ST61). The addition amount of the slaked lime slurry is set so that the pH of the third stirring tank 13, which is the last tank among the three stirring tanks arranged in series, is 10 to 11. The stirrer 3 uniformly mixes the slaked lime slurry in the tank and maintains a desired residence time.

第2撹拌槽12においては、第1撹拌槽11から送られてきた排水の中和処理が更に継続して進行する。 In the second stirring tank 12, the neutralization process of the wastewater sent from the first stirring tank 11 further continues.

図3の反応槽10における最後の槽である第3撹拌槽13は、排水の処理流量に対して25質量%程度の水硫化ソーダ水溶液を添加することができるようにされている。(硫化処理工程ST62)。この第3撹拌槽13においてカドミウム等を含有するスラリー(硫化物)が生成される。 The third stirring tank 13, which is the last tank in the reaction tank 10 in FIG. 3, is configured to be able to add about 25 mass% sodium hydrosulfide aqueous solution to the treatment flow rate of waste water. (Sulfidation treatment step ST62). In the third stirring tank 13, a slurry (sulfide) containing cadmium and the like is generated.

第3撹拌槽13をオーバーフローした処理後のスラリーは、シックナーに送られて固液分離(固液分離工程ST63)が施され、シックナーのオーバーフロー液は、pH調整工程等の更なる最終処理工程に送られ、最終的な無害化のための処理を施される。 The processed slurry that overflows the third stirring tank 13 is sent to a thickener and subjected to solid-liquid separation (solid-liquid separation step ST63), and the overflow liquid of the thickener is subjected to a further final processing step such as a pH adjustment step. It is sent and processed for final detoxification.

(実施例)
粗酸化亜鉛製造プラントにおける、塩化物イオン濃度が26g/l(0.73mol/l)、カドミウム濃度が8mg/lのセメンテーション反応後液を、60m/hの流量で、図3に示すような撹拌機付きの反応槽が、直列に3槽配置されている排水中和反応槽に供給した。ここで、第3撹拌槽のpHが10〜11となるように、第1撹拌槽に10〜15質量%の濃度に調整した消石灰スラリーを添加した。又、第1撹拌槽には、5〜10質量%の濃度に調整した水ガラス水溶液を10l/hの流量で添加した。又、第3撹拌槽には、25質量%の水硫化ソーダ水溶液を、6l/hの流量で添加した。第3撹拌槽内の酸化還元電位は、−150〜−50mV(Ag/AgCl電極)であった。第3撹拌槽をオーバーフローした反応後のスラリーは、シックナーにて固液分離されたが、シックナーオーバーフロー液のカドミウム濃度は0.006mg/lであった。尚、カドミウム濃度の測定は、ICP質量分析装置によって実施した。又、第3撹拌槽上部において臭気は確認されず、硫化処理時に硫化水素ガスは発生しないことが確認された。
(Example)
As shown in FIG. 3, a solution after the cementation reaction with a chloride ion concentration of 26 g/l (0.73 mol/l) and a cadmium concentration of 8 mg/l in a crude zinc oxide production plant was carried out at a flow rate of 60 m 3 /h. A reaction tank equipped with a simple stirrer was supplied to the waste water neutralization reaction tank, which is arranged in series in three tanks. Here, slaked lime slurry adjusted to a concentration of 10 to 15 mass% was added to the first stirring tank so that the pH of the third stirring tank was 10 to 11. In addition, a water glass aqueous solution adjusted to a concentration of 5 to 10% by mass was added to the first stirring tank at a flow rate of 10 l/h. A 25 mass% aqueous solution of sodium hydrosulfide was added to the third stirring tank at a flow rate of 6 l/h. The redox potential in the third stirred tank was −150 to −50 mV (Ag/AgCl electrode). The slurry after the reaction that overflowed the third stirring tank was subjected to solid-liquid separation with a thickener, and the cadmium concentration of the thickener overflow liquid was 0.006 mg/l. The cadmium concentration was measured with an ICP mass spectrometer. Further, no odor was confirmed in the upper part of the third stirring tank, and it was confirmed that hydrogen sulfide gas was not generated during the sulfurating treatment.

(比較例)
実施例と同一構成の反応槽において、第3撹拌槽に25質量%の水硫化ソーダ水溶液を添加しなかった以外は、実施例と同じ設備を使用して、実施例と同じ操業条件にて、排水中和操業を実施した。その結果、シックナーオーバーフロー液のカドミウム濃度は0.2mg/lであった。
(Comparative example)
In a reaction tank having the same configuration as that of the example, except that the 25% by mass aqueous sodium hydrogen sulfide solution was not added to the third stirring tank, using the same equipment as the example, under the same operating conditions as the example, Wastewater neutralization operation was carried out. As a result, the cadmium concentration in the thickener overflow liquid was 0.2 mg/l.

以上より、本発明の排水の処理方法は、カドミウム及び鉛を含有する高塩化物イオン濃度の水溶液中のカドミウム濃度を安全且つ低コストで十分に低下させることができる処理方法であることが確認された。 From the above, it is confirmed that the wastewater treatment method of the present invention is a treatment method capable of safely and sufficiently reducing the cadmium concentration in an aqueous solution containing cadmium and lead and having a high chloride ion concentration. It was

S10 還元焙焼工程
S20 湿式工程
S30 乾燥加熱工程
S40 排ガス処理工程
S50 セメンテーション工程
S60 排水処理工程
ST61 中和処理工程
ST62 硫化処理工程
ST63 固液分離工程
10 反応槽
11 第1撹拌槽
12 第2撹拌槽
13 第3撹拌槽
3 撹拌機
S10 Reduction roasting process S20 Wet process S30 Dry heating process S40 Exhaust gas treatment process S50 Cementation process S60 Waste water treatment process ST61 Neutralization treatment process ST62 Sulfidation treatment process ST63 Solid-liquid separation process 10 Reaction tank 11 First stirring tank 12 Second stirring Tank 13 Third stirring tank 3 Stirrer

Claims (3)

鉄鋼ダストから酸化亜鉛を製造する過程において行われる湿式工程から排出される処理液をセメンテーション処理した後のオーバーフロー液であり、カドミウム及び鉛を含有し、塩化物イオン濃度が0.2mol/l以上1.5mol/l以下である排水の処理方法であって、
前記排水に中和剤を添加してpHを10以上11以下に調整することにより、中和澱物を生成する中和処理を行う中和処理工程と、
前記中和処理後の前記排水に、硫化剤を添加して酸化還元電位(Ag/AgCl電極基準)を−200mV以上−40mV以下に調整することにより、金属硫化物を生成する硫化処理を行う硫化処理工程と、
前記中和澱物及び前記金属硫化物を含有するスラリーを固液分離する固液分離工程と、を行う排水の処理方法。
An overflow liquid after cementation treatment of a treatment liquid discharged from a wet process performed in the process of producing zinc oxide from steel dust , containing cadmium and lead, and having a chloride ion concentration of 0.2 mol/l or more. A method for treating wastewater having a concentration of 1.5 mol/l or less,
A neutralization treatment step of performing a neutralization treatment to form a neutralized precipitate by adding a neutralizing agent to the waste water and adjusting the pH to 10 or more and 11 or less;
A sulfidizing treatment for producing a metal sulfide is performed by adding a sulfidizing agent to the wastewater after the neutralization treatment to adjust the redox potential (Ag/AgCl electrode standard) to −200 mV or more and −40 mV or less. Processing steps,
A method for treating wastewater, which comprises a solid-liquid separation step of solid-liquid separating a slurry containing the neutralized precipitate and the metal sulfide.
請求項1に記載の排水の処理方法であって、
前記中和処理を第1撹拌槽で行い、
前記硫化処理を、前記第1撹拌槽に直接又は他の撹拌槽を介して連接されている槽で行う排水の処理方法。
The method for treating wastewater according to claim 1, wherein
The neutralization treatment is performed in the first stirring tank,
A method for treating wastewater, wherein the sulfurization treatment is performed in a tank that is connected to the first stirring tank directly or via another stirring tank.
前記中和剤は消石灰であり、前記硫化剤は水硫化ソーダである請求項1又は2に記載の排水の処理方法。 The method for treating wastewater according to claim 1 or 2, wherein the neutralizing agent is slaked lime, and the sulfiding agent is sodium hydrosulfide.
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