JP7062748B2 - 一般廃棄物焼却灰の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般廃棄物焼却灰の処理方法に関する。

一般家庭ごみの焼却灰には、様々な成分が含まれており、その成分を回収する技術として、乾燥、磁力選別、篩分け、粉砕、渦電流選別等の処理を行い、処理後の焼却灰中からセメント原料を取り出し、その後に粉砕、分級して得られた残渣（銅、亜鉛、金、銀、パラジウム、白金などの有価金属を含む）を回収する技術が知られている(例えば、特許文献１等参照)。

特開２０１６－８９１９６号公報

しかしながら、上記特許文献１等の技術では、多くの処理工程を経る必要があり、手間と時間を要する。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、シンプルな工程により、一般廃棄物焼却灰を適切に処理することが可能な一般廃棄物焼却灰の処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る一般廃棄物焼却灰の処理方法は、一般廃棄物焼却灰を篩目が３０～１００ｍｍの篩を用いて篩別する工程と、前記篩別する工程により篩別された篩下物を磁選する工程と、前記磁選する工程で磁選された非磁性物を、溶融物がスラグと銅の硫化物であるマット層からなり、操業温度が鉄の融点よりも低い溶融炉に投入する工程と、を有している。

本発明に係る一般廃棄物焼却灰の処理方法によれば、シンプルな工程により、一般廃棄物焼却灰を適切に処理することができる。

一実施形態に係る一般廃棄物焼却灰の処理方法を示す工程図である。 一般廃棄物焼却灰の受け入れ時、５０ｍｍ篩上、篩下の非磁性物、篩下の磁性物の重量及び比率を示す表である。 溶融炉の一例を示す図である。

以下、一実施形態について、図１～図３に基づいて、詳細に説明する。図１は、一実施形態に係る一般廃棄物焼却灰の処理方法を示す工程図である。

本実施形態では、家庭系一般廃棄物（家庭から排出される廃棄物）や、事業系一般廃棄物（事業者が排出する産業廃棄物以外の廃棄物）を焼却した際に生じた焼却灰を処理する。

一般廃棄物焼却灰は、図１に示すように、まず、ステップＳ１において、篩目３０～１００ｍｍの篩（本実施形態では５０ｍｍ）の篩を用いて篩別する。ここで、篩目５０ｍｍの篩としては、例えばバケット型スケルトン（スケルトンバケット）を用いることができる。バケット型スケルトンは、ホイールローダや油圧ショベルなどの作業機に取り付けられるバケットの一つであり、底板に多数の篩目が設けられ、すくい込んだ一般廃棄物焼却灰を篩別する。この篩別により、バケット型スケルトンの篩目を通過しない篩上物と、通過する篩下物に分けられる。

篩上物は、大型の鉄屑（例えば直径１００ｍｍ以上の鉄屑など）が含まれる。この篩上物は、溶融炉での処理に適さない大きさであるため鉄スクラップとして外販することができる。

一方、篩下物については、ステップＳ２において、磁力を用いた選別（磁選）が行われる。磁選には、例えばリフマグ（リフティングマグネット）を用いることができる。リフマグは、ホイールローダや油圧ショベルなどの作業機に取り付けられ、リフマグが有する電磁石の力（磁力）により、篩下物を磁性物と非磁性物に分別する

篩下の非磁性物は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）等の有価金属を含んでいる。また、篩下の磁性物は、小型の鉄屑を含んでいる。

ここで、図２には、一般廃棄物焼却灰に対して図１の処理を行った場合の、篩上物、篩下物（非磁性物、磁性物）の重量、及び受け入れ時の一般廃棄物焼却灰に対する重量比率の一例が示されている。

図２の例では、受け入れた一般廃棄物焼却灰のうち、９１％が５０ｍｍ篩下の非磁性物となることが分かった。

次に、磁選された非磁性物と磁性物の処理方法について説明する。

（非磁性物について）
非磁性物は、ステップＳ３において、溶融炉に投入する。なお、溶融炉の種類は問わないが、リサイクル原料を処理する炉であればよく、溶融にあたっては、スラグ層とマット層又はメタル層（以下、「マット層等」という。）を有する溶融炉であればよい。溶融炉の形式としては、たとえば、電気炉、反射炉、炉床付きシャフト炉、長円形炉、ドラム炉、上部吹き込み式転炉等を用いることができる。

図３には、非磁性物を投入する溶融炉の一例である、溶融炉１が断面図にて示されている。図３に示すように、溶融炉１は、非磁性物の投入口１１、２０を有する溶融部１０と、バーナータイル１５とを備える。図３に示す溶融炉１への非磁性物の投入については、投入口１１から非磁性物（符号「３０」参照）を投入することで、一旦堆積した非磁性物（符号「４０」参照）をバーナータイル１５の燃焼炎１６にて加熱溶融した後、溶融物４１を溶融部１０の湯溜り部１８に存在するスラグ層１４とマット層１３等に流れ込ませる場合と、投入口２０から直接、溶融状態のスラグ層１４及びマット層１３等に非磁性物を投入する場合とがある。

投入された非磁性物は、溶融し、非磁性物中のＳｉＯ₂や溶融中に酸化されたＦｅやＡｌの酸化物等が、スラグ層１４に取り込まれ、一方、非磁性物中の金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）等の有価金属は溶融してマット層１３に取り込まれるか、マット層１３中で溶融してマット層１３に取り込まれる。

マット層１３の品位としては、２０～６０質量％（硫化物の質量として）が好ましい。

なお、リサイクル原料の処理工程における典型的なマット層は銅の硫化物である。

マット層１３等は、溶融状態で溶融炉１から排出された後、冷却される。冷却されたマット層１３等は、必要に応じて粉砕して、マット層１３等を構成する金属成分の製錬工程に持ち込まれ、目的の金属を回収するとともに、工程に付随する有価金属回収工程にて、貴金属を回収する。たとえば、マット層１３等が、銅又は銅硫化物である場合には銅製錬工程に持ち込まれる。具体的には、本発明のマットは自溶炉に投入され、電解工程にて銅が製造される際に、貴金属は電解沈殿物となって貴金属の回収工程にて回収されることになる。

一方、スラグ層１４は、排出された後、冷却される。冷却されたスラグは、必要に応じて粉砕して、外販するか、そのまま、処分される。

なお、本発明における「リサイクル原料」とは、一般家庭ごみの焼却灰、アスベスト、汚泥等の産業廃棄物、電子電気製品の部品屑、自動車等のシュレッダーダスト等のリサイクルを目的とした原料である。

（篩下磁性物の処理について）
篩下磁性物は、鉄屑を含んでいるため、鉄スクラップとして外販することができる。ただし、篩下磁性物の発生量自体が少ないこと、サイズが小さいことから篩下磁性物についても、非磁性物と同様、溶融炉に投入することとしてもよい。この場合、磁選処理を省略してもよい。このようにしても、一般廃棄物焼却灰の大きさや成分に合わせて、適切な処理を行うことが可能である。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、一般廃棄物焼却灰を篩目が３０～１００ｍｍの篩を用いて篩別（Ｓ１）することで、溶融炉での処理に適さない大きさの一般廃棄物焼却灰を篩上物として排除し、篩別された篩下物を磁選し（Ｓ２）、磁選された非磁性物を溶融炉に投入する（Ｓ３）。これにより、シンプルな工程により、一般廃棄物焼却灰の大きさや成分に合わせて、適切な処理を行うことが可能である。特に、本実施形態では、篩下の非磁性物を溶融炉（電気炉、反射炉等）に投入するので、非磁性物に含まれる有価金属を適切に回収することが可能である。

また、本実施形態では、篩下の磁性物に含まれる鉄屑の量が少なく、サイズが小さいことを考慮して、非磁性物と同様、溶融炉に投入することもできる。これにより、磁選処理（Ｓ２）を行わなくても、適切に一般廃棄物焼却灰を処理することができる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０ 溶融部
１１ 投入口
１３ マット層
１４ スラグ層
１５ バーナータイル
１６ 燃焼炎
１８ 湯溜り部
２０ 投入口
４０ 堆積物
４１ 溶融物

Claims (5)

1. 一般廃棄物焼却灰を篩目が３０～１００ｍｍの篩を用いて篩別する工程と、
   前記篩別する工程により篩別された篩下物を磁選する工程と、
   前記磁選する工程で磁選された非磁性物を、溶融物がスラグと銅の硫化物であるマット層からなり、操業温度が鉄の融点よりも低い溶融炉に投入する工程と、を有することを特徴とする一般廃棄物焼却灰の処理方法。
2. 前記溶融炉が、投入された非磁性物に含まれる有価金属を溶融により回収できる炉であることを特徴とする請求項１に記載の一般廃棄物焼却灰の処理方法。
3. 前記溶融炉は、リサイクル原料を処理する溶融炉であることを特徴とする請求項２に記載の一般廃棄物焼却灰の処理方法。
4. 前記溶融炉が、電気炉、反射炉、炉床付きシャフト炉、長円形炉、ドラム炉、上部吹き込み式転炉のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の一般廃棄物焼却灰の処理方法。
5. 前記溶融炉から排出されたマット層を銅製錬工程にて処理して有価金属を回収することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の一般廃棄物焼却灰の処理方法。
   

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