JPH02102788A - 苛性シアン化物と金属を含んだ廃液の処理方法 - Google Patents

苛性シアン化物と金属を含んだ廃液の処理方法

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JPH02102788A
JPH02102788A JP1060594A JP6059489A JPH02102788A JP H02102788 A JPH02102788 A JP H02102788A JP 1060594 A JP1060594 A JP 1060594A JP 6059489 A JP6059489 A JP 6059489A JP H02102788 A JPH02102788 A JP H02102788A
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effluent
reactor
oxidized
conduit
waste
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JP1060594A
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Bruce L Brandenburg
ブルース・エル・ブランデンバーグ
Curtis D Cooley
カーティス・ディー・クーリー
Claude E Ellis
クロード・イー・エリス
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Zimpro Passavant Inc
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • C02F11/08—Wet air oxidation
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、苛性シアン化物と金属を含んでいて加熱する
と不溶性のスケールを形成し易い廃液を処理する方法に
関する。
（従来の技術） めっき工業においては、金属類及び苛性シアン化物を含
んだ廃液が発生する。これらの廃液は、シアン化物と金
属を含んでいるために人体に対して有害である。こうし
た廃液は、シアン化物を分解するためにアルカリ塩素化
（ａｌｋａｌｉｎｅ　ｃｈｌｏｒｉｎａ−ｔｉｏｎ）に
よって処理されているが、この処理では通常固形物が生
成し、この固形物中にはなおも相当量のシアン化物が含
まれている０例えば、ジャンセン（Ｊａｈｎｓｓｎ）に
よる米国特許第４，０５９，５１４号明細書を参照。
湿潤空気酸化は、シアン化物の分解及び廃液の処理を行
うための別の方法である。高温高圧で酸化することによ
り、これらの廃液中のシアン化物が相当程度分解される
。苛性シアン化物と金属を含有した廃液中の固形物含量
が高いと、湿潤空気酸化システムにおいてスケール沈積
の問題が生じ、従ってシステムからスケールを取り除く
ために頻繁に運転停止が必要となる。これらの廃液を湿
潤空気酸化によって処理する場合、スケール沈積は、湿
潤酸化反応器内の供給ライン及び酸化流出液ラインにお
いて問題となる。
数多くの湿潤空気酸化フロースキームが知られているが
、苛性シアン化物と金属を含有したこのような廃液の湿
潤酸化処理に対してはいずれも適用できないと思われる
。
モルガン（）１ｏｒｇａｎ）による米国特許筒３，８４
９．５３６号及び第３，９１７．４６０号明細書は、ソ
ーダバルブ用溶液中の存機成分を酸化するための湿潤酸
化について説明している。湿潤酸化反応器が上部反応ゾ
ーンと下部反応ゾーンに分割されていて、予備加熱され
たパルプ用溶液と空気が下部反応ゾーンに導入され、そ
こで大部分の酸化が行われる。酸化混合物が上部反応ゾ
ーンの頂部に送られ、そこで徘ガスが排気され、溶液が
下向きに移行して、上部反応ゾーンの底部にて導入され
た追加空気と突き当たる、相当に酸化された溶液は、上
部反応ゾーンの底部付近から出ていく。
タガシラ（Ｔａｇａｓｈｉｒａ）による米国特許筒４．
０７０．２８１号明細書は、銅とアンモニウム塩類との
組合せを利用したシアン含有廃液の湿潤酸化について開
示している。湿潤酸化廃液中の残留シアン化物を除去す
るために、湿潤酸化の後処理を行わなければならない、
連続的なフロースキームについては全く述べられていな
い。
バール（Ｂａｒｒ）による米国特許筒４．１０８．６８
０号明細書は、希硝酸溶液と二酸化マンガンからなる混
合物を利用した、金属表面からのシェラ酸カルシウムス
ケールの除去方法について開示している。
ブランド（Ｐｒａｄ　ｔ）らによる米国特許筒４，１１
４．２８０号明細書は、水不溶性、水非混和性で、かつ
水に懸濁させにくい液体又は固体の可燃性物質の湿潤酸
化について説明している。水と空気が予備加熱され、酸
化反応器中に導入される。廃液のサスペンションも直接
反応器中に圧入され、そこで酸化反応が起こる。流入し
てくる水と空気を予備加熱するのに使用されている熱交
換器を通して、酸化流出液と排ガスが反応器から除去さ
れる。
コウダリー（ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ）による米国特許筒４
．３５０，５９９号明細書は苛性廃液の湿潤酸化につい
て開示しており、予備加熱された廃液と空気もしくは酸
素が反応して二酸化炭素を生成し、原廃液の腐食性を低
くするのにこの二酸化炭素が使用される。
オクガワ（Ｏｋｕｇａｗａ）による米国特許筒４．４０
２．８３７号明細書は、処理された液体のための１つの
出口及びアンモニアと蒸気を除去するためのもう１つの
出口を存する水平反応器（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｒｅ
ａｃｔｏｒ）を利用した、苛性アルカリと蒸気によるシ
アン化ニッケル廃液の処理方法について開示している。
ホラク（Ｈｏｒａｋ）らによる米国特許筒４．５２５．
２８３号明細書は、酸性ｐＨにおける廃液の触媒湿潤酸
化について説明している０本明細書には一連の酸化反応
器が示されており、予備加熱された廃液と酸素ガスが反
応器の底部に入り、反応器の頂部には流出液オーバーフ
ローライン、ガス移送パイプ、ガス循環パイプ、及び廃
棄ガスパイプが取り付けられている。
本発明により、苛性シアン化物と金属を含有した廃液の
連続湿潤空気酸化方法が提供され、これによって連続的
な廃液処理が可能となる。スケールが過剰に沈積すると
いう問題が解消され、従って流出液を連続的に生成させ
ることができる。このとき本流出液中には極めて少量の
シアン化物しか残留していない。
本発明により提供される方法は、苛性シアン化物と金属
を含有した廃液を湿潤空気酸化によって連続的に処理し
て相当程度のシアン化物分解を起こさせるのに有効であ
る０本発明の方法においては、シアン化物を含有した原
廃液を加熱することなく、第１の入口導管により原廃液
が直接湿潤空気酸化反応器中に導入される。予備加熱さ
れた加圧酸素含有ガスと予備加熱された希釈水からなる
混合物が第２の入口導管によって反応器中に導入され、
このとき湿潤酸化反応が起こる。廃液、希釈水、及びガ
スが反応器内で混ざり合い、シアン化物を分解するのに
十分な時間だけ高温高圧に保持される０反応器の温度は
約２００″Ｃ（３９２°Ｆ）〜３７０℃（６９Ｂ°Ｆ）
に保持され、また反応器の圧力は約３００ｐｓｉｇ（２
，０６８ＫＰａ）　〜３．５００ｐｓｉｇ（２４，１２
９ＫＰａ）に保持される。好ましくは、反応器の温度は
約２００℃（３９２′″Ｆ）〜３００℃（５７２°Ｆ）
に、そして反応器の圧力は約３００ｐｓｉｇ（２，０６
８ＫＰａ）　〜２．０００ｐｓｉｇ（１３，７８８ＫＰ
ａ）に保持される。
本反応器（垂直バブルカラムタイプ）には、無機酸希薄
溶液をシステムの圧力にて各流出液ラインに導入するた
めの、一対のバルブ付き流出液ラインとこれに対応する
バルブ付きラインが取り付けられている。第１の流出液
導管を通って酸化流出液と排ガスが出ていき、これと並
行して第２の流出液導管を通って無機酸希薄溶液が反応
器中に流れ込んで反応器内におけるスケールの沈積が防
止される。ある所定時間運転した後、バルブを調節して
、第２の流出液導管を通して酸化流出液と排ガスが反応
器を出ていくように、そして第１の流出液導管を通して
無機酸希薄溶液が反応器中に流れ込んで反応器内のスケ
ール又は固形物が除去されるようにすることができる。
酸化流出液と排ガスが冷却され、そして分離される。こ
うした操作モードによって連続的な処理が可能となり、
湿潤酸化反応システム内における廃液によるスケール沈
積という問題が解消される。
本発明の方法によって処理した苛性シアン化物−金属類
含有廃水は高濃度のシアン化物、金属類、及び溶解性の
塩類を含んでおり、従って廃液に対する固形物のトータ
ル量は高かった。原廃液の分析結果（第１表）によれば
、化学的酸素要求量（ｃＯＤ）が約２３ｇ／　ｊ！　、
シアン化物の含有量が３４ｇ／　ｌ、銅の含有量が１４
ｇ／　Ｉ！、そして炭酸ナトリウムの含有量が約３４０
ｇ／　ｌであった。
第１図（従来の湿潤酸化フロースキーム）について述べ
ると、原廃液を等容量の水で希釈し、これを原廃液供給
タンク２中に入れた。希釈された原廃液を高圧ポンプ４
によってシステムの圧力にまで高め、供給導管８におい
てコンプレッサー６からの加圧空気と混合した。熱交換
器１０によって廃液／空気混合物を運転温度にまで加熱
し、加熱した混合物を導管１２によって湿潤酸化反応器
（垂直バブルカラムタイプの反応器）の下部に送り、そ
こで酸化反応を行わせた。
本湿潤酸化反応システムは、希釈廃液の流量を５．５ガ
ロン／ｈｒ、とし、そして圧縮空気の流量を１．１３標
１ｐｒｔコ／ｓｉｎ、（ＳＣＦＭ）　（廃液中の全シア
ン化物を酸化するのに十分な流りとして運転した０反応
器の温度は２８０’Ｃ，反応器の圧力は！１，７２０Ｋ
Ｐａ（１７００ｐｓｉｇ）とした、上記流量の場合、加
熱された加圧廃液に対して１時間の反応器滞留時間が得
られた。
酸化された廃流出液と徘ガスを流出液導管１６によって
反応器１４から出し、冷却用熱交換器１８によって冷却
した。冷却された流出液／排ガス混合物は圧力制御バル
ブ２０を通過し、導管２２を通って気体／液体分離器２
４へと送られた。酸化流出液を導管２６によって分離器
から出し、一方排ガスは導管２８を通して苛性アルカリ
スクラバー３０に送られ、排ガスによりシステムを通し
て搬送されてきたシアン化物がここで捕集された。スク
ラビングされた排ガスを排気導管３２によりシステムか
ら出した。
上記の７０−スキームで運転した場合、２時間後におい
て、希釈された原廃液が固形物で熱交換器１０をふさぎ
、このためプロセスは運転停止となった。
システムの廃液供給部分を第２図に示したように修正し
た。水不溶性で、水不混和性で、かつ水にｇ濁しにくい
廃液の湿潤酸化に対して、本フロースキームを適用した
。タンク２における希釈されていない原廃液を加熱する
ことなく、高圧ポンプ４と入口供給導管８によって当該
廃液を湿潤酸化反応器１４の下部に直接供給した。タン
ク３４からの希釈水の容積計量した等量流れを高圧ポン
プ３Ｇに送り、そこでこの流れをシステムの圧力にまで
高め、そして導管３８においてコンプレッサー６からの
圧縮空気と混合した。この水／空気混合物を、ヒーター
熱交換器１０によって運転温度にまで加熱し、導管１２
によって湿潤酸化反応器１４の下部に供給した。
原廃液及び希釈水に対する流量は２．７５ガロン／ｈｒ
そして圧縮空気に対する流量は１．１３ＳＣＦＭとした
。
反応器の温度は２８０℃（５３６°Ｆ）、反応器の圧力
は１１．７２０ＫＰａ（１７００ｐｓｉｇ）　、そして
液体の−ａ留時間は１時間とした０本酸化反応システム
における、流出液導管１６から下流の残りの部分は第１
図に記載したように運転した。
第２図のフロースキームに従って運転した場合、供給ラ
インの詰まりは起こらなかった。しかしながら、５時間
運転した後、反応器の頂部と流出液導管１６に詰まりが
生じ、このためプロセスは運転停止となった。
無機酸による洗浄で詰まりを除去した後、本湿潤酸化シ
ステムを２０４℃（４００°Ｆ）にて第２図の７０−ス
キームに従って運転した（他の全ての運転パラメーター
は第２図に関して記載した場合と同一にした）、より低
い温度にて８時間運転した後、反応器の頂部と流出液導
管に再び詰まりが生じ、従ってプロセスは運転停止とな
りだ。
反応器の頂部１４ａと流出液導管１６に無機酸の希薄溶
液を加えてスケールの沈積が防止できるよう、湿潤酸化
反応器の頂部における流出液導管システムを第３図に示
したように修正した。
反応器１４への原廃液及び希釈水の供給は、第２図の場
合と同様に行った。高圧ポンプ４２によって酸供給タン
ク４０からの無機酸希薄溶液をシステムの圧力にまで高
め、酸導管４４によりブロックバルブ４６を通して流出
液導管１６へと送ってスケールの沈積を抑制した。さら
に、ブロックバルブ４８と導管５０を通して反応器の頂
部１４ａに無機酸希薄溶液を加えて、流出液導管１６へ
の反応器出口１４ｂにおけるスケールの沈積を抑制した
１反応見出口１４ｂにはバイブ５２の小さな開端部分が
接続されていて、運転中に反応器出口１４ｂの付近に供
給された無機酸希ｍＮ液を収容するようになっている０
本酸化反応システムにおける、流出液導管１６から下流
のの残りの部分は第１図に記載したように運転した。
第３図の湿潤酸化システムを、温度２３２℃（４５０”
Ｆ）、圧力１１．７２０ＫＰａ（１７００ｐ！ｉｉｇ＞
　、そして反応器中における液体の滞留時間を１時間と
して運転した。＠釈水と原廃液の流量は共に２．７５ガ
ロン／ｈｒとし、空気は１．１３ＳＣＦＭで加えた０反
応器圧力にて１８％硝酸溶液を流出液導管１６及び反応
器出口１４ｂ近くのパイプ部分５２内の容積に加えた。
運転中、無機酸希薄溶液の流量は０．５ガロン／ｈｒと
した。
第３図のフロースキームに従うて運転したとき、５時間
後に反応器近くの流出液ライン１６ａと反応器出口１４
ｂにスケールが沈積して詰まりが生じ、従ってシステム
は運転停止となった。
システムの運転中、無機酸の希薄溶液を一対の平行流出
液ラインのそれぞれに加えることができるよう、湿潤酸
化反応器の頂部における流出液導管システムを第４図に
示したように修正した。第４図のフロースキームは本発
明の方法を示したものである。
反応器１４（垂直バブルカラムタイプ）への原廃液及び
水／空気混合物の供給は、第２図に関して説明したのと
同様に行った。平行流出液導管１６と１７により、反応
器の頂部１４ａとクーラー熱交換器１８とが接続されて
いる。導管１６と１７は、それぞれフロックバルブ５４
及び５６を有する。酸タンク４０からの無機酸希′ｇＪ
溶液をポンプ４２によりシステムの圧力にまで高め、導
管４４により、ブロックバルブ４６を通して無機酸希薄
溶液を反応器１４とブロックバルブ５４との間の個所に
て流出液導管１Ｇに供給した。同様のブロックバルブ４
８と導管５０により、無機酸希薄溶液を反応器１４とブ
ロックバルブ５６との間の個所にて流出液導管１７に供
給した９本酸化システムにおける、クーラー熱交換器か
ら下流の残りの部分については第１図に関して説明した
ように運転した。
システムの運転中、反応器１４からの酸化流出液と排ガ
スは、バルブ５４を開いて第１の導管１６により送り出
した。このとき酸ライン４４におけるバルブ４６を閉に
して、前記第１の導管への酸の流入を防いだ、同時に、
第２の流出液導管１７においてバルブ５６を閉にして流
出液の流れを防ぎ、そして酸制御バルブ４Ｂを開いて無
８！酸希Ｆｌ！溶液を第２の流出液導管１７と反応器頂
部１４ａに供給してスケールの沈積を防止した。
ある所定時間運転した後、流出液バルブ５４を閉にし、
流出液バルブ５６を開にして、第２の流出ン夜導管１７
を通して流出液と排ガスを反応器１４から送り出した。
同時に、酔態ｆｉｌｌバルブ４８を閉に、そして酸制御
バルブ４６を開にして、導管１６を通して無機酸ｒ？ｉ
薄溶液溶液応器頂部１４ａへと流れ込ませるようにし、
これによってスケールを除去した。酸化流出液と排ガス
は、第１図に関して説明した場合と同様にクーラー熱交
換器にて冷却した。
システムを経済的に運転するため、ヒーター熱交換器１
Ｇとクーラー熱交換器１８は、流入する希釈水と酸素含
有ガス（好ましくは空気）が酸化流出物と排ガスによっ
て加熱されるよう組み合わされ、この酸化流出物と排ガ
スは分離前に冷却される。
第４図の湿潤酸化システムを、温度２３２’Ｃ（４５０
”　Ｐ）、圧力１１．７２０ＫＰａ（１７００ｐｓｉｇ
）　、そして１時間の液体滞留時間にて、前述したよう
に運転した。
この場合も、ポンプ４２からの１８％硝酸の流量は０．
５ガロン／ｈｒとした。酸化流出物と排ガスからなる流
れ及び無機酸希薄溶液の流れを、３時間毎に導管１６と
１７との間で交互に起こした。この結果、３０時間の連
続運転を行うことができた。導管１６と１７との間で流
れを交互に起こす際の時間間隔は、２時間〜４時間毎で
よい、使用する希硝酸の濃度は、処理される個々の廃液
中における苛性シアン化物の含量に応じて５％〜２０％
である。第１表に示した酸化流出物の分析結果から、本
発明のプロセスの場合、シアン化物の分解がかなり起き
ていることがわかる。
３０時間の運転の後、湿潤酸化反応器を開放した。
反応器の器壁には密着度の高いスケール沈積物が、そし
て反応器の底部には密着度の低い砂状の沈積物が認めら
れた。各固形物に対し、シアン化物、金属、及び灰分に
ついて分析した。第２表の結果から、器壁のスケールは
主としてナトリウム、銅、リン、及び炭酸塩であり、一
方底部のスケールは主として銅、亜鉛、ナトリウム、リ
ン、及び炭酸塩であることがわかった。各スケールのシ
アン化物含量は殆ど無視しうる程度であった。どちらの
沈積物も無機酸希薄溶液には面単に溶解した。これらの
固形物に対する検討から、第１表に示されているように
、湿潤酸化反応中に廃液から銅と亜鉛が除去されている
ことがわかる。
第１表 第２表 反応器中の固形物の分析結果
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の湿潤空気酸化プロセスの概略流れ図で
ある。 第２図は、ブランドによる米国特許筒４．１７４，２８
０号に開示の別の従来プロセスを示した概略流れ図であ
る。 第３図は、反応器流出液ラインの酸洗浄を示した概略流
れ図で、詰まりの生起を防止できなかった場合の概略流
れ図である。 第４図は、反応器流出液ラインの酸洗浄を示した概略流
れ図で、システムの連続運転を可能にした場合の概略流
れ図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、苛性シアン化物と金属を含んでいて加熱するとスケ
    ールを形成し易い廃液を湿潤酸化によって処理する方法
    であって、このとき前記原廃液が予備加熱されることな
    く第１の入口導管によって加圧湿潤酸化反応器中に導入
    され、酸素含有ガスと希釈水からなる予備加熱された混
    合物が第２の入口導管によって前記反応器中に導入され
    、前記反応器内において、前記の廃液、希釈水及び酸素
    含有ガスが、シアン化物を分解して酸化された廃流出液
    と酸素含量の減少した排ガスを生成するのに十分な時間
    だけ高温及び高圧に保持され、前記酸化流出液と前記排
    ガスが前記反応器から除去され、このとき改良点が （ａ）第１の流出液用導管を通して前記反応器から前記
    の酸化流出液と排ガスを排出するのと並行して、第２の
    流出液用導管を通して前記反応器中に無機酸の希薄溶液
    を導入して反応器内におけるスケールと固形物の沈着を
    防止する工程；及び （ｂ）酸化流出液と排ガスの流れ及び無機酸希薄溶液の
    流れを交互に起こし、これにより前記第２の流出液用導
    管を通して酸化流出液と排ガスを反応器から排出し、そ
    して前記第１の流出液用導管を通して無機酸希薄溶液を
    反応器内に導入して反応器内からスケールと固体を取り
    除く工程； の各工程を含むことにある前記方法。 ２、（ｃ）冷却手段によって前記酸化流出液と排ガスを
    冷却する工程；及び （ｄ）分離手段によって前記の冷却酸化流出液を前記排
    ガスから分離して、分離された液相と分離された気相を
    生成させる工程； の各工程をさらに含む、請求項１記載の方法。 ３、工程（ｃ）の前記冷却手段が冷水熱交換器である、
    請求項２記載の方法。 ４、工程（ｃ）の前記冷却手段が、前記反応器中に導入
    された希釈水と酸素含有ガスの前記混合物を予備加熱す
    る熱交換器である、請求項２記載の方法。 ５、前記の希釈水と酸素含有ガスが外部熱源によって予
    備加熱される、請求項１記載の方法。 ６、工程（ａ）と（ｂ）の前記無機酸希薄溶液が硝酸溶
    液である、請求項１記載の方法。７、前記硝酸希薄溶液
    の濃度が５〜２０％である、請求項６記載の方法。 ８、前記高温が約２００℃（３９２°Ｆ）〜３７０℃（
    ６９８°Ｆ）であり、前記高圧が約３００ｐｓｉｇ（２
    ，０６８ＸＰａ）〜３５００ｐｓｉｇ（２４，１２９Ｋ
    Ｐａ）である、請求項１記載の方法。 ９、前記高温が約２００℃（３９２°Ｆ）〜３００℃（
    ５７２°Ｆ）であり、前記高圧が約３００ｐｓｉｇ（２
    ，０６８ｋＰａ）〜２０００ｐｓｉｇ（１３，７８８Ｋ
    Ｐａ）である、請求項１記載の方法。 １０、前記の湿潤酸化反応器が垂直バブルカラムである
    、請求項１記載の方法。 １１、前記の酸素含有ガスが空気である、請求項１記載
    の方法。 １２、前記の交互流れ工程（ｂ）がシステムの運転の２
    〜４時間後に実施される、請求項１記載の方法。 １３、苛性シアン化物と金属を含んでいて加熱するとス
    ケールを形成し易い廃液を湿潤酸化によって処理する方
    法であって、このとき前記原廃液が予備加熱されること
    なく第１の入口導管によって加圧湿潤酸化反応器中に導
    入され、酸素含有ガスと希釈水からなる予備加熱された
    混合物が第２の入口導管によって前記反応器中に導入さ
    れ、前記反応器内において、前記の廃液、希釈水及び酸
    素含有ガスが、シアン化物を分解して酸化された廃流出
    液と酸素含量の減少した排ガスを生成するのに十分な時
    間だけ高温及び高圧に保持され、前記酸化流出液と前記
    排ガスが前記反応器から除去され、このとき改良点が （ａ）第１の流出液用導管を通して前記反応器から前記
    の酸化流出液と排ガスを排出するのと並行して、第２の
    流出液用導管を通して前記反応器中に無機酸の希薄溶液
    を導入して反応器内におけるスケールと固形物の沈着を
    防止する工程； （ｂ）酸化流出液と排ガスの流れ及び無機酸希薄溶液の
    流れを交互に起こし、これにより前記第２の流出液用導
    管を通して酸化流出液と排ガスを反応器から排出し、そ
    して前記第１の流出液用導管を通して無機酸希薄溶液を
    反応器内に導入して反応器内からスケールと固体を取り
    除く工程； （ｃ）冷却手段によって前記の酸化流出液と排ガスを冷
    却する工程；及び （ｄ）分離手段によって前記の冷却酸化流出液を前記排
    ガスから分離して、分離された液相と分離された気相を
    生成させる工程； の各工程を含むことにある前記方法。
JP1060594A 1988-10-06 1989-03-13 苛性シアン化物と金属を含んだ廃液の処理方法 Pending JPH02102788A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/254,070 US4812243A (en) 1988-10-06 1988-10-06 Process for treating caustic cyanide metal wastes
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