JPH07258764A - Method for recovering metal form combustion residue of carbonous fuel - Google Patents

Method for recovering metal form combustion residue of carbonous fuel

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JPH07258764A
JPH07258764A JP4904494A JP4904494A JPH07258764A JP H07258764 A JPH07258764 A JP H07258764A JP 4904494 A JP4904494 A JP 4904494A JP 4904494 A JP4904494 A JP 4904494A JP H07258764 A JPH07258764 A JP H07258764A
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Japan
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metal
combustion residue
temperature
recovering
complexing agent
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JP4904494A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Masuya
正 桝屋
Takanobu Hirayama
孝信 平山
Taiichirou Suda
泰一朗 須田
Zenji Hotta
善次 堀田
Kinya Adachi
吟也 足立
Kuniaki Murase
邦明 邑瀬
Teruaki Fukami
輝明 深見
Kenichi Machida
憲一 町田
Kenichi Nishikawa
健一 西川
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Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To utilize a difference in stability to the temp. of gaseous phase metals so as to separate the metals by halogenating the combustion residues of fossil fuel, then forming gaseous phase metal complexes by a specific complexing agent and introducing these complexes into cracking zones having a temp. gradient. CONSTITUTION:A vessel 7 contg. AlCl3 which is the complexing agent is arranged at the front end of a quartz reaction tube 1 and a vessel 9 housing the fuel residues of the fossil fuel is arranged in the part succeeding thereto to provide the reaction tube with regions A-1 to A-13 having a temp. gradient. The gaseous mixture composed of N2CCl2 is introduced into the reaction tube from its left end while the reaction tube 1 is kept heated by an electric furnace 35. The AlCl3 is heated to evaporate and the metal components, such as V, in the combustion residues in the vessel 9 are chlorinated. The formed metal chloride reacts with the evaporated AlCl3 and form the respective gaseous phase metal complexes. The gaseous phase metal complexes move together with N2 of a carrier gas to a low pressure side in the reaction phase 1 and are made into metal chlorides in the regions of the cracking temp. of the respective metal complexes. These metal chlorides are separated and precipitated into A-1 to A-13. The valuable metals in the combustion residues are thus effectively separated and recovered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、天然アスファルト、石
炭などの炭素系燃料の燃焼残渣からの金属の回収方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering metals from combustion residues of carbon-based fuels such as natural asphalt and coal.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】原油、天然アスファルト、石
炭などには、各種の金属乃至金属化合物が不純物として
含まれている。これらの化石燃料は、そのまま或いは軽
質分を収得した後の重質油として燃焼させる場合には、
その燃焼残渣中には、金属(主として酸化物となってい
るものと考えられる)が濃縮された状態で残存する。
2. Description of the Related Art Crude oil, natural asphalt, coal and the like contain various metals or metal compounds as impurities. When these fossil fuels are burned as they are or as heavy oil after collecting light components,
In the combustion residue, the metal (which is considered to be mainly an oxide) remains in a concentrated state.

【0003】例えば、天然アスファルト(その代表的な
ものとして、南米ベネズエラ産のオリノコタールがあ
る)は、資源量が豊富であり、且つ廉価であるため、こ
れからの燃料資源として、重要視されている。この様な
歴青質は、流動性が低いので、輸送などの取り扱いを容
易とするために、水、界面活性剤および安定剤としての
マグネシウムを配合したエマルジョン(例えば、商標名
“オリマルジョン”として知られているものがある)の
形態で燃料(以下歴青質混合物ということがある)とし
て使用されている。この歴青質混合物の燃焼残渣は、歴
青質に当初から含有されていたかなりの量のV、Niな
どの金属成分に加えて、上記のMgなどの有価金属を含
んでいる。
[0003] For example, natural asphalt (a typical example thereof is orinocotar produced in Venezuela of South America) has abundant resources and is inexpensive, and is therefore regarded as an important fuel resource in the future. . Since such a bituminous material has low fluidity, an emulsion containing water, a surfactant and magnesium as a stabilizer for facilitating handling such as transportation (for example, known as a trade name “Olimuljeon”). It is used as a fuel (hereinafter sometimes referred to as a bituminous mixture). The combustion residue of the bituminous mixture contains a considerable amount of metal components such as V and Ni originally contained in the bituminous material, and also the above-mentioned valuable metals such as Mg.

【0004】さらに、石炭粉末をスラリー化した燃料
(以下石炭スラリー燃料ということがある)の燃焼残渣
にも、産地乃至炭種などに応じて、種々の金属成分が含
まれている。
Further, the combustion residue of a fuel obtained by making a slurry of coal powder (hereinafter sometimes referred to as a coal slurry fuel) also contains various metal components depending on the place of production or the type of coal.

【0005】この様な重質油、歴青質混合物および石炭
スラリー燃料の燃焼残渣の量は、近年次第に増大しつつ
あり、その有用成分の有効利用或いは安全化処理などが
大きな技術的課題となりつつある。これらの燃焼残渣の
一部は、セメント原料、耐火物原料などとして利用され
ているが、その大部分は、埋め立て乃至廃棄処分されて
いる。この埋め立て乃至廃棄処分に際しての一つの問題
点は、燃焼残渣中に残存する金属成分の溶出に伴う公害
問題である。或いは、別の観点からいうならば、燃焼残
渣中に残存する有価金属が有効に利用されないまま放棄
されることでもある。
The amounts of combustion residues of such heavy oils, bituminous mixtures and coal slurry fuels have been gradually increasing in recent years, and effective utilization of their useful components or safety treatment has become a major technical issue. is there. Some of these combustion residues are used as cement raw materials, refractory raw materials, etc., but most of them are landfilled or disposed of. One of the problems in this landfill or disposal is the pollution problem due to the elution of the metal components remaining in the combustion residue. Alternatively, from another point of view, the valuable metal remaining in the combustion residue is abandoned without being effectively used.

【0006】従来からも、燃焼残渣中の金属成分の回収
を行う方法としては、浸出法、分別晶出法などの湿式法
が提案されており、一部は実施されている。例えば、燃
焼残渣を鉱酸またはアルカリにより分解して溶液とした
後、沈殿物として金属を回収する湿式法が実施されてい
る。しかしながら、湿式法は、燃焼残渣を一旦溶解した
後、分離操作を行い、再度固体化するため、大規模な設
備を必要とするので、コスト高となるという難点があ
る。また、沈殿物は、複数の金属の混合物として得られ
るので、各金属相互の分離が困難である。
Conventionally, as a method for recovering the metal component in the combustion residue, a wet method such as a leaching method or a fractional crystallization method has been proposed, and a part thereof is carried out. For example, a wet method is used in which a combustion residue is decomposed with a mineral acid or an alkali to form a solution, and then a metal is recovered as a precipitate. However, the wet method has a drawback in that it requires a large-scale facility because the combustion residue is once dissolved, then separated and then solidified again, so that the cost is high. Further, since the precipitate is obtained as a mixture of a plurality of metals, it is difficult to separate the metals from each other.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、大
規模な設備を必要とすることなく、且つ各金属の相互分
離工程を必要とすることなく、炭素系燃料の燃焼残渣か
ら金属成分の回収を行いうる方法を提供することを主な
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, it is possible to remove a metal component from a combustion residue of a carbon-based fuel without requiring a large-scale facility and a mutual separation step of each metal. The main purpose is to provide a method capable of collecting.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、石油系およ
び石炭系燃料の燃焼残渣から金属成分を回収する方法に
ついて研究を重ねた結果、ハロゲン化した燃焼残渣に特
定の錯化剤を作用させて気相金属錯体を形成させた後、
これを温度勾配を有する分解ゾーンに導く場合には、生
成した気相金属錯体の安定度に応じて、特定の温度域部
分に特定の金属が析出することを見出した。
As a result of repeated research on a method for recovering metal components from combustion residues of petroleum-based and coal-based fuels, the present inventor exerted a specific complexing agent on halogenated combustion residues. After forming the vapor phase metal complex,
It has been found that when this is introduced into a decomposition zone having a temperature gradient, a specific metal is deposited in a specific temperature region depending on the stability of the produced gas phase metal complex.

【0009】則ち、本発明は、下記に示す炭素系燃料の
燃焼残渣からの金属回収方法を提供するものである; 1.炭素系燃料の燃焼残渣からの金属回収方法であっ
て、ハロゲン化した燃焼残渣に気相錯化剤を作用させて
気相金属錯体を形成させた後、気相金属錯体を温度勾配
を有する分解ゾーンに導くことにより、所定温度で分解
析出する各金属を順次回収することを特徴とする金属の
回収方法。
That is, the present invention provides the following metal recovery method from the combustion residue of a carbon-based fuel: A method for recovering metals from a combustion residue of a carbon-based fuel, which comprises applying a gas phase complexing agent to a halogenated combustion residue to form a gas phase metal complex, and then decomposing the gas phase metal complex with a temperature gradient. A method for recovering a metal, which comprises sequentially recovering each metal decomposed and deposited at a predetermined temperature by introducing the metal into a zone.

【0010】2.燃焼残渣が、天然アスファルトと水を
含むエマルジョン燃料の燃焼残渣である上記項1に記載
の方法。
2. The method according to Item 1, wherein the combustion residue is a combustion residue of an emulsion fuel containing natural asphalt and water.

【0011】3.炭素系燃料の燃焼残渣からの金属回収
方法であって、燃焼残渣中のバナジウムにハロゲン化剤
を作用させてハロゲン化バナジウムを形成させ、これを
析出させて回収した後、燃焼残渣中の残りの金属成分に
気相錯化剤を作用させて気相金属錯体を形成させ、これ
を温度勾配を有する分解ゾーンに導くことにより、所定
温度で分解析出する各金属を順次回収することを特徴と
する金属の回収方法。
3. A method for recovering metal from a combustion residue of a carbon-based fuel, in which vanadium in the combustion residue is caused to act with a halogenating agent to form vanadium halide, which is deposited and recovered, and then the remaining amount in the combustion residue A gas phase complexing agent is allowed to act on a metal component to form a gas phase metal complex, and the metal complex is guided to a decomposition zone having a temperature gradient to sequentially recover each metal decomposed and deposited at a predetermined temperature. Method of recovering metal.

【0012】4.燃焼残渣が、天然アスファルトと水を
含むエマルジョン燃料の燃焼残渣である上記項3に記載
の方法。
4. Item 4. The method according to Item 3, wherein the combustion residue is a combustion residue of an emulsion fuel containing natural asphalt and water.

【0013】本発明においては、石油系および石炭系燃
料の燃焼残渣(以下単に燃焼残渣という)を不活性ガス
気流中でハロゲン化剤の存在下に加熱し、金属ハロゲン
化物を形成させる。
In the present invention, combustion residues of petroleum-based and coal-based fuels (hereinafter simply referred to as combustion residues) are heated in an inert gas stream in the presence of a halogenating agent to form metal halides.

【0014】燃焼残渣に含まれる金属乃至金属化合物
(以下単に金属という)は、燃料の種類、産地などによ
り変わりうるが、通常V、Ni、Mg,、Fe、Mo、
Si、Al、Na、Znなどである。特に、歴青質混合
物の燃焼残渣には、安定化剤として配合されるMgがか
なり大量に含まれている。燃焼残渣には、後述のハロゲ
ン化反応を促進するために、脱酸素剤として活性炭を混
合しておいても良い。
The metal or metal compound (hereinafter simply referred to as a metal) contained in the combustion residue may vary depending on the type of fuel, the place of production, etc., but is usually V, Ni, Mg, Fe, Mo,
Si, Al, Na, Zn and the like. In particular, the combustion residue of the bituminous mixture contains a considerably large amount of Mg to be blended as a stabilizer. Activated carbon may be mixed with the combustion residue as a deoxidizer in order to accelerate the halogenation reaction described later.

【0015】本発明においては、使用する燃焼残渣中の
金属と反応させるハロゲン化剤としては、塩素ガス、臭
素ガス、ヨウ素ガスなどのハロゲンガス;塩化水素など
のハロゲン化水素ガス;塩化アンモニウム、臭化アンモ
ニウムなどのハロゲン化アンモニウム;塩化ケイ素、塩
化チタンなどのハロゲン化金属などが例示される。ハロ
ゲン化剤がガスである場合には、通常窒素、ヘリウムな
どの不活性ガスからなるキャリアーガスとの混合物とし
て使用する。また、塩化アンモニウムのような固体のハ
ロゲン源を使用する場合には、燃焼残渣に直接混合して
おいても良い。これらのハロゲン化剤の中では、塩素ガ
スがより好ましい。ハロゲン化剤の使用量は、燃焼残渣
中の金属に対し、2.5〜30倍程度(モル比)とする
ことが好ましい。また、燃焼残渣とハロゲン化剤との反
応は、200〜1000℃程度の温度で行うことが好ま
しい。この金属とハロゲン化剤との反応により、燃焼残
渣に由来する複数の金属成分を含むハロゲン化金属が形
成される。
In the present invention, as the halogenating agent which reacts with the metal in the combustion residue to be used, halogen gas such as chlorine gas, bromine gas, iodine gas; hydrogen halide gas such as hydrogen chloride; ammonium chloride, odor Examples thereof include ammonium halides such as ammonium halides; metal halides such as silicon chloride and titanium chloride. When the halogenating agent is a gas, it is usually used as a mixture with a carrier gas consisting of an inert gas such as nitrogen or helium. When a solid halogen source such as ammonium chloride is used, it may be directly mixed with the combustion residue. Among these halogenating agents, chlorine gas is more preferable. The amount of the halogenating agent used is preferably about 2.5 to 30 times (molar ratio) with respect to the metal in the combustion residue. The reaction between the combustion residue and the halogenating agent is preferably carried out at a temperature of about 200 to 1000 ° C. The reaction of this metal with the halogenating agent forms a metal halide containing a plurality of metal components derived from the combustion residue.

【0016】次いで、上記で生成したハロゲン化金属を
錯化剤と反応させる。錯化剤としては、金属ハロゲン化
物が使用される。この様な金属ハロゲン化物としては、
塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニ
ウムなどのハロゲン化アルミニウム;塩化ナトリウム、
塩化カリウムなどのアルカリ金属ハロゲン化物およびこ
れらの2種以上の混合物などが挙げられる。なお、本発
明においては、上記のハロゲン化剤の存在下に錯化剤と
しての金属ハロゲン化物に変換しうる化合物をも金属ハ
ロゲン化物の前駆体として使用することができる。この
様な前駆体としては、明礬、氷晶石などが例示される。
これらの錯化剤は、単独でも或いは2種以上を混合して
も使用することができる。錯化剤の使用量は、ハロゲン
化金属の1〜40倍程度(モル比)とすることが好まし
い。燃焼残渣に由来するハロゲン化金属と錯化剤との反
応は、300〜1000℃程度の温度で行うことが好ま
しい。この反応は急速に進行して、気相金属錯体が生成
される。気相金属錯体は、金属に応じて分解温度の異な
る複数の錯体化合物からなっている。錯体化合物は、使
用するハロゲン化剤、錯化剤、燃焼残渣に含まれる金属
の種類などにより異なるが、通常Ni錯体(分解温度3
10〜450℃程度)、Mg錯体(分解温度170〜3
50℃程度)などが主なものである。
Next, the metal halide produced above is reacted with a complexing agent. A metal halide is used as the complexing agent. As such a metal halide,
Aluminum halides such as aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum iodide; sodium chloride,
Examples thereof include alkali metal halides such as potassium chloride and mixtures of two or more thereof. In the present invention, a compound capable of being converted into a metal halide as a complexing agent in the presence of the above halogenating agent can also be used as a precursor of the metal halide. Examples of such precursors include alum and cryolite.
These complexing agents may be used alone or in admixture of two or more. The amount of the complexing agent used is preferably about 1 to 40 times (molar ratio) that of the metal halide. The reaction between the metal halide derived from the combustion residue and the complexing agent is preferably performed at a temperature of about 300 to 1000 ° C. This reaction proceeds rapidly to produce a gas phase metal complex. The vapor phase metal complex is composed of a plurality of complex compounds having different decomposition temperatures depending on the metal. The complex compound varies depending on the halogenating agent used, the complexing agent, the type of metal contained in the combustion residue, etc., but is usually a Ni complex (decomposition temperature 3
10 to 450 ° C.), Mg complex (decomposition temperature 170 to 3)
The main one is about 50 ° C.

【0017】生成された気相金属錯体は、不活性ガス流
に随伴して、600℃程度の高温部から50℃程度の低
温部に至る温度勾配を有する分解ゾーンに導入され、所
定の温度域において、使用するハロゲン化剤と錯化剤の
種類に対応するハロゲン化金属(例えば、塩化ニッケ
ル、塩化バナジウム、塩化マグネシウムなど)に分解さ
れて、析出する。
The produced gas-phase metal complex is introduced into a decomposition zone having a temperature gradient from a high temperature part of about 600 ° C. to a low temperature part of about 50 ° C. along with an inert gas flow, and has a predetermined temperature range. In, the compound is decomposed into a metal halide (for example, nickel chloride, vanadium chloride, magnesium chloride, etc.) corresponding to the kind of the halogenating agent and the complexing agent used and deposited.

【0018】従って、分解ゾーンの温度分布および温度
勾配は、燃焼残渣に含まれる金属の種類と使用する錯化
剤の種類とにより定まるハロゲン化金属に応じて、設定
すれば良い。また、分解ゾーンにおける温度分布を変化
させることにより、金属の回収率および回収金属の純度
を改善することができる。例えば、塩化バナジウムは、
約80℃以下の温度域で析出し、塩化ニッケルは、約3
60〜410℃の温度域で析出し、塩化マグネシウム
は、約170〜450℃の温度域で析出するので、それ
ぞれの析出物の析出量が最も多い温度域を広く設定する
ことにより、目的とする金属を効率よく回収することが
できる。
Therefore, the temperature distribution and the temperature gradient in the decomposition zone may be set according to the metal halide which is determined by the type of metal contained in the combustion residue and the type of complexing agent used. Further, by changing the temperature distribution in the decomposition zone, the recovery rate of metal and the purity of recovered metal can be improved. For example, vanadium chloride is
Precipitation occurs in a temperature range of about 80 ° C or less, and nickel chloride is about 3
Precipitation occurs in the temperature range of 60 to 410 ° C., and magnesium chloride precipitates in the temperature range of about 170 to 450 ° C. Therefore, by setting the temperature range in which the precipitation amount of each precipitate is the largest, it is aimed. The metal can be efficiently recovered.

【0019】或いは、本発明においては、燃焼残渣中の
バナジウム成分をまず塩化バナジウムの形態で回収した
後、残りの金属成分を上記の方法で回収することもでき
る。塩化バナジウムは、揮発性であり、比較的低温で析
出するので、回収が最も容易である。従って、燃焼残渣
を250〜600℃程度の温度で塩素含有ガス(例え
ば、塩素+窒素)と接触させると、気相の塩化バナジウ
ムが選択的に形成されるので、これを約80℃以下の温
度とし、析出させる。この方法によれば、純度約95%
程度のバナジウムが、収率ほぼ100%程度で得られ
る。従って、バナジウム回収後の燃焼残渣を引き続いて
上記の方法で処理する場合には、回収工程を簡易化でき
るとともに、他の金属に対するバナジウムの混入がほと
んどなくなり、他の回収金属の純度を改善することがで
きる。
Alternatively, in the present invention, the vanadium component in the combustion residue may be first recovered in the form of vanadium chloride, and then the remaining metal component may be recovered by the above method. Vanadium chloride is the easiest to recover because it is volatile and precipitates at relatively low temperatures. Therefore, when the combustion residue is contacted with a chlorine-containing gas (for example, chlorine + nitrogen) at a temperature of about 250 to 600 ° C, vapor-phase vanadium chloride is selectively formed. And deposit. According to this method, the purity is about 95%.
About vanadium is obtained with a yield of about 100%. Therefore, when the combustion residue after vanadium recovery is subsequently treated by the above method, the recovery process can be simplified, and vanadium is hardly mixed with other metals, and the purity of other recovered metals can be improved. You can

【0020】以下に図面に示す実施態様を参照しつつ、
本発明をさらに詳細に説明する。
Referring to the embodiments shown in the drawings,
The present invention will be described in more detail.

【0021】図1は、本発明方法を実施するための装置
の一例の概要を示す断面図である。装置全体は、石英製
反応管1、反応管1を囲む2つの電気炉3および5、ア
ルミナ磁性管A、錯化剤(図示の方法においては、塩化
アルミニウム)の容器7および燃焼残渣の容器9を主な
構成要素としている。アルミナ製磁性管Aは、A−1か
らA−13までの13の領域に分割されている。それぞ
れの領域は、左端から右端に向けて温度が低くなるよう
に設定されており、且つ独立して温度を制御できるよう
になっている。従って、アルミナ磁性管A内の温度は、
直線的に低下するのではなく、段階的に低下するように
調整することが可能である。
FIG. 1 is a sectional view showing the outline of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. The entire apparatus comprises a quartz reaction tube 1, two electric furnaces 3 and 5 surrounding the reaction tube 1, an alumina magnetic tube A, a complexing agent (aluminum chloride in the illustrated method) container 7 and a combustion residue container 9. Is the main component. The alumina magnetic tube A is divided into 13 regions A-1 to A-13. Each region is set so that the temperature decreases from the left end to the right end, and the temperature can be controlled independently. Therefore, the temperature in the alumina magnetic tube A is
It is possible to adjust so as to gradually decrease instead of decreasing linearly.

【0022】本発明方法は、例えば、以下のようにして
実施される。まず容器7に錯化剤(塩化アルミニウムを
具体例とする)を収容し且つ容器9に燃焼残渣を収容し
た状態で、電気炉3および電気炉5により反応管1を加
熱しつつ、反応管1の左端からN2−Cl2混合ガスを導
入する。この際、アルミナ磁性管Aの各領域A−1〜A
−13は、所定の温度に保持しておく。容器7内の塩化
アルミニウムは、加熱により気化されるとともに、容器
9内の燃焼残渣中の金属成分(酸化物であると推測され
る)も塩素化される。生成した金属塩化物(MClx
は、下記に示す様に、塩化アルミニウム気化物と反応し
て、気相金属錯体を形成する。
The method of the present invention is carried out, for example, as follows. First, while the complexing agent (aluminum chloride is a specific example) is contained in the container 7 and the combustion residue is contained in the container 9, the reaction tube 1 is heated by the electric furnace 3 and the electric furnace 5 while the reaction tube 1 is being heated. introducing N 2 -Cl 2 mixed gas from the left edge. At this time, each area A-1 to A of the alumina magnetic tube A
-13 is kept at a predetermined temperature. The aluminum chloride in the container 7 is vaporized by heating, and at the same time, the metal component (presumed to be an oxide) in the combustion residue in the container 9 is also chlorinated. Formed metal chloride (MCl x )
Reacts with a vaporized aluminum chloride to form a vapor phase metal complex as shown below.

【0023】MClx(s or g)+nAl2Cl6(g)
=MAl2nCl6n+x(g) この気相金属錯体は、キャリアガスとしてのN2により
アルミナ磁性管A中を低温側に輸送され、分解温度に達
したところで、金属塩化物として、析出する。気相金属
錯体は、複数の金属を含んでいるが、金属によって各錯
体成分の分解温度が異なるので、領域A−1〜A−13
に至る析出位置の違いにより、金属相互の分離が可能で
ある。
MCl x (s or g) + nAl 2 Cl 6 (g)
= MAl 2n Cl 6n + x (g) This vapor phase metal complex is transported to the low temperature side in the alumina magnetic tube A by N 2 as a carrier gas and is deposited as a metal chloride when the decomposition temperature is reached. . The gas-phase metal complex contains a plurality of metals, but the decomposition temperature of each complex component varies depending on the metal, so that the regions A-1 to A-13 are different.
It is possible to separate metals from each other due to the difference in the deposition position leading to.

【0024】気相金属錯体の分解により生成する塩化ア
ルミニウムは、キャリアガスとともに系外に取り出して
回収することが可能であり、再使用できる。
Aluminum chloride produced by the decomposition of the gas phase metal complex can be taken out of the system together with the carrier gas and recovered, and can be reused.

【0025】[0025]

【発明の効果】燃焼残渣中の金属を簡単な操作で、効率
よく且つ高純度で回収することができる。
The metal in the combustion residue can be efficiently recovered with high purity by a simple operation.

【0026】金属成分を除去された燃焼残渣を廃棄処分
乃至埋め立て処理に供する場合には、燃焼残渣の減量化
による処分量の軽減が可能となる。
When the combustion residue from which the metal components have been removed is subjected to disposal or landfill treatment, it is possible to reduce the amount of disposal by reducing the amount of the combustion residue.

【0027】[0027]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
EXAMPLES Examples will be shown below to further clarify the features of the present invention.

【0028】実施例1 図1に示す装置を使用して、本発明を実施した。Example 1 The present invention was carried out using the apparatus shown in FIG.

【0029】則ち、容器7に錯化剤としてのAlCl3
10gを収容し、容器9に歴青質混合物(商標名“オリ
マルジョン”)の燃焼残渣0.5gを収容した状態で、
石英製反応管1(内径25mm×長さ1000mm×厚
さ1.5mm)を加熱しつつ、キャリアガスとしてのN
230ml/lと塩素化剤としてのCl5ml/lとの
混合ガスを流入させた。
In other words, AlCl 3 as a complexing agent is added to the container 7.
In a state of containing 10 g and containing 0.5 g of combustion residue of a bituminous mixture (trade name “Olimuljeon”) in the container 9,
While heating the quartz reaction tube 1 (inner diameter 25 mm x length 1000 mm x thickness 1.5 mm), N as a carrier gas
A mixed gas of 30 ml / l and Cl 5 ml / l as a chlorinating agent was flowed in.

【0030】燃焼残渣の組成は、表1に示す通りであ
る。また、反応管1の内部の容器9の右側には、内径1
6mm×厚さ2.5mmのアルミナ製磁性管を長さ3c
mに切断した円筒体が13個配置されており、任意に温
度調整可能な領域A−1〜A−13を構成している。
The composition of the combustion residue is as shown in Table 1. On the right side of the container 9 inside the reaction tube 1, the inner diameter 1
6mm x 2.5mm thick alumina magnetic tube with a length of 3c
Thirteen cylindrical bodies cut into m are arranged to form regions A-1 to A-13 in which the temperature can be adjusted arbitrarily.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】容器9における温度、則ち反応温度を60
0℃、500℃および400℃とした場合の各領域の温
度分布を図2に示す。但し、この場合には、高温側から
低温側に向けて、温度がほぼ直線状に変化するように温
度調整を行った。図2においては、記載を簡略化するた
めに、温度測定位置(横軸)を単に1〜13として示し
てあるが、これらは、それぞれ領域A−1〜A−13を
示す。
The temperature in the container 9, that is, the reaction temperature, is set to 60.
FIG. 2 shows the temperature distribution in each region when the temperature is 0 ° C., 500 ° C., and 400 ° C. However, in this case, the temperature was adjusted so that the temperature changed substantially linearly from the high temperature side to the low temperature side. In FIG. 2, the temperature measurement positions (horizontal axis) are simply shown as 1 to 13 in order to simplify the description, but these indicate regions A-1 to A-13, respectively.

【0033】輸送条件と金属成分の収率との関係を表2
に示し、また反応温度600℃、輸送時間12時間とい
う条件下でのバナジウム、ニッケルおよびマグネシウム
の析出傾向を図3に示す。これらの結果から、以下の事
項が明らかとなった。
Table 2 shows the relationship between the transportation conditions and the yield of metal components.
3 and the tendency of precipitation of vanadium, nickel and magnesium under the conditions of a reaction temperature of 600 ° C. and a transportation time of 12 hours are shown in FIG. From these results, the following matters became clear.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】注:収率=全析出量/(容器9に残ってい
る金属+全析出量)×100(%) (a)バナジウムは80℃以下で、ニッケルは360〜
410℃の温度域で、マグネシウムは170〜450℃
の温度域で析出がみられた。
Note: Yield = total precipitation amount / (metal remaining in container 9 + total precipitation amount) × 100 (%) (a) Vanadium is 80 ° C. or lower, nickel is 360 to 360
In the temperature range of 410 ℃, magnesium is 170-450 ℃
Precipitation was observed in the temperature range of.

【0036】(b)反応温度を500℃および400℃
とした場合には、輸送時間に関わりなく、バナジウム以
外の金属の収率は低かった。
(B) Reaction temperatures of 500 ° C. and 400 ° C.
In that case, the yield of metals other than vanadium was low regardless of the transportation time.

【0037】(c)また、輸送時間が6時間の場合に
は、反応温度を600℃としても、バナジウム以外の金
属の収率は低かった。
(C) When the transportation time was 6 hours, the yield of metals other than vanadium was low even when the reaction temperature was 600 ° C.

【0038】(d)これに対し、反応温度600℃で輸
送時間12時間の場合には、ニッケルの収率が60%と
やや低いものの、バナジウムおよびマグネシウムの収率
は、ほぼ100%に近くなった。
(D) On the other hand, when the reaction temperature is 600 ° C. and the transportation time is 12 hours, the yield of nickel is a little low at 60%, but the yields of vanadium and magnesium are close to 100%. It was

【0039】実施例2 錯化剤を使用しない以外は実施例1と同様にして燃焼残
渣の処理を行ったところ、バナジウムは、80℃以下の
温度域で析出し、純度約95%で収率約100%での回
収が可能であった。
Example 2 When the combustion residue was treated in the same manner as in Example 1 except that the complexing agent was not used, vanadium was precipitated in the temperature range of 80 ° C. or lower, and the yield was about 95% and the yield was about 95%. Recovery at about 100% was possible.

【0040】これは、バナジウムが塩素酸化物のような
低沸点化合物に変化して、輸送されたためと推測され
る。従って、バナジウムを回収後の燃焼残渣を実施例1
に準じて処理する場合には、温度条件を簡略化すること
が可能となり、且つニッケルおよびマグネシウムを高純
度で回収することができるものと考えられる。
It is speculated that this is because vanadium was converted into a low boiling point compound such as chlorine oxide and transported. Therefore, the combustion residue after recovering vanadium was used in Example 1
It is considered that the temperature conditions can be simplified and nickel and magnesium can be recovered in high purity when treated in accordance with the above.

【0041】実施例3 実施例1で得られた結果からニッケルとマグネシウムと
の析出温度域が重複していることが判明したので、ニッ
ケルとマグネシウムの析出ピーク温度の中間点付近(3
80℃、390℃、400℃および410℃)に定温領
域を設定することにより、ニッケルの純度を高めること
を試みた。これらの場合の各温度域での温度分布を図4
に示す。また、反応温度600℃、輸送時間12時間と
いう条件下でのバナジウム、ニッケルおよびマグネシウ
ムの析出傾向を図5および図6に示す。
Example 3 From the results obtained in Example 1, it was found that the precipitation temperature regions of nickel and magnesium overlap each other. Therefore, near the midpoint of the precipitation peak temperatures of nickel and magnesium (3
An attempt was made to increase the purity of nickel by setting a constant temperature region at 80 ° C, 390 ° C, 400 ° C and 410 ° C. Figure 4 shows the temperature distribution in each temperature range in these cases.
Shown in. 5 and 6 show the precipitation tendency of vanadium, nickel and magnesium under the conditions of a reaction temperature of 600 ° C. and a transportation time of 12 hours.

【0042】これらの結果から、以下の事項が明らかと
なった。
From these results, the following matters were clarified.

【0043】(a)380℃或いは390℃に定温領域
を設ける場合には、ニッケルとマグネシウムとの分離が
良好に行われないため、ニッケルの純度が最大でも53
%と低かった(390℃に定温領域を設けた例を示す図
5参照)。
(A) When a constant temperature region is provided at 380 ° C. or 390 ° C., nickel and magnesium are not separated well, so the nickel purity is at most 53.
% (See FIG. 5 showing an example in which a constant temperature region is provided at 390 ° C.).

【0044】(b)400℃あるいは410℃に定温領
域を設ける場合には、領域A−2〜A−6(温度540
〜410℃)において83〜90%程度の高純度のニッ
ケルが得られており、ニッケルとマグネシウムとの分離
能が向上していることが判明した(410℃に定温領域
を設けた例を示す図6参照)。
(B) When a constant temperature region is provided at 400 ° C. or 410 ° C., the regions A-2 to A-6 (temperature 540
It was found that high-purity nickel of about 83 to 90% was obtained at (~ 410 ° C), and the ability to separate nickel and magnesium was improved (a diagram showing an example in which a constant temperature region was provided at 410 ° C). 6).

【0045】なお、回収された塩化ニッケル中には、錯
化剤に由来する塩化アルミニウムが含まれている。しか
しながら、塩化ニッケルの昇化点(約970℃)と塩化
アルミニウムの昇化点(約190℃)との差を利用する
ことにより、両者を分離することは可能である。
The recovered nickel chloride contains aluminum chloride derived from the complexing agent. However, it is possible to separate the two by utilizing the difference between the ascending point of nickel chloride (about 970 ° C.) and the ascending point of aluminum chloride (about 190 ° C.).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を実施するための装置の一例の概要
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図2】実施例1において反応温度を600℃、500
℃および400℃とした場合の各領域の温度分布を示す
グラフである。
FIG. 2 shows a reaction temperature of 600 ° C. and 500 in Example 1.
It is a graph which shows the temperature distribution of each area | region when it was set to 40 degreeC.

【図3】実施例1におけるバナジウム、ニッケルおよび
マグネシウムの析出傾向を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the tendency of vanadium, nickel and magnesium to precipitate in Example 1.

【図4】実施例3において反応装置内に定温度領域を設
けた場合の温度分布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a temperature distribution when a constant temperature region is provided in the reactor in Example 3.

【図5】実施例3において反応装置内に390℃の定温
度領域を設けた場合のバナジウム、ニッケルおよびマグ
ネシウムの析出傾向を示すグラフである。
5 is a graph showing the tendency of vanadium, nickel and magnesium to precipitate when a constant temperature region of 390 ° C. is provided in the reactor in Example 3. FIG.

【図6】実施例3において反応装置内に410℃の定温
度領域を設けた場合のバナジウム、ニッケルおよびマグ
ネシウムの析出傾向を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the tendency of vanadium, nickel, and magnesium to precipitate when a constant temperature region of 410 ° C. is provided in the reactor in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石英製反応管 3…電気炉 5…電気炉 7…容器 9…容器 A…アルミナ磁性管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz reaction tube 3 ... Electric furnace 5 ... Electric furnace 7 ... Container 9 ... Container A ... Alumina magnetic tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 孝信 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 須田 泰一朗 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 堀田 善次 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 足立 吟也 兵庫県神戸市東灘区御影町御影字滝ヶ鼻 1345番9号 (72)発明者 邑瀬 邦明 大阪府豊中市曽根東町1丁目5番13号 (72)発明者 深見 輝明 山梨県中巨摩郡白根町百々1668番113号 (72)発明者 町田 憲一 大阪府箕面市粟生間谷西1丁目5番A− 206号 (72)発明者 西川 健一 大阪府吹田市山田東3丁目22番1号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Takanobu Hirayama, 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Taiichiro Suda 3--22, Nakanoshima, Kita-ku, Osaka Kansai Denryoku Co., Ltd. (72) Inventor Zenji Hotta 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City Kansai Denryoku Co., Ltd. (72) Inventor Ginya Adachi Mikage Taki, Mikage-cho, Higashinada-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture No. 1345-9 (72) Inventor Kuniaki Owase 1-5-13, Sonehigashi-cho, Toyonaka-shi, Osaka (72) Inventor Teruaki Fukami 1668-113, Shirane-cho, Nakakoma-gun, Yamanashi Prefecture (72) Kenichi Machida 1-5-5 A-Magaya Nishi, Minoh-shi, Osaka Prefecture A-206 (72) Kenichi Nishikawa 3-2-12-1 Yamada Higashi, Suita City, Osaka Prefecture

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素系燃料の燃焼残渣からの金属回収方法
であって、ハロゲン化した燃焼残渣中の金属成分に気相
錯化剤を作用させて気相金属錯体を形成させた後、気相
金属錯体を温度勾配を有する分解ゾーンに導くことによ
り、所定温度で分解析出する各金属を順次回収すること
を特徴とする金属の回収方法。
1. A method for recovering metal from a combustion residue of a carbon-based fuel, which comprises reacting a metal component in a halogenated combustion residue with a gas phase complexing agent to form a gas phase metal complex, A method for recovering a metal, which comprises sequentially recovering each metal decomposed and precipitated at a predetermined temperature by introducing a phase metal complex into a decomposition zone having a temperature gradient.
【請求項2】燃焼残渣が、天然アスファルトと水を含む
エマルジョン燃料の燃焼残渣である請求項1に記載の方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the combustion residue is a combustion residue of an emulsion fuel containing natural asphalt and water.
【請求項3】炭素系燃料の燃焼残渣からの金属回収方法
であって、燃焼残渣中のバナジウムにハロゲン化剤を作
用させてハロゲン化バナジウムを形成させ、これを析出
させて回収した後、燃焼残渣中の残りの金属成分に気相
錯化剤を作用させて気相金属錯体を形成させ、これを温
度勾配を有する分解ゾーンに導くことにより、所定温度
で分解析出する各金属を順次回収することを特徴とする
金属の回収方法。
3. A method for recovering metal from a combustion residue of a carbon-based fuel, which comprises reacting vanadium in the combustion residue with a halogenating agent to form vanadium halide, precipitating and recovering it, and then combusting it. A vapor phase complexing agent acts on the remaining metal components in the residue to form a vapor phase metal complex, which is then introduced into a decomposition zone having a temperature gradient, so that each metal that decomposes and precipitates at a predetermined temperature is sequentially recovered. A method for recovering a metal, comprising:
【請求項4】燃焼残渣が、天然アスファルトと水を含む
エマルジョン燃料の燃焼残渣である請求項3に記載の方
法。
4. The method according to claim 3, wherein the combustion residue is a combustion residue of an emulsion fuel containing natural asphalt and water.
JP4904494A 1994-03-18 1994-03-18 Method for recovering metal form combustion residue of carbonous fuel Pending JPH07258764A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223070A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Ihi Corp Valuable metal recovery method and apparatus for raw material treatment apparatus
JP2020097781A (en) * 2018-12-14 2020-06-25 国立大学法人東北大学 Rare metal extraction method and rare metal recovery method

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