JPH09263844A - 産業廃棄物からの有価値金属回収方法 - Google Patents

産業廃棄物からの有価値金属回収方法

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JPH09263844A
JPH09263844A JP9951996A JP9951996A JPH09263844A JP H09263844 A JPH09263844 A JP H09263844A JP 9951996 A JP9951996 A JP 9951996A JP 9951996 A JP9951996 A JP 9951996A JP H09263844 A JPH09263844 A JP H09263844A
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JP
Japan
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industrial waste
valuable metals
recovering
zinc
furnace
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JP9951996A
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English (en)
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Wahei Sakamoto
和平 坂本
Kazuo Masuda
一夫 増田
Ryoji Miyabayashi
良次 宮林
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Nikko Kinzoku KK
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Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微量であるがその総量が膨大なZn,Pb,
Cuなどの有価値金属を含む産業廃棄物から、亜鉛の乾
式精錬に用いられる電熱蒸留炉などの精錬設備を用いて
有価値金属を回収する産業廃棄物からの有価値金属回収
方法を提供する。 【解決手段】 Zn,Pb,Cuなどの有価値金属を微
量含む産業廃棄物からそれら有価値金属を回収する方法
であって、Zn,Pb,Cuなどの有価値金属を微量含
む産業廃棄物を焼却炉10で1200〜1400℃で燃
焼して少くとも1つの有価値金属の成分比率が再利用可
能な値となった焼却灰を得る工程と、焼却灰、亜鉛滓、
粉コークスを混合して焼結機60で焼結する工程と、焼
結工程からのシンタに粒コークスを混合し、プレヒータ
66にて予熱した後、電熱蒸留炉70で溶融して蒸留亜
鉛を得る工程と、電熱蒸留炉70からの排鉱物から銅精
錬に用いるCuを含む金属滓を得る工程とを備えて構成
されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Zn,Pb,Cu
などの有価値金属を微量含む産業廃棄物からそれら有価
値金属を回収する方法に係り、特に、亜鉛の乾式精錬に
用いられる電熱蒸留炉を転用して構成したストーカ式焼
却炉及び電熱蒸留炉などの精錬設備を用いて、汚泥、シ
ュレッダダストなどの一般、産業廃棄物、さらには、燃
焼処理を行うことが好ましい廃液を焼却すると共にそれ
らの中に微量含まれていた有価値金属を回収する有価値
金属回収方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、産業廃棄物は、ロータリキルン、
ストーカ式焼却炉などの焼却炉により焼却されている。
焼却灰は、セメント材料として使用するか、埋立て又は
溶融炉によりスラグ化して路盤材やレンガとして再使用
される。一方、バイジン(飛灰)は、大気汚染防止法に
よる規制値をクリアする必要があり、集塵装置で揮散し
た重金属類や塩類を捕集し、セメント固化、薬剤、酸抽
出処理され、一般廃棄物として埋立てられる。あるい
は、焼却灰と一緒にして溶融炉でスラグ化し、その中に
重金属を封入して安定化している。
【0003】ところで、産業廃棄物には、廃油、汚泥、
シュレッダダストのように、Zn,Pb,Cuなどの有
価値金属を微量であるが含むものが多い。これらの有価
値金属は、焼却灰における成分比率が極めて低く従来周
知の回収プラントで回収しても採算の採れなかった。そ
こで、従来は、上述のようなセメント材料として使用す
るか、路盤材やレンガとして再使用するかに止まってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】焼却灰やバイジンをセ
メント材料や路盤材、レンガとして再使用する場合も、
本来、循環再利用可能なZn,Pb,Cuのような有価
値金属が封じ込まれてそれ以後の再利用はできなかっ
た。産業廃棄物に含まれるZn,Pb,Cuなどはいず
れも数パーセント以下で微量であるが産業廃棄物の総量
は膨大で、その総量は無視できない量となっている。従
来は、それらが全て循環再利用されることなくセメント
材料や路盤材として使われてしまっており極めて不経済
であった。
【0005】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み
なされたもので、微量であるがその総量が膨大なZn,
Pb,Cuなどの有価値金属を含む産業廃棄物から、亜
鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉などの精錬設備を
用いて有価値金属を回収する産業廃棄物からの有価値金
属回収方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、Zn,Pb,
Cuなどの有価値金属を微量含む産業廃棄物からそれら
有価値金属を回収する方法であって、Zn,Pb,Cu
などの有価値金属を微量含む産業廃棄物を焼却炉で12
00〜1400℃で燃焼して少くとも1つの有価値金属
の成分比率が再利用可能な値となった焼却灰を得る工程
と、焼却灰、亜鉛滓、粉コークスを混合して焼結機で焼
結する工程と、焼結工程からのシンタに粒コークスを混
合し、プレヒータにて予熱した後、電熱蒸留炉で溶融し
て蒸留亜鉛を得る工程と、電熱蒸留炉からの排鉱物から
銅精錬に用いるCuを含む金属滓を得る工程とを備えて
構成されてなる産業廃棄物からの有価値金属回収方法を
提供する。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の有価値金属回収方法おいて、前記焼結機からの排気ガ
スから、さらに、Cd及びPbを回収する工程を含んで
構成されてなることを特徴とする。
【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の有価値金属回収方法において、前記焼却炉が、
亜鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉を転用して構成
したストーカ式焼却炉であることを特徴とする。
【0009】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の有価値金属回収方法において、前記産業廃棄物が、汚
泥、シュレッダダスト及び燃焼処理することが好ましい
とされる写真現像液などの廃液であることを特徴とす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明に係る
産業廃棄物からの有価値金属回収方法について詳細に説
明する。
【0011】図1は、本発明に係る産業廃棄物からの有
価値金属回収方法における焼却灰を得るまでの工程を実
施するための産業廃棄物焼却システムのフローチャート
である。
【0012】図示されたストーカ式焼却炉10は、亜鉛
の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉を転用して構成した
もので、立形炉体12の下方部側面にストーカ炉14を
新たに新設してその内部に一次燃焼室16を形成してい
る。ストーカ炉14の入口には、汚泥、シュレッダダス
トなどの燃焼物を投入する供給口18が設けられてい
る。
【0013】供給口18の下方には、油圧シリンダによ
って駆動されるプッシャ20が設けられている。プッシ
ャ20によってストーカ炉14の一次燃焼室16内に押
し出された燃焼物は、ストーカ19上で燃焼される。ス
トーカ炉14内のストーカ19としては、従来周知の種
々の方式のストーカを用いることができる。例えば、並
列揺動階段式ストーカ、階段摺動式ストーカ、階段上向
き摺動式ストーカ、階段摺動式ストーカ、あるいは、多
段円筒回転式ストーカなど各種のストーカを用いること
ができる。
【0014】ストーカ炉14では、着火バーナにより燃
焼物に火を付けた後は燃焼物自らの燃焼熱により燃焼す
る。従って、ストーカの下方及び側面壁から送風機より
空気を供給しながら燃焼物を前進・攪拌することにより
ほぼ完全に燃焼させることができる。図示された好まし
い実施形態では、送風空気の20%がストーカの下方か
ら燃焼物に供給され、送風空気の80%が側面壁に設け
られた空気口から燃焼物に供給される。
【0015】ストーカ炉14により燃焼された燃焼物の
焼却灰は、立形炉体12の底部に設けられている回転床
28上に排出される。図1に最も良く示されているよう
に、立形炉体12の炉壁下方部に設けられていた空気吹
込みノズルに二次燃焼用の燃料を噴射する二次燃焼バー
ナ30が装着されている。二次燃焼バーナ30からの火
炎により、燃焼灰を燃え残りのない状態まで燃焼した後
立形炉体12の底部から排出する。燃焼灰の排出は、従
来周知の掻き出し棒によって行い、排出された焼却灰は
線屑分離機26に送られる。
【0016】一次燃焼室16からの燃焼ガスは、ストー
カ炉14から立形炉体12内側の二次燃焼室32で12
00〜1400℃の高温で燃焼される。図示された好ま
しい実施形態においては、立形炉体12の炉壁中央部に
設けられていた空気吹込みノズルに二次燃焼用の燃料を
噴射する二次燃焼バーナ34が装着されている。これに
より、立形炉体12の二次燃焼室32内における温度低
下を防止し、高温雰囲気下に燃焼ガスを長い時間置くこ
とができ、ガスを完全燃焼させると共にダイオキシンの
発生を抑制することができる。
【0017】立形炉体12のほぼ中央には、ベイパーリ
ング部と呼ばれる空隙部が形成されているがこの部位か
ら写真現像液などの廃液や汚泥を噴射することができ
る。
【0018】立形炉体12の頂部における排ガス温度は
約1000℃であり、これを冷却水ノズル40から冷却
水をスプレーして冷却した後、電熱蒸留炉における予熱
炉を転用した冷却炉42により250℃以下に冷却し
て、集じん機、例えば、マルチクロンに排出する。
【0019】ストーカ式焼却炉10で焼却される産業廃
棄物であるシュレッダダストは、表1のような性状を有
するものであるが、これらは、産廃収集運搬業者によっ
てダンプカーを使って集められ、コークス鉱舎を改造し
て作ったシュレッダダスト受入設備1に蓄積し、これを
必要量ずつ電炉建物内のシュレッダダスト置場2に運
ぶ。シュレッダダスト受入設備1への収集量は5日分で
180トン(600m3)とし、シュレッダダスト置場
2には1日分で36トン(120m3)とする。
【0020】
【表1】 水分の少ない汚泥及びシュレッダダストはストーカ式焼
却炉10に運び、ホッパ供給口18内に投入する。これ
ら燃焼物は、開閉可能な扉が開いた時に、プッシャ20
によって一次燃焼室16内に押し出され燃焼される。一
次燃焼室16内への燃焼物の供給は、5m3/時とす
る。
【0021】写真現像液などの廃液や汚泥も、産廃収集
運搬業者により収集し、それぞれ、廃液タンク3及び汚
泥ピット4に貯蔵する。廃液タンク3は、30m3程度
のものを3基と20m3及び15m3のものを1基ずつ
設置する。汚泥は、水分の少ないものを汚泥置場5に3
0m3程度堆積し、水分の多いものをTl滓ピットを転
用した30m3の汚泥ピット4に2ケ所貯蔵する。し尿
及びし尿浄化槽に係る汚泥などの水分の多いものは貯液
槽6(容量200トン)に一旦貯蔵し、その上澄液を廃
液タンク3に貯蔵された廃液と一緒に二次燃焼室32に
噴射する。噴射量は、0〜2トン/時とする。
【0022】一次燃焼室16及び二次燃焼室32に供給
する空気量を17000Nm3/時とすると、二次燃焼
室32の温度は1200〜1400℃となる。炉頂温度
は、900〜1000℃で排ガス量は20000Nm3
/時となるため、冷却水ノズル40より6トン/時の冷
却水を噴射する。冷却炉42でさらに冷却して、200
00Nm3/時、250℃の排ガスとした後、ガス管を
経由してマルチサイクロンに導入する。その後、法規制
に従った従来周知の各種の排ガス処理を行い最終的に排
気塔から空気中に排出する。
【0023】一方、立形炉体12の底部から排出された
燃焼灰は、0.5〜0.6トン/時となるが、これらは
一緒にされて従来周知の線屑分離機26に送られ、分離
された鋼線屑などは、鋼線屑置場28などに分別して置
き、一方、残りの焼却灰は後述する亜鉛精錬設備である
電熱蒸留炉による有価値金属回収のための残滓処理に送
られる。上述した数値は、もちろん、説明のために一例
としてあげたもので、これに限定されるものではない。
【0024】表2及び表3は、図1示したフローチャー
トに従って各種の産業廃棄物を本発明のストーカ式焼却
炉を用いて燃焼処理した結果を示すものである。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】 表2及び表3に示したように、ストーカ式焼却炉10に
て燃焼させた燃焼物は、シュレッダダスト、廃酸及び廃
アルカリ・汚泥がそれぞれ1000トン、400トン及
び600トンの比率であった。
【0027】シュレッダダストには、可燃性であるC及
びSが、それぞれ、重量%で40%及び2%含まれてお
り、酸素を供給することにより高カロリーで燃焼する。
【0028】また、ストーカ式焼却炉10の焼却灰につ
いて着目すると、ストーカ式焼却炉10での燃焼物が2
000トンとした場合に焼却灰433トンの割合となっ
ており、約1/5に縮小される。さらに、シュレッダダ
スト中に含まれていたZn及びCuは、それぞれ、焼却
灰中に7.34%(31.73トン)及び6.12%
(26.46トン)含まれており、高濃度であるから従
来周知の回収プラントにより回収しても十分採算の採れ
る範囲となっている。従来、低濃度であるためセメント
原料としてしか有効利用されていなかったこれら元素の
再利用が可能となった。
【0029】図2は、本発明に係る産業廃棄物からの有
価値金属回収方法におけるZn,Pb,Cuなどの有価
値金属を回収する工程を実施するための金属精錬システ
ムのフローチャートである。
【0030】本発明の特徴は、亜鉛の精錬原料に図1で
示したストーカ式焼却炉の焼却灰を混ぜ込み、焼却灰中
に含まれていたZn,Pb,Cuなどの有価値金属を、
亜鉛の精錬設備を利用して、すなわち、亜鉛の精錬に伴
って行われる有価値金属回収工程によって同時に行って
しまう点にある。
【0031】亜鉛の精錬原料である亜鉛滓及び粉コーク
スは、それぞれ、亜鉛滓ビン50及び粉コークスビン5
1に、そして、ストーカ式焼却炉10の焼却灰とシンタ
粉とは一緒にしてシンタ粉ビン52に集められる。後述
する焼結機60からのシンタ自身繰り返し分及び各種の
ダスト類は、それぞれ、自身繰返ビン53及びダストビ
ン54に集められ、そして、湿原料は受入れホッパ55
から投入される。これら電熱蒸留炉70の原料は、バグ
ミル56、ペレタイザ58などを通して塊状化し、焼結
機60で焼結した後クラッシャ62で破砕する。破砕さ
れたシンタは、振動式篩64によって整粒して電熱蒸留
炉70に送られる。粒子の小さなものは、自身繰返しと
して自身繰返ビン53に戻される。
【0032】焼結機60からのシンタは、粉炭50%、
粉コークス8%、亜硫酸廃液を加えて混練し、団鉱とし
た後、これをプレヒータ66で800〜900℃に加熱
してコークス化して電熱蒸留炉70の頂部から投入す
る。投入物は、電熱蒸留炉内に上下に配置された黒鉛電
極72により通電加熱され、炉中を降下しつつ還元揮発
されて、Zn蒸気はベーパーリング部74から溶融Zn
を溜めたU字形のコンデンサ76内に入り、溶融Zn中
を通過する際に急冷凝縮される。凝縮したZnは、亜鉛
溶体として湯溜りから抜き取られ、溶離炉78、加熱炉
80及び鋳造機82を経てZn純度98.9%の蒸留亜
鉛として回収される。
【0033】電熱蒸留炉70の排鉱物は、炉底部の回転
排鉱機71により排出され、風力選別、磁力選別により
コークス、磁性物などを分別する。この磁性物は、Cu
を15%程度含んでいるため、この金属滓は銅精錬所に
送ってCuの回収を行う。
【0034】一方、焼結機60からの排ガスは、従来周
知のサイクロン84、コットレル86により焼結ダスト
を分離し、硫酸を加えてばい焼キルン87で硫酸化ばい
焼を行う。これをフレッドミル88にかけて浸出槽90
にてスラリーと上澄液とに分け、それぞれ、Pbの回収
のための硫酸鉛及びCd地金を回収する。
【0035】表4及び表5は、図2に示した有価値金属
を回収する工程を実施するための金属精錬システムの特
性を示したものである。
【0036】
【表4】
【0037】
【表5】 表に示されているように、ストーカ式焼却からの焼却灰
におけるZn,Pb,Cd及びCuの成分比率は、それ
ぞれ、7.3%,0.4%,0.00%及び6.1%と
なっており、焼却灰中のそれら有価値金属の31.7t
1.6t0.0t及び26.5tであり、従来はこれら
全てが再利用不可能な形である路盤材、れんがとしての
使用しかされなかった。
【0038】焼結機による焼結により、シンタ及び焼結
ダストは、それぞれ、1958Dt及び108Dt産出
する。表6及び表7に示すように、シンタは、電熱蒸留
炉に送られ、亜鉛ドロス、鋳造ドロス及び粉コークスと
共に電熱蒸留炉内に投入され、Zn純度98.9%の蒸
留亜鉛と銅精練の原料として用いられるCu純度14.
8%の磁選滓がそれぞれ815.4t及び51.51t
が産出され、再利用可能な形で回収される。
【0039】
【表6】
【0040】
【表7】 焼結機の排ガスその他のバイジンからは、表8及び表9
に示すように、鉛精練の原料として用いられるPb純度
38.68%の鉛滓と、Cd純度14.8%のCd地金
がそれぞれ21.36t及び0.70tが産出され、再
利用可能な形で回収される。
【0041】
【表8】
【0042】
【表9】
【0043】
【発明の効果】本発明の産業廃棄物からの有価値金属回
収方法は、Zn,Pb,Cuなどの有価値金属を微量含
む産業廃棄物を焼却炉で1200〜1400℃で燃焼し
て少くとも1つの有価値金属の成分比率が再利用可能な
値となった焼却灰を得る工程と、焼却灰、亜鉛滓、粉コ
ークスを混合して焼結機で焼結する工程と、焼結工程か
らのシンタに粒コークスを混合し、プレヒータにて予熱
した後、電熱蒸留炉で溶融して蒸留亜鉛を得る工程と、
電熱蒸留炉からの排鉱物から銅精錬に用いるCuを含む
金属滓を得る工程とを備えて構成されてなるため、微量
であるがその総量が膨大なZn,Pb,Cuなどの有価
値金属を含む産業廃棄物から、亜鉛の乾式精錬に用いら
れる電熱蒸留炉などの精錬設備を用いて有価値金属を回
収することがき、その経済的利益は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る産業廃棄物からの有価値金属回
収方法における焼却灰を得るまでの工程を実施するため
の産業廃棄物焼却システムのフローチャートである。
【図2】 本発明に係る産業廃棄物からの有価値金属回
収方法におけるZn,Pb,Cuなどの有価値金属を回
収する工程を実施するための金属精錬システムのフロー
チャートである。
【符号の説明】 10 ストーカ式焼却炉 12 立形炉体 14 ストーカ炉 16 一次燃焼室 18 供給口 19 ストーカ 20 プッシャ 23 空気口 26 線屑分離機 28 回転床 30、34 二次燃焼バーナ 32 二次燃焼室 40 冷却水ノズル 42 冷却炉 56 バグミル 58 ペレタイザ 60 焼結機 62 クラッシャ 64 振動式篩 66 プレヒータ 70 電熱蒸留炉 76 コンデンサ 87 ばい焼キルン 88 フレッドミル 90 浸出槽

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Zn,Pb,Cuなどの有価値金属を
    微量含む産業廃棄物からそれら有価値金属を回収する方
    法であって、 Zn,Pb,Cuなどの有価値金属を微量含む産業廃棄
    物を焼却炉で1200〜1400℃で燃焼して少くとも
    1つの有価値金属の成分比率が再利用可能な値となった
    焼却灰を得る工程と、 前記焼却灰、亜鉛滓、粉コークスを混合して焼結機で焼
    結する工程と、 前記焼結工程からのシンタに粒コークスを混合し、プレ
    ヒータにて予熱した後、電熱蒸留炉で溶融して蒸留亜鉛
    を得る工程と、 前記電熱蒸留炉からの排鉱物から銅精錬に用いるCuを
    含む金属滓を得る工程と、 を備えて構成されてなる産業廃棄物からの有価値金属回
    収方法。
  2. 【請求項2】 前記焼結機からの排気ガスから、さら
    に、Cd及びPbを回収する工程を含んで構成されてな
    る請求項1に記載の産業廃棄物からの有価値金属回収方
    法。
  3. 【請求項3】 前記焼却炉が、亜鉛の乾式精錬に用い
    られる電熱蒸留炉を転用して構成したストーカ式焼却炉
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載の産業廃
    棄物からの有価値金属回収方法。
  4. 【請求項4】 前記産業廃棄物が、汚泥、シュレッダ
    ダスト及び燃焼処理することが好ましいとされる写真現
    像液などの廃液であることを特徴とする請求項3に記載
    の産業廃棄物からの有価値金属回収方法。
JP9951996A 1996-03-29 1996-03-29 産業廃棄物からの有価値金属回収方法 Pending JPH09263844A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105755291A (zh) * 2016-05-17 2016-07-13 石嘴山市宝马兴庆特种合金有限公司 一种利用煤矸石及多种固体废弃物生产多元合金的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105755291A (zh) * 2016-05-17 2016-07-13 石嘴山市宝马兴庆特种合金有限公司 一种利用煤矸石及多种固体废弃物生产多元合金的方法

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