JPH1025113A - Production of gypsum dihydrate from scattered ash - Google Patents

Production of gypsum dihydrate from scattered ash

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JPH1025113A
JPH1025113A JP8177823A JP17782396A JPH1025113A JP H1025113 A JPH1025113 A JP H1025113A JP 8177823 A JP8177823 A JP 8177823A JP 17782396 A JP17782396 A JP 17782396A JP H1025113 A JPH1025113 A JP H1025113A
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slurry
gypsum
fly ash
cake
water
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Kunio Sakashita
邦夫 坂下
Takeki Shinozaki
武樹 篠崎
Tomohiro Hirose
友弘 廣瀬
Kazuhiko Yoku
和彦 浴
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain industrially useful gypsum dihydrate by slurring scattered ash discharged from an incinerator followed by treating the resultant slurry with sulfuric acid. SOLUTION: Scattered ash produced from an incinerator is made into a slurry with water, in advance; and the slurry is subjected to solid-liquid separation process to obtain a cake. Secondly, water is added to the cake into a slurry, and sulfuric acid is then added to the slurry to neutralize it. The respective concentrations of the above two kinds of slurry are pref. <=40wt.%. When the latter slurry is to be neutralized, the slurry is pref. brought to pH4-10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の焼却処理
の際、廃棄物焼却炉(以下、焼却炉と略す。)から排出
される排ガスから二水石膏を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing dihydrate gypsum from exhaust gas discharged from a waste incinerator (hereinafter abbreviated to an incinerator) during waste incineration.

【0002】[0002]

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】廃棄物の
焼却処理は、廃棄物体積の縮小と衛生上の観点から優れ
た方法であり、国内における全廃棄物処理量の7割以上
が焼却処理されている。しかしながら、焼却処理された
残査の処理、即ち、焼却灰の処理は、国が抱える1つの
大きな課題である。
2. Description of the Related Art Waste incineration is an excellent method from the viewpoint of reduction of waste volume and sanitation. More than 70% of the total waste disposal in Japan is incinerated. Have been. However, treatment of incinerated residue, that is, treatment of incineration ash, is one of the major challenges facing the country.

【0003】厚生省生活衛生局監修の「日本の廃棄物1
994」によると、1991年度の一般廃棄物量は全国
で約5千万トンであり、そのうち約3万6千トンが焼却
されている。
[0003] Japanese waste 1 supervised by the Ministry of Health and Welfare
According to 994, the amount of general waste in 1991 was about 50 million tons nationwide, of which about 36,000 tons were incinerated.

【0004】焼却炉の形式、或いは容量に差異はあるも
のの、例えばストーカー炉の場合、焼却時の廃棄物の重
量の2〜4%の飛灰が発生し、また、流動床炉の場合約
10%の飛灰が発生するといわれている。
[0004] Although there is a difference in the type or capacity of the incinerator, for example, in the case of the stalker furnace, fly ash of 2 to 4% of the weight of the waste at the time of incineration is generated, and in the case of the fluidized bed furnace, about 10%. % Fly ash is said to be generated.

【0005】現在、これらの飛灰は焼却炉の炉下から排
出される焼却灰と共に、一般的には最終処分場にて埋め
立て処理されている。しかしながら、最終処分場では、
上述の焼却灰や飛灰の他に場合によっては、不燃性廃棄
物等も埋め立てられるケースもあり、その受け入れ容量
は膨大なものである。このため市町村等の自治体は新規
の最終処分場の用地確保に四苦八苦しているのが実体で
あり、更には将来に向けて処分場の用地確保は絶望的と
判断している自治体が多く、最終処分場への負担を如何
に減少せしめるかが各自治体にとって大きな課題であっ
た。
At present, these fly ash, together with incineration ash discharged from under the incinerator, are generally landfilled at a final disposal site. However, at the final disposal site,
In addition to the above-mentioned incinerated ash and fly ash, in some cases, non-combustible waste and the like may be landfilled, and the receiving capacity is enormous. For this reason, municipalities such as municipalities are struggling to secure land for new final disposal sites, and many local governments have determined that securing land for disposal sites is hopeless in the future. How to reduce the burden on disposal sites was a major issue for each local government.

【0006】この最終処分場への負担を軽減する策とし
て、近年不燃性廃棄物、例えばビンや缶、金属類のリサ
イクル化が法的整備とともに進められている。また、焼
却灰については溶融法や溶出法等の処理により、土木資
材としての活用が試みられている。しかしながら、飛灰
に関しては、例えば化学装置1995年5月号27頁〜
32頁に記述されている様な、溶融システムの提案はな
されてはいるものの、開発の途についたばかりであり、
具体的な有効利用方法の提案が望まれている。
As a measure to reduce the burden on the final disposal site, recycling of non-combustible waste such as bottles, cans, and metals has recently been promoted along with legal improvement. In addition, incineration ash has been tried to be used as civil engineering materials by treatment such as melting and elution. However, regarding fly ash, for example, Chemical Equipment, May 1995, p.
Although a melting system has been proposed, as described on page 32, it has just been developed,
A proposal for a specific effective use method is desired.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は飛灰の有効
利用に関し、種々検討を重ねた結果、飛灰をスラリー化
し、硫酸を添加して二水石膏として利用しうることを見
出して本発明に到達した。
The present inventors have conducted various studies on the effective use of fly ash. As a result, they have found that fly ash can be slurried, and sulfuric acid can be added to be used as gypsum. The present invention has been reached.

【0008】即ち、本発明は焼却炉から発生する飛灰を
予め水でスラリーとし、該スラリーを固液分離してケー
キを得た後、再度、該ケーキに水を添加してスラリーと
し、該スラリーに硫酸を加えて中和処理することを特徴
とする飛灰から二水石膏を製造する方法に関する。
That is, according to the present invention, fly ash generated from an incinerator is previously slurried with water, the slurry is solid-liquid separated to obtain a cake, and water is again added to the cake to form a slurry. The present invention relates to a method for producing gypsum from fly ash, which is characterized by adding sulfuric acid to a slurry and neutralizing the slurry.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】ここでいう焼却炉とは、産業廃棄物、家庭
からの廃棄物等を焼却処理するものをいう。この際排出
される排ガス中の酸性物質を、炭酸カルシウム、消石
灰、生石灰、ドロマイト等の無機カルシウム化合物で中
和する際に発生した浮遊粉塵を種々の集塵装置、例え
ば、電気式集塵機、バグフィルター等で捕集したものを
飛灰と称す。本発明は、これらの飛灰を用いてスラリー
化し硫酸で中和処理する方法である。
[0010] The incinerator mentioned here refers to one that incinerates industrial waste, household waste and the like. Various dust collectors, such as electric dust collectors and bag filters, collect floating air generated when neutralizing acidic substances in exhaust gas discharged at this time with inorganic calcium compounds such as calcium carbonate, slaked lime, quicklime and dolomite. What is collected by such as is called fly ash. The present invention is a method of slurrying the fly ash and neutralizing the slurry with sulfuric acid.

【0011】本発明者等は飛灰に含まれるCaの成分に
着目し、硫酸を用いて二水石膏とすることで、その有効
利用を図ったものである。
The present inventors have focused on the Ca component contained in fly ash, and have attempted to make effective use of dihydrate gypsum using sulfuric acid.

【0012】しかしながら、飛灰は焼却灰と比較して粒
径が小さく、軽く、飛散性および吸湿性があり、更には
種々の成分を含んでおり、本発明者等の分析、調査によ
れば、焼却炉により表1の分析例に示す如き種々の飛灰
がある。
[0012] However, fly ash has a smaller particle size than incineration ash, is light, has a scattering property and a hygroscopic property, and further contains various components. There are various fly ash as shown in the analysis examples of Table 1 depending on the incinerator.

【0013】[0013]

【表1】 これらの飛灰を直接建材用として使用する場合、例えば
軽量骨材の原料として用いる場合には、用途によって異
なるが一般的には、Na、Mg、Cl分はそれぞれ0.
1重量%以下程度まで、低下せしめることが要求されて
いる。
[Table 1] When these fly ash are used directly for building materials, for example, when used as a raw material for lightweight aggregates, Na, Mg, and Cl contents are generally 0.1% each though they vary depending on the application.
It is required that the content be reduced to about 1% by weight or less.

【0014】例えば、セメントモルタルと混合した場合
には、アルカリ骨材反応を引き起こす一因子となり、製
品の圧壊強度等の低下につながり好ましくない。
For example, when mixed with cement mortar, it becomes one factor causing an alkali-aggregate reaction, which undesirably leads to a decrease in crushing strength of the product.

【0015】また、石膏ボードの製造に用いる場合は、
Na、Mgがそれぞれ0.1重量%を越えると、白華現
象を生じ、石膏ボードの撓み等の問題が生じることが知
られている。
When used for the production of gypsum board,
It is known that when Na and Mg each exceed 0.1% by weight, a whitening phenomenon occurs and problems such as bending of a gypsum board occur.

【0016】このため、本発明者等の研究によれば、飛
灰に水を用いて、可溶性分を除去しても、Cl分は0.
5重量%以下にすることは難しく、更に、酸洗浄を行っ
ても0.1重量%以下にすることは、大量の溶解させる
水が必要となり、工業的に難しく、経済的に現実的な方
法ではない。
Therefore, according to the study by the present inventors, even if water is used as fly ash to remove soluble components, the Cl content is reduced to 0.1.
It is difficult to reduce the content to 5% by weight or less, and further to 0.1% by weight or less even after acid washing, a large amount of water to be dissolved is required, which is industrially difficult and economically practical. is not.

【0017】そこで、本発明者等は飛灰中のCa成分に
着目し、このCa成分を利用する方法を見い出した。該
Ca成分は焼却時の排ガスとして発生した塩化水素やS
Ox分を無機カルシウム化合物を添加せしめることによ
り、塩化カルシウムや硫酸塩、亜硫酸塩等にしたもので
あるが、理論的等量より2〜3倍量の過剰の無機カルシ
ウム化合物が一般的に使用されている。
The present inventors have focused on the Ca component in fly ash, and have found a method for utilizing this Ca component. The Ca component is hydrogen chloride or S generated as exhaust gas during incineration.
The Ox component is made into calcium chloride, sulfate, sulfite, etc. by adding an inorganic calcium compound, but an excess of 2 to 3 times the theoretical equivalent amount of the inorganic calcium compound is generally used. ing.

【0018】また飛灰中には、NaClやMgCl2
建材用としては問題となる水溶性の物質も含まれてい
る。このため、飛灰に水を加えてリパルプスラリーとし
て、スラリー濃度5〜40重量%、滞留時間0.5〜4
時間、好ましくは1〜2時間、温度10〜50℃の条件
下で撹拌せしめた後、固液分離を行い処理ケーキを得
る。
The fly ash also contains water-soluble substances such as NaCl and MgCl 2 which are problematic for building materials. For this reason, water is added to fly ash to form a repulp slurry, having a slurry concentration of 5 to 40% by weight and a residence time of 0.5 to 4%.
After stirring for a time, preferably 1 to 2 hours, at a temperature of 10 to 50 ° C., solid-liquid separation is performed to obtain a treated cake.

【0019】本発明において用いられる分離装置につい
ては特に限定はないものの、必要に応じてケーキの洗浄
を行うため、好ましくはケーキの洗浄が出来る設備を設
けた装置、例えば、ベルトフィルター、水平ヘ゛ルトフ
ィルターおよび遠心分離機等が好ましい。
The separation apparatus used in the present invention is not particularly limited. However, in order to wash the cake as necessary, a device provided with a device capable of washing the cake, such as a belt filter or a horizontal belt filter, is preferably used. And a centrifuge.

【0020】得られた処理ケーキは、再度、反応槽にて
水を添加しスラリーとした後、硫酸を用いて中和処理
し、二水石膏(CaSO4・2H2O)を得る。しかしな
がら、通常、得られる結晶形状は細かく、針状結晶であ
る。これを改善するために、一般的には結晶改質剤が用
いられ、種晶となる二水石膏の存在下にて、結晶を成長
せしめ粒径の揃った結晶形状とすることが必要である
が、飛灰には、前述の如く種々の不純物を多量に含有し
ているため、二水石膏の結晶成長も一定ではなく、各飛
灰ごとに、細かな条件を設定することが好ましい。
The obtained treated cake is again slurried by adding water in a reaction tank, and then neutralized with sulfuric acid to obtain gypsum dihydrate (CaSO 4 .2H 2 O). However, usually the resulting crystal shape is fine and needle-like. In order to improve this, a crystal modifier is generally used, and in the presence of gypsum as a seed crystal, it is necessary to grow the crystal to have a crystal shape with a uniform particle size. However, fly ash contains a large amount of various impurities as described above, and therefore the crystal growth of gypsum is not constant, and it is preferable to set detailed conditions for each fly ash.

【0021】本発明者等の研究によれば、結晶成長の条
件としては、飛灰によって異なるが、温度20〜50
℃、スラリー濃度40重量%以下で、中和処理するpH
値が4〜10の範囲内で、更に好ましくは5〜9の範囲
内で行うのが好適である。これらの条件下に結晶成長剤
を用いることにより、さらに結晶の成長を促すことがで
きる。
According to the study of the present inventors, the conditions for crystal growth differ depending on the fly ash, but the temperature is 20 to 50.
℃, slurry concentration 40 wt% or less, pH for neutralization treatment
It is preferable to carry out the reaction within a range of 4 to 10, more preferably within a range of 5 to 9. By using a crystal growth agent under these conditions, the growth of crystals can be further promoted.

【0022】結晶成長剤としては、種々のものが知られ
ているが、無機リン酸塩、リンを含む有機物、低分子量
ポリカルボン酸塩等のうち、リンを含まない低分子量ポ
リカルボン酸塩の使用が環境対策を含めて好ましい。
Various types of crystal growth agents are known. Among inorganic phosphates, organic substances containing phosphorus, low-molecular-weight polycarboxylates and the like, low-molecular-weight polycarboxylates containing no phosphorus are used. Use is preferred, including environmental measures.

【0023】低分子量ポリカルボン酸塩の構成成分とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、フマール酸などのモノマーであり、これらと共重
合するモノマーとしてビニルアルコール、ビニルエーテ
ル、オレフィン、ビニルスルフォン酸、スチレンスルホ
ン酸、ハイドロキシエチルメタクリル酸などの不飽和結
合をもつ化合物が好適である。勿論、市販品の結晶改質
剤やスケール防止剤等の改質剤を使用することは問題は
なく、むしろ価格等から考慮すれば、経済的には好まし
い。また、結晶成長剤の添加量としては、生成せしめる
石膏量に対し10〜100重量ppmの範囲が好まし
く、更に、生成した二水石膏を用いる種晶としての添加
量としては、生成せしめる石膏量に対し0.5〜2.0
倍量が好ましい。
Constituents of the low molecular weight polycarboxylate include monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid and fumaric acid, and monomers copolymerized therewith with vinyl alcohol, vinyl ether, olefin and vinyl. Compounds having an unsaturated bond such as sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and hydroxyethyl methacrylic acid are preferred. Of course, there is no problem to use a commercially available modifier such as a crystal modifier or a scale inhibitor, and it is more economically preferable in consideration of the price and the like. The amount of the crystal growth agent is preferably in the range of 10 to 100 ppm by weight based on the amount of gypsum to be formed. Further, the amount of the gypsum to be formed as a seed crystal using gypsum is 0.5-2.0
Double amounts are preferred.

【0024】得られた中和スラリーは固液分離機にて分
離せしめて、石膏ケーキが得られる。また、必要によっ
ては、ケーキ洗浄を行ってもよい。
The resulting neutralized slurry is separated by a solid-liquid separator to obtain a gypsum cake. If necessary, cake washing may be performed.

【0025】本発明において用いられる分離装置は特に
限定はないものの、必要に応じてケーキの洗浄を行うた
め、好ましくはケーキの洗浄が出来る設備を設けた装
置、例えば、ベルトフィルター、水平ベルトフィルター
および遠心分離機等が好ましい。
Although the separation apparatus used in the present invention is not particularly limited, the apparatus is preferably provided with equipment capable of washing cake, for example, a belt filter, a horizontal belt filter and A centrifuge is preferred.

【0026】この様にして得られた二水石膏は、リン酸
石膏や排脱石膏等の副生品と比較して何等遜色はなく、
単独使用においても、充分使用可能である。
The gypsum thus obtained is not inferior to by-products such as phosphogypsum and waste gypsum.
Even when used alone, it can be used satisfactorily.

【0027】以下、図1を用いて本発明を詳細に説明す
る。図1は、本発明を実施するに当たり、好適な一実施
態様である。図1において、飛灰1はリパルプ槽2に導
かれ、水3と共にスラリー化を行い、固液分離機4に導
く。固液分離機4において、必要に応じて、洗浄水5に
て更にケーキの洗浄を行い、得られたケーキ6は反応槽
7に送られる。反応槽7において、硫酸8、結晶改質剤
9および種晶10の供給をおこなう。また、スラリー濃
度の調整は、水11を添加することにより、所定の濃度
とすることが出来る。なお、硫酸8は反応温度を所定の
温度とすること、局部的な反応により微細な二水石膏の
発生を防止し、取り扱い上の安全性の観点等から、80
重量%以下の濃度のものの使用が好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a preferred embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 1, fly ash 1 is guided to a repulp tank 2, slurried together with water 3, and guided to a solid-liquid separator 4. In the solid-liquid separator 4, if necessary, the cake is further washed with washing water 5, and the obtained cake 6 is sent to the reaction tank 7. In the reaction tank 7, the sulfuric acid 8, the crystal modifier 9 and the seed crystal 10 are supplied. Further, the slurry concentration can be adjusted to a predetermined concentration by adding water 11. The sulfuric acid 8 has a predetermined reaction temperature, prevents the generation of fine gypsum due to local reaction, and has an 80-deg.
The use of a concentration of less than or equal to% by weight is preferred.

【0028】種晶10としては、新たに二水石膏を添加
しても、問題はないが、得られた二水石膏の一部を取り
出して再循環を実施することでも問題ではなく、むしろ
経済的には好ましい方法である。
As the seed crystal 10, there is no problem even if gypsum is newly added, but it is not a problem to take out a part of the obtained gypsum and recycle it. This is a preferred method.

【0029】反応を終えたスラリーは、種晶の添加によ
り結晶の成長を充分に進行させ、粒子の揃ったものとす
るために、更にエージンクタンク12に導き、滞留せし
めて結晶を成長せしめる。エージングタンク12と中和
槽7は、滞留時間が1〜3時間程度とれるものであれ
ば、1基でも複数基でも特に問題はないが、スタートや
ストップ等を考慮した場合、工業的には、それぞれ独立
していた方が好適であることはいうまでもない。
After the completion of the reaction, the slurry is allowed to grow sufficiently by the addition of seed crystals, and is further led to an aging tank 12 so as to be uniform in terms of particles, and is allowed to stay there to grow the crystals. As long as the aging tank 12 and the neutralization tank 7 have a residence time of about 1 to 3 hours, there is no particular problem with one or a plurality of tanks. Needless to say, it is preferable to be independent of each other.

【0030】生成せしめた石膏スラリー13は、エージ
ングタンク12より抜き出し、固液分離機14へ送り、
二水石膏15を得る。なお、二水石膏の精製程度によっ
ては、必要に応じて、ケーキ洗浄(図示していない。)
を実施することも可能である。
The gypsum slurry 13 thus formed is extracted from the aging tank 12 and sent to a solid-liquid separator 14.
Gypsum 15 is obtained. In addition, depending on the degree of purification of the gypsum, cake washing (not shown) is performed as necessary.
It is also possible to carry out.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 ストーカー炉で発生した飛灰を分析したところ表2に示
す組成であった。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Example 1 Fly ash generated in a stalker furnace was analyzed and found to have the composition shown in Table 2.

【0032】飛灰1は100kg/hにて定量的に有効
容積1m3(材質SUS−304、撹拌機付)のリパル
プ槽2に導き、水400kg/hで、リパルプせしめ、
0.3m2の水平ベルトフィルター(固液分離機4)に
て濾過を行った。ケーキ洗浄5は100L/hで実施し
た。なお、得られたケーキの量および付着水分を50時
間毎に測定したところ、表3の結果であった。さらに、
このケーキ6を連続的に、反応槽7(有効容積1.5m
3、材質SUS−316L、撹拌機付)に導き、pH6
〜8となる様に、40重量%濃度の硫酸8を添加し、更
に結晶改質剤9(ポリアクリル酸ソーダ、分子量約40
00)を20g/hの速度で添加した。また、水11を
添加して反応槽7のスラリー濃度を25〜30重量%と
した。種晶10としてエージングタンク12よりリサイ
クルスラリーを200L/h(スラリー比重約1.2)
を供給した。反応槽7のスラリーは、エージングタンク
12(有効容積2.0m3、材質SUS−316L、撹
拌機付)にオーバーフローせしめ、結晶の成長を促す。
生成せしめたスラリー13は、エージングタンク12よ
り抜き出し、固液O.5m2のベルトフィルター(固液
分離機14)で濾過し、二水石膏15を得た。
The fly ash 1 was quantitatively guided at 100 kg / h to a repulping tank 2 having an effective volume of 1 m 3 (material: SUS-304, equipped with a stirrer) and repulped at 400 kg / h of water.
Filtration was performed with a 0.3 m 2 horizontal belt filter (solid-liquid separator 4). Cake washing 5 was performed at 100 L / h. In addition, when the amount of the obtained cake and the attached moisture were measured every 50 hours, the results shown in Table 3 were obtained. further,
The cake 6 is continuously supplied to the reaction tank 7 (effective volume 1.5 m).
3 , material SUS-316L, with stirrer), pH6
-8, sulfuric acid 8 having a concentration of 40% by weight was added, and a crystal modifier 9 (sodium polyacrylate, having a molecular weight of about 40) was added.
00) was added at a rate of 20 g / h. Water 11 was added to adjust the slurry concentration in the reaction tank 7 to 25 to 30% by weight. 200 L / h of recycled slurry from aging tank 12 as seed crystal 10 (specific gravity of slurry: about 1.2)
Was supplied. The slurry in the reaction tank 7 is allowed to overflow into the aging tank 12 (effective volume 2.0 m 3 , material SUS-316L, with a stirrer) to promote crystal growth.
The generated slurry 13 is withdrawn from the aging tank 12 and solid-liquid O.D. The mixture was filtered through a 5 m 2 belt filter (solid-liquid separator 14) to obtain gypsum dihydrate 15.

【0033】得られた二水石膏の結晶形状は長手方向1
50〜250μ、幅40〜80μの双晶形で、粒子の揃
ったものであった。更に、X線回析装置にて分析を行っ
たところ、二水石膏以外のピークは、全く認められなか
った。
The crystal form of the gypsum obtained is 1 in the longitudinal direction.
It was a twin crystal with a size of 50 to 250 µ and a width of 40 to 80 µ and had uniform particles. Further, when analyzed by an X-ray diffractometer, no peak other than gypsum was observed.

【0034】上記二水石膏の製造は、特に問題がないた
め、連続300時間実施した。
The production of the above-mentioned gypsum was carried out continuously for 300 hours since there is no particular problem.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】[0036]

【表3】 得られた二水石膏の化学分析を実施したところ表4の結
果を得た。結果から判断して、リン酸石膏や、排脱石膏
と比較しても遜色のない石膏であると考えられる。な
お、分析値は8時間毎にサンプルを分析した値の平均値
である。
[Table 3] Chemical analysis of the resulting gypsum obtained gave the results in Table 4. Judging from the results, it is considered that the gypsum is comparable to phosphate gypsum and excreted gypsum. Note that the analysis value is an average value of values obtained by analyzing a sample every 8 hours.

【0037】[0037]

【表4】 試験例1 実施例1で得られた二水石膏を用いてセメント凝結試験
を実施した。
[Table 4] Test Example 1 A cement setting test was performed using the gypsum obtained in Example 1.

【0038】なお、試験に用いたセメントクリンカーは
同一のポルトランドセメントクリンカーを用い、ボール
ミルにて混合粉砕し得られたセメントについてはJIS
R−5201に基づきテストを実施した。
The same Portland cement clinker was used as the cement clinker used in the test.
The test was performed based on R-5201.

【0039】表5に試験結果を示すが、実施例1で得ら
れた二水石膏はリン酸石膏及び排脱石膏と比較しても何
ら遜色のない結果が得られ、セメント用石膏に好適に利
用できることが解る。
Table 5 shows the test results. The dihydrate gypsum obtained in Example 1 gave no inferior results as compared with phosphate gypsum and waste gypsum, and was suitable for gypsum for cement. You can see that it can be used.

【0040】[0040]

【表5】 試験例2 実施例1で得られた二水石膏を用いて、石膏試験釜(焼
成能力5kg)にて焼成しJIS R−9112に基づ
き焼き石膏の試験を行った。表6に試験結果を示す。表
6からも明らかな様に実施例1で得られた二水石膏は引
っ張り強度の強い二水石膏であり、リン酸石膏、排脱石
膏と比較しても劣ることなく、石膏ボード用石膏として
好適に使用できることが解る。
[Table 5] Test Example 2 The gypsum obtained in Example 1 was fired in a gypsum test pot (firing capacity: 5 kg), and the gypsum test was performed based on JIS R-9112. Table 6 shows the test results. As is clear from Table 6, the gypsum obtained in Example 1 is a gypsum gypsum having a high tensile strength, and is not inferior to gypsum gypsum and drainage gypsum. It turns out that it can be used conveniently.

【0041】[0041]

【表6】 [Table 6]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は焼却炉から排出される飛灰をス
ラリー化し硫酸処理することにより、工業的にも有用な
二水石膏を製造する方法である。
The present invention is a method for producing industrially useful dihydrate gypsum by slurrying fly ash discharged from an incinerator and subjecting it to sulfuric acid treatment.

【0043】飛灰は従来、処理が困難とされ、最終処分
場に投棄埋め立て処理以外には処理方法のなかったもの
である。これを工業的にも重要な原料の一つである二水
石膏として再利用することが出来る方法を提供するもの
であり、その工業的意義、環境対策への貢献度は大なる
ものである。
Conventionally, fly ash has been considered difficult to treat, and has no disposal method other than dumping and landfill at the final disposal site. It provides a method that can be reused as gypsum, which is one of the industrially important raw materials, and its industrial significance and contribution to environmental measures are great.

【0044】更にはこれを石膏ボード用および/または
セメント用石膏等の建材用として処理することができ
る。
Further, it can be treated for building materials such as gypsum board and / or cement gypsum.

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

【図1】 本発明を実施するために適した装置の一例を
示すブロックフロー図
FIG. 1 is a block flow diagram illustrating an example of an apparatus suitable for implementing the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:飛灰 2:リパルプ槽 3:水 4:固液分離機 5:洗浄水 6:ケーキ 7:反応槽 8:硫酸 9:結晶改質剤 10:種晶 11:水 12:エージングタンク 13:石膏スラリー 14:固液分離器 15:二水石膏 1: Fly ash 2: Repulp tank 3: Water 4: Solid-liquid separator 5: Washing water 6: Cake 7: Reaction tank 8: Sulfuric acid 9: Crystal modifier 10: Seed crystal 11: Water 12: Aging tank 13: Gypsum slurry 14: Solid-liquid separator 15: Gypsum

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年7月30日[Submission date] July 30, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0013】[0013]

【表1】 これらの飛灰を直接建材用として使用する場合、例えば
軽量骨材の原料として用いる場合には、用途によって異
なるが一般的には、Na、Mg、Cl分はそれぞれ0.
1重量%以下程度まで、低下せしめることが要求されて
いる。
[Table 1] When these fly ash are used directly for building materials, for example, when used as a raw material for lightweight aggregates, Na, Mg, and Cl contents are generally 0.1% each though they vary depending on the application.
It is required that the content be reduced to about 1% by weight or less.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0021】本発明者等の研究によれば、結晶成長の条
件としては、飛灰によって異なるが、温度20〜50
℃、スラリー濃度40重量%以下で、中和処理するpH
値が4〜10の範囲内で、更に好ましくは5〜9の範囲
内で行うのが好適である。これらの条件下に結晶改質剤
を用いることにより、さらに結晶の成長を促すことがで
きる。
According to the study of the present inventors, the conditions for crystal growth differ depending on the fly ash, but the temperature is 20 to 50.
℃, slurry concentration 40 wt% or less, pH for neutralization treatment
It is preferable to carry out the reaction within a range of 4 to 10, more preferably within a range of 5 to 9. By using the crystal modifier under these conditions, the growth of crystals can be further promoted.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】結晶改質剤としては、種々のものが知られ
ているが、無機リン酸塩、リンを含む有機物、低分子量
ポリカルボン酸塩等のうち、リンを含まない低分子量ポ
リカルボン酸塩の使用が環境対策を含めて好ましい。
Various types of crystal modifiers are known. Among the inorganic phosphates, organic substances containing phosphorus, low-molecular-weight polycarboxylates, etc., low-molecular-weight polycarboxylates containing no phosphorus Is preferred, including environmental measures.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0023】低分子量ポリカルボン酸塩の構成成分とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、フマール酸などのモノマーであり、これらと共重
合するモノマーとしてビニルアルコール、ビニルエーテ
ル、オレフィン、ビニルスルフォン酸、スチレンスルホ
ン酸、ハイドロキシエチルメタクリル酸などの不飽和結
合をもつ化合物が好適である。勿論、市販品の結晶改質
剤やスケール防止剤等の改質剤を使用することは問題は
なく、むしろ価格等から考慮すれば、経済的には好まし
い。また、結晶改質剤の添加量としては、生成せしめる
石膏量に対し10〜100重量ppmの範囲が好まし
く、更に、生成した二水石膏を用いる種晶としての添加
量としては、生成せしめる石膏量に対し0.5〜2.0
倍量が好ましい。
Constituents of the low molecular weight polycarboxylate include monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid and fumaric acid, and monomers copolymerized therewith with vinyl alcohol, vinyl ether, olefin and vinyl. Compounds having an unsaturated bond such as sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and hydroxyethyl methacrylic acid are preferred. Of course, there is no problem to use a commercially available modifier such as a crystal modifier or a scale inhibitor, and it is more economically preferable in consideration of the price and the like. The amount of the crystal modifier is preferably in the range of 10 to 100 ppm by weight based on the amount of gypsum to be formed. Further, the amount of the gypsum to be formed as the seed crystal using the formed gypsum 0.5 to 2.0
Double amounts are preferred.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Correction target item name] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0032】飛灰1は100kg/hにて定量的に有効
容積1m3(材質SUS−304、撹拌機付)のリパル
プ槽2に導き、水400kg/hで、リパルプせしめ、
0.3m2の水平ベルトフィルター(固液分離機4)に
て濾過を行った。ケーキ洗浄5は100L/hで実施し
た。なお、得られたケーキの量および付着水分を50時
間毎に測定したところ、表3の結果であった。さらに、
このケーキ6を連続的に、反応槽7(有効容積1.5m
3、材質SUS−316L、撹拌機付)に導き、pH6
〜8となる様に、40重量%濃度の硫酸8を添加し、更
に結晶改質剤9(ポリアクリル酸ソーダ、分子量約40
00)を20g/hの速度で添加した。また、水11を
添加して反応槽7のスラリー濃度を25〜30重量%と
した。種晶10としてエージングタンク12よりリサイ
クルスラリーを200L/h(スラリー比重約1.2)
を供給した。反応槽7のスラリーは、エージングタンク
12(有効容積2.0m3、材質SUS−316L、撹
拌機付)にオーバーフローせしめ、結晶の成長を促す。
生成せしめたスラリー13は、エージングタンク12よ
り抜き出し、O.5m2のベルトフィルター(固液分離
機14)で濾過し、二水石膏15を得た。
The fly ash 1 was quantitatively guided at 100 kg / h to a repulping tank 2 having an effective volume of 1 m 3 (material: SUS-304, equipped with a stirrer) and repulped at 400 kg / h of water.
Filtration was performed with a 0.3 m 2 horizontal belt filter (solid-liquid separator 4). Cake washing 5 was performed at 100 L / h. In addition, when the amount of the obtained cake and the attached moisture were measured every 50 hours, the results shown in Table 3 were obtained. further,
The cake 6 is continuously supplied to the reaction tank 7 (effective volume 1.5 m).
3 , material SUS-316L, with stirrer), pH6
-8, sulfuric acid 8 having a concentration of 40% by weight was added, and a crystal modifier 9 (sodium polyacrylate, having a molecular weight of about 40) was added.
00) was added at a rate of 20 g / h. Water 11 was added to adjust the slurry concentration in the reaction tank 7 to 25 to 30% by weight. 200 L / h of recycled slurry from aging tank 12 as seed crystal 10 (specific gravity of slurry: about 1.2)
Was supplied. The slurry in the reaction tank 7 is allowed to overflow into the aging tank 12 (effective volume 2.0 m 3 , material SUS-316L, with a stirrer) to promote crystal growth.
The generated slurry 13 was withdrawn from the aging tank 12 and the O.D. The mixture was filtered through a 5 m 2 belt filter (solid-liquid separator 14) to obtain gypsum dihydrate 15.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠崎 武樹 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内 (72)発明者 廣瀬 友弘 千葉県船橋市本町7丁目7番地1号 株式 会社テクノフロンティア内 (72)発明者 浴 和彦 千葉県船橋市本町7丁目7番地1号 株式 会社テクノフロンティア内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takeki Shinozaki 7-1-1, Hikoshimasako-cho, Shimonoseki-shi, Yamaguchi Prefecture Inside Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd. (72) Tomohiro Hirose 7-7 Honcho, Funabashi-shi, Chiba Address No. 1 Inside Techno Frontier Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Yu 7-7-1, Honcho, Funabashi City, Chiba Prefecture Inside Techno Frontier Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焼却炉から発生する飛灰を予め水でス
ラリーとし、該スラリーを固液分離してケーキを得た
後、再度、該ケーキに水を添加してスラリーとし、該ス
ラリーに硫酸を加えて中和処理することを特徴とする飛
灰から二水石膏を製造する方法。
1. A fly ash generated from an incinerator is previously slurried with water, the slurry is solid-liquid separated to obtain a cake, and water is again added to the cake to form a slurry. A method for producing dihydrate gypsum from fly ash, wherein the gypsum is subjected to a neutralization treatment.
【請求項2】 飛灰を水でスラリーとする濃度および
ケーキをスラリーとする濃度が40重量%以下である請
求項1記載の飛灰から二水石膏を製造する方法。
2. The method for producing gypsum dihydrate from fly ash according to claim 1, wherein the concentration of the fly ash in slurry with water and the concentration of the cake in slurry are 40% by weight or less.
【請求項3】 スラリーに硫酸を加え、中和処理する
pHが4〜10である請求項1記載の飛灰から二水石膏
を製造する方法。
3. The method for producing gypsum dihydrate from fly ash according to claim 1, wherein sulfuric acid is added to the slurry and the pH for neutralization treatment is 4 to 10.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004030839A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-15 Taiheiyo Cement Corporation Method and apparatus for treating calcium-containing powder
JP2010222200A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Taiheiyo Cement Corp Treatment method of dehydrated cake

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