JPS5915718B2 - 水銀含有スラッジから水銀を除去する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水銀含有スラッジを真空中で加熱することから
なる水銀含有スラッジの純化方法に係わる。

水銀または水銀化合物を使用する多（の化学法および電
気化学法は、これら方法からの流出物（排水またはガス
）が多量の水銀を含んでおり、排出する場合には重大な
危険を生ずる等の公害問題を包含するものである。

水銀化合物を触媒として使用する方法などから排出され
るもの、電気分解槽から排出されるものなどの排出スラ
ッジから金属水銀を除去することについて多数の方法が
提案されている。

これによれば、たとえば、スラッジを負圧のもとでロー
タリフィルタで沢過しくまず水を除去するため）、つい
で炉中で加熱、乾燥し、さらに蒸発（蒸留）された水銀
を凝縮器で収集する方法（「ケミカル・エンジニアリン
グ・プログレス（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ） Ｊ１９７４年３月、
７３〜８０頁）、あるいはキレート化剤として作用しか
つ再生されうる樹脂で処理し、これにより分離された水
銀を回収する方法（「ケミカル・エコノミー・アンド・
エンジニアリング・レビュ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｃ
ｏｎｏｍｙ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｖ
ｉｅｗ ） 、Ｊ ５．１９７２．６４〜６５頁）等が
ある。

しかしながら、上記方法のいずれによっても、満足でき
るレベルで水銀を回収することができない（好ましい状
態でも０．１ ｐｐｍ 以下には達していない）。

本発明者等は、水銀濃度をさらに低下させるか、はぼ完
全に除去できる方法を見出し、本発明に至った。

本発明の目的は、水銀含有スラッジを真空中で加熱して
水銀を気化させ、ついで同一圧力条件下で改めて凝縮さ
せ、凝縮しなかった水銀を加圧下で凝縮させて薗収する
ことにより、排出物（固相および気相）中における残留
水銀含量を０．１ ｐｐｍ以下とする簡単でかつ経済的
な方法を提供することにある。

本発明によれば、残渣中の水銀含量が１０−８％程度と
なるまで水銀を除去することができるため、公害問題を
生ずることなく残留スラッジおよび凝縮物を廃棄できる
。

さらに詳述すれば、本発明の方法は、投入されたスラッ
ジの２００℃ないし３５０℃の温度、０．０６ないし０
，１気圧の負圧下で加熱することに基づく。

ついで、このようにして得られた蒸気を同様な負圧条件
下で、２０℃ないし５０°Ｃの低温度で凝縮させ、さら
に不活性ガスを大気中に放出する前に、残留する極微量
の水銀蒸気を２ないし３気圧の加圧下、５ないし３５℃
の温度において凝縮させる。

これにより、固相および気相は１０１０４％程度の水銀
を含有するのみである。

本発明の方法がさらに理解されるように、本発明方法を
実施するに使用される連続型装置を参照する。

しかしながら、これは単に説明のためにのみ例示するも
のであって、本発明の精神を逸脱することなく他の装置
を使用してもよい。

添付図面に示したような装置では、本発明による方法は
２つの段階で行なわれ、これらは２つの別々の部材、す
なわちスラッジを連続的に加熱するための炉と減圧凝縮
装置とに相当する。

ここに記載した炉は連続型のものであって、電気抵抗器
により直接加熱される。

すなわち、該炉は水平円筒本体１を包含し、この本体は
相互に独立した１対の抵抗器２によって外部から加熱さ
れ、炉の負荷および水銀の含量に応じて各種の温度に変
えられる。

円筒本体の一方の端部には水平スラッジ投入口３が形成
されており、他端には蒸気を取出すためのドーム４およ
びその下方部には排出される灰分を取出すための口５（
その直径は炉の直径に等しい）が形成されている、Ａ−
Ａ断面図（第２図）に示される如きスラッジ充填装置６
は送りスクリュ型であり（スクリュのピッチは徐々に短
かくなっている）、切断羽根を備えた押出ヘッドを具備
している。

該装置は速度変換器を有する減速ギアを備えたモータ７
により駆動される。

操作中、装置の真空度を損なわないように完全に密封す
ることが必要である。

荷重スクリュの回転速度は炉の端部における蒸気の温ｉ
ｔ）の関数として自動的に変えられる。

炉内に充填される物質は最高４４％ないし５０％の水分
を含有するスラッジであり、酸性である場合にはｐＨを
特定のアルカリ性域（８ないし９）になるように中和さ
れる。

円筒本体の内部では、物質を供給するためのスクリュ９
を具備するシャフト８が回転しており、またスクリュ９
にはきさげ羽根１０が設けてあり、スラッジを加熱する
間に該スラッジを攪拌し、したがってスクリュがつかえ
る危険はない。

スクリュの回転は炉の円筒本体のどちらかの端に設けた
減速ギア１１により行なわれ、そのモータ１２は真空密
封状態を保償するような磁気エキスパンダによってトル
クを伝達する形式のものである（２速式）。

減速ギア１１は真空室１３に設置されかつグランドシー
ルにより炉本体から分離されている。

炉の操作は非常に簡単であり、全く自動的である。

負荷押出器（スラッジ充填装置）から投入されたスラッ
ジはスクリュによって前進され、第１の脱水が行なわれ
たのち、残渣について水銀成分の蒸留を行なう。

操作条件は約２５０℃において０．０６気圧であり、こ
の条件はスラッジ中に含まれるすべての水銀を蒸発させ
うるものである。

このような条件はスラッジの供給速度および他の操作パ
ラメータ、すなわち（ａ）供給用スクリュの回転速度（
２速）、（ｂ）電気抵抗器セットの作動、により自動的
に維持される。

このようにすることによりスクリュから排出されてくる
灰分中の水銀含量はほぼゼロとなる。

炉の端部においてはスラッジから蒸発されたすべての蒸
気が凝縮器に送られるようにしなければならず、かつ同
時に排出された灰分を負圧下にある装置から連続して除
去する必要があるため、次の如く操作するのが都合がよ
い。

すなわち、スクリュから排出される灰分は、抵抗器によ
って加熱されたダクト１４に落下し、該ダクトはコンテ
ナ１５に灰分を送る。

該コンテナは１気圧レベルに置かれており、一定レベル
まで水１６の入ったいわゆる溶解器である。

この水の温度は自動装置により０．０６気圧の正常運転
時と同一条件下における水の蒸気圧に等しい温度（を−
３５，８℃）よりわずかに高い温度（約３７℃）に維持
される。

このようにすることにより、熱い灰分が水に落下する際
、ダクトの熱壁によって２５０°Ｃまで超加熱された一
定量の水蒸気（灰分の温度およびその比熱による）は灰
分と向流的に作用し、水銀の凝縮を防止し、したがって
排出される灰分中に金属が存在することを防止する。

ついで灰分の水への溶解を助けるために、前記容解器へ
の激しい再循環を提供するポンプ１７が設けられている
。

最後に溶解された灰分が取出されるにつれて、従来のレ
ベルチェック装置により恒温に調整された水が供給され
る。

２５０℃の炉のドーム４から出た蒸気には、原料スラッ
ジ中に含まれていた水分による超加熱水蒸気と排出され
る灰分の向流的洗浄用水蒸気と水銀蒸気とが含まれてい
る。

これらすべての水蒸気および蒸気は水冷式の縦管束冷却
器１８に送られる（導管における処理はダストの存在を
考慮して実施される）。

ついで凝縮物は１気圧レベルに設置された液密封アキュ
ムレータ１９の底部に集められる。

該アキュムレータの出口はゼロレベルで回収容器２０と
連通している。

このような凝縮物は水と水銀とで構成されており、水は
オーバーフロー出口２１から溢出し、水銀はサイホン２
２によって容器の底部から自動的に取出される。

アキュムレータ１９の蒸気相は水蒸気と痕跡量の水銀蒸
気と避けられない非凝縮性成分とで構成されている。

非凝縮性成分としては、たとえば灰分を溶解した水の中
に溶解していた空気および中和したスラッジに吸蔵され
ていた空気等である。

これらの蒸気は装置を０．０６気圧の圧力に維持するた
めの液体リング真空ポンプ２３によって排出される。

ポンプの入口側における水銀蒸気濃度は交換器（冷却器
）１８の冷却水の温度の関数であり、このように大気へ
の排出物中のＨｇを１ｍ”ａ９０．１〜となるようにす
るため、ポンプからの排気は第２冷却器２４に送られ、
ここでは圧力は圧力調整器によって１ないし３気圧に維
持されており、さらに凝縮が行なわれる。

変形例としては、真空ポンプが非常に大きい圧力低下を
生じ得ないものであれば、冷却器２４用の冷却剤は、含
有された少量の蒸気のために非常に減じた寸法を有する
であろう冷凍装置から出る４℃ないし６℃以下の水でも
よい。

上記２つの装置のいずれを採用するとしても、大気中へ
の流出物の量は１時間当り数１０１程度であって、その
Ｈｇ含量は常に１ｍ３当り０．１ ｍ９以下である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法実施に適する好適な具体例の１装置
を示す図、第２図は第１図中線Ａ−Ａの断面図である。 １・・・・・・水平円筒本体、２・・・・・・抵抗器、
３・・・・・・水平スラッジ投入口、４・・・・・・ド
ーム、５・・・・・・口、６・・・・・・スラッジ充填
装置、７・・・・・・モータ、８・・・・・・シャフト
、９・・・・・・スクリュ、１０・・・・・・きさげ羽
根、１１・・・・・・減速ギア、１２・・・・・・モー
タ、１３・・・・・・真空室、１４・・・・・・ダクト
、１５・・・・・・コンテナ、１６・・・・・・水、１
７・・・・・・ポンプ、１８・・・・・・縦管束冷却器
、１９・・・・・・アキュムレータ、２０・・・・・・
回収容器、２１・・・・・・オーバーフロー出口、２２
・・・・・・サイホン、２３・・・・・・真空ポンプ、
２４・・・・・・第２冷却器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水銀含有スラッジから水銀を除去して、排出される
   固相および気相中の残留水銀含量をｏ、ｉｐｐｍ 以下
   とする方法において、（ａ）前記水銀含有スラッジを温
   度２００℃ないし３５０℃、圧力０．０６ないし０．１
   気圧で加熱して水銀を蒸発させ、（ｂ）前記工程ａ）か
   らの水銀蒸気を温度２０℃ないし５０℃、圧力０．０６
   ないし０．１気圧で凝縮させ、（ｃ）さらに前記工程（
   ｂ）で凝縮しなかった前記工［ａ）からの水銀蒸気を温
   度５℃ないし３５℃、圧力２ないし３気圧で凝縮させる
   ことを特徴とする、水銀含有スラッジから水銀を除去す
   る方法。