JPS61222597A - 溶融処理法 - Google Patents

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、製型工場より発生する皮革汚泥の溶融処理法
に関する。更に詳しくは、母材として有用なスラグ固化
体を得ると共に、合金用として価値のあるフェロクロム
を回収再生する皮革汚泥の処理法に係わるものである。

［従来技術］ 製型工場での脱毛、洗浄、なめし等の各工程では、石灰
、クロム等が多量に使用される。そのため、製型工場よ
り排出される皮革汚泥中には、−股の都市下水汚泥に比
較してカルシウム（Ｃａ　）、クロム（Ｃｒ　）の含有
率が高い。

このような皮革汚泥の処理方法としては従来機の３方法
が行われてきた。すなわち（ａ）含水率７０〜７５％に
脱水後埋立処分する方法、（ｂ）脱水後焼却処理し残渣
を埋立処分する方法、（Ｃ）還元雰囲気で焼却又は乾留
した後、残渣を埋立処分する方法である。ところがこれ
らには次のような欠点があり実用的ではなかった。まず
（ａ＞の方法は、皮革中の有機物質が７０〜７５％と都
市下水汚泥の４０〜５０％に比較して多く、埋立後腐敗
し特有の臭気を発生する欠点がある。（ｂ）の方法は、
腐敗の恐れはないが、皮革汚泥中に５〜２５％程度含有
するＣｒが高温雰囲気中でＣａの作用を受は有毒なＣｒ
６＋Ｇ、：酸化され、埋立後侵出水が汚染される欠点が
ある。（Ｃ）の方法は、Ｃｒ６＋への酸化はかなり防止
されるが、還元状態によっては充分ではなく一部分はＣ
，６＋のままで残留する恐れもある。また上記（ａ）〜
（Ｃ）の方法は汚泥から埋立物までの減容率が充分でな
く埋立面積が広く要するという欠点もある。

そこで近年上記のような欠点を解消した方法として、皮
革汚泥を脱水乾燥後、アーク炉等により溶融処理する方
法が注目されている。この方法によれば多量のＣｒは還
元溶融し、メタルのＣｒまで還元されベースメタルとな
り、スラグ中に少量残留したＣｒも結晶マトリックスの
中に閉じ込められ溶出しない形態となり、また減容率も
１／２０〜１／３０となり、乾燥、焼却といった処理方
法に較べて小さくなるため、埋立処分する際の、埋立地
の延命が期待できるという長所がある。そして処理によ
り発生したスラグは、硬質の岩石状固化体又は細砂状固
化体となり、骨材としての有効利用が可能である。

［本発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記皮革汚泥を乾燥争→又は焼却後、そのまま
溶融処理したのでは、次の様ないくつかの問題がある。

（１）　汚泥の塩基度（Ｃａ　Ｏ／Ｓｉ　０２　）が３
〜８と高いため、溶融後に生成するスラグの塩基度も２
．５〜５．０程度と高くなる。しかして、ＣａＯは、他
の化合物と結晶を作ることはできるが、多量に含有する
と遊離のＣａ　Ｏとしてスラグ中に残留し、これが、水
分と反応してＣａ　　（ＯＨ）２となり、スラグ固化体
を割れ易くし、硬質骨材としての利用価値を失わしめる
。

（２）　高塩基度であるために、溶融点が高く、高温で
溶融するのに多大の熱エネルギーを必要とするだけでな
く、溶融炉の耐用寿命を短くする。

（３）　　Ｏｒの回収利用が出来ないので、価値ある資
源を放棄することになる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、叙上のような事情に鑑み、装帯工程から
発生する皮革汚泥中（ＤＣｒ分が回収可能で、且つ、発
生するスラグ固化体の骨材としての品位を高めた溶融処
理方法を見出すべく種々検討を行った。その結果、皮革
汚泥の処理に当って、Ｓｉ　０２分を多く含有し、且つ
鉄分も含む、例えばガラス屑などの多く混入する都市ゴ
ミ焼却残渣のような廃棄物を添加剤として溶融時に加え
ることによって、上記問題を一挙に解消しつるとの知見
に達し本発明を完成した。

すなわち、本発明は、装帯工程で発生する０１分を含む
皮革汚泥を溶融処理炉により、処理するに際し、皮革汚
泥を乾燥ケーキにするが、又は焼却残渣若しくは乾留残
渣にし、それらにＳｉ　Ｏｚ分を多く含み、同時に鉄分
を含む廃棄物を、溶融後得られるスラグ同化体の塩基度
が約１．０〜２゜０となるように、且つ溶融ベースメタ
ル中のｃｒ濃度が１０〜６５重量％め範囲となるように
添加し、しかる後、高温で溶融させて処理し、硬質のス
ラグ固化体とフェロクロムとを同時に得ることを特徴と
する皮革汚泥の溶融処理方法を要旨とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明すると、本発明で処理さ
れる皮革汚泥は、動物から剥ぎとった皮を、裏打ち、石
灰づけ、脱毛゛、脱灰、なめし、染色、加脂、水絞り等
の一連の装帯工程を実施する装車工場より排出される汚
泥であり、１〜５％程度のＣｒが含まれており、カルシ
ウム及びクロムの含有量が非常に高いものである。この
ような汚泥を溶融処理する前に脱水し含水率２０〜２５
％の乾燥ケーキにするか、含水率７０〜８０％に脱水後
焼却又は乾留し残渣を得る。焼却には公知の多段床式焼
却炉、ロータリ・キルン類、流動床炉等の焼却炉が用い
られ、又乾留には、直接加熱乾留炉、間接加熱乾留炉が
用いられる。焼却又は乾留すると乾燥ケーキのまま溶融
処理するのに較べ電力原単位が低減するなどの利点があ
る。

次に、本発明では、上記のようにして得られた乾燥ケー
キ、焼却残渣又は乾留残渣に、Ｓｆ　０２含有量の多い
且つ、鉄分を含む廃棄物を添加する。

この廃棄物とは、これを添加して溶融処理として得られ
る溶融物の塩基度が添加しない場合と比較して低下する
廃棄物で鉄分を１０〜２０％含む廃棄物を言う。具体的
には例えば都市下水汚泥の乾燥ケーキ、前記ケーキの焼
却残渣、前記ケーキの乾留残渣、都市ゴミの焼却残渣、
ガラス屑、鋳物廃砂等を挙げることができ、これらを単
独あるいは２種以上混合して用いられる。上記のうち都
市下水汚泥は、そのままで乾燥ケーキ或は焼却又は乾留
して用いても良いが、ポリアクリルアミド、アルギン酸
ンーダ、ポリエチレンイミン等の高分子凝集剤を添加し
たものは塩基度が０．１〜０゜３程度であり好ましい。

なお都市ゴミの焼却残渣の塩基度は通常０．１〜０．７
含有鉄分約２０％であり、ガラス屑ではＳｆ　０２含有
量が通常６０〜８５％であり、鋳物廃砂ではＳｉ　Ｏｚ
含有量が通常５０〜７５％である。これらの廃棄物を皮
革汚泥に添加して後述のように溶融処理すると、塩基度
は添加せずに溶融処理した場合に比べて低下し、溶融点
降下剤としても機能する。又、Ｃｒ分は、還元されて鉄
分と結合してフェロクロムを形成する。ここで廃棄物の
添加量は、溶融後に得られるスラグ固化体の塩基度が１
．０〜２．０となる量で且つ、溶融ベースメタル中のＣ
ｒ濃度が１０〜６５重量％となる量であることが必要で
ある。

塩基度が、この範囲以上となるような廃棄物の添加量で
あると、得られるスラグ固化体中に多くの遊離のＣａＯ
が残存し、本発明の目的の１つである硬質の骨材として
利用価値の高いスラグ固化体が得られない。又、上記範
囲以下となるような廃棄物の添加量であると、得られる
スラグ固化体はガラス質化し、強度の低いものとなり、
これも骨材としては利用価値の低いものとなる。一方、
Ｃｒ濃度の上記範囲はスラグ固化体とフェロクロムとの
磁選分離を効率よく行うのに最も好適な範囲であり、こ
の範囲を外れるとスラグ固化体とフェロクロムとの分離
が回能となる。

以上のように廃棄物の添加において、その添加量は、溶
融後得られるスラグの塩基度が１．０〜２．０の範囲を
確保するに足る量であり、添加剤として廃棄物中に含ま
れる鉄分含有量のみで、ベースメタル中のＣｒ濃度を１
０〜６５重量％の範囲が確保されない場合は、次のよう
な調製方法をとればよい。例えば、Ｃｒ濃度がこの範囲
以下即ち、１０重量％以下となるときは、添加する廃棄
物例えば都市ゴミ焼却残渣は予め磁選機を通して鉄分の
含有量を低く調製したものを用いる。又、この範囲以上
即ち、６５重量％以上となるときは、更に、鉄源として
粗大ゴミ破砕物の鉄分、又はその他の鉄源を追加補給す
る等である。

本発明の皮革汚泥の溶融処理方法の実施は、例えば第１
図に示すフローに従って行われる。

先ず、皮革汚泥脱水ケーキが経路１を経て、乾燥機２に
投入され、含水率２〜２５％の乾燥ケーキとされる。乾
燥１１２としては公知の直接加熱乾燥機、間接加熱乾燥
機等が用いられ、具体的には、熱風乾燥機が適用される
。乾燥されたケーキは経路３を経て、焼却炉４へ送入さ
れる。又、乾燥中、乾燥機２から発生する粉塵は経路５
を経てサイクロン６で捕捉され、経路７を経て、前記乾
燥ケーキと共に焼却炉４へ送入され粉塵の捕捉されたあ
との排気ガスは経路８を経て大気へ放散される。

焼却炉４としては、公知の多段式焼却炉、ロータリーキ
ルン炉、流動床炉等が適用される。尚、焼却炉４の代り
に、乾燥しない皮革汚泥を含水率７０〜８０％のウエッ
トケーキのまま加熱して水分を蒸散させる乾留炉を設け
、乾留残渣を得る方法をとることもでき、この場合は乾
燥機２を必要としない。焼却炉４（又は図示しない乾留
炉）により、焼却中（又は乾留中）発生する可燃ガスは
経路９を経て乾燥機４（又は乾留炉）へ戻し、熱源とし
て利用される。焼却炉４で燃焼されて生じた皮革汚泥焼
却残渣は０８０分、Ｓｔ　０２分、０１分、鉄分等を測
定の上経路１０を経て、アーク式電気溶融炉１１に投入
溶融処理される。

しかして、その溶融処理に当っては、添加剤としてのＳ
！　０２分と０８０分と鉄分既知の廃棄物、例えばＳ！
　０２分を多く含み、且つ鉄分をも含む都市ゴミ焼却残
渣が、必要に応じ、磁選機１３を通して鉄分含有量を調
節した上で、経路１０を経て、溶融処理炉１１へ投入さ
れる。そして、その場合の都市ゴミ焼却残渣はその中に
含まれる０８０分、Ｓ！　０２分、鉄分等の含有量と、
皮革汚泥焼却残渣中の０８０分、Ｓｆ　０２分、０１分
、鉄分等の含有量とを勘案して、生成するスラグ固化体
中の塩基度が約１〜２で、且つ、ベースメタル中のＣｒ
濃度が１０〜６５重量％の範囲となるような量が添加さ
れる。尚、溶融炉内ベースメタル中のＣｒ分調整のため
に、粗大ゴミ破砕鉄粉、その他鉄分の補給が必要な場合
は、経路１４、経路１０を経て、溶融処理炉１１へ送入
される。溶融処理炉１１での溶融処理中に発生する可燃
ガスは経路１８を経て、炉外へ導出され、サイクロン１
９にて、該ガス中に同伴する粉塵を捕捉し、経路２０．
１０を経て、溶融処理炉１１ヘリサイクルされる。一方
、粉塵の除去された可燃ガスがサイクロン１９から経路
２１を経て、焼却炉４の焼却用熱源として利用される。

溶融処理炉１１に送入された皮革汚泥ケーキの焼却残渣
は、添加剤として投入された廃棄物、及びベースメタル
中のＣｒ分分裂製用して投入された鉄分と共に溶融処理
され、ついで、ベースメタル上に浮遊生成したスラグと
ベースメタルとが一緒に出滓口から炉外へ経路１５を経
て排出され、そのまま冷却するか水中へ投入破砕される
。次に、破砕物は、磁選１１１３ａを通して、ベースメ
タル中に生成したフェロクロムと無機質のスラグ固化体
とに分けられ、前者は経路１６を、後者は経路１７をそ
れぞれ経て、合金原料及び骨材として再生利用される。

溶融処理炉１１としては、第２図の断面略図で示すよう
なアークを発生させる黒鉛電極２２を備え、皮革汚泥ケ
ーキも焼却残渣、溶融添加剤、鉄源等の投入口２３及び
可燃ガス導出口２４を備えた蓋部２５と、鉄屑等を溶融
したベースメタル２６を入れ、該ベースメタル２６上に
、溶融処理した際、浮遊するスラグ２７とフェロクロム
の形成されたベースメタル２６とを共に排出する排出口
２８を備えた本体２９とよりなるアーク加熱式電気溶融
炉が最も一般的である。他に燃焼式溶融炉、例えばコー
クスを燃料源とするキュポラ式溶融炉等も用いられる。

排出口２８には、排出された溶融スラグとベースメタル
よりなる溶融物を受は入れ、付設されているコンベア式
搬送装置３０に落下させている。

このコンベア装置上で溶融物は冷却固化される。

また別のシステムでは溶融物をそのまま水槽中に落下さ
せ、高圧水流中で冷却固化し、搬送装置により取り出し
ている。このようにして得られたスラグ固化体とベース
メタルからなる破砕物は更に必要に応じて砕粉されて磁
選機（第１図における１３ａに相当するもの。第２図で
は図示せず）により分離される。

［作用］ 以上のような溶融処理法により、ＣａＯと０１分を多量
に含有する皮革汚泥中のＣａ　Ｏが、添加剤として加え
たＳ！　０２の含有量の多い廃棄物中のＳ！　０２と、
結合して、珪酸二石灰（２ＣａＯ・５ｉＯ２）、珪酸三
石灰（３０ａ　Ｏ−３！　０２　）、灰長石（Ｃａ　０
−Ａｕｚ　Ｏ３・２Ｓｉ　０２　）、オケルマナイト（
２ＣａＯ・ＡＱ２０３・２ＳｉＯ２）等の鉱物質となる
。従って、骨材として用いた場合、割れの原因となる遊
離のＣａＯの存在が解消された硬質で骨材として好適な
スラグ固化体が得られる。一方、ベースメタルからは、
鉄分とＣｒの結合による合金原料として有用なフェロク
ロムが放棄されることなく回収される。又、５１０２の
含有量の多い廃棄物はこれを添加することによって融点
降下剤として機能するので溶融処理炉の耐用性を高める
ものである。更に、添加剤としての廃棄物自体も１、都
市ゴミに由来するものであるからこれも同時に溶融処理
できる。

［発明の効果コ 本発明は以上のべたように、ＣａＯや０１分を多量に含
む皮革汚泥の乾燥ケーキ又はその焼却残渣、又は乾留残
渣にＳｉ　０２含有量が多く且つ鉄分も含有される廃棄
物を所定量添加して、溶融処理し、骨材として好適なス
ラグ固化体と、合金原料として有用なフェロクロムを同
時に得ることを特徴とするものである。即ち、本発明に
よって得られるスラグ固化体は、前記のように骨材とし
て用いたとき割れの原因とされる遊離のＣａ　Ｏがない
ため、安心して、各種土木工事に使用できる。

一方、従来は、埋立地に埋没廃棄されていた０１分を合
金原料のフェロクロムとして再生利用することを実現さ
せるものである。また、皮革汚泥の焼却又は乾留だけで
処理を終了していた従来の方法に較べて大きく減容させ
ることができるので埋立スペースの節減に役立つ。この
理由は、Ｃａは焼却すると炭酸ガス（ＣＯ２）と化合し
てＣａＯ３となってしまうが、溶融するとＣａＯとＣＯ
２に変化し、ＣＯ２は空気中に放散されその分だけ体積
が減るからと考えられる。溶融処理炉として前述のよう
なアーク式の炉を使用する場合、３ｉ０２含有量の多い
廃棄物を添加すると、被溶融物の融点が低下するため、
電力原単位が向上するという利点もある。ざらには都市
下水汚泥、都市ゴミ焼却残渣等の処理も近年基々問題と
なってきているが、本発明はこれらも同時に処理するこ
とができ、しかも処理の結果骨材として有用な同化体を
入手できると共に０１分も合金原料としてのフェロクロ
ムとして回収できる。従って皮革汚泥の処理と都市下水
汚泥若しくは都市ゴミ焼却残渣の処理とが併せてできる
という一石二鳥の効果をもたらすものである。

［実施例］ 以下に本発明を実施例に従い更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例により限定
される訳ではない。

実施例： 有機分７５％、無機分２５％（このうち、Ｃａ０１８．
４％。Ｓｌ　０２２．４％、Ｃｒ２．５％、Ｆｅ１．７
％、塩基度＝７．７）の皮革汚泥の脱水ケーキ（含水率
７１％）を熱風乾燥機にて乾燥後、回転炉床式焼却炉に
より焼却して焼却灰とした。この焼却灰（１００）ｋａ
に、ガラス屑を多く含む都市ゴミ焼却残渣（Ｃａ　０１
５．０％。Ｓｌ　・０２３８．０％、Ｃｒ　０．０５％
、Ｆｅ　２０．０％、含水率５．０％、塩基度＝０．４
＞を皮革汚泥焼却灰と同量添加し、第２図のようなアー
ク式電気溶融炉により、１５００℃で溶融処理し、溶融
物を徐冷して磁選分別したところ、塩基度＝１゜５のス
ラグ固化体１５０ｋａと、Ｃｒ濃度が１５％のフェロク
ロムを含有するメタル１５ｋｏを得た。

粒径が５〜１０１Ｉｌ／ｌＩのスラグ固化体を真水に浸
漬し、割れ、水の変化を観察したところ、ＣａＯは遊離
せず、外観にも変化が見られず、岩石状のままであった
。又フェロクロムを含有するメタルから抽出したフェロ
クロムは合金原料として充分使用可能のものであった。

尚、比較のために、都市ゴミ焼却残渣を添加しない他は
、上記と同様に皮革汚泥焼却灰を１６５０℃で溶融処理
した。溶融物を徐冷して磁選分別しようとしたところ、
スラグ固化体とフェロクロム含有メタルとの分離が困難
で効率よく行うことができなかった。そして、得られた
スラグ固化体は、ポーラスな部分の多い岩石状で割れ易
い性質のものであった。又、これに真水に浸漬したとこ
ろ、時間の経過と共に遊離して含まれるＣａＯが溶出し
てＣａ（Ｏｔ−１）ｚとなり白濁した。以上の結果から
Ｓｔ　０２含有分が多く、且つ鉄分も含む都市ゴミ焼却
残渣を溶融時に添加すると、より低温で溶融処理するこ
とができ、得られるスラグ固化体は塩基度が低く、遊離
のＣａＯ含有量が少くて骨材と好適であると共に、メタ
ルの磁選分離が容易であることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフロー図を示し、第２図は本発明で使
用される溶融処理炉の一例断面図を示す。 ２・・・乾燥機　　　　　４・・・焼却炉１１・・・溶
融処理炉 １３．１３ａ・・・磁選機 ２２・・・黒鉛電極　　　２６・・・ベースメタル２７
・・・浮遊スラグ　　２９・・・炉本体３０・・・コン
ベア式搬送装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　製革工程で発生するＣｒ分を含む皮革汚泥を溶融処
   理炉により処理するに際し、皮革汚泥を乾燥ケーキにす
   るか、又は焼却残渣若しくは乾留残渣にし、それらにＳ
   ｉＯ＿２分を多く含み、同時に鉄分を含む廃棄物を、溶
   融後得られるスラグ固化体の塩基度が約１．０〜２．０
   となるように、且つ溶融ベースメタル中のＣｒ濃度が１
   ０〜６５重量％の範囲となるように添加し、しかる後、
   高温で溶融させて処理し、硬質のスラグ固化体とフェロ
   クロムとを同時に得ることを特徴とする皮革汚泥の溶融
   処理方法。 ２　溶融ベースメタル中のＣｒ濃度を調整するために、
   鉄源を溶融処理時別途添加する特許請求の範囲第１項記
   載の皮革汚泥の溶融処理方法。 ３　ＳｉＯ＿２分を多く含み同時に鉄分を含む廃棄物が
   都市下水汚泥の乾燥ケーキ、前記ケーキの焼却残渣、都
   市ゴミの焼却残渣、ガラス屑、又は鋳物廃砂から選ばれ
   た１種以上である特許請求の範囲第１項記載の皮革汚泥
   の溶融処理法。 ４　鉄源が都市ゴミ焼却残渣中の鉄分又は、粗大ゴミ破
   砕物の中の鉄分である特許請求の範囲第２項記載の皮革
   汚泥の溶融処理法。 ５　溶融処理炉が、アーク加熱式電気溶融炉である特許
   請求の範囲第１項記載の皮革汚泥の処理法。