JPS6137931A - 炭素質原料の部分酸化方法 - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、重金属を含む炭素質灰分、特に炭化水素類の
部分酸化反応により発生する炭素質灰分に含まれる重金
属を分離する方法に関するものである。

［発明の背景］ アンモニア、メタノールおよび酢酸などの製造に用いら
れる合成用原料ガスは、天然ガス、オフガス、ＬＰＧ、
ナフサ、原油、重油、残査油、コ−スス、ピッチおよび
石炭などの炭化水素類を酸素および水蒸気を用いて部分
酸化することによって製造される。この部分酸化反応に
おいて発生する炭素質灰分（未燃カーボンとも言う）は
、通常では、水と直接接触させる処理方法、または廃熱
ボイラーを経て水洗浄塔で水と接触させる処理方法のい
ずれかの方法によって、水性懸濁液として発生ガスから
分離されたのち抽出、固液分離などの操作により回収さ
れる。なお、この炭素質灰分の発生率は、原料炭化水素
の性状および部分酸化反応条件等によって異なるが、一
般には原料である炭化水素類の使用量に対し約０．５〜
２５％と言われている。

近年、原料価格の高騰などの理由により、バナジウム、
鉄、ニッケルなどの重金属の含有量の高い劣質な炭化水
素類、例えば、減圧残査油、常圧残存油、コークス、ピ
ッチ等を炭化水素原料として使用することが多くなって
いる。部分酸化反応などを行なう際に、一般にこれら劣
質な炭化水素類はど炭素質灰分の発生率が高くなる傾向
にある。従って、この様な劣質な炭化水素類を使用する
部分酸化反応などにおいて発生する多量の炭素質灰分中
の重金属の回収処理が問題となる。

」−記の劣質な炭化水素類を使用した部分酸化反応によ
り発生した炭素質灰分は、製品のコストダウンの目的、
さらには、この炭素質灰分がバナジウム、鉄、ニッケル
などの重金属を含むので、そのまま廃棄することは環境
維持上できないとの理由から、」−記の炭素質灰分を部
分酸化反応の原料の一部として循環再利用することが一
般的になっている。しかしながら、劣質な炭化水素類を
用いた部分酸化反応などにおいて発生する重金属含有率
の高い炭素質灰分を部分酸化反応用原料の一部として循
環再利用した場合、バナジウム、鉄、ニッケルなどの重
金属は、循環再利用するたびごとに濃縮されて反応系内
に蓄積してゆく。そして、その蓄積が過度になると、蓄
積された重金属が装置の高温部やガス化炉壁を侵蝕し、
また装置の高温部で溶融した重金属が低温部で凝固し、
このため装置の狭窄部分が閉塞されることもあり、この
場合には重大なトラブルの原因となる。

［従来技術の問題点］ 従って、上記のような炭素質灰分を部分酸化反応の原料
の一部として循環再利用する場合には、炭素質灰分に含
まれる重金属をできるだけ除去して使用することが望ま
しい。

炭素質灰分からの重金属の除去のための代表的な方法と
しては、炭素質灰分の水性懸濁液のｐＨ値を調整するこ
とにより重金属を水中へ溶出させる方法が知られている
。しかしながら、この方法は、高いｐＨ域（例えば、ｐ
Ｈ１０以上）ではニッケルを溶出させることができない
など、炭素質灰分の水性懸濁液のｐＨ値により溶出され
る重金属が制限されるとの問題がある。このため炭素質
灰分に多種類の重金属が含まれる場合には、ｐＨ値のレ
ベルを溶出対象の各々の重金属に適合したレベルに調整
しながら溶出を行なわなければならない。従って、上記
操作により重金属を溶出させる場合には、ｐＨ値を調整
するためのｐＨ調整剤あるいは中和剤の使用量が多量と
なるだけでなく、処理装置の複雑化を招くなどの問題が
ある。

また、低いｐＨ域（例えばｐＨ５以下）で重金属を溶出
させる場合には、使用する装置に腐食対策を施さなけれ
ばならず、設備自体が高価なものとなるとの問題がある
。さらに、水性懸濁液中に溶出された重金属の回収のた
めには、該水性懸濁液に沈澱剤などを添加して沈澱させ
て濾過する方法、あるいはイオン交換などの方法を利用
しなければならず、工程自体が非常に複雑になり、工程
を実施するのに長時間を要するとの問題がある。

一方、部分酸化反応において副生するスス争スラグ凝集
物をスラグとススとに分離する方法として、特開昭５８
−９８０２号公報に、スス・スラグ凝集物の懸濁液を剪
断力を発生させる分散装置内で処理してスス・スラグ凝
集物の懸濁液からスラグを分離する方法が開示されてい
る。この方法は、スス・スラグ凝集物の懸濁液を、ハー
ブ型管装置のような管、攪拌機、渦巻ポンプ、または同
心的な歯環の間に他の歯環が高速で回転する装置等をそ
れぞれ単独もしくは組み合わせることによって剪断力を
付与して処理し、分離したスラグを水相に残し、モして
ススを有機溶媒相に移して回収を行ない、これを合成ガ
ス反応器に投入してススの再循環利用を行なうものであ
る。しかしながら、この方法で重金属を分離しようとし
ても後述する比較例から明らかなように、重金属を短時
間で、かつ効率よく分離することはできない。

［発明の目的］ 本発明は、水性懸濁液中の重金属を含む炭素質灰分から
重金属を、主として固体状態にて短時間に高収率で分離
する方法を提供することを目的とするものである。

［発明の要旨］ 本発明は、重金属を含有する炭素質灰分の水性懸濁液を
処理することにより該重金属の少なくとも一部を該炭素
質灰分から分離する方法において、該懸濁液処理を、該
水性懸濁液を磨砕手段にかけて、そこに含まれる炭素質
灰分を磨砕する処理を含む方法により行なうことを特徴
とする炭素質灰分からの重金属の分離法を提供する。

本発明の磨砕手段としては、高速回転下にある円盤状磨
砕部材および該磨砕部材に僅かな間隙を介して対面する
磨砕補助部材から構成される装置は、重金属を含有する
炭素質灰分の水性懸濁液を上記磨砕装置の間隙を通過さ
せることにより効率よく実施することができる。

本発明の分離法によれば、水性懸濁液中の炭素含有灰分
から重金属を非常に短時間で、かつ効率よく分離するこ
とができる。しかも、分離される重金属は主として固体
状態であるため、溶解重金属の沈Ｖ生成処理などの必要
がないため、工業的に有利な方法ということができる。

［発明の詳細な記述コ 本発明の対象の炭素質灰分の水性懸濁液は、重金属を含
む炭素質灰分の水性懸濁液である。この水性懸濁液は、
重金属を含有するものであればその発生工程等に制限さ
れることなく、いがなる工程で発生した炭素質灰分の水
性懸濁液であってもよい。このような炭素質灰分の例と
して、原油、重油、常圧残査柚、減圧残査油、石油コー
クスおよびユリ力ピッチ（商品名）などの炭化水素類の
部分酸化反応の際に発生する炭素質灰分（未燃カーボン
）を挙げることができる。

上記のような炭化水素類に含有されている重金属の例と
しては、バナジウム、鉄およびニッケルなどの重金属を
挙げることができる。そして、本発明の方法は、特に炭
素質灰分からのバナジウムの分離に有効である。

この炭素質灰分の水性懸濁液中における濃度は、特に限
定を受けるものではないが、懸濁液の粘度などを考慮す
ると一般には、０．１〜１０重量％の範囲である。

また炭素質灰分の水性懸濁液のｐＨ値は、一般には特に
制限を受けることなく適宜選択できるが、装置の腐蝕対
策の必要性が殆どなく、かつｐＨ調整剤および中和剤（
一般には水酸化ナトリウム水溶液、硫酸水溶液等を使用
する）の消費量が少ないｐＨ７〜１１の範囲内であるこ
とが好ましい。上記の腐食対策の点などを考慮するとｐ
Ｈ値が８〜１０の範囲内であることが特に好ましい値の
範囲である。

ただし、炭素質灰分に含有される重金属の種類およびそ
の含有率を考慮してｐＨ値を選択して炭素質灰分中の含
有率の高い重金属を効率よく分離することも可能である
。すなわち、例えば後述する磨砕装置などを使用して磨
砕された重金属の微細な粒子の一部に付着状態にある炭
素質の微細な粒子を分離して、循環再利用する炭素質の
重金属含有率を低下させることを目的として、さらには
分離回収される重金属に混入する炭素質をできるだけ少
なくすることを目的として、特定の重金属を溶出させる
ことができるｐＨ値に水性懸濁液のｐＨ値を調整して重
金属と炭素質との分離効率を更に向上させることも可能
である。このような目的におけるｐＨ値は、たとえば、
炭素質灰分がバナジウムの含有率の高いものである場合
には、ｐＨ値を９〜１０の範囲とすることが好ましく、
また、例えば、鉄の含有率が高いものである場合にはｐ
Ｈ値を７付近に設定することが好ましい。

本発明の重金属の分離法では、上記条件に従って調製さ
れた重金属を含む炭素質灰分の水性懸濁液を磨砕手段に
かけて炭素質灰分を磨砕する。

磨砕手段に特に制限はないが、通常、水性懸濁液中の炭
素質灰分を連続的に磨砕することができる手段であるこ
とが好ましい。

このような磨砕手段の具体例として、第１図に示すよう
な磨砕装置を挙げることができる。以下に本発明に使用
することが好ましい磨砕装置について、添付した図面を
参照しながら説明する。ただし、第１図に示した磨砕装
置は、本発明の磨砕手段を限定するものではない。

第１図は、本発明で使用することが好ましい磨砕装置を
模式的に示した断面図である。

本発明で使用する磨砕装置は、高速回転が可能な円盤状
の磨砕部材および該磨砕部材に僅かな間隙を介して対面
する磨砕補助部材から構成される装置 円盤状磨砕部材および磨砕補助部材は、一般には、少な
くとも一方が磨砕部材より構成されていればよいが、通
常は両者が磨砕部材より構成されている。磨砕部材はそ
の表面が炭素質灰分の磨砕に適当な粗さと硬度とを有す
るものであれば、その素材などに特に制限はない。磨砕
部材の例としては、若干のチタン、ケイ素などの酸化物
を含有するボーキサイトを融解して成形した砥石などを
挙げることができる。

第１図において上記円盤状磨砕部材はｌで、モして磨砕
補助部材は２で示されている。通常、円盤状磨砕部材１
または磨砕補助部材２の一方のみを磨砕部材とする場合
には、１で示さ′れる円盤状磨砕部材を磨砕部材とする
。磨砕補助部材２は、特に磨砕部材である必要はないが
、円盤状磨砕部材１と同様の素材からなる磨砕部材を用
いることが好ましい。

円盤状磨砕部材ｌと磨砕補助部材２の形状に特に制限は
ないが、円盤状磨砕部材１は、周辺部が薄く中心部が厚
い全体としてその断面が凸状の形状であることが好まし
い。そして、磨砕補助部材２は、円盤状磨砕部材ｌの凸
部の形状に対応するような凹部を有する形状であって、
少なくともその中心部の凹部の一部が円形に欠損した環
状体であることが好ましい。

通常、円盤状磨砕部材１は、磨砕補助部材２と調整が可
能な僅かな間隙４を隔てて対面して設けられる。円盤状
磨砕部材１と磨砕補助部材２との間隙４の幅には特に制
限はないが、炭素質灰分の磨砕操作の作業効率などを考
慮すると、一般には５００ｇｍ以下、通常は５０〜ｚｏ
ｏ川ｍの範囲内に設定される。

円盤状磨砕部材１は、通常、モータ３の回転軸と接続し
ており、高速回転が可能とされている。

磨砕操作のための回転数には特に制限はないが、炭素質
灰分を充分に磨砕するためには、一般には５００ｒｐｍ
以上、通常は２０００ｒｐｍ以上に設定される。第１図
では磨砕補助部材２は固定されているが、この磨砕補助
部材２を回転させるようにすることもできる。ただし、
円盤状磨砕部材１と磨砕補助部材２とは、相対的な回転
運動を示すことが必須である。

磨砕装置には、磨砕される物質を投入するホッパ−５と
、この物質を間隙４に圧入するために円盤状磨砕部材１
の頂部に設置されたインペラ７および磨砕された物質を
取り出す排出口６が備えられている。

通常、上記のような磨砕装置を用いた水性懸濁液中の炭
素質灰分の磨砕は、次のようにして実施される。

まず炭素質灰分の水性懸濁液を、ホッパ−５に投入する
。この際、重金属の分離を抽出により行なう場合には、
抽出溶媒（例、液状炭化水素などのような疎水性有機溶
媒）を水性懸濁液に加えることもできる。ホッパ−５に
投入された炭素質灰分の水性懸濁液は、高速で回転する
インペラ７に到達すると回転するインペラ７の遠心力で
中心から周辺方向に跳ね飛ばされる。そして跳ね飛ばさ
れた水性懸濁液中の炭素質灰分は、通常、円盤状磨砕部
材１と同一の素材の砥石などで形成されている磨砕補助
部材２の円盤状磨砕部材ｌと対面する面に高速で衝突す
る。次いで該炭素質灰分は、高速で回転する円盤状磨砕
部材１と固定された磨砕補助部材２により構成される間
隙４に圧入されて両部材の表面に繰り返し衝突し磨砕さ
れながら該間隙を通過する。

すなわち、炭素質灰分は、円盤状磨砕部材１および磨砕
補助部材２に衝突して発生する衝撃力により先ず大塊状
体が破壊される。そして、次いで間隙４を通過する際に
、円盤状磨砕部材１と磨砕補助部材２の相対的な回転に
より水性懸濁液中の炭素質灰分は強い剪断力を付与され
、さらに高速で回転する円盤状磨砕部材ｌと固定された
磨砕補助部材２の適度の粗さの表面に挟まれて磨砕され
る。すなわち、水性懸濁液中の炭素質灰分は衝突による
衝撃力、間隙を通過する際の剪断力、および回転する磨
砕部材の表面に挟まれて摩擦する際に付与される磨砕力
の相互作用によって粉砕されて微粒子となり、さらに該
粒子は磨砕されて、剪断力の付与のみでは到達し得なか
った、炭素質と重金属との分離が達成されると推定され
る。

上記のような磨砕装置にかけられた炭素含有灰分の水性
懸濁液は、排出口６から排出される。

このようにして、炭素質灰分かち重金属が主として固体
状態で分離される。ただし、前述したように水性懸濁液
のｐＨ値を炭素質灰分中の含有率が最も高い重金属の溶
出に適したレベルに調整することにより、重金属をさら
に炭素質灰分より固体状分離もしくは溶出分離させるこ
とができる。

なお、本発明の方法により磨砕された水性懸濁液中の炭
素質灰分から重金属を分離する方法に特に制限はなく、
通常利用されている方法に従って行なうことができる。

分離法の例としては、例えば軽質炭化水素などの炭化水
素類を用いた抽出法などの方法を利用することができる
。

このようにして重金属が分離された炭素質灰分は、バナ
ジウム、鉄あるいはニッケルなどの重金属の含有量が少
ないため部分酸化反応原料の一部として循環再利用の際
に、装置の侵蝕や装置狭窄部分の閉塞などのトラブルを
起すことが極めて少ない。従って、上記の炭素質灰分を
原料の一部として循環再利用し、これにより部分酸化反
応などの反応を閉鎖反応系で行なうことも可能となる。

また、固体状態で分離された重金属あるいは水性懸濁液
に溶出している重金属は、公知の技術を利用して有価金
属として再生することが可能である。

次に本発明の実施例および比較例を示す。

［実施例１］ 減圧残存油の部分酸化反応で発生した炭素質灰分の水性
懸濁液（水性懸濁液中の炭素質灰分濃度０．５８４重量
％）５文を磨砕処理すべく、第１図に示す磨砕装置（マ
イコロイダー二特殊機化工業■製）の上部に付設された
ホッパーに投入した。この水性懸濁液のＰＨ値は９．９
２であった。磨砕条件を、磨砕部材間の間隙幅１１０５
７ｈ、円盤状回転部材１の回転数３６０Ｏｒｐｍに設定
して磨砕処理を行なった。

上記の条件下において、１文の炭素質灰分水性懸濁液を
磨砕処理するのに要した時間は７分であった・ 磨砕された炭素質灰分の水性懸濁液を上記磨砕装置の排
出口から全量捕集し、得られた水性懸濁液ＩＪｌｊに対
して２００ｍＪｌのｎ−ヘキサンを加え、この混合物を
分液ロートに移して充分振盪させた後、５分間静置した
。

静置後、観察したところ、ｎ−ヘキサン相と水相との境
界面の認識が困難なほど、重金属が水相に残存、すなわ
ち分離されていた。

分液ロート下部の水相を取り出し、この水相をメンブラ
ンフィルタ−を用いて吸引濾過してグラスフィルター上
に濾別された水相の固形分を捕集した。得られた固形分
を乾燥機で乾燥後、重量を測定したところ、２．０１９
ｇであった。得られた固形分を原子吸光分析装置を用い
てこの固形分中のバナジウム、鉄およびニッケル含有率
を測定した。

また、濾液の重量は４８９３．６ｇであった。

この濾液も原子吸光分析装置を用いて濾液中のバナジウ
ム、鉄およびニッケルの溶存濃度（溶出濃度）を測定し
た。固形分および濾液中に含まれていたバナジウム、鉄
およびニッケルの分析値を第１表に示した。

次いで、分液ロート中のｎ−ヘキサン相をヘーパーフィ
ルターを用いて吸引濾過してｎ−ヘキサン相の固形分を
濾取した。上記の水相の固形分と同様に、得られた固形
分を乾燥器で乾燥後、重量を測定したところ、２７．１
７２ｇの固形分が得られた。原子吸光分析装置を用いて
この固形分中のバナジウム、鉄およびニッケル含有率を
測定した。分析結果を第１表に併記した。

また、上記測定値および分析値から次式により算出した
バナジウム、鉄およびニッケルの各金属の水中への溶出
率および水相から濾取された固形分中のバナジウム、鉄
およびニッケル含有率からそれぞれの固体状分離率を計
算し第１表に併せて記載した。

水相濾液中型金属成分含有量 固体状　水相固形分中型金属成分含有量分離率＝　　　
　　　　　　　　　　　　Ｘ１００水性懸濁液中重金属
成分含有量 分離率合計＝溶出率＋固体状分離率 なお、以下の実施例および比較例中の溶出率、固体状分
離率および分離率合計は上記の式により算出したもので
ある。

［実施例２］ 実施例１において、磨砕処理する炭素質灰分の水性懸濁
液１Ｍに対して、予めｎ−へキサン５０ｍ１を加え、水
性懸濁液中の炭素質灰分の濃度を０．６２４重量％、磨
砕部材間の間隙を１５０ＩＬ、ｍとした以外は同様に操
作して炭素質灰分中の重金属を分離した。

上記の条件下において、１文の炭素質灰分の水性懸濁液
を磨砕処理するのに要した時間は、２．６３分であった
。

得られた水相の固形分は、１．７６５８ｇであった。ま
た、濾液の重量は、４９６３．５ｇであった。得られた
水相の固形分およびこの濾液を原子吸光分析装置を用い
てバナジウム、鉄およびニッケルの濃度を測定した。固
形分および濾液中に含まれていたバナジウム、鉄および
ニッケルの分析値を第１表に示した。

ｎ−へキサン相の固形分は、２９．４１３ｇであった。

原子吸光分析装置を用いてこの固形分のバナジウム、鉄
およびニッケル含有率を測定し、その分析結果を第１表
に併記した。

また、上記測定値および分析値から算出したバナジウム
、鉄およびニッケルの各金属の水中への溶出率および水
相から濾取された固形分中のバナジウム、鉄およびニッ
ケル含有率から各重金属の固体状分離率を計算し第１表
に併せて記載した。

以下余白 第１表 油相　　水相　水相　　溶出　固体状 固形分　濾液　固形分　出車　分離率　合計（ｗｔ＄）
　　（ｐｐｍ）　（ｗｔ＄）　　（ａｔ％）　（ａｔ％
）　　（ｗｔ％）Ｆｅ　　Ｏ，２Ｂ　　　？、４　４．
５１　　１？、５　４５．７　　Ｂ３．２Ｎｉ　　Ｏ，
５０３，２７，０２５，３４９，３５４，ＢＶ　　Ｏ，
８ｆｌ　　　３．１３　１５．５５　　３．３　　［１
１，４８４，７支豊１」 Ｆｅ　　Ｏ，２９７，８５，７５１Ｂ、８　４５．２　
　［（２，ＯＮｉ　　Ｏ，４８２，８Ｂ、８５　　４．
２　５１．３　５５．５Ｖ　　Ｏ，５Ｂ　　　３．４　
３４．８０　　２．１　　？８．８　７８．７註）油相
固形分とは、ｎ−へキサン相から得られた固形分を言う
。

［比較例１］ 減圧残査油の酸化反応で発生した炭素質灰分の水性懸濁
液（水性懸濁液中の炭素質灰分濃度０．６１９重量％）
１文を容量２文の丸底フラスコに入れ、表面が平滑な鋼
鉄製高速回転部を有する高性能分散装置（ホモミクサー
：特殊機化工業■製）を用い、この分散装置の高速回転
部が内底ビーカーの中央部の底から３ｃｍの高さに位置
するように設置して７５００ｒｐｍで２２分間攪拌した
。上記操作を５回繰返して５立の炭素質灰分の水性懸濁
液を処理した。

得られた水相の固形分は、１．３８８４ｇであった。ま
た濾液の重量は、４５８０．０ｇであった。得られた水
相の固形分およびこの濾液に含有されるバナジウム、鉄
およびニッケルの濃度を原子吸光分析装置を用いて測定
した。固形分および濾液中に含まれるバナジウム、鉄お
よびニッケルの分析値を第２表に示した。

ｎ−ヘキサン相の固形分は、２９．５４２ｇであった。

原子吸光分析装置を用いてこの固形分中のバナジウム、
鉄およびニッケル含有率′を測定した。分析結果を第２
表に併記した。

また、上記測定値および分析値から算出したバナジウム
、鉄およびニッケルの各金属の水中への溶出率および水
相から濾取された固形分中のバナジウム、鉄およびニッ
ケル含有率から各重金属の固体状分離率を計算し第２表
に併せて記載した。

［比較例２］ 水性懸濁液中の炭素質灰分濃度を０１５６０重量％とじ
て、炭素質灰分の水性懸濁液１文に対して１０ｍＭの゛
ｎ−ヘキサンを加えた以外は比較例１と同様に操作して
炭素質灰分中の重金属を分離した。

１文の炭素質灰分の水性懸濁液の処理時間は比較例１と
同じく２２分とした。

得られた水相の固形分は、０．９９６６ｇであった。濾
液の重量は、４８１１．３ｇであった。

得られた水相の固形分およびこの濾液を原子吸光分析装
置を用いてバナジウム、鉄およびニッケルの濃度を測定
した。固形分および濾液中に含まれるバナジウム、鉄お
よびニッケルの分析値を第２表に示した。

ｎ−ヘキサン相の固形分は、２６．９４２ｇであった。

原子吸光分析装置を用いてこの固形分中のバナジウム、
鉄およびニッケル含有率を測定した。分析結果を第２表
に併記した。

また、上記測定値および分析値から算出したバナジウム
、鉄およびニッケルの各金属の水中への溶出率および水
相から濾取された固形分中のバナジウム、鉄およびニッ
ケル含有率からそれぞれ固体状分離率を計算し第２表に
併せて記載□した。

以下余白。

第２表 油相　　水相　水相　　溶出　固体状 固形分　□濾液　固形券　率　　分離率　合計（ｗｔＸ
）　　　（ｐｐｍ）　　（ｗｔＸ）　　　（ｗｔＸ）　
　（ｗｔＸ）　　（ｗｔＸ）Ｆｅ　　　　Ｏ，４５８，
２６，０？　　　　１４．７　　３３．１　　４７．８
Ｎｉ　　　　Ｏ，Ｈ２，０？、７９　　　　２．９　　
３３．７　　３Ｂ、８Ｖ　　　　１．４５　　　２．２
　　３８．９４　　　　１．０　　５５．２　　５Ｅｉ
、２几］Ｕ殊ヱ Ｆｅ　　　　Ｏ，４３７，８８，５０１？、２　　２９
．７　　４ｅ、ｌ３Ｎｉ　　　　Ｑ、６１　　　　４．
０　　　　？、３？　　　　　？、５　　２８．８　　
３Ｂ、ＩＶ　　　　１．２Ｂ　　　　１８．０　　４３
．３７　　　１０．０　５０．０　　　Ｂｏ、０註）油
相固形分とは、第１表と同様ｎ−へキサン相から得られ
た固形分を言う。

［比較例３］ 比較例１において、ＩＪＪの炭素質灰分の水性懸濁液の
処理時間を６０分とした以外は比較例１と同様に操作し
て炭素質灰分中の重金属の分離を行なった。

重金属の溶出率および固体状分離率は、処理時間が２２
分／旦であった比較例１の溶出率および固体状分離率と
殆ど変らなかった。

［比較例４］ 比較例１において、１文の炭素質灰分の水性懸濁液の処
理時間を７分とした以外は比較例１と同様に操作して炭
素質灰分中の重金属の分離を行なった・ 重金属の溶出率および固体状分離率は、処理時間が２２
分／文であった比較例１の溶出率および固体状分離率の
それぞれ約６７％であった。

」−記実施例および比較例より次の事柄が明らかである
。

実施例１は、磨砕装置の回転速度が３６００ｒｐｍと低
いにもかかわらず、炭素質灰分の水性懸濁液１文の処理
を、短時間（７分間）で処理することができることを示
している。さらに、循環再利用されるｎ−ヘキサン相か
ら分離された固形分中（炭素質固形分）の重金属の含有
率が低く、炭素質灰分の循環再利用に好適である。さら
に、水相から分離された重金属は、主として固体状態で
あって１分離率の合計は、処理前の炭素質灰分中に含有
される各重金属成分の総量のいずれも５０重量％以上で
ある。

それに比べ、比較例１は、分散装置の回転数が、７５０
０ｒｐｍと非常に高く、さらに１文の水性懸濁液を２２
分間かけて処理したにもかかわらず、重金属は、充分に
分離されずにｎ−ヘキサン相から回収された炭素質固形
分中に残存している。従って、水相から分離された重金
属（分離率合計）も低い値を示している。

実施例２と比較例２との比較においても、ｎ−へキサン
相から得られた炭素質固形分中の重金属の含有率および
分離された重金属の分離率も同様の傾向を示した。また
、水性懸濁液に予めｎ−へキサンを加えて磨砕処理を行
なうことにより磨砕部材の間隙の巾を成程度広くして処
理時間を短縮することも可能である。

このように本発明の方法は、炭素質灰分の水性懸濁液を
磨砕することにより、水性懸濁液中の炭素質灰分かち効
率良く重金属を分離することができ、従って、炭素質灰
分に含有される重金属を抽出などの操作で非常に短時間
で水相から分離することが可能であり、また、剪断力を
利用した分散装置などを利用した場合と比較して磨砕す
ることにより炭素質灰分の水性懸濁液の処理が短時間で
あるもかかわらず、良好な結果を示した。

すなわち、比較例３および比較例４より、攪拌時間を長
くしたとしても従来の方法では分離率は向上しないこと
が明らかである。換言すれば、攪拌による剪断力のみで
は、炭素質灰分は、一定のレベルに達したのちは、攪拌
時間を長くしたとしてもそのレベル以上には重金属と炭
素質に分離されない。

さらに、重金属を主として水相から固体状で分離するこ
とができるので、分離に複雑な操作を必要としない。

上述したように本発明の分離法により重金属が分離除去
された炭素質灰分は、重金属の含有率が低く、部分酸化
反応の原料の一部としてなんら問題なく循環再利用する
ことができる

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で使用することが好ましい磨砕装置を
模式的に示した断面図である。 １：円盤状磨砕部材、２二磨砕補助部材、３：モータ、
４：間隙、５：ホッパー、６：排出ロア：インペラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重金属を含有する炭素質灰分の水性懸濁液を処理す
   ることにより該重金属の少なくとも一部を該炭素質灰分
   から分離する方法において、該懸濁液処理を、該水性懸
   濁液を磨砕手段にかけて、そこに含まれる炭素質灰分を
   磨砕する処理を含む方法により行なうことを特徴とする
   炭素質灰分からの重金属の分離法。 ２、高速回転下にある円盤状磨砕部材および該磨砕部材
   に僅かな間隙を介して対面する磨砕補助部材から構成さ
   れる磨砕装置の該間隙に、該水性懸濁液を通すことによ
   り、上記磨砕処理を行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項の分離法。 ３、磨砕装置の磨砕部材間の間隙が５００μｍ以下であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の分離法
   。 ４、円盤状磨砕部材の回転数が５００ｒｐｍ以上である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の分離法。 ５、水性懸濁液のｐＨ値が、ｐＨ７〜１１の範囲にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかの項記載の分離法。 ６、炭素質灰分が、炭化水素類の部分酸化反応により発
   生したものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第２項のいずれかの項記載の分離法。