KR101552650B1 - 공업염, 공업염의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

전기 투석이나 정석 등을 필요로 하지 않고, 약제의 사용량을 저감하고, 설비 비용이나 운전 비용을 저감함으로써 저렴한 공업염을 제공한다.
시멘트 킬른(12)의 가마 후미(12b)로부터 최하단 사이클론(13)에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하고, 추기한 가스(G2) 중의 더스트(D)를 수세하고, 수세 후의 여액(L1)을 기류 중에서 건조시켜 얻어지는 공업염(S). 여액으로부터 칼슘분을 제거하고, 칼슘분을 제거한 여액을 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻을 수 있고, 또, 여액으로부터 황산근을 제거하고, 황산근을 제거한 여액을 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻을 수 있다. 상기 건조에 클링커 쿨러(12a)로부터의 배기를 사용하고, 스프레이 드라이어(43)로 건조시킬 수 있다. 기류 중에서의 건조에 의해, 입경이 20μm 이상 500μm 이하의 공업염을 얻을 수 있다.

Description

공업염, 공업염의 제조 장치 및 제조 방법{INDUSTRIAL SALT, AND APPARATUS AND PROCESS FOR PRODUCING INDUSTRIAL SALT}
본 발명은 시멘트 소성 설비를 구성하는 시멘트 킬른의 연소 배기 가스로부터 얻어지는 공업염, 및, 공업염의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 시멘트 제조 설비에서의 프리히터의 폐색 등의 문제를 일으키는 원인이 되는 염소, 황, 알칼리 등 중에서, 염소가 특히 문제가 되는 것에 착안하여, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하여 염소를 제거하는 염소 바이패스 시스템이 사용되고 있다.
이 염소 바이패스 시스템에서는, 추기한 연소 가스를 냉각하여 생성한 더스트의 미분측에 염소가 편재하고 있기 때문에, 더스트를 분급기에 의해 조분과 미분으로 분리하고, 조분을 시멘트 킬른계로 되돌림과 아울러, 분리된 염화칼륨 등을 포함하는 미분(염소 바이패스 더스트)을 회수하여 시멘트 분쇄 밀계에 첨가하고 있었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그런데, 최근, 폐기물의 시멘트 원료화 또는 연료화에 의한 리사이클이 추진되어, 폐기물의 처리량이 증가함에 따라, 시멘트 킬른에 반입하는 염소, 황, 알칼리 등의 휘발 성분의 양도 증가하고, 염소 바이패스 더스트의 발생량도 증가하고 있다. 그 때문에, 염소 바이패스 더스트를 모두 시멘트 분쇄 공정에서 이용할 수 없어, 수세 처리되고 있었지만, 앞으로 염소 바이패스 더스트의 발생량도 더욱 증가할 것이 예측되기 때문에, 그 유효 이용 방법의 개발이 요구되고 있었다.
이러한 견지로부터, 특허문헌 2에 기재된 시멘트 원료화 처리 방법에서는, 쓰레기 소각 비산재나 염소 바이패스 더스트 등의 염소를 포함하는 폐기물에 물을 첨가하여 폐기물 중의 염소를 용출시켜 여과하고, 얻어진 탈염 케이크를 시멘트 원료로서 이용함과 아울러, 배수를 정화 처리하여, 그대로 방류하거나, 염분을 회수함으로써, 환경 오염을 야기하지 않고, 폐기물의 유효 이용을 도모하고 있다.
또, 특허문헌 3 및 4에는, 시멘트 킬른으로부터 배출되는 연소 배기 가스로부터 공업염을 회수하기 때문에, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 시멘트 킬른 연소 가스의 일부를 추기한 연소 가스에 포함되는 더스트(염소 바이패스 더스트)를 집진하고, 염소 바이패스 더스트를 수세하여 케이크와 여액으로 분리하고, 분리한 여액으로부터 중금속을 제거한 후, 그 처리수로부터 칼슘분을 제거하고, 전기 투석 장치에 통과시켜 농축염수와 탈염수로 분리하고, 마지막으로 농축염수로부터 정석(晶析)에 의해 알칼리 금속염을 포함하는 공업염을 회수하는 방법이 기재되어 있다.
국제 공개 제97/21638호 팜플렛 일본 특허 공개 평11-100243호 공보 일본 특허 공개 2005-314178호 공보 일본 특허 제4121418호 공보
그러나, 상기 특허문헌 2에 기재된 시멘트 원료화 처리 방법에서는, 염소 바이패스 더스트를 탈염 처리함에 있어서, 배수의 pH를 염산 등에 의해 조정하고, 환원 작용이 있는 철이온을 가지는 약제를 첨가하여 pH를 조정하고, 셀레늄 등의 중금속류를 제거한 후, 하수나 해양으로 방류할 필요가 있다. 또한, 배수중의 셀레늄 농도를 안전하다고 여겨지는 기준, 예를 들면, 하수 방류의 경우의 0.1mg-Se/l까지 저감하기 위해서는, 환원제로서 염화제일철(FeCl2)이 8000mg-Fe2+/l 이상 필요하게 되는 등, 셀레늄 제거에 있어서 환원제를 대량으로 소비하여, 운전 비용이 급등한다는 문제가 있다.
또, 상기 특허문헌 3 및 4에 기재된 기술에서는, 공업염을 회수하기 위해서 전기 투석 장치나 정석 장치를 설치할 필요가 있어, 설비 비용이 상승함과 아울러, 염소 바이패스 더스트로부터 공업염을 회수하기 위해서 필요한 수분을 증발시키기 위한 열 에너지나, 처리 약제 비용이 늘어나, 운전 비용도 급등한다는 문제가 있다.
특히, 정석 장치를 사용하는 경우에는, 증발시키는 수분량에 따라서는, 다량의 염화나트륨이 석출되어, 정석 장치의 결정캔 내에서 농축되는 경우가 있다. 공업염으로서는 염화칼륨의 순도가 높은 것이 바람직한데, 결정캔 내에서 농축된 염화나트륨은 회수하는 염(공업염)에 불규칙적으로 혼입하고, 그 만큼 염화칼륨의 농도를 저하시키기 때문에, 염화칼륨 순도를 변동시키는 요인이 된다. 이 때문에, 공업염의 품질이 불균일하기 쉽고, 성분 변동을 억제하기 위해서 숙련을 필요로 한다는 문제가 있다. 또, 정석 장치에 있어서는, 결정캔의 내벽에 결정이 부착되어, 결정캔이 폐색하기 쉬운 면도 있기 때문에, 정기적으로 세정할 필요가 있으며, 안정적인 연속 운전이 곤란하다.
그래서, 본 발명은 상기 종래의 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 전기 투석이나 정석 등을 필요로 하지 않고, 약제의 사용량을 저감함으로써, 설비 비용이나 운전 비용을 저감하여 염가로 제조할 수 있음과 아울러, 성분 변동을 억제하여 품질을 안정시키는 것이 가능한 공업염, 및, 공업염의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 공업염으로서, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하고, 추기한 가스 중의 더스트를 회수하여 수세하고, 수세 후의 여액을 기류 중에서 건조시켜 얻어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의하면, 여액을 기류 중에서 건조시키기 때문에, 건조 과정에서 염화나트륨이 농축되지 않아, 공업염 중의 염화칼륨의 농도가 변동하는 것을 억제할 수 있다. 덧붙여서, 분무한 여액에 포함되는 모든 이온이 결정화되기 때문에, 분무한 성분을 그대로 공업염의 성분으로 할 수 있다. 이것에 의해, 공업염의 성분 변동을 억제할 수 있어, 품질이 안정적인 공업염을 양산하는 것이 가능해진다.
또한, 건조 장치 내에서의 부착 트러블을 억제할 수도 있고, 장치의 폐색이나 세정의 수고를 해소하는 것이 가능해진다. 또, 칼슘분을 제거하기 위한 약제에 더하여, 전석(電析) 장치나 정석 장치의 설비도 불필요하게 되고, 또한 전석에 사용하는 전력비나 정석에 사용하는 중유도 불필요하게 되기 때문에, 설비 비용이나 운전 비용을 대폭 삭감할 수 있어, 저렴한 공업염을 제공하는 것이 가능해진다.
상기 공업염을, 상기 여액으로부터 칼슘분을 제거하고, 이 칼슘분을 제거한 여액을 기류 중에서 건조시켜 얻을 수 있고, 또 상기 여액으로부터 황산근을 제거하고, 이 황산근을 제거한 여액을 기류 중에서 건조시켜 얻을 수 있다. 이것에 의해, 운전 비용이 약간 증가하지만, 염화칼륨의 순도를 높일 수 있어, 종래에 비해 가격을 억제한 순도가 높은 공업염을 제공할 수 있다.
상기 공업염을, 수세 후의 여액으로부터 중금속을 제거한 후, 이 중금속을 제거한 여액을 기류 중에서 건조시켜 얻을 수 있고, 이것에 의하면, 보다 품질이 높은 공업염을 제공할 수 있다.
상기 공업염의 건조에 클링커 쿨러로부터 배출되는 배기를 사용할 수 있고, 중금속을 제거한 여액을 건조시키기 위한 운전 비용을 억제하여, 저렴한 공업염을 제공하는 것이 가능해진다.
상기 건조에 스프레이 드라이어, 스프레이 유동 조립 건조 장치 또는 게이트 드라이어를 사용할 수 있어, 배수 처리 등을 행하지 않고 용이하게 원하는 입경의 공업염을 얻는 것이 가능해진다.
상기 공업염의 기류 중에서 건조시킨 후의 입경을 20μm 이상 500μm 이하로 할 수 있어, 용도에 맞춘 공업염을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명은, 공업염의 제조 장치로서, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하는 추기 장치와, 이 추기 장치에서 추기한 가스 중의 더스트를 회수하는 집진 장치와, 이 집진 장치에서 회수한 더스트를 수세하는 수세 장치와, 이 수세 장치에서의 수세에 의해 발생한 여액을 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻는 건조 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상기 발명과 마찬가지로, 설비 비용이나 운전 비용을 저감하여 염가로 공업염을 제조할 수 있음과 아울러, 성분 변동을 억제하여 품질이 안정적인 공업염을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 공업염의 제조 방법으로서, 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하고, 이 추기한 가스 중의 더스트를 회수하여 수세하고, 이 수세 후의 여액을 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상기 발명과 마찬가지로, 설비 비용이나 운전 비용을 저감하여 염가로 공업염을 제조할 수 있음과 아울러, 성분 변동을 억제하여 품질이 안정적인 공업염을 얻는 것이 가능해진다.
상기 공업염의 제조 방법에 있어서, 상기 더스트의 수세 수량 또는/및 수세 장치로의 이 더스트의 공급량을 조정하고, 상기 여액의 염소 농도를 목표값 이상으로 조정할 수 있고, 또, 상기 여액의 염소 농도를 측정하고, 측정 결과에 따라서 상기 더스트의 수세 수량 또는/및 상기 수세 장치로의 더스트의 공급량을 조정할 수 있다. 이것에 의하면, 여액의 염소 농도를 적당히 조정할 수 있고, 원하는 염화칼륨 순도를 가지는 공업염을 적합하게 얻는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 전기 투석이나 정석이 불필요하게 되는 등, 설비 비용이나 운전 비용을 저감하여 염가로 제조할 수 있음과 아울러, 성분 변동을 억제하여 품질이 안정적인 공업염을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공업염의 제조 장치의 일 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 2는 본 발명과 종래의 공업염의 제조 장치를 나타내는 개략적인 플로우차트로서, (a)는 본 발명을, (b)는 종래예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 공업염의 제조 장치를 사용하여, 수일간에 걸쳐서 공업염을 제조한 경우의 K2O의 농도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 4는 염소 바이패스 더스트의 수세 여액의 염소 농도와 공업염 중의 K2O의 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 염소 바이패스 더스트의 염소 농도와 공업염 중의 K2O의 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래의 공업염의 제조 장치를 사용하여, 수일간에 걸쳐서 공업염을 제조한 경우의 K2O의 농도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 7은 염소 바이패스 더스트의 수세 여액에 용해하는 칼슘분 및 SO4의 합계량과 여액의 염소 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 칼슘분의 용해도와 SO4의 용해도의 관계를 나타내는 그래프이다.
다음에, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른 공업염의 제조 장치의 일 실시형태를 나타내고, 이 공업염 제조 장치(1)는 크게 나누어 시멘트 제조 장치(11)와, 수세 장치(21)와, 중금속 제거 장치(31)와, 건조 장치(41)로 구성된다.
시멘트 제조 장치(11)는 클링커 쿨러(12a)가 부착설치된 시멘트 킬른(12)과, 시멘트 킬른(12)의 가마 후미(12b)로부터 연소 가스의 일부를 추기하는 추기 장치(이하, 「프로브」라고 함)(14)와, 추기 가스(G1)에 포함되는 조분(C)을 분리하는 분급기(15)와, 분급기(15)의 배기 가스(G2)를 냉각하는 냉각기(16)와, 냉각기(16)로 냉각된 배기 가스(G3)를 집진하는 버그 필터(17)와, 냉각기(16) 및 버그 필터(17)에서 집진된 염소 바이패스 더스트(D)를 저류하는 탱크(18)와, 차량(19)으로 운반한 염소 바이패스 더스트(D)를 저류하는 탱크(20)로 구성된다. 시멘트 제조 장치(11)를 구성하는 이들 장치들은 모두 통상 사용되는 것이다.
수세 장치(21)는 탱크(20)에 저류한 염소 바이패스 더스트(D) 중의 염소분을 용해하는 용해조(22)와, 용해조(22)로부터 배출된 슬러리(S)를 케이크(CA)와 여액(L1)으로 고체 액체 분리하는 여과기(23)와, 용해조(22) 및 여과기(23)에 온수(H)를 공급하는 온수조(24)와, 여액(L1)의 염소 농도를 측정하는 전기전도도계(25)로 구성된다.
온수조(24)는 후술하는 공업염의 건조에서 사용한 배기 가스(G6)로 가열된 공업용으로서 이용되는 공업용수(I) 등을 저류하기 위해서 설치된다. 온수조(24)에 저류한 온수(H)는 수세 장치(21), 중금속 제거 장치(31) 및 건조 장치(41)에서 순환 사용된다.
중금속 제거 장치(31)는 여과기(23)로부터 배출된 여액(L1) 중의 중금속을 제거하는 약액 반응조(32)(32A, 32B)와, 약액 반응조(32)로부터 배출된 슬러리를 잔사(R)와 여액(L2)으로 고체 액체 분리하는 필터 프레스(33)와, 필터 프레스(33)로부터 배출된 여액(L2)을 저류하는 여액조(34)로 구성된다.
약액 반응조(32A)는 여액(L1)에 수황화 소다를 첨가하여 황화납, 황화탈륨을 생성하고, 염산으로 pH를 조정한 후, 염화제일철을 첨가하여 셀레늄을 환원하기 위해서 구비된다. 염산을 가하는 것은 염화제일철의 환원 효과를 높이기 위해서이다. 약액 반응조(32B)는 약액 반응조(32A)로부터 공급된 여액(L1)에 소석회를 첨가하여 pH를 조정하기 위해서 구비된다. pH를 조정하는 것은 염화제일철의 첨가에 의해 생성한 수산화제일철을 응축, 석출시키기 위해서이다.
필터 프레스(33)는 약액 반응조(32B)로부터 배출된 여액(L1)을 고체 액체 분리하고, 황화탈륨, 황화납 및 셀레늄 등의 잔사(R)와 여액(L2)으로 분리하기 위해서 구비된다.
건조 장치(41)는 클링커 쿨러(12a)로부터 배출된 배기 가스(G4) 중의 더스트(DA)를 집진하는 버그 필터(42)와, 여액조(34)에 저류하는 여액(L2)을 건조시켜 공업염(S)을 얻는 스프레이 드라이어(43)와, 스프레이 드라이어(43)로부터 배출되는 배기 가스(G5) 중의 공업염(S)을 집진하는 버그 필터(44)와, 공업용수(I) 등을 데우기 위한 가열 장치(45)로 구성된다.
스프레이 드라이어(43)는 이하 도시를 생략하지만, 미립화 장치, 열풍 도입 장치, 건조 챔버, 건조분 분리 포집 장치, 배기 처리 장치 및 제품 냉각 장치를 구비한다. 미립화 장치는 노즐에서 여액(L2)을 분무하고, 열풍 도입 장치는 클링커 쿨러(12a)로부터 배출된 배기 가스(G4)를 건조 챔버에 도입하는 장치이다.
공업염(S)의 입경을 제어하기 위해서는, 스프레이 드라이어(43)에 있어서의 공급액량, 공급액 농도, 온풍(배기 가스(G4))의 열풍 온도, 열풍량, 챔버 온도, 배풍(排風) 온도, 노즐압, 및 액적 평균 입경 등을 적당히 조정한다.
가열 장치(45)는 공업용수(I) 등을 버그 필터(44)로부터 배출된 배기 가스(G6)로 가열하고, 온수조(24)에 온수(H)를 공급하기 위해서 구비된다.
다음에, 상기 구성을 가지는 공업염 제조 장치(1)의 동작에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다.
시멘트 킬른(12)의 운전시에, 시멘트 킬른(12)의 가마 후미(12b)로부터 연소 가스의 일부를 프로브(14)로 추기하고, 분급기(15)에 의해 추기 가스(G1)로부터 조분(C)을 분리하여 킬른계에 되돌린다. 분급기(15)로부터 배출된 배기 가스(G2)를 냉각기(16)로 냉각하고, 버그 필터(17)에서 배기 가스(G3) 중의 더스트를 집진한다. 그리고, 냉각기(16)나 버그 필터(17)로부터 회수된 염소 바이패스 더스트(D)를 탱크(18)에 저류하고, 차량(19)으로 킬른계로 되돌리거나, 탱크(20)에 반송한다.
탱크(20)에 저류한 염소 바이패스 더스트(D)를 용해조(22)에 공급하고, 염소 바이패스 더스트(D)에 포함되는 수용성 염소분을 온수(H)에 용해시킨다. 다음에, 여과기(23)에 있어서, 용해조(22)로부터 배출된 슬러리(S)를 탈수하여 얻어진 케이크에 온수(H)를 통과시키고, 슬러리(S)를 수세하면서, 여액(L1)과 케이크(CA)로 고체 액체 분리한다. 염소분이 제거된 케이크(CA)는 시멘트 원료로서 이용된다.
한편, 염소분을 포함하는 여액(L1)은 약액 반응조(32A)에 공급됨과 아울러, 그 과정에서 전기전도도계(25)에 의해 염소 농도가 측정된다. 그리고, 측정한 염소 농도를 참조하면서, 용해조(22)로의 염소 바이패스 더스트(D)의 공급량, 여과기(23)에서의 수세 수량을 증감시켜, 여액(L1)의 염소 농도가 목표값(1.7%정도) 이상이 되도록 조정한다.
구체적으로는, 측정한 염소 농도가 목표값보다 낮은 경우에는, 염소 바이패스 더스트(D)의 공급량을 증가시킴과 아울러, 여과기(23)에서의 수세 수량을 감소시킴으로써, 용해조(22)로부터 배출되는 슬러리(S)의 염소 농도를 높인다. 또한, 반드시, 용해조(22)로의 염소 바이패스 더스트(D)의 공급량, 및 여과기(23)에서의 수세 수량의 양쪽을 증감시킬 필요는 없고, 어느 일방을 증감시킴으로써, 여액(L1)의 염소 농도를 조정하도록 해도 된다.
그것과 병행하여, 약액 반응조(32A) 중의 여액(L1)에 황화제로서 수황화 소다를 첨가하여, 여액(L1) 중의 납 및 탈륨을 황화하여 황화납 및 황화탈륨을 생성한다. 또, 염산을 가하여 pH를 4 이하로 조정한 후, 염화제일철을 첨가하고, 셀레늄을 환원한다.
다음에, 약액 반응조(32A)로부터 여액(L1)을 약액 반응조(32B)에 공급하고, 여액(L1)에 석회유를 첨가하여 pH를 7.0~10.0으로 조정한 후, 염화제일철의 첨가에 의해 생성한 수산화제일철을 침전시킨다.
약액 반응조(32B)로부터 배출된 여액(L1)을 필터 프레스(33)에서 잔사(R)와 여액(L2)으로 고체 액체 분리한다. 황화납, 황화탈륨 및 셀레늄 등의 중금속을 함유하는 잔사(R)는 시멘트 원료 등으로서 재이용된다. 한편, 필터 프레스(33)로부터 배출된 여액(L2)은 여액조(34)에 저류된다.
다음에, 스프레이 드라이어(43)에, 클링커 쿨러(12a)로부터 배출되고, 버그 필터(42)에서 집진한 230℃정도의 배기 가스(G4)를 도입하고, 스프레이 드라이어(43)의 열풍 온도와 배풍 온도로 챔버 온도를 조정한다. 그리고, 각 온도가 안정된 후, 여액조(34)에 저류한 소정의 농도의 여액(L2)을 스프레이 드라이어(43)에 공급하고, 소정의 노즐압으로 여액을 분무하여, 배기 가스(G4)로 건조시킨다.
건조 후, 공업염을 건조분 분리 포집 장치로 분리 포집하고, 제품 냉각 장치로 냉각한 후, 입경이 20μm 이상 500μm 이하의 공업염(S)을 얻는다. 이렇게 하여 얻어진 공업염(S)은 포장 후에 출하되어 화학 비료로서 사용된다.
공업염(S)의 건조에 사용한 배기 가스(G4)는 배기 처리 장치를 통하여 버그 필터(44)에 도입되고, 고체 기체 분리후, 가열 장치(45)로 공업용수(I)를 승온시키고, 얻어진 온수(H)는 온수조(24)에 저류된다. 한편, 버그 필터(44)에서 포집된 공업염(S)은 스프레이 드라이어(43)로 기류 중에서 건조된 공업염(S)과 함께 포장, 출하된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 종래와 같은 전석 장치나 정석 장치가 불필요하기 때문에, 전석에 사용하는 전력이나 정석에 사용하는 중유가 불필요하게 되고, 또, 칼슘분을 제거하기 위한 약제가 불필요하기 때문에, 제조 비용을 대폭 삭감할 수 있다.
또, 여액(L2)을 스프레이 드라이어(43)를 사용한 기류 건조에 의해 건조시키기 때문에, 여액(L2)의 건조 과정에서 염화나트륨이 농축되지 않아, 공업염(S) 중의 염화칼륨의 농도가 변동하는 것을 억제할 수 있다. 덧붙여서, 스프레이 드라이어(43)에 의한 건조에서는 액적의 상태에서 수분을 증발시키기 때문에, 분무한 여액(L2)에 포함되는 모든 이온이 결정화하여, 분무한 성분을 그대로 공업염의 성분으로 할 수 있다. 이것에 의해, 공업염(S)의 성분 변동을 억제할 수 있고, 품질이 안정적인 공업염(S)을 양산하는 것이 가능해진다. 또, 공업염(S)의 제조에 숙련된 기능을 필요로 하지 않게 되기 때문에, 단시간에서의 처리도 가능해진다.
또한, 기류 건조에 있어서는, 공업염이 액적 내에서 결정화하여, 분무후의 액적이 챔버 내벽과 접촉하지 않기 때문에, 부착 트러블을 피할 수 있다. 또, 클링커 쿨러(12a)로부터의 배기 가스(G4)를 이용하여 건조하고, 건조에 이용한 배기 가스(G4)를 사용하여 수세 처리용의 온수(H)를 가열하기 때문에, 운전 비용을 한층 더 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 여액(L2)으로부터 중금속을 제거한 후, 즉시 기류 중에서 건조시키는데, 기류 건조의 전단에 있어서, 중금속을 제거한 후의 여액(L2)에 탄산칼륨을 첨가하여 칼슘분을 석출시킴과 아울러, 그 여액을 고체 액체 분리하고, 여액으로부터 칼슘분을 제거하도록 해도 된다. 이 경우, 약제 등의 비용이 증가하지만, 염화칼륨의 순도를 높일 수 있고, 전석이나 정석을 사용하여 얻어진 종래의 공업염과 비교하여 저렴하며 동일 정도의 순도를 가지는 공업염을 얻을 수 있다.
상기한 경우, 탄산칼륨을 첨가하는 전단에 있어서, 예를 들면, 석회유 등의 pH 조정제(칼슘을 포함하는 알카리성의 약제)를 첨가하여 여액(L2)의 pH를 8.5~10.0으로 조정하고, 여액(L2)으로의 칼슘분의 용출량을 증가시켜 황산근(황산 이온(SO4 2-))의 용출을 억제함으로써, 회수염의 순도를 높일 수 있다.
또, 칼슘분의 제거 대신에 전기 투석 장치에 의해 황산근을 제거하도록 해도 된다. 이 경우는, 예를 들면, 석회유 등의 pH 조정제를 첨가하여 여액(L2)의 pH를 7.0~8.5로 조정하고, 칼슘분의 용출을 억제하여 황산근의 농도를 높이는 것으로, 회수염의 순도를 높일 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 기류 건조 전에 여액(L1)으로부터 중금속을 제거하는데, 중금속의 함유량이나 공업염의 사용 상황에 따라서는, 중금속의 제거 처리를 생략할 수도 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 시멘트 킬른(12)의 가마 후미(12b)로부터 연소 가스의 일부를 프로브(14)로 추기하는 경우에 대해서 설명했지만, 가마 후미(12b) 이외에도 가마 후미(12b)로부터 최하단 사이클론(13)에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 프로브(14)와 냉각기(16) 사이에 분급기(15)를 배치했지만, 분급기(15)를 설치하지 않고, 프로브(14)로부터 추기 가스를 직접 냉각기(16)에 도입해도 된다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 스프레이 드라이어(43)로 건조시킬 때에, 클링커 쿨러(12a)로부터의 배기 가스(G4)를 사용했지만, 예를 들면, 시멘트 킬른(12)에 부착설치된 프리히터의 최상단 사이클론으로부터의 배기를 냉각하고, 온도 조정을 한 후 사용해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 건조 장치로서 노즐 타입의 스프레이 드라이어(43)를 사용했지만, 건조하면서 조립하는 스프레이 유동 조립 건조 장치를 사용해도 되고, 입경이 상이한 공업염을 제조하여, 각종의 용도에 대응할 수도 있다. 또, 일반적인 스프레이 드라이어에서는, 분무로부터 건조까지 5초정도 걸리지만, 분무 후 수μ초에 액적이 건조되는 게이트 드라이어를 사용하여, 보다 입경이 작은 공업염을 얻을 수도 있다.
다음에, 본 발명에 따른 공업염 등의 시험예에 대해서 설명한다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 공업염의 제조 장치(기류 건조기를 구비한 제조 장치)와, 도 2(b)에 나타내는 종래의 공업염의 제조 장치(정석 장치를 구비한 제조 장치)를 사용하여, 수일간에 걸쳐 공업염을 제조하고, 공업염 중의 K2O의 농도를 측정했다. 도 3~도 5에, 도 1에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우의 측정 결과를 나타내고, 도 6에, 도 2(b)에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우의 측정 결과를 나타낸다.
또한, 도 4는 여과기(23)(도 1 참조)의 여액(L1)의 염소 농도와, 공업염 중의 K2O의 농도의 관계를 나타내고, 도 5는 염소 바이패스 더스트(D)의 염소 농도와, 공업염 중의 K2O의 농도의 관계를 나타낸 것이다. 또, 도 3~도 6에 있어서, K2O의 농도는 1일간에 제조한 공업염의 평균값이다.
도 3 및 도 6으로부터 명확한 바와 같이, 도 1에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우에는, 도 2(b)에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우에 비해, K2O의 농도 변동을 억제할 수 있고, 품질이 안정적인 공업염을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타내는 제조 장치에서의 공업염의 제조시에는, 5% 이상의 염소 농도를 가지는 염소 바이패스 더스트를 사용하고, 여액(L1)의 염소 농도가 1.7% 이상이면 약50% 이상의 K2O를 함유하는 공업염을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기한 시험시에 공업염의 제조 비용도 대비했는데, 도 1에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우에는, 도 2(b)에 나타내는 제조 장치를 사용한 경우에 비해, 제조 비용을 30%정도 낮게 억제할 수 있었다.
(실시예 2)
도 1에 나타내는 용해조(22)에 있어서, 염소 바이패스 더스트의 공급량을 증가시켜 염소 농도를 높이면서, 여과기(23)의 여액(L1)으로의 칼슘분 및 SO4의 용해량을 측정했다. 측정 결과를 도 7에 나타낸다. 또한, 도 7에 있어서, 세로축은 여액(L1)에 용해하는 칼슘분 및 SO4의 합계량이다.
용해조(22)로의 염소 바이패스 더스트의 공급량을 증가시킨 경우에는, 염소분 뿐만아니라, 칼슘분이나 SO4의 투입량도 증가시키게 되는데, 도 7에 나타내는 바와 같이, 증량한 칼슘분 등의 대부분이 케이크(CA)측으로 이행하고, 여액(L1)으로의 칼슘분 등의 용해량은 크게 변동하지 않는 것을 알 수 있었다. 이것에 의해, 염소 바이패스 더스트의 공급량을 증가시켜도, 불순물의 큰 폭의 증대를 수반하지 않고, 여액(L1)의 염소 농도를 조정할 수 있는 것이 판명되었다.
(실시예 3)
염소 바이패스 더스트의 칼슘분의 함유량을 변화시키면서, 여액(L1)으로의 칼슘분과 SO4의 용해도를 측정했다. 측정 결과를 도 8에 나타낸다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 칼슘분과 SO4의 용해도는 반비례의 관계에 있으며, 예를 들면, 칼슘분을 고농도로 용해시킨 경우에는, SO4는 저농도로 밖에 용해하지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서, 고농도의 칼슘분을 여액(L1)에 용해시킨 상태에서, 여액(L1)으로부터 칼슘분을 제거하면, 여액(L1)에는 저농도의 SO4가 남을 뿐이며, 공업염의 K2O 농도를 효과적으로 높일 수 있다.
1…공업염 제조 장치
11…시멘트 제조 장치
12…시멘트 킬른
12a…클링커 쿨러
12b…가마 후미
13…최하단 사이클론
14…프로브
15…분급기
16…냉각기
17…버그 필터
18…탱크
19…차량
20…탱크
21…수세 장치
22…용해조
23…여과기
24…온수조
25…전기전도도계
31…중금속 제거 장치
32(32A, 32B) …약액 반응조
33…필터 프레스
34…여액조
41…건조 장치
42…버그 필터
43…스프레이 드라이어
44…버그 필터
45…가열 장치

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  8. 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하는 추기 장치와,
    이 추기 장치에서 추기한 가스 중의 더스트를 회수하는 집진 장치와,
    이 집진 장치에서 회수한 더스트를 수세하는 수세 장치와,
    이 수세 장치에서의 수세에 의해 발생한 여액을 기류 중에 분무하여 이 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻는 건조 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 공업염의 제조 장치.
  9. 시멘트 킬른의 가마 후미로부터 최하단 사이클론에 이르기까지의 킬른 배기 가스 유로로부터 연소 가스의 일부를 추기하고,
    이 추기한 가스 중의 더스트를 회수하여 수세하고,
    이 수세 후의 여액을 기류 중에 분무하여 이 기류 중에서 건조시켜 공업염을 얻는 것을 특징으로 하는 공업염의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 더스트의 수세 수량 또는/및 수세 장치로의 이 더스트의 공급량을 조정하고, 상기 여액의 염소 농도를 목표값 이상으로 조정하는 것을 특징으로 하는 공업염의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 여액의 염소 농도를 측정하고, 측정 결과에 따라서 상기 더스트의 수세 수량 또는/및 상기 수세 장치로의 더스트의 공급량을 조정하는 것을 특징으로 하는 공업염의 제조 방법.
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