WO2017094448A1 - 重金属分離システム - Google Patents

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WO2017094448A1
WO2017094448A1 PCT/JP2016/082945 JP2016082945W WO2017094448A1 WO 2017094448 A1 WO2017094448 A1 WO 2017094448A1 JP 2016082945 W JP2016082945 W JP 2016082945W WO 2017094448 A1 WO2017094448 A1 WO 2017094448A1
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heavy metal
tank
water tank
acid water
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PCT/JP2016/082945
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智治 竹内
三男 丸岡
茂 根岸
和夫 湯浅
貴志 船津
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智治 竹内
三男 丸岡
茂 根岸
和夫 湯浅
貴志 船津
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62—Heavy metal compounds

Definitions

  • the present invention relates to a heavy metal separation system for separating heavy metal components contained in a processing object such as incineration ash of waste, sewage treatment sludge, and sewage.
  • Patent Document 1 only describes a method for separating and recovering heavy metal components using magnetic powder, and there is no specific description regarding a system configuration for efficiently separating and recovering heavy metal components at low cost. .
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a heavy metal separation system that uses magnetic powder to efficiently separate and recover heavy metals in a processing object at low cost.
  • the present invention (1) A stirring tank 30 provided with stirring means 32 for stirring the processing object containing magnetic powder and heavy metal component in water, a processed product precipitation section 34 provided below the stirring tank 30, and the processing An agitation tank opening / closing means 36 for opening and closing between the material precipitation part 34 and the agitation tank 30; a treatment product discharge part for discharging the precipitate in the treatment product precipitation part 34; and an acid water tank 40 storing an acidic solution;
  • a magnetic powder precipitation section 44 provided below the acid water tank 40, an acid water tank opening / closing means 46 for opening and closing between the magnetic powder precipitation section 44 and the acid water tank 40, and the magnetic powder precipitation section 44 are provided.
  • a magnetic powder discharging unit that discharges the precipitated magnetic powder together with heavy metal components, a magnet unit 60 that can be put in and out of the stirring tank 30 and the acid water tank 40, and magnetically deposits the magnetic powder together with heavy metal components, and the magnet unit 60 is transferred.
  • Transfer means 66 for carrying out and magnetism of the magnet part 60
  • demagnetizing means 80 for dropping the magnetic powder together with the heavy metal components into the acidic solution in the acid water tank 40, and a magnetic powder collecting section 70 for separating the magnetic powder from the precipitate discharged by the magnetic powder discharging section.
  • the magnet unit 60 includes a plurality of bar-shaped magnets 62 and a holding unit 64 that fixes the plurality of bar-shaped magnets 62 in a vertical direction with a predetermined gap therebetween.
  • a first stirring tank 30 provided with stirring means 32 for stirring a processing object containing a heavy metal component in water, a processed product precipitation section 34 provided below the first stirring tank 30, and the processed product
  • An agitation tank opening / closing means 36 for opening and closing between the precipitation part 34 and the first agitation tank 30, a processed material discharge part for discharging the precipitate in the processed material precipitation part 34, and the first agitation tank 30
  • Magnet part 60 for magnetizing powder together with heavy metal component, transfer means 66 for transferring magnet part 60, acid water tank 40 in which magnet part 60 can be taken in and out, and releasing magnetism of magnet part 60 to Acidity of the magnetic powder in the acid water tank 40 together with heavy metal components
  • a demagnetizing means 80 for dropping into the liquid, a magnetic powder precipitation section 44 provided below the acid water tank 40, and an acid water tank opening / closing means 46 for opening and closing between the magnetic powder precipitation section 44 and the acid water tank 40.
  • a magnetic powder discharger for discharging the magnetic powder precipitated in the magnetic powder precipitation unit 44 together with heavy metal components, and a magnetic powder recovery unit 70 for separating the magnetic powder from the precipitate discharged by the magnetic powder discharger.
  • the magnet unit 60 includes a plurality of bar-shaped magnets 62 and a holding unit 64 that arranges and fixes the plurality of bar-shaped magnets 62 in a vertical direction with a predetermined gap therebetween.
  • the reclaimed water tank 50 is provided, which stores the supernatant liquid in the stirring tank 30 and removes the aggregates by adding a coagulant, and then sends it to the stirring tank 30.
  • the above problem is solved by providing the heavy metal separation system 100.
  • the above problems are solved.
  • the above (2) characterized in that the rod-shaped magnets 62 are provided up to a position of 80% to 90% of the inner dimension of the second stirring tank 31 and are arranged and fixed at equal intervals of 5 cm to 50 cm.
  • the above-mentioned problem is solved by providing the heavy metal separation system 200.
  • (6) The heavy metal separation system 100 or 200 according to (1) or (2) above, wherein the magnetic powder has a saturation magnetization amount of 10 Am 2 / kg to 300 Am 2 / kg at a load magnetic field of 398 kA / m.
  • the rod-shaped magnet 62 is a permanent magnet having a magnetized surface on the side surface and a magnetic flux density of 100G to 20000G.
  • the demagnetizing means 80 includes a sheath tube 82 into which the rod-shaped magnet 62 can be inserted, and an attaching / detaching mechanism 84 for inserting and removing the sheath tube 82 from the rod-shaped magnet 62. While the rod-shaped magnet 62 is housed in the sheath tube 82, the magnetic powder in the tank is magnetized together with the heavy metal components on the surface of the sheath tube 82, and is immersed in the acidic solution in the acid water tank 40 from the sheath tube 82.
  • the heavy metal separation system it is possible to efficiently separate and recover heavy metals using magnetic powder on a processing object such as incineration ash.
  • FIG. 1 is a diagram showing a heavy metal separation system 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a figure which shows the heavy metal separation system 200 of the 2nd form which concerns on this invention.
  • a heavy metal separation system 100 includes an agitation tank 30 that stirs a processing object containing magnetic powder and heavy metal in water, an acid water tank 40 that stores an acidic solution, and 40.
  • the magnet part 60 that can be put in and out of the stirring tank 30 and the acid water tank 40 and magnetically magnetizes the magnetic powder together with the heavy metal component, the transfer means 66 for transferring the magnet part 60, and the magnetism of the magnet part 60 are released to release the magnetism.
  • the demagnetizing means 80 for dropping the powder together with the heavy metal components into the acidic solution in the acid water tank 40 and the magnetic powder recovery unit 70 for separating the magnetic powder from the precipitate in the acid water tank 40 are provided.
  • the heavy metal separation system 200 of the 2nd form which concerns on this invention shown in FIG. 2 is the 1st stirring tank 30 which stirs the process target containing a heavy metal in water, and the supernatant liquid of this 1st stirring tank 30 is used.
  • a second stirring tank 31 that takes water and mixes and stirs with the magnetic powder
  • a magnet unit 60 that transfers the heavy metal components in the second stirring tank 31 together with the magnetic powder to the acid water tank 40
  • an acid water tank 40 that stores an acidic solution
  • a magnetic powder recovery unit 70 that separates the magnetic powder from the precipitate in the acid water tank 40.
  • the stirring tank 30 and the 1st stirring tank 30 have the stirring means 32 in the lower part, and the lower side becomes the funnel-shaped hopper part 30a.
  • this stirring means 32 and the stirring means 33, 42, and 52 provided in each tank mentioned later it is preferable to use a pulsator-type dish-shaped impeller. According to this configuration, in addition to easy maintenance such as cleaning, the magnet unit 60 can be taken in and out of the tank while stirring in the stirring tank 30, the second stirring tank 31, and the acid water tank 40, The magnetic powder can be transferred and separated efficiently.
  • a processed product precipitation section 34 is provided at the tip of the hopper section 30a through a stirring tank opening / closing means 36.
  • the air discharge port 26 which discharge
  • the processing product sedimentation section 34 with an observation window 38a that enables visual observation of the sedimentation state or a detection means 38b such as a turbidity sensor that senses the sedimentation state.
  • the processed material discharge part which has the discharge valve 10a, the pump means 18, and the discharge piping 12a is connected to the front side of the processed material precipitation part 34.
  • FIG. 1 since the deposit in the stirring tank 30 is generally high in concentration and low in water content, it is preferable to use a vacuum pump or the like as the pumping means 18 of the treated product discharge section, which is not easily clogged.
  • the agitation tank 30 and the first agitation tank 30 are connected to a delivery means including a delivery pipe 20 for delivering the supernatant liquid in the tank, an on-off valve 20a, and a pump means 20b.
  • the delivery pipe 20 of the stirring tank 30 is connected to a reclaimed water tank 50 described later.
  • the delivery pipe 20 of the first stirring tank 30 is connected to a second stirring tank 31 described later.
  • the agitation tank 30 is connected to a water supply pipe 14 for supplying predetermined water such as pure water, ion exchange water, tap water, and industrial water.
  • the second agitation tank 31 of the heavy metal separation system 200 of the second embodiment has an agitation means 33 in the lower part, as in the first agitation tank 30, and has a funnel-shaped hopper portion 31a on the lower side.
  • a second agitation tank settling part 45 is provided at the tip of the hopper part 31 a via a second agitation tank opening / closing means 37. It is preferable that an air discharge port 26 for discharging compressed air is provided above the second stirring tank opening / closing means 37 and an exhaust pipe 28 is provided below the second stirring tank opening / closing means 37.
  • the 2nd stirring tank discharge part which has the discharge valve 10d and the discharge piping 12d connects to the front side of the 2nd stirring tank sedimentation part 45.
  • the second agitation tank 31 includes a water supply pipe 14 for supplying predetermined water into the tank, and a reflux pipe for supplying residual water after separation of the magnetic powder to the first agitation tank 30 with an on-off valve 17a and a pump means 17b. 17.
  • the stirrer 30, the first stirrer 30, the second stirrer 31 and the related members are preferably subjected to alkali-resistant material or alkali-resistant surface treatment from the viewpoint of preventing aging deterioration of the apparatus. .
  • the acid water tank 40 of the heavy metal separation systems 100 and 200 has a stirring means 42 at the lower portion as in the other tanks, and has a funnel-shaped hopper section 40a on the lower side, and an acid water tank at the end of the hopper section 40a.
  • a magnetic powder settling portion 44 is provided via the opening / closing means 46. It is preferable that an air discharge port 26 for discharging compressed air is provided above the acid water tank opening / closing means 46 of the hopper portion 40 a and an exhaust pipe 28 is provided below the acid water tank opening / closing means 46.
  • the magnetic powder discharge part which has the discharge valve 10b, the pump means 19, and the discharge piping 12b is connected to the front side of the magnetic powder precipitation part 44.
  • the acid water tank 40 is provided with an on-off valve 22a, and an acidic solution discharge pipe 22 for recovering the acidic solution in the tank, and an on-off valve 58a provided near the liquid surface to collect floating substances containing inorganic silicon and the like.
  • the floating substance recovery pipe 58 is connected.
  • inorganic silicon refers to inorganic silicic acid, inorganic silicon compounds, and the like.
  • these members etc. give an acid-resistant material or an acid-resistant surface treatment from the surface which prevents aged deterioration of an apparatus.
  • the heavy metal separation system 100 may include a reclaimed water tank 50 for collecting and reusing the supernatant liquid in the stirring tank 30.
  • the reclaimed water tank 50 also has a stirring means 52 at the bottom, and a lower side is a funnel-like hopper part 50a.
  • a regenerator tank settling part 54 is disposed on the front side of the hopper part 50a via a regenerative tank opening / closing means 56. Is provided.
  • an aggregate discharge unit having a discharge valve 10c and a discharge pipe 12c is connected to the front side of the regeneration tank settling unit 54.
  • the regenerative water tank 50 is provided with an on-off valve 16a and a pump means 16b, and is connected to a reflux pipe 16 for sending the reprocessed water in the reclaimed water tank 50 to the stirring tank 30.
  • opening / closing means 36, 37, 56, the discharge valves 10a, 10c, 10d and the opening / closing valves 20a, 16a, 17a have the same diameter as the pipes to be connected, and use electromagnetic valves that are opened and closed manually and electrically controlled. Is preferred.
  • the acid water tank opening / closing means 46, the discharge valve 10b, and the opening / closing valves 22a, 58a are preferably inexpensive manual valves.
  • the magnet unit 60 includes a plurality of bar magnets 62 and a holding unit 64 that arranges and fixes the plurality of bar magnets 62 in a vertical direction with a predetermined gap. And in the heavy metal separation system 100 of the 1st form, the magnet part 60 moves between the stirring tank 30 and the acid water tank 40 by the transfer means 66. FIG. Moreover, in the heavy metal separation system 200 of the 2nd form, it moves between the 2nd stirring tank 31 and the acid water tank 40. FIG. In addition, the magnet unit 60 can be moved in a vertical direction within a predetermined range by the transfer means 66, whereby the magnet unit 60 can be taken in and out of the stirring tank 30, the second stirring tank 31, and the acid water tank 40.
  • FIG. 3A is a schematic plan view of the state in which the magnet unit 60 is placed in the stirring tank 30 and the second stirring tank 31, and FIG. 3B is a schematic side view.
  • the bar-shaped magnet 62 has a predetermined length, and is fixed so that the upper end side is fixed to the holding portion 64 and hangs downward.
  • the magnet used for the rod-shaped magnet 62 is not particularly limited, and a permanent magnet such as a well-known ferrite magnet or rare earth magnet, or an electromagnet can be used.
  • the diameter of the rod-shaped magnet 62 is not particularly limited, and it is preferable to use one having a diameter of about 50 mm. Furthermore, it is preferable from the surface of the collection
  • the number of the bar-shaped magnets 62 to be installed in the holding portion 64 and the interval between them are set as appropriate according to the magnetic force of the bar-shaped magnets 62. If the magnetic force of the bar-shaped magnets 62 is relatively weak, the rod magnets 62 are arranged closely. Arrange sparsely. However, in the case of a general bar-shaped magnet 62, it is preferable that the holding magnets 64 are arranged and fixed at regular intervals in a range of about 2 cm to 50 cm. In addition, when using a permanent magnet for the rod-shaped magnet 62, it is preferable from the surface of the collection efficiency of a magnetic powder to use the magnet of the radial direction magnetization in which the side surface with a large area functions as a magnetized surface.
  • the magnetic flux density of the rod-shaped magnet 62 can be 100 G to 20000 G (Gauss), and is particularly preferably 8000 G to 14000 G.
  • the length of the rod-shaped magnet 62 is longer than the distance T from the upper position of the hopper portions 30a and 31a to the liquid surface as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 1, the length of the bar-shaped magnet 62 may be extended along the hopper portions 30a and 31a by extending the center side and shortening the circumferential side.
  • the rod-shaped magnet 62 can be inserted to the hopper portions 30a and 31a, magnetic powder can be magnetically attached more efficiently.
  • the rod-shaped magnet 62 is an electromagnet
  • the length where the end surface which is a magnetized surface is located in the middle of the stirring tank 30 and the 2nd stirring tank 31 is preferable.
  • the magnet unit 60 is provided with a demagnetizing means 80 for canceling the magnetic powder magnetic adhesion.
  • a demagnetizing means 80 for canceling the magnetic powder magnetic adhesion.
  • FIG. FIG. 4 shows an example in which the lengths of the bar magnets 62 are equal.
  • the demagnetizing means 80 when the rod-shaped magnet 62 is a permanent magnet as shown in FIG. 4A, the same number of rod-shaped magnets 62 are arranged and fixed at the same position. It is preferable to include a sheath tube 82 that does not have the structure and an attachment / detachment mechanism 84 that inserts and removes the sheath tube 82 from the rod-shaped magnet 62.
  • the demagnetizing means 80 in the case where the bar magnet 62 is an electromagnet, it is preferable to use a switch mechanism 88 for turning on / off the energization of the coil 86 for exciting the bar magnet 62 as shown in FIG. .
  • a switch mechanism 88 for turning on / off the energization of the coil 86 for exciting the bar magnet 62 as shown in FIG. .
  • the rod-shaped magnet 62 and the sheath tube 82 of the electromagnet are immersed in the acid solution in the acid water tank 40, it is preferable to perform acid-resistant material or acid-resistant surface treatment.
  • the magnetic powder recovery unit 70 includes a receiving tank 72 that receives the precipitate in the acid water tank 40 discharged from the discharge pipe 12b, and a magnetic powder separation means 74 that separates and recovers the magnetic powder in the precipitate.
  • a magnetic powder separating means 74 a known permanent magnet, an electromagnet, a known filter, or the like can be used.
  • a demagnetizing means such as a sheath tube or a cover plate is provided.
  • a switch for turning on / off energization of the coil for exciting the magnetic powder separating means 74 is provided. It is preferable to provide a mechanism.
  • water is supplied to the stirring tank 30 with the stirring tank opening / closing means 36 and the opening / closing valve 20a closed.
  • the reprocessed water in the reclaimed water tank 50 adjusted to a neutral pH of about 7-8. Further, pure water, ion exchange water, tap water, industrial water, or the like may be used.
  • the on-off valve 16a on the reclaimed water tank 50 side is opened by electrical control or manually, the pump means 16b is activated and the recirculation pipe 16 passes through the recirculation pipe 16. Reprocessed water is supplied to the stirring tank 30.
  • the amount of water supply is preferably about 4 to 5 times the weight of the treatment object.
  • the object to be treated is sewage, these waters are appropriately supplied according to the concentration of sewage.
  • a predetermined amount of the processing object such as incineration ash, sewage treatment sludge, sewage, etc. is put into the stirring tank 30.
  • Any method such as pressure feeding, dropping by a belt conveyor, a hopper, or the like may be used as a method for loading the processing object.
  • the stirring means 32 will operate
  • the mixed water with a process target object becomes alkaline.
  • a predetermined amount of magnetic powder is put into the stirring tank 30.
  • any powder such as a magnetic oxide powder such as ferrite or magnetite, a magnetic metal powder, or the like may be used.
  • magnetic powder is magnetically attached to a magnet, it basically has no magnetic force.
  • the magnetic powder preferably has a saturation magnetization of 10 Am 2 / kg to 300 Am 2 / kg at a load magnetic field of 398 kA / m.
  • the average particle size of the magnetic powder is preferably 100 ⁇ m or less, and particularly preferably 10 nm to 500 nm.
  • the amount of magnetic powder input is preferably 1 wt% to 100 wt%, particularly about 10 wt%, with respect to the weight of the object to be treated.
  • a manufacturing method of magnetic powder well-known manufacturing methods, such as a wet oxidation method, can be used.
  • the rotation speed and stirring time of the stirring means 32 at this time depend on the capacity of the stirring tank 30, the type and amount of the object to be treated, the amount of water, the ability of the stirring means 32, and the like, but are generally 10 rpm to 3000 rpm, preferably It is preferably about 30 min at 200 rpm to 3000 rpm.
  • compressed air is discharged from the air discharge port 26 so that the object to be treated and the magnetic powder do not accumulate on the bottom of the stirring tank 30, that is, the upper surface of the stirring tank opening / closing means 36.
  • the heavy metal component in water adsorb
  • the transfer means 66 is operated while maintaining the object to be treated and the magnetic powder so as not to accumulate on the bottom of the stirring tank 30. And the magnet part 60 is immersed in the magnetic powder mixed water in the stirring tank 30. As a result, the magnetic powder adheres to the magnetized surface of the rod-shaped magnet 62 or the surface of the sheath tube 82 while adsorbing the heavy metal component and the like.
  • the transfer means 66 takes out the magnet part 60 from the stirring tank 30.
  • the object to be processed does not adhere to the magnet unit 60 and remains in the stirring tank 30.
  • the transfer means 66 moves the magnet part 60 on the acid water tank 40, and is immersed in the acidic solution in the acid water tank 40.
  • FIG. At this time, the acid water tank opening / closing means 46, the discharge valve 10b, and the opening / closing valves 22a, 58a are in a closed state.
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, a sulfuric acid, and nitric acid
  • hydrochloric acid a sulfuric acid
  • nitric acid a sulfuric acid
  • the demagnetizing means 80 is operated to release the magnetic adhesion of the magnetic part 60.
  • the magnet unit 60 is raised while holding the attachment / detachment mechanism 84 and immersing the sheath tube 82 in the acid solution in the acid water tank 40.
  • the rod-shaped magnet 62 is extracted from the inside of the sheath tube 82, and the magnetic adhesion of the magnetic powder on the surface of the sheath tube 82 is released.
  • magnetic powder, heavy metal components, and the like are dropped into the acidic solution in the acid water tank 40.
  • the sheath tube 82 from which the magnetic powder has fallen is raised by the attaching / detaching mechanism 84, removed from the acid water tank 40, and worn on the rod-shaped magnet 62.
  • the switch mechanism 88 is turned off while the rod-shaped magnet 62 is immersed in the acidic solution. Thereby, the energization to the coil 86 that excites the bar magnet 62 is stopped, and the magnetic adhesion of the magnetic powder is released. Thereby, magnetic powder, heavy metal components, and the like are dropped into the acidic solution in the acid water tank 40.
  • the magnet unit 60 is taken out from the acid water tank 40 by the transfer means 66. Then, the switch mechanism 88 is turned on, and the bar magnet 62 functions again as a magnet.
  • the transfer of magnetic powder, heavy metal components, and the like by the magnet unit 60 is repeated 5 to 6 times until there is no adsorbate magnetically attached to the rod-shaped magnet 62.
  • the magnetic powder and heavy metal components that have fallen into the acid water tank 40 are released from the adsorbed state and separated by the acidic solution.
  • the air discharged from the air discharge port 26 also has a function of promoting an oxidation-reduction reaction of these heavy metal components.
  • the object to be treated is precipitated in the treatment object precipitation section 34 through the stirring tank opening / closing means 36 in the open state.
  • the state of sedimentation of the processing object is monitored by visual observation through the observation window 38a or by the detection means 38b.
  • the agitation tank opening / closing means 36 is closed by electric control or manually.
  • the pump means 18 is started.
  • the object to be treated that has settled in the treatment product precipitation part 34 is discharged to a predetermined tank through the discharge pipe 12a of the treatment product discharge part.
  • the precipitated processing object does not contain these components, and particularly heavy metal components are below the standards of the Ministry of the Environment. Therefore, the processing object discharged by the processed material discharge unit can be subjected to predetermined landfill processing or the like, and can be reused as a material for cement or concrete block in the case of incinerated ash, for example.
  • the opening / closing valve 20a of the delivery means is opened by electric control or manually, and the pump means 20b is activated.
  • the regeneration tank opening / closing means 56 and the opening / closing valve 16a of the regeneration water tank 50 are closed.
  • the supernatant liquid of the stirring tank 30 is sent out to the reclaimed water tank 50 through the delivery pipe 20.
  • the on-off valve 20a is closed and the pump means 20b is stopped.
  • a predetermined amount of calcium-based coagulant is added to the supernatant of the stirring tank 30 sent to the regenerating water tank 50 while being stirred by the stirring means 52.
  • salts remaining in the supernatant liquid are solidified as calcium chloride.
  • compressed air is discharged from the air discharge port 26 so that aggregates do not accumulate on the bottom of the reclaimed water tank 50, that is, the upper surface of the regenerator tank opening / closing means 56.
  • the discharge valve 10c is in a closed state. Since the exhaust pipe 28 is connected to the regeneration tank settling section 54, no air remains in the regeneration tank settling section 54, and the air in the regeneration tank settling section 54 is generated when the regeneration tank opening / closing means 56 is opened. It is not released into the reclaimed water tank 50. And it leaves still in this state. Thereby, agglomerates such as salts precipitate in the regeneration tank settling section 54 through the regeneration tank opening / closing means 56 in the open state. Then, after a predetermined time has passed, the aggregate has sufficiently settled in the regeneration tank settling portion 54, and then the regeneration tank opening / closing means 56 is closed by electric control or manually.
  • the discharge valve 10c of the aggregate discharge part is opened by electrical control or manually.
  • the aggregate which settled in the regeneration tank sedimentation part 54 is discharged
  • the discharged agglomerates are subjected to appropriate treatment according to the substance.
  • reprocessed water from which aggregates such as salts have been separated and removed is appropriately diluted with tap water (city water), industrial water, pure water, ion-exchanged water, etc. after other impurities are removed by a filter or the like.
  • the on-off valve 16a and the pump unit 16b are appropriately supplied to the agitation tank 30 through the reflux pipe 16 and reused.
  • the rotation operation of the stirring means 42 and the air discharge from the air discharge port 26 are stopped.
  • the acid water tank opening / closing means 46 is opened by electric control or manually.
  • the discharge valve 10b is in a closed state. Since the exhaust pipe 28 is connected to the magnetic powder precipitation unit 44, no air remains in the magnetic powder precipitation unit 44, and the air in the magnetic powder precipitation unit 44 is not opened when the acid water tank opening / closing means 46 is opened. It is not released into the acid water tank 40. And magnetic powder, heavy metal components, etc. are left still for about 24 hours in an acidic solution.
  • the magnetic powder and the heavy metal component are precipitated in the magnetic powder precipitation unit 44 through the acid water tank opening / closing means 46 in the open state.
  • inorganic silicon or the like floats on the surface of the acid water tank 40 with bubbles.
  • the on-off valve 58a is opened and a pump means (not shown) connected to the floating substance recovery pipe 58 is activated.
  • the levitated material containing inorganic silicon is discharged to the predetermined tank through the levitated substance recovery pipe 58.
  • the discharged levitated matter is subjected to appropriate treatment according to the substance.
  • the acidic solution from which the precipitate and the floating matter are discharged is used as it is, or supplemented with a deficient acid and reused as strongly acidic water. Moreover, it collects
  • the magnetic powder and heavy metal components discharged to the receiving tank 72 are separated by the magnetic powder separating means 74.
  • the magnetic powder separation means 74 is brought close to or in contact with the magnetic powder and heavy metal components discharged to the receiving tank 72.
  • magnetic powder is magnetically attached to the magnetic powder separating means 74.
  • the separation of the magnetic powder may be performed by a wet method, or may be performed by a dry method after drying. Since the magnetic powder and the heavy metal component are separated by the acidic solution, only the magnetic powder is magnetically attached to the magnetic powder separating means 74, and other heavy metal components and the like remain on the receiving tank 72 side.
  • the magnetic powder magnetically attached to the magnetic powder separation means 74 is dropped from the magnetic powder separation means 74 by the demagnetization means of the magnetic powder separation means 74 and collected.
  • the collected magnetic powder is appropriately washed with water, dried and reused.
  • the heavy metal component remaining in the receiving tank 72 is separated and reused for each substance by appropriate disposal or a known method.
  • a predetermined amount of the processing object is put into the first stirring tank 30 with the stirring tank opening / closing means 36 and the opening / closing valve 20a closed. Any method may be used as the method for loading the processing object, as in the first embodiment.
  • water is supplied to the first stirring tank 30.
  • the supplied water may be used after adjusting the residual water after separation of the magnetic powder in the second stirring tank 31 to a pH of about 7-8.
  • the on-off valve 17a on the second stirring tank 31 side is opened by electric control or manual operation, the pump means 17b is activated, and the residual water in the second stirring tank 31 is passed through the reflux pipe 17 to the first stirring tank 30.
  • city water or industrial water may be supplied from the water supply pipe 14 or the like.
  • the amount of water in the first agitation tank 30 is about 4 to 5 times the weight of the object to be treated when the object to be treated is incinerated ash, and when the object to be treated is sewage Is the amount corresponding to the concentration of sewage.
  • the agitating means 32 rotates and compressed air is discharged from the air discharge port 26 to agitate the object to be treated in water.
  • Each condition at this time is the same as that in the first embodiment.
  • the heavy metal component in a process target object melt dissolves in this mixed water by this stirring.
  • the rotation of the stirring means 32 and the release of air from the air discharge port 26 are stopped, and the stirring tank opening / closing means 36 is opened by electric control or manually.
  • the discharge valve 10a is in a closed state.
  • the exhaust pipe 28 is connected to the treatment product precipitation part 34, no air remains in the treatment product precipitation part 34, and the air in the treatment product precipitation part 34 is generated when the stirring tank opening / closing means 36 is opened. It is not discharged into the first stirring tank 30. In this state, it is left for 3 min to 60 min. As a result, the object to be treated is precipitated in the treatment object precipitation section 34 through the stirring tank opening / closing means 36 in the open state.
  • the state of sedimentation of the processing object is monitored by visual observation through the observation window 38a or by the detection means 38b.
  • the agitation tank opening / closing means 36 is closed by electric control or manually.
  • the pump means 18 is started.
  • the object to be treated that has settled in the treatment product precipitation part 34 is discharged to a predetermined tank through the discharge pipe 12a of the treatment product discharge part.
  • the processing object discharged by the processed material discharge unit can be subjected to predetermined landfill processing or the like, and can be reused as a material for cement or concrete block in the case of incinerated ash, for example.
  • the opening / closing valve 20a of the delivery means is opened by electric control or manually, and the pump means 20b is activated.
  • the second stirring tank opening / closing means 37 and the opening / closing valve 17a of the second stirring tank 31 are closed.
  • the supernatant liquid of the first stirring tank 30 in which the heavy metal component and the like are dissolved is sent to the second stirring tank 31 through the delivery pipe 20.
  • the on-off valve 20a is closed and the pump means 20b is stopped.
  • the transfer means 66 is operated to immerse the magnet unit 60 in the magnetic powder mixed water in the second stirring tank 31.
  • the magnetic powder adheres to the magnetized surface of the rod-shaped magnet 62 or the surface of the sheath tube 82 while adsorbing the heavy metal component and the like.
  • the transfer means 66 takes out the magnet part 60 from the second stirring tank 31, moves it onto the acid water tank 40, and immerses it in the acid water tank 40.
  • the demagnetizing means 80 is operated to release the magnetic adhesion of the magnetic powder of the magnet unit 60. Thereby, magnetic powder, heavy metal components, and the like are dropped into the acidic solution in the acid water tank 40.
  • the transfer of the magnetic powder and heavy metal components from the second stirring tank 31 to the acid water tank 40 by the magnet unit 60 is repeated 5 to 6 times until there is no magnetic powder magnetically attached to the rod-shaped magnet 62.
  • the magnetic powder and heavy metal components transferred to the acid water tank 40 are separated in the acid water tank 40 in the same manner as in the first embodiment, and then settled in the magnetic powder precipitation section 44 and discharged to the magnetic powder collection section 70. Is done. Then, the magnetic powder recovery unit 70 separates the magnetic powder from the heavy metal component.
  • a predetermined amount of calcium-based coagulant is added to the residual water in the second stirring tank 31 to which the magnetic powder has been transferred by the magnet unit 60.
  • the salts remaining in the residual water are solidified as calcium chloride, for example.
  • the air discharge from the air outlet 26 and the rotation of the stirring means 33 are stopped, and the second stirring tank opening / closing means 37 is opened by electric control or manually. At this time, the discharge valve 10d is in a closed state.
  • the aggregate which settled in the 2nd stirring tank sedimentation part 45 is discharged
  • the discharged agglomerates are subjected to appropriate treatment according to the substance.
  • the residual water from which aggregates such as salts have been separated and removed is appropriately supplied to the first agitation tank 30 through the reflux pipe 17 by the on-off valve 17a and the pump means 17b as described above and reused. At this time, the residual water is diluted with tap water (city water) or industrial water to adjust the pH to a neutral level.
  • the magnetic powder was transferred from the stirring tank 30 to the acid water tank 40 by a 14,000 G (Gauss) bar-shaped magnet 62.
  • the transfer was performed 6 times until the adsorbate was not attracted (magnetically adhered) to the rod-shaped magnet 62.
  • the process target object before a process, a separated material, and the process target object (residue) after a process was quantified.
  • FIG. it is the influence by presence of magnetic powder that the iron component (Fe) and manganese component (Mn) of the isolate
  • FIG. 5 shows that heavy metal components and metal components are detected in the separated product, and that heavy metal components can be separated by the heavy metal separation system according to the present invention.
  • the heavy metal component remains also in the processed object after a process, this can be made into an environmental standard value or less by optimizing the quantity of magnetic powder, various conditions, etc.
  • the heavy metal separation systems 100 and 200 adsorb the heavy metal component in the object to be treated to the magnetic powder, and transfer the heavy metal component together with the magnetic powder to the acid water tank 40 by the magnet unit 60. And the adsorption state of magnetic powder and a heavy metal component is canceled with the acidic solution in the acid water tank 40, and it discharges to the magnetic powder collection

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Abstract

【課題】磁性粉を用い処理対象物中の重金属を低コストかつ効率的に分離回収する重金属分離システムを提供する。 【解決手段】この重金属分離システム１００、２００は、処理対象物中の重金属成分を磁性粉に吸着させ、磁石部６０によって重金属成分を磁性粉ごと酸水槽４０に移送する。そして、酸水槽４０中の酸性溶液によって磁性粉と重金属成分との吸着状態を解消するとともに磁性粉回収部７０へ吐出し、この磁性粉回収部７０において重金属成分と磁性粉とを分離する。そして、これらが機能的に動作することで、焼却灰等の処理対象物中の重金属を低コスト且つ効率良く分離回収することができる。

Description

重金属分離システム
　本発明は、廃棄物の焼却灰、下水処理汚泥、汚水等の処理対象物中に含まれる重金属成分を分離する重金属分離システムに関するものである。
　家庭ゴミや産業廃棄物の焼却灰、下水処理汚泥、その他の廃棄物汚泥、汚水等には、亜鉛、銅、マンガン、鉛、カドミウム、クロム等の重金属が含まれている場合がある。そして、これら重金属は自然環境や健康に悪影響を与える虞があり、そのまま埋立てや再利用に用いることは好ましいものではない。このため、例えば重金属を含有する焼却灰等はセメント固化法や溶融固化法等により処理される。しかしながら、セメント固化は近年の酸性雨によって重金属成分が溶出する可能性がある。また、溶融固化は高温処理のため高コストであり、また一部の重金属は揮発するという問題点がある。これらの問題点に関し、下記［特許文献１］には、磁性粉を用いて重金属成分を分離回収する方法に関する発明が開示されている。
特開第４８６１７１８号公報
　しかしながら、［特許文献１］には磁性粉を用いた重金属成分の分離回収方法が記載されているのみであって、重金属成分を低コストで効率良く分離回収するシステム構成に関する具体的な記載はない。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性粉を用い処理対象物中の重金属を低コストかつ効率的に分離回収する重金属分離システムを提供することを目的とする。
　本発明は、
（１）攪拌手段３２を備え、磁性粉と重金属成分を含有する処理対象物とを水中で攪拌する攪拌槽３０と、前記攪拌槽３０の下方に設けられた処理物沈殿部３４と、前記処理物沈殿部３４と前記攪拌槽３０との間を開閉する攪拌槽開閉手段３６と、前記処理物沈殿部３４内の沈殿物を排出する処理物排出部と、酸性溶液を貯留した酸水槽４０と、前記酸水槽４０の下方に設けられた磁性粉沈殿部４４と、前記磁性粉沈殿部４４と前記酸水槽４０との間を開閉する酸水槽開閉手段４６と、前記磁性粉沈殿部４４内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する磁性粉排出部と、前記攪拌槽３０及び酸水槽４０内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部６０と、前記磁石部６０を移送する移送手段６６と、前記磁石部６０の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記酸水槽４０内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段８０と、前記磁性粉排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部７０と、を有し、
前記磁石部６０は、複数の棒状磁石６２と、前記複数の棒状磁石６２を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部６４と、を有することを特徴とする重金属分離システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）攪拌手段３２を備え重金属成分を含有する処理対象物を水中で攪拌する第１攪拌槽３０と、前記第１攪拌槽３０の下方に設けられた処理物沈殿部３４と、前記処理物沈殿部３４と前記第１攪拌槽３０との間を開閉する攪拌槽開閉手段３６と、前記処理物沈殿部３４内の沈殿物を排出する処理物排出部と、前記第１攪拌槽３０内の上澄み液を送出する送出手段と、攪拌手段３３を備え前記送出手段から送出された上澄み液と磁性粉とを攪拌する第２攪拌槽３１と、前記第２攪拌槽３１内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部６０と、前記磁石部６０を移送する移送手段６６と、前記磁石部６０が出し入れ可能な酸水槽４０と、前記磁石部６０の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記酸水槽４０内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段８０と、前記酸水槽４０の下方に設けられた磁性粉沈殿部４４と、前記磁性粉沈殿部４４と前記酸水槽４０との間を開閉する酸水槽開閉手段４６と、前記磁性粉沈殿部４４内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する磁性粉排出部と、前記磁性粉排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部７０と、を有し、
前記磁石部６０は、複数の棒状磁石６２と、前記複数の棒状磁石６２を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部６４と、を有することを特徴とする重金属分離システム２００を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）攪拌槽３０内の上澄み液を貯留して、凝固剤の投入により凝集物を除去した後、前記攪拌槽３０に送出する再生水槽５０を有することを特徴とする上記（１）記載の重金属分離システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）棒状磁石６２が攪拌槽３０の内形寸法の８０％～９０％の位置まで設けられ、かつ５ｃｍ～５０ｃｍの等間隔で配列固定されることを特徴とする上記（１）記載の重金属分離システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）棒状磁石６２が第２攪拌槽３１の内形寸法の８０％～９０％の位置まで設けられ、かつ５ｃｍ～５０ｃｍの等間隔で配列固定されることを特徴とする上記（２）記載の重金属分離システム２００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）磁性粉が、負荷磁場３９８ｋＡ／ｍにおける飽和磁化量が１０Ａｍ２／ｋｇ～３００Ａｍ２／ｋｇであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の重金属分離システム１００、２００を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）棒状磁石６２が、側面に磁着面を備え磁束密度が１００Ｇ～２００００Ｇの永久磁石であり、
消磁手段８０が、前記棒状磁石６２を挿入可能な鞘管８２と、前記鞘管８２を前記棒状磁石６２から抜き差しする着脱機構８４と、を有し、
前記棒状磁石６２を鞘管８２に収めた状態で槽内の磁性粉を重金属成分ごと前記鞘管８２表面に磁着するとともに、酸水槽４０中の酸性溶液に浸漬した状態で前記鞘管８２から棒状磁石６２を抜くことで磁着を解除し前記磁性粉を前記酸水槽４０内に脱落させることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の重金属分離システム１００、２００を提供することにより、上記課題を解決する。
（８）棒状磁石６２が電磁石であり、消磁手段８０が前記棒状磁石６２への通電をオン・オフするスイッチ機構８８であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の重金属分離システム１００、２００を提供することにより、上記課題を解決する。
（９）酸水槽４０内に浮上する無機珪素を含む浮上物を回収する浮上物質回収配管５８を前記酸水槽４０の液面近傍に備えることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の重金属分離システム１００、２００を提供することにより、上記課題を解決する。
　本発明に係る重金属分離システムによれば、焼却灰等の処理対象物に対し、磁性粉を用いた重金属の分離回収を低コストで効率良く行うことができる。
本発明に係る第１の形態の重金属分離システムの概略構成図である。 本発明に係る第２の形態の重金属分離システムの概略構成図である。 本発明に係る重金属分離システムの磁石部を説明する図である。 本発明に係る重金属分離システムの消磁手段の例を示す図である。 本発明に係る重金属分離システムによる実験結果を示す表である。
　本発明に係る重金属分離システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る第１の形態の重金属分離システム１００を示す図である。また、図２は本発明に係る第２の形態の重金属分離システム２００を示す図である。
　図１に示す本発明に係る第１の形態の重金属分離システム１００は、磁性粉と重金属を含有する処理対象物とを水中で攪拌する攪拌槽３０と、酸性溶液を貯留した酸水槽と４０と、攪拌槽３０及び酸水槽４０内に出し入れ可能で磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部６０と、この磁石部６０を移送する移送手段６６と、磁石部６０の磁着を解除して磁性粉を重金属成分ごと酸水槽４０内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段８０と、酸水槽４０の沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部７０と、を有している。
　また、図２に示す本発明に係る第２の形態の重金属分離システム２００は、重金属を含有する処理対象物を水中で攪拌する第１攪拌槽３０と、この第１攪拌槽３０の上澄み液を取水し磁性粉と混合攪拌する第２攪拌槽３１と、この第２攪拌槽３１中の重金属成分を磁性粉ごと酸水槽４０に移送する磁石部６０と、酸性溶液を貯留した酸水槽４０と、この酸水槽４０の沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部７０と、を有している。
　そして、攪拌槽３０及び第１攪拌槽３０は下部に攪拌手段３２を有するとともに、下側が漏斗状のホッパ部３０ａとなっている。尚、この攪拌手段３２及び後述の各槽に設けられる攪拌手段３３、４２、５２としては、パルセータ型の皿状羽根車を用いることが好ましい。この構成によれば、洗浄等のメンテナンスが楽であることに加え、特に攪拌槽３０、第２攪拌槽３１、酸水槽４０では攪拌を行いながら槽内に磁石部６０を出し入れすることができ、磁性粉の移送及び分離を効率良く行うことができる。
　また、このホッパ部３０ａの先には攪拌槽開閉手段３６を介して処理物沈殿部３４が設けられている。また、ホッパ部３０ａの先側の攪拌槽開閉手段３６の上には圧縮空気を放出するエア排出口２６を設けることが好ましい。また、攪拌槽開閉手段３６の下には処理物沈殿部３４内の残留空気を排出する排気管２８を設けることが好ましい。また、処理物沈殿部３４には沈殿の状態を目視可能とする観察窓３８ａもしくは沈殿状態を検知する濁度センサー等の検知手段３８ｂを設けることが好ましい。そして、処理物沈殿部３４の先側には吐出弁１０ａとポンプ手段１８と排出配管１２ａとを有する処理物排出部が接続する。尚、攪拌槽３０の沈殿物は一般的に高濃度で含水率が低いため、処理物排出部のポンプ手段１８としては詰りが生じにくい真空ポンプ等を用いることが好ましい。
　また、攪拌槽３０、第１攪拌槽３０には、槽内の上澄み液を送出する送出配管２０と開閉弁２０ａとポンプ手段２０ｂとを備えた送出手段が接続されている。そして、攪拌槽３０の送出配管２０は後述の再生水槽５０と接続する。また、第１攪拌槽３０の送出配管２０は後述の第２攪拌槽３１と接続する。また、攪拌槽３０には、槽内に純水、イオン交換水、水道水、工業用水等の所定の水を供給する給水配管１４が接続されている。
　また、第２の形態の重金属分離システム２００の第２攪拌槽３１は第１攪拌槽３０と同様に下部に攪拌手段３３を有するとともに下側が漏斗状のホッパ部３１ａとなっている。また、ホッパ部３１ａの先には第２攪拌槽開閉手段３７を介して第２攪拌槽沈殿部４５が設けられている。尚、第２攪拌槽開閉手段３７の上には圧縮空気を放出するエア排出口２６を設け、第２攪拌槽開閉手段３７の下には排気管２８を設けることが好ましい。そして、第２攪拌槽沈殿部４５の先側には吐出弁１０ｄと排出配管１２ｄとを有する第２攪拌槽排出部が接続する。また第２攪拌槽３１には、槽内に所定の水を供給する給水配管１４と、開閉弁１７ａ及びポンプ手段１７ｂを備え磁性粉分離後の残留水を第１攪拌槽３０に送出する還流配管１７を有している。
　尚、処理対象物が焼却灰の場合には、処理対象物と水との混合液はアルカリ性を示す。よって、攪拌槽３０、第１攪拌槽３０、第２攪拌槽３１とこれらに関連する部材は耐アルカリ性を有する材質、もしくは耐アルカリ性の表面処理を施すことが装置の経年劣化を防止する面から好ましい。
　また、重金属分離システム１００、２００の酸水槽４０も他の槽と同様に下部に攪拌手段４２を有するとともに下側が漏斗状のホッパ部４０ａとなっており、このホッパ部４０ａの先には酸水槽開閉手段４６を介して磁性粉沈殿部４４が設けられている。尚、このホッパ部４０ａの酸水槽開閉手段４６の上には圧縮空気を放出するエア排出口２６を設け、酸水槽開閉手段４６の下には排気管２８を設けることが好ましい。そして、磁性粉沈殿部４４の先側には吐出弁１０ｂとポンプ手段１９と排出配管１２ｂとを有する磁性粉排出部が接続する。さらに酸水槽４０には、開閉弁２２ａを備え槽内の酸性溶液を回収するための酸性溶液排出配管２２と、液面近傍に設けられるとともに開閉弁５８ａを備え無機珪素等を含む浮上物を回収する浮上物質回収配管５８とが接続している。尚、ここでの無機珪素とは無機珪酸、無機珪素化合物等を指す。また、酸水槽４０では酸性溶液を貯留するため、これらの部材等は耐酸性の材質、もしくは耐酸性の表面処理を施すことが装置の経年劣化を防止する面から好ましい。
　また、本発明に係る重金属分離システム１００は、攪拌槽３０内の上澄み液を回収して再利用するための再生水槽５０を備えていても良い。この再生水槽５０も下部に攪拌手段５２を有するとともに、下側が漏斗状のホッパ部５０ａとなっており、このホッパ部５０ａの先側には再生槽開閉手段５６を介して再生槽沈殿部５４が設けられている。尚、このホッパ部５０ａの再生槽開閉手段５６の上にも圧縮空気を放出するエア排出口２６を設け、再生槽開閉手段５６の下には排気管２８を設けることが好ましい。また、再生槽沈殿部５４の先側には、吐出弁１０ｃと排出配管１２ｃとを有する凝集物排出部が接続する。また、再生水槽５０には、開閉弁１６ａ及びポンプ手段１６ｂを備え、再生水槽５０内の再処理水を攪拌槽３０に送出する還流配管１６が接続する。
　尚、開閉手段３６、３７、５６、吐出弁１０ａ、１０ｃ、１０ｄ及び開閉弁２０ａ、１６ａ、１７ａは、接続する配管に準じた口径を有し、手動及び電気制御により開閉する電磁弁を用いることが好ましい。また、酸水槽開閉手段４６、吐出弁１０ｂ、開閉弁２２ａ、５８ａは安価な手動弁を用いることが好ましい。
　また磁石部６０は、複数の棒状磁石６２と、この複数の棒状磁石６２を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部６４と、を有している。そして、第１の形態の重金属分離システム１００では、磁石部６０が移送手段６６によって攪拌槽３０と酸水槽４０との間を移動する。また、第２の形態の重金属分離システム２００では第２攪拌槽３１と酸水槽４０との間を移動する。また、磁石部６０は移送手段６６によって所定の範囲で上下方向に移動が可能で、これにより磁石部６０を攪拌槽３０、第２攪拌槽３１及び酸水槽４０内へ出し入れすることができる。
　ここで、図３を用いて磁石部６０の好ましい構成及び外形寸法を説明する。ここで、図３（ａ）は磁石部６０を攪拌槽３０、第２攪拌槽３１に入れた状態の模式的な平面図であり、図３（ｂ）は模式的な側面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、棒状磁石６２は所定の長さを有し、上端側が保持部６４に固定されて下方に垂下するように固定される。この棒状磁石６２に用いる磁石には特に限定は無く、周知のフェライト磁石、希土類磁石等の永久磁石や電磁石を用いることができる。また、棒状磁石６２の径にも特に限定は無くφ５０ｍｍ程度のものを用いることが好ましい。さらに、棒状磁石６２は攪拌槽３０、第２攪拌槽３１内の全体に略均等に挿入されることが磁性粉の回収効率の面から好ましい。よって、磁石部６０の両最外部に位置する棒状磁石６２間の距離Ｌ１は、攪拌槽３０、第２攪拌槽３１の内径寸法（攪拌槽３０、第２攪拌槽３１が角形の場合には各辺の内寸）Ｌ２の８０％～９０％とすることが好ましい。また、棒状磁石６２の保持部６４への設置本数、設置間隔は棒状磁石６２の磁力によって適宜設定され、棒状磁石６２の磁力が比較的弱い場合には密に配列し、比較的強い場合には疎に配列する。ただし、一般的な棒状磁石６２であれば概ね２ｃｍ～５０ｃｍ程度の範囲で等間隔に保持部６４に配列固定することが好ましい。尚、棒状磁石６２に永久磁石を用いる場合には、面積の広い側面が磁着面として機能する径方向着磁の磁石を用いた方が磁性粉の回収効率の面から好ましい。このときの棒状磁石６２の磁束密度は１００Ｇ～２００００Ｇ（ガウス）のものを用いることが可能であり、８０００Ｇ～１４０００Ｇのものを用いることが特に好ましい。そして、径方向着磁の棒状磁石６２を用いた場合、棒状磁石６２を攪拌槽３０、第２攪拌槽３１のなるべく深くまで浸漬することが好ましい。よって、棒状磁石６２の長さは、図３に示すようにホッパ部３０ａ、３１ａの上位置から液面までの距離Ｔよりも長くすることが好ましい。また、図１に示すように、棒状磁石６２の長さを中心側を長く、周側を短くしホッパ部３０ａ、３１ａに沿うようにしても構わない。この構成によれば、棒状磁石６２をホッパ部３０ａ、３１ａの側まで挿し入れることができるため、磁性粉の磁着をさらに効率良く行うことができる。また、棒状磁石６２が電磁石の場合には、磁着面である端面が攪拌槽３０、第２攪拌槽３１の中程に位置する長さが好ましい。また、磁着面である端面が攪拌槽３０、第２攪拌槽３１内の全体に分布するよう異なる長さの棒状磁石６２を配列するようにしても良い。
　また、磁石部６０には磁性粉の磁着を解除する消磁手段８０が設けられる。ここで、図４に消磁手段８０の一例を示す。尚、図４においては、棒状磁石６２の長さが等しい例を示している。先ず、棒状磁石６２が永久磁石の場合の消磁手段８０としては、図４（ａ）に示すように、棒状磁石６２と同数で同位置に配列固定され、棒状磁石６２が挿入可能で自身は磁力を有さない鞘管８２と、これら鞘管８２を棒状磁石６２から抜き差しする着脱機構８４と、を備えるものが好ましい。また、棒状磁石６２が電磁石の場合の消磁手段８０としては、図４（ｂ）に示すように、棒状磁石６２を励磁するコイル８６への通電をオン・オフするスイッチ機構８８とすることが好ましい。尚、電磁石の棒状磁石６２及び鞘管８２は酸水槽４０にて酸性溶液に浸漬するため、耐酸性の材質、もしくは耐酸性の表面処理を施すことが好ましい。
　また、磁性粉回収部７０は、排出配管１２ｂから吐出した酸水槽４０の沈殿物を受ける受け槽７２と、沈殿物中の磁性粉を分離回収する磁性粉分離手段７４と、を有している。尚、磁性粉分離手段７４としては周知の永久磁石、電磁石、もしくは周知のフィルタ等を用いることができる。そして、磁性粉分離手段７４に永久磁石を用いる場合には鞘管やカバー板等の消磁手段を備え、電磁石の場合には磁性粉分離手段７４を励磁するコイルへの通電をオン・オフするスイッチ機構を備えることが好ましい。
　次に、本発明に係る重金属分離システム１００の動作を説明する。先ず、攪拌槽開閉手段３６、開閉弁２０ａを閉じた状態で、攪拌槽３０に水を供給する。この際、供給する水はｐＨ７～８程度の中性に調整された再生水槽５０内の再処理水を用いることが好ましい。また、純水、イオン交換水、水道水、工業用水等を用いても良い。尚、攪拌槽３０の水に再処理水を用いる場合、再生水槽５０側の開閉弁１６ａを電気制御もしくは手動にて開状態とし、ポンプ手段１６ｂを起動して還流配管１６を通して再生水槽５０内の再処理水を攪拌槽３０に供給する。また、再処理水が不足した場合等には、給水配管１４から適宜、水道水、工業用水、純水、イオン交換水等を供給する。尚、処理対象物が焼却灰の場合、その給水量は概ね処理対象物の重量の４倍～５倍程度とすることが好ましい。また、処理対象物が汚水の場合には、汚水の濃度に応じて適宜これらの水を供給する。
　次に、焼却灰、下水処理汚泥、汚水等の処理対象物を所定量攪拌槽３０に投入する。処理対象物の投入方法は圧送、ベルトコンベア、ホッパ等による落下等、如何なる手法を用いても良い。このようにして攪拌槽３０に水及び処理対象物が投入されると、攪拌手段３２が動作して処理対象物を水中に攪拌する。尚、処理対象物が焼却灰の場合には、処理対象物との混合水はアルカリ性となる。
　これと前後して、攪拌槽３０内に磁性粉を所定量投入する。このとき使用する磁性粉としてはフェライトやマグネタイトのような磁性酸化物粉末、磁性を有する金属粉等、如何なるものを用いても良い。尚、磁性粉は磁石に磁着するものの基本的に自身は磁力を備えてはいない。また、磁性粉は負荷磁場３９８ｋＡ／ｍにおける飽和磁化量が１０Ａｍ２／ｋｇ～３００Ａｍ２／ｋｇのものを用いることが好ましい。さらに、磁性粉の平均粒径は１００μｍ以下が好ましく、特に１０ｎｍ～５００ｎｍが好ましい。また、磁性粉の投入量は処理対象物の重量に対して１ｗｔ％～１００ｗｔ％が好ましく、特に１０ｗｔ％程度が好ましい。尚、磁性粉の製造方法としては、湿式酸化法等の周知の製造方法を用いることができる。
　そして、処理対象物と磁性粉とは攪拌手段３２によって攪拌槽３０内にて攪拌される。このときの攪拌手段３２の回転数及び攪拌時間は攪拌槽３０の容量、処理対象物の種類及び量、水の量、攪拌手段３２の能力等にもよるが、概ね１０ｒｐｍ～３０００ｒｐｍ、好適には２００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍで３０ｍｉｎ程度とすることが好ましい。この際、エア排出口２６から圧縮空気を放出し、攪拌槽３０の底部、即ち攪拌槽開閉手段３６の上面に処理対象物及び磁性粉が堆積しないようにすることが好ましい。これにより、水中の重金属成分は電気的な引力等によって磁性粉に吸着する。また、水中に無機珪素が存在する場合には、これも磁性粉に吸着する。
　次に、処理対象物及び磁性粉が攪拌槽３０の底に堆積しないように維持しながら移送手段６６を動作させる。そして、磁石部６０を攪拌槽３０内の磁性粉混合水中に浸漬する。これにより、棒状磁石６２の磁着面もしくは鞘管８２の表面に磁性粉が重金属成分等を吸着したまま磁着する。
　次に、移送手段６６は磁石部６０を攪拌槽３０内から取り出す。このとき、処理対象物は磁石部６０には付着せず、攪拌槽３０内に残留する。そして、移送手段６６は磁石部６０を酸水槽４０上に移動させて酸水槽４０内の酸性溶液中に浸漬する。このとき酸水槽開閉手段４６、吐出弁１０ｂ、開閉弁２２ａ、５８ａは閉じた状態にある。またこのとき、攪拌手段４２を回転動作させるとともにエア排出口２６から圧縮空気を放出し、酸水槽４０内の酸性溶液を攪拌状態とすることが好ましい。尚、酸水槽４０の酸性溶液に用いる酸としては塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸類が好ましく、特に硝酸を４倍程度の純水で希釈して用いることが好ましい。また、この酸性溶液を再生した強酸性水を使用することが環境面、コスト面から特に好ましい。
　次に、酸水槽４０の攪拌状態を維持したまま、消磁手段８０を動作させ磁石部６０の磁性粉の磁着を解除する。例えば、図４（ａ）に示す鞘管８２を用いた消磁手段８０では、着脱機構８４を保持して鞘管８２を酸水槽４０の酸性溶液中に浸漬したまま磁石部６０を上昇させる。これにより、棒状磁石６２は鞘管８２内から抜き出されて鞘管８２表面の磁性粉の磁着は解除される。これにより、磁性粉及び重金属成分等は酸水槽４０の酸性溶液中に脱落する。磁性粉が脱落した鞘管８２は着脱機構８４によって上昇し、酸水槽４０から取り出されるとともに棒状磁石６２に着用される。また、図４（ｂ）に示す電磁石で構成された棒状磁石６２に対する消磁手段８０では、棒状磁石６２を酸性溶液中に浸漬したままスイッチ機構８８をオフする。これにより、棒状磁石６２を励磁するコイル８６への通電が停止し、磁性粉の磁着は解除される。これにより、磁性粉及び重金属成分等は酸水槽４０の酸性溶液中に脱落する。その後、磁石部６０は移送手段６６によって酸水槽４０から取り出される。そして、スイッチ機構８８がオンし、棒状磁石６２は磁石として再び機能する。
　この磁石部６０による磁性粉及び重金属成分等の移送は、棒状磁石６２に磁着する吸着物が無くなるまで５回～６回繰り返し行われる。そして、酸水槽４０内に脱落した磁性粉及び重金属成分等は酸性溶液によって吸着状態が解除され分離する。尚、この際エア排出口２６から放出された空気はこれら重金属成分の酸化還元反応を促す機能も有する。
　磁性粉及び重金属成分が磁石部６０によって移送されると、攪拌槽３０の攪拌手段３２の回転動作及びエア排出口２６からのエア放出は停止する。そして、攪拌槽開閉手段３６が電気制御もしくは手動にて開状態となる。このとき吐出弁１０ａは閉じた状態にある。尚、処理物沈殿部３４には排気管２８が接続しているため、処理物沈殿部３４内には空気が残留せず攪拌槽開閉手段３６の開動作時に処理物沈殿部３４内のエアが攪拌槽３０内に放出されることも無い。そして、この状態で３ｍｉｎ～６０ｍｉｎ静置する。これにより、処理対象物は開状態にある攪拌槽開閉手段３６を通って処理物沈殿部３４内に沈殿する。この処理対象物の沈殿状態は観察窓３８ａによる目視や検知手段３８ｂによってモニタされる。そして、処理対象物が処理物沈殿部３４内に十分に沈殿したと判断された場合、攪拌槽開閉手段３６を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。そして、処理物排出部の吐出弁１０ａを電気制御もしくは手動にて開状態とした後、ポンプ手段１８を起動する。これにより、処理物沈殿部３４内に沈殿した処理対象物は処理物排出部の排出配管１２ａを通して所定の槽に排出される。尚、処理対象物に含まれる重金属成分、無機珪素等の鉱物類は前述のように磁性粉と磁石部６０とによって酸水槽４０へ移送され、また塩類等は、攪拌槽３０内の上澄み液中に溶出しているため、沈殿した処理対象物はこれらの成分をほとんど含まず、特に重金属成分は環境省の基準以下となる。よって、処理物排出部で排出された処理対象物は、所定の埋立て処理等が可能である他、例えば焼却灰の場合にはセメントやコンクリートブロックの材料として再利用することができる。
　また、攪拌槽開閉手段３６の閉塞後、送出手段の開閉弁２０ａが電気制御もしくは手動にて開状態とされ、ポンプ手段２０ｂが起動する。この際、再生水槽５０の再生槽開閉手段５６、開閉弁１６ａは閉じた状態にある。これにより、攪拌槽３０の上澄み液は送出配管２０を通して再生水槽５０に送出される。上澄み液の送出が完了すると、開閉弁２０ａは閉塞し、ポンプ手段２０ｂは停止する。
　そして、再生水槽５０へ送出された攪拌槽３０の上澄み液は、攪拌手段５２によって攪拌されながら例えばカルシウム系の凝固剤が所定量投入される。これにより上澄み液中に残存する塩類等が例えば塩化カルシウムとなって凝固する。この際、エア排出口２６から圧縮空気を放出し、再生水槽５０の底部、即ち再生槽開閉手段５６の上面に凝集物が堆積しないようにすることが好ましい。そして、塩類等が凝固すると、攪拌手段５２の回転動作及びエア排出口２６からのエア放出は停止するとともに再生槽開閉手段５６が電気制御もしくは手動にて開状態とされる。このとき、吐出弁１０ｃは閉状態にある。尚、再生槽沈殿部５４には排気管２８が接続しているため、再生槽沈殿部５４内には空気が残留せず再生槽開閉手段５６の開動作時に再生槽沈殿部５４内のエアが再生水槽５０内に放出されることも無い。そして、この状態で静置する。これにより、塩類等の凝集物は開状態にある再生槽開閉手段５６を通って再生槽沈殿部５４内に沈殿する。そして、所定の時間が経過して凝集物が再生槽沈殿部５４内に十分に沈殿した後、再生槽開閉手段５６を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。次に、凝集物排出部の吐出弁１０ｃを電気制御もしくは手動にて開状態とする。これにより、再生槽沈殿部５４内に沈殿した凝集物は凝集物排出部の排出配管１２ｃを通して所定の槽に排出される。排出された凝集物はその物質に応じたしかるべき処理に付される。また、塩類等の凝集物が分離除去された再処理水は、フィルタ等によりその他の夾雑物が除去された後、水道水（市水）、工業用水、純水、イオン交換水等で適宜希釈され、または添加物の投入により、ｐＨが中性程度に調整された後、前述のように開閉弁１６ａ、ポンプ手段１６ｂにより還流配管１６を通して適宜攪拌槽３０に供給され再利用される。
　また、磁石部６０による酸水槽４０への磁性粉及び重金属成分等の移送が完了すると、攪拌手段４２の回転動作及びエア排出口２６からのエア放出は停止する。そして、酸水槽開閉手段４６が電気制御もしくは手動にて開状態となる。このとき吐出弁１０ｂは閉じた状態にある。尚、磁性粉沈殿部４４には排気管２８が接続しているため、磁性粉沈殿部４４内には空気が残留せず酸水槽開閉手段４６の開動作時に磁性粉沈殿部４４内のエアが酸水槽４０内に放出されることも無い。そして、磁性粉及び重金属成分等は酸性溶液中で２４ｈｒ程度静置される。これにより、磁性粉及び重金属成分は開状態にある酸水槽開閉手段４６を通って磁性粉沈殿部４４内に沈殿する。また、無機珪素等は気泡を伴って酸水槽４０の表面に浮上する。そして、所定の時間が経過して磁性粉及び重金属成分が磁性粉沈殿部４４内に十分に沈殿し無機珪素等が浮上すると、酸水槽開閉手段４６を閉塞するとともに磁性粉排出部の吐出弁１０ｂを開状態とし、ポンプ手段１９を起動する。これにより、磁性粉沈殿部４４内に沈殿した磁性粉及び重金属成分は磁性粉排出部の排出配管１２ｂを通して磁性粉回収部７０の受け槽７２に排出される。また、これと前後して開閉弁５８ａが開くとともに浮上物質回収配管５８に接続した図示しないポンプ手段が起動する。これにより、無機珪素を含む浮上物が浮上物質回収配管５８を通して所定の槽に排出される。排出された浮上物はその物質に応じたしかるべき処理に付される。尚、沈殿物と浮上物の排出された酸性溶液はそのままもしくは不足分の酸が補充され強酸性水として再使用される。また、適宜、酸性溶液排出配管２２を通して回収される。
　受け槽７２に排出された磁性粉及び重金属成分は磁性粉分離手段７４によって分離される。ここで、磁性粉分離手段７４に磁石を用いた場合、受け槽７２に排出された磁性粉及び重金属成分に磁性粉分離手段７４を近接もしくは接触させる。これにより、磁性粉分離手段７４に磁性粉が磁着する。この磁性粉の分離は湿式で行っても良いし、乾燥後に乾式で行っても良い。尚、磁性粉と重金属成分は酸性溶液によって分離されているため、磁性粉分離手段７４には磁性粉のみが磁着し、他の重金属成分等は受け槽７２側に残留する。そして、磁性粉分離手段７４に磁着した磁性粉は磁性粉分離手段７４の消磁手段によって磁性粉分離手段７４から脱落し回収される。尚、回収された磁性粉は適宜水洗・乾燥等が施され、再利用される。また、受け槽７２に残留した重金属成分はしかるべき廃棄処理もしくは周知の方法により物質ごとに分離され再利用される。
　次に、本発明に係る第２の形態の重金属分離システム２００の動作を説明する。先ず、攪拌槽開閉手段３６、開閉弁２０ａを閉じた状態で、処理対象物を所定量第１攪拌槽３０に投入する。処理対象物の投入方法は第１の形態と同様に如何なる手法を用いても良い。
　次に、第１攪拌槽３０に水を供給する。この際、供給する水は第２攪拌槽３１内の磁性粉分離後の残留水をｐＨ７～８程度の中性に調整して用いても良い。この場合、第２攪拌槽３１側の開閉弁１７ａを電気制御もしくは手動にて開状態とし、ポンプ手段１７ｂを起動して還流配管１７を通して第２攪拌槽３１内の残留水を第１攪拌槽３０に供給する。このとき、第１攪拌槽３０の水が不足した場合等には、給水配管１４等から市水もしくは工業用水を供給するようにしても良い。尚、第１攪拌槽３０の水量は第１の形態と同様に、処理対象物が焼却灰の場合は概ね処理対象物の重量の４倍～５倍程度とし、処理対象物が汚水の場合には、汚水の濃度に応じた量とする。
　第１攪拌槽３０に水及び処理対象物が投入されると、攪拌手段３２が回転動作するとともにエア排出口２６から圧縮空気が放出され、処理対象物を水中に攪拌する。このときの各条件も第１の形態と同様である。そして、この攪拌により、処理対象物中の重金属成分はこの混合水中に溶解する。
　次に、攪拌手段３２の回転及びエア排出口２６からのエア放出を停止するとともに、攪拌槽開閉手段３６を電気制御もしくは手動にて開状態とする。このとき吐出弁１０ａは閉じた状態にある。尚、処理物沈殿部３４には排気管２８が接続しているため、処理物沈殿部３４内には空気が残留せず攪拌槽開閉手段３６の開動作時に処理物沈殿部３４内のエアが第１攪拌槽３０内に放出されることも無い。そして、この状態で３ｍｉｎ～６０ｍｉｎ静置する。これにより、処理対象物は開状態にある攪拌槽開閉手段３６を通って処理物沈殿部３４内に沈殿する。この処理対象物の沈殿状態は観察窓３８ａによる目視や検知手段３８ｂによってモニタされる。そして、処理対象物が処理物沈殿部３４内に十分に沈殿したと判断された場合、攪拌槽開閉手段３６を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。そして、処理物排出部の吐出弁１０ａを電気制御もしくは手動にて開状態とした後、ポンプ手段１８を起動する。これにより、処理物沈殿部３４内に沈殿した処理対象物は処理物排出部の排出配管１２ａを通して所定の槽に排出される。尚、処理対象物に含まれる重金属成分、無機珪素等の鉱物類、塩類等は、第１攪拌槽３０内の上澄み液中に溶出しているため、沈殿した処理対象物はこれらの成分をほとんど含まず、特に重金属成分は環境省の基準以下となる。よって、処理物排出部で排出された処理対象物は、所定の埋立て処理等が可能である他、例えば焼却灰の場合にはセメントやコンクリートブロックの材料として再利用することができる。
　また、攪拌槽開閉手段３６の閉塞後、送出手段の開閉弁２０ａが電気制御もしくは手動にて開状態とされ、ポンプ手段２０ｂが起動する。この際、第２攪拌槽３１の第２攪拌槽開閉手段３７、開閉弁１７ａは閉じた状態にある。これにより、重金属成分等が溶解した第１攪拌槽３０の上澄み液は送出配管２０を通して第２攪拌槽３１に送出される。上澄み液の送出が完了すると、開閉弁２０ａは閉塞し、ポンプ手段２０ｂは停止する。
　次に、第２攪拌槽３１に送出された上澄み液には給水配管１４から市水もしくは工業用水が給水され、これにより上澄み液のｐＨは中性に調整される。次に、ｐＨの調整された上澄み液に磁性粉を所定量投入するとともに攪拌手段３３を起動して上澄み液と磁性粉とを混合攪拌する。攪拌手段３３による攪拌時間は第２攪拌槽３１の容量や攪拌手段３３の能力にもよるが概ね１０ｍｉｎ程度である。この際、エア排出口２６から圧縮空気を放出し、第２攪拌槽３１の底部、即ち第２攪拌槽開閉手段３７の上面に磁性粉が堆積しないようにすることが好ましい。そして、上澄み液中に溶解した重金属成分はｐＨが中性に調整されることで析出し、電気的な引力等によって磁性粉に吸着する。また、上澄み液中に無機珪素が存在する場合には、これも磁性粉に吸着する。尚、ｐＨを中性に調整することで磁性粉と重金属成分との吸着力は増大する。
　次に、磁性粉が第２攪拌槽３１の底に堆積しない程度に攪拌しながら、移送手段６６を動作させ磁石部６０を第２攪拌槽３１内の磁性粉混合水中に浸漬する。これにより、棒状磁石６２の磁着面もしくは鞘管８２の表面に磁性粉が重金属成分等を吸着したまま磁着する。
　次に、移送手段６６は磁石部６０を第２攪拌槽３１内から取り出し、酸水槽４０上に移動させて酸水槽４０中に浸漬する。次に、第１の形態と同様に消磁手段８０を動作させ磁石部６０の磁性粉の磁着を解除する。これにより、磁性粉及び重金属成分等は酸水槽４０の酸性溶液中に脱落する。この磁石部６０による磁性粉及び重金属成分等の第２攪拌槽３１から酸水槽４０への移送は、棒状磁石６２に磁着する磁性粉が無くなるまで５回～６回繰り返し行われる。酸水槽４０に移送された磁性粉及び重金属成分等は第１の形態と全く同様にして酸水槽４０内で分離された後、磁性粉沈殿部４４内に沈殿し、磁性粉回収部７０に排出される。そして、磁性粉回収部７０にて磁性粉と重金属成分との分離が行われる。
　また、磁石部６０によって磁性粉が移送された第２攪拌槽３１中の残留水には例えばカルシウム系の凝固剤が所定量投入される。これにより残留水中に残存する塩類等が例えば塩化カルシウムとなって凝固する。この際、エア排出口２６から圧縮空気を放出し、第２攪拌槽３１の底部、即ち第２攪拌槽開閉手段３７の上面に凝集物が堆積しないようにすることが好ましい。塩類等が凝固すると、エア排出口２６からのエア放出及び攪拌手段３３の回転が停止するとともに第２攪拌槽開閉手段３７が電気制御もしくは手動にて開状態とされる。このとき、吐出弁１０ｄは閉状態にある。尚、第２攪拌槽沈殿部４５には排気管２８が接続しているため、第２攪拌槽沈殿部４５内には空気が残留せず第２攪拌槽開閉手段３７の開動作時に第２攪拌槽沈殿部４５内のエアが第２攪拌槽３１内に放出されることも無い。そして、この状態で静置する。これにより、塩類等の凝集物は開状態にある第２攪拌槽開閉手段３７を通って第２攪拌槽沈殿部４５内に沈殿する。そして、所定の時間が経過して凝集物が第２攪拌槽沈殿部４５内に十分に沈殿した後、第２攪拌槽開閉手段３７を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。次に、第２攪拌槽排出部の吐出弁１０ｄを電気制御もしくは手動にて開状態とする。これにより、第２攪拌槽沈殿部４５内に沈殿した凝集物は第２攪拌槽排出部の排出配管１２ｄを通して所定の槽に排出される。排出された凝集物はその物質に応じたしかるべき処理に付される。また、塩類等の凝集物が分離除去された残留水は前述のように開閉弁１７ａ、ポンプ手段１７ｂにより還流配管１７を通して適宜第１攪拌槽３０に供給され再利用される。この際、残留水は水道水（市水）または工業用水等で希釈され、ｐＨが中性程度に調整される。
　次に、本発明に係る第１の形態の重金属分離システム１００のスモールスケールによる実験結果を以下に示す。先ず、攪拌槽３０に水５Ｌと処理対象物としての可燃ごみの焼却灰１Ｋｇと磁性粉１３０ｇを投入し、２００～３００ｒｐｍで３０ｍｉｎ攪拌した。このとき使用した磁性粉は平均粒径５０μｍで負荷磁場３９８ｋＡ／ｍにおける飽和磁化量が４０ｅｍｕ／ｇのものを用いた。また、酸水槽４０に濃度２５％の硝酸水溶液５Ｌを用意した。そして、１４０００Ｇ（ガウス）の棒状磁石６２により磁性粉を攪拌槽３０から酸水槽４０に移送した。移送は棒状磁石６２に吸着物が吸着（磁着）しなくなるまで６回行った。そして、磁性粉を沈殿させた後、排出して分離物を得た。そして、処理前の処理対象物と、分離物と、処理後の処理対象物（残渣物）中の金属成分の含有率を定量した。その結果を図５に示す。尚、図５中の分離物の鉄成分（Ｆｅ）、マンガン成分（Ｍｎ）が増大しているのは磁性粉の存在による影響である。
　図５から、分離物中に重金属成分及び金属成分が検出され、本発明に係る重金属分離システムにより重金属成分の分離が可能なことが判る。尚、処理後の処理対象物中にも重金属成分は残留しているが、これは磁性粉の量や各種条件等を最適化することで、環境基準値以下とすることが可能である。
　以上のように、本発明に係る重金属分離システム１００、２００は、処理対象物中の重金属成分を磁性粉に吸着させ、磁石部６０によって重金属成分を磁性粉ごと酸水槽４０に移送する。そして、酸水槽４０中の酸性溶液によって磁性粉と重金属成分との吸着状態を解消するとともに磁性粉回収部７０へ吐出し、この磁性粉回収部７０において重金属成分と磁性粉とを分離する。そして、これらが機能的に動作することで、焼却灰等の処理対象物中の重金属を低コスト且つ効率良く分離回収することができる。
　尚、本例で示した重金属分離システム１００、２００の各部の構成、形状、動作、各条件、配管経路等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
　　　　　　３０　　攪拌槽、第１攪拌槽
　　　　　　３１　　第２攪拌槽
　　　　　　３２、３３　攪拌手段
　　　　　　３４　　処理物沈殿部
　　　　　　３６　　攪拌槽開閉手段
　　　　　　４０　　酸水槽
　　　　　　４４　　磁性粉沈殿部
　　　　　　４６　　酸水槽開閉手段
　　　　　　５０　　再生水槽
　　　　　　５８　　浮上物質回収配管
　　　　　　６０　　磁石部
　　　　　　６２　　棒状磁石
　　　　　　６４　　保持部
　　　　　　６６　　移送手段
　　　　　　７０　　磁性粉回収部
　　　　　　８０　　消磁手段
　　　　　　８２　　鞘管
　　　　　　８４　　着脱機構
　　　　　　８８　　スイッチ機構
　　　　　　１００、２００　重金属分離システム

 

Claims (9)

  1. 攪拌手段を備え、磁性粉と重金属成分を含有する処理対象物とを水中で攪拌する攪拌槽と、
    前記攪拌槽の下方に設けられた処理物沈殿部と、
    前記処理物沈殿部と前記攪拌槽との間を開閉する攪拌槽開閉手段と、
    前記処理物沈殿部内の沈殿物を排出する処理物排出部と、
    酸性溶液を貯留した酸水槽と、
    前記酸水槽の下方に設けられた磁性粉沈殿部と、
    前記磁性粉沈殿部と前記酸水槽との間を開閉する酸水槽開閉手段と、
    前記磁性粉沈殿部内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する磁性粉排出部と、
    前記攪拌槽及び酸水槽内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部と、
    前記磁石部を移送する移送手段と、
    前記磁石部の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記酸水槽内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段と、
    前記磁性粉排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部と、を有し、
    前記磁石部は、複数の棒状磁石と、前記複数の棒状磁石を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部と、を有することを特徴とする重金属分離システム。
  2. 攪拌手段を備え重金属成分を含有する処理対象物を水中で攪拌する第１攪拌槽と、
    前記第１攪拌槽の下方に設けられた処理物沈殿部と、
    前記処理物沈殿部と前記第１攪拌槽との間を開閉する攪拌槽開閉手段と、
    前記処理物沈殿部内の沈殿物を排出する処理物排出部と、
    前記第１攪拌槽内の上澄み液を送出する送出手段と、
    攪拌手段を備え前記送出手段から送出された上澄み液と磁性粉とを攪拌する第２攪拌槽と、
    前記第２攪拌槽内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部と、
    前記磁石部を移送する移送手段と、
    前記磁石部が出し入れ可能な酸水槽と、
    前記磁石部の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記酸水槽内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段と、
    前記酸水槽の下方に設けられた磁性粉沈殿部と、
    前記磁性粉沈殿部と前記酸水槽との間を開閉する酸水槽開閉手段と、
    前記磁性粉沈殿部内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する磁性粉排出部と、
    前記磁性粉排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部と、を有し、
    前記磁石部は、複数の棒状磁石と、前記複数の棒状磁石を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部と、を有することを特徴とする重金属分離システム。
  3. 攪拌槽内の上澄み液を貯留して、凝固剤の投入により凝集物を除去した後、前記攪拌槽に送出する再生水槽を有することを特徴とする請求項１記載の重金属分離システム。
  4. 棒状磁石が攪拌槽の内形寸法の８０％～９０％の位置まで設けられ、かつ５ｃｍ～５０ｃｍの等間隔で配列固定されることを特徴とする請求項１に記載の重金属分離システム。
  5. 棒状磁石が第２攪拌槽の内形寸法の８０％～９０％の位置まで設けられ、かつ５ｃｍ～５０ｃｍの等間隔で配列固定されることを特徴とする請求項２に記載の重金属分離システム。
  6. 磁性粉が、負荷磁場３９８ｋＡ／ｍにおける飽和磁化量が１０Ａｍ２／ｋｇ～３００Ａｍ２／ｋｇであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重金属分離システム。
  7. 棒状磁石が、側面に磁着面を備え磁束密度が１００Ｇ～２００００Ｇの永久磁石であり、
    消磁手段が、前記棒状磁石を挿入可能な鞘管と、前記鞘管を前記棒状磁石から抜き差しする着脱機構と、を有し、
    前記棒状磁石を鞘管に収めた状態で槽内の磁性粉を重金属成分ごと前記鞘管表面に磁着するとともに、酸水槽中の酸性溶液に浸漬した状態で前記鞘管から棒状磁石を抜くことで磁着を解除し前記磁性粉を前記酸水槽内に脱落させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重金属分離システム。
  8. 棒状磁石が電磁石であり、消磁手段が前記棒状磁石への通電をオン・オフするスイッチ機構であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重金属分離システム。
  9. 酸水槽内に浮上する無機珪素を含む浮上物を回収する浮上物質回収配管を前記酸水槽の液面近傍に備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重金属分離システム。

     
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