JP2003001267A - 排ガスに含まれる水銀の除去方法 - Google Patents

排ガスに含まれる水銀の除去方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シュレッダーダストを含む燃料を用いて硫黄
含有鉱石の製錬を行う製錬炉から排出される排ガス中の
水銀成分を簡便にかつ効果的に除去し得る。 【解決手段】 シュレッダーダストを含む燃料を用いて
硫黄含有鉱石の製錬を行う製錬炉11から発生する排ガ
ス中の水銀除去方法の改良である。その特徴ある構成
は、製錬炉から発生する排ガスを水で洗浄してSO2
主とするガスと排水とに分離するガス洗浄工程12と、
排水に含まれる固形分を分離する固液分離工程14と、
固形分を分離した排水を水銀除去剤に接触させて水銀成
分を除去する水銀成分除去工程17と、水銀成分を除去
した排水にCaCO3を加えて硫酸成分を分離する排水
一次処理工程18と、硫酸成分を分離した排水に固液分
離工程で分離した原水スラッジの一部とCa(OH)2
を加えて排水に主として含まれる重金属を二次スラッジ
として分離する排水二次処理工程21とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シュレッダーダス
トを含む燃料を用いて硫黄を含む鉱石の製錬を行う製錬
炉から排出される排ガスに含まれる水銀成分を簡便かつ
効果的に除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属製錬や石油、石炭を燃料とす
るボイラーの排ガス中には、水銀等の有害な重金属が含
まれるため、厳格な排出基準が定められており、製錬所
や発電所等の排煙や排水は、この排出基準を越えないよ
うに完全にコントロールされて排出されている。例えば
銅の製錬における排ガスの処理方法としては、図5に示
すように、製錬炉1で硫黄を含む鉱石を石炭や重油を主
として含む燃料を用いて製錬する。製錬により製錬炉1
からはSO2ガス、SO3、MSO4(Mは重金属類)等
を含む硫黄成分、水銀成分等が含まれた排ガスが発生す
る。この排ガスはガス洗浄工程2に送られ、そこで水の
存在下で吸着剤や気液接触させることにより、SO2
スを主成分とするガスとSO2ガス以外のSO3、MSO
4等を含む硫黄成分及び水銀成分等を含む排水とに分離
する。即ち、ガス洗浄工程2では洗浄水にSO2ガス以
外のSO3、MSO4等を含む硫黄成分及び水銀成分等を
吸収させる。このうちSO3は洗浄水と反応して硫酸
(H2SO4)となる。ガス洗浄工程2で分離されたSO
2ガスを主成分とするガスは、SO2ガスを硫酸や石膏と
して除去回収して、全ての有害物が排出基準以下に規制
された状態で系外へ排出される。また、ガス洗浄工程2
で分離された排水には、水銀成分が多く存在するが、水
銀成分は排水(pH1以下)に含まれる固形分に多く含
まれるため、固液分離工程4で固形分と排水とに分離す
る。具体的には、排水をシックナー等で濃縮し、この濃
縮してスラリー状とした原水スラリーを固液分離するこ
とにより、固形分を排水より分離する。分離した固形分
は原水スラッジであり、この原水スラッジは製錬炉1に
再供給したり、原水スラッジの一部を後述する排水二次
処理工程7に原水スラリーのまま供給したり、或いは系
外に排出(ブリードオフ)したりする。
【0003】固液分離工程4で固形分を分離した排水
は、排水一次処理工程5において、炭酸カルシウム(C
aCO3)を添加することにより、排水のpHを2〜4
に調整して硫黄成分のうち硫酸成分のみを固定化し、固
液分離することにより硫酸成分を石膏(CaSO4)と
して分離回収する。このとき、排水中に溶解している水
銀は硫酸成分とともに分離され、石膏に移行する。排水
一次処理工程5で石膏を分離した排水は、排水二次処理
工程7において、前述した固液分離工程4で分離した原
水スラッジの一部(原水スラリー状態)とともに水酸化
カルシウム(Ca(OH)2)を添加することにより、排
水のpHを11〜12に調整して原水スラッジ(原水ス
ラリー)に含まれる水銀とともに排水に主として含まれ
る重金属を固定化し、固液分離することにより重金属を
含まない排水を得る。全ての有害物が排出基準以下に規
制された状態で排水は系外へ放流される。排水二次処理
工程7で固定化した固形分は二次スラッジとして製錬炉
1に再供給される。
【0004】上記方法のように、これら排ガスに含まれ
る有害物除去技術はほぼ確立しているが、更に種々の改
良技術が提案されている(特開平7−308542、特
開平9−308817、特開平10−216476)。
特開平7−308542号公報には、鉛精鉱又は人工的
に合成した硫化鉛(PbS)と、天然に産する黄鉄鉱
(FeS2)等の硫化鉄鉱又は合成した硫化鉄との混合
物を多孔性物質担体上に担持させたものからなる吸収剤
に気体状又はミスト状の水銀を随伴する排ガスを通過さ
せることにより、水銀を吸着除去する排ガス中の水銀の
除去方法が示されている。この方法では、硫化鉛に硫化
鉄を混在させて多孔質物質担体に担持された吸収剤は長
時間安定的に使用できる上、水銀の吸着効率もよく、吸
収剤単位重量当たりの水銀除去能力が高いため、吸収剤
を充填する充填層を小型化できる効果がある。また特開
平9−308817号公報には、粉粒体を供給して形成
されるバグフィルタによりバグフィルタ濾布表面の粉粒
層で有害物を吸収、濾過又は捕捉して除去する方法の改
良技術が示され、このバグフィルタ出口の排ガス中の有
害物の濃度のうちの1つ以上を測定し、その濃度の増減
に基づいてバグフィルタ表面の粉粒層形成に使用される
粉粒体の供給量を増減することにより、排ガス中の有害
物を除去するために供給する粉体の吹込み量を必要最低
限にすることが可能になる。特開平10−216476
号公報には、脱硫装置に使用される循環液、吸収液、湿
式電気集塵機に使用される供給水、循環水、集塵機本体
内の水、及び集塵機入口の排ガスの少なくともいずれか
に水銀除去剤を添加する方法が示され、この方法によ
り、排出源から多量に排出される、水銀濃度が10μg
/Nm3以下のオーダーの超低濃度の排ガス中の水銀、
特に金属水銀蒸気を除去できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方近年では、膨大に
排出される産業廃棄物の処理が重大な社会問題となって
おり、この産業廃棄物を有効に処理するため、廃家電や
自動車等の粗大ゴミから再利用できる部分を取外し、残
余の部分を小さい破片に破砕してシュレッダーダストと
し、更に有価物を回収した後、残余のダストを燃料資源
として利用するリサイクル技術の開発が実用段階に達
し、金属の製錬においても燃料資源として活用され始め
ている。しかしながら、このシュレッダーダスト中に
は、塩化ビニル等の含塩素プラスチックが多量に含まれ
ているため、シュレッダーダストを燃料として使用する
と燃焼排ガス中の塩素濃度が上昇し、それに伴って次の
ような問題が生じる結果、排ガス処理や排水処理にも新
たな対策が必要になってきた。
【0006】即ち、前述したような排ガスの処理方法で
は、ガス洗浄工程で排ガスからSO 2ガスを主成分とす
るガスと排水とに分離し、排水をシックナー等の固液分
離装置に通すことにより、固形分と排水とに分離する。
従来の石炭や重油を主として含む燃料を用いて製錬した
場合、固液分離工程で水銀成分のほとんどが固形分とし
て沈降分離され、固液分離した後の排水に含まれる水銀
含有量は極めて微量であったのに対し、シュレッダーダ
ストを含む燃料を用いて製錬した場合、水銀と塩素が化
合して形成される塩化水銀(II)(HgCl2)は水溶性
であるため、固液分離工程で分離された固形分に含まれ
る水銀含有量よりも、排水に含まれる水銀含有量の方が
多くなる。従って、従来の処理方法では、固液分離工程
後の固形分を系外へ排出することにより水銀成分を系外
へ排出していたが、固形分を系外へ排出しても水銀成分
の大部分は除去されず、更に、固液分離工程後の排水に
水銀成分が含まれるため、排水一次処理工程で回収され
る石膏に含まれる水銀含有量が増して再利用に支障を来
すという問題が生じ、その解決を求められていた。
【0007】本発明の目的は、シュレッダーダストを含
む燃料を用いて硫黄を含む鉱石の製錬を行う製錬炉から
排出される排ガスに含まれる水銀成分を簡便な方法かつ
効果的に除去し得る排ガスに含まれる水銀の除去方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
シュレッダーダストを含む燃料を用いて硫黄を含む鉱石
の製錬を行う製錬炉から排出される排ガスに含まれる水
銀を除去する方法の改良である。その特徴ある構成は、
図1に示すように、製錬炉11から排出された排ガスを
水で洗浄してSO2ガスを主成分とするガスと排水とに
分離するガス洗浄工程12と、排水に含まれる固形分を
原水スラッジとして分離する固液分離工程14と、固形
分を分離した排水を水銀除去剤に接触させて排水に含ま
れる水銀成分を除去する水銀成分除去工程17と、水銀
成分を除去した排水に炭酸カルシウムを加えて排水中に
含まれる硫黄成分のうち硫酸成分を石膏として分離する
排水一次処理工程18と、硫酸成分を分離した排水に固
液分離工程14で分離した原水スラッジの一部と水酸化
カルシウムとを加えて排水に主として含まれる重金属を
二次スラッジとして分離する排水二次処理工程21とを
含むことにある。
【0009】請求項1に係る発明では、シュレッダーダ
ストを含む燃料を用いて製錬を行うことにより発生する
排ガスをガス洗浄工程12でSO2ガスを主成分とする
ガスと排水とに分離し、この排水を固液分離工程14に
より固形分と排水とに分離しても水銀成分は固形分へと
移行せず、排水に水銀成分が多量に含まれてしまう。そ
こで固液分離工程14と排水一次処理工程18の間に水
銀成分除去工程17を設けることにより、この水銀成分
除去工程17において排水を水銀除去剤に接触させて排
水に含まれる水銀成分を簡便にかつ効率的に除去するた
め、排水一次処理工程18において石膏として固定化さ
れる硫酸成分に水銀成分が含まれることがなく、この硫
酸成分を用いて製造される石膏の品質が向上する。
【0010】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、水銀成分除去工程17で水銀除去剤により
水銀成分を除去した排水の一部をガス洗浄工程12にお
けるSO2ガスの洗浄水に再利用する水銀の除去方法で
ある。請求項2に係る発明では、水銀成分除去工程17
で水銀成分を除去した排水の一部をガス洗浄工程12に
おけるSO2ガスの洗浄水として再利用することによ
り、洗浄水に含まれる水銀濃度を下げて、ガス洗浄工程
12における水銀負荷を低減する。また、SO2ガスを
主成分とするガスに含まれる水銀成分濃度も低減するこ
とができる。
【0011】請求項3に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、水銀成分除去工程17で水銀成分を除去す
る前に砂による層に排水を通過させて排水に含まれる固
形分の残部を濾過する砂濾過工程16を更に含む水銀の
除去方法である。請求項3に係る発明では、砂濾過工程
16において砂による層に排水を通過させることによ
り、後に続く水銀成分除去工程17において、排水に含
まれる固形分の残部による目詰まりを防止する。
【0012】請求項4に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、水銀除去剤が活性炭であって、活性炭が活
性炭100重量%に対して5〜20重量%の水銀成分を
吸着させる能力を有する水銀の除去方法である。請求項
5に係る発明は、請求項1に係る発明であって、精錬炉
11が反射炉である水銀の除去方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】従来の石炭や重油を主として含む
燃料を用いて製錬した場合は、製錬により排出される排
ガスに含まれる水銀は、排ガス中に含まれるセレンと化
合して水に不溶なセレン化水銀(II)(HgSe)を形成
しており、この水に不溶な性質を有するセレン化水銀(I
I)は、排水を固液分離して分離される固形分中に含まれ
るため、固形分を系外へ排出することで、系内の水銀成
分濃度を低減することができた。しかし、産業廃棄物で
あるシュレッダーダストを含む燃料を用いて製錬した場
合、シュレッダーダストには塩素成分が多量に含まれて
いるため、この塩素が水銀と化合して水に可溶な性質を
有する塩化水銀(II)(HgCl2)を形成してしまう。
そのため、従来の処理方法のように排水を固液分離して
固形分と排水とに分離しても水銀成分は固形分へと移行
せず、排水中に水銀成分が多量に含まれてしまう。
【0014】このような問題を解決するため、発明者ら
はガス洗浄工程で固形分を分離した、水銀含有量が多
く、且つpHが1以下という排水を排水一次処理工程で
処理する前に、水銀成分除去工程を組入れ、その水銀成
分の除去効果を発揮するプロセスを開発し、本発明の方
法を完成するに至った。この水銀成分除去工程に適応し
得るような種々の吸着剤を試験した結果、活性炭やフラ
イアッシュ等がpHの低い排水に対して高い耐久性を示
し、特に、活性炭が排水に含まれる水銀以外の重金属を
吸着することなく水銀を選択的に吸着し、液相水銀の吸
着剤として簡便且つ有効に使用できることが判った。
【0015】次に本発明の実施の形態について排ガスに
含まれる水銀の除去方法を銅の製錬により発生する排ガ
スを一例として、図面を用いて説明する。図1に示すよ
うに、硫黄を含む鉱石をシュレッダーダストを含む燃料
を用いて製錬すると製錬炉11から発生する排ガスに
は、SO2ガス、SO3、MSO4(Mは重金属類)等を
含む硫黄成分、水銀成分等が含まれる。この排ガスはガ
ス洗浄工程12に送られ、そこで洗浄水と気液接触させ
ることにより、SO2ガスを主成分とするガスとSO2
ス以外のSO3、MSO4等を含む硫黄成分及び水銀成分
等を含む排水とに分離する。即ち、ガス洗浄工程12で
は洗浄水にSO2ガス以外のSO3、MSO4等を含む硫
黄成分及び水銀成分等を吸収させる。このうちSO3
洗浄水と反応して硫酸(H2SO4)となる。ガス洗浄工
程12では、ノズル等によって洗浄水を多数の微小液滴
に細分し、これらを空塔内を通過する排ガスに分散させ
て排ガス中に浮遊する水銀以外の重金属や塵等の固体や
液体水銀の微粒子を捕捉するスプレータイプのスクラバ
ーにより行われる。ガス洗浄工程12で分離されたSO
2ガスを主成分とするガスは、SO2ガスを硫酸や石膏と
して除去回収して、全ての有害物が排出基準以下に規制
された状態で系外へ排出される。
【0016】ガス洗浄工程12で分離されたSO2ガス
以外のSO3、MSO4等を含む硫黄成分及び水銀成分等
が含まれる酸性の強い(フッ酸、塩酸、硫酸を含む)排
水には、固形分が含まれるため、固液分離工程14にお
いて固形分と排水とに分離する。具体的には、排水をシ
ックナー等で濃縮し、この濃縮してスラリー状とした原
水スラリーを固液分離することにより、固形分を排水よ
り分離する。分離した固形分は原水スラッジであり、こ
の原水スラッジは製錬炉11に再供給したり、原水スラ
ッジの一部を後述する排水二次処理工程21に原水スラ
リーのまま供給したりする。固液分離工程12で固形分
を分離した排水は、砂濾過工程16に送られ、砂による
層に排水を通過させて排水に含まれる固形分の残部を濾
過する。この砂濾過工程16を施すことにより、次に続
く水銀成分除去工程17において、排水に含まれる固形
分の残部による目詰まりを防止する。
【0017】固形分を分離した排水は、水銀成分除去工
程17において、排水を水銀除去剤に接触させて排水に
含まれる水銀成分を除去する。この水銀成分除去工程1
7により排水に含まれる水銀成分の大部分が水銀除去剤
により吸着される。排水はpHが1以下の酸性を示す液
であるため、水銀除去剤には活性炭やフライアッシュ等
が用いられる。特に、活性炭が吸着能が高いため好まし
い。水銀除去剤の粒径は6〜100メッシュ、好ましく
は10〜30メッシュである。活性炭を水銀除去剤とし
て用いた場合、活性炭の品質にも左右されるが、活性炭
は、活性炭100重量%に対して5〜20重量%の水銀
成分を吸着させる能力を有する。水銀成分を除去した排
水を排水一次処理工程18に送る前に水銀成分を除去し
た排水の一部をガス洗浄工程12のSO2ガスを洗浄す
る水に供給して再利用する。排水をSO2ガスを洗浄す
る水に供給することにより、洗浄水に含まれる水銀成分
濃度を下げることになり、SO2ガスを主成分とするガ
スに含まれる水銀成分濃度も低減することができ、続く
SO2の回収における、例えば、排脱石膏プラントの水
銀負荷をも下げることができる。また、後に続く排水処
理に回される排水の水銀成分濃度も下がるので、排水中
の硫酸分を中和することによって得られる石膏の水銀成
分濃度も下げることができる。
【0018】水銀成分を除去した排水は、排水一次処理
工程18において、炭酸カルシウム(CaCO3)を添
加することにより、排水のpHを2〜4に調整して硫黄
成分のうち硫酸成分のみを固定化し、固液分離すること
により硫酸成分を石膏(CaSO4)として分離する。
【0019】排水一次処理工程18で硫酸成分を分離し
た排水は、排水二次処理工程21において、前述した固
液分離工程14で分離した原水スラッジの一部(原水ス
ラリー状態)とともに水酸化カルシウム(Ca(O
H)2)を添加することにより、排水のpHを11〜12
に調整して原水スラッジ(原水スラリー)に含まれる水
銀とともに排水に主として含まれる重金属を固定化し、
固液分離することにより重金属を固形分として分離す
る。全ての有害物が排出基準以下に規制された状態で排
水は系外へ放流される。排水二次処理工程21で固定化
した固形分は二次スラッジとして製錬炉11に再供給さ
れる。
【0020】次に排ガスに含まれる水銀の分配率を本発
明の水銀除去方法と従来の方法とを用いて説明する。シ
ュレッダーダストを含まない石炭や重油を主として含む
燃料を用いて製錬することにより発生した排ガスを従来
の水銀の除去方法により処理する場合を説明する。図3
に示すように、先ず、製錬炉から最初に発生する排ガス
に含まれる水銀成分の割合を100%とすると、排ガス
に含まれる水銀成分の一部は排ガス中に含まれるセレン
と化合して水に不溶なセレン化水銀(II)を形成してお
り、ガス洗浄を行ってもガス中に残ってしまうため、全
ての水銀成分が排水には移行せず、ガス洗浄工程により
分離されたSO2ガスを主成分とするガスには水銀成分
が10%の割合で分配され、排水には90%の割合で分
配される。固液分離工程において、排水に含まれる水銀
成分は、原水スラッジに90%、排水に10%の割合で
それぞれ移行する。従って、排水に含まれる水銀成分は
90%のうち、原水スラッジ側に81%、排水側に9%
の割合でそれぞれ移行することになる。排水側に移行し
た水銀成分は排水一次処理工程において、9%ほぼ全て
の水銀成分が硫酸成分とともに石膏中に含まれる。原水
スラッジに移行した水銀成分81%のうち、原水スラッ
ジの一部の割合を仮にa、その残部を1−aとすると、
排水二次処理工程に供給される水銀成分の分配率は(1
−a)×81%となり、残部はa×81%となる。排水
二次処理工程に供給された水銀成分は固形分として二次
スラッジに移行し、原水スラッジの残部と二次スラッジ
は製錬炉に再供給されるため、製錬炉に戻る水銀成分の
分配率は81%となる。
【0021】次に、連続して発生する排ガスに含まれる
水銀成分の分配率を[+α]とすると、ガス洗浄工程に送
られる水銀成分の割合は[81%+α]となる。このガス
洗浄工程では前述した通りSO2ガスを主成分とするガ
スには10%、排水には90%の割合で移行するので、
SO2ガスを主成分とするガス側には[81%+α]×
0.1、排水側には[81%+α]×0.9の割合でそれ
ぞれ移行することになる。固液分離工程において、排水
に含まれる水銀成分は、原水スラッジに81%、排水に
9%の割合でそれぞれ移行するので、排水に含まれる水
銀成分[81%+α]×0.9のうち、原水スラッジ側に
は[81%+α]×0.81、排水側には[81%+α]×
0.09の割合でそれぞれ移行する。排水側に移行した
水銀成分は排水一次処理工程において、[81%+α]×
0.09ほぼ全ての水銀成分が硫酸成分とともに固形分
として分離されて石膏中に含まれる。原水スラッジに移
行した水銀成分[81%+α]×0.81のうち、原水ス
ラッジの一部の割合を仮にa、その残部を1−aとする
と、排水二次処理工程に供給される水銀成分の分配率は
(1−a)×[81%+α]×0.81となり、残部はa×
[81%+α]×0.81となる。排水二次処理工程に供
給された水銀成分は固形分として二次スラッジに移行
し、原水スラッジの残部と二次スラッジは製錬炉に再供
給されるため、再び製錬炉に戻る水銀成分の分配率は
[81%+α]×0.81となる。仮に連続して発生する
排ガスの水銀分配率[+α]が、最初に発生する排ガスの
水銀分配率と同様の割合である100%とすると、再び
製錬炉に戻る水銀成分は100%を越えてしまい、製錬
炉に水銀成分を再供給するたびに水銀成分濃度が大きく
なる問題が発生する。
【0022】シュレッダーダストを含む燃料を用いて製
錬することにより発生した排ガスを従来の水銀の除去方
法により処理する場合を説明する。図4に示すように、
先ず、製錬炉から最初に発生する排ガスに含まれる水銀
成分の割合を100%とすると、ガス洗浄工程により分
離されたSO2ガスを主成分とするガスには水銀成分が
5%の割合で分配され、排水には95%の割合で分配さ
れる。ここで上述したシュレッダーダストを含まない燃
料を用いた場合に比べてガス洗浄工程で分離したガスと
排水との水銀の分配率が異なるのはシュレッダーダスト
には塩素が含まれており、この塩素が水銀と水に可溶な
塩化水銀(II)を形成したため、排水側に水銀成分が多く
移行したと考えられる。固液分離工程において、排水に
含まれる水銀成分は、原水スラッジに10%、排水に9
0%の割合でそれぞれ移行する。従って、排水に含まれ
る水銀成分は95%のうち、原水スラッジ側に9.5
%、排水側に85.5%の割合でそれぞれ移行すること
になる。排水側に移行した水銀成分は排水一次処理工程
において、85.5%ほぼ全ての水銀成分が硫酸成分と
ともに固形分として分離されて、石膏中に含まれる。原
水スラッジに移行した水銀成分9.5%のうち、原水ス
ラッジの一部の割合を仮にa、その残部を1−aとする
と、排水二次処理工程に供給される水銀成分の分配率は
(1−a)×9.5%となり、残部はa×9.5%とな
る。排水二次処理工程に供給された水銀成分は固形分と
して二次スラッジに移行し、原水スラッジの残部と二次
スラッジは製錬炉に再供給されるため、製錬炉に戻る水
銀成分の分配率は9.5%となる。
【0023】次に、連続して発生する排ガスに含まれる
水銀の分配率を[+α]とすると、ガス洗浄工程に送られ
る水銀成分の割合は[9.5%+α]となる。このガス洗
浄工程では前述した通りSO2ガスを主成分とするガス
側には5%、排水側には95%の割合で移行するので、
SO2ガスを主成分とするガス側には[9.5%+α]×
0.05、排水側には[9.5%+α]×0.95の割合
でそれぞれ移行することになる。固液分離工程におい
て、排水に含まれる水銀成分は、原水スラッジに10
%、排水に90%の割合でそれぞれ移行するので、排水
に含まれる水銀成分[9.5%+α]×0.95のうち、
原水スラッジ側には[9.5%+α]×0.095、排水
側には[9.5%+α]×0.855の割合でそれぞれ移
行する。排水側に移行した水銀成分は排水一次処理工程
において、[9.5%+α]×0.855ほぼ全ての水銀
成分が硫酸成分とともに固形分として分離されて、石膏
中に含まれる。原水スラッジに移行した水銀成分[9.
5%+α]×0.095のうち、原水スラッジの一部の
割合を仮にa、その残部を1−aとすると、排水二次処
理工程に供給される水銀成分の分配率は(1−a)×
[9.5%+α]×0.095となり、残部はa×[9.
5%+α]×0.095となる。排水二次処理工程に供
給された水銀成分は固形分として二次スラッジに移行
し、原水スラッジの残部と二次スラッジは製錬炉に再供
給されるため、再び製錬炉に戻る水銀成分の分配率は
[9.5%+α]×0.095となる。仮に連続して発生
する排ガスの水銀分配率[+α]が、最初に発生する排ガ
スの水銀分配率と同様の割合である100%とすると、
上述したシュレッダーダストを含まない燃料を用いた場
合に比べて再び製錬炉に戻る水銀成分の分配率は小さく
なるが、排水一次処理工程において、再利用する石膏に
大量に水銀成分が含まれてしまい、石膏の品質が低下す
る。
【0024】シュレッダーダストを含む燃料を用いて製
錬することにより発生した排ガスを本発明の水銀の除去
方法により処理する場合を説明する。図2に示すよう
に、先ず、製錬炉から最初に発生する排ガスに含まれる
水銀成分の割合を100%とすると、ガス洗浄工程で分
離されたSO2ガスを主成分とするガスには水銀成分が
5%の割合で分配され、排水には95%の割合で分配さ
れる。固液分離工程において、排水に含まれる水銀成分
は、原水スラッジに10%、排水に90%の割合でそれ
ぞれ移行する。従って、排水に含まれる水銀成分は95
%のうち、原水スラッジ側に9.5%、排水側に85.
5%の割合でそれぞれ移行することになる。排水側に移
行した水銀成分は水銀成分除去工程で85.5%ほぼ全
ての水銀成分が水銀除去剤によって除去される。原水ス
ラッジに移行した水銀成分9.5%のうち、原水スラッ
ジの一部の割合を仮にa、その残部を1−aとすると、
排水二次処理工程に供給される水銀成分の分配率は(1
−a)×9.5%となり、残部はa×9.5%となる。
排水二次処理工程に供給された水銀成分は固形分として
二次スラッジに移行し、原水スラッジの残部と二次スラ
ッジは製錬炉に再供給されるため、製錬炉に戻る水銀成
分の分配率は9.5%となる。
【0025】次に、連続して発生する排ガスに含まれる
水銀成分の分配率を[+α]とすると、ガス洗浄工程に送
られる水銀成分の割合は[9.5%+α]となる。このガ
ス洗浄工程では前述した通りSO2ガスを主成分とする
ガス側には5%、排水側には95%の割合で移行するの
で、SO2ガスを主成分とするガス側には[9.5%+
α]×0.05、排水側には[9.5%+α]×0.95
の割合でそれぞれ移行することになる。固液分離工程に
おいて、排水に含まれる水銀成分は、原水スラッジに1
0%、排水に90%の割合でそれぞれ移行するので、排
水に含まれる水銀成分[9.5%+α]×0.95のう
ち、原水スラッジ側には[9.5%+α]×0.095、
排水側には[9.5%+α]×0.855の割合でそれぞ
れ移行する。排水側に移行した水銀成分は水銀成分除去
工程において、[9.5%+α]×0.855ほぼ全ての
水銀成分が水銀除去剤によって除去される。原水スラッ
ジに移行した水銀成分[9.5%+α]×0.095のう
ち、原水スラッジの一部の割合を仮にa、その残部を1
−aとすると、排水二次処理工程に供給される水銀成分
の分配率は(1−a)×[9.5%+α]×0.095とな
り、残部はa×[9.5%+α]×0.095となる。排
水二次処理工程に供給された水銀成分は固形分として二
次スラッジに移行し、原水スラッジの残部と二次スラッ
ジは製錬炉に再供給されるため、再び製錬炉に戻る水銀
成分の分配率は[9.5%+α]×0.095となる。
【0026】このように、製錬炉に戻る水銀成分の分配
率は再供給されるたびにその水銀成分量が減少するた
め、ガス洗浄工程で分離したSO2、排水一次処理工程
で分離した石膏のそれぞれに含まれる水銀成分濃度も低
減される。なお、図2中には記載していないが、水銀成
分除去工程において水銀成分を除去した排水の一部をガ
ス洗浄工程のSO2を洗浄する水に再利用するため、ガ
ス洗浄工程により分離した排水に含まれる水銀の分配率
は図2中に記載した数値より小さい数値となる。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように、本発明はシュレッダ
ーダストを含む燃料を用いて製錬を行うことにより発生
する排ガスに含まれる水銀の除去方法において、固液分
離工程と排水一次処理工程の間に水銀成分除去工程を設
けることにより、この水銀成分除去工程において排水を
水銀除去剤に接触させて排水に含まれる水銀成分を除去
できるようになったため、後に続く排水一次処理工程に
おいて分離される石膏には水銀成分がほとんど含まれ
ず、この石膏中の水銀含有量が再利用に必要十分な程度
に激減し、シュレッダーダストを燃料資源として活用す
る際の問題点が解消する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排ガスに含まれる水銀の除去方法を示
す図。
【図2】シュレッダーダストを含む燃料を用いて製錬を
行うことにより発生した排ガスを本発明の水銀の除去方
法を用いて処理した際の水銀の分配率を示す図。
【図3】シュレッダーダストを含まない燃料を用いて製
錬を行うことにより発生した排ガスを従来の水銀の除去
方法を用いて処理した際の水銀の分配率を示す図。
【図4】シュレッダーダストを含む燃料を用いて製錬を
行うことにより発生した排ガスを従来の水銀の除去方法
を用いて処理した際の水銀の分配率を示す図。
【図5】従来の排ガスに含まれる水銀の除去方法を示す
図。
【符号の説明】
11 製錬炉 12 ガス洗浄工程 14 固液分離工程 17 水銀成分除去工程 18 排水一次処理工程 21 排水二次処理工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/28 C02F 9/00 502H 1/58 502Z 9/00 502 503G 504B 504E 503 F27D 17/00 104G 504 B01D 53/34 136A ZAB F27D 17/00 104 23/16 (72)発明者 中川 裕二 福島県いわき市小名浜字渚一番地の一 小 名浜製錬株式会社内 Fターム(参考) 4D002 AA02 AA29 AC10 BA02 BA16 CA01 DA35 EA13 EA14 FA08 4D024 AA04 AB18 BA02 BB01 BC01 DB03 DB18 4D038 AA08 AB36 AB68 AB69 AB73 AB74 AB79 AB81 BB06 BB13 BB17 4D041 BB04 CA03 CB04 CC08 4K056 AA01 BA02 BB01 CA07 DB04 DB05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シュレッダーダストを含む燃料を用いて
    硫黄を含む鉱石の製錬を行う製錬炉(11)から排出される
    排ガスに含まれる水銀を除去する方法において、 前記製錬炉(11)から排出された排ガスを水で洗浄してS
    2ガスを主成分とするガスと排水とに分離するガス洗
    浄工程(12)と、 前記排水に含まれる固形分を原水スラッジとして分離す
    る固液分離工程(14)と、 前記固形分を分離した排水を水銀除去剤に接触させて前
    記排水に含まれる水銀成分を除去する水銀成分除去工程
    (17)と、 前記水銀成分を除去した排水に炭酸カルシウムを加えて
    前記排水中に含まれる硫黄成分のうち硫酸成分を石膏と
    して分離する排水一次処理工程(18)と、 前記硫酸成分を分離した排水に前記固液分離工程(14)で
    分離した原水スラッジの一部と水酸化カルシウムとを加
    えて前記排水に主として含まれる重金属を二次スラッジ
    として分離する排水二次処理工程(21)とを含むことを特
    徴とする排ガスに含まれる水銀の除去方法。
  2. 【請求項2】 水銀成分除去工程(17)で水銀除去剤によ
    り水銀成分を除去した排水の一部をガス洗浄工程(12)に
    おけるSO2ガスの洗浄水に再利用する請求項1記載の
    水銀の除去方法。
  3. 【請求項3】 水銀成分除去工程(17)で水銀成分を除去
    する前に砂による層に排水を通過させて前記排水に含ま
    れる固形分の残部を濾過する砂濾過工程(16)を更に含む
    請求項1記載の水銀の除去方法。
  4. 【請求項4】 水銀除去剤が活性炭であって、前記活性
    炭が前記活性炭100重量%に対して5〜20重量%の
    水銀成分を吸着させる能力を有する請求項1記載の水銀
    の除去方法。
  5. 【請求項5】 製錬炉(11)が反射炉である請求項1記載
    の水銀の除去方法。
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