JP2006150333A - ダストの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
重金属を含むダスト10と水11とを混合してスラリー13を調製する工程12と、スラリー13のpHを10〜12に調整する工程16と、スラリー13に炭酸カリウム17を添加して重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程18と、炭酸カリウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程19と、静置工程の静置物をろ液21と残渣22とに固液分離する固液分離工程23とを含むダスト処理方法である。
【選択図】図1
Description
更に塩化カリウムを回収するために、加熱濃縮の後に冷却を行っているが、この方法では高品位の塩化カリウムを回収できるものの、最終的に不純物の濃縮した廃液の発生が避けられらないため、廃液等の処理工程が必要となり、工程が煩雑となっていた。
本発明の別の目的は、単純な工程を経ることで、ダスト処理時における固液分離した後のカリウムや塩素を主成分とする洗浄ろ液中の重金属濃度と硫酸イオン濃度を効率的に低減し得る、ダスト処理方法を提供することにある。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、図2の実線に示すように、固液分離により得られたろ液21に塩酸24を添加してろ液中に含まれる未反応の炭酸カリウムを分解する工程26とを更に含む処理方法である。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明であって、固液分離により得られたろ液21を蒸発乾固する工程27と、蒸発乾固して得られた固形物28から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む処理方法である。
請求項4に係る発明は、請求項1に係る発明であって、固液分離により得られた残渣22から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む処理方法である。
請求項6に係る発明は、請求項5に係る発明であって、図4の実線に示すように、調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程32を施す前にダスト30に消石灰47を添加混合する工程48を更に含む処理方法である。
請求項7に係る発明は、請求項5に係る発明であって、固液分離により得られたろ液41を蒸発乾固する工程44と、蒸発乾固して得られた固形物46から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む処理方法である。
請求項8に係る発明は、請求項5に係る発明であって、固液分離により得られた残渣42から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む処理方法である。
請求項13に係る発明は、請求項12に係る発明であって、図4の実線に示すように、調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程32を施す前にダスト30に消石灰47を添加混合する工程48を更に含む製造方法である。
請求項15に係る発明は、請求項14に係る発明であって、図4の実線に示すように、調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程32を施す前にダスト30に消石灰47を添加混合する工程48を更に含む製造方法である。
本発明処理方法の対象となるダストは、例示すれば、セメントキルンから塩素、アルカリ等をバイパスさせて得られたキルンダストである。ダストに含まれる重金属には、Cd、Pb、Zn、Cu等が例示される。
このように本発明の処理方法における各工程を経ることにより、ダストの不純物成分やその変動に係らず再資源化が可能であり、単純な工程でろ液中の重金属濃度及びカルシウム濃度を低減することができ、安定的にカリウム肥料を得ることができる。また、処理工程において廃液や廃棄物を発生させず、ダスト含有成分を有効利用することが可能である。
図2において、図1と同一符号は同一構成要素を示す。この実施の形態では、次の点が前述した実施の形態と相違する。即ち、固液分離により得られたろ液21に微量の塩酸24を添加してろ液中に含まれる未反応の炭酸カリウムを分解する(工程26)。上記以外の構成は第1の実施の形態と同様である。第1の実施の形態と比較して、第2の実施の形態では、ろ液21に塩酸24を添加することにより、ろ液21中で未反応の炭酸カリウムを分解でき、肥料中のカリウム含有量を向上させることができる。即ち、カリウム含有量を向上させた肥料原料又は化学原料を製造できる。
本発明処理方法の対象となるダストは、例示すれば、セメントキルンから塩素、アルカリ等をバイパスさせて得られたキルンダストである。このキルンダストのうち、特にカルシウム成分を多く含み、スラリーがpH12以上を呈するアルカリ性ダストが対象となる。ダストに含まれる重金属には、Cd、Pb、Zn、Cu等が例示される。
このように本発明の処理方法における各工程を経ることにより、ダストの不純物成分やその変動に係らず再資源化が可能であり、単純な工程でろ液中の重金属濃度及びSO4イオン濃度を低減することができ、安定的にカリウム肥料を得ることができる。また、処理工程において廃液や廃棄物を発生させず、ダスト含有成分を有効利用することが可能である。
図4において、図3と同一符号は同一構成要素を示す。この実施の形態では、次の点が前述した実施の形態と相違する。即ち、調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程32を施す前にダスト30に消石灰47を添加混合する(工程48)。上記以外の構成は第3の実施の形態と同様である。第3の実施の形態と比較して、第4の実施の形態では、水31と混合してスラリー33を調整した際のpHが10未満となるようなダスト30に対しては、スラリー33を調製する前に、ダスト30に消石灰47を添加することにより、そのpHを10以上に調製できる。
<実施例1及び2>
先ず、セメントキルンダストA〜Cをそれぞれ用意し、このダスト組成を分析した。各組成を表1にそれぞれ示す。
先ず、上記表1に示すダストAに消石灰を添加混合した。次いで、消石灰を添加混合したダストAと表1に示すダストB及びCを用い、これらダストと水との比が1:5の割合となるように混合して3種類のスラリーをそれぞれ調製した。また、消石灰を添加混合したダストAと水との比が1:10の割合となるように混合してスラリーを調製した。このときのスラリーをpH測定した。次に、調製した各スラリーにCO2ガスを吹き込んでスラリーのpHを10〜11.5にそれぞれ調整した。次に、スラリーに塩化カルシウムを添加し、続いて、各スラリーを30分間静置した後、この静置物をフィルタプレスにより固液分離してろ液と残渣を得た。図3の破線に示すように、これらろ液の一部を抜き取りろ液1を得た。ろ液から抜き出したろ液1について各ろ液の重金属成分についてICP発光分光分析法により化学分析を行った。次に、ろ液を蒸発乾固して、水分を全量蒸発させ、KCl結晶の固形物を得た。この固形物に含まれるカルシウム成分、SO4イオン及びカリウム成分について化学分析を行った。その結果を次の表2に示す。なお、表2中の実施例3及び6におけるスラリーpHは、消石灰を添加混合しないダストAを用いてスラリー調製したときのスラリーpHを示し、消石灰を添加混合したダストAを用いてスラリーを調製したときのpHは、12.4であった。
先ず、上記表1に示すダストA〜Cを用い、これらダストと水との比が1:5の割合となるように混合して3種類のスラリーをそれぞれ調製した。このときのスラリーをpH測定した。次に、調製した各スラリーのpHを次の表2に示すpH調整剤を用いて10.5に調整した。このスラリーをフィルタプレスにより固液分離してろ液と残渣を得た。これらろ液の一部を抜き取りろ液1を得た。ろ液から抜き出したろ液1について各ろ液の重金属成分についてICP発光分光分析法により化学分析を行った。次に、ろ液を蒸発乾固して、水分を全量蒸発させ、KCl結晶の固形物を得た。この固形物に含まれるカルシウム成分、SO4イオン及びカリウム成分について化学分析を行った。その結果を次の表2に示す。
一方、スラリーをpH調整した後に、K2CO3を添加した実施例1及び2では、KCl結晶からなる固形物中に含まれるカルシウム濃度が低減されており、カリウム含有割合が肥料規格を満たしている安定した品質の肥料原料が得られた。また、スラリーをpH調整した後に、CaCl2を添加した実施例3〜6では、KCl結晶からなる固形物中に含まれるSO4イオン濃度が低減されており、カリウム含有割合が肥料規格を満たしている安定した品質の肥料原料が得られた。
カルシウム含有量が多い上記表1に示すダストCを用い、ダストと水との比が1:5の割合となるように混合して3種類のスラリーをそれぞれ調製した。このときのスラリーをpH測定した。次に、調製した各スラリーのpHを次の表2に示すpH調整剤を用いて11に調整した。次に、各スラリーに炭酸カリウムを添加量を2%〜6%に変化させて添加した。具体的には、実施例7のスラリーにはダスト100重量に対して炭酸カリウムを2%添加し、実施例8のスラリーにはダスト100重量に対して炭酸カリウムを4%添加し、実施例9のスラリーにはダスト100重量に対して炭酸カリウムを6%添加した。続いて、各スラリーを30分間静置した後、この静置物をフィルタプレスにより固液分離してろ液と残渣を得た。図1の破線に示すように、これらろ液の一部を抜き取りろ液1を得た。ろ液から抜き出したろ液1について各ろ液の重金属成分についてICP発光分光分析法により化学分析を行った。次に、ろ液を蒸発乾固して、水分を全量蒸発させ、KCl結晶の固形物を得た。この固形物に含まれるカルシウム成分、SO4イオン及びカリウム成分について化学分析を行った。その結果を次の表3に示す。
11,31 水
12,32 スラリーの調製工程
13,33 スラリー
14 pH調整剤
16,36 pH調整工程
17 炭酸カリウム
18 重金属の沈殿工程
19,39 静置による残留重金属塩との共沈工程
21,41 ろ液
22,42 残渣
23,43 固液分離工程
24 塩酸
26 未反応炭酸カリウムの分解工程
27,44 蒸発乾固工程
28,46 固形物
34 炭酸ガス
37 塩化カルシウム
38 重金属の沈殿工程、脱硫酸イオン工程
47 消石灰
48 混合工程
Claims (15)
- 重金属を含むダスト(10)と水(11)とを混合してスラリー(13)を調製する工程(12)と、
前記スラリー(13)のpHを10〜12に調整する工程(16)と、
前記スラリー(13)に炭酸カリウム(17)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(18)と、
前記炭酸カリウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(19)と、
前記静置工程の静置物をろ液(21)と残渣(22)とに固液分離する固液分離工程(23)と
を含むダスト処理方法。 - 固液分離により得られたろ液(21)に塩酸(24)を添加して前記ろ液中に含まれる未反応の炭酸カリウムを分解する工程(26)とを更に含む請求項1記載の処理方法。
- 固液分離により得られたろ液(21)を蒸発乾固する工程(27)と、前記蒸発乾固して得られた固形物(28)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む請求項1又は2記載の処理方法。
- 固液分離により得られた残渣(22)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む請求項1記載の処理方法。
- 重金属を含むダスト(30)と水(31)とを混合してスラリー(33)を調製する工程(32)と、
前記スラリー(33)に炭酸ガス(34)を吹き込み前記スラリーのpHを10〜12に調整する工程(36)と、
前記スラリー(33)に塩化カルシウム(37)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ硫酸イオンを除去する工程(38)と、
前記塩化カルシウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(39)と、
前記静置工程の静置物をろ液(41)と残渣(42)とに固液分離する固液分離工程(43)と
を含むダスト処理方法。 - 調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程(32)を施す前にダスト(30)に消石灰(47)を添加混合する工程(48)を更に含む請求項5記載の処理方法。
- 固液分離により得られたろ液(41)を蒸発乾固する工程(44)と、前記蒸発乾固して得られた固形物(46)から肥料原料又は化学原料を生成する工程とを更に含む請求項5記載の処理方法。
- 固液分離により得られた残渣(42)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程を更に含む請求項5記載の処理方法。
- 重金属を含むダスト(10)と水(11)とを混合してスラリー(13)を調製する工程(12)と、
前記スラリー(13)のpHを10〜12に調整する工程(16)と、
前記スラリー(13)に炭酸カリウム(17)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(18)と、
前記炭酸カリウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(19)と、
前記静置工程の静置物をろ液(21)と残渣(22)とに固液分離する固液分離工程(23)と、
固液分離により得られたろ液(21)を蒸発乾固する工程(27)と、
前記蒸発乾固して得られた固形物(28)から肥料原料又は化学原料を生成する工程と
を含む肥料原料又は化学原料の製造方法。 - 固液分離により得られたろ液(21)に塩酸(24)を添加して前記ろ液中に含まれる未反応の炭酸カリウムを分解する工程(26)とを更に含む請求項9記載の製造方法。
- 重金属を含むダスト(10)と水(11)とを混合してスラリー(13)を調製する工程(12)と、
前記スラリー(13)のpHを10〜12に調整する工程(16)と、
前記スラリー(13)に炭酸カリウム(17)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させる工程(18)と、
前記炭酸カリウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(19)と、
前記静置工程の静置物をろ液(21)と残渣(22)とに固液分離する固液分離工程(23)と、
固液分離により得られた残渣(22)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程と
を含む製錬原料又はセメント原料の製造方法。 - 重金属を含むダスト(30)と水(31)とを混合してスラリー(33)を調製する工程(32)と、
前記スラリー(33)に炭酸ガス(34)を吹き込み前記スラリーのpHを10〜12に調整する工程(36)と、
前記スラリー(33)に塩化カルシウム(37)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ硫酸イオンを除去する工程(38)と、
前記塩化カルシウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(39)と、
前記静置工程の静置物をろ液(41)と残渣(42)とに固液分離する固液分離工程(43)と、
固液分離により得られたろ液(41)を蒸発乾固する工程(44)と、
前記蒸発乾固して得られた固形物(46)から肥料原料又は化学原料を生成する工程と
を含む肥料原料又は化学原料の製造方法。 - 調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程(32)を施す前にダスト(30)に消石灰(47)を添加混合する工程(48)を更に含む請求項12記載の製造方法。
- 重金属を含むダスト(30)と水(31)とを混合してスラリー(33)を調製する工程(32)と、
前記スラリー(33)に炭酸ガス(34)を吹き込み前記スラリーのpHを10〜12に調整する工程(36)と、
前記スラリー(33)に塩化カルシウム(37)を添加して前記重金属を水酸化物又は炭酸塩の形態で沈殿させ、かつ硫酸イオンを除去する工程(38)と、
前記塩化カルシウムを添加したスラリーを静置して炭酸塩との共沈効果により水に溶解して残留している重金属を更に沈殿させる静置工程(39)と、
前記静置工程の静置物をろ液(41)と残渣(42)とに固液分離する固液分離工程(43)と、
固液分離により得られた残渣(42)から製錬原料又はセメント原料を生成する工程と
を含む製錬原料又はセメント原料の製造方法。 - 調製されるスラリーのpHが10未満であるとき、スラリー調製工程(32)を施す前にダスト(30)に消石灰(47)を添加混合する工程(48)を更に含む請求項14記載の製造方法。
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