JPH06240484A - 使用済六価クロム含有耐火物の再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、使用済六価クロム含有耐火
物を無害化・再生処理すると共に無害化処理により排出
される廃液をも無害化処理するための装置を提供するこ
とにある。 【構成】 本発明の使用済六価クロム含有耐火物の再生
装置は、使用済六価クロム含有耐火物から六価クロムを
抽出させるための抽出槽と、前記抽出槽から取り出され
る六価クロム含有抽出液とその中に残留する耐火物微粒
子を分離させるための分離貯留槽と、前記分離貯留槽か
ら取り出される六価クロム含有抽出液を還元し、中和
し、凝集するための多段反応槽と、前記多段反応槽から
取り出される固−液混合物から固形分と液体分を分離す
るための沈澱槽を備えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、使用済六価クロム含有
耐火物を再生化処理すると共に処理の際に生ずる六価ク
ロムイオンを無害化処理するための装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マグクロれんがまたはクロマ
グれんがのようなクロム含有塩基性れんががセメントロ
ータリーキルン等に使用されている。このようなクロム
含有塩基性れんがは、使用される実炉において、アルカ
リないしカルシウム成分が存在し、かつ酸素分圧が高い
場合には、れんが中のクロマイト［Ｃｒ₂Ｏ₃(Ｃｒ³⁺)］
が次の反応を生じ、有害なＣｒ⁶⁺の化合物を生ずる： ２Ｃｒ₂Ｏ₃＋４Ｋ₂Ｏ＋３Ｏ₂＝４Ｋ₂ＣｒＯ₄ ２Ｃｒ₂Ｏ₃＋４ＣａＯ＋３Ｏ₂＝４ＣａＣｒＯ₄

【０００３】これらの反応はセメント焼成炉において特
に生じ易い。これはセメント原料の一部である粘土にア
ルカリ化合物が数％含まれていること、及び主原料がＣ
ａＯであることに加えて酸素分圧の高い部位、例えばセ
メントロータリーキルンの焼成帯にはマグクロれんがが
使用されているためである。セメントロータリーキルン
に内張りされたマグクロれんがは全寸の約１／２〜２／
３を使用するだけで、元の厚さ(１５０〜２５０ｍｍ)の
２分の１から３分の１を残して取り外され、新しいれん
がに取り替えられる。取り外されたマグクロれんがすな
わち使用後のマグクロれんがは先に述べたようにアルカ
リ及びＣａＯの存在下にさらされて六価クロム化合物を
クロマイトの周辺に生ずる。六価クロムの生成量はその
使用条件によって異なり定かではないが、５００〜３０
００ｐｐｍに達する場合もある。

【０００４】これらの使用済マグクロれんがは大型製鋼
用電気炉あるいは転炉の吹付補修材ないしスラグコーチ
ング材等として使用される。この場合、使用済マグクロ
れんが中の六価クロムはスラグに拡散し、かつその後の
冷却によりスラグが固化するため六価クロムとしての実
害は実質上生じ得ない。一方、マグクロれんが等の主成
分であるクロム鉱(クロマイト)は極めて重要な耐火物原
料であり、省資源の観点からも使用済マグクロれんがの
再生、利用は重要な課題である。また、鉄鋼での吹付補
修材等として需給バランスが崩れ、使用済マグクロれん
が量が過剰となった場合は、その取り扱い如何によって
は重大な環境汚染問題を生じかねない。

【０００５】六価クロム含有廃棄物の処理方法として例
えば特開昭58−174280号公報には、石炭ボイラ等の排ガ
スから回収されるフライアッシュや汚泥等の焼却残渣物
等の六価クロム含有廃棄物に水を加えてスラリ化し、該
廃棄物中に含有されている六価のクロムを懸濁液中に溶
出させ、次いで該懸濁液を固液分離し、固液分離後の液
体中の六価のクロムを三価のクロムに還元して無害化す
ることからなる方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載された発明は、石炭ボイラ等の排ガスから回収される
フライアッシュや汚泥等の単に廃棄を前提とした廃棄物
を対象とするものであり、再生使用が可能である六価ク
ロム含有耐火物の再生には使用できるものではなく、ま
た、六価クロム含有耐火物を工業的に再生するための装
置等に関する従来技術は何らないのが現状である。

【０００７】従って、本発明の目的は、使用済六価クロ
ム含有耐火物を無害化・再生処理すると共に無害化処理
により排出される廃液をも無害化処理するための装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る使用
済六価クロム含有耐火物の再生装置は、使用済六価クロ
ム含有耐火物から六価クロムを抽出させるための抽出槽
と、前記抽出槽から取り出される六価クロム含有抽出液
とその中に残留する耐火物微粒子を分離させるための分
離貯留槽と、前記分離貯留槽から取り出される六価クロ
ム含有抽出液を還元し、中和し、凝集するための多段反
応槽と、前記多段反応槽から取り出される固−液混合物
から固形分と液体分を分離するための沈澱槽を備えてな
ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の使用済六価クロム含有耐火物の再生装
置は、破砕したスクラップの六価クロム含有耐火物を抽
出槽に投入し、水にて抽出した後、排水・排出し、分離
貯留槽に送り、ここで、微粒子を沈澱させた後、多段反
応槽に送り、六価クロムイオンを酸化、還元、ｐＨ調整
及び凝集反応を行い、沈澱槽にて、固−液分離を行って
耐火物から六価クロムを抽出除去して無害化・再生する
と共に排出される排水を無害化するものである。

【００１０】

【実施例】本発明の使用済六価クロム含有耐火物の再生
装置の一実施態様を添付の図１に基づいて詳述する。図
１は、本発明の再生装置の概略図であり、抽出槽(1)は
その底部にエアーバブリング用のバブリング装置(19)が
設けられており、導管(28)から導入されるエアーにより
バブリングが行われる。図１においては、バブリング装
置(19)は７個設置されているが、個数等は抽出槽(1)の
容積等を勘案して適宜決定すればよく、また、他の撹拌
手段を設置することもできる。なお、バブリング装置(1
9)としてはスリット付きバブリング機構を採用すること
ができる。ここに設置のスリット付きバブリング機構と
は、ＳＵＳ鋼材で作製した巾１００ｍｍ×０.５ｍｍ間
隔の格子状スリット３０目のもので、その下にエアーパ
イプが接続されたものである。抽出槽(1)は、水が充填
されており、水中に、破砕された好ましくは−３０ｍｍ
程度の粒径を有する使用済六価クロム含有耐火物を投入
することにより耐火物破砕粒からの六価クロムイオンの
抽出が行われる。

【００１１】この抽出操作は前記のＫ₂ＣｒＯ₄、ＣａＣ
ｒＯ₄等のクロム酸塩類の水への溶解度が高いことを利
用したもので、この際に、エアーバブリングを行うこと
により抽出効率を上昇することができる。また、この抽
出操作により、耐火物を再生利用する際に好ましくない
使用済耐火物中に沈積したＫ₂ＳＯ₄、ＫＣｌといった硫
酸塩、塩化物等を同時に抽出できるため、より清浄な再
生耐火物が得られる。また、抽出操作中、水を加熱した
り、温水、熱湯を抽出槽(1)に充填することもできる。

【００１２】抽出槽(1)において、抽出された六価クロ
ムイオンを含む抽出液は導管(20)を経て集水槽(2)へ送
られる。また、抽出槽(1)に投入された耐火物破砕粒は
抽出槽(1)の底部から抽出液とは別個に取り出される。
取り出された耐火物破砕粒は、その上に付着している六
価クロムイオンを含有する水を洗い流すことにより六価
クロムイオンをほぼ完全に除去することができ、再使用
に供することができる。なお、図１に示す装置には、集
水槽(2)を記載したが、抽出槽(1)を分離貯留槽(3)上に
設置できる場合には、集水槽(2)を使用する必要はな
い。

【００１３】次に、集水槽(2)に貯えられた抽出液は、
ポンプにより導管(21)を介して分離貯留槽(3)の上部へ
導入される。分離貯留槽(3)中に一旦貯えられた抽出液
中から耐火物微粒子の自然沈降分離が行われる。図１に
おいては、分離貯留槽(3)を２基設置した交互に使用す
るような構成となっているが、分離貯留槽(3)は１基で
あっても、３基以上を交互に使用してもよい。所定の時
間放置することにより自然沈降分離を行った後、抽出液
はポンプにより導管(23)から多段反応槽(4)に送られ
る。また、分離貯留槽(3)の底部に堆積した微粒子は分
離貯留槽(3)下部に設けられたバルブを開くことにより
導管(22)を介して取り出される。

【００１４】導管(23)により多段反応槽(4)のａ帯域に
送られた抽出液は、ａ帯域の上部からｂ帯域へ送られ、
ここで、希硫酸タンク(7)から希硫酸をポンプにより導
管(12)を介してｂ帯域へ添加して抽出液のｐＨを３以下
に調節する。なお、ｂ帯域にはモータ付きの撹拌装置及
びｐＨ計が設けられており、ｐＨ計により希硫酸タンク
からの希硫酸の添加を制御できるようになっている。

【００１５】ｐＨを３以下に調節された抽出液はｂ帯域
の下部からｃ帯域へ送られ、還元剤タンク(8)から還元
剤例えば亜硫酸ソーダ溶液をポンプにより導管(14)によ
り添加する。ｃ帯域には、モータ付きの撹拌装置、ＯＲ
Ｐ計及びｐＨ計が設置されており、還元剤の添加はＯＲ
Ｐ計により制御できるようになっている。なお、抽出液
に還元剤を添加するとｐＨが上昇するため、導管(13)に
より希硫酸を更に添加して抽出液のｐＨを３以下に調節
する。なお、希硫酸の添加はｐＨ計により制御できるよ
うになっている。ここで、ｃ帯域での反応は以下のよう
に記載することができる：

【化１】 H₂Cr₂O₇＋3Na₂SO₃＋3H₂SO₄→Cr₂(SO₄)₃＋3Na₂SO₄＋4H₂O

【００１６】上述のようにして還元処理された抽出液は
ｃ帯域の上部からｄ帯域へ送られ、中和剤タンク(9)か
ら中和剤例えば水酸化ナトリウムをポンプにより導管(1
5)により添加する。ｄ帯域には、モータ付き撹拌装置及
びｐＨ計が設置されており、中和剤の添加はｐＨ計によ
り制御できるようになっている。なお、ｄ帯域での反応
は以下のように記載することができる：

【化２】Cr₂(SO₄)₃＋6NaOH→2Cr(OH)₃＋3Na₂SO₄

【００１７】また、ｄ帯域では、ｃ帯域で反応不良の場
合、中和剤の添加と共に反応補助剤が添加される。反応
補助剤は、反応補助剤タンク(10)からポンプにより導管
(17)を介して添加される。反応補助剤としては例えばエ
ポフロック等を使用することができる。

【００１８】ｄ帯域において、中和剤と反応補助剤を添
加された抽出液は、ｄ帯域の下部よりｅ帯域へ送られ、
高分子凝集が添加される。高分子凝集剤は、高分子凝集
剤タンク(11)からポンプにより導管(18)を介して添加さ
れる。高分子凝集剤としては例えばポリマー等を使用す
ることができ、この高分子凝集剤の添加により抽出液中
の沈澱物を凝集させることができる。また、ｅ帯域にお
いては、中和剤もまた添加される。中和剤は中和剤タン
ク(9)からポンプにより導管(16)を介して添加される。
ｅ帯域には、モータ付き撹拌装置及びｐＨ計が設置され
ており、中和剤の添加はｐＨ計により制御できるように
なっている。

【００１９】多段反応槽(4)のｅ帯域で高分子凝集剤を
添加することにより凝集処理された抽出液は、ｅ帯域の
上部から導管(24)を介して沈澱槽(5)へ送られる。沈澱
槽(5)中で、沈澱液中の沈澱物を沈降させ上澄み液は導
管(26)を介して処理水ｐＨ検出槽(6)を経て導管(27)よ
り廃棄される。もし、ｐＨ値に異常があれば、装置全体
が自動的に停止するようになっている。また、沈降槽
(5)の底部に沈降分離された沈澱物を含むスラリーは、
水酸化クロム［Ｃｒ(ＯＨ)₃］としてスラリー引き抜き
用のポンプにより沈澱槽(5)から取り出され、スラリー
貯留槽(28)へ送られる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の使用済六価クロム含有耐火物の
再生装置によれば、使用済耐火物から有害な六価クロム
を抽出除去し、無害化して再使用を可能とし、更に、抽
出された六価のクロムを三価のクロムとして抽出液から
分離除去することができ、抽出液とを同時に無害化する
ことができるプラントを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の使用済六価クロム含有耐火物の再生装
置の一実施態様を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 抽出槽 ２ 集水槽 ３ 分離貯留槽 ４ 多段反応槽 ５ 沈澱槽 ６ 処理水ｐＨ検出槽 ７ 希硫酸タンク ８ 還元剤タンク ９ 中和剤タンク 10 反応補助剤タンク 11 高分子凝集剤タンク 12 導管 13 導管 14 導管 15 導管 16 導管 17 導管 18 導管 19 バブリング装置 20 導管 21 導管 22 導管 23 導管 24 導管 25 導管 26 導管 27 導管 29 導管 28 スラリー貯留槽

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済六価クロム含有耐火物から六価ク
   ロムを抽出させるための抽出槽と、前記抽出槽から取り
   出される六価クロム含有抽出液とその中に残留する耐火
   物微粒子を分離させるための分離貯留槽と、前記分離貯
   留槽から取り出される六価クロム含有抽出液を還元し、
   中和し、凝集するための多段反応槽と、前記多段反応槽
   から取り出される固−液混合物から固形分と液体分を分
   離するための沈澱槽を備えてなることを特徴とする使用
   済六価クロム含有耐火物の再生装置。
2. 【請求項２】 抽出槽と分離貯留槽の間に集水槽を備え
   てなる、請求項１記載の使用済六価クロム含有耐火物の
   再生装置。
3. 【請求項３】 抽出槽がスリット付きバブリング機構を
   備えてなる、請求項１記載の使用済六価クロム含有耐火
   物の再生装置。
4. 【請求項４】 分離貯留槽を少なくとも２個設置し、交
   互に使用する、請求項１記載の使用済六価クロム含有耐
   火物の再生装置。