JP4826532B2 - Processing method of molten fly ash - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を溶融したときに生じる溶融飛灰や、都市ごみや産業廃棄物を焼却したときに生じた焼却飛灰を更に溶融したときに生じる溶融飛灰を処理する方法に関するものである。 The present invention treats molten fly ash that is generated when municipal waste and industrial waste are melted, and molten fly ash that is generated when incinerated fly ash generated when municipal waste and industrial waste are incinerated. It is about the method.
従来、溶融飛灰の多くは薬剤などにより固化され埋立て処分されているけれども、近年、埋立て地の確保が困難になり、飛灰の減容化が要望されていた。この減容化の一つの方法として、飛灰の処理方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に示された飛灰の処理方法は、塩素含有溶融飛灰を予め、水又は酸で洗浄して脱塩素処理した後、固形分を金属製錬炉に投入し、フラックスとして利用する飛灰の減容化方法である。この特許文献1に記載された洗浄用の水を製錬所廃水とした飛灰の処理方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。具体的には、特許文献2に示された飛灰の処理方法では、第1工程で塩素とカルシウムと重金属を含む飛灰を水洗して第1残渣と第1液に分離し、第2工程で上記第1残渣を水洗して第2残渣と第2液に分離し、第1工程における水洗に第2工程で得られた第2液を使用し、更に第2工程における水洗に製錬所廃水を使用する。また第3工程で上記第1液を中和剤により中和して第3残渣と第3液に分離し、第3工程における中和剤として製錬所工程内液(酸性液)を使用する。この製錬所工程内液は、鉱石の酸による浸出後の液、電解製錬における使用後の液、或いはその他製錬所内から発生する廃酸液などをいい、主に酸性である。
このように構成された飛灰の処理方法では、飛灰の水洗に使用する用水や、飛灰の水洗後に得られる水洗水を中和するために使用する中和剤のランニングコストの増加を防止でき、飛灰の水洗後に得られる残渣を活用できるようになっている。
The fly ash treatment method configured in this way prevents an increase in running costs of the water used for washing fly ash and the neutralizer used to neutralize the wash water obtained after the fly ash washing. It is possible to utilize the residue obtained after washing the fly ash with water.
多くの飛灰には、未反応消石灰、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ成分が含まれるため、飛灰を水で洗浄するときに、スラリーが強アルカリ性になり、両性金属イオン(Zn、Pb、Alなど)が溶出し、廃水処理へ負荷がかかってしまう不具合があった。ここで、飛灰の浸出液を廃水処理に送る前に、飛灰の浸出液に鉱酸を添加してpH調整し、その後、このpH調整した飛灰の浸出液中の重金属分を沈殿してろ別する方法が一般的な方法として知られている。しかし、これは経済的に無駄が多いシステムであった。鉱酸の代りに、上記特許文献2に示された飛灰の処理方法では、酸性の製錬所工程内液を使用し、飛灰の浸出液を中和している。
しかし、上記従来の特許文献2に示された飛灰の処理方法では、飛灰中のCa(OH)2、CaCO3のようなアルカリ性成分がアルカリ溶液中では殆ど溶出しないため、中和剤として必要な酸(製錬所工程内液)の使用量は僅かである。このため、飛灰の減容化があまり進まず、重金属分が溶けていく問題点があった。
また上記従来の特許文献2に示された飛灰の処理方法では、第2工程が必要であるとともに、中和工程で生成される石膏が中和残渣の主成分として製錬工程に送られるため、工程が増大し、製錬工程に不要の石膏が製錬工程に比較的多く送られてしまう問題点もあった。
本発明の目的は、重金属を溶かさずに、飛灰の減容化を図ることができるとともに、製錬工程で発生する酸性廃液を効率的に活用できる、溶融飛灰の処理方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、有価金属成分を含有する固形分を洗浄した水を浸出・共沈工程で再利用することにより、廃水処理の負荷を低減できる、溶融飛灰の処理方法を提供することにある。
Many fly ash contains alkali components such as unreacted slaked lime, sodium hydroxide, and calcium carbonate. Therefore, when the fly ash is washed with water, the slurry becomes strongly alkaline, and amphoteric metal ions (Zn, Pb , Al, etc.) are eluted, and there is a problem that a load is applied to wastewater treatment. Here, before sending the leachate fly ash in wastewater treatment, and pH adjusted by adding a mineral acid to leachate fly ash, that after, filtered and precipitated heavy metal content in the leachate of fly ash and the pH adjusted This method is known as a general method. However, this was an economically wasteful system. Instead of mineral acid, the fly ash treatment method disclosed in Patent Document 2 uses an acidic smelter process solution to neutralize the fly ash leachate.
However, in the conventional fly ash treatment method disclosed in Patent Document 2, alkaline components such as Ca (OH) 2 and CaCO 3 in the fly ash hardly elute in the alkaline solution. The amount of necessary acid (liquid in the smelter process) is very small. For this reason, there was a problem that the volume reduction of fly ash did not progress so much and the heavy metal content was dissolved.
In addition, in the conventional fly ash treatment method disclosed in Patent Document 2, the second step is necessary, and gypsum generated in the neutralization step is sent to the smelting step as the main component of the neutralization residue. , step increases, unnecessary gypsum was also relatively large sent to want earthenware pots problem smelting process smelting process.
An object of the present invention is to provide a method for treating molten fly ash that can reduce the volume of fly ash without dissolving heavy metals, and that can efficiently utilize the acidic waste liquid generated in the smelting process. It is in.
Another object of the present invention is to provide a method for treating molten fly ash that can reduce the wastewater treatment load by reusing water washed with solids containing valuable metal components in a leaching / coprecipitation step. There is.
請求項1に係る発明は、図1に示すように、Zn、Pb又はCuの少なくとも1種を含む有価金属成分とカルシウム成分と塩素成分とを含有する溶融飛灰を処理する方法の改良である。
その特徴ある構成は、溶融飛灰に硫酸及び塩酸を質量濃度比で(10:1)〜(1:10)含有する酸性液を添加して撹拌し、溶融飛灰からカルシウム成分の大部分と塩素成分を浸出してpH7〜10の浸出液を生成するとともに、有価金属成分のうち酸性液に溶出した有価金属のイオンを共沈させる浸出・共沈工程11と、溶融飛灰中のカルシウム成分の一部と前記有価金属の共沈物とを含有する固形分を、上記浸出液から分離する固液分離工程12とを含むところにある。
この請求項1に記載された溶融飛灰の処理方法では、溶融飛灰中に存在しかつ水中溶解度の低いPbCl2が酸性液中の硫酸により次の反応式(1)に示すように分解し、溶融飛灰中の水溶性のNaCl・KCl・CaCl2が酸性液中の水に溶解する。
PbCl2+H2SO4 → PbSO4+2HCl ……(1)
また溶融飛灰中のカルシウム成分の大部分が酸性液中の塩酸により浸出されるとともに、酸性液中の水に溶解するので、溶融飛灰を減容することができる。更に浸出液中の硫酸と浸出液中のCaイオンとが反応して石膏が生成される際に、主に共沈の作用で有価金属成分も除去される。
As shown in FIG. 1, the invention according to
The characteristic structure is that an acid solution containing sulfuric acid and hydrochloric acid in a mass concentration ratio (10: 1) to (1:10) is added to the molten fly ash and stirred, and most of the calcium component from the molten fly ash A leaching /
In the processing method for molten fly ash according to
PbCl 2 + H 2 SO 4 → PbSO 4 + 2HCl (1)
Moreover, most of the calcium components in the molten fly ash are leached with hydrochloric acid in the acidic liquid and are dissolved in the water in the acidic liquid, so that the volume of the molten fly ash can be reduced. Further, when sulfuric acid in the leachate reacts with Ca ions in the leachate to produce gypsum, valuable metal components are also removed mainly by coprecipitation.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、更に図1に示すように、塩酸及び硫酸を含有する酸性液が製錬工程で発生する酸性廃液であることを特徴とする。
この請求項2に記載された溶融飛灰の処理方法では、浸出・共沈工程11で溶融飛灰に添加される酸性液として、製錬工程で発生する酸性廃液を用いたので、高価な塩酸の使用量を低減できるとともに、廃水処理の負荷を低減できる。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明であって、更に図1に示すように、固液分離工程12で浸出液が除去された固形分を水で洗浄した後に、この洗浄後の水を浸出・共沈工程に供給することを特徴とする。
この請求項3に記載された溶融飛灰の処理方法では、有価金属成分を含有する固形分を洗浄した水が浸出・共沈工程11で再利用されるので、廃水処理の負荷を低減できる。
The invention according to claim 2 is the invention according to
In the method for treating molten fly ash according to claim 2, since the acidic waste liquid generated in the smelting process is used as the acidic liquid added to the molten fly ash in the leaching /
The invention according to claim 3 is the invention according to
In the molten fly ash treatment method according to the third aspect, since the water containing the solid content containing the valuable metal component is reused in the leaching /
本発明によれば、溶融飛灰に硫酸及び塩酸を質量濃度比で(10:1)〜(1:10)含有する酸性液を添加して撹拌し、溶融飛灰からカルシウム成分の大部分と塩素成分を浸出してpH7〜10の浸出液を生成したので、溶融飛灰中の水中溶解度の低いPbCl2が酸性液中の硫酸により分解し、溶融飛灰中の水溶性のNaCl・KCl・CaCl2が酸性液中の水に溶解し、また溶融飛灰中のカルシウム成分の大部分が酸性液中の塩酸により浸出されるとともに、酸性液中の水に溶解する。また有価金属成分のうち酸性液に溶出した有価金属のイオンは、酸性液中の硫酸とCaイオンとが反応して石膏が生成される際に共沈して除去される。この結果、有価金属成分を浸出液中に溶かさずに、また薬剤の使用量を増大させずに、比較的少ない工程で、溶融飛灰から塩素成分を除去できるとともに、溶融飛灰を効率良く減容できる。
また塩酸及び硫酸を含有する酸性液として製錬工程で発生する酸性廃液を用いれば、高価な塩酸の使用量を低減できるとともに、廃水処理の負荷を低減できる。
更に固液分離工程で浸出液が除去された固形分を水で洗浄した後に、この洗浄後の水を浸出・共沈工程に供給すれば、洗浄後の水を処理しなくて済む。この結果、廃水処理の負荷を低減できる。
According to the present invention, an acidic liquid containing sulfuric acid and hydrochloric acid in a mass concentration ratio (10: 1) to (1:10) is added to the molten fly ash and stirred, and from the molten fly ash, most of the calcium component and Since the chlorine component was leached to produce a leachate having a pH of 7 to 10, PbCl 2 having low solubility in water in the molten fly ash was decomposed by sulfuric acid in the acidic solution, and water-soluble NaCl · KCl · CaCl in the molten fly ash 2 dissolves in the water in the acidic liquid, and most of the calcium component in the molten fly ash is leached by the hydrochloric acid in the acidic liquid and dissolves in the water in the acidic liquid. In addition, valuable metal ions eluted in the acidic liquid among the valuable metal components are coprecipitated and removed when sulfuric acid and Ca ions in the acidic liquid react to produce gypsum. As a result, chlorine components can be removed from the molten fly ash in a relatively small number of steps without dissolving valuable metal components in the leachate and without increasing the amount of chemical used, and the volume of molten fly ash can be reduced efficiently. it can.
Moreover, if the acidic waste liquid generated in the smelting process is used as the acidic liquid containing hydrochloric acid and sulfuric acid, the amount of expensive hydrochloric acid used can be reduced and the wastewater treatment load can be reduced.
Further, after the solid content from which the leachate has been removed in the solid-liquid separation process is washed with water, if the washed water is supplied to the leaching / coprecipitation process, the washed water need not be treated. As a result, the wastewater treatment load can be reduced.
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本発明の溶融飛灰の処理方法は、溶融飛灰に酸性液を添加して撹拌する浸出・共沈工程11と、固形分を浸出液から分離する固液分離工程12とを含む。酸性液は塩酸及び硫酸を含有する。溶融飛灰は、都市ごみや産業廃棄物を溶融したときに生じる溶融飛灰の他に、都市ごみや産業廃棄物を焼却したときに生じた焼却飛灰を更に溶融したときに生じる溶融飛灰も含む。この溶融飛灰はカルシウム(Ca)成分と塩素(Cl)成分と有価金属成分(Zn、Pb、Cu等)とを含有する。この実施の形態では、溶融飛灰は平均組成で、15〜20質量%の塩素(Cl)、15〜30質量%のカルシウム(Ca)、4〜15質量%のナトリウム(Na)、4〜15質量%のカリウム(K)、2〜6質量%のアルミナ(Al2O3)、3〜9質量%のシリカ(SiO2)と、0.5〜1.5質量%の鉄(Fe)と、1〜10質量%の亜鉛(Zn)と、0.3〜3質量%の鉛(Pb)と、0.05〜0.5質量%の銅(Cu)、0.01〜0.1質量%のカドミウム(Cd)等を含む。また上記溶融飛灰は、上記組成物の酸化物、複合酸化物、塩化物、炭酸化物、硫酸化物等を組合せた化合物であり、具体的には、NaCl、KCl、CaCl2、Ca(OH)Cl、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4、PbCl2、ZnO、2CaO・Al2O3・SiO2等を組合せた化合物である。また上記酸性液は塩酸と硫酸とを含む混酸水溶液であり、硫酸と塩酸との質量濃度比は(10:1)〜(1:10)、好ましくは(5:1)〜(1:5)、更に好ましくは(3:1)〜(1:5)である。ここで、酸性液の硫酸と塩酸の質量濃度比を(10:1)〜(1:10)の範囲に限定したのは、(10:1)即ち10/1を越えると溶融飛灰中のカルシウム成分の溶出量が従来の水による浸出における溶出量を下回って溶融飛灰の減容化を達成できず、(1:10)即ち1/10未満では塩酸が多くなり過ぎて浸出が行われるpH7付近で鉛などの有価金属イオンの溶出量が増大してしまうからである。またこの酸性液は製錬工程で発生する酸性廃液であることが好ましい。これにより高価な塩酸の使用量を低減できるとともに、廃水処理の負荷を低減できるという利点がある。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the molten fly ash treatment method of the present invention includes a leaching /
先ず浸出・共沈工程11では、溶融飛灰100質量%に対して水を100〜500質量%、好ましくは100〜300質量%を加えて混合しスラリーを調整した後に、このスラリーに上記酸性液を添加して、5〜50℃の温度に保って30分〜6時間撹拌する。このとき酸性液の添加量はスラリーのpHが7〜10、好ましくは8.5〜9.5になるように調整される。このpHはpHセンサで検出される。この浸出・共沈工程11では、溶融飛灰中に存在しかつ水中溶解度の低いPbCl2が酸性液中の硫酸により次の反応式(1)に示すように分解し、溶融飛灰中の水溶性のNaCl・KCl・CaCl2が酸性液中の水に溶解する。
PbCl2+H2SO4 → PbSO4+2HCl ……(1)
また溶融飛灰中のカルシウム成分の大部分が酸性液中の塩酸により浸出されるとともに、酸性液中の水に溶解する。このように溶融飛灰中の脱塩素には、酸性液中の塩酸のみならず、硫酸や水も貢献している。更に有価金属成分のうち酸性液に溶出した有価金属のイオンは、酸性液中の硫酸とCaイオンとが反応して石膏が生成される際に共沈して除去される。この金属イオンの共沈物としては、CaAsO4(砒酸カルシウム)、PbSO4(硫酸鉛)等が挙げられる。ここで、水の添加量を溶融飛灰100質量%に対して100〜500質量%の範囲に限定したのは、100質量%未満ではスラリーの撹拌が困難になり、500質量%を越えると更に酸性液を加えたときにスラリーの固液比が低くなって液が多くなり、溶融飛灰の処理能力が低下してしまうからである。またスラリーのpHを7〜10の範囲に限定したのは、カルシウム成分の大部分と塩素成分の殆ど全てを効率良く浸出させるためである。
First, in the leaching /
PbCl 2 + H 2 SO 4 → PbSO 4 + 2HCl (1)
Further, most of the calcium component in the molten fly ash is leached by hydrochloric acid in the acidic liquid and is dissolved in the water in the acidic liquid. Thus, not only hydrochloric acid in the acidic liquid but also sulfuric acid and water contribute to dechlorination in the molten fly ash. Furthermore, valuable metal ions eluted in the acidic liquid among the valuable metal components are coprecipitated and removed when the sulfuric acid and Ca ions in the acidic liquid react to produce gypsum. Examples of the coprecipitate of metal ions include CaAsO 4 (calcium arsenate), PbSO 4 (lead sulfate), and the like. Here, the amount of water added is limited to the range of 100 to 500% by mass with respect to 100% by mass of the molten fly ash. When the amount is less than 100% by mass, stirring of the slurry becomes difficult. This is because when the acidic liquid is added, the solid-liquid ratio of the slurry is lowered, the liquid is increased, and the processing capacity of the molten fly ash is lowered. The reason why the pH of the slurry is limited to the range of 7 to 10 is to efficiently leach out most of the calcium component and almost all of the chlorine component.
次に固液分離工程12では、溶融飛灰中のカルシウム成分の一部と、酸性液に溶出しなかった有価金属成分と、有価金属イオンの共沈物とを含有する固形分を、上記浸出液から分離する。分離後の浸出液には、上記カルシウム成分及び塩素成分の他にナトリウム成分やカリウム成分などの可溶性のアルカリ金属塩が含まれるけれども、有価金属のイオンを殆ど含まない。また分離後の固形分には有価金属が濃縮された状態で含まれる。更にこの分離はシックナーやフィルタプレス等を用いて行われる。なお、固形分に含まれるカルシウム成分は、溶融飛灰の浸出液に含まれるカルシウム成分100質量%に対して50〜150質量%程度である。更に固液分離工程12で浸出液が除去された固形分を水で洗浄した後に、この洗浄後の水を浸出・共沈工程11に供給して、溶融飛灰と混合しスラリーを調製する。この結果、洗浄後の水を処理せずに済むので、廃水処理の負荷を低減できる。また洗浄した固形分の重さは処理前の溶融飛灰の重さを100質量%とするとき50〜80質量%となる。この結果、溶融飛灰を効率良く減容できる。
Next, in the solid-
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1>
図1に示すように、先ず浸出・共沈工程11で溶融飛灰100gに水200mlを混合してスラリーを調製し、このスラリーに製錬所工程内液を300ml添加して混合した。上記水としては、固液分離工程12で分離された固形分を洗浄した後の水を利用した。また浸出・共沈工程11での浸出温度を30℃とし、浸出時間を1時間とし、撹拌子の回転速度を150rpmとした。次に固液分離工程12で濾紙を用いた吸引濾過した。これにより溶融飛灰の固形分(69.6g)を浸出液(450ml)から分離した。なお、浸出液のpHは9であった。
<比較例1>
スラリーに製錬所工程内液を390ml添加したこと以外は、実施例1と同様に浸出・共沈工程と固液分離工程を経て、溶融飛灰の固形分(70.7g)を浸出液(550ml)から分離した。なお、浸出液のpHは6.6であった。
Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
<Example 1>
As shown in FIG. 1, in the leaching /
<Comparative Example 1>
Except for adding 390 ml of the smelter process liquid to the slurry, the leaching / coprecipitation process and the solid-liquid separation process were carried out in the same manner as in Example 1, and the solid content (70.7 g) of the molten fly ash was leached (550 ml). ). The pH of the leachate was 6.6.
<比較例2>
先ず溶融飛灰100gに水500mlを混合してスラリーを調製し、このスラリーを撹拌して水洗処理を行った。このときのスラリー温度を30℃とし、水洗時間を1時間とし、撹拌子の回転速度を150rpmとした。次に濾紙を用いた吸引濾過した。これにより溶融飛灰の固形分(69g)を浸出液(450ml)から分離した。なお、浸出液のpHは11.3であった。
<比較例3>
比較例2で分離された浸出液に製錬所工程内液を22ml添加して、浸出液を中和した。この中和により生成された固形分(26.3g)を比較例3とした。
<比較例4>
比較例1で用いた製錬所工程内液390mlのうち、比較例3で使用した22mlを引いて残った368mlに、試薬の消石灰13.2gを添加して、pHが9付近となるように中和処理した。この中和後の製錬所内工程液(810ml)を比較例4とした。
<Comparative example 2>
First, 500 ml of water was mixed with 100 g of molten fly ash to prepare a slurry, and the slurry was stirred and washed with water. The slurry temperature at this time was 30 ° C., the washing time was 1 hour, and the rotation speed of the stirrer was 150 rpm. Next, suction filtration using filter paper was performed. This separated the solid content (69 g) of the molten fly ash from the leachate (450 ml). The pH of the leachate was 11.3.
<Comparative Example 3>
22 ml of the smelter process internal solution was added to the leachate separated in Comparative Example 2 to neutralize the leachate. The solid content (26.3 g) produced by this neutralization was taken as Comparative Example 3.
<Comparative example 4>
Of the 390 ml of the smelter in-process solution used in Comparative Example 1, 13.2 g of slaked lime as a reagent is added to 368 ml remaining after subtracting 22 ml used in Comparative Example 3 so that the pH is around 9. Neutralized. The process liquid (810 ml) in the smelter after this neutralization was used as Comparative Example 4.
<比較試験1及び評価>
実施例1と比較例1及び2の溶融飛灰の組成(処理前の組成)と、実施例1と比較例1及び2の固形分の組成(処理後の組成)を分析し、その結果を表1に示す。また実施例1と比較例1、3及び4の製錬所工程内液の組成を分析し、その結果を表2に示す。また実施例1と比較例1及び2の浸出液の組成を分析し、その結果を表3に示す。更に比較例3の中和後の固形分の組成を分析し、その結果を表4に示し、比較例4の中和後の製錬所内工程液の組成を分析し、その結果を表5に示す。
<
The composition of the molten fly ash of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 (composition before treatment) and the composition of the solid content of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 (composition after treatment) were analyzed, and the results were Table 1 shows. Moreover, the composition of the liquid in the smelter process of Example 1 and Comparative Examples 1, 3 and 4 was analyzed, and the results are shown in Table 2. Moreover, the composition of the leachate of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was analyzed, and the results are shown in Table 3. Further, the composition of the solid content after neutralization in Comparative Example 3 was analyzed, the results are shown in Table 4, the composition of the process liquid in the smelter after neutralization in Comparative Example 4 was analyzed, and the results are shown in Table 5. Show.
表1、表4及び表5から明らかなように、比較例2〜4の固形分の合計が95.3g(69g+26.3g)と多かったのに対し、比較例1及び実施例1では固形分がそれぞれ70.7g及び69.6gと少なくなったことが分った。なお、比較例1の固形分が少なくなったのは、pHが比較的高い6.6であったためと考えられる。
As is clear from Tables 1, 4 and 5, the total solid content of Comparative Examples 2 to 4 was 95.3 g (69 g + 26.3 g), whereas in Comparative Example 1 and Example 1, the solid content was high. Were reduced to 70.7 g and 69.6 g, respectively. In addition, it is thought that the solid content of the comparative example 1 decreased because the pH was relatively high 6.6.
<実施例2>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を10:1としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<実施例3>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を5:1としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<実施例4>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を2:1としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<実施例5>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を1:1としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<Example 2>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 10: 1. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Example 3>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 5: 1. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Example 4>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 2: 1. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Example 5>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 1: 1. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<実施例6>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を1:2としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<実施例7>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を1:5としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<実施例8>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を1:10としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<Example 6>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the liquid in the smelter process was 1: 2. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Example 7>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 1: 5. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Example 8>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 1:10. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<比較例5>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を22:1としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<比較例6>
製錬所工程内液中の硫酸と塩酸の質量濃度比を1:25としたことを以外は、実施例1と同様にして溶融飛灰の固形分を浸出液から分離した。なお、浸出液のpHを約7に調整し、固体と液体との比を1:5とした。
<Comparative Example 5>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 22: 1. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<Comparative Example 6>
The solid content of the molten fly ash was separated from the leachate in the same manner as in Example 1 except that the mass concentration ratio of sulfuric acid and hydrochloric acid in the smelter process liquid was 1:25. The pH of the leachate was adjusted to about 7, and the ratio of solid to liquid was 1: 5.
<比較試験2及び評価>
実施例2〜8と比較例5及び6で得られた浸出液の量及び鉛の溶出量と、固形分の重さを測定し分析した。その結果を表6及び図2に示す。
<Comparative test 2 and evaluation>
The amount of the leachate obtained in Examples 2 to 8 and Comparative Examples 5 and 6, the elution amount of lead, and the weight of the solid content were measured and analyzed. The results are shown in Table 6 and FIG.
表6及び図2から明らかなように、硫酸が塩酸より多く含まれると、固形分の発生量が増えることが分った。これはCaSO4が生成されるためである。このため硫酸の含有量の多い比較例5では固形分が74.3gと多かったのに対し、硫酸の含有量が比較的少ない実施例2〜8及び比較例6では固形分が50.3〜72.7gと比較的少なかったことが分った。
一方、塩酸が硫酸より多く含まれると、溶融飛灰からの鉛成分の溶出量が多くなり、廃水処理への負荷が大きくなることが分った。このため塩酸の含有量の多い比較例6では鉛の溶出量が56.5ppmと多かったのに対し、塩酸の含有量の比較例少ない実施例2〜8及び比較例5では4.0〜48.0ppmと比較的少なかったことが分った。
上述のことから、硫酸:塩酸を質量濃度比で(10:1)〜(1:10)の範囲に設定することが望ましいことが分った。なお、鉛成分の溶出量は浸出液のpHを調整することにより制御できる。
As is apparent from Table 6 and FIG. 2, it was found that the amount of solid content increased when sulfuric acid was contained in a larger amount than hydrochloric acid. This is because CaSO 4 is produced. For this reason, in Comparative Example 5 with a large content of sulfuric acid, the solid content was as high as 74.3 g, whereas in Examples 2 to 8 and Comparative Example 6 in which the content of sulfuric acid was relatively small, the solid content was 50.3 to 72.7g was found to be relatively small.
On the other hand, it was found that when hydrochloric acid is contained in a larger amount than sulfuric acid, the amount of lead components eluted from the molten fly ash increases and the load on wastewater treatment increases. For this reason, in Comparative Example 6 with a large hydrochloric acid content, the lead elution amount was as high as 56.5 ppm, whereas in Comparative Examples 5 and 8 and Comparative Example 5 with a small comparative hydrochloric acid content, 4.0 to 48. It was found that it was relatively low at 0.0 ppm.
From the above, it has been found that it is desirable to set sulfuric acid: hydrochloric acid in a mass concentration ratio in the range of (10: 1) to (1:10). The elution amount of the lead component can be controlled by adjusting the pH of the leachate.
11 浸出・共沈工程
12 固液分離工程
11 Leaching /
Claims (3)
前記溶融飛灰に硫酸及び塩酸を質量濃度比で(10:1)〜(1:10)含有する酸性液を添加して撹拌し、前記溶融飛灰から前記カルシウム成分の大部分と前記塩素成分を浸出してpH7〜10の浸出液を生成するとともに、前記有価金属成分のうち前記酸性液に溶出した前記有価金属のイオンを共沈させる浸出・共沈工程と、
前記溶融飛灰中の前記カルシウム成分の一部と前記有価金属の共沈物とを含有する固形分を、前記浸出液から分離する固液分離工程と
を含むことを特徴とする溶融飛灰の処理方法。 In a method for treating molten fly ash containing a valuable metal component containing at least one of Zn, Pb or Cu, a calcium component, and a chlorine component,
An acidic liquid containing sulfuric acid and hydrochloric acid in a mass concentration ratio (10: 1) to (1:10) is added to the molten fly ash and stirred, and most of the calcium component and the chlorine component are added from the molten fly ash. A leaching / coprecipitation step of co-precipitating ions of the valuable metal eluted in the acidic liquid among the valuable metal components;
A solid-liquid separation step of separating a solid content containing a part of the calcium component in the molten fly ash and the coprecipitate of the valuable metal from the leachate. Method.
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