JPS5839768B2 - リンサンエンシヨリスラツジノサイセイシヨリホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燐酸塩処理スラッジの再生処理方法、更に詳
しくは、特に燐酸塩化成処理において生ずる鉄、亜鉛、
ニッケル等の重金属の燐酸塩から威るスラッジより燐酸
分および重金属分を効率よく分離、回収でき、両者をそ
れぞれ再利用に供し得る方法に関する。

従来、この種のスラッジの処理方法として、例えば■ス
ラッジに石灰類やポルトランドセメントを加え、混練硬
化させる方法（特開昭４９−８３６９２号）、■スラッ
ジに有機物あるいは粉状コークスを加え、７００〜１３
００℃で熱処理して、スラッジ中の重金属を回収する方
法（特開昭４９−１０７９６５号、以下コークス還元法
と称する）および■スラッジを硫酸に溶かして各成分を
分離、回収する方法（以下、硫酸分解法と称する）が知
られている。

しかしながら、上記■法では有害物としてのスラッジを
無害化してはいるが、資源の再利用としての方法からス
ラッジ中の成分を考えていない。

■のコークス還元法は、資源の再利用としては有効であ
るが、処理に際しての設備が犬がかりとなり熱量も多く
必要とする。

また■の硫酸分解法は、通常の湿式燐酸製造法を応用し
たもので、一般にスラッジ量に対し加える硫酸量を多く
必要とし、分解生成した燐酸イオン（ＰＯ４３−）と硫
酸イオン（ＳＯ４” ）の分離が困難となり、またそ
のｓｏ４’−を回収するのにもアルカリを大量に必要と
する等の問題点を有する。

そこで、現実にはこれらの方法（■〜■）はあまり用い
られず、スラッジはそのまま地中に埋める等の方法で廃
棄されていた。

本発明者らは、かかる燐酸塩処理スラッジを簡単且つ廉
価にして効率よく再生処理できる方法について研究を進
めた結果、当該スラッジを水中においてアルカリと反応
させて燐酸分と重金属分に分離せしめ、次いでこの系の
ｐＨを特定範囲に調整するか、または炭酸カルシウムお
よび／または消石灰を適量添加することにより、沈殿す
る重金属分を効率よく分離できて、両者を各別に回収で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の要旨は、燐酸塩処理スラッジを水中において加
熱下にｐＨ１１〜１２でアルカリと反応させて、スラッ
ジの重金属分の全体をその水酸化物として沈殿せしめ且
つスラッジり燐酸分を水中に溶解存在せしめ、次いでこ
の反応系をｐＨ１３以上または８．３〜９．３に調整す
るか、または該反応系に炭酸カルシウムおよび／または
消石灰を添加した後に沈殿物を濾別することを特徴とす
る燐酸塩処理スラッジの再生処理方法に存する。

本発明方法で対象とするスラッジは、一般に実施されて
いる金属の燐酸塩処理、特に燐酸塩化成処理において生
ずるスラッジを指称し、具体的には鉄鋼用燐酸亜鉛処理
スラッジ、亜鉛メッキ鋼板用燐酸亜鉛処理スラッジおよ
び燐酸鉄処理スラッジが挙げられる。

かかるスラッジを本発明方法に供する場合、通常これを
微細化し、水に分散させる。

分散濃度は１０〜２５重量％が好ましい。なお、当該ス
ラッジは、重金属の燐酸塩、例えば燐酸鉄（ＦｅＰＯ４
）、燐酸亜鉛（Ｚｎ３（ＰＯ４）２）、燐酸ニッケルＣ
Ｎ１３（ＰＯ４）２）等で構成される。

七 上記スラッジの水分散液にアルカリを加え、加熱下
反応させることにより、重金属水酸化物と燐酸アルカリ
塩が形成され、重金属水酸化物が沈殿する。

反応は通常７０〜１００°Ｃで１時間以上攪拌下に実施
されてよい。

上記アルカリとしては、上述の如く当該スラッジと反応
して水不溶性の重金属水酸化物と水溶性の燐酸アルカリ
塩を虫取し得るものであればよく、例えばす） ＩＪウ
ムやカリウムの酸化物、水酸化物および炭酸塩が挙げら
れ、特に水酸化ナトリウムが最適である。

アルカリの使用量は、スラッジに列して反応理論量（即
ち、スラッジ中の燐酸分の３倍モル）またはその若干過
剰量でよく、この場合の反応系のｐＨは１１〜１２の範
囲にある。

なお、大過剰量のアルカリを使用すると、スラッジ中の
重金属分の一部（例えば亜鉛）が水酸化物として沈殿し
なくなるので好ましくない。

アルカリとして水酸化ナトリウムを使用した場合の、ス
ラッジとの反応は以下の如く示される。

次に、虫取した重金属水酸化物と燐酸アルカリ塩とを分
離するには、当該反応系より沈殿した重金属水酸化物を
通常の沢過操作により１別すればよい。

しかし、かかる反応系のｐＨが１１〜１２の範囲にある
場合には、重金属水酸化物の種類によっては、その粒子
に非常に細かいため、これをそのまま濾過に供すると上
記粒子が１紙を通過してｒ液に混入したり、また粒子自
体がコロイド状を呈し濾過速度を遅延化するという好ま
しくない現象を来す。

このため、次いで反応系に先に使用したアルカリまたは
酸（望ましくは燐酸）を添加して、そのｐＨを１３以上
または８．３〜９．３の範囲に調整した後、１過に供す
ることが必要である。

この結果、ｒ液中のＰＯ４３−は、ｐＨ１３以上の場合
第三級燐酸アルカリ塩（例えばＮａ５ＰＯ４）、またｐ
Ｈ８，３〜９．３の場合第二級燐酸アルカリ塩（例えば
Ｎａ ２ ＨＰＯ４）の形状で存在することになる。

以上の如く反応系のｐＨ調整により、濾過操作を効率よ
く行うことができるが、これ以外に通常の炭酸カルシウ
ムおよび／または消石灰を適量添加してもその目的は充
分達成される。

即ち、反応系より沈殿した重金属水酸化物を短時間でｐ
別でき、しかもＰ液に重金属水酸化物が混入することも
非常に少なくなる。

かかる添加物の使用量は、特に制限されるものではない
が、通常当初スラッジの固形分に対し１〜３０重量％の
範囲で選定することが望ましい。

１重量％未満であると、充分な効果が得られず、また３
０重量％を越えると、燐酸アルカリ塩のＰＯ４３−を不
当に消費することになる。

１取した重金属水酸化物は、これをそのまま常法により
水洗、乾燥して再利用してよＬ・。

例えば水酸化第二鉄の場合であれば、更に焼成して酸化
鉄とし顔料として再利用できる。

なお、ｒ取した重金属水酸化物が混合系の場合、各種重
金属水酸化物の溶解度はｐＨを下げることにより非常に
異なってくる場合があり、この溶解度差を利用すること
により希酸を使用して選択的に溶解分取することができ
る。

溶解した重金属弁、例えば燐酸亜鉛はそのまま化成処理
剤として利用してもよく、また通常の方法で水酸化亜鉛
として沈殿させた後、常法により水洗、乾燥して酸化亜
鉛として利用してもよい。

一方、重金属水酸化物を除去した後のｒ液は、常套手段
で濃縮脱水することにより、燐酸アルカリ塩を得ること
ができ、これは燐酸塩化成処理のための剤として再利用
できる。

★ ★ 以上の構成から成る本発明方法を採用することによ
り、燐酸塩処理スラッジの各構成取分を再利用可能な形
で高率に取出すことができて、省資源に役立たせること
ができる。

例えば、当該スラッジの重金属は９０％以上、そして燐
酸イオンは８０％以上で取出すことができる。

しかも、本発明方法は、犬がかりな設備や難かしい操作
を必要とせず比較的少ない熱量で充分所期目的を達成し
得るものであり、また処理剤として使用するアルカリや
酸も有効に利用する。

なお、本発明方法と従来法の相違点を第１表で具体的に
比較する。

次に、実施例を挙げて本発明方法を具体的に説明する。

なお、実施例中には比較のための例を含む。

実施例 １ 本例で使用したスラッジは、下記の３種（［有］〜※※
０）であって、その組成（重量％）を第２表に示す。

■ 鉄鋼用燐酸亜鉛処理スラッジ ■ 亜鉛メッキ鋼板用燐酸亜鉛処理スラッジ０ 燐酸鉄
処理スラツジ 上記スラッジ（■〜０）をそれぞれ２０Ｐ採取し、これ
を水２００ｒＩｌｌに分散せしめ、次いでスラッジ中に
含有されるｐｏ、”−のモル数に対して水酸化ナトリウ
ムを３倍モル（具体的には、［有］の場合６．９７、■
の場合９．６り、および０の場合５．８１）加え、充分
攪拌下１００℃で２時間反応せしめた。

反応後反応系のｐＨを、第３表に示す如く★★調整した
後、これを直径２４ｃｒＩＬ（Ａ２）の１紙による自然
沢過に供した。

また、スラッジ■についてのみ、反応後反応系に炭酸カ
ルシウム４グまたは消石灰４′？を添加し充分混合した
後、同様に自然濾過に供した。

以上の各系について、１過に要した時間とｒ液および沈
殿物の分析結集を第３表に示す。

第３表の結果より、本発明方法によると、スラッジ中の
ＰＯ４３−が８０％以上不純物の少ない燐酸ナトリウム
として回収でき、濾過前に反応系のｐＨを適正範囲に調
整するか、または炭酸カルシウムや消石灰を適量添加す
ることにより、当該１過効率が向上して１過時間が節減
され、且つＰ別された沈殿物中に、スラッジ中の重金属
を非常に高い割合で回収できることが認められる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燐酸塩処理スラッジを水中において加熱下にｐＨ１
   １〜１２でアルカリと反応させて、スラッジの重金属分
   の全体をその水酸化物として沈殿せしめ且つスラッジの
   燐酸分を水中に溶解存在せしめ、次いでこの反応系をｐ
   Ｈ１３以上または８．３〜９．３に調整するか、または
   該反応系に炭酸カルシウムおよび／または消石灰を添加
   した後に沈殿物を濾別することを特徴とする燐酸塩処理
   スラッジの再生処理方法。