JPS6052876B2 - 電気集塵灰の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ごみ焼却炉等から排出される電気集塵灰の処
理方法に関する。

ごみ焼却炉から排出される電気集塵灰は、ごみ一の種類
によつてて若干異なるが、一般的には第１表に示すよう
にスラグ成分５０〜７０％、塩化物および硫酸塩２５〜
４５％を主体とし、その他有害重金属と一般重金属を３
〜５％含んでいる。

このうち有害重金属の一部は、水に可溶な塩化物の形態
で存在しこのまま投棄すると有害重金属が第２表の溶出
試験結果に示すように排出規制値を越えて溶出するおそ
れがある。

このため重金属の溶出を防止する方法として例えばフェ
ライト化による処理方法が提案されている。

この方法は、第１図が示すように抽出槽１に重金属を含
む電気集塵灰２、溶解水３及び硫酸４を投入して、これ
をフィルター４で残渣４と重金属イオンを含む溶液５と
に分離する。この残渣４は溶出性重金属塩を低減したた
め投棄可能である。一方溶液６はいわゆるフェライト法
で処理される。この方法は溶液６を硫酸第１鉄７ととも
に溶解槽８に投入し、さらに反応器９内に入れ、アルカ
リ１０、蒸気加熱１２などによつて所定のＰＨｌ温度と
して曝気１１により空気酸化する。この過程でＦｅ（０
Ｈ）２は重金属を取り込みながらフェライト化する。生
成したフェライトは磁気又は沈降で分離され、フィルタ
ー１４により脱水されて、フェライト化スラッジ１５と
なるものである。また溶液１６はＰＨ調整槽１７で中和
された後次工程に入る。しかしこの方法は、硫酸第１鉄
を多量に投入しなければならず、そのランニングコスト
がたかいとともに、多量の溶液がでるため下水などが完
備されていることが条件となる。

更にフェライト化スラッジは、重要な鉄資源よりなるた
め、有効利用が図られなければならない。また別の方法
として、電気集塵灰をアルカリ処理して重金属を水酸化
物に変えたのち助剤を加えペレット化、更にロータリー
キルン等を用いて焼結固化する方法もあるが、ペレット
化焼成など操業上の頻雑さがあるなどの欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、有害重金属の溶出を確実に防止でき、し
かも排水の量が少なく、又ランニングコストを小さくす
ることができる電気集塵灰の処理方法を得んとするもの
である。

すなわち本発明は電気集塵灰を酸洗処理して残渣と重金
属イオンを含む溶液とに分離した後該溶液をアルカリ処
理して重金属の水酸化物を沈殿分離せしめ、次いで該重
金属の水酸化物に上記残渣の一部と融剤とを加えて９０
０〜１１００℃で加熱溶融固化することを特徴とする電
気集塵灰の処理方法である。

更に本発明は電気集塵灰を酸洗処理して残渣と重金属イ
オンを含む溶液とに分離した後該溶液をアルカリ処理及
び硫化処理して重金属水酸化物及び重金属硫化物を沈澱
分離せしめ、次いで該重金属水酸化物及び重金属硫化物
に上記残渣の一部と融剤とを加えて溶融固化することを
特徴とするものである。

又本発明は、酸洗処理が、溶解水を電気集塵灰に対して
０．踵量部以上加えて、その溶液をＰＨ４．Ｏ〜６．５
としておこなうことを特徴とするものである。

又本発明はアルカリ処理を、ＰＨ９．５〜１１．５でお
こなうことを特徴とするものである。

又本発明は、重金属水酸化物の溶融固化を、重金属水酸
化物１重量部に対し残渣０．５〜５．０重量部、融剤０
．１〜１．０重量部を加えて、９００〜１１００℃で加
熱することを特徴とするものである。

又本発明は、重金属水酸化物及び重金属硫化物の溶融固
化を重金属水酸化物及び重金属硫化物１重量部に対し、
残渣０．５〜５．踵量部、融剤０．１〜１．濾量部を加
えて、９００〜１１００℃で加熱することを特徴とする
ものである。

以下本発明方法を第２図を参照して詳細に説明する。

ます電気集塵灰２１を酸洗処理して残渣２２と重金属イ
オンを含む溶液２３とに分離する。

電気集塵灰２１は、ごみ焼却炉等の電気集塵機から排出
されるもので、その化学組成は前述した第１表に示すよ
うに多くの重金属を含んでいる。酸洗処理は、ベルトコ
ンベア等の残渣掻上げ機２４及び攪拌機２５を備え予じ
め所定の組成に調合された溶解液で充された抽出槽２６
内でおこない、ここに電気集塵灰２１とともに塩酸溶液
等の溶解水２７を入れ、これらを攪拌機２５で攪拌する
ことによりおこなう。ここで溶解液の組成はほとんど変
動しない。溶解水２７を入れることにより電気集塵灰２
１中の少量の重金属塩化物及び多量のアルカリ塩化物が
溶解する。この場合溶解水２７の投入量は、電気集塵灰
２１に含まれる塩化物を溶解した場合に、その溶液中の
塩化物濃度が飽和（３０重量％程度）に近くなるような
割合で加えるのが望ましい。この理由は、後の廃液量を
できるだけ少なくするためにその投入量を最小限とする
のが好適であるからである。例えば電気集塵灰２１１重
量部に対して０．種量部以上加えて、その溶液をＰＨ４
．Ｏ〜６．５とする。酸洗処理後の残渣２２は、ベルト
コンベア２４で運ばれ、洗浄水２８で洗浄後貯溜槽２９
に投入される。

一方重金属イオンを含む溶液２３は、ポンプ３０で沈澱
槽３１に送られアルカリ処理される。

アルカリ処理は、沈澱槽３１に水酸化ナトリウム３２を
投入し、攪拌機３３で攪拌することによりなされ、この
処理により重金属イオンが重金属水酸化物となつて沈澱
する。ここで最も沈澱しやすいＰＨは１０．５であり、
このため槽内がＰＨ９．５〜１１．５の範囲となるよう
に水酸化ナトリウム３２を投入するのが好適である。ま
た本発明は、上述したアルカリ処理工程で重金属イオン
を十分沈澱物にできないときにはさらにその炉液につい
て硫化処理を施すのが望ましい。

硫化処理は、硫化槽３４内にアルカリ処理後の溶液及び
沈澱物を流入させ、ここに硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）
３５を投入して攪拌機３６で攪拌することによりおこな
われ、この処理により残存している少量の重金属イオン
が重金属硫化物として沈澱させる。この処理後沈澱物を
含む溶液は、フィルタ３７により、溶液３８と重金属水
酸化物又はこれと重金属硫化物の混合物（以下重金属水
酸化物等３９と称す）とに分離される。

溶液３８は中和槽４０に入り塩酸４１で中和される。一
方重金属水酸化物等３９は、水洗して ＮａＣＬ，ＫＣＬの付着をおとし、これを乾燥後酸洗処
理で得られた残渣２２の一部２２″と融剤４２とともに
混練機４３で混練する。

残渣２２はここに重金属水酸化物等３９を固定するため
のもので、その混合割合は融剤のコスト等を考慮して重
金属水酸化物等１重量部に対し０．５〜５．呼量部が適
当である。また融剤４２は、この混合物を溶融する際、
その温度を下げて重金属が蒸発しないようにするための
もので、その混合割合は重金属水酸化物等１重量部に対
し０．１〜１．０重量部が適当である。この融剤４２と
しては無水ほう酸、無水りん酸などが好適である。重金
属水酸化物等３９と残渣２２″と融剤４２との混練物は
、、溶融炉４４で溶融され、重金属水酸化物等は酸化物
、硫化物の形態でガラス質又は結晶質のスラグ中に固定
される。

溶融炉４４は混練物を溶融するものであるが、高温にな
ると重金属が蒸発するため、９００〜１１００Ｃで加熱
溶融する。溶融炉４４としては高周波電気炉、ガスだき
加熱炉等一般的な炉が使用できる。この処理方法によれ
ば、有害な重金属をガラス質又は結晶質とした残渣中に
固定するので重金属の溶出を確実に防止でき、しかも重
金属は酸化物等溶出し難い形態となつているため、長期
的にみても安定している。

また重金属の固定化に使用しない残りの残渣は、重金属
の溶出濃度が低いのでこれを投棄することができる。こ
こに本発明の実施例につき説明する。

実施例 電気集塵灰４．０ｋ９を溶解水２．４ｅと１０Ｎ上ＣＬ
ｌｌ６ｍｌで酸処理し、酒過分離する。

残渣は２．８′の水で洗浄する。この際得る枦液は次の
同様な操作の溶解水に混ぜ循環使用する。この操作をく
り返し４回行なつて得たＰＨ＝６．０の戸液の合量１７
．４９ｅを溶解液として５０ｅのポリ容器に充し抽出槽
とする。再度この中に新たな別の電気集塵灰４．０ｋ９
を溶解水２．４ｅ１１０Ｎ−ＨＣＬｌｌ６ｍｌとともに
投入し３０分間混合攪拌したのち、吸引枦過器で残渣と
重金属イオンを含む枦液に分離し、残渣は２．８１？の
水で洗浄して含水残渣３．２１ｋ９を得た。この実験に
使用した電気集塵灰、及び５回目に得られた残渣の化学
組成を第３表に示す。次に重金属イオンを含む溶液１９
．３３１を１０Ｎ一ＮａＯＨ４ＯｍｌでＰＨ＝１０．５
にアルカリ処理して含水重金属水酸化物５５９ｇを得、
更に微量のＮａ２ｓて硫化処理し、このようにして得た
水酸化物、硫化物をＰＨ＝１０．５の洗浄水２．１１で
洗浄した。

次いで乾燥した水酸化物等８２．８ｆに対して上記の残
渣を乾燥し、その一部の１６５．６ｆ及び融剤（無水ほ
う酸）４１．４ｆを加えて（水酸化物等１重量部に対し
て残渣２重量部、融剤０．５重量部）Ｖ型ブレンダーで
１．ｍ間混合操作を行なつた。これをアルミナルツボに
移し、電気式マツフル炉内で１０００℃で１．０時間に
て溶融し、溶融スラグの冷却固形化物２３１ｆを得た。
水酸化物等の沈澱物、溶融スラグの冷却固形化物の化学
組成及びその固形化物に有害重金属（Ｃｄ，Ｐｂ，Ｔ−
Ｃｒ）が固定された割合を第３表に示す。上表中、固定
率は、溶融前に配合した重金属水酸化物と残渣および無
水ほう酸に含まれる有害重金属の総和を１００とし、溶
融後に得たスラグ固形化物中の有害重金属の含有量を割
合で示したものである。

次に上述した方法で得られた酸洗処理後の残渣及び溶融
スラグの冷却固形化物につき、溶出試験を行ない、その
結果を第４表に示す。

上表から本発明方法で処理すれば残渣及び固形化物はい
ずれも埋立投棄規制値を十分満足できることが確認され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電気集塵灰の処理方法を示す説明図、
第２図は本発明の一実施例を示す電気集塵灰の処理方法
を示す説明図である。 ２１・・・電気集塵灰、２２・・・残渣、２３・・・溶
液、２６・・・抽出槽、３１・・・沈澱槽、３２・・・
水酸化ナトリウム、４３・・・混練機、４４・・・溶融
炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気集塵灰を酸性処理して残渣と重金属イオンを含
   む溶液とに分離した後該溶液をアルカリ処理して重金属
   の水酸化物を沈殿分離せしめ、次いで該重金属の水酸化
   物に上記残渣の一部と融剤とを加えて９００〜１１００
   ℃で加熱溶融固化することを特徴とする電気集塵灰の処
   理方法。 ２ 酸性処理は、溶解液を電気集塵灰に対して０．７重
   量部以上加えて、その溶液をＰＨ４．０〜６．５とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気集塵
   灰の処理方法。 ３ アルカリ処理は、ＰＨ９．５〜１１．５でおこなう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気集塵
   灰の処理方法。 ４ 重金属水酸化物の溶融固化は、重金属水酸化物１重
   量部の対し、残渣０．５〜５．０重量部、融剤０．１〜
   １．０重量部を加えて、９００〜１１００℃で加熱する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気集塵
   灰の処理方法。 ５ 電気集塵灰を酸洗処理して残渣と重金属イオンを含
   む溶液とに分離した後該溶液をアルカリ処理及び硫化処
   理して重金属水酸化物及び重金属硫化物を沈殿分離せし
   め、次いで該重金属水酸化物及び重金属硫化物に上記残
   渣の一部と融剤とを加えて９０〜１１００℃で加熱溶融
   固化することを特徴とする電気集塵灰の処理方法。 ６ 酸洗処理は、溶解液を電気集塵灰に対して０．７重
   量部以上加えて、その溶液をＰＨ４．０〜６．５とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の電気集塵
   灰の処理方法。 ７ アルカリ処理は、ＰＨ９．５〜１１．５でおこなう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の電気集塵
   灰の処理方法。 ８ 重金属水酸化物及び重金属硫化物の溶融固化は、重
   金属水酸化物及び重金属硫化物１重量部に対し、残渣０
   ．５〜５．０重量部、融剤０．１〜１．０重量部を加え
   て、９００〜１１００℃で加熱することを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の電気集塵灰の処理方法。