(57)【要約】      （修正有）【課題】排気ガス流から少なくとも１つの重金属を除去するための方法の提供。【解決手段】排気ガス流から少なくとも１つの重金属を分離して重金属含有流を形成するステップ；重金属含有流を、試薬を溶液として含む処理流体で処理するステップ；及び重金属含有流から重金属の少なくとも一部を除去するステップ、を備え、処理するステップが重金属含有流を試薬を溶液として含む処理流体に曝すことを含み、除去するステップが少なくとも１つの重金属を含む微粒子を形成し、微粒子を少なくとも１つの微粒子収集システム内で収集することを含む、方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルンからセメントキルンダストを受け入れるステップ；
前記セメントキルンダストから少なくとも1つの重金属を分離して重金属流を形成する
ように前記セメントキルンダストを加熱するステップ；
前記重金属流を処理流体で処理するステップ；および
前記ガス流から少なくとも1つの重金属の少なくとも一部を除去するステップ、
を備える、セメントキルンダストを処理するための方法。
【請求項２】
前記セメントキルンダストを加熱するステップが、前記重金属の揮発点に対応する温度
と少なくとも同じ高さの温度に加熱するステップを含む、請求項1の方法。
【請求項３】
前記セメントキルンダストを加熱するステップが、改質されたセメントキルンダスト流
を形成するステップを含む、請求項1の方法。
【請求項４】
さらに、前記改質されたセメントキルンダストを再利用するステップを備える、請求項
3の方法。
【請求項５】
前記重金属流を前記処理流体で処理するステップが、少なくとも1つのアルカリ土類金
属多硫化物を含む処理流体で前記重金属流を処理するステップを含む、請求項1の方法。
【請求項６】
前記セメントキルンダストを加熱するステップが、前記セメントキルンダストから水銀
を分離するために、当該水銀の揮発点と同じ高さの温度に加熱するステップを含む、請求
項5の方法。
【請求項７】
前記処理ステップは、少なくとも1つの重金属を含む微粒子を形成するために、前記重
金属流を前記処理流体に曝すステップを含み；前記方法はさらに、少なくとも1つの微粒
子収集システム内で前記微粒子を収集するステップを備える、請求項6の方法。
【請求項８】
さらに、少なくとも1つの金属を含む前記微粒子を再利用するステップを備える、請求
項7の方法。
【請求項９】
少なくとも1つの金属を含む前記微粒子を収集する前記ステップは、少なくとも1つの金
属を含む前記微粒子を少なくとも1つの残留チャンバに通すステップを含む、請求項7の方
法。
【請求項１０】
前記重金属流を処理するステップは、さらに、前記処理流体を前記重金属流内に噴射さ
せるステップを含む、請求項7の方法。
【請求項１１】
前記重金属流を前記処理流体で処理するステップは、さらに、前記重金属流をアルカリ
土類金属多硫化物と、下記のもの；水、少なくとも1つの界面活性剤、および、少なくと
も1つの促進剤；のうちの少なくとも1つを含む処理流体で処理するステップを含む、請求
項1の方法。
【請求項１２】
前記セメントキルンダストを受け入れるステップは、セメントキルン内で捕捉されたセ
メントキルンダストを収集するステップを含む、請求項1の方法。
【請求項１３】
揮発容器；
少なくとも1つの金属を含むガス流を形成するために、セメントキルンダスト流を前記
揮発容器内で加熱するように構成された、少なくとも1つの熱源；
前記揮発容器に通じる処理チャンバ；
少なくとも1つのアルカリ土類金属多硫化物を含む処理流体；および
前記処理チャンバ内に配置され、前記ガス流から少なくとも1つの金属の少なくとも一
部を分離するために、前記ガス流に前記処理流体を噴射するように構成された少なくとも
1つのノズル；
を備える、セメントキルンダストを処理するためのシステム。
【請求項１４】
前記揮発容器内に配置され、前記揮発容器を通して前記セメントキルンダスト流を移動
させるように構成された計量スクリューをさらに備える、請求項13のシステム。
【請求項１５】
前記収集システムは、さらに、前記少なくとも1つの金属の少なくとも一部を収集する
ように構成された、残留チャンバを含む、請求項13のシステム。
【請求項１６】
前記収集システムは、さらに、前記少なくとも1つの金属の少なくとも一部を収集する
ように構成された、微粒子収集システムを含む、請求項13のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも1つの熱源は、さらに、セメントキルン排気ガス流を含む、請求項13の
システム。
【請求項１８】
前記少なくとも1つの熱源は、さらに、電気発熱体を含む、請求項13のシステム。
【請求項１９】
セメントキルンからセメントキルンダストを収集するステップ；
前記収集したセメントキルンダストを、揮発した水銀の蒸気と改質されたセメントキル
ンダストの流れとを形成するように、水銀の揮発点と少なくとも同じ高さの温度に加熱す
るステップ；
改質されたセメントキルンダストの流れをさらに使用するために分離するステップ；
揮発した水銀の流れを、当該水銀を含む微粒子を形成するために、少なくとも1つのア
ルカリ土類金属多硫化物を含む処理流体で処理するステップ；および
その後の取り扱いのために前記微粒子を収集するステップ、
を備える、セメントキルンダストから水銀を除去するための方法。
【請求項２０】
改質された前記セメントキルンダストがセメントミル内で再利用される請求項19の方法
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
この出願は、2010年8月18日に出願された米国仮出願第61/374,745号の優先権を主張し
、この内容は、参照することにより本明細書中にそっくりそのまま組み込まれる。
【０００２】
本発明は、セメントキルン環境内の、重金属汚染の削減に関する。
【背景技術】
【０００３】
セメントキルンダスト(CKD)は、セメントキルンによって世界中で発生している。例え
ば、CKDは、セメントクリンカの製造中にセメントキルン内で発生する。一般的には、CKD
は、微粒子混合物であり、その成分中に、アルカリ硫酸塩、ハロゲン化合物、微量金属お
よび他の揮発性物質で濃縮された、部分的に焼成された非反応の供給原料、クリンカダス
トおよびアッシュを含む。CKDは、個々のプラントプロセスおよび原材料に応じて著しく
変化する。
参照目的のために、CKD組成は、鉱山局によって報告されているように、以下のとおり
である。
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「セメントキルンダストの典型的な組成」（1982年「Haynes」氏および「Kramer」氏）
【０００４】
CKDは、バグハウスまたは電気集塵機のような、微粒子収集システム内で捕捉すること
ができる。捕捉された前記CKDは、その後、いくつかの方法で利用することができる。例
えば、捕捉された前記CKDは、原料として前記キルンプロセス内に戻してもよく；プロセ
ス添加物として前記セメントミルプロセス内に入れてもよく；セメント質材料として販売
してもよく；、および／または、埋立地に送ってもよい。
【０００５】
CKDの特性および組成は、セメントキルンの設計もしくはオペレーション、または、セ
メントキルンで使用される前記材料によって著しい影響を受け、その結果、CKDの組成の
化学的および物理的な特徴は、個々のプラント単位で評価しなければならない。一般的に
は、前記CKDのアルカリの性質は、金属を吸収するときに、当該CKDを良好な中和剤にさせ
る。
【０００６】
普段から前記キルンに戻される前記CKDは、クリンカリングおよび／または焼成プロセ
スを受け、化合物および微量元素を揮発させる。これらの材料は、前記キルンガス流内に
解放される。時間とともに、これはしばしば、前記キルンガス流内で、クリンカに容易に
結合しないCKD内の元素および化合物を濃縮するサイクルを生じる。前記セメント製造プ
ロセスの結果として、水銀および他の重金属のような材料は濃度を増大し続ける可能性が
ある。これら元素の一部は、前記原料ミルのスクラブ効果によって前記ガス流から除去す
ることができるが、それは、当該原料ミルが適当に動作しているときだけである。例えば
、粉砕された石灰岩は、原料ミル内での乾燥のために使用される前記排気ガス流から直接
的に、揮発した物質または他の微量物質の少なくとも一部を吸収することができる。しか
しながら、前記原料ミルが停止したとき、または、さもなければ、セメントキルンもしく
は原料ミル動作が前記排気ガス流の十分な量の元素を吸収できないとき、より多量または
高い濃度のこれらの元素が、前記セメントキルン排気筒を通して空気中に解放されるか、
前記CKDによって吸収されてしまう。  したがって、前記CKDが前記システム内に戻されて
再利用される前に、当該CKDを処理することが望ましいことが多い。
【発明の概要】
【０００７】
可能な１つの実施例では、セメントキルンダストを処理するための方法は、セメントキ
ルンダストを収集するステップ；前記収集した前記セメントキルンダストを、当該収集し
たセメントキルンダストから少なくとも1つの重金属を分離させて重金属流を形成するた
めに加熱するステップ；前記重金属流を処理流体で処理するステップ；および前記重金属
流から前記重金属の一部を除去するステップを含む。
【０００８】
1つの変形例では、前記収集されたセメントキルンダストを加熱するステップは、処理
すべき前記重金属の揮発点に対応する温度に加熱することを含むことができる。 前記収
集されたセメントキルンダストを加熱するステップは、改質されたキルンダスト流を形成
することを含むことができる。前記セメントキルンダストは、水銀のような前記重金属が
前記セメントキルンダストから部分的にまたは完全に除去されている意味で、「改質され
た」または「浄化された」ものである。言い換えれば、改質されたセメントキルンダスト
(mCKD)では、水銀の量は、本明細書に記載した前記処理によって、通常、処理前のセメン
トキルンダストに存在する水銀の量よりも低減される。改質された前記セメントキルンダ
スト流は、プロセス添加物として再利用することができ、処分することができ、および／
または、さらに処理を行うことができる。
【０００９】
さらに他の変形例では、前記重金属流を前記処理流体で処理するステップは、以下の組
み合わせ、即ち；少なくとも1つの、アルカリ土類金属多硫化物、アルカリ土類金属多硫
化物および水、アルカリ土類金属多硫化物および少なくとも1つの界面活性剤、および／
または、アルカリ土類金属多硫化物および少なくとも1つの促進剤、のいずれかを含む処
理流体を含むことができる。上記以外の他の組み合わせも本発明の範囲に入り、同様に、
前記適用例に応じて、前記処理流体に加えることができる。
【００１０】
他の可能な実施例では、前記重金属流を、前記重金属を含む微粒子を形成するように、
処理流体で処理し；前記微粒子を微粒子収集システム内に収集する。
【００１１】
さらに他の実施例では、前記重金属流を前記処理流体で処理するステップは、さらに、
前記重金属流内に前記処理流体を噴射することを含む。
【００１２】
さらに、前記重金属を含む前記微粒子を収集するステップは、前記重金属を含む前記微
粒子を少なくとも1つの残留チャンバに通すことを含むことができる。前記方法はさらに
、前記重金属を含む前記微粒子を、プロセス添加物として再利用するステップを含むこと
ができる。あるいは、前記方法は、さらなる処理または処分を含むことができる。
【００１３】
本発明による、セメントキルンダストを処理するためのシステムは、揮発容器；少なく
とも1つの重金属を含むガス流を形成するために、前記揮発容器内でセメントキルンダス
ト流を加熱するように構成された少なくとも1つの熱源；前記揮発容器に通じる処理チャ
ンバ；少なくとも1つのアルカリ土類金属多硫化物を含む処理流体；および、前記処理チ
ャンバ内に配置され、重金属の少なくとも一部を前記ガス流から分離するために、当該ガ
ス流に前記処理流体を噴射するように構成された少なくとも1つのノズル
を含む。前記処理流体はまた、水、および／または、1つ以上の促進剤を含むことができ
る。
【００１４】
１つの実施例では、前記システムは、前記揮発容器内に配置され、前記セメントキルン
ダスト流を、前記揮発容器を通して移動させるように構成された計量スクリューを含むこ
とができる。残留チャンバまたは微粒子収集システムを設け、前記重金属の少なくとも一
部を収集するように構成することができる。
【００１５】
１つの変形例では、前記揮発容器用の前記熱源は、前記システムが配置された前記プラ
ントでの、セメントキルン排気ガス流の熱の移動に由来するものとすることができる。加
えて、または、代わりに、前記熱源は、電気発熱体を含むことができる。
【００１６】
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下の説明および添付図面から、さらに容易
に理解できるであろう。
【００１７】
保護が求められる要旨の理解を容易にする目的のため、セメントキルンダスト(CKD)を
処理するための例示的実施例が、添付された図面の図に示されている。図面の添付は、説
明を意味して限定すること意味するものではなく、参照符号は、同一または対応する部分
を示すことを意図している。：
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】セメントキルンダスト(CKD)を処理するためのシステムの実施例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明は、多くの異なる形態が可能であると同時に、セメントキルンダスト(CKD)を
処理するためのシステム、方法および装置の１以上の実施例が図面および本明細書に詳細
に記載されている。しかしながら、開示された前記実施例は単に、CKDを処理するための
前記システム、方法および装置を説明するものであり、様々な形態で実施できる。それゆ
え、本明細書に開示された特定の機能の詳細は、限定して解釈されるものではなく、単に
、請求の範囲のための基礎として、そして、当業者が、本明細書に開示した前記システム
、方法および装置を様々に利用できることを説明するための代表的な基礎として解釈され
る。
【００２０】
水銀のような重金属は、本開示の前記システム、方法および装置によって処理すること
ができる。これら重金属は、主として原材料に由来する。原材料は、クリンカ処理中に化
学的に変化し、CKDを含むセメントキルン排気ガス流内に前記材料を解放する。これら原
材料は、主として、石灰岩、粘土、頁岩、スラグ、砂、ミルスケール、鉄を多く含んだ材
料(IRM)、軽石、ボーキサイト、再生ガラス、アッシュ、および、類似の材料などの、様
々な材料に由来する、カルシウム、シリカ、鉄およびアルミナを含むことができる。例え
ば、前記セメントキルン排気ガスは、通常、キルンから、1つ以上の、プロセス、ダクト
、ミル、サイクロン、キルンバグハウス、ESP、または、他の微粒子収集システムのよう
な微粒子収集システムを通過する。前記セメントキルン排気ガス流が、キルンバグハウス
電気集塵機(ESP)、または、他の微粒子収集システムを通過するとき、当該セメントキル
ン排気ガス流内の微粒子の全部または一部を捕捉して集めることができる。収集された前
記微粒子は、通常、セメントキルンダスト(CKD)と呼ばれる材料である。前記CKDは、その
後、セメントキルン、セメント研磨ミル、セメントキルン内の計量制御のための貯蔵所内
に送ることができ、および／または、アスファルトプラント、セメントバッチプラント内
の充填剤として使用することができ、あるいは、非浸出性のCKDとして埋め立てることが
できる。
【００２１】
具体例による、CKDからの汚染を処理および／または低減するためのシステムおよびプ
ロセスが、以下に記載されているとともに図1に模式的に示されている。図1は模式的であ
るので、前記システムの構成要素および方法のステップにおける、前記サイズ、形状、配
置および構成は、本開示の範囲内で変更し、また、維持することができる。図示のように
、1つ以上の微粒子収集システムによって集められたCKD100は、貯蔵ユニット、容器また
はコンテナ102に送られる。貯蔵ユニット、容器またはコンテナ102には、サイロもしくは
他の容器などが含まれるが、これらに限定されるものではない。前記CKD100は、その後、
揮発容器またはゾーン（空間）104に送ることができる。揮発容器またはゾーン104は、コ
ンテナ102に連通し、または、コンテナ102に接続することができる。他の例示的実施例で
は、前記CKD100は、貯蔵ユニット102に送らないで、直接的に、揮発容器104に送ることが
できる。
【００２２】
揮発容器104は、様々な形態を採用することができ、配管、チャンバ、容器などが含ま
れるが、これらに限定されるものではない。図1に示すように、CKD100は、計量スクリュ
ー106によって、揮発容器104に送られ、および／または、揮発容器104を通して送られる
。しかしながら、CKD100は、重力、コンベヤ、および／または、他の搬送装置などの代替
手段によって、揮発容器104に送ることができ、および／または、揮発容器104を通して送
ることができることは、当業者によって理解されるべきことである。
【００２３】
一般的には、水銀および／または他の重金属は、揮発容器104内のCKD100に熱を加える
ことで分離および／または揮発する。例えば、水銀の沸点は、約356.58°Cまたは673.844
°Fである。水銀は、沸点に達したのち、ガスとして存在するが、水銀硫化物のような他
の水銀成分は、302°Cの低い温度で揮発する。具体例では、熱が1つ以上の電気発熱体に
よって揮発容器104および／または計量スクリュー106に伝えられることで、揮発容器104
内のCKD100が加熱されることにより、当該CKD100の温度が上昇する。
【００２４】
他の例示的実施例では、揮発容器104内のCKD100の温度を上昇させるために他の熱源を
使用することができ、他の熱源には、前記セメントキルン排気ガス流、前記キルンからの
熱、冷却機からの熱および／または前記セメントプラント内の他のプロセスからの熱など
が含まれるが、これらに限定されるものではない。熱は揮発容器104の内部からまたは外
部からCKD100に加えることができることは、当業者によって理解されるべきことである。
さらに、熱源は直列または並列に組み合わせて使用することができ、例えば、セメントキ
ルン排気ガス流を利用してCKD100を部分的に加熱するとともに、1つ以上の付加的な熱源
を使用して、CKDの温度を、重金属がCKD100から解放される温度に上昇させることができ
ることは、当業者によって理解されるべきことである。
【００２５】
CKD100の温度を水銀および／または他の重金属の揮発点に加熱または上昇させると、当
該水銀および／または他の重金属は、重金属流、すなわち、1つ以上の重金属を、一般に
、空気と混合されて含むガス流内に蒸発するはずである。従って、重金属ガス流107と、
改質されたCKD流108とが、加熱ステップによって形成される。改質されたCKD流108は、除
去することができ、および／または、ダクト110を経て他のセメントキルンプロセス内で
使用するために再利用することができる。ダクト110は、揮発容器104の下流にあって、当
該揮発容器104に接続されていても、あるいは、当該揮発容器104に通じていてもよい。蒸
発した水銀および、場合により、他の重金属も含む前記ガス、空気または重金属流107は
、その後、ダクト112を通して、処理ユニットまたは射出システムに送ることができる。
このダクト112は、揮発容器104の上流にあって、当該揮発容器104に接続されてもまたは
通じていてもよい。１つの可能な実施例では、前記処理ユニットは、配管、チャンバ、サ
イクロン、ノズルなどを含むが、これらに限定されるものではない。図1に模式的に示す
ように、前記処理ユニットは、チャンバまたはプロセスチャンバ114と、当該チャンバ114
に連通するように適切に配置された1つ以上のノズル116とを含む。この例示的実施例では
、チャンバ114は、揮発容器104の下流にあって、ダクト112を経て、当該揮発容器104に接
続され、または、当該揮発容器104に連通している。ノズル116は、パイプおよび／または
ホースのような1つ以上の流体接続120を通して1つ以上の流体を保存する1つ以上の容器ま
たはコンテナ118に接続されてまたは連通している。前記流体は通常、容器118内に保存さ
れるとともに、流体接続120を通してチャンバ114内の前記ガス流に送られる。このとき、
前記流体を、蒸発した前記水銀および／または他の重金属を含む前記ガス流を運ぶための
、1つ以上の、ダクト、チャンバ、または、他の処理設備内に噴射または注入することが
でき、それによってガス流を処理して、前記ガス流から水銀および／または他の重金属を
少なくとも部分的に除去することができる。
【００２６】
例示的実施例では、前記流体または処理流体は、水性スプレー溶液である。前記処理流
体は、低コストの適用と既存設備の改造が可能になるように、完全に溶解可能な形態で提
供することができる。前記処理流体は、前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫
化物を含む試薬で構成されるもの、当該試薬を含むもの、当該試薬からなるもの、または
、基本的に当該試薬からなるものとすることができる。前記アルカリ土類金属硫化物およ
び／または多硫化物は、約10以上のpHを有することができる。また、前記処理流体は、前
記処理流体の試薬の濃度に応じて、約7〜10のpHを有することができる。１つの実施例で
は、前記試薬は、前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫化物を、通常、水中に
約20%〜40%の濃度で含むことができる。他の実施例では、前記試薬は、前記アルカリ土類
金属硫化物および／または多硫化物を水に対してより高濃度に含むものとすることができ
、または、それに代えて、前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫化物を実質的
により高い割合を有するもの、または、完全に前記アルカリ土類金属硫化物および／また
は多硫化物からなる、粉状または固形状のものであってもよい。前記アルカリ土類金属硫
化物／多硫化物は、前記試薬を形成する他の固体、粉体または液体キャリアに加えてもよ
い。
【００２７】
例示的実施例では、前記試薬は、前記アルカリ土類金属多硫化物および水で構成される
もの、当該アルカリ土類金属多硫化物および水を含むもの、当該アルカリ土類金属多硫化
物および水からなるもの、または、基本的に当該アルカリ土類金属多硫化物および水から
なるものとすることができる。前記アルカリ土類金属多硫化物は、マグネシウム多硫化物
またはカルシウム多硫化物とすることができ、前記試薬中には水中に約25%〜35%の量また
は約25%〜30%の量で存在するものとすることもできる。他の例示的実施例では、前記アル
カリ土類金属多硫化物は、マグネシウム多硫化物およびカルシウム多硫化物の混合物であ
って、これらの多硫化物が、水中に約25%〜35%の量または約25%〜30%の量で、前記試薬中
に存在するものとすることもできる。
【００２８】
例示的実施例では、前記処理流体は、前記試薬および水で構成するもの、前記試薬およ
び水を含むもの、前記試薬および水からなるもの、または、基本的に前記試薬および水か
らなるものとするとすることができる。前記処理流体は、約1 : 1 〜 1 :10の比率、約1 
: 3 〜 1 : 6の比率、および、より特には、約1 : 4の比率で、前記試料および水を含む
ものとすることができる。前記試薬が前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫化
物を、水中に約20%〜40%の濃度で含むとき、結果的に生じる前記処理流体は、約1 : 4 〜
約1 :54の比率、約1 : 9 〜 1 : 34の比率、および、より特には、約1 : 11 〜1 :24の比
率で、前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫化物および水を含むものとするこ
とができる。こうして、前記アルカリ土類金属硫化物および／または多硫化物は、約1.8
％〜11％の量で、前記処理溶液内に存在させることができる。しかしながら、水に対する
試薬の前記比率、および／または、水に対する前記アルカリ土類金属硫化物および／また
は多硫化物の前記比率は、上記した範囲外に変更することができることは、当業者によっ
て理解されるべきことである。多くの適用例では、経済的な目的として、動作的に可能な
限り、少量の、前記試薬、および／または、前記アルカリ土類金属硫化物および／または
多硫化物を使用する必要がある。例えば、使用される前記比率は、CKDの量、前記ガス流
内の水銀および／または他の重金属の濃度、および、他の種類のパラメータに応じて変更
することができる。
【００２９】
前記試薬および水は、水銀および／または他の重金属を含む前記ガス流を運ぶ1つ以上
の、ダクト、チャンバ、または、他の処理設備内に前記処理流体を注入または噴射する前
に、当該処理流体内に混合することができる。例えば、前記試薬および水は、1つ以上の
、ダクト、チャンバまたは他の処理設備内に前記処理流体を注入しまたは噴射する十分前
に（すなわち、例えば、1時間以上、1日以上、1週間以上、1月以上前に、）、または、そ
の直前に（すなわち、例えば、1分以上前に）、よく混合させることができる。
【００３０】
或いは、前記試薬および水はそれぞれ、別々に、蒸発した水銀および／または他の重金
属を含むガス流を運ぶ1つ以上のダクト、チャンバ、または、蒸発した水銀および／また
は他の重金属を含むガス流を運ぶ他の処理設備内に噴射または注入し、その結果、前記試
薬および水が、1つ以上のダクト、チャンバまたは他の処理設備内で、交差し、混じりあ
い、相互に作用し、または、融合して、その場で、溶液または混合液を生成し、ガス流内
の除去すべき金属と反応する前記試薬を有する溶液または混合物の液滴を形成することが
できる。
【００３１】
前記処理流体はまた、蒸発した水銀および／または他の重金属を含む前記ガス流からの
金属の除去を促進するために、1つ以上の、界面活性剤、分散剤および／または超分散剤
を含んでもよい。１つの実施例では、前記界面活性剤、分散剤および／または超分散剤は
、1つ以上の、ポリエチレンオキシド・ポリエチレンブロック共重合体、および／または
、そのリン酸塩類で構成されている。前記処理流体に対する前記界面活性剤、分散剤およ
び／または超分散剤の添加は、任意選択とすることができる。前記界面活性剤、分散剤お
よび／または超分散剤を含めるとき、当該界面活性剤、分散剤および／または超分散剤は
、前記金属との反応前に、前記処理流体内の反応剤または試薬の持続を補助するのに十分
な量、例えば、約1％以下の量を与えることができる。後者の場合によれば、前記界面活
性剤、分散剤および／または超分散剤は、ポリエチレンオキシド・ポリエチレンブロック
共重合体と、そのリン酸塩類である。
【００３２】
前記処理流体はまた、蒸発した前記水銀および／または他の重金属を含むガス流からの
金属の除去を補助または加速するための1つ以上の促進剤を含むことができる。1つ以上の
促進剤は、例えば、前記試薬から硫化水素を解放することによって、前記ガス流内の前記
金属と前記試薬の反応を加速させることができる。或る実施例では、前記促進剤は、リン
酸カルシウムで構成することができる。しかしながら、他の促進剤が使用できることは、
当業者によって理解されるべきことである。前記促進剤は、7以下のpHを有することがで
きる。しかしながら、前記CKDのpH、および／または、蒸発した前記水銀および／または
他の金属を含むガス流のpHに応じて、前記処理流体に対する前記促進剤の添加は、任意と
することができることは、当業者によって理解されるべきことである。前記促進剤を含め
るとき、当該促進剤は、前記反応を補助しまたは加速させるのに十分な量を与えることが
できる。
【００３３】
例示的実施例では、前記試薬、水、1つ以上の、界面活性剤、分散剤および／または超
分散剤、および／または、1つ以上の促進剤で構成され、含み、からなり、または、基本
的にからなる、前記処理流体は、当該処理流体を、蒸発した水銀および／または他の重金
属を含むガス流を運ぶ1つ以上の、ダクト、チャンバ、もしくは、他の処理設備内に注入
しまたは噴射する前に、前記処理流体内に混合させることができる。例えば、前記試薬、
水、1つ以上の、前記界面活性剤、分散剤、および／または、超分散剤、および／または
、1つ以上の促進剤は、1つ以上の、ダクト、チャンバもしくは他の処理設備内に前記処理
流体を注入しまたは噴射する十分前に（すなわち、例えば、1時間以上、1日以上、1週間
以上、1月以上前に、）、または、その直前に（すなわち、例えば、1分以上前に）、混合
することができる。
【００３４】
再び図1を参照すると、チャンバ114内の前記処理流体で処理された、揮発した前記水銀
および／または他の重金属の全部または一部は、結果的にクリーンガスまたは空気流中の
微粒子になるので、前記ガス流から沈降させ、または、分離させることができる。前記沈
降物または微粒子は、残留サイロおよび／または集塵フィルタを通す等して、フィルタ処
理により取り除くことができる。これに関連して、収集された前記水銀および／または他
の金属は、その後、さらに、処理し、再利用し、または、さもなければ、正しい方法で処
分することができる。
【００３５】
例示的実施例では、前記微粒子およびクリーンガス流は、ダクト122を通して、残留チ
ャンバ、容器またはサイロ124に移動させることができる。図1に示すように、ダクト122
は、チャンバ114の下流にあって、当該チャンバ114に接続されてまたは通じている。前記
微粒子は、計量スクリュー126によって、残留チャンバ124に移動させることができる。し
かしながら、前記微粒子は、重力、コンベアおよび／または他の種類の搬送装置を含むが
、これらに限定されるものではない代替手段によって残留チャンバ124に移動させること
ができることは、当業者によって理解されるべきことである。残留チャンバ124は、一般
的には、前記処理ガス流から前記微粒子の全部または一部を収集する。さらに、前記クリ
ーンガス流は、残留チャンバ124の上流にあって、当該残留チャンバ124に接続されてまた
は通じさせることができるダクト128を通して、さらに、前記浄化ガス流内に残存する前
記微粒子の全部または一部を収集するために、ダクト128の上流にあって、当該ダクト128
に接続されてまたは通じている1つ以上の微粒子収集システム130に運ぶことができる。微
粒子収集システム130および／または残留チャンバ124内で捕捉された微粒子は、例えば、
捕捉された前記微粒子を貯蔵ユニット102に戻して、或いは、さもなければ、正しい方法
で処分することによって、再利用することができる。残存する前記クリーンガス流は、そ
の後、微粒子収集システム130を通して空気中に排出させることができる。
【００３６】
例示的実施例では、図1に示した、前記システム、方法および装置は、前記CKDを実質継
続的に処理するために使用して、当該CKDの全部または一部から金属を除去するとともに
捕捉し、キルンの動作中、前記ガス流および微粒子収集システム内の水銀および／または
他の金属の増加および濃縮を減少させ、または、取り除くことができる。代わりに、前記
水銀および他の金属の濃縮が前記CKD内で増大するとき、当該CKDの全部または一部を断続
的に処理して、水銀および他の金属を除去することができる。断続的な前記処理は、前記
キルンまたは前記セメントプラントの他の構成要素内での任意の数のポイント、例えば、
前記微粒子収集システムの前もしくは後、または、前記排出筒の近傍における、金属およ
び他の金属の測定値に合わせてまたは応じて調整することができる。断続的な前記処理は
またその実行を、時間、CKD成分の測定値および他の種類のパラメータに応答してトリガ
することができる。各システム、方法および装置は、実際の前記原材料、コスト、および
、他の動作的もしくは機能的な任意の数のパラメータを基に、各セメントキルンまたはプ
ラントに合わせることができる。
【００３７】
前記システム、方法および装置は、所定の実施例に関連して説明されるとともに図示さ
れるが、前記微粒子収集システムは、前記セメントキルンの様々なオペレーションから、
ダストを、捕捉し、フィルタで除去し、或いは、さもなければ、集めるために適当な、キ
ルンバグハウス、電気集塵機(ESP)または他の微粒子収集システムを含むがこれらに限定
されるものでない任意の装置とすることができることは、当業者によって理解されるべき
ことである。セメントキルンは様々な構成が可能であり、前記微粒子収集システムは、前
記セメントキルンダストを処理するための装置と同様、前記セメントキルンの構成要素に
関連する適当な任意の数の位置で、前記セメントキルンと動作的に関連させることができ
、すなわち、処理のための材料を捕えることができることは、当業者によって理解される
べきことである。さらに、生成される残留物質の量に応じて、処理添加物として利用でき
ない前記一部を処理しなければならないが、これは、全体の状況で、より非常に少ない量
であることが期待される。
【００３８】
本明細書に開示した前記システム、方法およびプロセスは、セメント産業のものとして
、認識され、適用され、そして、設計されている。或る形態では、本明細書に開示した、
前記システム、方法およびプロセスは、より低い資本コスト、より低い作業コスト、およ
び、最も重要なものとして、水銀汚染濃度の低減を提供する。上述したところは、一般的
には、水銀捕捉に関するものであるが、前記システム、方法、プロセスおよび本明細書で
開示した技術は、六価クロムおよび他の種類の金属を捕捉するために改良することができ
ることは理解されるべきことである。
【００３９】
上記記載および添付図面で説明した事項は、例示的に示されるもので限定されるもので
はない。前記システム、方法および装置は、所定の実施例に関係付けて図示されているが
、多くの変形および変更が当業者にとって明らかで、こうした多くの様式および変更は、
前記開示の思想および範囲を逸脱することなく行うことができる。本明細書に開示した、
前記システム、方法および装置は、したがって、先に正確かつ詳細に説明した方法または
構造に限定されるものではなく、このような変形および変更が本開示の範囲内に含まれる
ことを意図する。
【図１】
2020040063.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月14日(2019.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス流から少なくとも１つの重金属を除去するための方法であって、
前記排気ガス流から前記少なくとも１つの重金属を分離して重金属含有流を形成するステップ；
前記重金属含有流を、試薬を溶液として含む処理流体で処理するステップ；および
前記重金属含有流から前記重金属の少なくとも一部を除去するステップ、
を備え、
前記処理するステップが、前記重金属含有流を、前記試薬を溶液として含む処理流体に曝すことを含み、
前記除去するステップが、前記少なくとも１つの重金属を含む微粒子を形成し、前記微粒子を少なくとも１つの微粒子収集システム内で収集することを含む、方法。
【請求項２】
前記重金属を分離するステップが、前記排気ガス流から前記重金属の少なくとも一部を解放するのに十分な量だけ前記排気ガス流の運動エネルギーを増加するステップを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記重金属の前記運動エネルギーを増加するステップが、前記重金属の揮発点に対応する温度と少なくとも同じ高さの温度に加熱して重金属含有ガス流を形成するステップを含む、請求項２の方法。
【請求項４】
前記排気ガス流から前記重金属を分離するステップが、改質された排気ガス流を形成するステップを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
さらに、前記改質された排気ガス流を再利用するステップを備える、請求項４の方法。
【請求項６】
前記重金属は水銀を含み、
前記排気ガス流から前記重金属を分離するステップが、前記排気ガス流から前記水銀の少なくとも一部を解放するのに十分な量だけ前記排気ガス流の運動エネルギーを増加するステップを含む、請求項１の方法。
【請求項７】
前記処理するステップは、それぞれ十分な量の前記運動エネルギーおよび前記処理流体の少なくとも１つに前記水銀を曝して前記水銀を含む微粒子を形成するステップを備える、請求項６の方法。
【請求項８】
さらに、前記水銀を含む前記微粒子を再利用するステップを備える、請求項７の方法。
【請求項９】
水銀を含有する工業副産物から所望の原料を再生させる方法であって、
前記産業廃棄物に十分な運動エネルギーを与えることにより、前記水銀を含有する前記工業副産物から前記水銀を分離して、分離した水銀の流れおよび前記所望の原料を含有する流れを形成するステップ；
前記分離した水銀の流れを、試薬を溶液として含む処理流体で処理して当該水銀を含む微粒子を形成するステップ；
前記所望の原料を前記微粒子から別途収集するステップ；および
その後の取り扱いのために前記微粒子を少なくとも１つの微粒子収集システム内で収集するステップ、
を備え、
前記微粒子を形成するステップが、前記分離した水銀の流れを、前記試薬を溶液として含む処理流体に曝すことを含む、方法。
【請求項１０】
前記原料が石灰石を含み、前記工業副産物が排気ガス流を含む、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記水銀を分離するステップが、前記産業廃棄物を加熱して該水銀を揮発させることを含む、請求項９の方法。
【外国語明細書】
2020040063000001.pdf