(57)【要約】【課題】セメント製造工程から揮発性の高い金属含有ダストを低コストで回収する。【解決手段】セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブ３と、プローブによる抽気ガスＧ１に含まれるダストを、平均粒径（メジアン径）が１１μｍ以下の微粉ダストと、粗粉ダストとに分級する分級機と、分級機で分級された微粉ダストＤ３、Ｄ４を回収するダスト回収装置とを備えるセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置１等。分級機を、プローブによる抽気ガスを粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２とに分離するサイクロン５とすることができ、ダスト回収装置を、サイクロンで分離された微粉を含むガスを冷却する冷却器６と、冷却器の排ガスＧ３から集塵する集塵機８とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、該抽気ガスに含まれるダストを分級し、平均粒径（メジアン径）が１１μｍ以下のダストを回収することを特徴とするセメント製造工程からの金属含有ダスト回収方法。
【請求項２】
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、
該プローブによる抽気ガスに含まれるダストを、平均粒径（メジアン径）が１１μｍ以下の微粉ダストと、粗粉ダストとに分級する分級機と、
該分級機で分級された前記微粉ダストを回収するダスト回収装置とを備えることを特徴とするセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置。
【請求項３】
前記分級機は、前記プローブによる抽気ガスを前記粗粉と、前記微粉を含むガスとに分離するサイクロンであって、
前記ダスト回収装置は、該サイクロンで分離された前記微粉を含むガスから前記微粉を回収することを特徴とする請求項２に記載のセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置。
【請求項４】
前記ダスト回収装置は、前記サイクロンで分離された前記微粉を含むガスを冷却する冷却器と、該冷却器から排出されたガスから集塵する集塵機であることを特徴とする請求項３に記載のセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造工程から重金属等の揮発性の高い金属含有ダストを回収する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント工場では現在、様々な廃棄物を受入れて処理している。廃棄物のセメント原料化は、最終処分場の延命及び資源の有効活用の観点から、焼却灰等の処理方法として有効である。しかし、当該廃棄物の中には、焼却飛灰のように、ごみ焼却炉の排ガスから凝縮固化した亜鉛や鉛、銅等の重金属を含有しているものも含まれる。これらの重金属の量は、セメント製造工程において、コンクリートを製造した際の溶出量が下限値以下となるように厳格に管理されているため、受入量の低減又は工程内での分離回収・除去が必要である。
【０００３】
焼却飛灰から重金属を回収してセメント製造工程への重金属の受入量を低減する方法として、特許文献１には、溶融飛灰を水に懸濁し、酸又はアルカリを添加をしてアルカリ域の適当値にｐＨを調整し、溶融飛灰中の重金属を水酸化物として沈殿させて回収する方法が開示される。また、特許文献２には、飛灰に水を加えて再溶解させ、スラリーに中和剤を添加してｐＨを調整し、重金属含有残渣と塩類含有濾液とに固液分離する飛灰の処理方法が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０９５３３号公報
【特許文献２】特開平８−１４１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１及び２に記載の方法では、重金属の回収処理で生じた多量の処理後排液を河川等に放流する際、水質汚濁防止上の適切な処理をしてから放流する必要があり、その排液処理のためのコスト、及び設備改造によるコストが嵩むという問題があった。
【０００６】
また、上記重金属だけでなく、貴金属、レアメタル等の有価金属、セメントの忌避成分についても、セメント製造工程から回収するのにコストが嵩んでおり、低コストで回収することが求められていた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、セメント製造工程から揮発性の高い金属含有ダストを低コストで回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究した結果、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、該抽気ガスに含まれるダストを分級し、平均粒径（メジアン径）が１１μｍ以下のダストに揮発性の高い金属が濃縮していることを見い出し、本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係るセメント製造工程からの金属含有ダスト回収方法は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気し、該抽気ガスに含まれるダストを分級し、平均粒径が１１μｍ以下のダストを回収することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、セメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムから平均粒径１１μｍ以下のダストを回収するだけでセメント製造工程から揮発性の高い金属含有ダストを回収することができるため、上述のような湿式の処理設備を設けたり、排液の処理を行う必要もなく、セメント製造工程から金属含有ダストを低コストで回収することができる。
【００１１】
また、本発明は、セメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置であって、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を冷却しながら抽気するプローブと、該プローブによる抽気ガスに含まれるダストを、平均粒径（メジアン径）が１１μｍ以下の微粉ダストと、粗粉ダストとに分級する分級機と、該分級機で分級された前記微粉ダストを回収するダスト回収装置とを備えることを特徴とし、この装置を用いることで、塩素バイパスシステムから金属含有ダストを低コストで回収することができる。
【００１２】
上記セメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置において、前記分級機は、前記プローブによる抽気ガスを前記粗粉と、前記微粉を含むガスとに分離するサイクロンであって、前記ダスト回収装置は、該サイクロンで分離された前記微粉を含むガスから前記微粉を回収することができる。
【００１３】
また、前記ダスト回収装置は、前記サイクロンで分離された前記微粉を含むガスを冷却する冷却器と、該冷却器から排出されたガスから集塵する集塵機とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、セメント製造工程から揮発性の高い金属含有ダストを低コストで回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】塩素バイパスシステムから回収されたダストの平均粒径（メジアン径、ｄ５０）と亜鉛（Ｚｎ）濃度の関係を示すグラフである。
【図３】塩素バイパスシステムから回収されたダストの平均粒径と鉛（Ｐｂ）濃度の関係を示すグラフである。
【図４】塩素バイパスシステムから回収されたダストの平均粒径と銅（Ｃｕ）濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るセメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置を示し、この回収装置１は、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ３と、プローブ３内に冷風を供給して抽気した燃焼ガスを急冷する冷却ファン４と、プローブ３から排出された抽気ガスＧ１に含まれるダストを粗粉Ｄ１と微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２とに分離する分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２を冷却する冷却器６と、冷却器６に冷風を供給する冷却ファン７と、冷却器６で冷却された排ガスＧ３中のダストＤ４を集塵する集塵機８と、冷却器６及び集塵機８から排出されたダストＤ３、Ｄ４を回収するダストタンク９とを備える。
【００１８】
上記プローブ３〜ダストタンク９の各装置は、従来の塩素バイパスシステムに用いられるものと同様であるが、本発明では、ダストＤ３、Ｄ４として平均粒径（メジアン径、ｄ５０）が１１μｍ以下のダストを回収するようにサイクロン５の分級点を調整することが特徴である。
【００１９】
次に、本発明に係るセメント製造工程からの金属含有ダスト回収方法について、図１を参照しながら説明する。
【００２０】
同図において、セメントキルン２に付設されたプレヒーター（不図示）に供給されたセメント原料は、プレヒーターで予熱され、仮焼炉（不図示）で仮焼された後、セメントキルン２で焼成される。
【００２１】
セメント原料に用いられる焼却飛灰等には、亜鉛や、鉛、銅等の重金属、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト等のレアメタル、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）の白金属、セレン（Ｓｅ）等のセメントにとっての忌避成分が含まれることが確認されている。そこで、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部をプローブ３によって冷却しながら抽気すると、燃焼ガス中の揮発成分の微結晶が生成され、後述するように、抽気ガスＧ１に含まれるダストのうち平均粒径が１１μｍ以下の微粉側に上記揮発性の高い金属含有ダストが偏在している。そこで、そのような微粉Ｄ２（及び排ガスＧ２）が得られるようにサイクロン５の分級点を調整し、分離された粗粉Ｄ１をセメントキルン系に戻す。
【００２２】
一方、サイクロン５によって分離された、平均粒径が１１μｍ以下の微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２は、冷却器６に導入されて排ガスＧ２と媒体との熱交換が行われる。熱交換によって冷却された排ガスＧ３は、集塵機８に導入され、集塵機８において排ガスＧ３に含まれるダストＤ４が回収される。集塵機８で回収されたダストＤ４は、冷却器６から排出されたダストＤ３と共にダストタンク９に貯留される。このダストタンク９に貯留される、平均粒径が１１μｍ以下のダストＤ３、Ｄ４に上記揮発性の高い金属含有ダストが濃縮している。
【００２３】
次に、本発明の試験例について説明する。
【００２４】
上記構成を有する回収装置１のサイクロン５の分級点を適宜調整し、ダストタンク９に回収された微粉ダストを粒群に分け、粒径が１２μｍ未満のダストを実施例、粒径が１２μｍ以上１６μｍ以下のダストを比較例１、粒径が１６μｍを超えるダストを比較例２とし、各例におけるダストの重金属（亜鉛、鉛及び銅）濃度を測定した。
【００２５】
重金属濃度の測定は、試料を乾燥、微粉砕したものをブリケットプレスにて成型し、蛍光Ｘ線分析法による半定量測定を実施した。粒度分布は、レーザ回折散乱法により、マイクロトラック（マイクロトラック・ベル株式会社製）で測定した。
【００２６】
図２〜図４は、各々微粉ダストの平均粒径（メジアン径、ｄ５０）と亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）の濃度の関係を示す。また、表１は各例における微粉ダストの平均粒径（メジアン径、ｄ５０）と亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）の濃度の平均値を示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
図２〜図４及び表１より、微粉ダストの平均粒径が小さくなるほど重金属（亜鉛、鉛及び銅）の濃度が高くなる傾向にあり、平均粒径が１１μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下のダストを回収することで、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）及び銅（Ｃｕ）濃度の高いダストを回収することができることが判る。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、セメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムから平均粒径１１μｍ以下のダストを回収するだけで重金属（亜鉛、鉛及び銅）濃度の高いダストを回収することができるため、湿式の処理設備を設けたり、排液の処理を行う必要もなく、重金属濃度の高いダストをセメント製造工程から低コストで回収することができる。
【００３０】
尚、上記実施の形態においては、プローブ３による抽気ガスＧ１をサイクロン５で粗粉Ｄ１と、微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２とに分離したが、抽気ガスＧ１からすべてのダストを回収した後、粗粉と微粉とに分級することもできる。
【００３１】
また、サイクロン５で分離された微粉Ｄ２を含む排ガスＧ２から冷却器６及び集塵機８で平均粒径が１１μｍ以下のダストＤ３、Ｄ４を回収したが、これらに代えて高温集塵機を用いたり、湿式集塵機等を用いることも可能であり、ダストの分級・回収装置及び方法は限定されない。
【符号の説明】
【００３２】
１  セメント製造工程からの金属含有ダスト回収装置
２  セメントキルン
３  プローブ
４  冷却ファン
５  サイクロン
６  冷却器
７  冷却ファン
８  集塵機
９  ダストタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020196650.tif 000006
【図４】
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