(57)【要約】【課題】水洗スラッジから有用な資源を回収することのできる水洗スラッジの処理方法を提供する。【解決手段】水洗スラッジの処理方法は、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジを原料とする。そして、原料を塩酸で処理した後にろ過することにより粘土鉱物と第１ろ液とに分離する粘土鉱物分離工程と、第１ろ液を硫酸で処理した後にろ過することにより硫酸カルシウムと第２ろ液とに分離するカルシウム分離工程と、第２ろ液を水酸化アンモニウムで処理した後にろ過することにより金属水酸化物と第３ろ液とに分離する金属分離工程とを有する。【選択図】図１
2014128744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウムを含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウムを水溶性の第１のカルシウム塩に変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、
前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【請求項２】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、
前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程と、
前記第２ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第３ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【請求項３】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、
前記第１ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第４ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程と、
前記第４ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第５ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【請求項４】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び粘土鉱物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウムを水溶性の第１のカルシウム塩に変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、
前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【請求項５】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、
前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程と、
前記第２ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第３ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【請求項６】
採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、
前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、
前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、
前記第１ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第４ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程と、
前記第４ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第５ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする水洗スラッジの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出される水洗スラッジの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント原料等の石灰石製品を製造するための工程のひとつに、鉱山から採掘された石灰石を水洗して、石灰石の表面に付着した微粉等を除去する水洗工程がある。この水洗工程では、洗浄廃液として大量の水洗スラッジが排出される。水洗工程で排出される水洗スラッジには、石灰石粉末等の有用な資源が多く含有されていることから、近年、水洗スラッジを有効に利用するための研究が行われている。例えば、特許文献１には、水洗スラッジを焼成して生石灰を製造する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、本発明者らの鋭意研究の結果、水洗スラッジに含有されるカルシウム化合物等の資源を回収することのできる水洗スラッジの処理方法を新たに見出したことによりなされたものである。本発明の目的は、水洗スラッジから資源を回収することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための第１の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウムを含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウムを水溶性の第１のカルシウム塩に変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
第２の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程と、前記第２ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第３ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
第３の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と残渣とに分離する第１分離工程と、前記第１ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第４ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程と、前記第４ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第５ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
第４の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム及び粘土鉱物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウムを水溶性の第１のカルシウム塩に変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
第５の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、前記第１ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第２ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程と、前記第２ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第３ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第６の水洗スラッジの処理方法は、採石された石灰石を水で洗浄する工程で排出され、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジの処理方法であって、前記水洗スラッジ、又は前記水洗スラッジを脱水処理してなる乾燥物を原料とし、前記原料と第１の酸とを水中にて反応させて、炭酸カルシウム及び金属酸化物を水溶性の第１のカルシウム塩及び水溶性の金属塩にそれぞれ変換するとともに、その反応液をろ過して、第１ろ液と粘土鉱物とに分離する粘土鉱物分離工程と、前記第１ろ液と塩基性化合物とを反応させて、金属塩を金属水酸化物に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第４ろ液と金属水酸化物とに分離する金属分離工程と、前記第４ろ液と第２の酸とを反応させて、第１のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性の第２のカルシウム塩に変換して析出させるとともに、その反応液をろ過して、第５ろ液と第２のカルシウム塩とに分離するカルシウム分離工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水洗スラッジの処理方法によれば、水洗スラッジから資源を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の水洗スラッジの処理方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の水洗スラッジの処理方法を具体化した一実施形態を詳細に説明する。
原料として用いられる水洗スラッジは、鉱山から採掘された石灰石を水洗して、石灰石の表面に付着した微粉等を除去する水洗工程において排出されるものである。この水洗スラッジは、水分を除くと、炭酸カルシウムと、その他成分とによって構成されている。上記その他成分の種類、及び各成分の含有割合は、石灰石を採掘する鉱山の地質に応じて変化する。
【００１４】
上記その他成分としては、例えば、金属酸化物、及び粘土鉱物が挙げられる。金属酸化物は、金属元素と酸素と結合した鉱物であり、具体例としては、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化ニッケル、酸化鉄、酸化銅、酸化マンガン、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化スズが挙げられる。粘土鉱物は、粘土を構成する粒径の小さい鉱物であり、具体例としては、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム等の金属イオンとケイ酸とが結合したケイ酸塩鉱物が挙げられる。
【００１５】
また、原料として用いられる水洗スラッジの形態は、水洗工程において排出されたままの状態である汚泥状態であってもよいし、汚泥状態の水洗スラッジに脱水処理を施して固めた状態（ケーキ状態）であってもよい。
【００１６】
次に、図１に基づいて、炭酸カルシウム、金属酸化物、及び粘土鉱物を主成分として含有する水洗スラッジを原料とした場合における水洗スラッジの処理方法について説明する。水洗スラッジの処理方法は、粘土鉱物を分離する粘土鉱物分離工程と、炭酸カルシウム由来のカルシウム化合物を分離するカルシウム分離工程と、金属酸化物由来の金属化合物を分離する金属分離工程とを有している。以下、各工程について順に説明する。
【００１７】
［粘土鉱物分離工程］
まず、水洗スラッジに水を添加して、水洗スラッジに含有される鉱物粒子を水中に分散させた分散液を調製する。このときの水の添加量は、原料となる水洗スラッジに含有される水分量に応じて適宜、調整する。なお、原料となる水洗スラッジが多量の水を含有するものであり、含有される鉱物粒子が十分に分散されている場合には、水を添加する処理を省略することができる。
【００１８】
密閉容器内において、分散液と塩酸（第１の酸）とを攪拌しつつ反応させる。このとき、分散液中の炭酸カルシウム及び金属酸化物に対して過剰量の塩酸が少量ずつ加えられる。これにより、上記分散液中の炭酸カルシウムと塩酸とが反応して、塩化カルシウム（第１のカルシウム塩）、二酸化炭素、及び水が生成する。また、分散液中の金属酸化物と塩酸とが反応して、金属塩化物（金属塩）が生成する。この粘土鉱物分離工程における反応の反応式（１）を以下に記載する。式中において、金属酸化物を「ＭｍＯｎ」と記載するとともに、金属酸化物の金属原子を「Ｍ」と記載している。
【００１９】
【化１】
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そして、炭酸カルシウム及び金属酸化物と塩酸との反応が終了したところで、攪拌を停止して反応液を静置する。その結果、生成された塩化カルシウム及び金属塩化物は反応液に溶解した状態となる。そして、粘土鉱物は反応液に溶解することなく、沈殿物として沈殿した状態となる。また、密閉容器中の二酸化炭素を捕集して二酸化炭素（炭酸ガス）を回収する。
【００２０】
次いで、フィルタを用いて反応液をろ過することによって、塩化カルシウム及び金属塩化物が溶解した第１ろ液と、粘土鉱物からなる沈殿物とに分離する。そして、得られた沈殿物を乾燥させることによって粉末状の粘土鉱物を回収することができる。また、第１ろ液については、続くカルシウム分離工程に供される。したがって、粘土鉱物分離工程においては、粘土鉱物及び二酸化炭素を資源として得ることができる。
【００２１】
［カルシウム分離工程］
所定の容器内において、第１ろ液と硫酸（第２の酸）とを攪拌しつつ反応させる。このとき、第１ろ液中の塩化カルシウム及び金属塩化物に対して過剰量の硫酸が少量ずつ加えられる。これにより、第１ろ液中の塩化カルシウムと硫酸とが反応して、硫酸カルシウム（第２のカルシウム塩）及び塩酸が生成する。また、第１ろ液中の金属塩化物と硫酸とが反応して、金属硫酸化物（金属塩）が生成する。このカルシウム分離工程における反応の反応式（２）を以下に記載する。
【００２２】
【化２】
2014128744.tif 000004
そして、塩化カルシウム及び金属塩化物と硫酸との反応が終了したところで、攪拌を停止して反応液を静置する。その結果、生成した硫酸カルシウムは反応液中に析出し、沈殿物として沈殿した状態となる。一方、金属硫化物は反応液中に溶解した状態となる。
【００２３】
次いで、フィルタを用いて反応液をろ過することによって、金属硫化物が溶解した第２ろ液と、硫酸カルシウムからなる沈殿物とに分離する。そして、得られた沈殿物を乾燥させることによって粉末状の硫酸カルシウムを回収することができる。また、第２ろ液については、続く金属分離工程に供される。したがって、カルシウム分離工程においては、硫酸カルシウムを資源として得ることができる。
【００２４】
ここで、カルシウム分離工程における上記反応は発熱を伴う。そのため、反応中の反応液を冷却するための冷却構成を設けることが好ましい。上記冷却構成としては、例えば、図１に示すように、水等の流体が流れる冷却管の一部を容器内に配置して、冷却管の管壁を介して冷却管内を流れる流体に反応液の熱を吸熱させる冷却構成を好適に採用することができる。上記冷却構成を採用する場合には更に、容器の下流側の冷却管内を流れる、反応液の熱を吸熱した高温の流体から熱を回収するとともに、熱が回収されて低温となった流体を再び容器内へ供給する熱回収サイクルとすることが好ましい。この場合には、流体から回収した熱を各工程における乾燥処理に利用することが可能となり、乾燥処理に必要となる熱エネルギーを抑制することができる。
【００２５】
［金属分離工程］
所定の容器内において、第２ろ液と水酸化アンモニウム（塩基性化合物）とを攪拌しつつ反応させる。このとき、第２ろ液中の金属硫酸化物に対して過剰量の水酸化アンモニウムが少量ずつ加えられる。これにより、第２ろ液中の金属硫酸化物と水酸化アンモニウムとが反応して、金属水酸化物及び硫酸アンモニウムが生成する。また、第２ろ液中の塩酸と水酸化アンモニウムとが反応して、塩化アンモニウム及び水が生成する。この金属分離工程における反応の反応式（３）を以下に記載する。
【００２６】
【化３】
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そして、金属硫酸化物と水酸化アンモニウムとの反応が終了したところで、攪拌を停止して反応液を静置する。その結果、生成した金属水酸化物は反応液中に析出し、沈殿物として沈殿した状態となる。一方、硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムは反応液中に溶解した状態となる。
【００２７】
次いで、フィルタを用いて反応液をろ過することによって、硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムが溶解した第３ろ液と、金属水酸化物からなる沈殿物とに分離する。そして、得られた沈殿物を乾燥させることによって粉末状の金属水酸化物を回収することができる。したがって、金属分離工程においては、金属水酸化物を資源として得ることができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態の水洗スラッジの処理方法によれば、炭酸カルシウム、金属酸化物、及び粘土鉱物が混在した水洗スラッジから、炭酸カルシウム由来のカルシウム化合物としての硫酸カルシウム、金属酸化物由来の金属化合物としての金属水酸化物、及び粘土鉱物を分離して回収することができる。
【００２９】
そして、回収された上記の各化合物は資源として様々な用途に利用することができる。例えば、硫酸カルシウムは、食品添加物、医薬品原料、医療用原料、肥料、紙用コーティング材等の用途に利用することができる。金属水酸化物は、例えば、導電性セラミックス材料、半導体材料等の用途に利用することができる。粘土鉱物は、例えば、セラミックス材料等の用途に利用することができる。
【００３０】
また、金属分離工程においては、水酸化アンモニウムを主成分として含有する塩基性の第３ろ液が残されることになる。次に、本実施形態の水洗スラッジの処理方法において、上記第３ろ液を利用する方法について説明する。
【００３１】
粘土鉱物分離工程に用いた密閉容器は、水又は水を主成分とする洗浄液により洗浄された後に、再度の粘土鉱物分離工程に利用される。この洗浄処理により生じる洗浄廃液は、塩酸を主成分とする反応液の残渣を含む酸性の廃液であり、廃棄するためには中和処理を行う必要がある。そこで、酸性の洗浄廃液を中和する用途に塩基性の第３ろ液を用いる。つまり、酸性の洗浄廃液に塩基性の第３ろ液を混合して中和を行うことにより、洗浄廃液を廃棄可能なものとする。
【００３２】
ここで、中和処理後の洗浄廃液には、塩酸と水酸化アンモニウムとが反応することによって生成される塩化アンモニウムが多量に含有されている。塩化アンモニウムは、例えば、肥料、電池製造原料、医薬品原料、溶接用フラックス等の用途に用いることのできる有用な資源である。そのため、中和処理後の洗浄廃液を廃棄することなく、洗浄廃液から塩化アンモニウムを回収することもできる。
【００３３】
また、カルシウム分離工程に用いた容器も同様に、水又は水を主成分とする洗浄液により洗浄された後に、再度のカルシウム分離工程に利用される。この場合に生じる洗浄廃液も、硫酸を主成分とする反応液の残渣を含む酸性の廃液であり、第３ろ液を利用して中和することによって廃棄可能なものとすることができる。
【００３４】
ここで、この場合の中和処理後の洗浄廃液には、硫酸と水酸化アンモニウムとが反応することによって生成される硫酸アンモニウムが多量に含有されている。硫酸アンモニウムは、例えば、食品添加物、肥料等の用途に用いることのできる有用な資源である。そのため、中和処理後の洗浄廃液を廃棄することなく、洗浄廃液から硫酸アンモニウムを回収することもできる。なお、洗浄廃液から塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムを回収する方法としては、例えば、洗浄廃液を減圧留去する方法や、塩化アンモニウム及び硫酸アンモニウムをそれぞれ結晶化させる方法等が挙げられる。
【００３５】
次に、本実施形態の効果について、以下に記載する。
（１）水洗スラッジの処理方法は、炭酸カルシウム、粘土鉱物、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジを原料とする。そして、原料を塩酸で処理した後にろ過することにより粘土鉱物と第１ろ液とに分離する粘土鉱物分離工程と、第１ろ液を硫酸で処理した後にろ過することにより硫酸カルシウムと第２ろ液とに分離するカルシウム分離工程と、第２ろ液を水酸化アンモニウムで処理した後にろ過することにより金属水酸化物と第３ろ液とに分離する金属分離工程とを有する。上記構成によれば、水洗スラッジから粘土鉱物、炭酸カルシウム由来のカルシウム化合物（硫酸カルシウム）、及び金属水酸化物由来の金属化合物（金属水酸化物）を分離して回収することができる。
【００３６】
（２）粘土鉱物分離工程において発生した二酸化炭素を捕集することにより、二酸化炭素（炭酸ガス）を資源して得ることができる。
（３）カルシウム分離工程において反応液中に発生する熱を吸熱する冷却構成を設けるとともに、吸熱した熱を回収する熱回収サイクルを構築し、回収した熱を各工程における乾燥処理に利用している。上記構成によれば、乾燥処理に必要となる熱エネルギーを抑制することができる。
【００３７】
（４）金属分離工程にて生じる塩基性の第３ろ液を、粘土鉱物分離工程及びカルシウム分離工程に用いた容器の洗浄時に排出される酸性の洗浄廃液の中和処理に利用している。上記構成によれば、上記酸性の洗浄廃液の中和処理のために新たに塩基性化合物を用意する必要がなく、水洗スラッジの処理で排出される排出物の範囲内で、上記酸性の洗浄廃液の中和も行うことができる。また、中和処理後の洗浄廃液には、塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムが生成されることから、塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムを資源として回収することも可能になる。
【００３８】
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。また、次の変更例を互いに組み合わせ、その組み合わせの構成のように上記実施形態を変更することも可能である。
【００３９】
・  上記実施形態では、粘土化合物、炭酸カルシウム、及び金属酸化物を含有する水洗スラッジを原料としていたが、原料は、少なくとも炭酸カルシウムを含有する土や砂を含む水洗スラッジであればよい。
【００４０】
・  本発明の水洗スラッジの処理方法は、少なくとも炭酸カルシウム由来のカルシウム化合物を回収するものであればよい。例えば、水洗スラッジに粘土化合物が含有されていない場合や、粘土化合物を回収しない場合には、粘土化合物分離工程について、ろ過処理を第１ろ液と残渣とに分離する処理に変更した第１分離工程とする。
【００４１】
また、水洗スラッジに金属酸化物が含有されていない場合や、金属酸化物を回収しない場合には、金属分離工程を省略する。また、水洗スラッジに粘土化合物及び金属酸化物が含有されていない場合や、粘土化合物及び金属酸化物を回収しない場合には、粘土化合物分離工程を上記第１分離工程とするとともに、金属分離工程を省略する。
【００４２】
・  上記実施形態では、粘土鉱物分離工程、カルシウム分離工程、金属分離工程の順で処理を行ったが、カルシウム分離工程と金属分離工程との順序を入れ替えて、粘土鉱物分離工程、金属分離工程、カルシウム分離工程の順で処理を行ってもよい。
【００４３】
具体的には、第１ろ液と水酸化アンモニウムとを反応させる。これにより、金属塩化物と水酸化アンモニウムとが反応して、金属水酸化物及び塩化アンモニウムが生成する。この金属水酸化物は反応液中に析出し、沈殿物として沈殿する。そして、フィルタを用いて反応液をろ過することによって、塩化カルシウム及び塩化アンモニウムが溶解した第４ろ液と、金属水酸化物からなる沈殿物とに分離する。この金属分離工程における反応の反応式（４）を以下に記載する。
【００４４】
【化４】
2014128744.tif 000006
次いで、第４ろ液と硫酸とを反応させる。これにより、塩化カルシウム及び塩化アンモニウムと硫酸とが反応して、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、及び塩酸が生成する。硫酸カルシウムは反応液中に析出し、沈殿物として沈殿する。そして、フィルタを用いて反応液をろ過することによって、硫酸アンモニウム、及び塩酸が溶解した第５ろ液と、硫酸カルシウムからなる沈殿物とに分離する。このカルシウム分離工程における反応の反応式（５）を以下に記載する。
【００４５】
【化５】
2014128744.tif 000007
・  粘土鉱物分離工程、カルシウム分離工程、及び金属分離工程の各工程における沈殿物のろ過方法は特に限定されるものではなく、従来公知の固液分離法を用いることができる。
【００４６】
・  金属分離工程で用いた容器についても、水又は水を主成分とする洗浄液により洗浄された後に、再度の金属分離工程に利用することが好ましい。この場合に生じる洗浄廃液は、水酸化アンモニウムを主成分とする反応液の残渣を含む塩基性の廃液となる。そのため、この塩基性の洗浄廃液もまた、第３ろ液と同様に他の酸性の洗浄廃液の中和に利用することができる。
【００４７】
・  粘土鉱物分離工程において、発生した二酸化炭素を回収する処理を省略してもよい。
・  粘土鉱物分離工程に用いる第１の酸は、塩酸に限定されるものではない。炭酸カルシウムを水溶性のカルシウム塩に変換することができるとともに、粘土鉱物を溶解させない酸であればよい。なお、粘土鉱物を回収しない場合や上記第１分離工程とする場合には、第１の酸は、炭酸カルシウムを水溶性のカルシウム塩に変換することができる酸であればよい。
【００４８】
・  カルシウム分離工程に用いる第２の酸は、上記第１ろ液又は第４ろ液中に含まれる水溶性のカルシウム塩を水難溶性又は水不溶性のカルシウム塩に変換することのできる酸であればよい。硫酸以外の第２の酸としては、例えば、リン酸等が挙げられる。
【００４９】
・  金属分離工程に用いる塩基性化合物は、水酸化アンモニウムに限定されるものではなく、上記第１ろ液又は第２ろ液中に含まれる金属塩を金属水酸化物に変換することのできる塩基性化合物であればよい。
【図１】
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