(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュレッダーダストを焼却し、燃焼排ガスを濃縮塔内において中和タンクとの間を循環する炭酸カルシウム乳液からなる吸収液に接触させ、該燃焼排ガス中の塩化水素と二酸化硫黄を吸収させて塩化カルシウムと石膏を生成させ、且つ、前記吸収液中の塩化カルシウムの濃度を高めて生成石膏の溶解度を低減させることにより該石膏を優先除去して高濃度塩化カルシウム溶液を得、該高濃度塩化カルシウム溶液に硫化剤を添加して含有金属を硫化物として分離し、加熱凝縮して固形塩化カルシウムを得ることを特徴とするシュレッダーダストからの塩素回収方法。
【請求項２】
シュレッダーダストを焼却する焼却炉と、該燃焼炉からの燃焼排ガスを導入して炭酸カルシウム乳液からなる吸収液と接触させて塩化カルシウムを生成し且つ濃縮化する濃縮塔と、該濃縮塔との間で前記吸収液を循環させる中和タンクと、該中和タンクから抽出した濃縮液から石膏を分離除去する遠心分離機と、該遠心分離機からの分離液を受け入れ硫化剤と反応させて金属硫化物を沈殿させる硫化タンクと、該硫化タンクからの前記金属硫化物を濾過分離する濾過機と、該濾過機からの濾液を加熱濃縮し塩化カルシウムを析出させる析出凝縮器と、該析出凝縮器からの析出塩化カルシウムを分離回収する濾過装置とを備えてなることを特徴とするシュレッダーダストからの塩素回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃自動車、廃家電および建設廃材等のシュレッダーダストの処理方法に関し、特にシュレッダーダストに含まれる塩素分の回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車部品、家電製品および建設廃材等の固形廃棄物を、材料別でみると、鉄系金属、非鉄系金属、プラスチック、セラミックス等によるいろいろな部材が使われている。シュレッダー処理により、これらの部材が破砕され分解されたときに発生するシュレッダーダストでは、前記のいろいろな材料がいろいろな形で接合されあるいは複合されている。このようなシュレッダーダストについては、金属材料の再資源化のため、プラスチック等有機物や可燃性無機物を焼却し、その焼却残渣から、磁力選別により鉄系金属の回収が行われており、また、非鉄系金属についても、いろいろな回収手段が試みられている。
【０００３】
ところで、前記のシュレッダーダストには、有機物として多量のプラスチックが含まれており、現況では、このプラスチックとしては塩素を含有するポリ塩化ビニルが最も多く含まれている。従って、シュレッダーダストの焼却処理においては、その過程で直接的には排ガス中に塩素乃至塩化水素が発生するため、後処理工程として石灰乳による排ガス洗浄が必要であると共に、発生塩素が関与して非常に毒性が強く且つ安定なダイオキシン類を生成することがあり、これが大気中に排出されることは、一般環境汚染の面から極めて深刻な問題をもたらすものとなっており、シュレッダーダストの焼却において大きな障害になっている状況にある。
【０００４】
一方、塩素を有用成分とし且つ安定的に含むカルシウム化合物として、塩化カルシウムがある。この塩化カルシウムについては、食塩と炭酸カルシウム（石灰石）を原料として炭酸ソーダを製造するアンモニアソーダ法において、副産物として回収する方法が知られている。即ち、飽和食塩水にアンモニアと二酸化炭素を順次反応させ、炭酸ソーダの母体となる炭酸水素ナトリウムを晶出させて回収した後、この分離後の母液に石灰乳を加えて塩化カルシウムを生成させ、その濃縮過程において食塩を除去し、放冷により固形塩化カルシウムを得る方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の方法において、シュレッダーダストの焼却過程において発生する塩素乃至塩化水素ガスの有効回収方法がなく、シュレッダーダストを焼却して生成した排ガスを洗浄した洗浄液は、重金属などの不純物を多く含んでいるため、アンモニアソーダ法に準じた方法では高品位の塩化カルシウムを得ることはできない。さらに、当該洗浄液は塩素濃度が低いため、加熱濃縮のための膨大な熱エネルギーを必要とする等、経済性に問題があった。また、シュレッダーダストには、硫黄も含まれており、焼却による燃焼排ガスには、二酸化硫黄が含まれている。従って、塩素ガス乃至塩化水素ガスの吸収や塩化カルシウム液の濃縮時には石膏スケールの生成混入が避けられず、この石膏が設備を閉塞して作業性を著しく妨げるという問題があった。さらに、燃焼排ガスには重金属も含まれ、これが石膏と共に塩化カルシウムの精製を妨げるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑み、シュレッダーダストを焼却して有用金属等の資源を回収する処理にあたり、アンモニア性ソーダ液を要することなく、シュレッダーダストの燃焼ガスに含まれる二酸化硫黄や重金属を分離回収すると共に、同時に含まれる塩化水素態の塩素を安全で且つ再資源として利用可能な精製塩化カルシウム化合物の形で、新たな熱エネルギーを消費することなく経済的に濃縮固定化できる効率的な処理方法及び装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、シュレッダーダストを焼却し、燃焼排ガスを濃縮塔内において中和タンクとの間を循環する炭酸カルシウム乳液からなる吸収液に接触させ、該燃焼排ガス中の塩化水素と二酸化硫黄を吸収させて塩化カルシウムと石膏を生成させ、且つ、前記吸収液中の塩化カルシウムの濃度を高めて生成石膏の溶解度を低減させることにより該石膏を優先除去して高濃度塩化カルシウム溶液を得、該高濃度塩化カルシウム溶液に硫化剤を添加して含有金属を硫化物として分離し、次いで、焼却炉の排熱を利用して、塩化カルシウム溶液を濃縮することにより、固形塩化カルシウムを得るところのシュレッダーダストからの塩素回収方法を提供する。
【０００８】
さらにまた、シュレッダーダストを焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉からの燃焼排ガスを導入して炭酸カルシウム乳液からなる吸収液と接触させて塩化カルシウムを生成させ且つ濃縮化させる濃縮塔と、該濃縮塔との間で前記吸収液を循環させる中和タンクと、該中和タンクから抽出した濃縮液から石膏を分離除去する遠心分離機と、該遠心分離機からの分離液を受け入れ硫化剤と反応させて金属硫化物を沈殿させる硫化タンクと、該硫化タンクからの前記金属硫化物を濾過分離する濾過機と、該濾過機からの濾液を焼却炉の排熱を利用し、濃縮して塩化カルシウムを析出させる析出凝縮器と、該析出凝縮器からの析出塩化カルシウムを分離回収する濾過装置とを備えてなるシュレッダーダストからの塩素回収装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、シュレッダーダストを焼却することによって生じた高温度燃焼排ガスの熱エネルギーを利用し、塩化カルシウムの生成工程において、炭酸カルシウムから石灰乳を得ると共に、この石灰乳に燃焼排ガス中の塩化水素態の塩素を直接的に反応させて塩化カルシウムを得、且つ、この塩化カルシウムを濃縮できるようにしたものであり、その際石膏による設備の閉塞を防止するために、塩化カルシウムを４００ｇ／ｌ、石膏を３００ｇ／ｌとし、また、石膏分離後の高濃度塩化カルシウム溶液に含まれている重金属は硫化物として除去することができる。
【００１０】
さらに、本発明の実施の形態について、図１のフローシートにより具体的に説明する。
【００１１】
シュレッダーダストの焼却炉としてロータリーキルンを使用することにより多量のシュレッダーダストを処理できる。重油等補助燃料を用いて燃焼させ、有機物等自体の燃焼熱を利用して８００℃以上にシュレッダーダストを加熱して焼却する。焼却残渣については金属分の再資源化回収のため、別途物理選別工程に供給する。
【００１２】
この焼却による排ガスには、未燃焼状態の炭化水素ガス等が含まれているので、さらに、補助燃料を使用して二次燃焼炉乃至三次燃焼炉において、完全燃焼を図り、燃焼排ガスとする。
【００１３】
塩化水素ガスや二酸化炭素ガス等を含む燃焼排ガスを、濃縮塔に導入し、含まれている塩化水素ガスを吸収液と接触させる。この吸収液は、石膏が過飽和の状態になるとポンプや配管内にスケールとなり閉塞しやすいため、石膏を飽和以上に懸濁させたスラリー状溶液であって、中和タンクと濃縮塔との間を循環させる。さらに、この石膏は塩化カルシウムとの共存下において、塩化カルシウムの濃度に応じて溶解度が減少する性質があるため、石膏が過飽和になりにくくなりトラブルを防止することができる。石膏は中和タンクへの炭酸カルシウムの添加と排ガス中に含まれる二酸化硫黄との反応熱により効率的に補給される。炭酸カルシウムは安価に入手し易い原料でもある。濃縮塔における高温度の燃焼排ガスとの接触により、塩化水素ガスは９０％以上吸収されカルシウムと反応して塩化カルシウムを生成する。吸収液は循環中に継続的に塩化カルシウムを生成して濃縮化される。
【００１４】
濃縮塔でカルシウム化合物からなる吸収液と接触させ、塩化水素ガスを分離し且つ冷却した燃焼排ガスを高次洗浄塔に送り、苛性ソーダ水溶液で十分に洗浄した後、ダスト類を電気集塵機により除去し無害化して清浄ガスとして煙突から大気中に放出する。
【００１５】
一方、循環する吸収液は前記のように塩化カルシウムで濃縮化された溶液となり中和タンク底部に濃縮液を滞留する。また、吸収液は燃焼排ガス中の硫黄酸化物とも反応して石膏を生成し、石膏が濃縮化する。この石膏は析出することにより、循環ポンプや配管等を閉塞するようになる。従って、中和タンクから適宜濃縮液を抽出し、析出した石膏と共に濃縮液を適宜抽出し、遠心分離機に導入することにより固液分離して石膏を分離することができる。なお、この滞留濃縮液は中和タンクへの新たな吸収液乃至炭酸カルシウムの供給量に見合った量が抽出され、循環量が保てるようにする。
【００１６】
分離液即ち高濃度塩化カルシウム液は、塩化カルシウムの他に、銅、鉛、亜鉛等重金属等を不純物として含んでいる。この高濃度塩化カルシウム液を硫化タンクに導入し、硫化剤として反応性がよく入手し易い硫化ソーダを添加して反応させることにより、前記重金属を難溶性の金属硫化物として沈殿させることができ、この金属硫化物を含む高濃度塩化カルシウム液をフィルタプレス等濾過機に掛けることにより、金属硫化物を濾過分離することができる。この金属硫化物は亜鉛品位が高く、亜鉛製錬原料としてリサイクル可能である。
【００１７】
さらに、この濾液は塩化ナトリウムを含有した高濃度塩化カルシウム溶液であり、この溶液を電気的加熱をおこなう析出凝縮器において、溶液を凝縮することにより塩化ナトリウムを凝縮的に且つ十分に晶出させることができる。また、この固液混合液を濾過機に掛けることにより固体塩化ナトリウムを分離回収することができ、得られた高濃度塩化カルシウム濾液をさらに濃縮晶出させることにより固体塩化カルシウムが回収できる。この固定塩化カルシウムは、ＪＩＳ  Ｋ８１２４（乾燥用）、８１２５（水分測定用）の規定を満足する純度の塩化カルシウム二水塩である。塩化カルシウムを回収した後の濾液は吸収液の母液として循環利用することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、シュレッダーダストを対象に図１のフローシートの方法および装置に従って処理し、シュレッダーダスト燃焼排ガス吸収液から塩化カルシウム生成までの各工程における生成物について調査した。
【００１９】
即ち、表１の性状に代表されるシュレッダーダストをシュレッダーダスト自体に多く含まれる有機物の燃焼熱を利用してロータリーキルン中で重油等補助燃料を用い８００℃以上に加熱焼却した。
【００２０】
排ガス中には未燃焼状態の炭化水素ガス等が含まれ、これを二次燃焼炉、三次燃焼炉において補助燃料を用い、完全燃焼させ燃焼排ガスとした。
【００２１】
塩化水素ガスや二酸化硫黄ガス等を含む燃焼排ガスをキャスターライニングしたＳＳ製ダクト（内径３５０ｍｍ）からＳＵＳ３１６製濃縮塔（内径３５０ｍｍ、長さ９５００ｍｍ）の急冷部（カーボン管）に導入し、含まれている塩化水素ガスをコアレス型スプレーノズルで噴霧されている吸収液と接触させる。このとき、排熱による吸収液中の水分の蒸発および循環している中和タンクでの炭酸カルシウムの添加により、液中のカルシウム、塩素濃度はそれぞれ１５０ｇ／ｌ、２００〜３００ｇ／ｌ程度まで濃縮される。
【００２２】
この濃縮液を２８０Ｌ抜き出し、脱石膏工程即ち、堅型、固形分下抜出、手動かき取り式遠心分離機に導入し、排ガス中のＳＯ２  から生成した（ＣａＳＯ４  ）を１００ｋｇ液中から分離した。
【００２３】
分離液２４０ＬはテフロンライニングしたＳＵＳ３１６Ｌ製濾液クッションタンクに溜められ、次工程の硫化工程に送られる。
【００２４】
テフロンライニングしたＳＵＳ３１６Ｌ型硫化タンクにおいて、該分離機に対して０．６７ｋｇの硫化ソーダを添加し、反応後、手動開閉式濾過面積０．９６ｍ２  のフィルタープレスで濾過し、１０ｋｇの硫化殿物を得た。
【００２５】
濾液即ち高濃度塩化カルシウム溶液２００Ｌは上部開放型の析出電気炉上の析出鍋で加熱濃縮した。
【００２６】
濃縮が進むと塩化ナトリウムがまず析出する。塩化カルシウムが溶液中で４０ｗｔ％になった時点、本試験では液量が１５０Ｌで加熱を一時止め、塩化ナトリウムを磁性ロート型の濾過機で分離した。
【００２７】
濾液は再度、析出電気炉上で加熱濃縮され、残り８Ｌ程度で加熱を止め析出した塩化カルシウムと濾液を前記濾過器で濾別して回収する。
【００２８】
以上、濃縮液から塩化カルシウム生成までの一連の中間製品、各工程液のカルシウム濃度、塩素濃度を測定した結果およびカルシウム、塩素の物量を表２に示した。
【００２９】
また、硫化工程で得られる硫化殿物の各成分の分析値を表３に、最終製品として得られた塩化カルシウムの品位を表４に示す。
【００３０】
【表１】
0003602328.tif 000002
【００３１】
【表２】
0003602328.tif 000003
【００３２】
【表３】
0003602328.tif 000004
【００３３】
【表４】
0003602328.tif 000005
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、シュレッダーダストを焼却して有用金属等の資源を回収するにあたり、その焼却排ガスに含まれる塩化水素態の塩素を排ガスの持つ燃焼熱を利用して、好ましくは入手し易い炭酸カルシウムの添加による石灰乳からなる吸収液と反応させて塩化カルシウムとすることができ、また、前記吸収液を循環的に燃焼排ガスと接触させることにより濃縮的に塩化カルシウム液を生成させることができ、燃焼排ガスに同時に含まれる硫黄分を石膏として、重金属を硫化物としてそれぞれ除去し、安全で、且つ、ＪＩＳ規定を満足する精製塩化カルシウム製造できるものであって、効率的に、従って経済的に回収できる比較的簡単な方法及び装置を提供できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシュレッダーダストの焼却によって発生する排ガスから塩化カルシウムを生成するための工程を示すフローシートである。
【図１】
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