(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に効率よく、溶融飛灰に含まれている重金属を分離回収し、非鉄金属資源として活用することのできる、溶融飛灰からの有価物回収方法を提供する。【解決手段】高温溶融炉から発生する溶融飛灰に水を添加してｐＨ３〜６で浸出を行い、その後固液分離して、鉛を含む浸出残渣と、亜鉛と塩類を含むろ液に分離する第一工程と、得られたろ液にアルカリを添加してｐＨ７〜１２に調整して固液分離し、亜鉛を主成分とする中和殿物と塩類を含むろ液に分離する第二工程とによって溶融飛灰から有価物を回収する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マットの生成を伴う高温溶融炉から発生する溶融飛灰の処理方法であって、該溶融飛灰に水を添加してｐＨ３〜６で浸出を行い、
その後固液分離して、鉛を含む浸出残渣（鉛滓）と、亜鉛と塩類を含むろ液に分離する第一工程と、
得られたろ液にアルカリを添加してｐＨ７〜１２に調整して固液分離し、亜鉛を主成分とする中和殿物（亜鉛滓）と塩類を含むろ液に分離する第二工程とからなることを特徴とする溶融飛灰からの有価物回収方法。
【請求項２】
請求項１記載の第一工程のｐＨを４．５〜５．５に調整することを特徴とする溶融飛灰からの有価物回収方法。
【請求項３】
請求項１記載の第二工程のｐＨを１０〜１１に調整することを特徴とする溶融飛灰からの有価物回収方法。
【請求項４】
請求項１記載の第一工程において溶融飛灰の浸出を行った後、硫化剤を添加して浸出された銅を硫化物として析出し浸出残渣とともに固液分離することを特徴とする溶融飛灰からの有価物回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシュレッダーダスト、電気部品屑等の産業廃棄物および焼却灰、焼却飛灰を溶融処理し、有価物をマットとして回収する溶融炉において発生する飛灰から有価物を回収する湿式処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、都市ごみ、産業廃棄物は焼却処理された後、発生する焼却灰や飛灰は最終処分場に埋め立て処分されているが、埋め立て処分場の不足、飛灰に含まれる重金属やダイオキシン類の有害性等が問題になっている。そのため、最近は、焼却灰や飛灰を高温で溶融処理し、減容化、重金属の固定、ダイオキシン類の熱分解を行った上で埋め立て処分を行うようになってきている。
【０００３】
しかし、この溶融処理で発生する飛灰（溶融飛灰）はより高濃度に重金属が濃縮されたり、再びダイオキシン類が生成し含有されたりしている。
一方、この溶融飛灰中の重金属を資源と考え回収しようとする試みもなされている。例えば、特開平６−１７０３５４（特許文献１）では、溶融飛灰に鉱酸を添加してｐＨ３以下で鉛以外の重金属を溶出し、鉛を主とする鉛残渣をろ別するとともに、ろ液は中和剤と硫化剤を添加して亜鉛を主とする亜鉛殿物を生成させ、これらを非鉄金属の資源として活用する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１７０３５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許に記載された方法では、低いｐＨで浸出を行うため多量の酸および中和のためのアルカリが必要となり薬剤費が高くなる。
また、浸出された重金属はほとんどが亜鉛殿物中に移行するため、回収した亜鉛殿物の不純物品位が高くなり、非鉄金属資源としての活用を阻害している。また、同特許には、鉄の除去を目的に、酸浸出ろ液に酸化剤を添加後ｐＨ３〜５に中和して生成した鉄殿物をろ別した後、ろ液に中和剤を添加してｐＨ７以上に中和して亜鉛殿物を生成する方法も提案されている。
【０００５】
この方法では鉄殿物中にその他の重金属も除去され亜鉛殿物品位が上がることが期待できるが、さらに酸化剤が必要となり薬剤費が高くなる、亜鉛の一部が鉄殿物へロスして収率が下がる、工程が増えるといった問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決し、安価に効率よく、溶融飛灰に含まれている重金属を分離回収し、非鉄金属資源として活用することのできる、溶融飛灰からの有価物回収方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下本発明を示す。
（１）マットの生成を伴う高温溶融炉から発生する溶融飛灰の処理方法であって、該溶融飛灰に水を添加してｐＨ３〜６で浸出を行い、
その後固液分離して、鉛を含む浸出残渣（鉛滓）と、亜鉛と塩類を含むろ液に分離する第一工程と、
得られたろ液にアルカリを添加してｐＨ７〜１２に調整して固液分離し、亜鉛を主成分とする中和殿物（亜鉛滓）と塩類を含むろ液に分離する第二工程とからなる溶融飛灰からの有価物回収方法。
【０００８】
（２）上記（１）記載の第一工程のｐＨを４．５〜５．５に調整する溶融飛灰からの有価物回収方法。
（３）上記（１）記載の第二工程のｐＨを１０〜１１に調整する溶融飛灰からの有価物回収方法。
【０００９】
（４）上記（１）記載の第一工程において溶融飛灰の浸出を行った後、硫化剤を添加して浸出された銅を硫化物として析出し浸出残渣とともに固液分離することを特徴とする溶融飛灰からの有価物回収方法。
以上を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、
（１）飛灰の浸出に鉱酸を必要とせず、そのため中和に必要なアルカリも少量で済むため薬剤費が低く経済的である。
（２）また、得られる中和殿物は亜鉛品位が高く、銅、砒素等の不純物をほとんど含まないため、容易に亜鉛資源として山元還元することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で取扱う溶融飛灰は、産業廃棄物および焼却灰、焼却飛灰等を溶剤や硫化剤とともに１０００℃以上の高温で溶融し、含まれる銅、貴金属等の有価物をマットとして回収する高温溶融炉において発生する溶融飛灰である。
【００１２】
一般的に溶融飛灰には鉛、亜鉛の他、銅や砒素が含まれているが、回収物を非鉄金属の資源として山元還元しようとすると、亜鉛は不純物に対し受け入れ基準が厳しいのに対し、鉛は比較的緩やかであることから、回収する亜鉛滓はなるべく不純物を下げ、銅、砒素等の重金属は鉛滓に分配させるようにした。
【００１３】
通常、溶融飛灰から鉛以外の重金属を溶出させようとするときは鉱酸を添加してｐＨ３以下、多くはｐＨ１前後で浸出が行われているが、上記のマット生成を伴う高温溶融炉から発生する溶融飛灰では、鉱酸を添加せずに水で浸出するだけで大部分の亜鉛を溶出することができ、その他の重金属は溶出を抑え鉛とともに浸出残渣に残すことができる。
【００１４】
亜鉛が水だけで溶出できるのは、マットの生成を伴う高温溶融炉では、発生する飛灰中の大部分の亜鉛がハロゲン化物の他、硫酸塩といった可溶性の塩で存在しているためと考えられる。
【００１５】
この溶融飛灰を水で浸出すると浸出液のｐＨはほぼ３〜６の範囲の値を示す。
砒素はｐＨが低いほど多く溶出することから、浸出液のｐＨが低い場合はアルカリ剤を添加してｐＨを４．５〜５．５に調整することにより砒素の溶出を抑制することができる。
【００１６】
また、溶融飛灰を水で浸出すると銅はその一部が溶出するが、浸出後、硫化剤を添加して一端浸出された銅を硫化物として析出し、浸出残渣とともに固液分離することにより、浸出液から砒素を除去することができる。
【００１７】
浸出終了後、固液分離し、鉛を含む浸出残渣（鉛滓）は鉛資源として山元還元し処理を行う。得られたろ液はアルカリ剤を添加してｐＨ７〜１２、好ましくはｐＨ１０〜１１に調整し、固液分離を行い、亜鉛を主成分とする中和殿物（亜鉛滓）を得る。アルカリ剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等が使用できるが、カルシウムを含むアルカリ剤は石膏を生成して亜鉛滓の品位を落すので好ましくない。
【００１８】
中和ｐＨは７以下では水酸化亜鉛の析出が不完全であり、一方ｐＨ１２以上ではアルカリを過剰に必要とするほか亜鉛の再溶解がおこる。このようにして得られた中和殿物（亜鉛滓）は亜鉛品位が高く、銅、砒素をほとんど含まないため、容易に亜鉛資源として山元還元し処理することができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
有価物をマットとして回収を行っている高温溶融炉から発生する溶融飛灰を採取して試験に使用した。この溶融飛灰の分析値を表１に示す。
【表１】
2006198449.tif 000002
【００２０】
この溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加して撹拌を行った。これに濃硫酸を添加して所定のｐＨに調整し６０分間撹拌を続けた後、固液分離し、それぞれの分析を行い重金属の浸出率を求めた。硫酸添加量と重金属浸出率および浸出液ｐＨとの関係を図１に示す。
【００２１】
この溶融飛灰に硫酸を添加しｐＨ０．５〜３で浸出を行うと、亜鉛は８２〜８５％、銅は８０〜９４％、砒素は５１〜８７％が溶出した。一方、硫酸を添加せずに浸出を行った場合は、亜鉛の浸出は７８％とあまり変わらないのに対し、銅は４５％、砒素は１０％と大幅に低下し、亜鉛の優先的な浸出が可能であった。なお、鉛はいずれの場合もほとんど浸出されなかった。
【００２２】
（実施例２）
実施例１で用いたのと同じ溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加して撹拌を行った。これに２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを調整し６０分間撹拌を続けた後、固液分離し、それぞれの分析を行い重金属の浸出率を求めた。浸出液ｐＨと重金属浸出率との関係を図２に示す。
【００２３】
浸出液のｐＨが高くなるに従い、銅と砒素の浸出率は低下するが、亜鉛はｐＨが５．５まではあまり変化せず、ｐＨ６で急に低下した。浸出時のｐＨを４．５〜５．５に調整することにより、亜鉛の浸出率をほとんど落さずに銅、砒素の浸出を抑制することが可能であった。
（実施例３）
【００２４】
実施例１で用いたのと同じ溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加し、これに２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを５に調整し６０分間撹拌を続けた。
次いで、添加前約３００ｍＶであった酸化還元電位（飽和塩化銀電極基準）が０ｍＶ以下に下がるまで２５％水硫化ナトリウム溶液を添加した。約３０分間撹拌を続けた後固液分離し、それぞれの分析を行い重金属の浸出率を求めた。
【００２５】
硫化を行わないときと行ったときの重金属浸出率を表２に示す。
浸出液の硫化を行うことにより、亜鉛の浸出率をほとんど落さずに銅、砒素の浸出を抑制することが可能であった。
【表２】
2006198449.tif 000003
（実施例４）
【００２６】
実施例１で用いたのと同じ溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加し、これに２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを５に調整しながら６０分間撹拌を行った。
撹拌終了後、固液分離し、浸出残渣と浸出液を得た。さらに、浸出液は２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを１０に調整し６０分間撹拌を続けた後、固液分離し、中和殿物と中和後液を得た。
【００２７】
ｐＨ調整と中和に要した水酸化ナトリウム（純分換算）の量は１１ｇであった。浸出残渣と中和殿物の分析値を表３に示す。
銅、砒素の含有量が低く、亜鉛品位が高い中和殿物が得られた。
【表３】
2006198449.tif 000004
（実施例５）
【００２８】
実施例１で用いたのと同じ溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加し、これに２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを５に調整しながら６０分間撹拌を行った。
次いで、添加前約３００ｍＶであった酸化還元電位（飽和塩化銀電極基準）が０ｍＶ以下に下がるまで２５％水硫化ナトリウム溶液を添加した。約３０分間撹拌を続けた後、固液分離し、浸出残渣と浸出液を得た。浸出液は２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを１０に調整し６０分間撹拌を続けた後、固液分離し、中和殿物と中和後液を得た。
【００２９】
ｐＨ調整と中和に要した水酸化ナトリウム（純分換算）の量は１１ｇであった。浸出残渣と中和殿物の分析値を表４に示す。
実施例４よりも銅、砒素の含有量が低く、亜鉛品位が高い中和殿物が得られた。
【表４】
2006198449.tif 000005
（比較例１）
【００３０】
実施例１で用いたのと同じ溶融飛灰１００ｇにイオン交換水１リットルを添加し、これに濃硫酸を添加してｐＨを１に調整した。浸出に要した濃硫酸は２１ｇであった。６０分間撹拌を行った後、固液分離し、浸出残渣と浸出液を得た。
【００３１】
さらに、浸出液は２５％水酸化ナトリウム溶液を添加してｐＨを１０に調整し６０分間撹拌を続けた後、固液分離し、中和殿物と中和後液を得た。中和に要した水酸化ナトリウム（純分換算）の量は２５ｇであった。浸出残渣と中和殿物の分析値を表５に示す。
【００３２】
実施例と比較して中和殿物の銅、砒素の含有量が高く、亜鉛品位が低い。酸浸出により、浸出残渣の鉛品位は高くできるが、多量の酸の添加が必要であり、それに伴い中和に必要なアルカリの量も増加した。
【表５】
2006198449.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】溶融飛灰の浸出において、硫酸添加量と鉛、亜鉛、銅、砒素の浸出率および浸出液ｐＨとの関係を示すグラフ
【図２】溶融飛灰の浸出において、水酸化ナトリウム溶液により浸出液のｐＨ調整を行ったときの、浸出液ｐＨと亜鉛、銅、砒素の浸出率との関係を示すグラフ
【図１】
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【図２】
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