(57)【要約】【課題】  工業的に簡単且つ安価に利用することができるとともに、溶融飛灰の安全な且つ安定した状態の減容化と再資源化を図ることができる、飛灰の処理方法を提供する。【解決手段】  重金属を含有する飛灰を水洗した後に固液分離して得られた水洗残渣に、硫酸などの鉱酸を含む水を加えて、ｐＨ３〜４に調整し、反応温度６０℃以上、好ましくは８０℃以上で２時間以上、好ましくは３時間以上反応させて浸出を行い、得られた浸出液に石灰などのアルカリ剤を添加してｐＨ７以上に中和する。【選択図】      図１
2006255491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属を含有する飛灰を水洗する水洗工程と、この水洗工程後に固液分離して得られた水洗残渣に、鉱酸を含む水を加えてｐＨ３〜４に調整し、反応温度６０℃以上で２時間以上反応させて浸出を行う浸出工程と、この浸出工程後に固液分離して得られた浸出液にアルカリ剤を添加してｐＨ７以上に中和する中和工程とを備えたことを特徴とする、飛灰の処理方法。
【請求項２】
前記反応温度が８０℃以上であることを特徴とする、請求項１に記載の飛灰の処理方法。
【請求項３】
前記飛灰が亜鉛を含有し、前記中和工程後に固液分離して得られた残渣を、亜鉛が濃縮された残渣として回収することを特徴とする、請求項１または２に記載の飛灰の処理方法。
【請求項４】
前記浸出工程後に固液分離して得られた残渣に中和剤を添加して混練することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の飛灰の処理方法。
【請求項５】
前記中和工程後に固液分離して得られた液を前記水洗工程で使用することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の飛灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰の処理方法に関し、特に、一般ゴミをガス化溶融炉で溶融した際に発生する溶融飛灰や、一般ゴミを焼却した際に発生する焼却灰および焼却飛灰をさらに灰溶融炉で溶融した際に発生する溶融飛灰の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼却炉や溶融炉などの高温処理炉からの飛灰の処理方法として、高温処理炉からの飛灰に鉱酸を含む水を加えてｐＨ３以下に調整しながら浸出を行った後、濾過することにより、鉛精錬原料として使用可能な残渣と亜鉛分の多い濾液とを得る工程と、この濾液にアルカリ剤を添加してｐＨ３〜５に調整することにより生成する珪素主体の晶出物を濾過分離して、精製された濾液を得る工程と、この濾液にアルカリ剤を添加して亜鉛や銅を主体とする重金属の水酸化物を沈澱させるとともに、さらに硫化剤を添加して水酸化物にならなかった残りの重金属分を硫化物として沈殿させ、これらの澱物を濾別して、亜鉛製錬原料として使用可能な亜鉛系殿物と実質上重金属を含まない濾液とを得る工程とからなる、高温処理炉からの重金属含有飛灰の湿式処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０９３１３号公報（段落番号０００８−０００９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の方法では、溶融飛灰をｐＨ１〜２で浸出した後にｐＨ３〜５まで中和することにより得られた珪素を主とするスラリーは、珪素のゲル化によって濾過性が非常に悪く、工業的に巨大な濾過機を必要とするという問題がある。また、珪素がゲル化する際に液を含んでいるので、液中に浸出した重金属分の多くがゲルに分配されてしまうという問題もある。さらに、ゲル化した珪素の残渣は高水分であるため、その処理が困難である。
【０００５】
このように、特許文献１の方法を工業的に利用するには問題があるため、現在、特別管理一般廃棄物である溶融飛灰は、キレート剤などで溶出防止処理をした後に最終処分場に投棄されている。しかし、既存の最終処分場の残余スペースが逼迫し、新規最終処分場の建設が困難であることから、溶融飛灰を安全な且つ安定した状態で減容化する処理が望まれている。
【０００６】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、工業的に簡単且つ安価に利用することができるとともに、溶融飛灰の安全な且つ安定した状態の減容化と再資源化を図ることができる、飛灰の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、重金属を含有する飛灰を水洗した後に固液分離して大部分のナトリウム、カリウムなどの塩化物が除かれた水洗残渣に、硫酸などの鉱酸を含む水を加えてｐＨ３〜４に調整し、反応温度６０℃以上、好ましくは８０℃以上で２時間以上、好ましくは３時間以上反応させて浸出を行って珪素のゲル化を抑え、得られた浸出液に石灰などのアルカリ剤を添加してｐＨ７以上に中和することにより、工業的に簡単且つ安価に利用することができるとともに、溶融飛灰の安全な且つ安定した状態の減容化と再資源化を図ることができる、飛灰の処理方法を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明による溶融飛灰の処理方法は、重金属を含有する飛灰を水洗する水洗工程と、この水洗工程後に固液分離して得られた水洗残渣に、鉱酸を含む水を加えてｐＨ３〜４に調整し、反応温度６０℃以上、好ましくは８０℃以上で２時間以上、好ましくは３時間以上反応させて浸出を行う浸出工程と、この浸出工程後に固液分離して得られた浸出液にアルカリ剤を添加してｐＨ７以上に中和する中和工程とを備えたことを特徴とする。この飛灰の処理方法において、飛灰が亜鉛を含有する場合には、中和工程後に固液分離して得られた残渣を、亜鉛が濃縮された残渣として回収するのが好ましい。また、浸出工程後に固液分離して得られた残渣からのＨｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ａｓなどの溶出を防止して最終処分するために、浸出工程後に固液分離して得られた残渣に中和剤を添加して混練してもよい。さらに、中和工程後に固液分離して得られた液を水洗工程で使用してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、工業的に簡単且つ安価に利用することができるとともに、溶融飛灰の安全な且つ安定した状態の減容化と再資源化を図ることができる、飛灰の処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明による飛灰の処理方法の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１に示すように、まず、重金属を含有する溶融飛灰を水洗して固液分離することにより大分のＮａ、Ｋ、Ｃｌなどの塩化物を除去し、水洗水を排水処理する。
【００１２】
次に、得られた水洗残渣に、硫酸などの鉱酸を含む水を加えて、ｐＨ３〜４、反応温度６０℃以上、好ましくは８０℃以上に調整しながら２時間以上、好ましくは３時間以上反応させる。この浸出により、珪素のゲル化を抑えて濾過性の良い浸出残渣を得ることができるとともに、浸出液中に珪素を溶解させることなく、溶融飛灰中に含まれる亜鉛を主とする重金属を浸出液に移行させることができる。なお、反応時間を２時間以上とするのは、一旦溶解した珪素を析出させるためであり、反応温度が高い方が珪素の析出に有利である。
【００１３】
得られた浸出残渣は、石灰などのアルカリ剤を混練して安定化させた後に、最終処分場に埋め立てるのに適した状態にして埋立て処分とすることができる。このように溶融飛灰を水洗して浸出することにより、溶融飛灰を減容することができ、最終処分場への負荷を少なくすることができる。また、埋立て処分の基準を満たすことができるので、高価なキレート剤を使用する必要がなくなる。なお、浸出残渣には重金属の一部が残存しているので、溶融炉などにより乾式処理することによって、重金属を再度飛灰として回収することもできる。
【００１４】
次に、得られた浸出液を石灰などのアルカリ剤でｐＨ７以上に中和して、重金属の水酸化物や酸化物を沈澱として回収する。このとき、浸出液中に珪素が溶解していると、中和によりゲル化して濾過性の極めて悪い残渣が得られるが、本発明による飛灰の処理方法の実施の形態では、浸出液中に珪素が溶解していないので、ゲル化しない濾過性の良い残渣が得られる。また、浸出液をｐＨ７以上に中和することにより、飛灰中に含まれる亜鉛を主とする重金属を中和残渣中に高品位で回収し、非鉄製錬原料として使用することができる。また、二段階で中和と濾過を行えば、ＺｎおよびＣｕとＣｄおよびＭｇとをある程度分別回収することもできる。一方、中和后液は重金属を除去した液であり、工業的には、排水量を削減するために水洗工程で再利用するのが望ましい。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明による飛灰の処理方法の実施例について詳細に説明する。
【００１６】
［実施例１］
表１に示す品位の溶融飛灰１、２、３を用意し、それぞれパルプ濃度３００ｇ／Ｌで水洗し、濾別して得られた各々の水洗残渣に、硫酸を含む水を加えて、パルプ濃度１００ｇ／Ｌに調整するとともに、それぞれｐＨ３、ｐＨ３．５およびｐＨ４に調整し、８０℃で４時間反応させて浸出を行った。得られた各々の浸出残渣の発生率（飛灰の量に対するドライベースの残渣の発生率）を図２に示す。この図から、水洗と浸出によって溶融飛灰が減容化されているのがわかる。なお、浸出残渣の濾過速度は、６ｋｇ／ｃｍ２の濾過圧でいずれも２０Ｌ／分／ｍ２程度と良好であった。
【００１７】
【表１】
2006255491.tif 000003
【００１８】
［実施例２］
表１に示す品位の溶融飛灰１を用意し、パルプ濃度３００ｇ／Ｌで水洗し、濾別して得られた水洗残渣に、硫酸を含む水を加えて、パルプ濃度１００ｇ／Ｌに調整するとともに、それぞれｐＨ３、ｐＨ３．５およびｐＨ４に調整し、８０℃で反応させて浸出を行った。各々の浸出液の珪素および亜鉛の濃度と反応時間との関係を図３および図４に示す。これらの図から、ｐＨ３およびｐＨ３．５では、珪素は一旦液中に溶解するものの、時間が経過するにつれて析出を完了し、濾過性の良い残渣が得られるのがわかる。また、亜鉛の最終到達濃度は、ｐＨによらず一定であった。これらの珪素の析出挙動と亜鉛の浸出挙動から、反応時間を２時間以上にするのが好ましいことがわかった。
【００１９】
［実施例３］
表２に示す品位の溶融飛灰を用意し、パルプ濃度３００ｇ／Ｌで水洗し、濾別して得られた水洗残渣に、硫酸を含む水を加えて、パルプ濃度１００ｇ／Ｌ、ｐＨ４に調整し、それぞれ６０℃と８０℃で反応させて浸出を行った。反応温度６０℃と８０℃における浸出液中の珪素の濃度と反応時間の関係を図５に示す。この図からわかるように、６０℃で珪素が沈殿して濾過性の良い残渣が得られるので、反応温度を６０℃以上とするのが好ましい。
【００２０】
【表２】
2006255491.tif 000004
【００２１】
［実施例４］
表１に示す品位の溶融飛灰２を用意し、パルプ濃度３００ｇ／Ｌで水洗し、濾別して得られた水洗残渣に、硫酸を含む水を加えて、パルプ濃度１００ｇ／Ｌ、ｐＨ４に調整し、８０℃で反応させて浸出を行った後、得られた浸出液を生石灰でｐＨ８に中和した。得られた中和残渣中のＣａ、ＳおよびＺｎの含有量を表３に示す。この表３からわかるように、この中和により亜鉛を濃縮した残渣を得ることができ、この残渣を亜鉛製錬の原料として使用することができる。
【００２２】
【表３】
2006255491.tif 000005
【００２３】
［実施例５］
表１に示す品位の溶融飛灰１、２、３を用意し、それぞれパルプ濃度３００ｇ／Ｌで水洗し、濾別して得られた各々の水洗残渣に、硫酸を含む水を加えて、パルプ濃度１００ｇ／Ｌ、ｐＨ４に調整し、８０℃で反応させて浸出を行った後、得られた浸出残渣に様々な比率で生石灰を添加して混練し、混練物からの溶出試験を行った。この溶出試験の結果を表４〜６に示す。これらの表から、いずれの混練物も埋立て基準を満たし、混練物の粉体ｐＨを１０程度にするのが好ましいことがわかる。
【００２４】
【表４】
2006255491.tif 000006
【００２５】
【表５】
2006255491.tif 000007
【００２６】
【表６】
2006255491.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による飛灰の処理方法の実施の形態の工程図である。
【図２】実施例１の浸出残渣の発生率（飛灰の量に対するドライベースの残渣の発生率）を示すグラフである。
【図３】実施例２の浸出液中の珪素の濃度と反応時間の関係を示すグラフである。
【図４】実施例２の浸出液中の亜鉛の濃度と反応時間の関係を示すグラフである。
【図５】実施例３の浸出液中の珪素の濃度と反応時間の関係を示すグラフである。
【図１】
2006255491.tif 000009
【図２】
2006255491.tif 000010
【図３】
2006255491.tif 000011
【図４】
2006255491.tif 000012
【図５】
2006255491.tif 000013