(57)【要約】【課題】多量の濾過助剤を必要とせず容易に濾過が可能な濾過方法を提供する。【解決手段】二酸化ケイ素粉末を含有する原液を濾過して二酸化ケイ素粉末を濾取し原液から分離するに際して、濾取した二酸化ケイ素粉末を濾過前の原液に添加して濾過を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化ケイ素粉末を含有する原液を濾過して二酸化ケイ素粉末を濾取し原液から分離するに際して、濾取した二酸化ケイ素粉末を濾過前の原液に添加して濾過を行うことを特徴とする濾過方法。
【請求項２】
前記原液は、焼結鉱の製造時に発生し且つ二酸化硫黄を含有する排ガスにアンモニア水を接触させ、二酸化硫黄とアンモニアの反応により硫酸アンモニウムを生成させて排ガスから二酸化硫黄を除去する際に生成する脱硫廃液である請求項１に記載の濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は濾過方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所における粉鉱の塊成化方法の一つとして焼結法がある。焼結法により粉鉱を塊成化して焼結鉱を製造すると、二酸化硫黄（ＳＯ2 ）を含有する排ガスが発生するので、この排ガスにアンモニア水を接触させ二酸化硫黄とアンモニア（ＮＨ3 ）の反応により硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ）を生成させて脱硫を行っている。この脱硫工程において生じた脱硫廃液は、肥料として広く使用されている硫酸アンモニウムを含有しているので、脱硫廃液の処理工程において脱硫廃液から硫酸アンモニウムを回収し、硫酸アンモニウムを副産物として製造している。
【０００３】
ところが、焼結鉱の製造時に発生した排ガス中には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）粉末等の微粉状のダストが多量に含まれているため、ダストを除去することなく硫酸アンモニウムを製造することは困難である。そこで、ダストを除去しつつ硫酸アンモニウムを製造するために、脱硫廃液の処理工程ではシックナー及び濾過装置を使用している。すなわち、硫酸アンモニウム及びダストを含有する脱硫廃液をシックナーに装入し、シックナー内で硫酸アンモニウムを沈降させて、硫酸アンモニウムのスラッジと、ダストを含有する清澄液とに分離する。
【０００４】
そして、ダストを含有する清澄液をシックナーから濾過装置に移し、清澄液からダストを分離する。清澄液に含有されていたダストは、濾布上に濾過ケーキ（濾過残渣）として集積する。濾過ケーキの厚さがある程度大きくなり、濾過装置の上流側の圧力と下流側の圧力との差が一定値を超えると、濾過ケーキは通気により乾燥された後、濾布の裏側に吹き付けられる気流（以下「バックブロー」と記す）により濾布から剥離され、濾過装置の底部に落下し、排出口より排出される。
【０００５】
濾過ケーキは乾燥すると強固に固まり、濾布に固着しやすいので、バックブローによって全ての濾過ケーキが濾布から剥離せず濾布上に残存する場合がある。よって、濾過ケーキの濾布上への残存を抑制し濾布からの剥離率を向上させるために、濾過工程においては珪藻土を主成分とする濾過助剤が使用される。すなわち、濾過助剤をプレコートした濾布を用いて濾過を行う。
【０００６】
しかしながら、エネルギーや資源を大量に消費する製鋼業に対しては、近年、省エネルギーや省資源の要求がますます高まっている。すなわち、上記のような脱硫廃液の処理においては、濾過工程で多量の濾過助剤が必要であり、また、例えば特許文献１に開示の排水処理装置のように複雑な構成の濾過装置が必要であるため、多量の濾過助剤を必要とせず容易に濾過が可能な脱硫廃液の処理方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２６１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、多量の濾過助剤を必要とせず容易に濾過が可能な濾過方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る濾過方法は、二酸化ケイ素粉末を含有する原液を濾過して二酸化ケイ素粉末を濾取し原液から分離するに際して、濾取した二酸化ケイ素粉末を濾過前の原液に添加して濾過を行うことを特徴とする。
前記原液は、焼結鉱の製造時に発生し且つ二酸化硫黄を含有する排ガスにアンモニア水を接触させ、二酸化硫黄とアンモニアの反応により硫酸アンモニウムを生成させて排ガスから二酸化硫黄を除去する際に生成する脱硫廃液であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の濾過方法によれば、多量の濾過助剤を必要とせず容易に濾過が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の濾過方法の一実施形態を説明する脱硫廃液の処理設備のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を以下に詳細に説明する。
濾紙、濾布等の濾材からの濾過ケーキ（濾過残渣）の剥離性を向上させる、濾材の目詰まりの進行を遅らせる等の目的で使用される濾過助剤として、珪藻土が知られている。珪藻土の主成分は二酸化ケイ素であるので、二酸化ケイ素粉末は濾過助剤として使用可能であると考えられる。
【００１３】
本発明者は、鋭意検討の結果、二酸化ケイ素粉末を含有する原液を濾過する場合には、この原液を濾過して得られた濾過ケーキに二酸化ケイ素粉末が含まれているので、濾過ケーキを濾過助剤として使用可能であることを見出した。すなわち、濾取した濾過ケーキを濾過前の原液に対して添加して濾過を行えば、濾過ケーキ中の二酸化ケイ素粉末が濾過助剤として作用するため、効率良く濾過を行うことができる。また、濾過ケーキの剥離性が向上するとともに、濾材の目詰まりの進行を遅らせることができる。
【００１４】
さらに、濾取した濾過ケーキを濾過前の原液に対して添加して濾過を行えば、濾過ケーキを濾過前の原液に対して添加しない場合には多量に使用する必要がある市販の濾過助剤を、全く使用することなく、又は、使用量を削減して濾過を行うことができる。よって、多量の濾過助剤を必要とせず、また、複雑な構成の濾過装置を用いることなく容易に濾過を行うことが可能であるので、濾過作業の省資源化や省エネルギー化を実現することができる。濾過ケーキを濾過前の原液に対して添加するのみで効率良く濾過を行うことができる場合には、市販の濾過助剤を購入するなどの外部調達が不要となり、濾過助剤を自給することが可能である。
【００１５】
本実施形態の濾過方法を適用可能な原液の種類は、二酸化ケイ素粉末を含有する原液であれば特に限定されるものではないが、例えば、焼結鉱の製造時に発生する排ガスから二酸化硫黄を除去する際に生成する脱硫廃液をあげることができる。焼結鉱の製造時に発生した排ガスは二酸化硫黄を含有しているので、アンモニア水を接触させ、二酸化硫黄とアンモニアの反応により硫酸アンモニウムを生成させて排ガスから二酸化硫黄を除去する脱硫が施される。この脱硫により、硫酸アンモニウムを含有する脱硫廃液が生成する。この脱硫廃液は二酸化ケイ素粉末も含有しているので、本実施形態の濾過方法を適用可能である。
【００１６】
以下に、図１を参照しながら、焼結鉱の製造時に発生した排ガスの脱硫方法、及び、脱硫の際に生成した脱硫廃液の処理方法について説明する。
焼結鉱の製造時に発生した排ガスを、配管１を介して脱硫塔１１に導入する。配管１は脱硫塔１１の下部に接続されているので、排ガスは脱硫塔１１の下部に導入されて下部から上部に向かって流れる。
【００１７】
一方、脱硫塔１１の上部には配管２が接続されていて、配管２を介してアンモニア水が脱硫塔１１に導入されるようになっている。アンモニア水は、脱硫塔１１内に配された放水器１２からシャワー状に噴出され、下部から上昇してきた排ガスと接触する。すると、排ガス中の二酸化硫黄とアンモニア水中のアンモニアとが反応して、硫酸アンモニウムが生成する。このような脱硫により二酸化硫黄が除去された排ガスは、脱硫塔１１の塔頂部から排出され、硫酸アンモニウム及び二酸化ケイ素粉末を含有する脱硫廃液Ｗは、脱硫塔１１の底部に貯留される。
【００１８】
次に、脱硫塔１１の底部の脱硫廃液Ｗを、配管３を介してシックナー１３に送り、沈降分離を行う。シックナー１３においては硫酸アンモニウムが沈降するため、脱硫廃液Ｗが、硫酸アンモニウムのスラッジＳと、二酸化ケイ素粉末その他の粉末からなるダストを含有する清澄液Ｃとに分離される。硫酸アンモニウムのスラッジＳはシックナー１３の下部から排出し、ダストを含有する清澄液Ｃは、配管４を介してタンク１４に送る。
【００１９】
ダストを含有する清澄液Ｃを、さらに配管５を介してタンク１４から濾過装置１５に送る。濾過装置１５において清澄液Ｃからダストが濾別され、ダストが除去された清澄液（濾液）は濾過装置１５から排出される。一方、ダストは濾紙、濾布等の濾材上に濾過ケーキ（濾過残渣）として集積する。濾過ケーキの厚さがある程度大きくなったら、例えばバックブローによって濾過ケーキは濾材から剥離され、濾過装置１５から排出される。
【００２０】
濾過装置１５から排出された濾過ケーキを、例えば搬送コンベア６によってホッパー１６に送る。ホッパー１６に一時的に貯留された濾過ケーキは、タンク１４に装入され、ダストを含有する清澄液Ｃと混合される。このとき、ホッパー１６は、タンク１４内の清澄液Ｃの量に応じて予め定められた量の濾過ケーキを秤り取って、タンク１４に装入するようになっている。
【００２１】
濾過装置１５から排出された濾過ケーキは、通常は、焼結鉱を製造するための原料に混合されるが、ダストを含有する清澄液Ｃに混合すると、濾過ケーキに含まれる二酸化ケイ素粉末が濾過助剤と同様の作用を奏するため、ダストを含有する清澄液Ｃの濾過をより効率良く行うことができる。また、濾過ケーキを清澄液Ｃに添加すれば、濾過ケーキを清澄液Ｃに対して添加しない場合には多量に使用する必要があった市販の濾過助剤を、全く使用することなく、又は、使用量を削減して濾過を行うことができる。よって、多量の濾過助剤を必要とせず、また、複雑な構成の濾過装置を用いることなく容易に清澄液Ｃの濾過を行うことが可能であるので、濾過作業の省資源化や省エネルギー化に寄与する。濾過ケーキを清澄液Ｃに対して添加するのみで効率良く濾過を行うことができる場合には、市販の濾過助剤を購入するなどの外部調達が不要となり、濾過助剤を自給することが可能である。さらに、濾過ケーキを清澄液Ｃに添加するための設備を設ける必要があるが、搬送コンベア６、ホッパー１６等の簡易な設備を追加するのみで十分であるので、設備の追加も容易である。
【００２２】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。実施例は、図１に示す処理設備を用いて、上記のように濾過ケーキを濾過助剤として清澄液に添加して濾過を行った。これに対して、比較例は、濾過ケーキの代わりに珪藻土からなる市販品の濾過助剤を清澄液に添加して濾過を行った。なお、濾過助剤の使用量は、いずれの場合も、濾材として用いた濾布の面積を基準として濾布１ｍ2 当たり１ｋｇとした。また、濾過前の清澄液中の二酸化ケイ素粉末の濃度、二酸化ケイ素粉末の平均粒径は表１に示す通りである。
【００２３】
そして、バックブローによって濾過装置の濾材（濾材としては濾布を使用した）から濾過ケーキを剥離した際の濾材からの濾過ケーキの剥離率を評価した。結果を表１に示す。表１から分かるように、濾過ケーキを濾過助剤として使用した実施例の剥離率は、珪藻土を濾過助剤として使用した比較例の剥離率とほぼ同等であり、濾過ケーキは濾過助剤として優れた性能を有していた。
【００２４】
【表１】
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【符号の説明】
【００２５】
１１      脱硫塔
１５      濾過装置
Ｃ      ダストを含有する清澄液（原液）
Ｗ      脱硫廃液
【図１】
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