(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属メッキ、リン酸製造、亜鉛クロムメッキ又は溶融亜鉛メッキに係る事業所で発生し、水溶性カリウム化合物と水溶性ナトリウム化合物と炭酸カルシウムと酸化亜鉛とを含む汚泥から、カルシウム及び亜鉛を、それぞれ塩化カルシウム水溶液及び塩化亜鉛水溶液の形態で回収するようにした汚泥からの金属回収方法であって、
混合槽に前記汚泥と水とを入れて攪拌・混合し、含水率が９０〜９５％の原スラリーを生成する原スラリー生成工程と、
前記原スラリーをフィルタプレスで濾過し、炭酸カルシウム及び酸化亜鉛を含むケークを生成する一方、前記水溶性カリウム化合物及び前記水溶性ナトリウム化合物を含む濾液を不純物として除去する不純物除去工程と、
前記不純物除去工程で生成したケークに水を混合し攪拌してスラリー化した上で、該ケーク中の炭酸カルシウムに対する当量の塩酸を添加し、炭酸カルシウムを塩化カルシウムに変化させて水中に溶解させ、塩化カルシウムと酸化亜鉛とを含む含水率が９０〜９５％の第１スラリーを生成する第１塩酸添加工程と、
第１スラリーをフィルタプレスで濾過し、塩化カルシウムを含む第１濾液と、酸化亜鉛を含む第１ケークとを生成する第１濾過工程と、
第１濾液を加熱して水分を気化させることにより濃縮し、濃縮塩化カルシウム水溶液を生成するカルシウム回収工程と、
第１ケークに水を混合し攪拌してスラリー化した上で、第１ケーク中の酸化亜鉛に対する当量の１００〜１２０％の塩酸を添加し、酸化亜鉛を塩化亜鉛に変化させて水中に溶解させ、塩化亜鉛を含む含水率が９０〜９５％の第２スラリーを生成する第２塩酸添加工程と、
第２スラリーをフィルタプレスで濾過し、塩化亜鉛を含む第２濾液と、第２ケークとを生成する第２濾過工程と、
第２濾液を加熱して水分を気化させることにより濃縮し、濃縮塩化亜鉛水溶液を生成する亜鉛回収工程と、
を有することを特徴とする汚泥からの金属回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、亜鉛よりイオン化傾向が大きい金属（以下「易イオン化金属」という。）の難水溶性の化合物と難水溶性の亜鉛化合物とを含む汚泥から、易イオン化金属を塩化物の形態で回収するとともに亜鉛を塩化亜鉛の形態で回収するようにした汚泥からの金属回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般に、製鉄、非鉄金属製造、金属メッキ、無機化学品製造、窯業、印刷などに係る事業所で発生する汚泥ないしは廃物には、種々の金属又はその化合物が含まれている。このような汚泥ないしは廃物に含まれている金属又はその化合物のうちの一部のものは資源としての価値が高いので、汚泥ないしは廃物から特定の金属又はその化合物を回収する方法が種々提案されている。【０００３】  とくに、リン酸製造、亜鉛クロムメッキ、溶融亜鉛メッキなどに係る事業所で発生する汚泥ないしは廃物には、資源としての価値が高い亜鉛又はその化合物が多く含まれているので、このような汚泥ないしは廃物から亜鉛又は亜鉛化合物を回収する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−８８３１９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５８８１８公報
【特許文献３】特開２００２−１２１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  特許文献１〜２に開示された亜鉛の回収方法では、亜鉛含有物（廃物）から亜鉛を回収するために金属亜鉛を使用するので、比較的低純度の亜鉛化合物を回収するために高純度の金属亜鉛を消費しなければならず、亜鉛回収の経済的効果が減殺されるといった問題がある。さらに、亜鉛含有物からの亜鉛の溶出にアンモニアを用いた後、アンモニアを回収して循環使用するようにしているので、アンモニアを循環させるための複雑な装置を必要とするといった問題がある。一方、特許文献３に開示されたメッキスラッジからの亜鉛化合物の回収方法では、亜鉛化合物の晶析に大量のエタノールを必要とするので、亜鉛回収のコストが非常に高くつくといった問題がある。また、特許文献１〜３に開示された亜鉛の回収方法では、亜鉛以外の金属、例えば易イオン化金属ないしはその化合物を回収することはできないといった問題がある。【０００６】  本発明は、前記従来の問題を解決するためになされたものであって、比較的簡素な工程ないしは装置でもって、低コストで、亜鉛又は亜鉛化合物と易イオン化金属又はその化合物とを含む汚泥から、亜鉛ないしはその化合物と、所定の易イオン化金属ないしはその化合物とを回収することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  前記課題を解決するためになされた本発明の第１の態様に係る汚泥からの金属回収方法は、易イオン化金属（亜鉛よりイオン化傾向が大きい金属）の化合物である難水溶性の易イオン化金属化合物と難水溶性の亜鉛化合物とを含む汚泥から、易イオン化金属を塩化物の形態で回収するとともに亜鉛を塩化亜鉛の形態で回収するためのものである。なお、易イオン化金属としては、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）などが挙げられる。【０００８】  本発明の第１の態様に係る金属回収方法は次の各工程を有する。
・第１塩酸添加工程
・第１濾過工程
・易イオン化金属回収工程
・第２塩酸添加工程
・第２濾過工程
・亜鉛回収工程【０００９】  第１塩酸添加工程では、易イオン化金属化合物と亜鉛化合物とを含む汚泥を濾過して生成したケークに、水と、該ケーク中の易イオン化金属化合物に対する当量の塩酸とを添加し、易イオン化金属化合物を水溶性の易イオン化金属塩化物に変化（化学変化）させて水中に溶解させ、易イオン化金属塩化物と亜鉛化合物とを含む第１スラリーを生成する。第１濾過工程では、第１スラリーを濾過し、易イオン化金属塩化物を含む第１濾液と、亜鉛化合物を含む第１ケークとを生成する。易イオン化金属回収工程では、第１濾液を加熱して水分を気化させることにより、易イオン化金属塩化物又は濃縮易イオン化金属塩化物水溶液を生成する。【００１０】  第２塩酸添加工程では、第１ケークに、水と、第１ケーク中の亜鉛化合物に対する当量以上（例えば、当量の１００〜１２０％）の塩酸とを添加し、亜鉛化合物を塩化亜鉛に変化させて水中に溶解させ、塩化亜鉛を含む第２スラリーを生成する。第２濾過工程では、第２スラリーを濾過し、塩化亜鉛を含む第２濾液と、第２ケークとを生成する。亜鉛回収工程では、第２濾液を加熱して水分を気化させることにより、塩化亜鉛又は濃縮塩化亜鉛水溶液を生成する。【００１１】  本発明の第２の態様に係る汚泥からの金属回収方法は、ｎ種（ｎ：２〜６の任意の整数）の難水溶性の易イオン化金属化合物を含むとともに難水溶性の亜鉛化合物を含む汚泥から、各易イオン化金属を塩化物の形態で回収するとともに亜鉛を塩化亜鉛の形態で回収するためのものである。ここで、第１〜第ｎ易イオン化金属化合物を構成する各易イオン化金属のイオン化傾向は、第１〜第ｎ易イオン化金属の順に小さくなっている。【００１２】  本発明の第２の態様に係る金属回収方法は、次の各ステップを有する。ただし、ｎが２の場合は、下記の「（２）第ｋ易イオン化金属を回収するステップ（群）」は存在しない。
（１）第１易イオン化金属を回収するステップ
（２）第ｋ易イオン化金属を回収するステップ（群）（ｋ：２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）
（３）第ｎ易イオン化金属を回収するステップ
（４）亜鉛を回収するステップ【００１３】  第１易イオン化金属を回収するステップは次の各工程を有する。
・第１塩酸添加工程
・第１濾過工程
・第１易イオン化金属回収工程【００１４】  第１塩酸添加工程では、第１〜第ｎ易イオン化金属化合物と亜鉛化合物とを含む汚泥を濾過して生成したケークに、水と、該ケーク中の第１易イオン化金属化合物に対する当量の塩酸とを添加し、第１易イオン化金属化合物を水溶性の第１易イオン化金属塩化物に変化（化学変化）させて水中に溶解させ、第１易イオン化金属塩化物と第２〜第ｎ易イオン化金属化合物と亜鉛化合物とを含む第１スラリーを生成する。第１濾過工程では、第１スラリーを濾過し、第１易イオン化金属塩化物を含む第１濾液と、第２〜第ｎ易イオン化金属化合物及び亜鉛化合物を含む第１ケークとを生成する。第１易イオン化金属回収工程では、第１濾液を加熱して水分を気化させることにより、第１易イオン化金属塩化物又は濃縮第１易イオン化金属塩化物水溶液を生成する。【００１５】  第ｋ易イオン化金属を回収するステップ（ｎ＝３の場合）又はステップ群（ｎ＝４〜６の場合）は、ｋを２から（ｎ−１）まで１ずつ増加させながら実施される（ｎ−２）個のステップ又はステップ群で構成される。ただし、ｎが２の場合はこのステップは存在しない。このステップ又はステップ群を構成する各ステップは次の各工程を有する。
・第ｋ塩酸添加工程
・第ｋ濾過工程
・第ｋ易イオン化金属回収工程【００１６】  第ｋ塩酸添加工程（第２、第３・・・第（ｎ−１）塩酸添加工程）では、第（ｋ−１）濾過工程で生成された第ｋ〜第ｎ易イオン化金属化合物及び亜鉛化合物を含む第（ｋ−１）ケークに、水と、第（ｋ−１）ケーク中の第ｋ易イオン化金属化合物に対する当量の塩酸とを添加し、第ｋ易イオン化金属化合物を水溶性の第ｋ易イオン化金属塩化物に変化させて水に溶解させ、第ｋ易イオン化金属塩化物と第（ｋ＋１）〜第ｎ易イオン化金属化合物と亜鉛化合物とを含む第ｋスラリーを生成する。第ｋ濾過工程では、第ｋスラリーを濾過し、第ｋ易イオン化金属塩化物を含む第ｋ濾液と、第（ｋ＋１）〜第ｎ易イオン化金属化合物及び亜鉛化合物を含む第ｋケークとを生成する。第ｋ易イオン化金属回収工程では、第ｋ濾液を加熱して水分を気化させることにより、第ｋ易イオン化金属塩化物又は濃縮第ｋ易イオン化金属塩化物水溶液を生成する。【００１７】  第ｎ易イオン化金属を回収するステップは次の各工程を有する。
・第ｎ塩酸添加工程
・第ｎ濾過工程
・第ｎ易イオン化金属回収工程【００１８】  第ｎ塩酸添加工程では、第（ｎ−１）濾過工程で生成された第ｎ易イオン化金属化合物及び亜鉛化合物を含む第（ｎ−１）ケークに、水と、第（ｎ−１）ケーク中の第ｎ易イオン化金属化合物に対する当量の塩酸とを添加し、第ｎ易イオン化金属化合物を水溶性の第ｎ易イオン化金属塩化物に変化させて水に溶解させ、第ｎ易イオン化金属塩化物と亜鉛化合物とを含む第ｎスラリーを生成する。第ｎ濾過工程では、第ｎスラリーを濾過し、第ｎ易イオン化金属塩化物を含む第ｎ濾液と、亜鉛化合物を含む第ｎケークとを生成する。第ｎ易イオン化金属回収工程では、第ｎ濾液を加熱して水分を気化させることにより、第ｎ易イオン化金属塩化物又は濃縮第ｎ易イオン化金属塩化物水溶液を生成する。【００１９】  亜鉛を回収するステップは次の各工程を有する。
・第（ｎ＋１）塩酸添加工程
・第（ｎ＋１）濾過工程
・亜鉛回収工程【００２０】  第（ｎ＋１）塩酸添加工程では、亜鉛化合物を含む第ｎケークに、水と、第ｎケーク中の亜鉛化合物に対する当量以上（例えば、当量の１００〜１２０％）の塩酸とを添加し、亜鉛化合物を塩化亜鉛に変化させて水に溶解させ、塩化亜鉛を含む第（ｎ＋１）スラリーを生成する。第（ｎ＋１）濾過工程では、第（ｎ＋１）スラリーを濾過し、塩化亜鉛を含む第（ｎ＋１）濾液と、第（ｎ＋１）ケークとを生成する。亜鉛回収工程では、第（ｎ＋１）濾液を加熱して水分を気化させることにより、塩化亜鉛又は濃縮塩化亜鉛水溶液を生成する。
【発明の効果】
【００２１】  本発明に係る金属回収方法によれば、比較的簡素な工程ないしは装置でもって、低コストで、亜鉛ないしは亜鉛化合物と易イオン化金属ないしはその化合物とを含む汚泥から、亜鉛及び所定の易イオン化金属を、それぞれ塩化亜鉛及び易イオン化金属塩化物の形態で回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る金属回収方法を実施するための金属回収装置のシステム構成図である。
【図２】図１に示す金属回収装置を構成する、汚泥からカリウム分及びナトリウム分を回収（除去）する装置の模式的な立面図である。
【図３】図１に示す金属回収装置を構成する、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム又は亜鉛を塩化物水溶液として回収する装置の模式的な立面図である。
【図４】図１に示す金属回収装置の変形例を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】  以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を具体的に説明する。この実施形態は、本発明の第２の態様に係る汚泥からの金属回収方法において、ｎが３であって、第１〜第３易イオン化金属がそれぞれカルシウム、マグネシウム及びアルミニウムである場合に該当するものである。この実施形態における汚泥は、カルシウム、マグネシウム及びアルミニウム（第１〜第３易イオン化金属）ないしはこれらの化合物のほかに、易イオン化金属であるカリウム及びナトリウムないしはこれらの化合物も含んでいる。なお、汚泥中の第１〜第３易イオン化金属の化合物は大半が難水溶性（ほぼ非水溶性）であるが、カリウム及びナトリウムの化合物はすべて水溶性である。
【００２４】  図１は、本発明の実施形態に係る金属回収装置Ｓの全体構成を示している。この金属回収装置Ｓは、亜鉛ないしはその化合物と、亜鉛よりイオン化傾向が大きいカリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム及びアルミニウムないしはこれらの化合物とを含む汚泥から、カルシウムとマグネシウムとアルミニウムと亜鉛とを、それぞれの塩化物水溶液として回収するものである。なお、金属回収装置Ｓでは、カリウムイオン及びナトリウムイオンを含む水溶液（以下「Ｋ・Ｎａ水溶液」という。）も回収される。
【００２５】  金属回収装置Ｓは、カリウム・ナトリウム分回収装置１（以下「Ｋ・Ｎａ回収装置１」という。）と、カルシウム分回収装置２（以下「Ｃａ回収装置２」という。）と、マグネシウム分回収装置３（以下「Ｍｇ回収装置３」という。）と、アルミニウム分回収装置４（以下「Ａｌ回収装置４」という。）と、亜鉛分回収装置５（以下「Ｚｎ回収装置５」という。）とを備えている。
【００２６】  Ｋ・Ｎａ回収装置１には、Ｋ・Ｎａ水溶液を加熱・気化により濃縮する濃縮器６と、濃縮器６で発生した水蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器７と、濃縮器６内のＫ・Ｎａ水溶液をスチームで加熱するスチームトラップ付きのスチーム加熱器８と、濃縮したＫ・Ｎａ水溶液を貯留する貯槽９とが付設されている。なお、凝縮器７の凝縮水（蒸留水）の一部又は全部はＫ・Ｎａ回収装置１に供給される。
【００２７】  同様に、Ｃａ回収装置２には、塩化カルシウム水溶液を濃縮する濃縮器１０と、凝縮器１１と、スチーム加熱器１２と、濃縮した塩化カルシウム水溶液を貯留する貯槽１３とが付設されている。Ｍｇ回収装置３には、塩化マグネシウム水溶液を濃縮する濃縮器１４と、凝縮器１５と、スチーム加熱器１６と、濃縮した塩化マグネシウム水溶液を貯留する貯槽１７とが付設されている。Ａｌ回収装置４には、塩化アルミニウム水溶液を濃縮する濃縮器１８と、凝縮器１９と、スチーム加熱器２０と、濃縮した塩化アルミニウム水溶液を貯留する貯槽２１とが付設されている。Ｚｎ回収装置５には、塩化亜鉛水溶液を濃縮する濃縮器２２と、凝縮器２３と、スチーム加熱器２４と、濃縮した塩化亜鉛水溶液を貯留する貯槽２５とが付設されている。
【００２８】  図２に示すように、Ｋ・Ｎａ回収装置１は、製鉄、非鉄金属製造、金属メッキ、無機化学品製造、窯業、印刷などに係る事業所などで発生する汚泥と水とを混合してスラリーを生成する混合槽３１を備えている。混合槽３１には、攪拌機３２と、攪拌機３２を回転駆動するモータ３３とが付設されている。混合槽３１では、汚泥に適量の水を加えて攪拌機３２で攪拌・混合し、ポンプ輸送が可能な程度の流動性を有するスラリー（例えば、含水率９０〜９５％）を生成する。凝縮器７（図１参照）の凝縮水の一部又は全部は、汚泥と混合する水として利用される。なお、汚泥の含水率が高く（例えば、９０％以上）、そのままでも十分な流動性を有する場合は、水を混合する必要はない。
【００２９】  混合槽３１で生成されたスラリーは、スラリーポンプ３４によってフィルタプレス３５に圧送される。フィルタプレス３５ではスラリーが濾過され、水溶性のカリウム化合物及びナトリウム化合物（カリウムイオン及びナトリウムイオン）を含む濾液（Ｋ・Ｎａ水溶液）と、難水溶性のカルシウム化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物を含むケークとが生成される。濾液（Ｋ・Ｎａ水溶液）は、濃縮器６によって濃縮された後、貯槽９に貯留される（図１参照）。なお、Ｋ・Ｎａ水溶液はカリウム分とナトリウム分が混在する混合物であり、資源としての価値はさほど高くないので、Ｋ・Ｎａ回収装置１は、実質的には汚泥から水溶性のカリウム化合物及びナトリウム化合物を不純物として除去する前処理装置として機能するものといえる。一方、フィルタプレス３５で生成されたケーク（例えば、含水率６０〜８０％）は、Ｃａ回収装置２に供給される（図１参照）。
【００３０】  図３に示すように、Ｃａ回収装置２は、Ｋ・Ｎａ回収装置１のフィルタプレス３５（図２参照）で生成されたケークと水とを混合してスラリー（例えば、含水率９０％以上）を生成する混合槽４１を備えている。凝縮器１１（図１参照）の凝縮水の一部又は全部は、混合槽４１でケークと混合する水として利用される。
【００３１】  混合槽４１には、攪拌機４２と、攪拌機４２を回転駆動するモータ４３とが付設されている。混合槽４１で生成されたスラリーは、スラリーポンプ４４によって塩酸添加槽４５に輸送される。塩酸添加槽４５には、攪拌機４６と、攪拌機４６を回転駆動するモータ４７とが付設されている。塩酸添加槽４５では、混合槽４１で生成されたスラリーに塩酸が添加される。塩酸添加槽４５内のスラリーは、反応槽４８に輸送される。反応槽４８には、攪拌機４９と、攪拌機４９を回転駆動するモータ５０とが付設されている。
【００３２】  具体的には、塩酸添加槽４５では、難水溶性のカルシウム化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物を含むスラリーに、スラリー中のカルシウム化合物に対する当量の塩酸が添加される。ここで、カルシウム化合物の大半（例えば、９５〜９９ｗｔ％）は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である。マグネシウム化合物の大半（例えば、９５〜９９ｗｔ％）は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）である。アルミニウム化合物の大半（例えば、９５〜９９ｗｔ％）は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。亜鉛化合物の大半（例えば、９５〜９９ｗｔ％）は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。
【００３３】  一般に、複数種の難水溶性の易イオン化金属化合物を含むスラリーに、比較的少量の塩酸を添加した場合、塩酸は、スラリー中のイオン化傾向が最も大きい易イオン化金属の化合物（以下「最易イオン化金属化合物」という。）と優先的に反応して最易イオン化金属の塩化物を生成する。したがって、このようなスラリーに、最易イオン化金属化合物に対する当量の塩酸を添加した場合、塩酸は、そのほぼすべてが最易イオン化金属化合物と反応して塩化物を生成し、その他の易イオン化合物とはほとんど反応しない。つまり、最易イオン化金属化合物はほぼすべてが塩化物に変化する一方、その他の易イオン化金属化合物はほとんど変化しない。
【００３４】  そして、前記のとおり塩酸添加槽４５ではスラリー中のカルシウム化合物に対する当量の塩酸が添加されるので、塩酸添加槽４５ないし反応槽４８では、カルシウム化合物はそのほぼすべてが塩酸によって塩化カルシウムに変化（化学変化）させられ、塩化カルシウムは水に溶解する。一方、スラリー中のマグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物はそのほぼすべてが変化せず、水には溶解しない。したがって、塩酸添加槽４５ないし反応槽４８では、水溶性の塩化カルシウムと、難水溶性のマグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物とを含むスラリー（第１スラリー）が生成される。なお、混合槽４１に供給される水の量は、混合槽４１、塩酸添加槽４５あるいは反応槽４８中のスラリーが、ポンプで輸送することが可能な程度の流動性を有すように（例えば、スラリーの含水率が９０〜９５％となるように）好ましく設定される。
【００３５】  反応槽４８内のスラリーは、スラリーポンプ５１によってフィルタプレス５２に圧送される。フィルタプレス５２ではスラリーが濾過され、塩化カルシウムを含む濾液（第１濾液）と、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物を含むケーク（第１ケーク）とが生成される。濾液すなわち塩化カルシウム水溶液は、濃縮器１０によって濃縮された後（濃縮塩化カルシウム水溶液）、貯槽１３に貯留される（図１参照）。ケークはＭｇ回収装置３に輸送される（図１参照）。
【００３６】  さらに、Ｃａ回収装置２の場合と基本的には同様の装置と処理手法により、Ｍｇ回収装置３、Ａｌ回収装置４及びＺｎ回収装置５では、それぞれ、スラリー中のイオン化傾向が最も大きい易イオン化金属の塩化物の濃縮された水溶液が回収される。すなわち、Ｍｇ回収装置３では濃縮塩化マグネシウム水溶液が生成され、Ａｌ回収装置４では濃縮塩化アルミニウム水溶液が生成され、Ｚｎ回収装置５では濃縮塩化亜鉛水溶液が生成される。なお、Ｍｇ回収装置３、Ａｌ回収装置４及びＺｎ回収装置５の構成は、基本的には図３に示すＣａ回収装置２の構成と同様であるので、図示を省略する。
【００３７】  前記のとおり、図１〜図３に示す金属回収装置ＳのＣａ回収装置２、Ｍｇ回収装置３及びＡｌ回収装置４では、それぞれ、スラリー中のカルシウム化合物、マグネシウム化合物及びアルミニウム化合物に対する当量の塩酸を添加して、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液及び塩化アルミニウム水溶液を生成する。この場合、Ｃａ回収装置２では、微量ないしは少量の塩化マグネシウム、塩化アルミニウムないしは塩化亜鉛が生成され、これらがＣａ回収装置２で生成される塩化カルシウム水溶液の不純物となる可能性がある。なお、塩化マグネシウム、塩化アルミニウムないしは塩化亜鉛の生成に消費された塩酸に対応する量のカルシウム化合物はケーク中に残留し、Ｍｇ回収装置３に持ち込まれて、Ｍｇ回収装置３で生成される塩化マグネシウム水溶液の不純物となる。
【００３８】  同様に、Ｍｇ回収装置３では微量ないしは少量の塩化アルミニウムないしは塩化亜鉛が生成される一方これに対応する量のマグネシウム化合物がＡｌ回収装置４に持ち込まれ、Ａｌ回収装置４では微量ないしは少量の塩化亜鉛が生成される一方これに対応する量のアルミニウム化合物がＺｎ回収装置５に持ち込まれる可能性がある。
【００３９】  そこで、Ｃａ回収装置２、Ｍｇ回収装置３及びＡｌ回収装置４で、それぞれスラリー中のカルシウム化合物、マグネシウム化合物及びアルミニウム化合物に対する当量より少ない量（例えば、当量の８５〜９５％）の塩酸を添加して、塩酸と反応すべきではないイオン化傾向がより小さい易イオン化金属の化合物が塩化物に変化するのを防止するようにしてもよい。
【００４０】  この場合、図４に示すように、Ｃａ回収装置２とＭｇ回収装置３の間に、Ｃａ回収装置２で生成されたケーク中に残留するカルシウム化合物を除去するカルシウム化合物除去装置６０（以下「Ｃａ除去装置６０」という。）を設ける必要がある。また、Ｍｇ回収装置３とＡｌ回収装置４の間に、Ｍｇ回収装置３で生成されたケーク中に残留するマグネシウム化合物を除去するマグネシウム化合物除去装置６１（以下「Ｍｇ除去装置６１」という。）を設ける必要がある。さらに、Ａｌ回収装置４とＺｎ回収装置５の間に、Ａｌ回収装置４で生成されたケーク中に残留するアルミニウム化合物を除去するアルミニウム化合物除去装置６２（以下「Ａｌ除去装置６２」という。）を設ける必要がある。
【００４１】  なお、図示していないが、Ｃａ除去装置６０、Ｍｇ除去装置６１及びＡｌ除去装置６２は、それぞれ、基本的には図３に示すＣａ回収装置２と同様に、Ｃａ回収装置２、Ｍｇ回収装置３又はＡｌ回収装置４で生成されたケークと水とを混合してスラリー（例えば、含水率９０％以上）を生成する混合槽と、塩酸添加槽と、反応槽と、フィルタプレスとを備えている。
【００４２】  図４に示す金属回収装置Ｓ‘では、例えば下記のような手順で、ほとんど不純物を含まない塩化カルシウム水溶液と塩化マグネシウム水溶液と塩化アルミニウム水溶液と塩化亜鉛水溶液とを生成することができる。
【００４３】  まず、Ｃａ回収装置２では、Ｋ・Ｎａ回収装置１（図１参照）から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のカルシウム化合物に対する当量より少量（例えば、当量の８５〜９５％）の塩酸を添加する。これにより、おおむね８５〜９５％のカルシウム化合物が塩酸によって塩化カルシウムに化学変化させられて水に溶解するが、残りのカルシウム化合物は変化しない。一方、塩酸の量が比較的少ないので、該ケーク中のマグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物はほとんど塩化物には変化しない。かくして、Ｃａ回収装置２では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、不純物（塩化マグネシウム、塩化アルミニウムないし塩化亜鉛）をほとんど含まない塩化カルシウム水溶液（濾液）と、カルシウム化合物（残留分）、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物及び亜鉛化合物を含むケークとが生成される。このケークはＣａ除去装置６０に供給される。
【００４４】  Ｃａ除去装置６０では、Ｃａ回収装置２から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のカルシウム化合物（残留分）に対する当量より多量（例えば、当量の１０５〜１１０％）の塩酸を添加する。これにより、カルシウム化合物（残留分）が塩酸によって塩化カルシウムに変化させられ、水に溶解する。その際、該ケークに含まれていたマグネシウム化合物、アルミニウム化合物ないしは亜鉛化合物は、その一部（微量ないしは少量）が塩化物となって水に溶解するので、若干目減りする。かくして、Ｃａ除去装置６０では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、塩化カルシウムと塩化マグネシウムと塩化アルミニウムないしは塩化亜鉛とを含む濾液と、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物と亜鉛化合物とを含むケークとが生成される。このケークはＭｇ回収装置３に供給される。なお、濾液は複数種の塩化物が混在し、資源としての価値が低いので、処分ないしは廃棄される。
【００４５】  Ｍｇ回収装置３では、Ｃａ除去装置６０から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のマグネシウム化合物に対する当量より少量（例えば、当量の８５〜９５％）の塩酸を添加する。これにより、おおむね８５〜９５％のマグネシウム化合物が塩酸によって塩化マグネシウムに化学変化させられて水に溶解するが、残りのマグネシウム化合物は変化しない。一方、塩酸の量が比較的少ないので、該ケーク中のアルミニウム化合物及び亜鉛化合物はほとんど塩化物には変化しない。かくして、Ｍｇ回収装置３では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、不純物（塩化アルミニウムないし塩化亜鉛）をほとんど含まない塩化マグネシウム水溶液（濾液）と、マグネシウム化合物（残留分）とアルミニウム化合物と亜鉛化合物とを含むケークとが生成される。このケークはＭｇ除去装置６１に供給される。
【００４６】  Ｍｇ除去装置６１では、Ｍｇ回収装置３から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のマグネシウム化合物（残留分）に対する当量より多量（例えば、当量の１０５〜１１０％）の塩酸を添加する。これにより、マグネシウム化合物（残留分）が塩酸によって塩化マグネシウムに変化させられ、水に溶解する。その際、該ケークに含まれていたアルミニウム化合物ないしは亜鉛化合物は、その一部（微量ないしは少量）が塩化物となって水に溶解するので、若干目減りする。かくして、Ｍｇ除去装置６１では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、塩化マグネシウムと塩化アルミニウムないしは塩化亜鉛とを含む濾液と、アルミニウム化合物と亜鉛化合物とを含むケークとが生成される。このケークはＡｌ回収装置４に供給される。なお、濾液は複数種の塩化物が混在し、資源としての価値が低いので、処分ないしは廃棄される。
【００４７】  Ａｌ回収装置４では、Ｍｇ除去装置６１から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のアルミニウム化合物に対する当量より少量（例えば、当量の８５〜９５％）の塩酸を添加する。これにより、おおむね８５〜９５％のアルミニウム化合物が塩酸によって塩化アルミニウムに化学変化させられて水に溶解するが、残りのアルミニウム化合物は変化しない。一方、塩酸の量が比較的少ないので、該ケーク中の亜鉛化合物はほとんど塩化物には変化しない。かくして、Ａｌ回収装置４では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、不純物（塩化亜鉛）をほとんど含まない塩化アルミニウム水溶液（濾液）と、アルミニウム化合物（残留分）と亜鉛化合物とを含むケークとが生成される。このケークはＡｌ除去装置６２に供給される。
【００４８】  Ａｌ除去装置６２では、Ａｌ回収装置４から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中のアルミニウム化合物（残留分）に対する当量より多量（例えば、当量の１０５〜１１０％）の塩酸を添加する。これにより、アルミニウム化合物（残留分）が塩酸によって塩化アルミニウムに変化させられ、水に溶解する。その際、該ケークに含まれていた亜鉛化合物は、その一部（微量ないしは少量）が塩化亜鉛となって水に溶解するので、その分だけ目減りする。かくして、Ａｌ除去装置６２では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、塩化アルミニウムと塩化亜鉛とを含む濾液と、亜鉛化合物を含むケークとが生成される。このケークはＺｎ回収装置５に供給される。なお、濾液は複数種の塩化物が混在し、資源としての価値が低いので、処分ないしは廃棄される。
【００４９】  Ｚｎ回収装置５では、Ａｌ除去装置６２から供給されたケークに適量の水を加えて生成したスラリーに、該ケーク中の亜鉛化合物に対する当量以上（例えば、当量の１００〜１０５％）の塩酸を添加する。これにより、ほぼすべての亜鉛化合物が塩酸によって塩化亜鉛に変化させられて水に溶解する。かくして、Ｚｎ回収装置５では、塩酸を添加したスラリーを濾過することにより、不純物（塩化亜鉛）をほとんど含まない塩化亜鉛水溶液と、ケークとが生成される。このケークは適切に処理又は廃棄される。
【００５０】  図４に示す金属回収装置Ｓ‘ないしは金属回収方法によれば、図１〜図３に示す金属回収装置Ｓないしは金属回収方法に比べて、純度が高く不純物をほとんど含まない塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、塩化アルミニウム水溶液及び塩化亜鉛水溶液を生成することができる。
【００５１】  以上、本発明に係る金属回収方法によれば、比較的簡素な工程ないしは装置でもって、低コストで、亜鉛ないしは亜鉛化合物と易イオン化金属ないしはその化合物とを含む汚泥から、亜鉛及び所定の易イオン化金属を、それぞれ塩化亜鉛水溶液及び易イオン化金属塩化物水溶液として回収することができる。
【符号の説明】
【００５２】  Ｓ  金属回収装置、Ｓ‘  金属回収装置（変形例）、１  Ｋ・Ｎａ回収装置、２  Ｃａ回収装置、３  Ｍｇ回収装置、４  Ａｌ回収装置、５  Ｚｎ回収装置、６  濃縮器、７  凝縮器、８  スチーム加熱器、９  貯槽、１０  濃縮器、１１  凝縮器、１２  スチーム加熱器、１３  貯槽、１４  濃縮器、１５  凝縮器、１６  スチーム加熱器、１７  貯槽、１８  濃縮器、１９  凝縮器、２０  スチーム加熱器、２１  貯槽、２２  濃縮器、２３  凝縮器、２４  スチーム加熱器、２５  貯槽、３１  混合槽、３２  攪拌機、３３  モータ、３４  スラリーポンプ、３５  フィルタプレス、４１  混合槽、４２  攪拌機、４３  モータ、４４  スラリーポンプ、４５  塩酸添加槽、４６  攪拌機、４７  モータ、４８  反応槽、４９  攪拌機、５０  モータ、５１  スラリーポンプ、５２  フィルタプレス、６０  Ｃａ除去装置、６１  Ｍｇ除去装置、６２  Ａｌ除去装置。
【要約】
【課題】簡素な工程と装置で、低コストで、亜鉛又は亜鉛化合物と易イオン化金属又はその化合物とを含む汚泥から、亜鉛と所定の易イオン化金属とを回収することを可能にする手段を提供する。
【解決手段】金属回収装置Ｓは、カリウム・ナトリウム分回収装置１と、カルシウム分回収装置２と、マグネシウム分回収装置３と、アルミニウム分回収装置４と、亜鉛分回収装置５とを備えている。金属回収装置Ｓは、亜鉛ないしはその化合物と、亜鉛よりイオン化傾向が大きいカリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム及びアルミニウムないしはこれらの化合物とを含む汚泥から、カルシウムとマグネシウムとアルミニウムと亜鉛とを、それぞれの塩化物水溶液の形態で回収する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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