(57)【要約】      （修正有）【課題】フッ化水素抽出廃汚泥のリサイクル方法及び装置を提供する。【解決手段】フッ素を４９％含有の螢石より、フッ化水素を公知の技術では約１６％抽出できる。抽出後、該含フッ素イオン排水が多量に生成され、液中の酸を中和するために石灰乳を混合し、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）として固定し、工場排水とスラツジに分離する。スラツジ内に含有するフッ素は３３．４ｗｔ％含まれており、このスラッジを乾燥し、該スラッジ含有残フッ素を濃硫酸で反応させ、再びフッ素の回収を図ることを特徴とする、フッ化水素抽出廃汚泥のリサイクル方法及びその装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素を４９％含有の螢石より、フッ化水素を公知の技術では約１６％抽出できる。抽出後、該含フッ素イオン排水が多量に生成され、液中の酸を中和するために石灰乳を混合し、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）として固定し、工場排水とスラッジに分離する。スラッジ内に含有するフッ素は３３．４ｗｔ％含まれており、このスラッジを乾燥し、該スラッジ含有残フッ素を濃硫酸で反応させ、再びフッ素の回収を図ることを特徴とする、フッ化水素抽出廃汚泥のリサイクル方法及びその装置。
【請求項２】
請求項１記載のフッ素含有スラッジは、含水率５０％〜５５％で該鉱滓を出願人本人出願（特願２０００−４０４３１２）旋回流熱風乾燥機等で乾燥し、バージン螢石から抽出しきれなかったフッカ水素を再度抽出し、フッ素含有汚泥を産業廃棄物として廃棄することなく、再度又は再々度有害化学物質を除去し、無害化した上、石膏やセメントとして有効利用するフッ化水素抽出廃汚泥リサイクル方法及びその装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は螢石と濃硫酸との混合物を鉛製の器中で熱して、フッ化水素を生成後、石灰乳を混合し、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）として固定化した後固液分離し、スラッジは産業廃棄物として廃棄し、排水は工場排水として処理されていたが、スラッジ中に未利用フッ素が混入していることから再度リサイクルし、貴重なフッ化水素の回収を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素の原料鉱石は螢石で、我邦では産出せず、南アフリカ連邦や中国から総て輸入で賄われ、貴重な外貨を支払いに当てていながら、螢石と濃硫酸の一度の反応だけで、後はフッ酸の流出を避けるため、石灰乳によって固定し、産業廃棄物、又はフッ素を含んだまま、石膏原料やセメント原料として処理されていた。
【０００３】
フッ化水素の水溶液はガラスを腐蝕するので、ガラスの表面に模様や目盛りを刻むのに用いられてきたが、金属の酸洗い材料や、質のよい螢石を通った光は波長が短く、球面収差や色収差が少ないことから、細い線が印刷でき、より高性能の集積回路が出来る等、集積回路の基板パターンを印刷するためのレンズに使われるようになり、貴重な資源として需要が更に増大していく機運になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に近いヒントは、アルミニューム製錬において過去に今回と同じ様なことが有ったのである。我邦においては、日本軽金属（株）が自家水力発電所を富士川に持つ工場で、アルミニューム生産を行う唯一の所になってしまったが、曽っては各アルミニュームメーカーが競ってボーキサイトを輸入して製錬を行っていた時、一回の製錬で廃棄物となったドロスを有償で、産業廃棄物業者に処理依頼を長年に亙り行ってきたのである。然しドロスに含まれるアルミナの残存量は、３０ｗｔ％を越え、業者はアルミニュームのインゴットを作って販売し、産業廃棄物処理費の収入と共に二重の所得を得て、ドロス御殿が三重県や岐阜の山中に出現したのである。
【０００５】
以上のことからも理解できるように、一回だけの反応抽出では、鉱石の成分を取り切れていないのである。アルミニュームの場合は永年に亙り慣習のように業者に引取らせ、メーカー側が気づくのが遅く、再製錬の道を開くまで時間が掛ってしまったが、螢石も３０ｗｔ％以上フッ素が残存しており、希少な輸入鉱物は出来るだけ抽出して有効利用すべきである。
【０００６】
螢石を砕いて濃硫酸と混合し、鉛の容器内で熱してフッ素を生産する工場は、フッ素の酸化力が地球上の物質の中で最大であるため、このガスは人体への影響も大きく、僅かでもそのガスが工場周辺に洩れることを嫌う周辺住民の反対を怖れ、安全性を強調するため、世界的な環境基準をクリアーしていることを謳い、環境への配慮を実行していることを広報するため、ＩＳＯ１４００１を申請し、登録しているようであるが、処理方法が解決できず、工場内に隠蔽しているところもあるやに洩れ承っている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
螢石よりフッ素抽出後、含フッ素イオン排水に石灰乳を挿入して、沈殿したスラッジと固液分離した液体は、工場排水になる。
このスラッジの分析例（蛍光Ｘ線）
Ｃａ：５３．２  Ｆ：３３．４  Ｓ：５．９４  Ｐ：０．１９  ＡＩ：２．２５  Ｆｅ：０．１９
Ｎａ：０．５８  Ｋ：１．１１  （単位：％）
スラッジに含まれる水分は略々５０％内外である。含水率５５％を５％まで乾燥できれば廃棄物処理量は１／２になるので、安価な乾燥機で安価なランニングコストが実現できれば、これだけでも製造メーカーに取っては福音となる。
【０００８】
含フッ素イオン排水は酸を中和し、無害な安定した物質に固定するため、石灰乳を挿入し、固液分離してスラッジを形成しているが、該スラッジはフッ化カルシウム（ＣａＦ２）でＦ３３．４％含んだ螢石になっている。水分５０％を除去すれば、バージン鉱石より含有量は少ないが、間違いなく螢石なので、乾燥して再利用すれば解決手段とする。
【０００９】
球形熱風発生炉内温度６００℃〜７００℃、スラッジ投入口温度３５０℃〜４５０℃、回転乾燥機内温度の内投入口側約４００℃、排出口８０℃〜１００℃、乾燥機全長約１０ｍ乾燥時間１５〜３０分間滞留という条件で、スラッジが常に接触している温度は、２５０℃〜３００℃で、１０ｍ／秒内外の速度で熱風が旋回流で送られている。スラッジは石灰で固化されている為、乾燥しても固く締まっており、粉塵になって廃風口で排出することはなかった。
【００１０】
乾燥時間を早めるには、スラッジの固まりを予め細かく砕いた方が乾燥時間の短縮になる。石灰で固化したスラッジは、乾燥炉内で加熱されても、純粋に水分だけが蒸発するだけで、有害物質の蒸散はしなかった。乾燥した螢石は濃硫酸と混合加熱しなければ、フッ酸を抽出することは出来ないので当然と謂える。
従来何故解決することが出来なかったかといえば、廃棄物乾燥に適したイニシャルコストとランニングコストの安価な乾燥機が殆ど無かったことと、リサイクルして、再抽出する発想を持たなかったことに基因する。
【００１１】
【実施例の説明】
以下、本発明を図１に基づいて具体的に説明する。フッ化水素抽出廃汚泥（１）を破砕機（２）で破砕し、細廃泥（３）とする。細廃泥（３）は旋回流熱風乾燥機の投入口（４）より投入する。投入口（４）より投入された細廃泥（３）は旋回流熱風乾燥機のバーナー（５）で加熱し、エアーブロアー（６）で送風を行うと球形サイクロン（７）内で旋回流に変化しロータリーキルン（８）の内部へ旋回流熱風（９）が秒速１０ｍ〜１５ｍの早さで細廃泥（３）を数百度の熱風とロータリーキルン（８）に取り付けられた切替羽根によって繰り返し３０分間位曝され乾燥を早める。当初緑色をしていたフッ素抽出廃液（１）は乾燥されると薄い空色を呈していくので乾燥の度合いが判る。乾いた細廃泥（３）は排出口（１０）から排出し、粉砕機（１１）によって粉砕され、廃泥乾燥粉（１２）を生成する。排熱風は排風口（１３）より排出されることを特徴とするフッ化水素抽出廃汚泥のリサイクル方法及びその装置を包含する。
【００１２】
【発明の効果】
天然物でもっともフッ素を多く含有する螢石で、その含有率は約４９％と謂われている。その螢石を使用して抽出するフッ素量は１６％で３３．４％のフッ素を含有したまま産業廃棄物として廃棄しているという現状は貴重な外貨を泥溝に捨てる所業に等しい、本発明は拘る無駄を防ぎ、輸入している稀少鉱石を有効に利用し、有害物質の拡散を防ぎ、フッ化水素抽出廃汚泥のリサイクル方法及びその装置を提供する。
【００１３】
上記の条件で算術計算すると、毎回１６％抽出出来ると仮定すれば、後２回抽出することが可能、最後に１％のフッ素であれば廃棄してもよいのではないかと考える。仮に１時間４００ｋｇの廃泥が出てｋｇ当り３０円の処理費を支払っていたとすると、４００×３０＝１２，０００の２４時間では、２８８，０００円の処理費が毎日出費され、２５日稼動となると、１ヶ月７，２００，０００円の支出で、１２ヶ月では８６，４００，０００円という支払いが発生していることになる。乾燥機で５０％水分除去して廃棄することになれば、４３，２００，０００円に引下げられ、更に２度の抽出が可能になれば、発明の効果は己ずから理解でき、数字によって納得することが出来る。
【００１４】
上記は金銭的な発明の効果を記したが、螢石から、フッ素が余す所なく抽出された後は、石灰乳で中和される為、乾燥して硫酸カルシウム即ち石膏ボードの原料として販売することが出来る。乾燥が出来なかった為に捨てられず、工場内に野積みされたりして厄介者扱いになって、お金を付けて産業廃棄物業者に依頼していたものが、乾燥して水分除去し、粉砕することで、再度フッ素を抽出したり、フッ素が取り除かれて、不純物が少なくなった硫酸カルシウムは、石膏として販売し、更に資源として生き、廃棄物ではなくなり、金の卵を生む鶏に変える小槌を、提供する方法と装置である。
【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により、フッ化水素抽出廃汚泥が、細廃泥になり、旋回流熱風乾燥機等によって乾燥された後、粉砕機によって廃泥乾燥粉として、フッ素再抽出原料のフッ化カルシウム或は、フッ素をキレイに取除かれた後の石膏原料になるまでの、本発明の実施の一形態を示す説明図。
【符号の説明】
１．フッ化水素抽出廃汚泥
２．破砕機
３．細廃泥
４．投入口
５．バーナー
６．エアーブロアー
７．球形サイクロン
８．ロータリーキルン
９．旋回流熱風
１０．排出口
１１．粉砕機
１２．廃泥乾燥粉
１３．排風口
【図１】
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