(57)【要約】【課題】  有用な金属分を含有する残渣物やスラッジ等の中の有機性の物質を無害状態にして簡単に除去すると共に、残渣物やスラッジ中の金属分を安いコストで分離、回収して、地金として再生利用を可能にする方法を提供することを目的とする。【解決手段】  希少または有用な金属粉末粒子が含まれた残渣物やスラッジ等を溶液から回収して、該残渣物やスラッジ等を加熱、炭化処理装置に供給して、加熱円筒内で間接加熱して、無酸素または貧酸素状態で蒸し焼き状にして加熱、炭化せしめて、残渣物やスラッジ等中の有機性物質を加熱、分解してガス化してから加熱炉内に導入して燃焼させて無害化してから排気すると共に、前記残渣物やスラッジ等の中の金属分粉末粒子を有機性物質の炭化生成物と一緒に混在した状態で回収した後に、該炭化生成物を加熱、燃焼処理装置に供給して炭化分のみを静かに燃焼させることにより、金属分を酸化物の状態または非酸化物の状態で回収して、回収した金属分を溶解、抽出等の手段により分離してから、該金属分を精錬、精製して金属地金として再生する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉にスクリューコンベア等を回転可能に支持して内蔵する加熱円筒体を多段状に設けて、前記加熱円筒体を外熱式に加熱可能に形成した加熱炭化処理装置に、各種の金属粉末粒子等の金属分を含有する残渣物やスラッジ等に各種の有機物が含まれる被処理物を供給して、該被処理物を前記加熱円筒体内で間接加熱により無酸素または貧酸素状態下で加熱、炭化せしめて炭化生成物に形成して回収することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項２】
加熱炉にスクリューコンベア等を回転可能に支持して内蔵する加熱円筒体を多段状に設けて、前記加熱円筒体を外熱式に加熱可能に形成した加熱炭化処理装置に、各種の金属粉末粒子等の金属分を含有する残渣物やスラッジ等に各種の有機物が含まれる被処理物を供給して、該被処理物を前記加熱円筒体内で攪拌、移送しつつ間接加熱して、無酸素または貧酸素状態下で加熱、炭化せしめて炭化生成物に形成して回収することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項３】
前記加熱炭化処理装置により生成した請求項１または請求項２に記載する炭化生成物を、加熱燃焼装置に供給して、炎を立てないようにして炭素分を静かに燃焼させて、酸化金属粉末粒子として回収することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項４】
前記加熱炭化処理装置により生成した請求項１または請求項２に記載する炭化生成物を、酸またはアルカリにより溶解処理してから金属分を抽出して、地金に精錬することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項５】
前記請求項３に記載する酸化金属粉末粒子を、酸またはアルカリにより溶解処理してから金属分を抽出して、地金に精錬することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項６】
前記加熱炭化処理装置により生成した請求項１または請求項２に記載する炭化生成物を、精錬用のマット材に形成して、精錬する金属に還元剤として混入して精錬することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【請求項７】
前記加熱炭化処理装置により生成した請求項１または請求項２に記載する炭化生成物を、精錬する金属に還元剤として混入して精錬した残渣から金属分を抽出、分離して地金に精錬することを特徴とする金属粉末粒子等を含む残渣物やスラッジ等から有用金属分を回収する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、各種の金属粉末粒子を含む塗料等の残渣物や金属分を含有する汚泥、金属触媒その他のスラッジ等に有機物が含有される廃棄物を炭化処理して、その炭化処理された炭化生成物の灰分中から有用な金属を回収する方法とその処理装置に関するもので、中でも、産業廃棄物として投棄が許されない重金属類や希少または有用な金属等を含有する有機性残渣物やスラッジ等を加熱、炭化処理して、該炭化処理生成物中から有用な金属を分離、回収する方法とその処理装置に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
現在、世の中に流通している各種の製品の中には、製品の品質を高めたり、製品が錆びるのを保護したり、製品を使い易くしたりするか、あるいは、製品の見栄えを良くしたり、製品の出所を明らかにしたりするために、製品に各種の塗装や印刷が施されているものが多々ある。
これらの塗装や印刷が施された製品としては、例えば、自動車やバス、電車等の車輌、あるいは、各種の家具や台所製品、その他が多種多様存在するが、それらのものは、製品を構成する金属やその他の材料の表面に、金属類からなる顔料を含む各種の塗料や絵の具、インク等が直接に塗布されたものである。
【０００３】
そして、前記したような製品に対して各種の塗料やインクを塗布する手段としては、塗料を電気力により吸着、塗布する静電塗装、あるいは、塗料を水や有機溶剤に溶いて分散させて塗布する湿式塗装等の手段が一般に採用されている。
ところで、大量生産される上記のような製品に対して各種の塗料やインクを塗布するには、各種の塗料やインク等は噴射ノズルを通して噴霧して塗着させる方法が採られているが、これらの塗装に於いては、各種の塗料やインクは製品に塗着されずに空気中に飛び散って落下して廃棄されたり、製品の各ロット毎に塗料やインクの色を変える色替え操作等により使用不能な状態で廃棄物となる塗料やインク等が発生する。
そして、これらの使用不可能となった塗料やインク等の廃棄物は、通常は洗浄水や有機溶媒等により洗浄されて、沈殿槽に集められてスラッジ等の状態で処分されるが、塗料やインクの顔料には各種の金属を酸化物の微粉末状にしたものが用いられている。
【０００４】
また、各種フィルムの現像廃液のスラッジや金属等のエッチング液の沈殿残渣物、化学反応装置の洗浄廃液の残渣物等は、各種のマスキング材や塗膜、錆止め材、接着剤等の有機物に各種の金属粉末微粒子が混ざった状態でスラッジ等に形成されて、それを色々な手段により処理されている。
更に、現像して使用済みとなった各種のフィルムは、時間が経って不要になると廃棄されるが、その処分方法としては、通常、フィルム基材面上の銀等の感光材を含む塗布層を溶液に溶解するか、フィルムをそのまま焼却処分にするかしてから、溶液スラッジや灰分中から銀等の有用金属を分離、回収している。
しかし、フィルム基材は各種の合成樹脂で形成されていることから、そまま焼却する方法は、近年の社会情勢の変化から環境問題を引き起こしかねない状態になってきている。
【０００５】
そして、上記したような各種の残渣物やスラッジ等には、希少あるいは有用な金属が含まれているものがあるので、これらの残渣物やスラッジ等を従来のように単なる産業廃棄物として扱って処理するのではなくて、残渣物やスラッジ等の中に含まれている有用な金属を回収、処理して再利用することが考えられる。
ところで、上記した残渣物やスラッジ等には、合成樹脂材や乳化剤、接着剤その他を構成した色々な有機物が混在するので、そのような有機物を除いて有用な金属分を分離、回収しなければならない。
そこで、前記残渣物やスラッジ等に金属分と共に混在している有機物を除去するには、できるだけ環境面に害を及ぼすことがないような手段を用いて除去することが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したような廃棄物となる各種の残渣物やスラッジ等を回収して、その中に含まれる有用な金属分を分離、回収して、有効に再利用可能な状態の金属に再生する技術の開発が望まれることから、前記残渣物やスラッジ等の溶液分をできるだけ簡単に取り除いてから、残渣物やスラッジ等に含まれている色々な有機性の物質を無害状態にして簡単に除去できるようにすると共に、残渣物やスラッジ中の金属分を安いコストで分離、回収することができるようにする方法を提供ことを目的とする。
残渣物やスラッジ等を溶解する溶液からある程度の水分等が取り除かれた状態にした残渣物やスラッジ等を加熱、炭化処理することにより、残渣物やスラッジ等に混在する有機物を加熱、炭化、分解せしめてガス化して、無害な状態に燃焼させて除去できるようにすると共に、炭化物から有用な金属分を回収できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記したような課題を解決しようとして、出願人は有機性物質を含有する溶液状の残渣物やスラッジ等の中の希少もしくは有用な金属を回収する技術について、長年にわたり鋭意、研究開発を行った結果、特開２００１−７２９７９号や特開平９−６７５８０号公報等に提案されている加熱、炭化処理装置を用いて、前記残渣物やスラッジ等を加熱、炭化処理することにより、残渣物やスラッジ等の中の有機性廃棄物は、加熱、炭化、分解せしめてガス化してから燃焼させることにより無害化して除去できることを知り得た。
【０００８】
そこで、金属分が含まれた残渣物やスラッジ等が溶解している溶液をある程度除いてから、該残渣物やスラッジ等を、上記した発明の加熱、炭化処理装置に供給して、外側から間接加熱して、無酸素または貧酸素状態で蒸し焼き状にして加熱、炭化することにより、残渣物やスラッジ等中の有機性物質は、加熱、分解してガス化すると共に炭化されて、発生した前記ガスは加熱炉内に導入して燃焼させることにより、無害化してから排気可能にする。
また、加熱、炭化処理された前記残渣物やスラッジ等の中に存在した金属分は、有機性物質の炭化物と一緒に混在した状態の炭化生成物として回収してから、該炭化生成物を別の燃焼処理装置に供給して炭化物のみを静かに燃焼させることにより、金属分を酸化物の状態または非酸化物の状態で回収できるようにして、回収した金属酸化物を溶解、抽出等の手段により金属分を分離して、該金属分を精錬、精製することにより金属地金として再生する。
【発明の効果】
【０００９】
本願の発明は、スクリュー等の被処理物を移送する手段を有する加熱円筒体を、加熱炉内に多段状に設けて、加熱円筒体を熱風により外側から加熱処理するようにした加熱、炭化処理装置を用いて、加熱円筒体内の被処理物を撹拌、移送しつつ外側カラ間接加熱して、無酸素または貧酸素状態で加熱、炭化せしめるので、被処理物中の金属粉末が空気中に飛散することもなく、また、発生する分解ガスを加熱炉内で燃焼させて排気することにより環境を害する恐れもなしに、炭化生成物として回収することができる。
そして、二重ダンパーで外気を遮断すると共に、スクリューコンベヤ等による送り速度や被処理物の供給量、加熱円筒を加熱する温度等を調節、制御することにより、最適な条件下で炭化処理を行うことが可能であり、また、炭化した生成物を加熱、燃焼処理装置に供給して還元雰囲気で炭化物のみを静かに燃焼させることにより、金属酸化微粉末等を外部に逸散させることなしに收率良く回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願発明に於いては、産業廃棄物として処分されている色々な金属粉末粒子と有機物を含有する各種の残渣物やスラッジ等を溶液と共に回収して、残渣物やスラッジを沈殿、濾過等によりある程度の水分を除去する。
そして、回転自在なスクリューコンベヤ等１を内蔵する複数の加熱円筒体３を、熱風発生炉４を連設した熱風加熱式の加熱炉２内に横置きにして多段状に連結して配置して、前記加熱円筒体３を熱風炉からの熱風により外側から加熱して、炭化処理可能にして加熱、炭化処理装置を形成して、該炭化処理装置に前記脱水された残渣物やスラッジ等を供給して加熱、炭化処理可能に構成する。
【００１１】
上記のようにして構成された加熱、炭化処理装置に供給された希少あるいは有用な金属分と有機物を含有する残渣物やスラッジ等を、前記スクリューコンベヤ等により加熱円筒体内を攪拌、移送させながら熱風により外熱式に間接加熱することにより炭化させる。
このようにして加熱円筒体内で加熱される残渣物やスラッジ等は、密閉状態の無酸素または貧酸素状態の下で蒸し焼き状にして加熱処理されるので、残渣物やスラッジ等に含まれる有機物は加熱、分解されて炭化物に生成されて、前記残渣物やスラッジ中の金属分は外部に飛散することなしに前記炭化生成物中に混在した状態で回収される。
続いて、前記炭化生成物を、別の加熱、燃焼装置に供給して、炭化物を静かに燃焼させて除去することにより、残渣物やスラッジ中の有用あるいは希少な金属を回収してから、それぞれの金属の種類や性質に適した各種の抽出、精錬法により精製処理して金属地金に再生する。
【実施例】
【００１２】
本願の発明について、実施例に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明すると、以下のようである。
塗料や現像液、エッチング液、化学廃液、その他に金属類や有機物が含まれる残渣物やスラッジ等の溶液を回収して、その中の溶液分を適当な手段により脱水したものを、内部にスクリューコンベヤ等を回転可能に設けた加熱円筒体を多段状に複数連結して加熱炉内に設けて、熱風発生炉で発生した熱風により外熱的に加熱して炭化するように構成された加熱、炭化処理装置に供給して、図１に示すような処理工程を経て、加熱、炭化処理する。（炭化処理工程）
上記のようにして炭化処理された残渣物やスラッジ等の炭化生成物は、加熱、燃焼炉に供給して、できるだけ炎が立たないように静かに燃焼させて炭素分を除去して、金属酸化粉末にはして分離、回収する。（脱炭処理工程）
このようにして回収された前記金属酸化粉末は、酸やアルカリに溶解して金属分を抽出してから、該金属分を精錬することにより金属地金に再生する。（精錬処理工程）
【００１３】
上記した加熱、炭化処理装置は、図２に示すように、内部にスクリューコンベヤ等１を回転可能に設けた加熱円筒体３を多段状に複数連結して加熱炉２内に設けて、熱風発生炉４で発生させた熱風により前記加熱円筒体３を加熱可能に形成されており、前記加熱炉内には熱風発生炉４で発生させた熱風を熱風路１６に通して供給して、熱風により前記加熱円筒体３を外側から間接的に加熱せしめて、加熱円筒体内の被加熱処理物を加熱処理して炭化するように構成されている。
そして、上記炭化処理装置はやや低温の加熱処理域３Ａとやや高温の加熱処理域３Ｂとからなり、該炭化処理装置の上部には、スクリューフィーダー５と二重ダンパー６からなる供給装置が連結されおり、また、炭化処理装置の下部には、排出要のスクリューと二重ダンパー９からなる排出装置が設けられていて、加熱円筒体３内の加熱、炭化処理の条件を調節可能に構成されている。
【００１４】
そこで、上記のように構成された加熱、炭化処理装置のフィーダー１１に、水分等がある程度除去された被処理物である残渣物やスラッジ等を投入すると、スクリューフィーダー５により二重ダンパー６を通して加熱炉２の上部加熱円筒体３内へと送給されて、該円筒体内をスクリューコンベヤ１により攪拌、移送されながら外側から間接的に加熱されながら、無酸素または貧酸素状下の加熱円筒体３内で蒸し焼き状に３００〜５００℃の温度で加熱して炭化処理される。
このようにして、炭化処理された炭化生成物は、加熱円筒体３から排出装置へと送られて、冷却、除熱された後に、排出口から二重ダンパー６を通して排出されて貯溜タンク１３に回収される。
【００１５】
上記のようにして炭化された残渣物やスラッジ等の炭化生成物は、貯溜タンクから炭素分を除去するために別に用意した加熱、燃焼装置に供給して、燃焼に必要な最低量の酸素を含む酸素を送って着火点よりも余り高くならない温度の還元雰囲気で加熱することにより、炭化物は炎を上げることなく静かに燃焼されて炭素分のみが除去されることになり、残渣物やスラッジ中の金属分は酸化物の粉末として回収することができる。
このようにして回収された酸化金属粉末は、それぞれの金属種類に適した酸やアルカリ液に溶解させてから、イオン析出法や沈殿法、その他の最適な抽出手段により金属粉末として回収した後で、前記金属粉末を各種の精錬法により精錬して金属地金に再生することができる。
【００１６】
本願発明は、上記したように加熱、炭化処理装置を、スクリューコンベヤを回転可能に設けた加熱円筒体を多段状に複数連結して構成したが、必ずしもこのようなものに限定されるものではなくて、単一の加熱円筒体で構成することも可能である。
そして、本願発明は、加熱、炭化処理するのに、加熱円筒体内で撹拌、移送されながら、無酸素状態下で蒸し焼き状に加熱されて炭化処理された炭化生成物を、別の加熱、燃焼装置に供給して、炭化物を燃焼させて除去するのに、炎をたてずに静止状にして炭化物を低い温度で燃焼させて除去することができるので、金属酸化物の粒子を飛散させずに收率良く回収することができる。
また、被処理物が移動する方向と熱風が送られる方向とは向流状態で加熱されるので急激に炭化されることがない。
【００１７】
尚、本願発明は、上記のようにして回収した金属等を含有する炭化生成物から有用な金属分を抽出して、精錬するのに、金属に適した酸やアルカリを用いて金属分を溶解してから抽出した後に、金属を精錬するようにしたが、本願発明はこのような方法に限定されるものではなくて、金属の種類によっては、前記炭化生成物を飛散させないように適当な大きさの粒状や固形状にしてから、該炭化生成物を精錬する金属のマット材に還元剤として混入せしめて精錬する方法やその他の精錬方法を用いて金属地金として回収することも可能である。
また、場合によっては、炭化処理した炭化生成物は、比重差を利用した選別法により炭素分と金属分とを分離してから精錬することもできる。
【００１８】
以上、説明したように、本願の発明は、上記したような加熱、炭化処理装置により希少金属が含まれる残渣物やスラッジ等の被処理物を炭化処理したが、本願の発明に於いては、被処理物を加熱、炭化処理する際に、被処理物の状態や供給量に応じて各調整弁等を操作して、加熱円筒体内の処理条件を調節することにより加熱円筒内を最適な状態に保つことができて、また、加熱、炭化処理する際に発生する種々のガスは、ダクト７を介して直接にエジェクター８へ送ったり、また、排気管１２の切り換え弁を作動さてエジェクター８を介して熱風発生炉４へ送気して、燃焼炉内で燃料と一緒に燃焼させてることにより補助燃料として使用することができると共に、無色、無臭、無害の気体に燃焼、分解して大気中へ放出することができる。
また、有害な気体が発生しないと考えられる場合には、加熱筒内で発生するガスはそのまま排気ダクトを通して排気してもよいが、その際にもフィルター等を通して排気するのが好ましいと考える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明に於ける処理工程を示す説明図である。
【図２】本願発明に用いた加熱、炭化処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１．    スクリューコンベア
２．    加熱炉
３．    加熱円筒
３Ａ．  低温加熱処理域
３Ｂ．  高温加熱処理域
４．    熱風炉
５．    スクリューフィーダー
６．    二重ダンパー
７．    ダクト
８．    エゼクター
９．    二重ダンパー
１０．  排出装置
１１．  ホッパー
１２．  排気ダクト
１３．  貯留タンク
１４．  バーナー
１６．  熱風路
【図１】
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【図２】
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