(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛含有の灰から亜鉛を回収する亜鉛回収装置において、
前記灰を収容して加熱し、前記灰に含まれる金属のうち、少なくとも前記亜鉛を還元雰囲気の中で気化させる加熱室と、
前記加熱室で気化された前記亜鉛を回収する回収手段と、
を備え、
前記灰は、亜鉛含有物を焙焼する焙焼炉を備えた焙焼装置から排出され、
前記加熱室は、前記焙焼炉から排出された溶融スラグを収容し、前記溶融スラグによって前記灰を加熱することを特徴とする亜鉛回収装置。
【請求項２】
前記焙焼炉から排出された溶融物を比重差によって溶融金属と前記溶融スラグとに分離すると共に、前記溶融金属から分離された比重の軽い前記溶融スラグを前記加熱室に供給する溶融スラグ分離部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の亜鉛回収装置。
【請求項３】
前記回収手段は、溶融した亜鉛を収容すると共に、前記加熱室で気化された亜鉛を凝縮するスプラッシュコンデンサーを有することを特徴とする請求項１又は２記載の亜鉛回収装置。
【請求項４】
前記回収手段は、前記加熱室で気化された亜鉛を冷却して気体から固体に相転移させる冷却手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の亜鉛回収装置。
【請求項５】
前記冷却手段は、気体状の亜鉛に接して前記亜鉛を気体から固体に相転移させる冷却水を貯留すると共に、前記冷却水中で前記亜鉛を沈殿分離する沈殿槽と、前記沈殿槽から引き抜かれた冷却水を前記沈殿槽内に噴射するエジェクタと、を備え、
前記気体状の亜鉛は、前記エジェクタに導入されて前記冷却水に攪拌混合されることを特徴とする請求項４記載の亜鉛回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛含有の灰から亜鉛を回収する亜鉛回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼ダストなどの処理に、例えば、特許文献１に記載のロータリーキルンなどの焙焼装置を利用する場合がある。この種の焙焼装置は、還元性雰囲気の中でダストを焙焼する焙焼炉と、焙焼炉から排出された燃焼排ガスを二次燃焼する二次燃焼室とを備えている。焙焼装置の焙焼炉では、ダストに含まれる鉄などの再資源化のため、亜鉛などの低沸点金属を気化させて除去する。気化した亜鉛は飛灰（「フライアッシュ」、「ＦＡ」ともいう）となって二次燃焼室を通過し、バグフィルタなどで捕捉されて回収される。
【特許文献１】特開２００５−２９８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回収した飛灰から亜鉛を取り出して再資源化しようとした場合に、回収される飛灰中に少なくとも５０％以上の亜鉛濃度がなければ亜鉛回収に伴う処理負担が大きく亜鉛の回収効率が悪い。しかしながら、従来の焙焼炉では、回収される飛灰中に含まれる亜鉛濃度は低く、特に、亜鉛回収を意図した装置構成にもなっていないため、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率良く回収することは困難だった。
【０００４】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率よく回収できる亜鉛回収装置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】
【０００５】
本発明は、亜鉛含有の灰から亜鉛を回収する亜鉛回収装置において、灰を収容して加熱し、灰に含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を還元雰囲気の中で気化させる加熱室と、加熱室で気化された亜鉛を回収する回収手段と、を備え、灰は、亜鉛含有物を焙焼する焙焼炉を備えた焙焼装置から排出され、加熱室は、焙焼炉から排出された溶融スラグを収容し、溶融スラグによって灰を加熱することを特徴とする。
【０００６】
本発明では、灰に含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛を回収手段で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。
【０００７】
さらに、溶融スラグは高温状態で焙焼炉から排出されるため、亜鉛を気化させるための熱源として溶融スラグを利用することで、熱源を得るための新たな燃料の消費を抑え、エネルギー効率よく亜鉛の回収が可能になる。
【０００８】
さらに、焙焼炉から排出された溶融物を比重差によって溶融金属と溶融スラグとに分離すると共に、溶融金属から分離された比重の軽い溶融スラグを加熱室に供給する溶融スラグ分離部を更に備えると好適である。溶融物から溶融金属と溶融スラグとを分離し、溶融スラグのみを加熱室に供給するので、溶融金属は回収して再利用することができる。
【０００９】
さらに、回収手段は、溶融した亜鉛を収容すると共に、加熱室で気化された亜鉛を凝縮するスプラッシュコンデンサーを有すると好適である。気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサーで凝縮させて回収することで、亜鉛の効率的な回収が可能になる。
【００１０】
さらに、回収手段は、加熱室で気化された亜鉛を冷却して気体から固体に相転移させる冷却手段を有すると好適である。気化された亜鉛を冷却手段によって凝固させて回収できるため、亜鉛を固体として効率よく回収できる。
【００１１】
さらに、冷却手段は、気体状の亜鉛に接して亜鉛を気体から固体に相転移させる冷却水を貯留すると共に、冷却水中で亜鉛を沈殿分離する沈殿槽と、沈殿槽から引き抜かれた冷却水を沈殿槽内に噴射するエジェクタと、を備え、気体状の亜鉛は、エジェクタに導入されて冷却水に攪拌混合されると好適である。気体状の亜鉛は、エジェクタによって攪拌されながら冷却水に効率よく接して冷却されるため、気体から固体に効率よく相転移し、さらに、沈殿槽内での沈殿分離されるので、塩素分などは除かれ、純度の高い固体状の亜鉛を効率よく回収できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率よく回収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る亜鉛回収装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図、図２は本実施形態に係るキルン回転炉を模式的に示す断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４は本実施形態に係る亜鉛回収装置を模式的に示す図、図５は本実施形態に係るスプラッシュコンデンサーを模式的に示す図である。
【００１８】
（第１実施形態）
図１に示されるように、亜鉛回収システム１Ａは、製鋼ダストなどの亜鉛含有物Ｗ１を焙焼処理するキルン回転炉（焙焼装置）３Ａと、キルン回転炉３Ａから排出された亜鉛含有の飛灰（「フライアッシュ」、「ＦＡ」ともいう）Ｆａから亜鉛を回収する亜鉛回収装置５Ａとを備えている。
【００１９】
キルン回転炉３Ａは、縦型キルンもあるが、本実施形態では横型キルンを採用している。図２に示されるように、キルン回転炉３Ａは、亜鉛含有物Ｗ１を焙焼する円筒形状の焙焼炉７と、焙焼炉７から排出される燃焼排ガスを二次燃焼する二次燃焼室９とを備えている。焙焼炉７及び二次燃焼室９は還元雰囲気に保持され、焙焼炉７では１５００℃以上の炉内温度に維持されており、亜鉛などの低沸点金属を燃焼排ガスと一緒に二次燃焼室９に排出する。
【００２０】
焙焼炉７の外周には歯車７ａが設けられ、焙焼炉７は図示しないモータによって軸線Ｌ回りに回転する。焙焼炉７は、亜鉛含有物Ｗ１を受入れ側Ｕｓから排出側Ｄｓへ移動させることができるように、受入れ側Ｕｓから排出側Ｄｓに向けて下方に傾斜されている。焙焼炉７と二次燃焼室９とは、焙焼炉７が回転可能に且つ接合部の気密が保持されるように接合されている。
【００２１】
焙焼炉７の受入れ側Ｕｓの端面であるフロントウォール７ｂには、定量供給装置８に連結される受入口が形成されている。また、フロントウォール７ｂには、助燃バーナ７ｃが貫通して配置されている。助燃バーナ７ｃは、フロントウォール７ｂから焙焼炉７の排出側Ｄｓに向かって火炎を放射する。助燃バーナ７ｃには、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクから重油等の燃料が供給される。
【００２２】
定量供給装置８は、フロントウォール７ｂの受入口に接続されたシリンダ部８ａと、シリンダ部８ａ内を往復動する押出部８ｂと、押出部８ｂの往復動を駆動制御する供給器８ｃと、シリンダ部８ａ内に連通するホッパ８ｄとを備えている。ホッパ８ｄには、製鋼ダストなどの亜鉛含有物Ｗ１の他、還元剤やダイオキシン吸着のための活性炭などが投入される。ホッパ８ｄ内に堆積する亜鉛含有物Ｗ１は、押出部８ｂの往復動によって定量ずつが焙焼炉７内に供給される。定量供給装置８は、スクリューコンベヤなどによって亜鉛含有物Ｗ１等を焙焼炉７内に供給する装置であってもよい。
【００２３】
焙焼炉７内へ供給された亜鉛含有物Ｗ１は、供給当初から助燃バーナ７ｃによって加熱される。亜鉛含有物Ｗ１は、焙焼炉７内において、攪拌されながら１５００℃以上にまで加熱され、受入れ側Ｕｓから排出側Ｄｓに移動する。焙焼炉７内では、亜鉛含有物Ｗ１中の鉄、その他の沸点の高い金属を含む溶融金属Ｗ３や溶融スラグＷ４が生成され、排出側Ｄｓの出口から排出される。また、亜鉛含有物Ｗ１中に含まれている有機物は、焙焼炉７内で熱分解され、ガス状可燃物になり、燃焼排ガスとなって二次燃焼室９に送られる。さらに、焙焼炉７内では、亜鉛などの低沸点金属は蒸発し、燃焼排ガスと一緒に飛灰Ｆａとなって二次燃焼室９に送られる。
【００２４】
二次燃焼室９には、補助バーナ（図示せず）が設けられており、燃焼排ガス中のガス状可燃分を完全に燃焼させる。二次燃焼室９の下部には、溶融スラグ分離部１１と、飛翔ダスト排出部１２とが隣接して設けられている。溶融スラグ分離部１１は、焙焼炉７側に設けられ、飛翔ダスト排出部１２は二次燃焼室９の傾斜した側面側に設けられている。
【００２５】
飛翔ダストは、二次燃焼室９で流速が落ちて落下し、飛翔ダスト排出部１２からスクリューコンベヤなどの粉体排出手段１６に送り込まれる。飛翔ダストには、未燃焼分が多く含まれており、粉体排出手段１６で搬送された飛翔ダストは、再度焙焼炉７に投入される。一方で、二次燃焼室９の上方から排出された亜鉛含有の飛灰Ｆａは、バグフィルタ１７によって捕捉され、亜鉛回収装置５ＡのＦＡ供給器２１に送り込まれる。
【００２６】
また、二次燃焼室９には、高温排ガスとの熱交換によって酸素や空気を予熱するための予熱酸素管１３と予熱空気管１５とが設けられている。予熱酸素管１３は、第１移送管１３ａ、第２移送管１３ｂ及び第３移送管１３ｃの３方に分岐している。第１移送管１３ａや第２移送管１３ｂは溶融還元槽１９に接続されており、燃焼用酸素や還元用酸素を溶融還元槽１９に供給する。第３移送管１３ｃは、二次燃焼室９内で溶融スラグ分離部１１の上方まで延びている。また、予熱空気管１５は溶融還元槽１９に接続され、熱源として予熱空気を利用した熱交換部として機能する。
【００２７】
溶融スラグ分離部１１は、焙焼炉７の出口下部に隣接して配置された比重分離ホッパ１１ａと、比重分離ホッパ１１ａの下に配置された溶融金属回収部１１ｂと、比重分離ホッパ１１ａからオーバーフローした溶融スラグＷ４を蓄えるスラグ保持槽１１ｃと、スラグ保持槽１１ｃで蓄えられた溶融スラグＷ４を亜鉛回収装置５Ａに供給する溶融スラグ供給ライン１１ｄとを備えている。
【００２８】
比重分離ホッパ１１ａには、溶融物Ｗ２の受け入れるためにテーパ穴Ｔｈが形成されている。テーパ穴Ｔｈは、上部側で広く、底となる下部で狭くなるように縮径している。テーパ穴Ｔｈの底には出口が形成され、比重分離ホッパ１１ａには、その出口を開閉するゲートバルブ１１ｆが設けられている。さらに比重分離ホッパ１１ａには、テーパ穴Ｔｈの上部から溶融スラグＷ４をオーバーフローさせてスラグ保持槽１１ｃに送り込むための溝（図示せず）が設けられている。
【００２９】
焙焼炉７から排出された溶融物Ｗ２の中には、資源として再利用できる鉄などの溶融金属Ｗ３と溶融スラグＷ４とが含まれている。溶融金属Ｗ３は、溶融スラグＷ４に比べて比重が重いため、この比重差によって溶融金属Ｗ３は溶融スラグＷ４から分離して沈殿する。溶融金属Ｗ３から分離した溶融スラグＷ４はテーパ穴Ｔｈからオーバーフローしてスラグ保持槽１１ｃに送り込まれる。比重分離ホッパ１１ａの上方には、予熱酸素管１３の第３移送管１３ｃの噴出し口が配置されており、表層に浮いている余剰の還元剤（カーボン）に向けて高温酸素が吹き付けられて還元剤の燃焼処理に利用される。なお、この還元剤は、後述の溶融還元槽１９の還元剤として利用できるため、ここで燃焼処理を行わなくてもよい。
【００３０】
ゲートバルブ１１ｆは、テーパ穴Ｔｈの下端の出口を塞いでおり、溶融金属Ｗ３がある程度溜るとテーパ穴Ｔｈの出口を一時的に開き、溶融金属Ｗ３を流出させて再び閉じる。溶融金属Ｗ３は、テーパ穴Ｔｈの出口から流出して溶融金属回収部１１ｂに送り込まれる。溶融金属回収部１１ｂでは、冷却水によって溶融金属Ｗ３を固化させ、メタルコンベヤで搬送する。メタルコンベヤで搬送された鉄などの金属は資源として再利用される。
【００３１】
溶融スラグ供給ライン１１ｄには、移送管や開閉弁などが設けられており、スラグ保持槽１１ｃと溶融還元槽１９（図４参照）とを接続する。スラグ保持槽１１ｃ内に所定量以上の溶融スラグＷ４が溜ると開閉弁が開き、溶融スラグＷ４が溶融還元槽１９に供給される。なお、本実施形態では、溶融スラグ分離部１１は、キルン回転炉３Ａを構成する二次燃焼室９の下部に設けられていたが、キルン回転炉３Ａとは独立して設け、焙焼炉７から排出された溶融物Ｗ２の移送管を介してキルン回転炉３Ａに接続された態様であってもよい。溶融スラグ分離部１１は、亜鉛回収装置５Ａの一部を構成する。
【００３２】
亜鉛回収装置５Ａは、溶融スラグ分離部１１から供給された溶融スラグＷ４を受け入れて収容する溶融還元槽（加熱室）１９と、バグフィルタ１７によって捕捉された飛灰Ｆａを受け入れて溶融還元槽１９に供給するＦＡ供給器２１と、溶融還元槽１９で気化された亜鉛を凝縮するスプラッシュコンデンサー２３と、スプラッシュコンデンサー２３から排出された残りの亜鉛を凝固させる亜鉛冷却ユニット（冷却手段）２４とを備えている。本実施形態では、スプラッシュコンデンサー２３及び亜鉛冷却ユニット２４が回収手段に相当する。
【００３３】
溶融還元槽１９は、左右に隣接した第１部屋１９ａと第２部屋１９ｂとを有する。第１部屋１９ａと第２部屋１９ｂとは、下部が連通した状態で上部が隔壁１９ｃによって区画されている。第１部屋１９ａの天井は開放され、第２部屋１９ｂの天井は閉鎖されている。第１部屋１９ａの上方には、溶融スラグ供給ライン１１ｄの下流端が配置されている。溶融スラグＷ４は、溶融スラグ供給ライン１１ｄを通り、溶融還元槽１９の熱源として第１部屋１９ａに供給される。第１部屋１９ａと第２部屋１９ｂとは、隔壁１９ｃの下方の隙間で連通しており、その隙間を通って溶融スラグＷ４は第２部屋１９ｂにも流れ込む。第２部屋１９ｂ内の上部領域である気相部分Ｇａは外部から遮断された状態になっている。
【００３４】
第２部屋１９ｂの天井には、ＦＡ供給器２１の飛灰供給管２１ａが接続されている。ＦＡ供給器２１は、飛灰Ｆａが投入されるホッパ２１ｂと、ホッパ２１ｂの下端に接続されたスクリューコンベヤ２１ｃとを更に備える。ホッパ２１ｂに投入された飛灰Ｆａは、スクリューコンベヤ２１ｃによって飛灰供給管２１ａまで移送され、飛灰供給管２１ａを通って第２部屋１９ｂに供給される。第２部屋１９ｂには、１２００℃以上の高温の溶融スラグＷ４が熱源として収容されており、さらに、還元雰囲気が形成されている。第２部屋１９ｂに飛灰Ｆａを供給することで、飛灰Ｆａ中に含まれる亜鉛は気化する。気化した亜鉛は、第２部屋１９ｂに設けられた亜鉛排出部１９ｄから排ガスと一緒に排出される。なお、溶融還元槽１９での還元雰囲気の形成には、溶融スラグＷ４と共にキルン回転炉３Ａから持ち込まれた余剰の還元剤や、ダイオキシン吸着に用いられた飛灰Ｆａ中の活性炭などが有効利用される。
【００３５】
なお、第２部屋１９ｂには、補助的な加熱のための補助バーナ１９ｆと、キルン回転炉３Ａの二次燃焼室９で予熱された酸素を補助バーナ１９ｆの燃焼促進のために部屋内に供給する予熱酸素供給部１９ｇが設けられている。予熱酸素供給部１９ｇは予熱酸素管１３に接続されている。さらに、第２部屋１９ｂ内には、予熱空気管１５が敷設されており、二次燃焼室９で加熱された予熱空気を熱源として利用した熱交換部として機能する。
【００３６】
溶融還元槽１９内での各金属の状態について図６を参照して説明する。図６は、各金属の融点、沸点及び平衡蒸気圧を示す図である。亜鉛（Ｚｎ）の沸点は、１００℃以下であり、焙焼炉７で揮発した後にバグフィルタ１７によって飛灰Ｆａとして捕捉され、溶融還元槽１９の第２部屋１９ｂに供給される。
【００３７】
溶融還元槽１９内の温度は、少なくとも亜鉛を気化させて排ガスと一緒に後段のスプラッシュコンデンサー２３に供給できる温度にする必要があり、そのためには、溶融還元槽１９内の温度を１２００℃〜１３００℃程度に維持するのが好ましい。溶融スラグＷ４を熱源として利用することで、この程度の温度状態を保持することは可能になる。溶融還元槽１９の温度を１２００℃〜１３００℃にすることで、溶融還元槽１９に供給された飛灰Ｆａ中の亜鉛は溶融還元されて気化し、排ガスと共にスプラッシュコンデンサー２３に導入される。一方で、飛灰Ｆａ中の残渣は、溶融スラグＷ４と一緒にスラグ排出部１９ｈから排出される。
【００３８】
スプラッシュコンデンサー２３は、溶融還元槽１９に隣接して設けられている。図５に示されるように、スプラッシュコンデンサー２３は、溶融した亜鉛を貯留する貯留槽２３ａと、貯留槽２３ａ内に気体状の亜鉛を導入する導入部２３ｂとを備えている。導入部２３ｂは亜鉛移送管２３ｃ（図４参照）を介して溶融還元槽１９の亜鉛排出部１９ｄに接続されており、溶融還元槽１９で気化した亜鉛は、亜鉛移送管２３ｃ及び導入部２３ｂを通って貯留槽２３ａに供給される。
【００３９】
スプラッシュコンデンサー２３は、貯留槽２３ａに貯留された溶融状態の亜鉛を攪拌して飛散させる複数の攪拌翼２３ｄを備えている。気体状の亜鉛は、飛散された亜鉛に接触することで効率良く凝縮される。貯留槽２３ａ内で凝縮した亜鉛は、粗亜鉛Ｚ１として回収管２３ｆから引き抜かれて回収される。貯留槽２３ａ内で凝縮されなかった亜鉛は、排ガスと一緒に排出部２３ｇから排出される。
【００４０】
図１及び図２に示されるように、亜鉛冷却ユニット２４は、スプラッシュコンデンサー２３に隣接して設けられている。亜鉛冷却ユニット２４は、排気ガス中の亜鉛の冷却及び洗浄のためのメイクアップ水（冷却水）Ｗを貯留する沈澱槽２５を備えている。沈澱槽２５には、メイクアップ水Ｗの導入管２５ａ及び排出管２５ｂが接続されている。さらに、亜鉛冷却ユニット２４は、沈澱槽２５に接続されたメイクアップ水Ｗの循環ライン２６を備えている。循環ライン２６は、メイクアップ水Ｗを沈澱槽２５内に噴射するエジェクタ２６ａと、エジェクタ２６ａと沈澱槽２５の下部とを連通するメイクアップ水移送管２６ｂと、沈澱槽２５内のメイクアップ水Ｗを引き抜いて所定圧でエジェクタ２６ａに送り込むポンプ２６ｃとを備えている。エジェクタ２６ａは、ダクト管２６ｄを介してスプラッシュコンデンサー２３の排出部２３ｇに接続されている。
【００４１】
気体状の亜鉛はダクト管２６ｄを通ってエジェクタ２６ａに到達し、エジェクタ２６ａで攪拌されながらメイクアップ水Ｗに効率よく接して冷却され、メイクアップ水Ｗと一緒に沈澱槽２５内に噴射される。メイクアップ水Ｗによって冷却された亜鉛は、気体から固体に相転移、すなわち凝固して沈澱槽２５内に沈殿する。沈澱槽２５の底部には亜鉛Ｚ２の排出口２５ｃが設けられている。亜鉛冷却ユニット２４で回収される亜鉛Ｚ２は純度が高く、後処理の負担も少ないため効率よく再利用を図ることができる。特に、メイクアップ水Ｗによって塩素分が除去されるため高品質の亜鉛Ｚ２として回収できる。
【００４２】
次に、亜鉛回収装置５Ａを使用した亜鉛回収方法について説明する。キルン回転炉３Ａの焙焼炉７では、炉内温度を１５００℃程度以上に維持して亜鉛含有物Ｗ１を焙焼し、亜鉛含有の燃焼排ガスを二次燃焼室９に排出する。二次燃焼室９では、燃焼排ガス中の可燃物を二次燃焼させ、亜鉛含有の残りの飛灰Ｆａを二次燃焼室９から排出させ、その飛灰Ｆａをバグフィルタ１７で捕捉する。
【００４３】
一方で、焙焼炉７では、鉄などの比較的沸点の高い金属を含む溶融物Ｗ２を溶融スラグ分離部１１に排出し、溶融スラグ分離部１１では、比重差によって溶融金属Ｗ３と溶融スラグＷ４とを分離し、溶融金属Ｗ３は引き抜いて再利用可能に回収する。また、溶融スラグＷ４は溶融還元槽１９の熱源として溶融還元槽１９に供給する。
【００４４】
バグフィルタ１７で捕捉した亜鉛含有の飛灰Ｆａは、溶融還元槽１９に供給する。溶融還元槽１９は、溶融スラグＷ４によって１２００℃〜３００℃程度に維持されており、溶融還元槽１９内で飛灰Ｆａ中の亜鉛を気化する（気化工程）。なお、溶融スラグＷ４のみでは温度が不安定になる場合には、補助バーナ１９ｆや予熱空気を利用した熱交換によって溶融還元槽１９を１２００℃〜１３００℃程度に保持する。さらに、溶融還元槽１９を還元雰囲気に保持し、飛灰Ｆａ中の亜鉛を溶融還元した後に気化させ、スプラッシュコンデンサー２３に供給する。
【００４５】
スプラッシュコンデンサー２３では、気化した亜鉛を凝縮させ、粗亜鉛Ｚ１として回収する。さらに、スプラッシュコンデンサー２３で凝縮できなかった亜鉛は、排ガスと一緒に亜鉛冷却ユニット２４に供給して冷却し、亜鉛冷却ユニット２４の沈澱槽２５で沈殿分離して純度の高い亜鉛Ｚ２として回収する（回収工程）。
【００４６】
以上の亜鉛回収装置５Ａによれば、キルン回転炉３Ａの二次燃焼室９から排出された飛灰Ｆａに含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー２３や亜鉛冷却ユニット２４で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。通常、亜鉛精錬メーカーなどでは、亜鉛濃度が少なくとも５０％以上なければ原料として購入しないため、飛灰Ｆａを処理しようとすれば、外部の業者などに有償で処理してもらう必要がある。しかしながら、本実施形態では、飛灰Ｆａから効率よく亜鉛Ｚ１，Ｚ２を回収できるために、８０％以上もの高濃度の亜鉛を回収できるようになり、亜鉛精錬メーカーに亜鉛原料として売却できるようになり、コスト面での経済的なメリットも大きい。
【００４７】
さらに、高温状態で焙焼炉７から排出される溶融スラグＷ４を熱源として利用して亜鉛を気化させているので、熱源を得るための新たな燃料の消費を抑え、エネルギー効率よく亜鉛の回収が可能になる。特に、本実施形態では、焙焼炉７から排出された溶融物Ｗ２を、溶融スラグ分離部１１によって溶融金属Ｗ３と溶融スラグＷ４とに分離し、溶融スラグＷ４のみを還元溶融槽に供給するので、溶融金属Ｗ３は回収して再利用することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、気化した亜鉛が流れる上流側にスプラッシュコンデンサー２３を配置し、下流側に亜鉛冷却ユニット２４を配置しているため、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー２３で凝縮させて回収し、スプラッシュコンデンサー２３で凝縮できなかった残りの亜鉛を亜鉛冷却ユニット２４で凝固させて回収するので、気化した亜鉛を逃がすことなく効率良く回収することができる。
【００４９】
さらに、亜鉛冷却ユニット２４では、メイクアップ水（冷却水）Ｗで気体状の亜鉛を冷却して凝固させており、メイクアップ水Ｗによって塩素分を洗浄、除去している。近年では、製鋼プロセスなどにおいて化石燃料の節減と廃棄物有効利用との観点から代替燃料として廃プラを用いる場合も多く、バグフィルタで回収される飛灰Ｆａ中に含まれる塩素分が上昇する傾向にある。塩素分が多いと亜鉛精錬メーカーにて塩素処理の問題が生じ、亜鉛原料としては低品位なものとなってしまう。本実施形態では、亜鉛冷却ユニット２４を設けることにより、メイクアップ水Ｗによって塩素分を洗浄、除去するので、高品質の亜鉛Ｚ２を回収できるようになる。
【００５０】
また、スプラッシュコンデンサー２３から排出された亜鉛含有の排ガスはエジェクタ２６ａに導入されるため、気体状の亜鉛は、エジェクタ２６ａによって攪拌されながらメイクアップ水Ｗに効率よく接して冷却される。その結果、気体から固体に効率よく相転移し、さらに、沈殿槽２５内での沈殿分離されるので、純度の高い固体状の亜鉛Ｚ２を効率よく回収できる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る亜鉛回収システムを、図７を参照して説明する。図７は、第２実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。なお、第２実施形態において、第１実施形態と実質的に同様の要素については、同一の符号を記して詳細説明を省略する。
【００５２】
図７に示されるように、亜鉛回収システム１Ｂは、焙焼炉７及び二次燃焼室９を備えるキルン回転炉３Ａと、亜鉛回収装置５Ｂとを備えている。亜鉛回収装置５Ｂは、二次燃焼室９の下部に設けられた溶融スラグ分離部１１と、溶融スラグ分離部１１から供給された溶融スラグＷ４を熱源として収容する溶融還元槽１９と、溶融還元槽１９に亜鉛含有の飛灰Ｆａを供給するＦＡ供給器２１と、溶融還元槽１９で気化した亜鉛を凝縮して粗亜鉛Ｚ１として回収するスプラッシュコンデンサー２３とを備えている。
【００５３】
本実施形態では、第１実施形態とは異なり、スプラッシュコンデンサー２３から排出された残りの亜鉛を凝固させて回収する亜鉛冷却ユニットは設けられておらず、代わりに、スプラッシュコンデンサー２３からの排ガスを二次燃焼室９に返送するための排ガス返送ライン２７が設けられている。
【００５４】
本実施形態に係る亜鉛回収装置５Ｂでも、第１実施形態と同様に、キルン回転炉３Ａの二次燃焼室９から排出された飛灰Ｆａに含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー２３で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。
【図２】本実施形態に係るキルン回転炉を模式的に示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本実施形態に係る亜鉛回収装置を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態に係るスプラッシュコンデンサーを模式的に示す図である。
【図６】各金属の融点、沸点及び平衡蒸気圧を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。
【図９】本実施形態に係るキルン回転炉を模式的に示す断面図である。
【図１０】本実施形態に係る亜鉛回収装置を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
３Ａ，３Ｂ…キルン回転炉（焙焼装置）、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ…亜鉛回収装置、７，２９…焙焼炉、９，３１…二次燃焼室、１１…溶融スラグ分離部、１９…溶融還元槽（加熱室）、３７…固体還元槽（加熱室）、２３…スプラッシュコンデンサー（回収手段）、２４…亜鉛冷却ユニット（回収手段、冷却手段）、２５…沈澱槽、２６ａ…エジェクタ、３５…予熱空気管（熱交換部）３７ａ…飛灰収容室（収容部）、Ｆａ…飛灰（亜鉛含有の灰）、Ｚ１…粗亜鉛、Ｚ２…亜鉛。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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