(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛灰をｐＨ１〜４の液性下で塩酸浸出して塩素分とカルシウム分を溶出させ、これを固液分離した浸出残渣を、更にｐＨ１〜４の液性下で硫酸浸出して脱塩素処理を行なうことによって、硫酸浸出残渣中のカルシウム分を１/４〜１/１８に低減することを特徴とする飛灰の処理方法。
【請求項２】
硫酸浸出残渣の塩素量が０.０９〜０.０５wt％、カルシウム量が２.９〜０.７wt％である請求項１に記載する飛灰の処理方法。
【請求項３】
塩酸浸出の前、あるいは硫酸浸出の後に、飛灰ないし浸出残渣を６００〜１０００℃に加熱してダイオキシン類を分解除去し、硫酸浸出後の残渣をセメン卜原料として用いる請求項１または請求項２に記載する飛灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却炉から排出される飛灰の再資源化処理方法に関する。より詳しくは、飛灰を脱塩素処理およびダイオキシン類の分解無害化処理を施した後に、セメント焼成用キルンに投入して、セメント原料として、再資源化する飛灰の処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
都市ゴミ等を焼却処分する際に発生する飛灰はセメントによる固化処理等の中間処理を施した後に処分場に埋め立てられている。また最近は飛灰の再資源化を図るために飛灰を溶融処理してコンクリート用の骨材等を製造することが検討されている。しかし、埋立処分については、十分な埋立処分場を確保することが次第に困難な状況になっており、また、溶融固化後の再利用にも有害物質の溶出等の問題点がある。
【０００３】
一方、飛灰の主成分はシリカやアルミナ等であるので、これをセメント原料として再利用する試みがなされている。しかし、飛灰中には約１０wt％程度の塩素が含まれており、セメント原料とするには塩素濃度を０.１wt％以下まで低減させる必要がある。そこで、飛灰を水浸出して脱塩素処理することが検討されているが、水浸出では飛灰中の塩素濃度をセメント原料として利用できる程度にまで下げることは困難であった。
【０００４】
【発明の解決課題】
本発明は、飛灰をセメント原料に利用できる程度にまで、塩素含有濃度を下げる脱塩素処理方法を提供することを目的とする。更に、飛灰中に含まれるダイオキシン等の分解無害化処理を行なうことによって、飛灰をセメント原料として再資源化することを目的とするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明者等は、飛灰を硫酸浸出することにより、浸出残渣中の塩素濃度を０.０５wt％程度まで低減できることを見出した。しかし、単なる硫酸浸出では、飛灰中のカルシウムと硫酸が反応して石膏を生じ、これが浸出残渣に残るので硫黄分の多い残渣となり、このままではセメント原料として適さない。そこで、本発明では、飛灰を予め塩酸浸出することにより、飛灰中のカルシウム分を液中に浸出除去しておき、硫酸浸出時の石膏の生成を少量にとどめて残渣中の硫黄分の含有量を許容範囲内とし、セメント原料として利用可能なものとした。
また、飛灰中にはダイオキシン類が含まれているため、飛灰の脱塩素処理の後に処理残渣を加熱処理してダイオキシン類の分解無害化を行なうことにより、飛灰をセメント原料として利用し易くした。
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）飛灰をｐＨ１〜４の液性下で塩酸浸出して塩素分とカルシウム分を溶出させ、これを固液分離した浸出残渣を、更にｐＨ１〜４の液性下で硫酸浸出して脱塩素処理を行なうことによって、硫酸浸出残渣中のカルシウム分を１/４〜１/１８に低減することを特徴とする飛灰の処理方法に関するものである。
【０００７】
本発明の処理方法は、好ましくは、（２）硫酸浸出残渣の塩素量が０.０９〜０.０５wt％、カルシウム量が２.９〜０.７wt％である上記(１)に記載する飛灰の処理方法、（３）塩酸浸出の前、あるいは硫酸浸出の後に、飛灰ないし浸出残渣を６００〜１０００℃に加熱してダイオキシン類を分解除去し、硫酸浸出後の残渣をセメン卜原料として用いる上記(１)または上記(２)に記載する飛灰の処理方法である。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下に本発明を具体的に説明する。図１に本発明の処理方法の工程図を示す。図示するように、本発明の処理方法は、飛灰を塩酸浸出して塩素分とカルシウム分を溶出させた後に固液分離し、次いで浸出残渣を硫酸浸出して脱塩素処理を行ない、更に必要に応じて、この浸出残渣を６００〜１０００℃に加熱してダイオキシン類を分解除去した後に、セメント焼成用キルンに投入してセメン卜原料として用いる処理方法である。
【０００９】
(Ｉ)塩酸浸出工程
先に述べたように、飛灰を硫酸浸出すれば浸出残渣中の塩素濃度を低減できるが、硫酸浸出の際に飛灰中のカルシウムと硫酸が反応して石膏を生じ、これが浸出残渣中に固形分として残る。そこで、本発明の処理方法では、硫酸浸出に先立ち塩酸浸出を行う。塩酸浸出により、飛灰中の塩素分とカルシウム分を液中に浸出させて浸出残渣から除去し、カルシウム分を低減することにより、次工程の硫酸浸出において石膏の生成を抑制する。塩酸浸出液の塩酸濃度はｐＨ値１〜４が適当であり、ｐＨ値２〜３が好ましい。ｐＨ値４を上回るとカルシウムの浸出率が低く、ｐＨ値１未満では浸出残渣の濾過性が悪くなる。
【００１０】
(II)硫酸浸出工程
塩酸浸出に引き続き硫酸浸出を行う。硫酸浸出によって飛灰中の塩素量が低減する。具体的には、実施例の表１に示すように塩素量が０.０９〜０.０５wt％に低減し、また、カルシウム分も実施例の表１に示すように２.９〜０.７wt％に低減する。硫酸浸出液の硫酸濃度はｐＨ値１〜４が適当であり、ｐＨ値２〜４が好ましい。ｐＨ値４を上回ると塩素の浸出率が低く、ｐＨ値１未満では浸出残渣の濾過性が悪くなる。
【００１１】
(III)加熱分解処理
飛灰中のダイオキシン類を分解無害化するために、塩酸浸出前あるいは硫酸浸出後に、飛灰ないし浸出残渣を６００〜１０００℃で加熱処理する。加熱温度が６００℃より低いとダイオキシン類の分解が不十分になる。ダイオキシン類の分解率は１０００℃で９９.９９％以上であるので、加熱温度の上限は１０００℃が適当である。
【００１２】
【実施例】
本発明を実施例によって以下に具体的に示す。なお、これらは例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１３】
実施例１
一般ゴミの焼却飛灰（Cl:10.6wt％,Ca:12.7wt％,S:1.3wt％）１００gを各々異なったｐＨ値(pH:4,2,1)の塩酸浸出液１０００mlを用いて浸出した後に濾過し、引き続き、この塩酸浸出残渣をｐＨ値２の硫酸浸出液１０００mlを用いて浸出を行ない、濾過後、浸出残渣に含まれる塩素、カルシウムおよび硫黄の含有量を測定した。測定結果を表１に示した。表１に示すように、硫酸浸出残渣中のカルシウム分は１／４〜１／１８程度に大幅に減少しており、硫酸浸出残渣に含まれる石膏分も格段に少ない。
【００１４】
【表１】
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実施例２
実施例１の塩酸浸出処理および硫酸浸出処理を行った浸出残渣１５gを、温度６００℃、８００℃、１０００℃の各温度で２時間、加熱処理し、残渣中のダイオキシン類を分析した。この結果を表２に示した。表２に示すように、処理前の飛灰に含まれていたダイオキシン類は大部分が分解除去された。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
比較例
実施例１で用いたものと同じ飛灰１００gを各々異なったｐＨ値(4,2,1)の硫酸浸出液１０００mlを用いて浸出を行い、濾過後の浸出残渣中の塩素および硫黄の含有量を測定した。この分析結果を表３に示した。表３に示すように、本例の浸出残渣にはカルシウムと硫黄分が多量に含まれている。
【００１７】
【表３】
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【００１８】
【発明の効果】
本発明の脱塩素処理およびダイオキシン類の分解無害化処理によれば、飛灰をセメント原料に適するものに処理することができるので、大量に発生する焼却飛灰を有効に再資源化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の処理方法を示す工程図。
【図１】
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