(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素を含有する石炭灰に希塩酸溶液を添加して処理対象物とするとともに該処理対象物中の前記石炭灰と前記希塩酸溶液とを互いに接触させることで前記石炭灰に含まれているホウ素を前記希塩酸溶液に溶出させ、次いで、前記処理対象物を前記ホウ素が溶出した処理液と前記ホウ素が分離除去された処理固形物とに固液分離し、前記処理液をさらに固液分離してその固形分を脱水処理して廃棄物処理する一方、前記処理固形物を水ですすぎ洗浄して該処理固形物内に残留する前記希塩酸溶液及び前記ホウ素を除去し、次いで、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理することを特徴とするホウ素の分離除去方法。
【請求項２】
すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理してリサイクル資材とする請求項１記載のホウ素の分離除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として石炭灰等のホウ素の分離除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所から多量に発生する石炭灰や廃棄物を焼却した後に発生する灰などの焼却灰には高アルカリ成分や有害重金属が含まれているため、これを産業廃棄物として廃棄物処分場に埋立処分しなければならない。
【０００３】
ここで、焼却灰、特に植物由来である石炭灰については、多量のホウ素が含まれており、かかるホウ素は、半導体材料やガラス工業などの分野で使用される有用元素である反面、健康障害を引き起こす有害元素でもあり、クロム、カドミウム、ニッケルなどとともに有害重金属類に指定されている。
【０００４】
そのため、このような高アルカリ成分や有害重金属類が石炭灰から溶出して地下水系に滲出し、環境に拡散していくことがなきよう、埋立処分が完了した後も、焼却灰からの滲出水を処分場底面に敷設された集排水溝に集めるとともに、該滲出水をポンプアップしてモニタリングし、問題がない滲出水については、ｐＨ処理等を適切に行った後、河川等に放流している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、廃棄物処分場の確保がますます困難になる状況下、大量に発生する焼却灰をリサイクル資材として有効利用することも望まれている。
【０００６】
しかしながら、焼却灰、特に石炭灰に多く含まれているホウ素を該焼却灰から分離除去する方法は未だ確立されておらず、さりとて、セメント固化や溶出防止薬剤による溶出防止策では、コストが高くなりすぎてリサイクル資材としては利用することができないのが現状である。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、焼却灰、特に石炭灰に多く含まれているホウ素を該焼却灰から分離除去することで焼却灰をリサイクル資材として利用することが可能なホウ素の分離除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るホウ素の分離除去方法は請求項１に記載したように、ホウ素を含有する石炭灰に希塩酸溶液を添加して処理対象物とするとともに該処理対象物中の前記石炭灰と前記希塩酸溶液とを互いに接触させることで前記石炭灰に含まれているホウ素を前記希塩酸溶液に溶出させ、次いで、前記処理対象物を前記ホウ素が溶出した処理液と前記ホウ素が分離除去された処理固形物とに固液分離し、前記処理液をさらに固液分離してその固形分を脱水処理して廃棄物処理する一方、前記処理固形物を水ですすぎ洗浄して該処理固形物内に残留する前記希塩酸溶液及び前記ホウ素を除去し、次いで、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理するものである。
【０００９】
また、本発明に係るホウ素の分離除去方法は、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理してリサイクル資材とするものである。
【００１０】
本発明に係るホウ素の分離除去方法においては、まず、石炭灰等のホウ素含有物質に酸性溶液を添加して処理対象物とするとともに該処理対象物中の前記ホウ素含有物質と前記酸性溶液とを互いに接触させる。
【００１１】
このようにすると、ホウ素含有物質に含まれているホウ素は、すみやかに酸性溶液中に溶出する。
【００１２】
処理対象物は、例えば処理槽内にホウ素含有物質を投入し、かかる状態で酸性溶液を添加することが考えられる。
【００１３】
処理対象物中のホウ素含有物質と酸性溶液とを互いに接触させるには、上述した添加の形態とも関連するが、例えば処理槽内に投入されたホウ素含有物質に酸性溶液を散水することで該ホウ素含有物質内に酸性溶液を浸透させる方法や、ホウ素含有物質が投入された処理槽内に酸性溶液を多量に添加し、しかる後、該処理槽内を攪拌混合する方法が考えられる。すなわち、本発明で言う添加とは、その量の多少を問わないし、接触させる方法としても、浸透、攪拌混合等、任意である。
【００１５】
次に、処理対象物を、ホウ素が溶出した処理液とホウ素が分離除去された処理固形物とに固液分離する。固液分離させるには、例えば公知の凝集剤を使用すればよい。
【００１６】
ここで、固液分離で生じた処理液については、これをさらに固液分離し、その固形分を脱水処理して廃棄物処理する。かかる固液分離においては、固形分中にできるだけ多くのホウ素が濃縮されるよう、アルカリ環境下で凝集沈殿させるのが望ましい。
【００１７】
一方、固液分離で生じた処理固形物については、水ですすぎ洗浄することによって、該処理固形物内に残留する酸性溶液及びホウ素を除去し、すすぎ洗浄後に残った固形分については、これを脱水処理する。
【００１８】
ここで、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理してリサイクル資材とすれば、石炭灰の有効利用を図ることができるとともに、廃棄物の量も大幅に削減することが可能となる。
なお、本発明において、ホウ素含有物質とはホウ素を含有する石炭灰をいうものとし、酸性溶液とは希塩酸溶液をいうものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るホウ素の分離除去方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るホウ素の分離除去方法の処理手順を示したフローチャートである。同図でわかるように本実施形態に係るホウ素の分離除去方法においては、まず、ホウ素含有物質である石炭灰に酸性溶液である希塩酸溶液を添加して処理対象物とするとともに、該処理対象物中の石炭灰と希塩酸溶液とを互いに接触させる（ステップ１０１）。
【００２１】
このようにすると、石炭灰に含まれていたホウ素は、すみやかに希塩酸溶液中に溶出し、石炭灰に最初に含まれていたホウ素のうち、８０％前後のホウ素を希塩酸溶液中に溶出させることができる。
【００２２】
石炭灰は、例えば火力発電所から適宜搬出するようにすればよい。
【００２３】
処理対象物は、例えば処理槽内に石炭灰を投入し、かかる状態で希塩酸溶液を添加することが考えられる。また、処理対象物中の石炭灰と希塩酸溶液は、ミキサー等で構成した処理槽内に投入添加し、かかる状態で攪拌混合することによって、互いに接触させることができる。
【００２４】
なお、処理槽内は、ｐＨを４前後に維持するのが望ましい。
【００２５】
次に、処理対象物を、ホウ素が溶出した処理液とホウ素が分離除去された処理固形物とに固液分離する（ステップ１０２）。固液分離させるには、例えば公知の凝集剤を処理槽内に添加し、その上澄み液を処理液、凝集沈殿分を処理固形物とすればよい。
【００２６】
次に、固液分離で生じた処理液については、これをさらに固液分離し（ステップ１０３）、次いで、その固形分を脱水処理した後（ステップ１０４）、脱水処理された固形分を廃棄物処理する（ステップ１０５）。
【００２７】
なお、ステップ１０４の脱水処理で生じた水に希塩酸を加え、これを処理槽に添加する希塩酸溶液として還流させるようにしてもよい。
【００２８】
一方、固液分離で生じた処理固形物については、水ですすぎ洗浄することによって、該処理固形物内の間隙に残留する希塩酸及びホウ素を除去する（ステップ１０６）。
【００２９】
かかるステップにおいて、ホウ素は残りの約１０％が除去される。なお、処理固形物内にはまだわずかなホウ素が含有された状態ではあるが、かかるホウ素は、希塩酸溶液に溶出した後、処理固形物からほとんど溶出せず、ステップ１０６でのすすぎ洗浄でもほとんど溶出しない。かかるすすぎ洗浄で除去されるホウ素は、上述したように、処理固形物内の間隙に残留していたホウ素であって、あらたに溶出したホウ素ではない。
【００３０】
次に、使用済みの洗浄水については、これをステップ１０３〜１０５と同様に水処理して固液分離する。固液分離した液は洗浄水として再利用し、固形分は廃棄物処分するとともに（ステップ１０７）、すすぎ洗浄後に残った固形分については、これを脱水処理してリサイクル資材とする（ステップ１０８）。
【００３１】
なお、使用済みの洗浄水は、ステップ１０１の希塩酸溶液に還流させてもよい。このようにすると、上述した清水添加量を節約することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係るホウ素の分離除去方法によれば、ホウ素含有物質である石炭灰に酸性溶液である希塩酸溶液を添加して処理対象物とするとともに、該処理対象物中の石炭灰と希塩酸溶液とを攪拌混合等によって互いに接触させることにより、石炭灰に含まれていたホウ素を希塩酸溶液中に８０％程度まで溶出させることが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態に係るホウ素の分離除去方法によれば、処理対象物を、ホウ素が溶出した処理液とホウ素が分離除去された処理固形物とに固液分離し、該固液分離で生じた処理液をさらに固液分離して、その固形分を脱水処理し、該脱水処理された固形分を廃棄物処理するようにしたので、有害重金属類であるホウ素を最初の石炭灰質量よりもかなり少なく濃縮させることが可能となり、産業廃棄物の量を大幅に低減することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態に係るホウ素の分離除去方法によれば、固液分離で生じた処理固形物を水ですすぎ洗浄することによって、該処理固形物内に残留する希塩酸及びホウ素を除去するようにしたので、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理すれば、これをリサイクル資材として、盛土材、埋立材、裏込め材といったさまざまな土木建築資材として有効利用することが可能となる。
【００３５】
すなわち、ホウ素を希塩酸に溶出させた後は、ホウ素は、処理固形物からほとんど溶出しないため、すすぎ洗浄後に残った固形分はホウ素が溶出しない状態となり、環境基準を十分にクリアすることができる。また、石炭灰を希塩酸溶液に接触させることによって、ホウ素のみならず、他の有害重金属についても希塩酸溶液に溶出させこれを石炭灰から除去することができるので、リサイクル資材として何ら支障は生じない。また、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇなどの高アルカリ成分も石炭灰から溶出するが、最初に添加した希塩酸溶液と中和するため、石炭灰からアルカリ成分が溶出することによって、やはり何らの支障も生じない。
【００３６】
また、リサイクル資材としての埋立材等は、上述したように無害化されているため、例えば埋立完了後、その埋立地をすみやかに緑地等の使用に供することが可能となる。
【００３７】
本実施形態では特に言及しなかったが、ステップ１０６のすすぎ洗浄だけでは、処理固形物の間隙に残留する希塩酸やホウ素を十分に除去できない場合には、すすぎ洗浄後に残った固形分に含有されるホウ素の量が環境基準を下回るまで、必要に応じて補給水を適宜加えながら、上述したすすぎ洗浄を適宜繰り返せばよい。
【００３８】
また、本実施形態では、リサイクル資材を作製するまでをその内容としたが、すすぎ洗浄後に残った固形分を脱水処理した後、これを必ずしもリサイクル資材とせずとも、従前通り、廃棄物処分場に埋立処分する構成を排除するものではない。
【００３９】
かかる構成においても、埋立処分された固形分からはホウ素をはじめ有害重金属類の溶出はなく、ｐＨもほぼ中性となっているため、埋立完了後、すみやかにその上をさまざまな用途に供することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るホウ素の分離除去方法によれば、ホウ素を含有する石炭灰に希塩酸溶液を添加して処理対象物とするとともに、該処理対象物中の石炭灰と希塩酸溶液とを互いに接触させることにより、石炭灰に含まれていたホウ素を希塩酸溶液中に溶出させることが可能となる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るホウ素の分離除去方法の処理手順を示したフローチャート。
【図１】
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