(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒成分と無機繊維を含む廃触媒を小片に切断したのち、これを容器内に設置した回転打撃体に衝突させることにより、触媒成分と無機繊維を分離するとともに触媒成分を粉砕し、これらを分級して触媒成分を回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
【請求項２】
無機繊維布状体に触媒成分が担持された廃触媒を小片に切断し、次いで該小片を加湿させ、加湿した廃触媒小片を容器内に設けた板状または棒状回転体に衝突させることにより、触媒成分と無機繊維布状体とを分離したのち、分級手段により触媒成分を選別回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
【請求項３】
触媒成分ペーストを無機繊維布状体に塗布したものを乾燥後焼成してなる板状触媒の使用済み廃触媒を、歯車状の断面を有するローラと円筒状ローラよりなる１組のローラ間に通過させることにより所定寸法の小片に切断し、切断後の廃触媒を容器内に設置した板状または棒状の回転体に衝突させることにより触媒成分と無機繊維布状体とを分離したのち、これらを所定の開孔を有するふるいで分級することにより前記触媒成分を選別回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
【請求項４】
触媒成分を触媒強化用無機繊維体に担持させた廃触媒を所定寸法以下の小片に切断する、歯車状断面を有するローラと円筒状ローラとの組合わせ、または歯車状ローラと歯車状ローラとの組合わせよりなる切断機と、切断後の廃触媒小片を収容し、該小片に打撃を与えて無機繊維体の破砕を抑制しつつこれを触媒成分から剥離するとともに触媒成分を破砕する回転式打撃体を容器内に備えてなるミキサ手段と、該ミキサ手段で処理された触媒成分と無機繊維体との混合物を分級して前記触媒成分を選別回収する分級手段とを有することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃触媒からの触媒成分回収方法および装置に係り、特に無機繊維と触媒成分よりなる廃触媒から触媒成分を物理的に選択回収する方法および装置であって、回収された触媒成分に混入している無機繊維の割合をできるだけ低減し、回収触媒成分に対して後工程で実施される化学的な無機繊維分離処理を効果的に行うことができる廃触媒からの触媒成分回収方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境汚染防止のため各種使用済み製品をそのまま廃棄することを禁止し、利用できるものはできるだけ回収再利用することが世界的な動きとなっている。
従来、使用済みの廃触媒から触媒活性成分を回収する方法として、例えばモリブデンの酸化物を含む触媒から酸化モリブデンを回収する方法（特開平１０−２０２１１４号公報）や、廃触媒から原料を回収する方法（特公昭５８−２９１４３号公報）が知られている。前者は５００〜８００℃の水蒸気でモリブデン酸化物をモリブデン酸蒸気に変えた後、５００℃以下に冷却して酸化モリブデンまたはモリブデン酸として回収する方法であり、後者は硫酸のような鉱酸で触媒を溶解した後、アンモニア水などのアルカリ溶液で中和し、沈澱物を濾過・洗浄して触媒として再利用する方法である。
【０００３】
しかしながら、機械的強度を向上させるために触媒に無機繊維が加わっている場合は、無機繊維を触媒成分部とあらかじめ物理的に分離し、分離後の触媒成分部に対してのみ化学的回収処理を行うことが望ましい。
例えば廃触媒のもととなる原触媒の一例を示すと、チタン、モリブデンおよびバナジウムを含有する触媒成分に水を加え、これにシリカ・アルミナを主成分とする無機繊維（商品名カオウール）を混合した触媒原料ペーストを、Ｅガラス繊維よりなる織布に塗布し、その上にＥガラス繊維織布を被覆したのち、上下一対のプレス型で所定形状に圧延成形したものを、乾燥後３００〜５００℃程度の焼成温度で焼成した板状触媒がある。
【０００４】
この場合、Ｅガラス繊維織布は所定形状、例えば所定波高、所定ピッチの波形形状に成形された板状触媒に機械的強度を与えるものであり、また触媒成分ペースト中に混入するシリカ・アルミナを主成分とする無機繊維は、上記織布に塗布され担持された触媒成分部の物理的、機械的強度を向上させるものである。
なお、上記無機繊維織布は板状触媒体に機械的強度を与えるものであればよく、無機繊維の網目状体、または縦方向もしくは横方向に並行に配列された無機繊維列であってもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した無機繊維織布等に触媒ペーストを圧延塗布したのち焼成した触媒のように、触媒全体に含まれる無機繊維織布等の割合が高い場合、回収される触媒成分に較べて化学的回収処理工程に投入される廃触媒の全体量が大きくなり、化学的な触媒成分回収の処理コストを考慮すると、他の簡易な方法であらかじめ無機繊維部分の割合を低減する必要がある。
【０００６】
無機繊維部分をあらかじめ触媒成分部分から分離する方法としては、廃触媒を小さく破砕し、これを分級手段で分級して触媒成分部と無機繊維部分に分離することがまず考えられるが、本発明者らの実験の結果、無機繊維織布等を含む廃触媒を高速ミキサやボールミルなどで粉砕すると、触媒成分中の硫酸根や触媒活性成分との反応により靭性の低下している無機繊維織布等は容易に破壊され粉末状になり、触媒成分粉末と混合するため、このような粉末を分級しても効果的に無機繊維部分を触媒成分から除去することは不可能であることが分かった。
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、廃触媒から回収した触媒成分に含まれる無機繊維をできるだけ低減し、触媒成分回収率を向上させることができる廃触媒からの触媒成分回収方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）触媒成分と無機繊維を含む廃触媒を小片に切断したのち、これを容器内に設置した回転打撃体に衝突させることにより、触媒成分と無機繊維を分離するとともに触媒成分を粉砕し、これらを分級して触媒成分を回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
（２）無機繊維布状体に触媒成分が担持された廃触媒を小片に切断し、次いで該小片を加湿させ、加湿した廃触媒小片を容器内に設けた板状または棒状回転体に衝突させることにより、触媒成分と無機繊維布状体とを分離したのち、分級手段により触媒成分を選別回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
【０００８】
（３）触媒成分ペーストを無機繊維布状体に塗布したものを乾燥後焼成してなる板状触媒の使用済み廃触媒を、歯車状の断面を有するローラと円筒状ローラよりなる１組のローラ間に通過させることにより所定寸法の小片に切断し、切断後の廃触媒を容器内に設置した板状または棒状の回転体に衝突させることにより触媒成分と無機繊維布状体とを分離したのち、これらを所定の開孔を有するふるいで分級することにより前記触媒成分を選別回収することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収方法。
【０００９】
（４）触媒成分を触媒強化用無機繊維体に担持させた廃触媒を所定寸法以下の小片に切断する、歯車状断面を有するローラと円筒状ローラとの組合わせ、または歯車状ローラと歯車状ローラとの組合わせよりなる切断機と、切断後の廃触媒小片を収容し、該小片に打撃を与えて無機繊維体の破砕を抑制しつつこれを触媒成分から剥離するとともに、触媒成分を破砕する回転式打撃体を容器内に備えてなるミキサ手段と、該ミキサ手段で処理された触媒成分と無機繊維体との混合物を分級して前記触媒成分を選別回収する分級手段とを有することを特徴とする廃触媒からの触媒成分回収装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明方法は、触媒活性成分部分と無機繊維部分からなる使用済み廃触媒を小片、例えば数ミリ角に切断した後、密閉容器内に設置された回転体に衝突させ、その衝撃により無機繊維と触媒活性成分粉を分離し、得られた触媒活性成分と無機繊維の混合物から一定粒径以下の触媒成分粉末を分級分離することにより無機繊維を取り除いて触媒成分の含有率が高い粉末を回収するものである。
【００１１】
廃触媒は、歯車状の断面を有する一対のローラ間、または歯車状の断面を有するローラと円筒状のローラとの間を通過させることにより効率よく小片に切断される。また、回転体で破砕された前記小片を０．１から２mmぐらいの孔径のメッシュで分級すると最も効果的に無機繊維と触媒成分を分離することができる。
本発明において、切断後、破砕する前に廃触媒を濡らすか、または湿らせることにより含有される無機繊維の強度を高め、破砕時に無機繊維が破断されにくくすれば、触媒部分と無機繊維部分との分離効率を上げることができる。
このようにして廃触媒粉体中の無機繊維の割合を低減することにより、後段で行われる無機繊維中のシリカおよびアルミナ（カオウール繊維の主成分）の化学的分離工程における処理体積量が低減される。
【００１２】
本発明は、簡便な方法で廃触媒に含まれる無機繊維を取り除くために、まず廃触媒を小片に切断し、回転体に衝突させ破砕することにより無機繊維から触媒を剥離するところに特長がある。回転体は、板状または棒状体で、切断刃のないものであることが好ましい。通常、触媒などの粉末を分級し回収する場合、高速ミキサやボールミルなどで破砕した粉末を分級するが、無機繊維を含む廃触媒をそれらの方法で破砕すると、触媒成分中の硫酸根や触媒活性成分との反応により靭性が低下している無機繊維は容易に破壊され粉末状になる。そのような粉末を分級しても効果的に無機繊維を触媒成分から除去することは不可能であった。
【００１３】
廃触媒片の大きさが大きい場合、これを小片になるまで充分破砕すると、その過程で無機繊維の一部が粉末状に破砕される。それを防ぐには廃触媒を数mm角程度の大きさの小片に切断することにより、わずかな衝撃で触媒が剥離できるようにすればよい。なお粉末状になってしまった繊維と触媒成分粉末とを分級するのは困難であり、化学的な分離方法を用いる必要がある。
【００１４】
本発明において、廃触媒を一定寸法に破砕するためには一定間隔で剪断力を加えることのできる歯車状断面を持つローラと、これと外接する円筒状ローラよりなる１組のローラ間、またはともに歯車状断面を有する１組のローラ間に廃触媒を通過させる方法が最も効果的である。
また、無機繊維は水分に比例して靭性が高くなるため、廃触媒小片を吸湿状態または吸水状態としたのち、衝撃を与えることにより、無機繊維を破砕することなく、触媒成分を分別回収することができる。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を図面を用いてより詳細に説明する。
本発明の実施の形態で用いた使用済廃触媒は、チタン、モリブデンおよびバナジウムのモル比が９４：５：１になるような酸化物と、シリカアルミナ繊維（商品名カオウール）からなる触媒部（：カオウールは触媒部全体の２０重量パーセント）と、該触媒を上下面から挟んだ０．６mm厚さのＥガラスクロス２枚の織布部分からなり、板厚約１．３mmの板状触媒である。全重量の２２％が織布であるから繊維は全体の約３８％となる。上記板状触媒は、触媒成分に水とカオウールを加え混合したペーストを上下２枚のＥガラスクロスの間に供給して圧延塗布後、乾燥、焼成して作成したものである。
【００１６】
実施例１
上述した廃触媒を図１に示す切断用歯車状上ローラ２、およびこれと外接する円筒状下ローラ３からなる１組の切断機に通過させて５mm以下の幅の板状触媒とし、さらにこの５mm以下の幅の板状触媒をその長さ方向が上記歯車状ローラ２の軸方向と交叉するように、例えば直交するように再度供給して、５mm角以下の小片となるように切断した。なお切断用歯車状ローラの歯車部の円周方向ピッチを変えることにより廃触媒の小片の寸法を変えることができる。
【００１７】
次に、これを図２に示すような板状または棒状の回転体５を密閉容器４内に有するミキサ内に供給し、約１０秒間破砕した。破砕した粉末を孔寸法（目開き）０．５mmのふるいで分級し、無機繊維布部分と触媒成分部分とに分離した。なお、回転体５の形状は板状体または棒状体に限定されるものではなく、小片の廃触媒に打撃を与え、無機繊維織布を粉状に粉砕することなく触媒成分部より剥離させ、かつ触媒成分部を所定大きさ以下の粉末に粉砕するものであればよい。
【００１８】
実施例２
実施例１と同じ方法で廃触媒１を５mm角以下に切断し、得られた廃触媒小片に水分を２０重量％含ませたのち、実施例１と同じ条件で破砕および分級した。
【００１９】
比較例１
実施例１と同じ方法で廃触媒１を５mm角以下に切断した。これを板状回転体に代え、回転刃６を有する以外は実施例１と同じミキサに供給して廃触媒の小片がなくなるまで３０秒間破砕を行った。得られた破砕物を実施例１と同様孔寸法０・５mmのふるいで分級した。
実施例１、２および比較例１によって回収した触媒成分粉末中のカルシウム（Ｅガラスに含まれる）の濃度を比較して無機繊維量の変化の指標とした。結果を表１に示す。なお、測定は蛍光Ｘ線分析法で行った。
【００２０】
【表１】
0004071929.tif 000002
上表のように、実施例１および２は比較例１に比し回収した触媒粉末中の無機繊維織布の割合が大幅に低減できていることが確認された。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によって無機繊維を含む廃触媒から触媒成分原料を効率よく回収できるとともに、従来廃棄されていた触媒を再利用できるので現在大きな問題となっている産業廃棄物削減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で用いた廃触媒を小片にする装置の概略図。
【図２】実施例で用いた廃触媒小片を破砕するミキサの概略図。
【図３】比較例で用いた回転刃を用いた廃触媒小片を破砕するミキサの概略図。
【符号の説明】
１…廃触媒、２…切断用歯車状上ローラ、３…円筒状下ローラ、４…密閉容器、５…回転体、６…回転刃。
【図１】
0004071929.tif 000003
【図２】
0004071929.tif 000004
【図３】
0004071929.tif 000005