(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀で汚染された土壌に、
反応促進剤として二価の鉄を主成分とするものを添加し、
水銀の沸点よりも低い２５０℃から３００℃までの温度で加熱して撹拌混合し、
加熱蒸気中に生成してくる水銀化合物を、
１００℃以上の温度を維持して硫化水銀となる反応を防いだ状態で、
再度、水銀の沸点よりも高い温度で加熱し、
水銀化合物を熱分解し金属水銀として回収する、
汚染土壌からの水銀回収方法。
【請求項２】
加熱蒸気中に生成してくる水銀化合物を再度、
５００℃程度の気相中に存在する硫黄成分が燃焼酸化して亜硫酸ガスの形態となる程度に加熱して行う、
請求項１記載の汚染土壌からの水銀回収方法。
【請求項３】
反応促進剤として、
鉄の硫化物を使用して行う、
請求項１記載の汚染土壌からの水銀回収方法。
【請求項４】
再加熱する熱源として、電気、ガス、油などの別エネルギーを用いて行う、請求項１記載の汚染土壌からの水銀回収方法。
【請求項５】
再加熱する熱源として、ロータリキルンを加熱する際に発生する廃熱を利用して行う、
請求項１記載の汚染土壌からの水銀回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本件出願人は、水銀汚染土壌の浄化処理方法として鉄などの遷移元素化合物を添加剤として、汚染土壊に混合撹辞し、ロータリキルン等によつて250 ℃〜300 ℃に低温加熱し、汚染土壌中の水銀を蒸発させて除去する方法を既に特許出願している。（特願平7 ‐203805）本発明はこの方法特許をさらに改善したものであり、蒸発気散した水銀の回収方法である。
【０００２】
【従来の技術】
汚染土壌からの水銀回収方法水銀汚染土壌の加熱浄化処理した際に、生成する水銀の捕集方法はこれまでに次のような方法が提案されている。
＜イ＞水銀鉱石の精鎌技術としてこれまでに広く行われている方法であるが、鉱石を600 ℃〜800 ℃程度に高温加熱し、鉱石中の水銀を水銀蒸気として加熱気化させ、急激に蒸気を冷却することにより水銀を凝縮・沈澱させる方法。
＜ロ＞鉱石ではなく水銀汚染土壌を、前述と同程度の高温で加熱処理する方法。この方法では、過マンガン酸カリウム、硫酸酸性溶液（通称カメレオン溶液）によって湿式酸化吸収溶液中で蒸発水銀を捕集する。あるいは、単純に活性炭などで吸着除去させる方法。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の水銀の回収方法においては、以下に示すような問題点が存在した。
＜イ＞物理、化学的吸着によつて水銀を気相中より除去処理することは可能であるが、化合物の形態となると物理的な吸着が主体となるため、十分な除去性能を示すとは限らない。
＜ロ＞カメレオン溶液の場合は、水銀あるいは水銀化合物であつても大抵の水銀化合物は酸化捕集することができる。しかし化学的には可能であるが、捕集能力や捕集速度を考慮にいれると、捕集しやすい化合物とそうではない化合物が生ずる。一例を挙げると、硫化水銀などは捕集することが困難である。また水銀単体として回収するための処理プロセスが、カメレオン溶波に再度還元剤を添加し加熱することが必要なことなど、操作が煩雑である。
＜ハ＞活性炭では水銀吸着限界が生じるため、適宜交換しなければならない。カメレオン溶液の場合は、時間経過とともに溶液中の過マンガン酸カリウムが空気中の酸素と反応して自動酸化されるため、定期的に溶液を交換しなければならない。このように運転中には多大なメインテナンス作業が必要である。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明はこれら問題点を解決するためになされたもので、資源リサイクルが容易であり、回収プロセスが簡単で、イニシャルコストが低廉な、汚染土壌からの水銀回収方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、水銀で汚染された土壌に、反応促進剤として二価の鉄を主成分とするものを添加し、水銀の沸点よりも低い２５０℃から３００℃までの温度で加熱して撹拌混合し、加熱蒸気中に生成してくる水銀化合物を、１００℃以上の温度を維持して硫化水銀となる反応を防いだ状態で、再度、水銀の沸点よりも高い温度で加熱し、水銀化合物を熱分解し金属水銀として回収する汚染土壌からの水銀回収方法を特徴としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【０００７】
＜イ＞水銀除去方法の概要
硫化水銀などの水銀化合物によつて汚染された土壌に反応促進添加剤を撹幹混合し、水銀の沸点よりも低い温度、例えば250 ℃〜300 ℃程度の温度で加熱する。これによつて汚染土壌中の水銀濃度は減少する。
【０００８】
＜口＞添加剤
反応促進添加剤として幾つか挙げられるがここでは鉄の硫化物を使用した場合を説明する。
添加剤は、二価の鉄を主成分とするものであればよい。成分としては、鉄の硫化物などが該当する。水銀汚染土壌に鉄の硫化物を混合加熱することにより、十分な除去率を得ることができる。
本加熱反応によつて除去された水銀は、この例の場合、加熱排出空気が冷却されるにつれて、気相中で除去された水銀蒸気および鉄の硫化物が酸化物へ加熱変性したことにより発生する硫黄が化学反応を起し、硫化水銀の形態となって除去排出される。
【０００９】
＜ハ＞再加熱の方法
添加剤を混合加熱することにより、除去された水銀および硫黄成分は土壌中から気相中へと移行するが、カメレオン溶液に至るまでの導管が100 ℃以下程度になると気相中の水銀成分は硫化水銀となる。この反応を防ぐため、再加熱反応管３までの導管をリボンヒーター６で100 ℃以上に加熱し保温する。
100 ℃以上に加熱保温された導管を経て、加熱排気は500 ℃程度に加熱された再加熱反応管３内に導かれる。
反応管３内部には隔壁やガラスビーズ３１等を詰めることにより、加熱反応時間をながくとり燃焼酸化を円滑に進行させる。
500 ℃程度に加熱排気を再加熱することによつて、気相中に存在する硫黄成分は燃焼酸化し亜硫酸ガスの形態となる。
これにより硫黄成分は水銀蒸気と反応せず、水銀及び亜硫酸ガスはそのまま捕集溶液に移行する。
再加熱する熱源としては、ロータリキルンを加熱する際に発生する廃熱を利用する方法が採用できる。あるいは電気・ガス・油などの別エネルギーを用いて加熱することができる。
【００１０】
【実施例】
以下に硫化鉄を用いた水銀の加熱除去実験例を説明する。
【００１１】
＜イ＞実験装置
図−1 に示す加熱実験系を用いて実験を行つた。本実験系は再加熱装置付きロータリキルンの構造を模したものであり、加熱を行いながら実験系を大気圧より若干低い圧力に保ち、空気を横に流すことができる。
図中、１は加熱反応炉、２は試料、３は再加熱反応炉、４は水銀吸収反応器、５は微量水銀除去用活性炭である。
0003808970.tif 000002
【００１２】
＜ロ＞汚染土壌
実験の用いた石英砂による模擬汚染土壌は、石英砂5gに硫化水銀12mgを添加混合することによつて作成した。作成後、硫化鉄（FeS ）を重量比で2 ％程度（0.1g）混合し、加熱実験に供した。
【００１３】
＜ハ＞実験経過加熱昇温速度は300 ℃までで5 分〜10分程度に設定した。加熱昇温を行っている問も通風し装置内減圧は保持した。300 ℃に達して後、15分ごとに4 回カメレオン溶液中の水銀濃度を測定し経時変化をみた。その結果、模擬汚染土壌を加熱した実験結果と比べ、硫化鉄を加熱混合することによりカメレオン溶液中に水銀は移行し十分に捕集された。（図−２）
【００１４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば汚染土壌からの水銀回収方法汚染土壌中の水銀を金属水銀として回収することができる。したがって、資源リサイクルが可能である。
また、本発明の方法によれば、加熱排気を冷却するだけで水銀を回収することができるため、回収プロセスが簡易になる。そのため処理プラントのイニシヤルコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水銀を加熱して回収する方法を確認する実験装置を示す図。
【図２】再加熱による水銀捕集率の経時変化を示す図。
【図１】
0003808970.tif 000003
【図２】
0003808970.tif 000004