廃棄物からの貴金属回収
Precious Metal Recovery from Waste

谷田克義＊
藤原 大＊＊
Katsuyoshi Tanida Hiroshi Fujiwara
博士（工学）

博士（工学）

藤田 淳＊＊＊Jun Fujita

技術士（衛生工学部門）

ごみの熱処理残渣からの貴金属回収において，ストーカ炉では落じん灰に高濃度に貴金属が濃縮されていることが知られているが，当社の主力設備である流動床炉においても貴金属が濃縮されている熱処理残渣があると考えられた。調査の結果，流動床炉の底に残存する砂（炉底砂）に高濃度に貴金属が濃縮されており，その金濃度は数十〜数千 mg/kg と非常に高濃度であることが分かった。炉底砂は貴金属，特に金の資源価値が高いことから精錬事業者に販売し，金の回収を行うスキームを構築した。
When it comes to recovering precious metals from waste incineration residue, it is well known that, riddlingash in a stoker type incinerator is rich in precious metals, so we tried to find residues that contained highconcentrations of precious metals in a ﬂuidized bed type furnace, which is our core product. As a result ofinvestigations, we found that bottom sand that remains on the bottom of a ﬂuidized bed furnace contains highconcentrations of precious metals such as gold, which can range from several dozen to several thousand
mg/kg. Because of the high resource value of precious metals and especially gold, a scheme for recovering
gold that involves selling bottom sand to smelters has been established.

Key Words：
流動床

Fluidized bed

炉

底砂

Bottom sand渣

Thermal treatment residues

属Precious metal

回収

Recovery

精錬

Smelting

熱処貴理
金

残【セールスポイント】
・流動床でごみを焼却することで，貴金属を濃縮することが可能である。
・貴金属が濃縮された炉底砂は販売でき，貴金属を回収することが可能である。

まえがき

その過程で火格子の隙間から落下した熱処理残渣で近年，熱処理残渣からの有価金属の回収や熱処理ある落じん灰中に有価金属が高濃度で含まれている

残渣の土木資材としての有効利用に関して，盛んにことが報告されている１）。一方，流動床炉において検討が行われている。ストーカ炉においては，燃えも有価金属が濃縮されている残渣があると考えられ殻は機械的に押し出されて炉下から排出されるが，る。流動床式ガス化炉と流動焼却炉の２つの形式の＊技術開発センター 技術開発部
技術開発センター 新技術インキュベーション部（ロンドン駐在）
環境エンジニアリング事業本部 環境プラント技術本部 技術企画部 開発室

＊＊

＊＊＊

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 18 No. 1（2021／9） 19

ごみ

Au濃度 mg/kg

ガス

ボイラ冷却塔

流動床炉底砂154

流動砂0.35

不燃物
0.00

鉄分0.30

バグフィルタボイラ灰 ガス冷灰 集じん灰
0.91
0.56
0.10

施設a

図１

流動焼却炉の残渣における金濃度の分布

焼却炉において様々な熱処理残渣の貴金属を分析したところ，流動床炉の炉底に堆積している砂（炉底①流動砂を引き抜く②安息角で砂が炉底に残る流動砂

炉底砂砂と呼ぶ）に高濃度に有価金属が濃縮されていることを見出した。
図１に流動焼却炉（施設 a）の各残渣の金濃度を示す。排ガス側のボイラ灰，ガス冷灰，集じん灰では徐々に金濃度が低下しており，比重の重い金が排ガスの上流側で高い濃度で検出されていることが分かる。しかしながら炉底砂以外の残渣に含まれる金の濃度は１ mg/kg 未満であり，有価物として回収できる濃度ではなかった。一方，炉底砂の金濃度は154 mg/kg と突出して高いことが分かる。本稿では，

図２

炉底砂について

炉底砂の貴金属濃度について紹介するとともに，炉底砂の取り扱いについても紹介する。の砂は安息角が炉床の角度よりも大きいため，炉底1. 炉底砂についてに残る。これを回収することで炉底砂を得ることがた砂である。当社の流動床炉の炉底部分は空気分散

2. 炉底砂における有価金属の濃度できる。

炉底砂とは上述の通り，流動床炉の炉底に堆積し表１に炉底砂の貴金属の分析結果を示す。分析は，板が設置されており，空気が出る穴より下にある砂は流動しないため，ここに比重の大きい貴金属が濃流動床炉を備える流動床式ガス化炉と流動焼却炉に縮したと考えられる。

ついて行った。各施設では，通常のごみの他に，他所灰や掘り起こしごみ，リサイクル残渣が焼却され炉底砂の回収方法は，以下の通りである。図２にている。

示すように，流動床炉の砂は，炉停止時に炉底の抜表１から分かるように，炉底砂には数十〜数千出管を通じて炉外に排出されるが，その際に炉底部
表１
施設

炉底砂の貴金属分析結果

Au

Ag

Cu

mg/kg

mg/kg

mg/kg

炉形式

施設A 1 330～6 300 1 650～9 120 77 400～142 000

備考
他所灰施設B64

139

36 100

施設C

23～3 32028～2 040

33 200～90 900

リサイクル残渣

施設D

14～1 030

125～1 200

24 400～65 000

施設E

79～148176～239

48 500～55 300

リサイクル残渣

施設F

5～615

16～1 050

9 300～58 600

掘り起こしごみ，リサイクル残渣

施設a64～154

350～515

15 300～31 800

施設b8～7050～19037 600～58 600

施設c6264157 000

流動床式ガス化炉

20 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 18 No. 1（2021／9）

流動焼却炉

リサイクル残渣リサイクル残渣リサイクル残渣リサイクル残渣mg/kg の金，銀が含まれていた。この値は落じん灰

は施設 A の約半分）の方が真比重が高かったが，の値２） の数倍〜数十倍であり，濃縮することなく循環砂は比重に施設による差が見られなかった。こ

精錬を行い金を回収できる濃度である。また銅も数

れは炉底砂に含まれる貴金属の濃度に差があるのに千〜十数万 mg/kg 含まれていた。特に他所灰を受け対して，循環砂の貴金属濃度がほとんど同じである

入れている施設 A において貴金属の濃度が高かっことに起因すると考えられる。

た。多くの施設において，リサイクル残渣を受け入れているが，貴金属の濃度にはバラツキがあり，リ4. 炉底砂中の貴金属の存在形態

図４に炉底砂断面の SEM（走査電子顕微鏡）画

サイクル残渣の受け入れと貴金属濃度には明確な関像および金の EPMA（電子線プローブマイクロアナ係性は確認できなかった。また同じ施設でも測定時ライザ）画像を示す。本画像から，約１ mm の砂を期や系列などによって貴金属濃度が大きくばらつく構成する粒子の内部に直径約20 μm の粒子として金結果となった。

が存在していることが確認された。金は安定な物質

3. 炉底砂の性状であり，他の物質と反応せず，金そのままの状態でされていた循環砂の比重を示す。炉底砂の比重は循

5. 炉底砂の取り扱い

図３に施設 A と施設 G の炉底砂と貯留槽に貯留環砂の比重よりも大きいことが分かった。また炉底砂は貴金属の濃度が高い施設 A（施設 G の金濃度

現在，炉底砂に一定以上の金が含まれる数施設については，炉底砂を日本鉱産（株）に売却，三井金属鉱業（株）にて精錬し貴金属を回収している。今

4.5

後も継続して炉底砂の貴金属含有量を調査し，引き4.0続き貴金属回収の拡大を進める予定である。

3.5

真比重 (g/cm3)

炉底砂中に含まれている例が確認された。

む

3.0

すび

流動床炉の炉底に堆積している炉底砂に着目して2.5貴金属が濃縮されていることを確認した。またその2.0

炉底砂を回収し精錬工場にて山元還元するルートを1.5確立できた。今後も，廃棄物に含まれる都市鉱山か1.0らの貴金属回収を拡大し，資源循環に貢献していき0.5たい。

0.0
循環砂

炉底砂

循環砂施設A

図３

炉底砂施設G

砂の比重［参考文献］
１）山本ら：廃棄物学会論文誌，18（５）（2007）p314-324
２）村河ら：第41回全国都市清掃研究・事例発表会講演
論文集，Ⅱ−２−47（2020）p145-147

1.0 mm20μm

図４金の存在形態
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 18 No. 1（2021／9） 21