JP2008231549A - セメントキルンダスト処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、セメントキルン燃焼ガスに含まれるダストから効率よく鉛等の微量成分を回収する。
【解決手段】セメントキルン２から排出された燃焼ガスに含まれるダストを分級する分級機８と、分級機８で分級された微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収する浮選機１６とを備えるセメントキルンダスト処理装置１。セメントキルン２から排出された燃焼ガスに含まれるダストのうち、分級機８で分級された微粉側に鉛等が偏在するとともに、この微粉のみを浮選機１６による処理対象物とすることにより、処理対象物自体の量が少なくなるため、除去対象のカルシウム分の量も少なくなり、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えることができる。前記ダストは、塩素バイパス設備又はアルカリバイパス設備からのダストであってもよい。分級機８には、遠心式の超微粉気流分級機を使用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルンダスト処理装置及び処理方法に関し、特に、セメントキルンの燃焼排ガスに含まれるダストから鉛等の微量成分を回収する装置及び方法に関する。

近年、焼却灰等の廃棄物のセメント原料化又は燃料化によるリサイクルが推進され、廃棄物の処理量が増加するに従い、セメントキルンに持ち込まれる鉛等の重金属類の量も増加し、セメント中の重金属類の増加が問題になることが予測されるため、その対策が求められている。

そこで、例えば、特許文献１には、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末と、水と、硫酸を混合して、液性をｐＨ４以下に調整し、固体分である硫酸カルシウム及び硫酸鉛を含むスラリーを調製する硫酸塩生成工程と、該スラリーにアルカリ剤を加えて、液性をｐＨ５以上に調整するｐＨ調整工程と、該スラリーに捕収剤（ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム）を加えて、浮遊選鉱を行ない、硫酸カルシウムを主成分とする浮鉱と、硫酸鉛を主成分とする沈鉱を得る鉛・カルシウム分離工程を含む、カルシウム成分及び鉛成分を含有する微粉末の処理方法が提案されている。
特開２００６−２９９３９４号公報

しかし、特許文献１に記載のような、従来の鉛回収方法等で回収した鉛を山元へ還元する場合には、回収物の鉛濃度を高くする必要がある。そのためには、回収物からカルシウム分を取り除くなどの処理が必要となり、硫酸等の薬剤を多量に添加しなければらないなど、処理コストが増加するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで、セメントキルン燃焼ガスに含まれるダストから効率よく鉛等の微量成分を回収することができる装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンダスト処理装置であって、セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストを分級する分級機と、該分級機で分級された微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収する浮選機とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストのうち、分級機で分級された微粉側に鉛等の微量成分が偏在するとともに、この微粉のみを浮選機による処理対象物とすることにより、処理対象物の量を少なくすることができるため、除去対象のカルシウム分の量も少なくなり、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えることができる。

前記セメントキルンダスト処理装置において、前記ダストを、塩素バイパス設備又はアルカリバイパス設備からのダストとすることができ、塩素又はアルカリを除去しながら鉛等を同時に除去することができる。

前記セメントキルンダスト処理装置において、前記分級機を、遠心式の超微粉気流分級機とすることができる。この分級機は、分級点の調整が容易で、構造が簡単で、保守性も高いなどの特性を備えるため好ましい。

また、本発明は、セメントキルンダスト処理方法であって、セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストを分級し、該分級により得られた微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とする。

本発明によれば、上記発明と同様に、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えながら、鉛等の微量成分を回収することができる。

前記セメントキルンダスト処理方法において、前記微粉を脱塩処理して得られる脱塩ケークを再溶解した後、前記浮遊選鉱法により回収対象物を回収することができる。

前記セメントキルンダスト処理方法において、前記分級により得られた微粉を、湿式集塵機により捕集してスラリーとし、該スラリーから、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することができる。

前記セメントキルンダスト処理方法において、前記回収された鉛を山元へ還元するか、又は減容化して最終処分し、前記鉛回収工程で生成する塩水から工業塩を回収するか、又は該塩水を排水処理した後に下水又は／及び海洋に放流することができる。これによって、セメントキルンダストから鉛を除去又は回収することができるとともに、水溶性塩素分を除去しながら工業塩を回収することもできる。

以上のように、本発明によれば、低コストで、セメントキルン燃焼ガスに含まれるダストから効率よく鉛等の微量成分を回収することができる。

図１は、本発明にかかるセメントキルンダスト処理装置の一実施の形態を示し、このセメントキルンダスト処理装置１は、セメントキルン２のキルン尻から図示しない最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より、燃焼ガスの一部を抽気するプローブ３と、このプローブ３で抽気した燃焼ガスに含まれるダストの粗粉を分離する分級機としてのサイクロン５と、サイクロン５から排出された微粉を含む抽気ガスを冷却する冷却器６と、冷却器６及びバグフィルタ７で集塵されたダストを分級する第２の分級機としての超微粉分級機８と、超微粉分級機８で分級された微粉を集塵するバグフィルタ１０と、バグフィルタ１０で集塵した微粉を水に溶解させてスラリー化する溶解槽１１と、溶解槽１１でスラリー化されたスラリーに硫化剤等の薬液を添加して反応させる薬剤反応槽１２と、薬剤反応槽１２から供給されたスラリーから浮遊選鉱法により鉛等を回収する浮選機１６等で構成される。

上記セメントキルンダスト処理装置１におけるプローブ３からバグフィルタ７の各装置については、一般的な塩素バイパス設備に設置されているものであるため、詳細説明を省略する。

超微粉分級機８は、サイクロン５から冷却器６及びバグフィルタ７を経て供給された平均粒径９μｍ程度以下のダスト微粉を、さらに、平均粒径０．５μｍ〜５μｍの微粉（鉛除去効率及び微粉のハンドリング性等を考慮すると、好ましくは、平均粒径１μｍ〜３μｍ微粉）と、粗粉とに分離するために備えられ、例えば、日本ニューマチック工業株式会社製ＭＰ−２５０、ＭＰ−３６０、ＭＰ−４６０等の乾式気流分級機を使用することができる。

粗粉タンク９は、超微粉分級機８で分離された粗粉を一時的に貯蔵するために設置され、車両を介して粗粉をセメント粉砕工程へ輸送するための出荷設備が付設される。

バグフィルタ１０は、超微粉分級機８で分離された微粉を集塵するために備えられる。バグフィルタ１０に代えて湿式スクラバを用いることもできる。

溶解槽１１は、バグフィルタ１０で集塵された微粉を水に溶解させてスラリー化するために備えられ、バグフィルタ１０に代えて湿式スクラバを用いた場合には、溶解槽１１は不要となる。

薬剤反応槽１２は、溶解槽１１から供給されたスラリーに、ポンプ１３、１４、１５を介して供給された各薬液を添加して反応させるために備えられ、複数段の撹拌槽を有する。

浮選機１６は、薬剤反応槽１２から供給されたスラリーを、フロスとしての鉛回収物と、シンクとしての塩素含有物等に分離するために備えられ、この浮選機１６には、ポンプ１７を介して起泡剤と、空気とが供給される。

フィルタプレス１８、竪型固液分離器１９は各々、浮選機１６からのフロス又はシンクを固液分離するために配置される。

次に、上記構成を有するセメントキルンダスト処理装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。

セメントキルン２のキルン尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路からの抽気ガスは、プローブ３において冷却ファン４からの冷風によって冷却された後、サイクロン５に導入され、粗粉と、平均粒径９μｍ程度以下の微粉及びガスとに分離される。分離された塩素含有率の低い粗粉は、セメントキルン系に戻される。

塩素含有率の高い微粉及びガスは、冷却器６によって冷却された後、バグフィルタ７によって集塵される。バグフィルタ７で集塵されたダスト、及び冷却器６から排出されたダストは、超微粉分級機８において分級され、平均粒径０．５μｍ〜５μｍ程度の高鉛濃度の微粉がバグフィルタ１０によって回収された後、溶解槽１１においてスラリー化される。また、平均粒径５μｍ以上の粗粉は、粗粉タンク９に一時的に貯蔵し、セメント粉砕工程で利用することができる。

次に、溶解槽１１のスラリーは、薬剤反応槽１２に供給される。また、薬剤反応槽１２には、ポンプ１３、１４を介して水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）等の硫化剤と、硫酸（ＨＳＯ）が添加される。水硫化ソーダ及び硫酸を添加するのは、スラリーに含まれる塩化鉛等を硫化して硫化鉛（ＰｂＳ）を生じさせて沈殿させるためである。ここで、超微粉分級機８によって分級された微粉の量は、従来よりも大幅に少なく、硫酸の添加量を半減させることができ、他の薬剤についても添加量を低減することができる。

さらに、薬剤反応槽１２には、ポンプ１５を介して浮選剤を添加する。浮選剤には、ザンセート基（Ｒ−Ｏ−Ｃａ₂Ｎａ）、ジオカルバミン酸基（Ｒ−ＮＨ−ＣＳ₂Ｎａ）、又はチオール基（−ＳＨ）等を有する有機化合物重金属捕集剤等を用いることができる。

薬剤反応槽１２からのスラリーは、浮選機１６に供給される。浮選機１６には、ポンプ１７を介して起泡剤を供給する。起泡剤には、ＭＩＢＣ（Methyl Isobutyl Carbinol)等を用いることができる。浮選機１６には、さらに、空気が供給され、スラリーは、浮選操作によって、鉛を含むフロスと、石膏を含むテール側スラリーとに分離される。

鉛を含むフロスは、フィルタプレス１８に供給され、硫化鉛を含むケークと、水とに分離される。ここで、高品位の鉛回収物については、そのまま山元に還元することができ、又は、減容化して最終処分してもよい。また、分離水は、浮選機１６に戻して浮選工程で再利用することができる。さらに、この分離水には、余剰の気泡剤が残存しているので、循環使用することで薬剤量を低減することができる。

一方、浮選機１６からの石膏を含むテール側スラリーは、竪型固液分離器１９において固液分離され、分離された塩水をセメント粉砕工程に添加することができる。尚、分離された塩水は、水処理後に下水又は海洋に放流してもよく、あるいは、塩回収工程で脱塩した後、得られた水を溶解槽１１等に戻してもよい。

以上のように、上記実施の形態においては、塩素バイパス設備によって塩素分を除去するとともに、超微粉分級機８で分級され、鉛濃度が高く、従来より少量の微粉スラリーから浮選機７を介して鉛等を回収するため、カルシウム分を取り除くための硫酸等の薬剤の添加量を大幅に低減することができ、処理コストを低く抑えることができる。

尚、上記実施の形態においては、塩素バイパス設備で得られたダストを処理対象物としたが、セメントキルンから排出されたダストであれば、プレヒータから排出され電気集塵機、バグフィルタ等で集塵されたダスト等も同様に処理することができる。また、アルカリバイパス設備で得られたダストを処理対象物とすることができ、その場合には、セメントキルンの燃焼排ガスからアルカリを除去しながら鉛等の微量成分を効率よく除去することができる。

本発明にかかるセメントキルンダスト処理装置の一実施の形態を示す概略図である。

符号の説明

１ セメントキルンダスト処理装置
２ セメントキルン
３ プローブ
４ 冷却ファン
５ サイクロン
６ 冷却器
７ バグフィルタ
８ 超微粉分級機
９ 粗粉タンク
１０ バグフィルタ
１１ 溶解槽
１２ 薬剤反応槽
１３ ポンプ
１４ ポンプ
１５ ポンプ
１６ 浮選機
１７ ポンプ
１８ フィルタプレス
１９ 竪型固液分離器

Claims (7)

1. セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストを分級する分級機と、
   該分級機で分級された微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収する浮選機とを備えることを特徴とするセメントキルンダスト処理装置。
2. 前記ダストは、塩素バイパス設備又はアルカリバイパス設備からのダストであることを特徴とする請求項１に記載のセメントキルンダスト処理装置。
3. 前記分級機は、遠心式の超微粉気流分級機であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントキルンダスト処理装置。
4. セメントキルンから排出された燃焼ガスに含まれるダストを分級し、
   該分級により得られた微粉から、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とするセメントキルンダスト処理方法。
5. 前記微粉を脱塩処理して得られる脱塩ケークを再溶解した後、前記浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とする請求項４に記載のセメントキルンダスト処理方法。
6. 前記分級により得られた微粉を、湿式集塵機により捕集してスラリーとし、
   該スラリーから、浮遊選鉱法により回収対象物を回収することを特徴とする請求項４又は５に記載のセメントキルンダスト処理方法。
7. 前記回収された鉛を山元へ還元するか、又は減容化して最終処分し、
   前記鉛回収工程で生成する塩水から工業塩を回収するか、又は該塩水を排水処理した後に下水又は／及び海洋に放流することを特徴とする請求項４、５又は６に記載のセメントキルンダスト処理方法。

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