JP2015151613A - セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼灰、特に重油系焼却灰を用いる際に、セメント製造設備に好ましくない影響を与える燃焼灰中のバナジウムを簡便に有効に除去することができる、セメント製造設備に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置を提供する。
【解決手段】本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、固液分離して沈殿物を回収する工程を有する方法である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、固液分離して沈殿物を回収する工程を有する方法である。
【選択図】図１
Description
本発明は、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置に関し、詳細には、セメント製造に用いる石油系燃焼灰、特に重油系燃焼灰に含まれるバナジウムを除去するための処理方法及び処理装置に関するものである。
近年、セメント製造設備においては、重油系燃焼灰、建設発生土、汚泥、煤塵、食品系廃棄物、廃プラスチックなどの廃棄物の有効利用を図るため、これらを原燃料として活用している。しかし、セメント製造原単位に占める廃棄物系原燃料の増加に伴い、これらの廃棄物に含まれる微量成分の影響により、セメント製造設備の操業状態が不安定となることがあった。
特にバナジウム等の重金属を含む産業廃棄物などをセメント原燃料として利用する場合に、重油燃焼灰中のバナジウムの濃度が高い場合には、高温で起こりうるセメント設備装置の金属腐食（高温腐食）の懸念が発生し、セメント製造設備の操業に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、セメント製造に用いる石油系燃焼灰から重金属、特にバナジウムを除去する必要が生じてくる
重油燃焼灰中のバナジウムを除去する方法としては、従来より、燃焼した燃焼灰にアルカリ剤を加えて酸化焙焼し、バナジウムを可溶性塩に代えて水浸出する方法や、水に可溶な成分のみを浸出した浸出液からバナジウムを回収する種々の方法が提案されている。
例えば特許第３１８８１３８号公報（特許文献１）には、石油系燃焼灰と水とを混合した混合液に、硫酸及びヒドラジンを添加して該混合液のｐＨを２〜３に、またＯＲＰを２００〜４００ｍＶに制御して該燃焼灰よりバナジウムの溶出率を高めて該混合液より固形物を分離除去した後、該固形物分離溶液にアンモニア水及びヒドラジンを添加して該溶液のｐＨを５〜７に、またＯＲＰを−１００〜１００ｍＶに制御してバナジウムイオンをＶ２Ｏ４またはＶ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏとして沈澱させて採取することを特徴とする石油系燃焼灰からバナジウムを回収する方法が開示されている。
例えば特許第３１８８１３８号公報（特許文献１）には、石油系燃焼灰と水とを混合した混合液に、硫酸及びヒドラジンを添加して該混合液のｐＨを２〜３に、またＯＲＰを２００〜４００ｍＶに制御して該燃焼灰よりバナジウムの溶出率を高めて該混合液より固形物を分離除去した後、該固形物分離溶液にアンモニア水及びヒドラジンを添加して該溶液のｐＨを５〜７に、またＯＲＰを−１００〜１００ｍＶに制御してバナジウムイオンをＶ２Ｏ４またはＶ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏとして沈澱させて採取することを特徴とする石油系燃焼灰からバナジウムを回収する方法が開示されている。
また、「重油系燃焼灰からのバナジウムおよびニッケルを回収するプロセス」（第１２回廃棄物学会研究発表会講演論文集２００１ ５０３ページ 産業技術総合研究所）（非特許文献１）には、過酸化水素溶液により燃焼灰を浸出し、まず浸出液から有機溶媒ＴＯＭＡＣ及びＨＮＡＰＯによりバナジウムを抽出分離し、次にニッケルを抽出してマグネシウムと分離し、アルコールにより金属塩として析出回収する技術が開示されている。
更に「特集 バナジウム資源の供給ポテンシャル（３）重油燃焼灰からのバナジウム回収」（金属資源レポート２０１１年９月号４８ページ）（非特許文献２）には、水酸化ナトリウム及び塩酸によるリーチング等によってバナジウムを除去する方法が提案されている。
更に「特集 バナジウム資源の供給ポテンシャル（３）重油燃焼灰からのバナジウム回収」（金属資源レポート２０１１年９月号４８ページ）（非特許文献２）には、水酸化ナトリウム及び塩酸によるリーチング等によってバナジウムを除去する方法が提案されている。
しかし、これらの従来の方法は、その工程が複雑であり、生産性の向上という観点からは改良が必要であり、工業的には有効に使用できる方法ではなかった。
また、特に上記非特許文献２に記載の方法では、アンモニウム塩でバナジウムを回収するため、余剰に添加されたアンモニウム塩の除去が困難であるという問題があった。
また、特に上記非特許文献２に記載の方法では、アンモニウム塩でバナジウムを回収するため、余剰に添加されたアンモニウム塩の除去が困難であるという問題があった。
「重油系燃焼灰からのバナジウムおよびニッケルを回収するプロセス」（第１２回廃棄物学会研究発表会講演論文集２００１ ５０３ページ 産業技術総合研究所）
「特集 バナジウム資源の供給ポテンシャル（３）重油燃焼灰からのバナジウム回収」（金属資源レポート２０１１年９月号４８ページ）
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであって、燃焼灰、特に重油系焼却灰を用いる際に、セメント製造設備に好ましくない影響を与える燃焼灰中のバナジウムを簡便で有効に除去することができる、セメント製造設備に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置を提供することである。
本発明の請求項１のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、
燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、
次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、
固液分離して沈殿物を回収する工程を有する
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、
次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、
固液分離して沈殿物を回収する工程を有する
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項２記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
前記燃焼灰は重油系燃焼灰であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項３記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１又は２記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる前記工程では、硫化物を添加する前の液のｐＨは１〜３であり、更に硫化物を添加した後、バナジウムの硫化化合物を析出させる際のｐＨが６〜９であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
前記燃焼灰は重油系燃焼灰であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項３記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１又は２記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる前記工程では、硫化物を添加する前の液のｐＨは１〜３であり、更に硫化物を添加した後、バナジウムの硫化化合物を析出させる際のｐＨが６〜９であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項４記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１乃至３いずれかの項記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、前記還元剤水溶液を添加する工程の後に、活性炭吸着工程を有することを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項５記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１乃至４いずれかの項記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
燃焼灰を固液分離した後の液の一部を、前記燃焼灰に含まれるバナジウムを溶解させる工程における酸化剤溶液の液として用いられるように再循環させることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
請求項５記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、請求項１乃至４いずれかの項記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
燃焼灰を固液分離した後の液の一部を、前記燃焼灰に含まれるバナジウムを溶解させる工程における酸化剤溶液の液として用いられるように再循環させることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
また、本発明の請求項６に記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置は、
燃焼灰と酸化剤溶液とを撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる溶解槽、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する固液分離槽、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する還元剤添加槽、
該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる反応槽、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる凝集槽、
固液分離して沈殿物を回収する凝集沈殿槽を備える
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
燃焼灰と酸化剤溶液とを撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる溶解槽、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する固液分離槽、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する還元剤添加槽、
該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる反応槽、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる凝集槽、
固液分離して沈殿物を回収する凝集沈殿槽を備える
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
請求項７記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置は、請求項６記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置において、
前記反応槽の後に、活性炭濾過塔を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
請求項８記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置は、請求項６又は７記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置において、
前記反応槽の前に、液のｐＨを１〜３に調整するｐＨ調整槽を備え、また凝集槽の前に液のｐＨを６〜９に調整する別のｐＨ調整槽を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
前記反応槽の後に、活性炭濾過塔を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
請求項８記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置は、請求項６又は７記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置において、
前記反応槽の前に、液のｐＨを１〜３に調整するｐＨ調整槽を備え、また凝集槽の前に液のｐＨを６〜９に調整する別のｐＨ調整槽を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置である。
本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法によれば、特に重油系燃焼灰に含まれるバナジウムを簡便な方法で効率よく回収することができ、セメント製造設備に用いる重油系燃焼灰からバナジウムを除去することが可能となるため、セメント製造設備の装置の劣化が抑制することができ、セメント製造装置寿命を長くすることが可能となる。
またバナジウムを効率良く回収することができるため、回収したバナジウムを再利用することも可能である。
またバナジウムを効率良く回収することができるため、回収したバナジウムを再利用することも可能である。
また、本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置によれば、上記本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法を効率よく適用することができ、また簡易に、経済的に重油系燃焼灰からバナジウムを除去回収することができる。
本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置の例について、図面に基づき説明するが、これらによって本発明は限定されるものではない。
本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、
燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、
次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、
固液分離して沈殿物を回収する工程を有する、
セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法は、
燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、
次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、
固液分離して沈殿物を回収する工程を有する、
セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法である。
本発明に用いることができる燃焼灰としては、バナジウムを含む廃棄物系燃焼灰、特に重油系燃焼灰を適用することができる。
重油系燃焼灰には、重油、石油ピッチ、石油コークス、タール、アスファルト等の重油系燃料を燃焼した際に生じる灰が含まれ、火力発電所や各種の工業プラント等のボイラー等の重油系燃焼から排出される灰を対象とすることができる。
かかる重油系燃焼灰には、多量のバナジウムが含まれており、通常５〜１０質量％（Ｖ２Ｏ５）含まれている。
重油系燃焼灰には、重油、石油ピッチ、石油コークス、タール、アスファルト等の重油系燃料を燃焼した際に生じる灰が含まれ、火力発電所や各種の工業プラント等のボイラー等の重油系燃焼から排出される灰を対象とすることができる。
かかる重油系燃焼灰には、多量のバナジウムが含まれており、通常５〜１０質量％（Ｖ２Ｏ５）含まれている。
重油系燃焼灰を例にして、各工程につき図１を参照しながら、以下、詳細に説明する。
以下に、本発明の排水からのバナジウムの除去方法及び除去回収装置の好適例について、図１に基づき説明する。
１は溶解槽、２は固液分離槽（例：脱水装置）、３は還元剤添加槽、４は活性炭濾過塔、５及び７はｐＨ調整槽、６は反応槽、８は凝集槽、９は凝集沈殿槽を示す。
以下に、本発明の排水からのバナジウムの除去方法及び除去回収装置の好適例について、図１に基づき説明する。
１は溶解槽、２は固液分離槽（例：脱水装置）、３は還元剤添加槽、４は活性炭濾過塔、５及び７はｐＨ調整槽、６は反応槽、８は凝集槽、９は凝集沈殿槽を示す。
Ａ．バナジウム抽出工程
（１）バナジウム溶解工程
重油系燃焼灰を、酸化剤を含む水溶液に添加して、撹拌し、燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶液中に溶解させる。
酸化剤を含む水溶液としては、過酸化水素、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、硝酸カリウム等の水溶液やオゾン水などを用いることも可能である。好適には過酸化水素の水溶液を用いることができる。
過酸化水素の水溶液の濃度は特に限定されないが、燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌した際の該溶液の液温が５０℃を超えるようにならないように調整することが望ましく、例えば、過酸化水素の水溶液は０．５〜８質量％の溶液を用いることが好適である。
溶液の液温が５０℃を超えると、過酸化水素による酸化が急激に進むため、すべてのバナジウムの酸化反応を均一に行うためには、液温を５０℃以下に制御する。
（１）バナジウム溶解工程
重油系燃焼灰を、酸化剤を含む水溶液に添加して、撹拌し、燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶液中に溶解させる。
酸化剤を含む水溶液としては、過酸化水素、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、硝酸カリウム等の水溶液やオゾン水などを用いることも可能である。好適には過酸化水素の水溶液を用いることができる。
過酸化水素の水溶液の濃度は特に限定されないが、燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌した際の該溶液の液温が５０℃を超えるようにならないように調整することが望ましく、例えば、過酸化水素の水溶液は０．５〜８質量％の溶液を用いることが好適である。
溶液の液温が５０℃を超えると、過酸化水素による酸化が急激に進むため、すべてのバナジウムの酸化反応を均一に行うためには、液温を５０℃以下に制御する。
燃焼灰と、例えば過酸化水素水のような上記酸化剤を含む水溶液とを撹拌混合することにより、燃焼灰中に含まれるバナジウムが酸化されて、５価となり、水へ溶解するバナジウムが増大する。
これは、バナジウムには２価のバナジウムと５価のバナジウムとが存在するが、５価のバナジウムのほうが水への溶解度が高いため、溶出するバナジウムの量が増加するからである。
これは、バナジウムには２価のバナジウムと５価のバナジウムとが存在するが、５価のバナジウムのほうが水への溶解度が高いため、溶出するバナジウムの量が増加するからである。
燃焼灰に含まれるバナジウムを酸化剤溶液中に溶解させる方法は特に限定されないが、酸化剤を含む水溶液を充填した攪拌機付き溶解槽、振動篩の上でのシャワリング、トロンメル、骨材用水洗機等の溶解槽１を例示することができる。なかでも、酸化剤を含む水溶液を充填した攪拌機付き溶解槽での処理が好ましい。
また、燃焼灰を酸化剤に含む水溶液に添加して処理する際のｐＨは、２〜５とすることが好ましく、３〜４とすることがより好ましい。ｐＨがかかる範囲となることで、より効率よくバナジウムの溶解を促進することができる。
また、燃焼灰を酸化剤に含む水溶液に添加して処理する際のｐＨは、２〜５とすることが好ましく、３〜４とすることがより好ましい。ｐＨがかかる範囲となることで、より効率よくバナジウムの溶解を促進することができる。
（２）固液分離工程
次いで、燃焼灰中のバナジウムが酸化剤溶液に溶解したスラリーを固液分離する。固液分離の方法は公知の手段を用いることができ、例えば公知の脱水装置や濾過機２を用いることができる。
固液分離した固体（焼却灰）は、燃焼灰中のバナジウムの量が低減された燃焼灰原料としてセメント製造工程に用いることができる。
上記工程（１）及び（２）は、簡便な操作であるため、低コスト化を実現することができる。
かかる固液分離工程により得られた濾液は、下記のバナジウム回収工程に搬送されるが、濾液の一部は、上記（１）バナジウム溶解工程における酸化剤水溶液の溶液として循環して用いることもできる。
次いで、燃焼灰中のバナジウムが酸化剤溶液に溶解したスラリーを固液分離する。固液分離の方法は公知の手段を用いることができ、例えば公知の脱水装置や濾過機２を用いることができる。
固液分離した固体（焼却灰）は、燃焼灰中のバナジウムの量が低減された燃焼灰原料としてセメント製造工程に用いることができる。
上記工程（１）及び（２）は、簡便な操作であるため、低コスト化を実現することができる。
かかる固液分離工程により得られた濾液は、下記のバナジウム回収工程に搬送されるが、濾液の一部は、上記（１）バナジウム溶解工程における酸化剤水溶液の溶液として循環して用いることもできる。
Ｂ．バナジウム回収工程
（３）還元剤水溶液添加工程
上記（２）の固液分離工程で得られた濾液からバナジウムを回収する。
まず、焼却灰を濾過することで除去し、得られたバナジウムを含む濾液（水溶液）を還元剤添加槽３に導入して、還元剤を添加し、余剰の過酸化水素を還元する。還元剤としては、例えば、重亜硫酸ソーダ、塩化第一鉄、亜硫酸塩、シュウ酸、ホルムアルデヒド等を用いることができ、重亜硫酸ソーダを用いることが望ましい。
（３）還元剤水溶液添加工程
上記（２）の固液分離工程で得られた濾液からバナジウムを回収する。
まず、焼却灰を濾過することで除去し、得られたバナジウムを含む濾液（水溶液）を還元剤添加槽３に導入して、還元剤を添加し、余剰の過酸化水素を還元する。還元剤としては、例えば、重亜硫酸ソーダ、塩化第一鉄、亜硫酸塩、シュウ酸、ホルムアルデヒド等を用いることができ、重亜硫酸ソーダを用いることが望ましい。
（４）活性炭吸着工程
更に好ましくは、上記（１）工程で添加した過剰の酸化剤を取り除くため、上記（３）還元剤水溶液添加工程の後に、活性炭濾過塔４を設けて活性炭に未還元の酸化剤を還元させる工程を設けることが望ましい。これにより残存する酸化剤を完全に還元することができる。
更に好ましくは、上記（１）工程で添加した過剰の酸化剤を取り除くため、上記（３）還元剤水溶液添加工程の後に、活性炭濾過塔４を設けて活性炭に未還元の酸化剤を還元させる工程を設けることが望ましい。これにより残存する酸化剤を完全に還元することができる。
（５）ｐＨ調整工程
過剰の過酸化水素を取り除いたバナジウムを含む溶液をｐＨ調整槽５に導入して、ｐＨを１〜３に調整する。
過剰の過酸化水素を取り除いたバナジウムを含む溶液をｐＨ調整槽５に導入して、ｐＨを１〜３に調整する。
（６）反応工程
ｐＨを１〜３に調整した溶液を反応槽６に導入して、硫化物塩を添加し、硫化バナジウムを生成させる。
（７）ｐＨ調整槽
硫化バナジウムを生成させた溶液を、ｐＨ調整槽７に導入して、例えば苛性ソーダ等を添加して、溶液中のｐＨを中性域、例えばｐＨ６〜９、好ましくは７〜８に調整する。これにより、硫化バナジウムが析出する。
（８）凝集沈殿工程
析出した硫化バナジウムを凝集させて沈殿させるため、凝集槽８で、高分子凝集剤を添加し、硫化バナジウムを凝集沈殿させる。
ｐＨを１〜３に調整した溶液を反応槽６に導入して、硫化物塩を添加し、硫化バナジウムを生成させる。
（７）ｐＨ調整槽
硫化バナジウムを生成させた溶液を、ｐＨ調整槽７に導入して、例えば苛性ソーダ等を添加して、溶液中のｐＨを中性域、例えばｐＨ６〜９、好ましくは７〜８に調整する。これにより、硫化バナジウムが析出する。
（８）凝集沈殿工程
析出した硫化バナジウムを凝集させて沈殿させるため、凝集槽８で、高分子凝集剤を添加し、硫化バナジウムを凝集沈殿させる。
（９）回収工程
得られた凝集沈殿物を、例えば凝集沈殿槽９にて固液分離し、回収することで、バナジウム化合物を回収することができる。
固液分離工程は、上記（２）の固液分離工程と同様に実施することができ、任意の工程の濾過方法及び濾過装置を用いることができる。このような工程を経ることで、燃焼灰中のバナジウムを硫化物として効率よく回収することができる。
得られた凝集沈殿物を、例えば凝集沈殿槽９にて固液分離し、回収することで、バナジウム化合物を回収することができる。
固液分離工程は、上記（２）の固液分離工程と同様に実施することができ、任意の工程の濾過方法及び濾過装置を用いることができる。このような工程を経ることで、燃焼灰中のバナジウムを硫化物として効率よく回収することができる。
（５）水処理工程
バナジウムを回収した後の濾液は、下水または河川に放流するために、水処理工程に移される。硫化物塩の添加によって、濾液中には余剰に添加した硫化物塩が残存しており、環境基準に合致させて放流可能とするために、公知の水処理方法を適用することができ、例えば塩化第二鉄等の鉄化合物を添加することで、鉄の水酸化物と共に余剰に添加した硫化物塩とを共沈させる方法がある。これにより硫化物塩が除去され、下水あるいは河川に放流することが可能となる。
バナジウムを回収した後の濾液は、下水または河川に放流するために、水処理工程に移される。硫化物塩の添加によって、濾液中には余剰に添加した硫化物塩が残存しており、環境基準に合致させて放流可能とするために、公知の水処理方法を適用することができ、例えば塩化第二鉄等の鉄化合物を添加することで、鉄の水酸化物と共に余剰に添加した硫化物塩とを共沈させる方法がある。これにより硫化物塩が除去され、下水あるいは河川に放流することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置によれば、重油系焼却灰からバナジウムを効率よく簡単な操作及び装置で回収することができる。従って、バナジウムを再度利用することも可能となる。さらに、重油系焼却灰からバナジウムを除去回収するための時間を軽減し、コストも安価にすることができる。
以下、本発明のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法及び処理装置について、以下の模式的な実施例及び比較例により具体的に説明するが、これらによって何ら制限されるものではない。なお、実施例及び比較例は常温常圧で実施した。
（使用材料）
過酸化水素水：関東化学社製試薬１級
重亜硫酸ソーダ（亜硫酸水素ナトリウム）：関東化学社試薬１級
粉末活性炭：商品名 ＦＹ−１ （株）キャタラー
塩酸：関東化学社製試薬１級を用いて５質量％溶液に調整
硫化物塩：硫化剤 ＬＥＣ−Ｖ、レックインダストリーズ社製
苛性ソーダ：関東化学社製試薬１級を用いて１０質量％水溶液
高分子凝集剤：商品名 アコフロックＡ−１５０、ＭＴアクアポリマー製。アニオン系高分子凝集剤
（使用材料）
過酸化水素水：関東化学社製試薬１級
重亜硫酸ソーダ（亜硫酸水素ナトリウム）：関東化学社試薬１級
粉末活性炭：商品名 ＦＹ−１ （株）キャタラー
塩酸：関東化学社製試薬１級を用いて５質量％溶液に調整
硫化物塩：硫化剤 ＬＥＣ−Ｖ、レックインダストリーズ社製
苛性ソーダ：関東化学社製試薬１級を用いて１０質量％水溶液
高分子凝集剤：商品名 アコフロックＡ−１５０、ＭＴアクアポリマー製。アニオン系高分子凝集剤
（実施例１）
重油系燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３６℃であった。得られた濾液５．２ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．６ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．２ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを添加して、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．６ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１２．２質量％含む粉体を４１．０ｇ得た（回収率５０．０２％）。
重油系燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３６℃であった。得られた濾液５．２ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．６ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．２ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを添加して、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．６ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１２．２質量％含む粉体を４１．０ｇ得た（回収率５０．０２％）。
（実施例２）
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水２４ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３０℃であった。得られた濾液２３ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を１１．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を２３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを添加して、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を６９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．５質量％含む粉体を４０．５ｇ得た（回収率４２．５２％）。
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水２４ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３０℃であった。得られた濾液２３ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を１１．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を２３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを添加して、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を６９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．５質量％含む粉体を４０．５ｇ得た（回収率４２．５２％）。
（実施例３）
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、８．０質量％に調整した過酸化水素水１２ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３２℃であった。得られた濾液１１ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を５．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を１１ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を３３ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．７質量％含む粉体を４１．５ｇ得た（回収率４４．４０５％）。
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、８．０質量％に調整した過酸化水素水１２ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３２℃であった。得られた濾液１１ｋｇに、重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を５．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を１１ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し、０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を３３ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．７質量％含む粉体を４１．５ｇ得た（回収率４４．４０５％）。
（実施例４）
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、０．５質量％に調整した過酸化水素水１２ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、２５℃であった。得られた濾液１１ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を５．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を１１ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、次いで硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を３３ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．２質量％含む粉体を３１．０ｇ得た（回収率３１．６２％）。
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、０．５質量％に調整した過酸化水素水１２ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、２５℃であった。得られた濾液１１ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を５．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を１１ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、次いで硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を３３ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１０．２質量％含む粉体を３１．０ｇ得た（回収率３１．６２％）。
（実施例５）
重油燃焼灰（Ｖ：０．５質量％、Ｎｉ：０．４質量％、Ｍｇ：０．３質量％、Ｆｅ：０．３質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３５℃であった。得られた濾液５．３ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．７ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、次いで硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１１．５質量％含む粉体を２１．０ｇ得た（回収率４８．３％）。
重油燃焼灰（Ｖ：０．５質量％、Ｎｉ：０．４質量％、Ｍｇ：０．３質量％、Ｆｅ：０．３質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３５℃であった。得られた濾液５．３ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．７ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、次いで硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１１．５質量％含む粉体を２１．０ｇ得た（回収率４８．３％）。
（実施例６）
重油燃焼灰（Ｖ：０．２質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．３質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３４℃であった。得られた濾液５．４ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．７ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．４ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１６．２ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１２．０質量％含む粉体を８．５ｇ得た（回収率５１％）。
重油燃焼灰（Ｖ：０．２質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．３質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、４．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、３４℃であった。得られた濾液５．４ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．７ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．４ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、該濾液のｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１６．２ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを１２．０質量％含む粉体を８．５ｇ得た（回収率５１％）。
（比較例１）
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、１３．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、８０℃であった。得られた濾液５．２ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．６ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．２ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、ｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．６ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを８．０質量％含む粉体を１７．０ｇ得た（回収率１３．６％）。
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、１３．０質量％に調整した過酸化水素水６ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、８０℃であった。得られた濾液５．２ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を２．６ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を５．２ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで、該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、ｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を１５．６ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを８．０質量％含む粉体を１７．０ｇ得た（回収率１３．６％）。
（比較例２）
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、０．３質量％に調整した過酸化水素水２４ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、２３℃であった。得られた濾液２３ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を１１．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を２３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで。該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、ｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を６９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを９．５質量％含む粉体を１８．６ｇ得た（回収率１７．６７％）。
重油燃焼灰（Ｖ：１．０質量％、Ｎｉ：０．５質量％、Ｍｇ：０．４質量％、Ｆｅ：０．５質量％）１ｋｇを、０．３質量％に調整した過酸化水素水２４ｋｇに添加して、１時間撹拌した後に、ブフナーロートを用いて濾過した。１時間撹拌する間の攪拌溶液の最高到達温度は、２３℃であった。得られた濾液２３ｋｇに重亜硫酸ソーダ３５質量％水溶液を１１．５ｇ添加し、０．５時間混合した後、さらに粉末活性炭を２３ｇ添加し、１時間攪拌混合し、次いで。該粉末活性炭を濾過して取り除いた。該濾過により得られた濾液に対して、塩酸を添加して、ｐＨを２に調整し、硫化物塩を１００ｍｇ／Ｌで添加し０．５時間混合した。混合液に苛性ソーダを用いて、ｐＨを８に調整し、次いで、高分子凝集剤０．１質量％水溶液を６９ｍｌ添加した。１時間静置後、沈殿物を濾過し、回収した。回収した沈殿物を乾燥することで、バナジウムを９．５質量％含む粉体を１８．６ｇ得た（回収率１７．６７％）。
上記実施例及び比較例より、本発明の方法を適用することで、重油燃焼灰中に含まれるバナジウムを効率よく回収することが可能であることがわかる。
本発明は、重油系燃焼灰、建設発生土、汚泥、煤塵、食品系廃棄物、廃プラスチックなどの廃棄物、特に重油系燃焼灰に含まれるバナジウムの除去回収に有効に適用することができ、バナジウムを除去した重油系燃焼灰をセメント製造設備に利用することができる。また、回収されたバナジウムを利用分野への再利用が図られる。
１ 溶解槽
２ 固液分離槽（脱水装置）
３ 還元剤添加槽
４ 活性炭濾過塔
５、７ ｐＨ調整槽
６ 反応槽
８ 凝集槽
９ 凝集沈殿槽
２ 固液分離槽（脱水装置）
３ 還元剤添加槽
４ 活性炭濾過塔
５、７ ｐＨ調整槽
６ 反応槽
８ 凝集槽
９ 凝集沈殿槽
Claims (8)
- セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法であって、
燃焼灰を酸化剤溶液に添加撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる工程、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する工程、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する工程、
次いで該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる工程、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる工程、
固液分離して沈殿物を回収する工程を有する
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法。 - 請求項１記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
前記燃焼灰は重油系燃焼灰であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法。 - 請求項１又は２記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる前記工程では、硫化物を添加する前の液のｐＨは１〜３であり、更に硫化物を添加した後、バナジウムの硫化化合物を析出させる際のｐＨが６〜９であることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法。 - 請求項１乃至３いずれかの項記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、前記還元剤水溶液を添加する工程の後に、活性炭により濾過する工程を有することを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法。
- 請求項１乃至４いずれかの項記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法において、
燃焼灰を固液分離した後の液の一部を、前記燃焼灰に含まれるバナジウムを溶解させる工程における酸化剤溶液の液として用いられるように再循環させることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理方法。 - セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置であって、
燃焼灰と酸化剤溶液とを撹拌し、該溶液の液温を５０℃以下として燃焼灰中に含まれるバナジウムを溶解させる溶解槽、
燃焼灰と該溶液とを固液分離する固液分離槽、
固液分離後のバナジウムが溶解している液に還元剤水溶液を添加する還元剤添加槽、
該液に硫化物を添加してバナジウムの硫化化合物を析出させる反応槽、
高分子凝集剤を添加してバナジウムの硫化化合物を凝集させて沈殿させる凝集槽、
固液分離して沈殿物を回収する凝集沈殿槽を備える
ことを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置。 - 請求項６記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置において、
前記反応槽の後に、活性炭濾過塔を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置。 - 請求項６又は７記載のセメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置において、
前記反応槽の前に、液のｐＨを１〜３に調整するｐＨ調整槽を備え、また凝集槽の前に液のｐＨを６〜９に調整する別のｐＨ調整槽を備えることを特徴とする、セメント製造に用いる廃棄物系燃焼灰の処理装置。
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