JP3300081B2 - 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 - Google Patents
焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法Info
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ焼却工場
や産業廃棄物焼却工場等における焼却炉および溶融炉か
ら発生する重金属含有飛灰の処理方法に関する。
や産業廃棄物焼却工場等における焼却炉および溶融炉か
ら発生する重金属含有飛灰の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、事業場や一般家庭から排出され
るゴミ（「都市ゴミ」または「一般廃棄物」と称されて
いる。）は、都市ゴミ焼却場に集められて焼却処分され
るが、その際に焼却炉から発生する燃えがらや飛灰は最
終処分場に堆積されていた。
るゴミ（「都市ゴミ」または「一般廃棄物」と称されて
いる。）は、都市ゴミ焼却場に集められて焼却処分され
るが、その際に焼却炉から発生する燃えがらや飛灰は最
終処分場に堆積されていた。
【０００３】しかしながら、近年、堆積場確保の困難性
や、堆積される飛灰に含まれている鉛、カドミウムなど
の重金属やダイオキシン類の有害性が問題視されてい
る。
や、堆積される飛灰に含まれている鉛、カドミウムなど
の重金属やダイオキシン類の有害性が問題視されてい
る。
【０００４】そのため、上記有害物質の安定化を図るた
めセメント固化法や薬剤処理法等が開発され実用化され
ているが、セメント固化法等によると埋立容積を減らす
ことができないため、堆積場の確保に関する問題点は未
解決のままであった。また、飛灰とセメントとの混練処
理により、飛灰に含まれている重金属の溶出はなくなる
（環境庁告示第１３号法による溶出試験）と報告されて
いるが、酸性雨等の影響を考えた場合、セメントと混練
した飛灰中の重金属類は必ずしも安定であるとはいいき
れないものであった（菊池猛著「プラズマによるゴミ焼
却灰の溶融処理による焼却残渣の無害化と生成スラグの
資源化」ＰＰＭ１９９２／５）。
めセメント固化法や薬剤処理法等が開発され実用化され
ているが、セメント固化法等によると埋立容積を減らす
ことができないため、堆積場の確保に関する問題点は未
解決のままであった。また、飛灰とセメントとの混練処
理により、飛灰に含まれている重金属の溶出はなくなる
（環境庁告示第１３号法による溶出試験）と報告されて
いるが、酸性雨等の影響を考えた場合、セメントと混練
した飛灰中の重金属類は必ずしも安定であるとはいいき
れないものであった（菊池猛著「プラズマによるゴミ焼
却灰の溶融処理による焼却残渣の無害化と生成スラグの
資源化」ＰＰＭ１９９２／５）。
【０００５】一方、焼却炉からの燃えがらや飛灰を溶融
処理することにより、減容化やダイオキシン類の熱分解
による無害化を図ることができるという報告がある（永
田勝也著「都市ゴミ焼却炉におけるダイオキシン対策の
現状と動向」廃棄物学会誌第３巻第３号）。
処理することにより、減容化やダイオキシン類の熱分解
による無害化を図ることができるという報告がある（永
田勝也著「都市ゴミ焼却炉におけるダイオキシン対策の
現状と動向」廃棄物学会誌第３巻第３号）。
【０００６】しかしながら、上記溶融処理によると、蒸
気圧の大きい鉛やカドミウム等の重金属は、炉内で揮発
して排ガス中に入り、排ガスに入った重金属は排ガス処
理設備内で凝縮し、再び飛灰となってしまうという問題
点があった。
気圧の大きい鉛やカドミウム等の重金属は、炉内で揮発
して排ガス中に入り、排ガスに入った重金属は排ガス処
理設備内で凝縮し、再び飛灰となってしまうという問題
点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
従来の技術の問題点を解決し、飛灰中に含まれている重
金属を安定な形で分離することができる焼却炉および溶
融炉からの飛灰の処理方法を提供することを目的とす
る。
従来の技術の問題点を解決し、飛灰中に含まれている重
金属を安定な形で分離することができる焼却炉および溶
融炉からの飛灰の処理方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために鋭意研究した結果、飛灰をｐＨ３以下
において浸出し、残渣を濾別した後中和剤および硫化剤
を添加し、生成した沈殿物を濾別することにより、上記
課題が解決されることを見い出し、本発明に到達した。
を達成するために鋭意研究した結果、飛灰をｐＨ３以下
において浸出し、残渣を濾別した後中和剤および硫化剤
を添加し、生成した沈殿物を濾別することにより、上記
課題が解決されることを見い出し、本発明に到達した。
【０００９】すなわち、本発明は、焼却炉および溶融炉
から発生するナトリウムおよびカリウム、並びに鉄、亜
鉛、銅および鉛等の重金属を含む飛灰の処理方法であっ
て、上記飛灰を、そのまままたは塩酸や硫酸などの鉱酸
を添加し、ｐＨ３以下において溶解することによって鉛
以外の重金属を溶出せしめ、鉛を含む残渣を濾別する第
一工程、上記第一工程において得られた濾液に過酸化水
素水、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩素ガスからなる群
より選ばれる少なくとも１種の酸化剤を添加し、濾液中
に溶解している鉄を酸化した後水酸化ナトリウム、炭酸
ナトリウムまたは水酸化カルシウムなどの中和剤を添加
し、濾液をｐＨ３〜５の範囲に中和することにより鉄の
水酸化殿物を生成させ、この沈殿物を濾別する第二工
程、および上記第二工程において得られた濾液に水酸化
ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは水酸化カルシウムな
どの中和剤を添加し、ｐＨ７以上に中和して亜鉛を主と
する重金属の水酸化殿物を生成させると共に、必要に応
じてこの濾液に硫化ナトリウム、水硫化ナトリウムまた
は硫化水素などの硫化剤を添加して残りの重金属を硫化
物として沈殿させ、これらの沈殿物を濾別する第三工程
からなることを特徴とする焼却炉および溶融炉からの飛
灰の処理方法を提供するものである。
から発生するナトリウムおよびカリウム、並びに鉄、亜
鉛、銅および鉛等の重金属を含む飛灰の処理方法であっ
て、上記飛灰を、そのまままたは塩酸や硫酸などの鉱酸
を添加し、ｐＨ３以下において溶解することによって鉛
以外の重金属を溶出せしめ、鉛を含む残渣を濾別する第
一工程、上記第一工程において得られた濾液に過酸化水
素水、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩素ガスからなる群
より選ばれる少なくとも１種の酸化剤を添加し、濾液中
に溶解している鉄を酸化した後水酸化ナトリウム、炭酸
ナトリウムまたは水酸化カルシウムなどの中和剤を添加
し、濾液をｐＨ３〜５の範囲に中和することにより鉄の
水酸化殿物を生成させ、この沈殿物を濾別する第二工
程、および上記第二工程において得られた濾液に水酸化
ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは水酸化カルシウムな
どの中和剤を添加し、ｐＨ７以上に中和して亜鉛を主と
する重金属の水酸化殿物を生成させると共に、必要に応
じてこの濾液に硫化ナトリウム、水硫化ナトリウムまた
は硫化水素などの硫化剤を添加して残りの重金属を硫化
物として沈殿させ、これらの沈殿物を濾別する第三工程
からなることを特徴とする焼却炉および溶融炉からの飛
灰の処理方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明法を、都市ゴミ焼却工場に
おいて焼却灰の溶融処理の際に発生する飛灰の処理方法
を例にあげて具体的に説明する。
おいて焼却灰の溶融処理の際に発生する飛灰の処理方法
を例にあげて具体的に説明する。
【００１１】まず、飛灰を水に溶解させてスラリーと
し、このスラリーを撹拌しながら塩酸または硫酸等の鉱
酸（無機酸）を添加してｐＨを３以下に調整する。な
お、飛灰のｐＨはその組成によって異なるため、鉱酸の
添加量は飛灰のｐＨに応じて調整する必要がある。すな
わち、スラリーのｐＨは低いほうが後に得られる鉛残渣
の鉛品位が高くなる傾向を示すため、飛灰の品位等に応
じて最適ｐＨを設定し、そのｐＨを得るべく鉱酸の添加
量を調整すれば良いのである。また、上記スラリーのｐ
Ｈがすでに最適ｐＨである場合には鉱酸を加える必要は
ない。さらに、上記ｐＨを維持しての撹拌時間は少なく
とも１０分あれば良く、その時の温度は室温でよい。
し、このスラリーを撹拌しながら塩酸または硫酸等の鉱
酸（無機酸）を添加してｐＨを３以下に調整する。な
お、飛灰のｐＨはその組成によって異なるため、鉱酸の
添加量は飛灰のｐＨに応じて調整する必要がある。すな
わち、スラリーのｐＨは低いほうが後に得られる鉛残渣
の鉛品位が高くなる傾向を示すため、飛灰の品位等に応
じて最適ｐＨを設定し、そのｐＨを得るべく鉱酸の添加
量を調整すれば良いのである。また、上記スラリーのｐ
Ｈがすでに最適ｐＨである場合には鉱酸を加える必要は
ない。さらに、上記ｐＨを維持しての撹拌時間は少なく
とも１０分あれば良く、その時の温度は室温でよい。
【００１２】次いで、上記スラリーを濾過し、鉛を含有
する残渣と鉛以外の重金属を含む水溶液とに分離する。
なお、上記濾過において残渣に付着する浸出液を除去す
るためには、十分に水洗を行う必要があり、この作業は
特に得られた残渣を資源として活用する場合に重要とな
る。
する残渣と鉛以外の重金属を含む水溶液とに分離する。
なお、上記濾過において残渣に付着する浸出液を除去す
るためには、十分に水洗を行う必要があり、この作業は
特に得られた残渣を資源として活用する場合に重要とな
る。
【００１３】上記のようにして得た濾液には、一般に亜
鉛のほかにカドミウム、銅、鉄等が含まれているが、飛
灰に鉄が多く含まれている場合には、後工程で得られる
亜鉛を主とする重金属の沈殿物における亜鉛品位が低く
なるため、鉄を選択的に分離する必要がある。
鉛のほかにカドミウム、銅、鉄等が含まれているが、飛
灰に鉄が多く含まれている場合には、後工程で得られる
亜鉛を主とする重金属の沈殿物における亜鉛品位が低く
なるため、鉄を選択的に分離する必要がある。
【００１４】そこで、本発明法においては、飛灰に鉄が
多く含まれている場合、上記濾液中に酸化剤（過酸化水
素水、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩素ガスなどからな
る群より選ばれる少なくとも１種）を添加し、液中に溶
解している第一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化し、その
後苛性ソーダ等の中和剤を添加して中和することによっ
て第二鉄イオンを水酸化物として沈殿させ、この沈殿物
を濾別することによって鉄を選択的に分離している。
多く含まれている場合、上記濾液中に酸化剤（過酸化水
素水、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩素ガスなどからな
る群より選ばれる少なくとも１種）を添加し、液中に溶
解している第一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化し、その
後苛性ソーダ等の中和剤を添加して中和することによっ
て第二鉄イオンを水酸化物として沈殿させ、この沈殿物
を濾別することによって鉄を選択的に分離している。
【００１５】次に、鉛および鉄が除かれた濾液に、水酸
化ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは水酸化カルシウム
などの中和剤を添加してそのｐＨを７以上に調整するこ
とにより、亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物を生成さ
せ、その液中に重金属が残留している場合は、さらに該
溶液中に硫化ナトリウム、水硫化ナトリウムまたは硫化
水素などの硫化剤を添加することにより、残留する重金
属を硫化物として沈殿させ、この溶液を濾過して亜鉛殿
物と中和濾液を得る。
化ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは水酸化カルシウム
などの中和剤を添加してそのｐＨを７以上に調整するこ
とにより、亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物を生成さ
せ、その液中に重金属が残留している場合は、さらに該
溶液中に硫化ナトリウム、水硫化ナトリウムまたは硫化
水素などの硫化剤を添加することにより、残留する重金
属を硫化物として沈殿させ、この溶液を濾過して亜鉛殿
物と中和濾液を得る。
【００１６】上記のように本発明法においては、飛灰に
含まれている重金属を、残渣（主に鉛を含有）、水酸化
殿物（主に亜鉛を含有）、硫化殿物（主に鉛、亜鉛以外
の重金属を含有）として分けて分離している。そのた
め、上記鉛を主として含有する残渣および亜鉛を主とす
る重金属の水酸化殿物は、非鉄金属の資源として活用す
ることが可能である。
含まれている重金属を、残渣（主に鉛を含有）、水酸化
殿物（主に亜鉛を含有）、硫化殿物（主に鉛、亜鉛以外
の重金属を含有）として分けて分離している。そのた
め、上記鉛を主として含有する残渣および亜鉛を主とす
る重金属の水酸化殿物は、非鉄金属の資源として活用す
ることが可能である。
【００１７】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。しかし本発明の範囲は以下の実施例により制
限されるものではない。
説明する。しかし本発明の範囲は以下の実施例により制
限されるものではない。
【００１８】
【実施例】本発明の飛灰の処理方法の一例を以下に示
す。
す。
【００１９】まず、３リットルビーカーに蒸留水２リッ
トルを入れて撹拌しながら、飛灰１００ｇを入れてスラ
リーとし、この時のｐＨが３であったので、塩酸等の鉱
酸を加えずに１０分間撹拌を行った。次いで、このスラ
リーを濾過して残渣と濾液とに分け、得られた濾液に次
亜塩素酸ナトリウムを添加した後、２００ｇ／ｌに濃度
調整した水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ５まで
中和し、鉄を水酸化物として沈殿させ、濾過分離をおこ
なった。
トルを入れて撹拌しながら、飛灰１００ｇを入れてスラ
リーとし、この時のｐＨが３であったので、塩酸等の鉱
酸を加えずに１０分間撹拌を行った。次いで、このスラ
リーを濾過して残渣と濾液とに分け、得られた濾液に次
亜塩素酸ナトリウムを添加した後、２００ｇ／ｌに濃度
調整した水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ５まで
中和し、鉄を水酸化物として沈殿させ、濾過分離をおこ
なった。
【００２０】 次に、鉄を含む沈殿物を濾過して得た濾
液に、水酸化ナトリウム水溶液を濾液のｐＨが７になる
まで添加し、さらに５ｇ／ｌの濃度に調整した硫化ナト
リウム水溶液を酸化還元電位が０ｍＶになるまで添加
し、亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物およびその他の
重金属の硫化殿物を生成させた。
液に、水酸化ナトリウム水溶液を濾液のｐＨが７になる
まで添加し、さらに５ｇ／ｌの濃度に調整した硫化ナト
リウム水溶液を酸化還元電位が０ｍＶになるまで添加
し、亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物およびその他の
重金属の硫化殿物を生成させた。
【００２１】次いで、上記沈殿物が生成した溶液を濾過
し、亜鉛殿物と中和濾液とに分けた（図１）。なお、上
記中和などに用いた薬剤は、添加が容易にできる濃度に
調整したものを使用した。
し、亜鉛殿物と中和濾液とに分けた（図１）。なお、上
記中和などに用いた薬剤は、添加が容易にできる濃度に
調整したものを使用した。
【００２２】上記のようにして得た残渣、鉄殿物、沈殿
物（亜鉛殿物）、中和濾液および飛灰におけるＰｂ、Ｚ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＣｌの含有量
（率）を調べ、その結果を表１に示した。
物（亜鉛殿物）、中和濾液および飛灰におけるＰｂ、Ｚ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｄ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＣｌの含有量
（率）を調べ、その結果を表１に示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１からもわかるように、飛灰に含まれて
いる鉛および亜鉛等の重金属は安定な形でほぼ完全に分
離されていた。また、残渣中の鉛品位は４０．２％、沈
殿物中の亜鉛品位は４４．４％であり、これらは資源と
して非鉄製錬所で処理できるものであった。さらに、鉄
殿物について環境庁告示第１３号法による溶出試験を行
ったところ、その基準を満足しており、管理型最終処分
場に埋め立てられるものであった。さらにまた、中和排
水は排水基準を下回っており、直接、河川や海に放流で
きるものであった。
いる鉛および亜鉛等の重金属は安定な形でほぼ完全に分
離されていた。また、残渣中の鉛品位は４０．２％、沈
殿物中の亜鉛品位は４４．４％であり、これらは資源と
して非鉄製錬所で処理できるものであった。さらに、鉄
殿物について環境庁告示第１３号法による溶出試験を行
ったところ、その基準を満足しており、管理型最終処分
場に埋め立てられるものであった。さらにまた、中和排
水は排水基準を下回っており、直接、河川や海に放流で
きるものであった。
【００２５】
【発明の効果】本発明法の開発により、飛灰に含まれて
いる重金属を安定な形で分離することができるようにな
った。また、本発明法によって分離された鉛を含む残渣
と亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物は、鉛および亜鉛
の資源として活用することができるものであるため、有
害な重金属を埋め立てることなく安全な処分を行うこと
ができる。
いる重金属を安定な形で分離することができるようにな
った。また、本発明法によって分離された鉛を含む残渣
と亜鉛を主とする重金属の水酸化殿物は、鉛および亜鉛
の資源として活用することができるものであるため、有
害な重金属を埋め立てることなく安全な処分を行うこと
ができる。
【図１】本発明法の一例を示すフローチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 寿 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 同和鉱業株式会社内 (72)発明者 松浦 健一 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 同和鉱業株式会社内 (72)発明者 西山 徹 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 同和鉱業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−265189（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171583（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 焼却炉および溶融炉から発生するナトリ
ウムおよびカリウム、並びに鉄、亜鉛、銅および鉛等の
重金属を含む飛灰の処理方法であって、上記飛灰を、そ
のまままたは鉱酸を添加し、ｐＨ３以下において溶解す
ることによって鉛以外の重金属を溶出せしめ、鉛を含む
残渣を濾別する第一工程、上記第一工程において得られ
た濾液に過酸化水素水、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩
素ガスからなる群より選ばれる少なくとも１種の酸化剤
を添加し、濾液中に溶解している鉄を酸化した後中和剤
を添加し、濾液をｐＨ３〜５の範囲に中和することによ
り鉄の水酸化殿物を生成させ、この沈殿物を濾別する第
二工程、および上記第二工程において得られた濾液に中
和剤を添加し、ｐＨ７以上に中和して亜鉛を主とする重
金属の水酸化殿物を生成させると共に、必要に応じてこ
の濾液に硫化剤を添加して残りの重金属を硫化物として
沈殿させ、これらの沈殿物を濾別する第三工程からなる
ことを特徴とする焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34979892A JP3300081B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34979892A JP3300081B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002037818A Division JP3574928B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170354A JPH06170354A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3300081B2 true JP3300081B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=18406191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34979892A Expired - Lifetime JP3300081B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300081B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10113637A (ja) * | 1996-10-15 | 1998-05-06 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出低減方法 |
| JP4431767B2 (ja) * | 2003-10-27 | 2010-03-17 | Ｄｏｗａメタルマイン株式会社 | 飛灰の湿式処理法 |
| NL2003595C2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Elemetal Holding B V | Process and apparatus for recovering metals. |
| CN104451169B (zh) * | 2014-12-05 | 2016-05-25 | 攀枝花火凤凰再生资源回收利用有限责任公司 | 铁矿烧结烟尘灰有价元素的提取工艺 |
| CN105478438B (zh) * | 2015-01-29 | 2017-09-22 | 湖州森诺环境科技有限公司 | 一种垃圾飞灰水泥窑协同处置及无害化资源循环利用方法 |
| CN110252775A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-20 | 三门踱哒环保设备有限公司 | 一种垃圾焚烧飞灰处理装置 |
-
1992
- 1992-12-02 JP JP34979892A patent/JP3300081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06170354A (ja) | 1994-06-21 |
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