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JP2000001349A - How to treat municipal garbage incineration ash - Google Patents

How to treat municipal garbage incineration ash

Info

Publication number
JP2000001349A
JP2000001349A JP10160231A JP16023198A JP2000001349A JP 2000001349 A JP2000001349 A JP 2000001349A JP 10160231 A JP10160231 A JP 10160231A JP 16023198 A JP16023198 A JP 16023198A JP 2000001349 A JP2000001349 A JP 2000001349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
incineration ash
cement
recovered
kiln
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10160231A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuichi Jo
安市 城
Takashi Takemoto
隆志 武本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP10160231A priority Critical patent/JP2000001349A/en
Publication of JP2000001349A publication Critical patent/JP2000001349A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】都市ゴミ焼却灰から有用物を回収する都市ゴミ
焼却灰の処理方法を提供する。 【解決手段】都市ゴミ焼却灰をセメント原料の一部とし
てセメントキルンに供給し、900℃以上の温度で揮発
する成分を抽気捕集し、順次重金属成分、カリウム成分
及び臭素を回収する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a method for treating municipal garbage incineration ash for recovering useful materials from municipal garbage incineration ash. A municipal waste incineration ash is supplied to a cement kiln as a part of a cement raw material, and components volatilized at a temperature of 900 ° C. or more are bled and collected, and a heavy metal component, a potassium component, and bromine are sequentially recovered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミ焼却灰の
新規な処理方法に関する。詳しくは、多量の都市ゴミ焼
却灰を安全にリサイクルする処理方法を提供するもので
ある。
The present invention relates to a novel method for treating incinerated ash from municipal waste. Specifically, the present invention provides a processing method for safely recycling a large amount of municipal waste incineration ash.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ゴミ焼却灰は発生量が多い、塩素含
有量が多い、重金属を含む、ダイオキシンを含む、発生
元によって成分が大きく変わるなどの特徴が有り、埋立
て以外に有効な処理方法はまだ開発されていない。一
方、近年、埋立て処分場の残存量が少なくなってきてい
る、ダイオキシンや重金属の環境への溶出が心配される
などの問題で埋立ても困難な状況に至っており、多量の
都市ゴミ焼却灰を安全にリサイクル利用する技術の開発
が待たれている。その候補の一つとしてセメント産業で
の原料代替使用が考えられる。
2. Description of the Related Art Municipal refuse incineration ash is characterized by a large amount of generation, a high chlorine content, a heavy metal content, a dioxin content, and a large change in components depending on the source. Is not yet developed. On the other hand, in recent years, landfills have become smaller, and dioxins and heavy metals have become more difficult to landfill due to concerns about elution into the environment. The development of technology for safely recycling is awaited. One of the candidates is the alternative use of raw materials in the cement industry.

【0003】ところで、最近のセメントキルンは、キル
ン排出ガスの熱を回収する目的でプレヒーターが設けら
れており投入される原料との間に熱交換が行われる。そ
こで前述の如き都市ゴミ焼却灰をセメント原料の一部と
して用いた場合、焼却灰によって焼成プロセス(キル
ン)にもちこまれる塩素等のハロゲンが高温状態でアル
カリ成分や重金属成分と反応して揮発しやすい金属ハロ
ゲン化物等となり、通常900℃までの温度で揮発し始
める。また、キルン内は相当の流速で燃焼ガスが流れて
おり、都市ゴミ焼却灰からの前記揮発物はキルン排出ガ
スに混じって排出されるが、プレヒーターで新たに供給
される原料と熱交換する際に露点以下に温度が低下し、
原料に吸着される等で再度キルン内に逆戻りする。この
ためアルカリ金属ハロゲン化物等はキルンとプレヒータ
ーの間を循環し、濃縮されていく。このアルカリ金属ハ
ロゲン化物等は、プレヒーター内で粘着性を示し、内壁
に融着し、原料粉体を成長させ塊状化し、これがプレヒ
ーターのダクト等の閉塞を引き起こし、安定運転に支障
をきたすこともある。また、塩素を多量に含有する都市
ゴミ焼却灰をセメント原料の一部として使用する場合の
もう一つの問題点は、製品であるセメントの塩素濃度が
高くなることである。塩素含有量の多いセメントを鉄筋
コンクリート構造物に使用した場合、鉄筋の腐食をひき
おこし、ひび割れ、欠落などコンクリート劣化の原因と
なる。このため、JIS規格でもセメント中の塩素含有
量は200ppm以下という規制が設けられている。こ
のように塩素はセメント製造において、多くの悪影響を
ひきおこす。
[0003] Recent cement kilns are provided with a pre-heater for the purpose of recovering the heat of the kiln exhaust gas, and heat is exchanged with the input raw materials. Therefore, when municipal waste incineration ash as described above is used as a part of the cement raw material, halogens such as chlorine introduced into the sintering process (kiln) by the incineration ash easily react with alkali components and heavy metal components at a high temperature to volatilize. It becomes a metal halide or the like and usually starts to evaporate at temperatures up to 900 ° C. Further, the combustion gas flows at a considerable flow rate in the kiln, and the volatiles from the municipal waste incineration ash are discharged mixed with the kiln exhaust gas, but exchange heat with the raw material newly supplied by the preheater. When the temperature drops below the dew point,
It returns to the kiln again because it is absorbed by the raw material. Therefore, alkali metal halides and the like circulate between the kiln and the preheater and are concentrated. This alkali metal halide shows tackiness in the pre-heater, fuses to the inner wall, grows and agglomerates the raw material powder, which causes blockage of the pre-heater duct, etc., and hinders stable operation. There is also. Another problem in using municipal waste incineration ash containing a large amount of chlorine as a part of the cement raw material is that the chlorine concentration of the cement product is high. When cement containing a large amount of chlorine is used in a reinforced concrete structure, it causes corrosion of the reinforcing steel and causes concrete deterioration such as cracking and chipping. For this reason, the JIS standard also regulates that the chlorine content in cement is 200 ppm or less. Thus, chlorine has many adverse effects in cement production.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、都市ゴミ焼
却灰を単に埋立て用として廃棄処理するのではなく、資
源としてリサイクルすることにより、有効利用を図るこ
とを目的とし、都市ゴミ焼却灰の所謂灰分をセメント原
料の一部として用い、しかも、都市ゴミ焼却灰から重金
属類、利用価値の高いアルカリ金属化合物、例えば塩化
カリウム等、或いは臭素等を回収する一連のシステムを
提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to effectively utilize municipal garbage incineration ash by recycling it as a resource, rather than simply discarding it for landfill. The present invention provides a series of systems that use so-called ash as part of a cement raw material and that recovers heavy metals, highly useful alkali metal compounds, such as potassium chloride or bromine, from incinerated ash from municipal waste.

【0005】従来から、プレヒーター付セメントキルン
にあっては、セメント原料や燃料から持込まれる揮発性
のアルカリ化合物およびハロゲン化合物がキルンとプレ
ヒーターとの間を循環し、濃縮される現象は知られてい
た。しかし、一定濃度に達すると、セメントクリンカー
や排ガスから持ち出される量との間に平衡に達すること
も知られていた。
Conventionally, in a cement kiln with a preheater, a phenomenon has been known in which volatile alkali compounds and halogen compounds introduced from cement raw materials and fuels circulate between the kiln and the preheater and are concentrated. I was However, it has also been known that when a certain concentration is reached, an equilibrium is reached with the amount taken out of cement clinker and exhaust gas.

【0006】この場合、セメントキルン内に持込まれる
アルカリ成分やハロゲン成分が多くなると、得られるク
リンカーの品質が低下する。このためプレヒーターとキ
ルンとの継ぎ部分または窯尻からキルンガスを抽気し、
揮発成分を凝縮させた後、バグフィルターにより捕集す
る方法(特開平9−227184号)などが提案されて
いる。しかしながら、これらの方法では、所謂灰分はセ
メント原料の一部として利用されるが、都市ゴミ焼却灰
中に含まれる重金属分、カリウム分或いは臭素分など有
用成分の回収が行われないので、都市ゴミ焼却灰の完全
なリサイクル利用が図られるとは言えなかった。
[0006] In this case, if the amount of alkali component and halogen component brought into the cement kiln increases, the quality of the obtained clinker deteriorates. For this reason, kiln gas is extracted from the joint between the preheater and the kiln or the kiln butt,
A method has been proposed in which volatile components are condensed and then collected by a bag filter (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-227184). However, in these methods, the so-called ash is used as a part of the cement raw material. However, useful components such as heavy metals, potassium, and bromine contained in the incinerated ash of the municipal waste are not collected. It could not be said that the incineration ash could be completely recycled.

【0007】[0007]

【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、鋭意研究を重ねた。その結果、塩素、
臭素、アルカリ金属および重金属類を多く含む都市ゴミ
焼却灰をセメント製造工程で原料代替として使用し、セ
メント製造用キルン・プレヒーター内でこれらの成分を
濃縮し、これを抽気冷却し、有用な成分を効率的に分離
回収することを要旨とする本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems. As a result, chlorine,
Municipal waste incineration ash containing a large amount of bromine, alkali metals and heavy metals is used as a raw material substitute in the cement manufacturing process, and these components are concentrated in a kiln preheater for cement manufacturing, and this is extracted and cooled, and useful components are removed. The present invention has been completed, which aims at efficiently separating and recovering.

【0008】即ち、本発明は、都市ゴミ焼却灰をセメン
ト焼成原料の一部として利用するセメント焼成プロセス
において、(a)キルン内のガス温度が900℃以上と
なる部位からキルン内ガスを抽気する工程、(b)該抽
気ガスを300℃以下に冷却し気体と凝縮物とに分離
し、凝縮物は水と接触させて主としてハロゲン化アルカ
リからなる可溶性塩溶液と固形物とに分離する工程、
(c)該固形物の懸濁液の酸性度を中性付近に調整し、
可溶性のカルシウム塩を生成せしめこれを分離除去する
工程、(d)残余の固形物の懸濁液に酸を加えることに
より重金属塩を溶解してその溶液を回収する工程及び、
(e)該回収溶液を中和することにより重金属化合物を
沈殿させ回収する工程よりなる都市ゴミ焼却灰の処理方
法である。
That is, according to the present invention, in a cement burning process in which municipal waste incineration ash is used as a part of a cement burning raw material, (a) gas in the kiln is extracted from a portion in the kiln where the gas temperature becomes 900 ° C. or more. (B) cooling the extracted gas to 300 ° C. or lower to separate the gas into condensate, and contacting the condensate with water to separate a soluble salt solution mainly composed of an alkali halide from a solid;
(C) adjusting the acidity of the solid suspension to near neutrality;
Producing a soluble calcium salt and separating and removing it, (d) dissolving the heavy metal salt by adding an acid to a suspension of the remaining solid matter, and recovering the solution;
(E) A method for treating municipal waste incineration ash comprising a step of precipitating and recovering heavy metal compounds by neutralizing the recovered solution.

【0009】また、本発明は、(b)工程で得られた主
としてハロゲン化アルカリからなる溶液を濃縮し、塩化
カリウムを析出させ、これを回収する工程をも包含す
る。
The present invention also includes a step of concentrating the solution mainly composed of an alkali halide obtained in the step (b) to precipitate potassium chloride and recovering the same.

【0010】更に、本発明は前記塩化カリウムを回収し
た母液から、臭素を回収することも包含する。
[0010] The present invention further includes recovering bromine from the mother liquor from which the potassium chloride has been recovered.

【0011】[0011]

【発明実施の形態】本発明において、セメント製造工程
に原料代替として使用される都市ゴミ焼却灰は一般ゴミ
の焼却灰であれば特に制限されない。ストーカー方式、
流動床方式などの焼却方式による区別はなく、また炉底
灰、飛灰などの灰種の区別もない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, municipal waste incineration ash used as a raw material substitute in a cement production process is not particularly limited as long as it is incineration ash of general waste. Stalker method,
There is no distinction between incineration systems such as fluidized bed systems, and no distinction between ash types such as hearth ash and fly ash.

【0012】一般に焼却灰は塩素が通常3〜20%と高
く、また、重金属類もZnで0.1〜2.0%、Pbで
0.05〜1.5%と高い。尚、本発明に用いるに当
り、都市ゴミ焼却灰は、水洗により、塩化ナトリウムな
ど可溶性ハロゲン物質やその他の付着物を除去しておく
ことが好ましい。
In general, incinerated ash contains chlorine as high as 3 to 20%, and heavy metals as high as 0.1 to 2.0% for Zn and 0.05 to 1.5% for Pb. In the present invention, it is preferable that the incinerated municipal garbage ash is washed with water to remove soluble halogen substances such as sodium chloride and other deposits.

【0013】本発明においては、都市ゴミ焼却灰を原料
の一部として、セメントを製造する一方で、前記有用成
分を濃縮する。更に都市ゴミ焼却灰に吸着しているダイ
オキシンなどの有機物はセメントキルン内の高熱のため
実質的に消滅するという利点もある。
In the present invention, the useful component is concentrated while producing cement by using municipal incineration ash as a raw material. Further, there is also an advantage that organic substances such as dioxin adsorbed on the municipal waste incineration ash are substantially eliminated due to high heat in the cement kiln.

【0014】本発明に用いられるセメント焼成炉は特に
限定されない。普通ポルトランドセメント等を製造する
プレヒーター付セメントキルンが利用できる。
The cement sintering furnace used in the present invention is not particularly limited. A cement kiln with a pre-heater for producing ordinary Portland cement or the like can be used.

【0015】本発明における(a)工程である抽気工程
は、キルン内のガス温度が900℃以上となる帯域から
行われる。かくすることにより、都市ゴミ焼却灰に含ま
れる前記有用成分は、実質的に気体となっているか又は
燃焼ガス中にミスト或いは微細な粉塵となって懸濁して
おり、且つそれらが濃縮されているのである。抽気の手
段は特に限定されないが、従来用いられているアルカリ
バイパスや塩素バイパス設備と同じ構造であってよい。
勿論、アルカリバイパスや塩素バイパスの吸引口がセメ
ントキルン内の900℃以上の帯域に開口している場合
には兼用することもできる。
The bleeding step, which is the step (a) in the present invention, is performed from a zone where the gas temperature in the kiln is 900 ° C. or higher. As a result, the useful components contained in the municipal waste incineration ash are substantially in the form of gas or suspended as mist or fine dust in the combustion gas, and they are concentrated. It is. The means for bleeding is not particularly limited, but may have the same structure as conventionally used alkali bypass or chlorine bypass equipment.
Of course, when the suction port of the alkali bypass or the chlorine bypass is open to a zone of 900 ° C. or higher in the cement kiln, it can also be used.

【0016】本発明において、(b)工程は、前記抽気
ガスを300℃以下に冷却することにより有用成分の揮
発物を濃縮固化し、これらと共に抽出されたキルン内燃
焼ガスと固形物とを分離し、固形物は更に水と接触させ
て、主として、アルカリ金属ハロゲン化物よりなる可溶
分と固形分とに分離する。これらの分離手段は特に限定
されていない。例えば、一旦熱交換器により、抽気ガス
の温度を300℃前後、好ましくは300℃以下にまで
冷却した後、バグフィルター等により浮遊する固形物を
捕集する。この固形物は溶解槽に供給し、水に可溶な成
分と不溶な成分とに分離する。溶解槽の形式は、特に限
定されないが、撹拌付が好ましい。
In the present invention, in the step (b), the bleed gas is cooled to 300 ° C. or less to concentrate and solidify volatiles of useful components, and separate the solids from the combustion gas in the kiln and the solids extracted therefrom. Then, the solid matter is further brought into contact with water to separate into a soluble matter mainly composed of an alkali metal halide and a solid matter. These separation means are not particularly limited. For example, after the temperature of the extracted gas is once cooled to about 300 ° C., preferably to 300 ° C. or less by a heat exchanger, the suspended solids are collected by a bag filter or the like. This solid is supplied to a dissolution tank and separated into water-soluble and insoluble components. Although the type of the dissolving tank is not particularly limited, it is preferable to use stirring.

【0017】この方法にあっては、抽気ガスから捕集し
た固形分を一旦、貯槽などに貯え均一に混合した後、溶
解槽に供給することができ、固形分の組成を安定化させ
ることができるので好適である。
In this method, the solid content collected from the bleed gas is temporarily stored in a storage tank or the like, mixed uniformly, and then supplied to the dissolving tank to stabilize the composition of the solid content. It is preferable because it can be performed.

【0018】別の手段として、抽気ガスを直接水と接触
させ、ガスの冷却と同時に可溶分の溶解を行うこともで
きる。
As another means, the bleed gas can be brought into direct contact with water to dissolve soluble components simultaneously with cooling of the gas.

【0019】この場合の気―液接触手段は、特に限定さ
れないが、充填塔、段塔、スプレー塔、スクラバー、気
泡塔、気泡撹拌槽、灌液塔などの気―液接触装置、ジェ
ットコンデンサー等の接触型の冷却器等の1又は2以上
を組み合わせて用いることができる。
The gas-liquid contact means in this case is not particularly limited, but gas-liquid contact devices such as a packed tower, a column tower, a spray tower, a scrubber, a bubble tower, a bubble stirring tank, an irrigation tower, a jet condenser, etc. Or a combination of two or more of such contact type coolers.

【0020】可溶成分を溶解するための水は、溶解速度
を促進する上から、高温であることが望ましい。通常3
0〜100℃、好ましくは40〜80℃程度とする。こ
れらの温度を得る手段の一つは、抽気ガスの温度を利用
することである。即ち900℃以上の抽気ガスを溶解用
の水と熱交換させることにより得ることもできる。
The water for dissolving the soluble components is desirably at a high temperature in order to accelerate the dissolution rate. Normal 3
0 to 100 ° C, preferably about 40 to 80 ° C. One means of obtaining these temperatures is to utilize the temperature of the bleed gas. That is, it can also be obtained by exchanging the extracted gas at 900 ° C. or higher with water for dissolution.

【0021】また、抽気ガス中の固形分は酸化カルシウ
ムを多く含み、水と接触させることにより、溶液はかな
り高いアルカリ性を示す。このため水と接触させたと
き、アルカリ金属ハロゲン化物と共に重金属特に鉛など
の両性金属類が溶解することもあるので水の使用量は可
能な限り少なくすることが望ましい。また、必要に応じ
てpHを調整し、5〜14の範囲、特に8〜13に保つ
ことも好ましい。
Further, the solid content in the bleed gas contains a large amount of calcium oxide, and when brought into contact with water, the solution shows a very high alkalinity. For this reason, when brought into contact with water, heavy metals, especially amphoteric metals such as lead, may be dissolved together with the alkali metal halide. Therefore, it is desirable to use as little water as possible. It is also preferable to adjust the pH as needed and keep it in the range of 5 to 14, especially 8 to 13.

【0022】また、一般にアルカリ金属等の可溶分の完
全溶解には或る程度の時間を要する場合もあるため、上
記いずれの方法においても、更に、タンク式溶解槽で必
要に応じて撹拌を行いながら、数分ないし数時間かけて
アルカリ金属塩を十分に溶解させることも場合によって
は好ましい態様となる。
In general, complete dissolution of soluble components such as alkali metals may take a certain amount of time. Therefore, in any of the above methods, stirring may be further performed in a tank-type dissolving tank as necessary. In some cases, it is preferable to dissolve the alkali metal salt sufficiently for several minutes to several hours.

【0023】主としてアルカリ金属ハロゲン化物を含む
水溶液と、主として、シリカ、アルミナ、石灰及び重金
属化合物を含む不溶解残分との分離は濾過又は遠心分離
器などのデカンテーション法によって行う。
The separation of the aqueous solution mainly containing an alkali metal halide and the insoluble residue mainly containing silica, alumina, lime and heavy metal compounds is performed by a decantation method such as filtration or a centrifuge.

【0024】次いで(c)工程において、固形物を水と
接触させる工程で分離された不溶解残分は塩酸等の酸で
中和を行い中性付近(pH5〜10、好ましくはpH6
〜9)に調整し、塩化カルシウムなどの可溶性のカルシ
ウム塩を主体とした溶液を生成せしめ、これを分離除去
する。この工程は不溶解残分中の酸可溶分を除去し重金
属濃度を高める工程の一部である。中性付近で可溶性の
カルシウム塩を取り除いた残りの不溶解固形物は、更に
(d)工程において、(c)工程の不溶解固形物の懸濁
液に酸を加えることにより、酸性状態、好ましくはpH
3以下として、重金属を溶解する。溶解残分は主に二酸
化珪素、酸化アルミニウムからなる無機化合物であるの
で水洗脱水後必要に応じてセメント原料として利用する
ことが出来る。また、この溶解液を(e)工程において
アルカリ溶液により中和することにより、重金属塩を沈
殿せしめ高濃度の重金属化合物として回収する。
Next, in the step (c), the insoluble residue separated in the step of bringing the solid matter into contact with water is neutralized with an acid such as hydrochloric acid and the like and neutralized (pH 5 to 10, preferably pH 6 to 10).
To 9) to produce a solution mainly composed of a soluble calcium salt such as calcium chloride, which is separated and removed. This step is a part of the step of removing the acid-soluble matter in the insoluble residue to increase the concentration of heavy metals. The remaining insoluble solid matter from which the calcium salt soluble near neutrality has been removed is further added to the suspension of the insoluble solid matter in the step (c) in the step (d) by adding an acid to the acidic state, preferably in the step (d). Is pH
3 or less, heavy metals are dissolved. Since the dissolved residue is an inorganic compound mainly composed of silicon dioxide and aluminum oxide, it can be used as a cement raw material if necessary after washing and dehydration. The solution is neutralized with an alkaline solution in step (e) to precipitate a heavy metal salt and recover as a heavy metal compound having a high concentration.

【0025】(e)工程における重金属の沈殿は溶液を
アルカリ溶液により中和する方法に代えて、硫化水素や
硫化アルカリ類を加え重金属の硫化物として沈殿させる
方法や炭酸ガスや炭酸アルカリ金属塩を加えて重金属の
炭酸塩として沈殿させる方法などもおこない得るが、重
金属の再利用の面からは水酸化物として回収するのが望
ましい。
The precipitation of heavy metals in the step (e) may be performed by adding hydrogen sulfide or alkali sulfides to precipitate as heavy metal sulfides instead of neutralizing the solution with an alkali solution, or by using carbon dioxide gas or alkali metal carbonate. In addition, a method of precipitating it as a heavy metal carbonate may be used, but it is preferable to recover the heavy metal as a hydroxide from the viewpoint of reuse.

【0026】また、(b)工程において、主としてハロ
ゲン化アルカリ、特に塩化カリウム及び塩化ナトリウム
を多く含む水溶液は、多重蒸発缶等を用いて水分の蒸発
除去を行い、塩化カリウムを析出させこれを回収する。
通常は80℃又はそれ以上の温度における塩化カリウム
の飽和濃度まで濃縮し、その後冷却することにより塩化
カリウムを析出させ回収する。回収効率を高めるため、
冷却は10℃以下にまで下げることが好ましい。また冷
却速度は緩やかとし、析出する塩化カリウムの結晶を十
分成長させることにより、純度の高い塩化カリウムが回
収される。かくして、回収された塩化カリウムは肥料等
の原料として再利用される。
In the step (b), the aqueous solution mainly containing an alkali halide, especially potassium chloride and sodium chloride, is subjected to evaporation and removal of water using a multiple evaporator or the like to precipitate potassium chloride and recover it. I do.
Usually, the solution is concentrated to a saturated concentration of potassium chloride at a temperature of 80 ° C. or higher, and then cooled to precipitate and recover potassium chloride. To increase collection efficiency,
Cooling is preferably reduced to 10 ° C. or less. The cooling rate is slow, and potassium chloride crystals having high purity are recovered by sufficiently growing the crystals of the precipitated potassium chloride. Thus, the recovered potassium chloride is reused as a raw material such as fertilizer.

【0027】また、この(e)工程における残余溶液は
一般に臭素を3,000mg/l以上含有した塩化ナト
リウムを主成分とする水溶液である。そこで、一般に行
われている海水直接法などの公知の臭素製造方法によ
り、高い効率で臭素ガスを回収することが出来る。この
臭素ガスの回収は該溶液の電気分解により行うこともで
きる。
The residual solution in the step (e) is generally an aqueous solution mainly containing sodium chloride containing 3,000 mg / l or more of bromine. Therefore, bromine gas can be recovered with high efficiency by a known bromine production method such as a commonly used seawater direct method. The bromine gas can be recovered by electrolysis of the solution.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、都市ゴミ焼却灰の処理におい
て、セメント焼成炉にて、有用成分を濃縮せしめ、これ
を抽気し、水洗、酸溶解などの処理を行うことにより、
高濃度重金属化合物、セメント原料、高濃度塩化カリウ
ム、高濃度臭素ガスなどの有用物をシステマチックに回
収し得るものである。このため、都市ゴミ焼却灰の処理
において、処理上の問題点である発生量が多い、塩素含
有量が多い、重金属を含む、ダイオキシンを含む、発生
元によって成分が大きく変わるなどを解決して安全で有
効に有用物をリサイクルでき、且つセメントの製造工
程、品質に影響を与えない工程を提供するものである。
According to the present invention, in the treatment of municipal garbage incineration ash, the useful components are concentrated in a cement sintering furnace, and this is subjected to bleeding, water washing, acid dissolving and other treatments.
It can systematically recover useful substances such as high-concentration heavy metal compounds, cement raw materials, high-concentration potassium chloride, and high-concentration bromine gas. Therefore, in the treatment of municipal garbage incineration ash, it is safe to solve the problems of processing, such as the large amount of generation, the high chlorine content, the heavy metals, the dioxins, and the components that greatly change depending on the source. Thus, it is possible to effectively recycle useful materials and to provide a process which does not affect the production process and quality of cement.

【0029】以下、本発明を実施例および比較例を揚げ
て詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0030】[0030]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施態様の一
例を詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0031】実施例1 図1に示す処理工程によって都市ゴミ焼却灰(表1に組
成の一例を示した。)をセメント原料代替として使用
し、セメント焼成炉窯尻に付属した塩素バイパス装置を
使い塩素、臭素、アルカリ金属及び重金属を濃縮し、セ
メント原料の一部と共に塩素バイパスダストとして回収
する。
Example 1 Municipal garbage incineration ash (an example of composition is shown in Table 1) was used as a cement raw material substitute by the treatment process shown in FIG. 1, and a chlorine bypass device attached to the cement kiln bottom was used. Concentrates chlorine, bromine, alkali metals and heavy metals and collects them as chlorine bypass dust along with some cement raw materials.

【0032】都市ゴミ焼却場(1)で発生した焼却灰を
受入タンク(2)に貯蔵し、空気混合装置により均一に
混合する。この焼却灰を撹拌装置付溶解槽及び遠心濾過
機からなる水洗設備(3)で灰重量の十倍量の水で可溶
塩類を溶かし出し、不溶分を濾過する。不溶焼却灰をセ
メント焼成炉(4)にセメント1t当り20kgの割合
で供給する。窯尻に抽気口を設けた粗粒分離サイクロン
およびバグフィルターからなる塩素バイパス装置を使
い、1050℃、抽気率約2%で塩素、アルカリ金属及
び重金属を濃縮し、塩素バイパスダストとして150℃
の温度でバグフィルターにより回収する。この塩素バイ
パスダスト(表1に組成を示した。)をサイロ(6)に
貯蔵する。
The incinerated ash generated in the municipal waste incineration plant (1) is stored in the receiving tank (2), and is uniformly mixed by an air mixing device. The incinerated ash is dissolved in a water washing facility (3) comprising a dissolving tank equipped with a stirrer and a centrifugal filter with 10 times the weight of the ash to dissolve soluble salts, and insolubles are filtered. Insoluble incineration ash is supplied to the cement firing furnace (4) at a rate of 20 kg per 1 t of cement. Concentrates chlorine, alkali metals and heavy metals at 1050 ° C and a bleed rate of about 2% using a chlorine bypass device consisting of a coarse-grained separation cyclone with a bleed port at the kiln bottom and a bag filter, and 150 ° C as chlorine bypass dust.
Recover with a bag filter at a temperature of. This chlorine bypass dust (the composition is shown in Table 1) is stored in the silo (6).

【0033】図2に示す処理工程によって塩素バイパス
ダストから有用物を回収する。
The useful substances are recovered from the chlorine bypass dust by the processing steps shown in FIG.

【0034】先ず、回収した塩素バイパスダストをサイ
ロ(6)から抜出し、図1(3)と同様の水洗設備(1
01)で塩素バイパスダスト重量の5倍量の水(W)を
加え常温下で5分溶解させて主にハロゲン化アルカリな
ど可溶性塩類を溶かし出す。溶解残を脱水し、脱水ケー
キを図1(3)と同様の構造の溶解設備(102)に入
れ、これに10%濃度の塩酸(E)を中性(pH5.5
〜8.5)になるまで加え、主に水酸化カルシウム、炭
酸カルシウム分などを塩化カルシウムなどの可溶性塩化
物として溶かし出す。濾液からは濃縮により塩化カルシ
ウムが容易に回収できる。溶解残を脱水し、脱水ケーキ
を図1(3)と同様の構造の溶解設備(103)に入
れ、これに3%濃度の塩酸(F)を加え酸性(pH3以
下)の状態で主に重金属類などを可溶性重金属塩化物と
して溶かし出す。溶解残は、主としてシリカ及び粘土鉱
物であり、セメント原料(A)として使用できる。濾液
を図1(3)と同様の構造の沈殿設備(104)に入
れ、これに苛性ソーダ(G)を加え中性(pH7〜9.
3)の状態で主に重金属類などを重金属水酸化物(B)
として析出させる。
First, the collected chlorine bypass dust is extracted from the silo (6), and the same washing equipment (1) as in FIG.
In step 01), water (W) in an amount 5 times the weight of the chlorine bypass dust is added and dissolved at room temperature for 5 minutes to mainly dissolve soluble salts such as alkali halides. The dissolved residue is dehydrated, and the dehydrated cake is placed in a dissolving equipment (102) having the same structure as in FIG. 1 (3), and 10% hydrochloric acid (E) is neutralized (pH 5.5).
To 8.5), and mainly calcium hydroxide and calcium carbonate are dissolved out as soluble chlorides such as calcium chloride. Calcium chloride can be easily recovered from the filtrate by concentration. The dissolved residue is dehydrated, and the dehydrated cake is put into a dissolving equipment (103) having the same structure as in FIG. 1 (3), and hydrochloric acid (F) having a concentration of 3% is added thereto, and the heavy metal is mainly acidified (pH 3 or less). Are dissolved out as soluble heavy metal chlorides. The dissolved residue is mainly silica and clay mineral and can be used as a cement raw material (A). The filtrate is put into a sedimentation facility (104) having the same structure as that of FIG. 1 (3), and caustic soda (G) is added thereto and neutralized (pH 7-9.
In the state of 3), mainly heavy metals are converted to heavy metal hydroxides (B)
To be precipitated.

【0035】水洗設備(101)から出てきた濾液を図
1(3)と同様の構造の沈殿設備(112)に入れ、下
方から炭酸ガス(H)を吹き込み(pH7〜9.3)主
にカルシウム、重金属類などを炭酸塩の形で析出させ
る。濾過残は溶解設備(102)に送られる。溶液を多
段式蒸発缶(113)に送り濃度を結晶が析出し始める
まで高めた後、冷却槽(114)で0℃まで冷却し塩化
カリウム結晶を析出させる。その後濾過設備(115)
で塩化カリウム結晶(C)を濾過する。濾液に硫酸
(I)を加えpH3に調整した後、多段反応塔(11
5)に導きスプレーし塩素ガス(J)と対向させ粗臭素
ガス(D)を得る。
The filtrate coming out of the washing equipment (101) is put into a sedimentation equipment (112) having the same structure as that of FIG. 1 (3), and carbon dioxide gas (H) is blown from below (pH 7 to 9.3). Calcium and heavy metals are precipitated in the form of carbonate. The filtration residue is sent to a dissolution facility (102). The solution is sent to a multi-stage evaporator (113) to increase the concentration until crystals start to precipitate, and then cooled to 0 ° C. in a cooling bath (114) to precipitate potassium chloride crystals. After that, filtration equipment (115)
The potassium chloride crystals (C) are filtered with. After adjusting the pH to 3 by adding sulfuric acid (I) to the filtrate, the multi-stage reaction column (11
5) Spraying is carried out to oppose the chlorine gas (J) to obtain a crude bromine gas (D).

【0036】表1に各工程で得られる回収物の成分を示
した。本実施例により、都市ゴミ焼却灰を有効にリサイ
クル使用できることが解る。
Table 1 shows the components of the recovered material obtained in each step. According to this embodiment, it can be seen that the municipal waste incineration ash can be effectively recycled.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】都市ゴミ焼却灰のセメント製造工程での使用と
塩素バイパスダストの抽出例
Fig. 1 Use of municipal waste incineration ash in the cement manufacturing process and an example of chlorine bypass dust extraction

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焼却場 2 都市ゴミ焼却灰貯蔵サイロ 3 焼却灰水洗設備 4 セメント焼成炉 5 塩素バイパス設備 6 塩素バイパスダスト貯蔵サイロ 1 Incineration plant 2 Municipal garbage incineration ash storage silo 3 Incineration ash washing equipment 4 Cement firing furnace 5 Chlorine bypass equipment 6 Chlorine bypass dust storage silo

【図2】塩素バイパスダストからの有用成分回収工程の
構成図
FIG. 2 is a block diagram of a useful component recovery process from chlorine bypass dust.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 塩素バイパスダスト水洗設備 102 酸溶解設備1 103 酸溶解設備2 104 沈殿設備1 112 沈殿設備2 113 蒸発缶 114 冷却設備 115 反応塔 A セメント原料 B 重金属水酸化物 C 塩化カリウム結晶 D 粗臭素ガス E 10%塩酸 F 3%塩酸 G 5%苛性ソーダ H 20%炭酸ガス I 5%硫酸 J 100%塩素ガス W 水 101 chlorine bypass dust washing equipment 102 acid dissolution equipment 1 103 acid dissolution equipment 2 104 sedimentation equipment 1 112 sedimentation equipment 2 113 evaporator 114 cooling equipment 115 reaction tower A cement raw material B heavy metal hydroxide C potassium chloride crystal D crude bromine gas E 10% hydrochloric acid F 3% hydrochloric acid G 5% caustic soda H 20% carbon dioxide I 5% sulfuric acid J 100% chlorine gas W water

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】都市ゴミ焼却灰をセメント焼成原料の一部
として利用するセメント焼成プロセスにおいて、(a)
キルン内のガス温度が900℃以上となる部位からキル
ン内ガスを抽気する工程、(b)該抽気ガスを300℃
以下に冷却し気体と凝縮物とに分離し、凝縮物は水と接
触させて主としてハロゲン化アルカリからなる可溶性塩
溶液と固形物とに分離する工程、(c)該固形物の懸濁
液の酸性度を中性付近に調整し、可溶性のカルシウム塩
を生成せしめこれを分離除去する工程、(d)残余の固
形物の懸濁液に酸を加えることにより重金属塩を溶解し
てその溶液を回収する工程及び、(e)該回収溶液を中
和することにより重金属化合物を沈殿させ回収する工程
よりなる都市ゴミ焼却灰の処理方法。
1. A cement burning process using municipal waste incinerated ash as a part of a cement burning raw material, wherein (a)
A step of extracting gas in the kiln from a portion where the gas temperature in the kiln becomes 900 ° C. or more; (b) extracting the extracted gas at 300 ° C.
A step of cooling and separating into a gas and a condensate, and contacting the condensate with water to separate into a soluble salt solution mainly composed of an alkali halide and a solid; (c) a suspension of the solid Adjusting the acidity to near neutrality to form a soluble calcium salt and separating and removing it; (d) adding the acid to the suspension of the remaining solids to dissolve the heavy metal salt and to dissolve the solution. A method for treating municipal waste incineration ash, comprising: a step of collecting; and (e) a step of precipitating and collecting heavy metal compounds by neutralizing the recovered solution.
【請求項2】請求項1において(b)工程で得られた主
としてハロゲン化アルカリからなる溶液を濃縮し、塩化
カリウムを沈殿させてこれを回収することを特徴とする
都市ゴミ焼却灰の処理方法。
2. A method for treating municipal waste incineration ash according to claim 1, wherein the solution mainly consisting of an alkali halide obtained in the step (b) is concentrated, and potassium chloride is precipitated and recovered. .
【請求項3】請求項2において、塩化カリウムを回収し
た残余溶液から臭素ガスを回収することを特徴とする都
市ゴミ焼却灰の処理方法。
3. The method according to claim 2, wherein bromine gas is recovered from a residual solution from which potassium chloride has been recovered.
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