JP2003286053A - 塩化カリウムの回収方法及び回収装置 - Google Patents

塩化カリウムの回収方法及び回収装置

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JP2003286053A
JP2003286053A JP2002093862A JP2002093862A JP2003286053A JP 2003286053 A JP2003286053 A JP 2003286053A JP 2002093862 A JP2002093862 A JP 2002093862A JP 2002093862 A JP2002093862 A JP 2002093862A JP 2003286053 A JP2003286053 A JP 2003286053A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメント焼成装置の排ガスから塩化カリウム
を効率的に高純度で回収できるようにした塩化カリウム
の回収方法及び回収装置を提供する。 【解決手段】 セメント焼成装置からの排ガスの一部を
抽気して塩化カリウムを回収するようにした塩化カリウ
ムの回収方法において、上記セメント焼成装置100で
用いる資材の塩素含有量に応じて上記セメント焼成装置
100にカリウム源を投入し、回収される塩化カリウム
の純度を向上させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化カリウムの回
収方法及び回収装置に関する。さらに詳しくは、高純度
の塩化カリウムを回収し、そのリサイクルを可能とする
塩化カリウムの回収方法及び回収装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、塩化ナトリウム(NaCl)、塩
化カリウム(KCl)、重金属塩化物や、硫酸ナトリウ
ム、硫酸カリウム、重金属硫酸塩等といった低融点化合
物を除去するために、バイパスを設け、セメント焼成装
置から排ガスの一部を抽気することが行われている。抽
気したセメントキルン排ガスは、サイクロンで固気分離
し、カルシウム、シリカ、アルミナ、鉄等のセメント原
料成分を含む比較的粒径の大きいダストを回収する。回
収したダストは、セメントキルンに戻す。さらに、バグ
フィルタ等のフィルター手段を通して、比較的粒径の小
さいダストを除去する。このダストは、低融点化合物を
含む。そして、排ガスをセメント焼成装置に戻すように
している。
【0003】このような低融点化合物としては、上記し
た塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KC
l)、重金属塩化物や、硫酸ナトリウム、硫酸カリウ
ム、重金属硫酸塩等といったものを挙げることができ
る。そして、これらの低融点化合物については、適宜の
分離手段によって分離し、各々有価物としてリサイクル
するといったことが考えられる。
【0004】低融点化合物のうち、塩化カリウムは、単
独で分離できれば、工業塩として利用度が高い。例え
ば、肥料としての利用も考えられる。しかし、塩化カリ
ウムを分離すると、従来法では、塩化ナトリウムとの分
離が難しく、また、純度を向上させるためには、工程上
も、コスト的にも負担が大きかった。したがって、塩化
カリウムを高純度で回収する改善が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
対してなされたものであり、セメント焼成装置の排ガス
から塩化カリウムを効率的に高純度で回収できるように
した塩化カリウムの回収方法及び回収装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、セメント焼成装置からの排ガスの一部を
抽気して塩化カリウムを回収するようにした塩化カリウ
ムの回収方法において、上記セメント焼成装置で用いる
資材の塩素含有量に応じて上記セメント焼成装置にカリ
ウム源を投入し、回収される塩化カリウムの純度を向上
させるようにしたことを特徴とする。
【0007】また、本発明は、別の側面において、塩化
カリウムの回収装置であり、セメント焼成装置からの排
ガスの一部を抽気して塩化カリウムを回収する塩化カリ
ウムの回収装置において、上記セメント焼成装置で用い
る資材の塩素含有量を監視するための監視手段と、該塩
素含有量に応じて、上記セメント焼成装置にカリウム源
を投入する手段とを備え、回収される塩化カリウムの純
度を向上させるようにしたことを特徴とする。
【0008】本明細書中、「セメント焼成装置で用いる
資材」には、石灰石、粘土、陶器の廃材、土壌等のセメ
ント原料を構成するもの、燃料として用いられる重油、
微粉炭、廃プラスチック等の可燃性廃棄物を含む。本明
細書中、「回収」とは、当業者にとって一般的に理解さ
れる意義の他、「分離のみ」、「除去のみ」又は、「分
離」もしくは「除去」したものを、有価な化合物として
得ることも含む。本明細書中、「低融点化合物」には、
塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム、重金属の塩化物や硫酸塩等が含まれる。本明
細書中、「セメント焼成装置」とは、セメント焼成用の
ロータリーキルン等のセメントキルン及びサイクロン、
仮焼炉(プレヒータ)、クリンカクーラ等の周辺機器を
含めた焼成装置全体のシステムを指称する。「抽気ガス
の一部」とは、通常の焼成装置では、セメントの焼成処
理がメインであり、仮焼炉等の周辺機器との連携がある
ため、全部を抽気することは原理的に通常あり得ないた
めである。しかし、可能な場合、又は必要な場合に「全
部」を抽気する場合を除去するものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら、
本発明に係る塩化カリウムの回収方法及び装置の実施の
形態を説明する。図1は、本発明に係る塩化カリウムの
回収方法及び装置を実施するセメント焼成装置の一実施
の形態について、その概要を示す概念図である。
【0010】この実施の形態に係るセメント焼成装置1
00は、セメント焼成のための主要な構成機器として、
ロータリーキルン102、仮焼炉104、サスペンジョ
ンプレヒータ106、クリンカクーラ108を備える。
【0011】ここでは、本発明に係る塩化カリウムの回
収装置の実施の形態を含む上記セメント焼成装置100
の作用を説明することによって、本発明に係る塩化カリ
ウムの回収方法及び回収装置の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、まず、粘土ホッパー110、石灰石
ホッパー112、カリウム化合物ホッパー114から
の、各々粘土、石灰石、カリウム化合物を粉砕機116
に投入する。
【0012】粘土、石灰石の投入割合は、目的とするセ
メント組成に応じて調整する。なお、本実施の形態に限
定されず、セメント原料として、陶器の廃材、土壌を用
いることもできる。本発明では、カリウム化合物をセメ
ント焼成装置に投入することをその特徴の一つとしてい
る。これは、セメント原料の焼成過程で、塩素とカリウ
ムとを結合させ、塩化ナトリウムの生成反応に拮抗して
これを阻止するためである。これによって、セメント原
料中にもとより含まれるカリウムを塩化カリウムとして
回収する際、塩化ナトリウムの混入の少ない高純度の塩
化カリウムの回収を可能とする。
【0013】本実施の形態では、炭酸カリウムをカリウ
ム化合物として投入する。ホッパー114からの投入量
の制御に関しては後述する。なお、投入することができ
るカリウム化合物(カリウム源)としては、他に、硫酸
カリウム、炭酸水素カリウム等を挙げることができる。
投入する化合物は、二種以上のものを併用することもで
きる。また、純粋な化合物ではなく、肥料等のカリウム
含有物及びその廃棄品であっても良い。
【0014】粉砕機116で粉砕したセメント原料は、
混合機118で混合し、貯蔵サイロ120にいったん貯
蔵する。そして、セメント焼成装置100の処理状況に
応じて、セメント原料をサスペンジョンプレヒータ10
6の上段の原料投入部122に投入する。サスペンジョ
ンプレヒータ106では、セメント原料を予熱する。そ
して、セメント原料は、予熱後、仮焼炉104によって
仮焼される。仮焼炉104では、バーナ124によって
セメント原料の仮焼を行う。
【0015】仮焼されたセメント原料は、ロータリーキ
ルン102に至る。ロータリーキルン102は、バーナ
126を備えている。このバーナ126には、重油、微
粉炭等の主燃料及び塩素を含有する廃プラスチック等の
補助燃料を送り込み、燃焼させてセメント原料の焼成を
行う。ロータリーキルン102から排出されたセメント
クリンカは、クリンカクーラ108に入り、冷却用空気
128によって冷却する。これらがセメント原料の一連
の焼成工程である。
【0016】本実施の形態では、さらに蛍光X線等によ
って、セメント原料及び燃料中の塩素濃度、カリウム濃
度及び硫酸態イオウ(SO3)濃度を監視し、各々のモル
比を1≦(K−2SO3)/Cl≦1.2となるように粉
砕機116に投入するカリウム化合物の投入量を決定す
る。
【0017】次に、本実施の形態で、抽気排ガスから塩
化カリウムを回収する工程を説明する。まず、抽気排ガ
スを加熱装置130に送る。抽気操作は、図示しない抽
気プローブのような抽出装置を用いて行う。抽気排ガス
は、通常400〜700℃の温度範囲である。加熱装置
130では、これを1100〜1500℃の温度に加熱
する。
【0018】このように加熱することによって、低融点
化合物が、カルシウム等のセメント原料成分を主体とす
るダスト側から、気化したガス成分に移行する。排ガス
を、次いで、サイクロン132に送る。ここで、固気分
離が行われ、ダストは、焼成工程に戻される。ここで、
低融点化合物は、ガス成分中に含まれている。したがっ
て、戻されるダスト中には、低融点化合物はほとんど含
まれていない。低融点化合物としては、カリウム、ナト
リウム、及び銅、亜鉛、鉛等の金属の塩化物や硫酸塩等
が含まれる。ただし、本実施の形態では、塩化ナトリウ
ムの量は、十分低減されている。
【0019】低融点化合物を含む抽気排ガスは、バグフ
ィルタ134に送る。この手前で、冷却ガスを送り込
み、冷却して120〜600℃の温度とする。そして、
バグフィルタ134で低融点化合物が分離される。分離
された低融点化合物は、下部回収口から回収して、重金
属回収装置136に送る。重金属回収装置136として
は、湿式の精錬装置等、当業者によって一般的に用いら
れるものを採用することができる。例えば、回収したダ
スト状の低融点化合物を水洗いし、酸・アルカリ溶出、
硫化物析出等を適宜組み合わせ、亜鉛成分、銅成分、鉛
成分を含む金属精錬原料として分別する。また、重金属
を回収した後のろ液や洗浄水をアルカリ塩回収装置13
8に送る。
【0020】アルカリ塩回収装置138では、種々の手
法によって、塩化カリウムを回収することができる。例
えば、上記ろ液、洗浄水を煮沸して過飽和状態とし、し
かる後に冷却し、析出させるといった手法によって回収
することができる。したがって、例えば肥料や飼料の原
料として再利用可能な塩化カリウムを回収することがで
きる。従来、塩化ナトリウムの混入が問題となってい
た。しかし、本実施の形態から明らかなように、カリウ
ム化合物を副資材として、資材中の塩素含有量に応じて
投入するので、回収される塩化カリウムの純度は、確実
に90重量%を超える。
【0021】バグフィルタ134を経由した抽気排ガス
のガス成分は、再度、原料投入部122に戻す。このガ
スの温度が350℃以上の場合には、装置全体の効率を
上げるのに寄与する。
【0022】なお、セメント焼成装置100は、廃熱回
収ボイラ140を備え、排ガスの廃熱を回収した後、バ
グフィルタ142を経て、排ガスを煙突144から排出
する。
【0023】他の実施の形態本発明に係る塩化カリウム
の回収方法及び装置を図1の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれらの実施の形態に限られるものでは
なく、当業者にとって自明な本発明の技術的思想の範囲
内における修飾・変更・付加は全て本発明に含まれる。
【0024】例えば、セメント焼成炉は、図1の実施の
形態では、ロータリーキルンとしたが、立窯等の移動床
や流動床型の焼成炉等他のタイプの焼成炉であっても良
い。また、仮焼炉及び/又はサスペンジョンプレヒータ
を備えないセメント焼成装置であっても本発明を実施す
ることができる。また、図1の加熱装置で、加熱する代
わりに、インレットフード内に可燃物を投入し、燃焼さ
せ、インレットフードのガス温度を1100〜1500
に昇温して抽気しても良い。さらに、カリウム化合物の
投入位置は、粉砕機116に直接投入しなくても、粉体
であれば、原料投入部122からでも良い。
【0025】
【発明の効果】上記したところから明かなように、本発
明によれば、セメント焼成装置の排ガスから塩化カリウ
ムを効率的に高純度で回収できるようにした塩化カリウ
ムの回収方法及び回収装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塩化カリウムの回収装置を含むセ
メント焼成装置の一実施の形態について、その概要を説
明する概念図である。
【符号の説明】
100 セメント焼成装置 102 ロータリーキルン 104 仮焼炉 106 サスペンジョンプレヒータ 108 クリンカクーラ 110 粘土ホッパー 112 石灰石ホッパー 114 カリウム化合物ホッパー 116 粉砕機 118 混合機 120 貯蔵サイロ 122 原料投入部 124 バーナ 126 バーナ 130 加熱装置 132 サイクロン 134 バグフィルタ 136 重金属回収装置 138 アルカリ塩回収装置 140 廃熱回収ボイラ 142 バグフィルタ 144 煙突

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント焼成装置からの排ガスの一部を
    抽気して塩化カリウムを回収するようにした塩化カリウ
    ムの回収方法において、上記セメント焼成装置で用いる
    資材の塩素含有量に応じて上記セメント焼成装置にカリ
    ウム源を投入し、回収される塩化カリウムの純度を向上
    させるようにしたことを特徴とする塩化カリウムの回収
    方法。
  2. 【請求項2】 セメント焼成装置からの排ガスの一部を
    抽気して塩化カリウムを回収する塩化カリウムの回収装
    置において、上記セメント焼成装置で用いる資材の塩素
    含有量を監視するための監視手段と、該塩素含有量に応
    じて、上記セメント焼成装置にカリウム源を投入する手
    段とを備え、回収される塩化カリウムの純度を向上させ
    るようにしたことを特徴とする塩化カリウムの回収装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2009154088A1 (ja) * 2008-06-17 2011-11-24 太平洋セメント株式会社 セメントキルン排ガスの処理装置及び処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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