JPH09184610A - 金属含有固形物残渣、特に家庭生ごみの焼却による煙の洗浄から出る残渣の処理方法 - Google Patents

金属含有固形物残渣、特に家庭生ごみの焼却による煙の洗浄から出る残渣の処理方法

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JPH09184610A
JPH09184610A JP8333589A JP33358996A JPH09184610A JP H09184610 A JPH09184610 A JP H09184610A JP 8333589 A JP8333589 A JP 8333589A JP 33358996 A JP33358996 A JP 33358996A JP H09184610 A JPH09184610 A JP H09184610A
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solid residue
rich
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ピエール・パスキュイニー
Oliver Leclerc
オリヴィエ・レクレール
Roger Meunier
ロジェ・ムーニエ
Fabrice Lebrun
ファブリス・ルブラン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属元素に富む廃棄物、特に家庭用生ごみの
焼却により出る固形物残渣を還元処理して冶金分野にリ
サイクル可能な金属に富む副生物を得る方法を提供す
る。 【解決手段】 この方法は、（１）固形物残渣と固体還
元剤を混合し、（２）その混合物を１０００℃以上の温
度の炉内で処理して、（３）金属が乏しくなったガラス
化生成物と気相中に金属元素が豊富にしたガスの放出物
を得、（４）金属に富んだガスを空気冷却し、（５）空
気冷却により得られた生成物を濾過して金属塩に富んだ
二次の灰を得、濾過操作の終点で（６）大気中へ放出す
るためにその煙を洗浄し、そして金属塩に富んだその二
次の灰を、再利用可能な形の金属に富んだ生成物を生成
させる処理に付す（７〜１０）ことからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属元素に富んだ
廃棄物の処理、特に家庭生ごみ或いは金属又は類似の元
素を含有するスラッジの焼却の結果として生じる残渣の
処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、都心部では家庭生ごみを
含めて大量の廃棄物が生じやすく、それは、それらの収
集、及びそれらの体積と質量を減少させ、またそれらの
有害性を低下させる処理の両方に関係がある地方自治体
と当局の両方に重大な問題を引き起こす。
【０００３】家庭生ごみの処理に使用された従来の方法
はそれを焼却することから成る。
【０００４】このことは、熱エネルギー回収の可能性と
共に、体積と重量の著しい減少を達成することを可能に
する。
【０００５】過剰の空気の存在下で１０００℃のオーダ
ーの温度で通常行われるこの焼却では、ガス類に加えて
固体粒子の残渣が生じる。
【０００６】処理される１トンの家庭生ごみからは、ガ
ス類の炉過及び／又は粉塵抽出によりボイラーで、以後
ＨＧＩＳＣＲ（家庭生ごみ焼却煙洗浄残渣）と称され
る、２００〜２５０ｋｇ程度のクリンカーと約３０ｋｇ
程度のフライアッシュが生じ、補集されることが認めら
れている。これらの灰は塩類、及びＨｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、
Ｃｄのような有毒金属元素に富んでいる。
【０００７】さて、これらの残渣は全て、特に焼却によ
る煙の洗浄から出る残渣は、それらが浸出により有害物
質を放出することがあるという事実のために最もしばし
ば危険であり、従ってこれらの残渣は大地及び地下水又
は地下水面より下の自由地下水層の水にとって危険なも
のである。
【０００８】それらの毒性のために、これらの残渣は、
１９９５年３月３１日以来、クラス１のごみ捨て場と一
般に称される専門の埋立てセンター（ＴＢＣ）に入れら
れ、かつ安定化されなければならない。
【０００９】このごみ捨て場のくずの排出は国家的な規
制を受け、そしてヨーロッパでもそうなっているが、こ
れらの規制は絶えず変更されていると共に、環境保護、
特に地下水の保全のためにますます厳しくなって来てい
る。
【００１０】これが、特に、本フランス特許明細書によ
り、安定化後にクラス１のごみ捨て場に貯蔵することが
できるフライアッシュの場合であって、そのごみ捨て場
の下層土は少なくとも６ｍの厚さを持つ水密性粘土層か
らなる。
【００１１】現時点では、フランスには、上記の条件を
満足するクラス１のごみ捨て場は僅か１１ケ所あるだけ
で、これらのごみ捨て場のうちのただ１個所だけがロワ
ール川（Ｌｏｉｒｅ）南部に位置する。
【００１２】ガラス化は安定化方法の一つであって、そ
の方法により安定化された生成物を得ることが可能であ
るが、浸出に対する感受性がほとんどない。
【００１３】本出願人が１９９４年１１月９日に出願し
たフランス特許第９４１３４７７号は、金属元素に富ん
だ廃棄物、特に家庭生ごみの焼却により出る煙の洗浄残
渣を処理する方法に関し、次の； ａ）廃棄物を炉内で熔融してガラス化し； ｂ）炉内から出た煙を周囲温度で空気により酸化し； ｃ）酸化された煙を空気の添加により乾式冷却（ｄｒｙ
ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）し； ｄ）酸化、冷却された煙を濾過して金属元素に富んだ二
次の灰を得； ｅ）酸化、冷却、濾過された煙を中和するように洗浄
し、そしてその煙を排出し； ｆ）冷却工程の間及び濾過工程の間に生成した金属塩を
含有する二次の灰を回収し； ｇ）金属塩を含有するその二次の灰から水溶液を形成し
て、そしてその金属を水酸化物若しくは硫化物又は不溶
性の金属炭酸塩の形で沈殿させてスラッジと塩水溶液を
得； ｈ）重量で少なくとも半量が電気的熱発生発電所から出
る灰であり、そして残余がカルシウムのようなアルカリ
土類金属の水酸化物又は酸化物であるものからなる添加
物を前記の水性スラッジと混合して前記の金属を安定化
し； ｉ）このスラッジの上に浮遊している塩溶液を抜き出
し、中和し、そして排出し； ｊ）このスラッジ、不溶性金属塩及び沈殿、安定化され
た金属元素をデカンテーションにより採集し；そして ｋ）スラッジのデカンテーションによって得られた不溶
性金属塩と安定化され、沈殿した元素を炉過及び乾燥
し、それらを廃棄物と混合し、そしてそれらを炉内で熔
融してガラス化する；工程を含んでなる。
【００１４】この方法により行われる処理は、特にＺｎ
とＰｂが装填されているガラス化生成物を得ることを可
能にする。
【００１５】かくして、上記の特許出願に開示される方
法は、重金属に富んだガラス化生成物を得ることを可能
にするもので、これはＨＧＩＳＣＲの完全な処理中に、
あとの廃棄物の量を１％以下に制限するという利点を有
する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、安定化
／固形化に関する法規制がどう進展するか不確実であ
り、このことから本出願人は、また、有毒金属を少なく
したガラス化生成物を得ようとする研究を指向するに至
った。
【００１７】この目的には、還元性媒体中で操作できる
ようにすることが必要である。
【００１８】本発明の目的は、固形物残渣の安定化法の
適応性を拡げて、得られるガラス化生成物を普通の性状
のものとなし、かつ再利用可能な形にさえなし、しかも
金属に富んだその副生物を冶金分野にリサイクルさせる
という目的の法規制の進展に容易に適応できるようにす
る、金属を含有する固形物残渣を、還元することによる
処理法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、次
の： ａ）固形物残渣を固体還元剤と混合し； ｂ）その混合物を１０００℃以上の炉内で処理して金属
が乏しくなったガラス化生成物と金属元素が多くなった
ガス放出物を得； ｃ）その金属に富んでいるガスを空気冷却して特にその
金属種を凝縮させ； ｄ）空気冷却により得られた生成物を濾過して金属塩に
富んでいる二次の灰を得；そして ｅ）濾過操作に続いて、その煙を洗浄してその煙を中和
し、そしてその煙を大気中へ放出する；工程を含んでな
ることを特徴とする、金属を含有する固形物残渣、特に
家庭生ごみの焼却により出る煙の洗浄残渣を処理する方
法を提供するものである。
【００２０】本発明に係る方法は、更に、次の： ｆ）金属塩を含有するその二次の灰を含む水溶液を形成
し、そしてその金属を水酸化物若しくは硫化物又は不溶
性金属炭酸塩の形で沈殿させてスラッジ及び塩類水溶液
を得； ｇ）デカンテーションの後にそのスラッジの上に浮遊し
ている塩類の液をその放出及び中和のために回収し； ｈ）不溶性金属塩及び沈殿した金属元素を含有する前記
スラッジを採集し； ｉ）スラッジ中に含まれる不溶性金属塩と沈殿金属元素
を濾過し； ｊ）濾過後に得られた固形物の水和溶液中に存在する残
留塩類種を除去するために、沈殿操作ｆ）のｐＨと同じ
ｐＨの溶液でスラッジを洗浄し；そして ｋ）濾過、洗浄された、再利用可能な形の（ｖａｌｏｒ
ｉｚａｂｌｅ）金属に富んだ固形物を乾燥し、そして付
形する；工程を含むことができる。
【００２１】これらの全ての操作で、一方では有毒金属
種が乏しくなったガラス化生成物を、他方では冶金分野
に、直接、再利用可能な形の金属に富んだ、鉱石に類似
した固形物を得ることが可能になる。
【００２２】
【実施の態様】本発明のより良い理解は、添付の図面を
参照して、単に例として挙げられる次の記述から得られ
るであろう。
【００２３】廃棄物とくずの処理方法、特に家庭生ごみ
の処理方法はよく知られている。
【００２４】従って、ここでは本発明に直接又は間接的
に関係する方法だけを説明する。
【００２５】物理化学的な炭素還元現象は鉄鋼製品分野
ではよく知られているけれども、廃棄物の熱処理におけ
るその使用は知られていない。
【００２６】本発明に係る方法は次のやり方で行なわれ
る。
【００２７】処理されるべきＨＧＩＲＣＲの塊にある量
の、好ましくは固体の還元剤、例えば炭素を添加する。
【００２８】その全体をガラス化炉内に導入する。
【００２９】この炉は２本の黒鉛電極を使用して操作す
る型のものであるのが有利である。
【００３０】これらの電極の自然侵食が還元現象を促進
する。
【００３１】固形物残渣、例えばＨＧＩＳＲと、いろい
ろな種類の炭素、例えば微粉炭、黒鉛、カービュライト
（ｃａｒｂｕｒｉｔｅ）、石油コークス、その他の還元
性鉱物質種又は有機種のような還元剤との混合は、熔融
炉内で直接行われるか、又は好ましくはガラス化される
装入材料の調製中に行われる。
【００３２】その混合物は２５％までの、有利には２〜
１０％、好ましくは５％の還元剤を含む。
【００３３】混合物の割合は、ガラス化生成物中に得ら
れることが望まれる有毒金属及び装入材料の初期組成物
の残留含量の函数である。
【００３４】さらに、この残留含量は反応の動力学によ
り制限される処理時間にも依存する。
【００３５】本発明に係る方法を図１のフローチャート
を参照して詳細に説明する。
【００３６】段階１の経過中に、ＨＧＩＳＣＲは２５％
以下の割合の固体還元剤と混合される。
【００３７】段階２の経過中に、混合物は１０００℃以
上、好ましくは１４００℃の温度で炉内で処理される。
【００３８】有毒金属が乏しくなったガラス化生成物が
得られるが、段階３の経過中の、その生成物の金属含量
はＺｎ・０．２％以下、Ｐｂ・０．０５％以下、Ｈｇ・
０．０１％以下、Ｃｄ・０．０１％以下である。
【００３９】炉から出て来るガスは気相に有毒金属元素
を含有する。
【００４０】これらのガスは、段階４の経過中に、空気
冷却に、続いて段階５の経過中に濾過操作に付されて二
次の灰が回収される。
【００４１】濾過後、段階６は煙を洗浄、中和すること
からなり、その煙は次いで大気中に放出される。
【００４２】濾過操作の終りに得られる二次の灰は有毒
な金属塩（Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｎｉ等々の硫酸塩及び塩
化物）に富んでいる。
【００４３】生成物は次いで溶液とされ、次いで段階７
でアルカリ性媒体中で沈殿せしめられる。
【００４４】段階８の経過中の沈殿物の濾過は、一方で
はＮａＣｌ、Ｎａ2ＳＯ4、ＫＣｌ、Ｋ2ＳＯ4、ＣａＣｌ
2のような塩の水溶液を、他方ではＺｎ（ＯＨ）2、Ｐｂ
（ＯＨ）2、ＰｂＳＯ4等々のような沈殿した金属種のス
ラッジを与える。これらのスラッジは段階９の経過中に
更に濾過され、そして段階１０の経過中に乾燥及び付形
操作を受け、その終点で再利用可能な形の金属種が得ら
れる。
【００４５】これらの種は、例えば乾式製錬法や湿式製
錬法によるような、冶金工業での処理のために商業化す
ることができる金属に富んだ同等の鉱石の形を取ってい
る。
【００４６】次の実験結果は、トレーサー元素として、
還元剤の不存在下で高温（１４００℃）においてはごく
わずかしか揮発しない亜鉛を使用して得られたものであ
る。
【００４７】１４００℃まで加熱した小さなるつぼ中で
の一連の実験で、装入材料に添加されるべき炭素の量を
定め、そしてさまざまな還元剤を評価することが可能で
あった。
【００４８】２本の黒鉛電極を備えた、３００ｋｇ／時
の処理能力を有するパイロット規模の炉が、上記のるつ
ぼ中で得られた結果が正しいことを証明した。
【００４９】処理された残渣は、Ｓｔ−オーエン（Ｏｕ
ｅｎ）焼却工場から出たＨＧＩＳＣＲであった。
【００５０】還元剤はカービュライトであった。
【００５１】ＨＧＩＳＣＲが炉内に滞留した時間は１５
分、６０分及び１２０分であった。
【００５２】試験条件を下記の表に示す。 炭素（％） 滞留時間／分 Ｚｎ含量（％） ５ １５ ０．０８ ５ ６０ ０．０４ ５ １２０ ０．０４ ２．５ １５ ０．２１ ２．５ ３０ ０．１８ ２．５ ６０ ０．１６
【００５３】この表は、本発明による処理は、Ｚｎが
２．３％である、炭素の添加なしに処理したガラス化生
成物で得られた含量に比較して、Ｚｎ含量を著しく低下
させ得ることを示している。
【００５４】上記説明した方法は、使用条件を還元媒体
中での操作に適応させた、本出願人が１９９４年１１月
９日に出願した前記の特許出願第９４１３４７７号明細
書に記載したものと同様のプラントで行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による処理方法をいかに実施する
かを説明するフローチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 ロジェ・ムーニエ フランス共和国モンクール・フロロンヴィ ル 77140，スクエール・ギュスターヴ・ クールベ １ (72)発明者 ファブリス・ルブラン フランス共和国パリ 75013，リュー・タ ゴール ５

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 次の： ａ）固形物残渣を固体還元剤と混合し； ｂ）その混合物を１０００℃以上の炉内で処理して、金
    属が乏しくなったガラス化生成物と気相中に金属元素が
    多くなったガス放出物を得； ｃ）その金属に富んでいるガスを空気冷却し； ｄ）空気冷却により得られた生成物を濾過して金属塩に
    富んでいる二次の灰を得；そして ｅ）濾過操作に続いて、その煙を大気中へ放出するため
    にその煙を洗浄する；工程を含んでなることを特徴とす
    る、金属を含有する固形物残渣を処理する方法。
  2. 【請求項２】 次の： ｆ）金属塩を含有するその二次の灰を含む水溶液を形成
    し、そしてその金属を水酸化物若しくは硫化物または不
    溶性金属炭酸塩の形で沈殿させてスラッジ及び塩類水溶
    液を得； ｇ）デカンテーションの後に前記スラッジの上に浮遊し
    ている塩類の液をその放出及び中和のために回収し； ｈ）不溶性金属塩及び沈殿した金属元素を含有する前記
    スラッジを採集し； ｉ）スラッジ中に含まれる不溶性金属塩と沈殿金属元素
    を濾過し； ｊ）濾過後に得られた固形物の水和溶液中に存在する残
    留塩類を除去するために、沈殿操作ｆ）のｐＨと同じｐ
    Ｈの溶液でスラッジを洗浄し；そして ｋ）濾過、洗浄された再利用可能な形の金属に富んだ固
    形物を乾燥し、そして付形する；工程を更に含んでい
    る、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 固形物残渣と還元剤との混合物が還元剤
    を２５％まで含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 固形物残渣と還元剤との混合物が還元剤
    を２〜１０％含む、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 固形物残渣と還元剤との混合物が還元剤
    を５％含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 還元剤が微粉炭、黒鉛、カービュライ
    ト、石油コークスのようなさまざまな炭素である、請求
    項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 固形物残渣と固体の還元剤との混合をガ
    ラス化されるべき装入材料の調整中に、またはガラス化
    の炉内で直接行う、請求項１〜６のいずれか１項にに記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 固形物残渣と還元剤との混合物の処理の
    ための炉の温度が１０００℃以上、好ましくは１４００
    ℃である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 炉内での混合物の処理の終点で得られ
    る、金属が乏しくなったガラス化生成物の金属含有が、
    亜鉛０．２％以下、鉛０．０５％以下、水銀０．０１％
    以下、カドミウム０．０１％以下となっている、請求項
    １〜８のいずれか１項に記載の方法。
JP8333589A 1995-12-13 1996-12-13 金属含有固形物残渣、特に家庭生ごみの焼却による煙の洗浄から出る残渣の処理方法 Pending JPH09184610A (ja)

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EP (1) EP0779082B1 (ja)
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CA (1) CA2190562C (ja)
DE (1) DE69621754T2 (ja)
DK (1) DK0779082T3 (ja)
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