JPS5819936B2 - 硫化砒素汚泥の処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砒素含有汚泥の処理方法及び装置に係り、詳し
くは硫化砒素含有汚泥の脱水ケーキを廃棄又は永久貯蔵
するに適した状態（こ処理する方法及び装置に係る。

即ち本発明は、前記汚泥を大密度・小容積であり、併せ
て有害物質の溶出性の極めて低い固体とする処理方法及
び装置を提供する。

一般に有害物質を含む産業廃棄物・汚泥等は公害防止処
理を要するが、処理の完全性及び安全性また経済上の理
由から小容積化及び処理コストの低廉が要求される。

砒素を含有する排酸及び排水は通常、中和共沈法（砒素
低濃度時）若しくは硫化法（砒素高濃度時）により砒素
除去処理されるう本発明は、上記硫化洗処理により回収
された硫化砒素を脱水処理して得られる水分約７０％を
含有するケーキの処理に係るものである。

従来このケーキは大部分、流出及び飛散防止策を構した
ピット内に永久貯蔵されている。

この方法は簡便ではあるがケーキのみかけ比重が小さく
（ウェットペースで約１ ｊｉ ７ｃｍ３、硫化砒素ド
ライベースでは約０．３５１／ＣＩｎ３）膨大な貯蔵ス
ペースを要する欠点を有する。

このような背景から、硫化砒素の密度を犬とする技術の
開発が期待されていた。

理論的には溶融、固化させる方法が密度を最も犬にでき
るが硫化砒素の場合にはその溶融温度において揮発ロス
が大きいことと、更に通常の溶融条件下即ち酸素の存在
下では亜砒酸が生成して操作が困難であること等からい
まだ報告例をみない。

従って他の従来処理法ではすべて脱水ケーキをそのまま
低温域で他物質により混合・被覆して閉塞せしめる方法
がとられている。

即ち第一に、セメントによる直接コンクリート化処理法
があるがこの方法では、強度発現のために砂利等の混入
を要し全体として体積増となり、処理コストも高い。

その上重金属の水溶性は完全には抑止できないので埋立
、海洋投棄は困難であり、永久貯蔵せざるを得す、その
場合ｊ堆積スペースを多くとるという欠点がある。

第二の方法は、アスファルト等によってケーキを混合被
覆、閉塞する方法であり、１００〜１５０度Ｃの加熱を
もって足りる。

これにより硫化砒素ドライベースの比重は約１（原ケー
キの約３倍）とな。

す、溶出性も規制値（総理府今第５号）以下に抑えられ
た。

しかしなお永久貯蔵では経時変化により処理産物が変質
し、溶出性が出てくることが十分予測される。

そのためアスファルト法等の採用時における処理産物の
貯蔵ピットも硫化砒素汚泥を直接永久貯蔵する場合と同
品質のものが必要であり、容積も約１／３になる程度で
（硫化砒素汚泥ドライベースあたり比重１）硫化砒素の
真比重（３，４６）から考えれば不満足なものである。

本発明は上述の欠点を解消するために、特殊な溶融方法
により、硫化砒素ケーキ自体の直接溶融を可能にし、硫
化砒素密度の飛躍的増大（硫化砒素ドライベース比重２
．５）を達成し、併せて、溶融時に発生する揮発分を炉
内部のケーキ装填層内に捕集せしめて処理工程自体も低
公害化を達成した。

以下図面に基き本発明を詳述する。

本発明において硫化砒素ケーキの溶融は、加熱体を有す
る竪型構造の炉で乾燥も同時に可能とする。

第・１図において装填室１に装填されたケーキは上部か
ら順次未乾燥層、半乾燥層及び乾燥層を成し、装填室底
部に配された加熱体２の近傍では溶融層を成す。

加熱体２の上近傍で溶融した硫化砒素は加熱体の空隙か
ら下方へ流下し、加熱体の下部に配された溶融物受容槽
（以下受容槽という）３に滴下する。

溶融の進行と共に上層のケーキは下方に降下し溶融層及
び他の各層が新たに形成される。

本方法の第１の特徴は溶融は装填室１底部の加熱体表面
近傍で生じ、乾燥も溶融層に近い下層部で行なわれるこ
とである。

これによりまず溶融層で揮発した硫化砒素は中上要部で
凝縮・捕集されて系内に留る。

更に竪型構造により溶融物の滴下に従って新たな乾燥ケ
ーキが連続的に溶融層に供給され、常に固相と液相とが
共存するので異常過熱が避けられ、溶融層温度は４００
〜７００度Ｃの高温溶融が可能である。

第２の特徴は、ケーキを加熱体を介して加熱し、燃焼ガ
スを生じず、そのため廃ガス処理の負荷が減少すること
である。

受容槽３は装填室１と共に炉下半部を密閉構造と成し、
溶融過程中において前記密閉炉構造により溶融層及び受
容層３に対しては新たな酸素の補充はなく、非酸化性雰
囲気に保つことができる。

装填室上部にはケーキ装入口を有し、この装入口までの
高さにケーキを充填することにより、水蒸気等のガスの
通過放出を防止できる。

他方充填室の上部には水蒸気抜口を配することもできる
。

この水蒸気は装填室内のケーキ各層を通過して放出され
るので中上要部で不純物を吸着されると共に中上要部と
熱交換を行うことができる。

また溶融層で生成する揮発分は、同様にして中上層の低
温部に捕集され系内に留まる。

なお前記水蒸気口から放出される水蒸気は公知□のガス
吸収・冷却装置を介して回収することができる。

溶融物はそのまま受容槽３内で放冷・固化することもで
きる。

また溶融開始当初、連続溶融時及び溶融物取出工程にお
いて、炉内及び溶融物取出・冷却部を非酸化性雰囲気に
保つために、不活性ガスを充満することもできる。

溶融はバッチ式にも連続的にも可能であるが一定高さの
ケーキ装填層を有することにより、上部からの空気流入
を防止し非酸化性雰囲気を維持することができろ。

加）熱温度は溶融すべきケーキ成分の融点以上であれば
よく、例えば三硫化砒素を主成分とするケーキの処理に
はその融点たる３１０度Ｃ以上の加熱が必要である。

加熱体２は上記加熱温度に耐える耐火度、装填・物支持
に十分な強度及び耐蝕性を必要とし非金属性（炭化珪素
、黒鉛等）電気抵抗発熱体がこの条件を充たす。

その他熱媒体による伝熱体（面、管又は格子状等）をも
って加熱体とすることもでき、熱媒体としては公知のガ
ス又は液状媒体を用いろ９ことができろ。

上記炭化珪素発熱体を用いる場合には、溶融温度は４０
０〜７００度Ｃとすることもでき、前記炉構造により安
定して操作できる。

加熱体２は未溶融固体が落下しない程度かつ溶融は容易
に流下しりろ様に配し若しくは形成するととが望ましい
。

溶融物の密度は装填ケーキの約８倍になり、また溶融物
は容易に流動化するので前記空隙の面積は、全底面積の
１／８〜１／３程度でよい。

加熱体の形状は棒状・格子状その他公知の形状とするこ
とができる。

また加熱体は装填室１底部（ＣＪ−Ｔｈｉ水平面状にも
傾斜面若しくは円錐面状にも配することができる。

また加熱体は格子状その他公知の形状に配することもで
きる。

炉の横断面は円形でも方形でもよい。

炉壁は、装填室１の炉壁５の少くとも下半部を耐火材と
し、溶融物受容槽３は例えば鋼製でよく、その外周に保
温層６を形成することが望ましくまた補助加熱装置を配
することもできる。

炉の上部はカバー１０で覆い、装入口８を配する。

装入口８は一定のヘッドを常に保持して装入口への蒸気
の噴出を防止する。

蒸気抜ｎ９は前記カバー１０又は炉壁５上半部に設ける
ことができろ。

カバー１０と装填室炉壁５とはシール部１１を介して密
閉炉構造が形成される。

ケーキ装入は公知の方法で可能であるが、装填物の荷重
が直接加熱体に作用しないよう配慮することが望ましい
。

上記目的のため大型炉の場合には一定のケーキ荷重緩和
機構を装填室１内に配することも可能である。

以下本発明の詳細な説明する。

実施例 １ 第１図に示す竪型炉（装填室縦１２０×横１２０×高さ
２２０ｍ／ｍ）において加熱体２として炭化珪素発熱体
を用いて以下の条件で処理を行ない、次の如き結果を得
た。

硫化砒素ケーキとして三硫化砒素を主成分とする硫化法
汚泥の脱水ケーキ（水分７０φ含有）を装填し、発熱体
に通電加熱し発熱体近傍５００〜５５０度Ｃで１時間保
持し、湿鉱量約５に９のケーキを処理した。

その結果下部の鉄製受容槽３内に溶融滴下した硫化砒素
は放冷後比重２．４９／ｃｍ３を示した。

原ケーキゆかさ比重０．３であり実に比重は８倍になり
小容積化が実現した。

原ケーキの組成はドライベースで砒素４９．２％、全硫
黄３６へ硫黄（硫酸塩）８．０％、硫黄（硫化物）２８
係、ナトリウム０．０５％、銅０．４５％、鉛０．１１
係亜鉛０．０１係である。

発熱体２は直径１０ｍ／ｍ■のエレメントを５ｍ／’ｍ
間隔に並列に水平面状に配置した、発熱体２より約２２
０ｍ／ｍ上部ではケーキ温度は４０〜５０度Ｃであり、
また発熱体表面の上部約５ｍ／ｍでほぼ３００度Ｃであ
った。

実施例 ２ 実施例尾示す装置を用いて、あらかじめ乾燥した三硫化
砒素を主成分とする硫化法汚泥を装填し、実施例１と同
様の条件で１時間保持し、乾量で６ｋｇ処理した。

その結果下部の鉄製受容槽３内に溶融滴下した硫化砒素
は放冷後比重２．６ｇ／ｃｍ３を示した。

以上詳述の如く本発明は硫化砒素汚泥の優れた処理方法
及び装置を提供するものであるが、他の類似の性質を有
する物質の処理にも当然適用しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は硫化砒素汚泥処理装置の一例を縦断面図で示す
。 １は装填室、２は加熱体、３は溶融物受容槽を示す。 第２図は実施例１の加熱体配置を加熱体２エレメントの
横断面図として示す。 ｔは空隙間隔、ｄは加熱体外周直径を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫化砒素汚泥を溶融し、冷却固化する硫化砒素の処
   理方法において、装填室内に装填された硫化砒素汚泥を
   装填室底部に配した加熱体により非酸化性雰囲気化で溶
   融することを特徴とする硫化砒素汚泥処理方法。 ２ 上部に装入口を有し硫化砒素汚泥をその溶融時生成
   揮発分を吸収するに必要な程度に装填可能な高さを有す
   る装填室、装填室底部に硫化砒素汚泥溶融物の滴下開口
   をもって配した加熱体、及び装填室の下端に連なる溶融
   物受容槽を少くとも装填室以下において密閉構造に構成
   し、装填室内に装入口を閉塞する状態に装填された硫化
   砒素汚泥を該加熱体により非酸化性雰囲気下に溶融でき
   るよう構成したことを特徴とする硫化砒素汚泥処理装置
   。