特許 6223791 セメント焼成装置からの鉛除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223791

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】セメント焼成装置からの鉛除去方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 7/60 20060101AFI20171023BHJP

   B01D 53/64 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   C04B7/60ZAB

   B01D53/64

【請求項の数】4

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2013-237577(P2013-237577)

(22)【出願日】2013年11月18日

(65)【公開番号】特開2015-98406(P2015-98406A)

(43)【公開日】2015年5月28日

【審査請求日】2016年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】新島 瞬

(72)【発明者】

【氏名】寺崎 淳一

【審査官】 田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５０９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３０９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３１５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７９７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０７７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９３９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４２９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４０３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９２３５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ２／００ − ３２／０２

Ｂ０１Ｄ ５３／３４ − ５３／８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのセメントキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、抽気された燃焼ガスから鉛を回収するセメント焼成装置からの鉛除去方法において、
該セメント焼成装置で生成されるセメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１４以下に制御することを特徴とするセメント焼成装置からの鉛除去方法。

【請求項2】

該セメント焼成装置に供給されるセメント原燃料の硫黄分含有率を調整することにより、前記ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を制御することを特徴とする請求項１に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。

【請求項3】

前記抽気された燃焼ガスを脱硫し、該セメント焼成装置に戻すことにより、前記ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。

【請求項4】

前記燃焼ガスを脱硫するにあたり、前記燃焼ガスに水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウム等のＳＯ₂と反応する薬剤から選択される１種以上を添加することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のセメント焼成装置からの鉛除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉛含有廃棄物及び硫黄含有廃棄物の有効利用を図りながら、セメントの品質に影響を与えることなくセメント焼成装置から鉛を除去する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年のセメント製造工程におけるリサイクル資源の活用量の増加に伴い、廃棄物由来の鉛が許容量を超えてセメント製品中に含まれる可能性がある。

【0003】

そこで、例えば、特許文献１等には、セメントキルンで揮発した鉛をセメントキルンに付設されている塩素バイパスシステムで回収したダストを介してセメント焼成装置の系外に排出することで、セメント焼成装置から鉛を除去する方法が記載されている。ここで、セメントキルンでの鉛の揮発率を高めることで鉛の除去率が向上する。

【0004】

セメントキルンでの鉛の揮発を促進する技術としては、塩化揮発法と還元揮発法が知られている。塩化揮発法は、鉛を塩化すると揮発し易くなる性質を利用したものであり、原料等に含まれる鉛を塩化物（ＰｂＣｌ₂）にして揮発させる。一方、還元揮発法は、炉内を還元雰囲気に調整し、酸化鉛（ＰｂＯ）を還元して鉛（Ｐｂ）を揮発させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１９５４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、塩化揮発法の場合には、塩素がセメント製造工程やセメントの品質に悪影響を及ぼすため、セメント焼成に適用するのは技術的に困難な状況にあった。一方、還元揮発法を適用すると、セメントの色が黄色を呈することとなるため、セメントの品質の面で問題があった。

【0007】

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、鉛含有廃棄物等の有効利用を図りながら、セメントの品質に影響を与えることなくセメント焼成装置から効率よく鉛を除去することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのセメントキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部を抽気し、抽気された燃焼ガスに含まれる鉛を回収するセメント焼成装置からの鉛除去方法において、該セメント焼成装置で生成されるセメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１４以下に制御することを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、セメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１４以下に制御することで、セメントキルンでの鉛の揮発率を高め、抽気された燃焼ガスに含まれる鉛の量を増加させることができるため、鉛含有廃棄物及び硫黄含有廃棄物の有効利用を図りながら、セメントの品質に影響を与えることなくセメント焼成装置から鉛を効率よく除去することができる。

【0010】

上記セメント焼成装置からの鉛除去方法において、セメント焼成装置に供給される原燃料の硫黄分含有率を調整することにより、前記ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を制御することができる。原燃料の硫黄分含有率は、その種類と使用量を変更することなどで調整することができる。

【0011】

また、前記抽気された燃焼ガスを脱硫することにより、前記ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を制御することもできる。すなわち、前記燃焼ガスはセメント焼成装置に戻すため、セメント焼成装置内におけるＳＯ₃濃縮率が高まる。その際、前記抽気された燃焼ガスを脱硫処理し、ＳＯ₃分を工程外に排出することによりこのＳＯ₃の濃縮を回避し、ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を適正に保つことが可能となる。

【0012】

前記燃焼ガスを脱硫するにあたり、前記燃焼ガスに水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウム等のＳＯ₂と反応する薬剤から選択される１種以上を添加することができる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明によれば、鉛含有廃棄物等の有効利用を図りながら、セメントの品質に影響を与えることなくセメント焼成装置から効率よく鉛を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】セメント焼成装置に付設される塩素バイパスシステムの全体構成図である。

【図2】セメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比と鉛除去率の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、本発明に係るセメント焼成装置からの鉛除去方法において用いる塩素バイパスシステムを示し、この塩素バイパスシステム１は、セメントキルン２の窯尻から最下段サイクロン（不図示）に至るまでのキルン排ガス流路より燃焼ガスの一部Ｇ１をプローブ３で抽気すると同時に、冷却ファン４からの冷風で抽気ガスＧ１をＫＣｌ等の塩素化合物の融点以下（６００℃以下）に冷却し、抽気ガスＧ２をサイクロン５で粗粉Ｄ１を分離した後の抽気ガスＧ３に含まれる、塩素が濃縮した１０μｍ程度以下の微粉Ｄ２をバグフィルタ８で微粉Ｄ４として回収する。この微粉Ｄ４と、冷却器６から回収された微粉Ｄ３とを塩素バイパスダストＤ５として系外に排出して塩素及び鉛等の重金属類を除去する。一方、バグフィルタ８の排ガスＧ４は、排気ファン１０によってセメント焼成装置（セメントキルン２に付設されたプレヒータ等）に戻す。

【0016】

塩素バイパスダストＤ５に含まれる鉛を除去するには、塩素バイパスダストＤ５を水に溶解させてスラリー化し、硫化剤等の薬液を添加し、スラリーに含まれる塩化鉛等を硫化して硫化鉛（ＰｂＳ）を生じさせて沈殿させ、浮遊選鉱法等により回収することができる。

【0017】

本発明では、上記セメントキルン２を備えたセメント焼成装置で生成されるセメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１４以下、好ましくは０．０１２以下に制御する。

【0018】

図２は、セメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比と鉛除去率の関係を示すグラフである。鉛除去率は、鉛除去率（％）＝［１−セメントクリンカ中のＰｂ含有量（ｋｇ／ｔ−クリンカ）／セメント原燃料中のＰｂ含有量（ｋｇ／ｔ−クリンカ）］×１００により算出した。同グラフより、ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１４以下とすることで鉛除去率が５０％以上となり、ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を０．０１２以下とすることで鉛除去率が６０％以上となることが判る。

【0019】

ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を調整するにあたり、原燃料の種類と使用量を変更することが一つの方法である。すなわち、硫黄分含有率の異なる原燃料や硫黄含有廃棄物を複数種類用意し、セメント焼成装置で生成されるセメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比に応じて原燃料の種類を切り換える、又は使用量を調整する。

【0020】

また、バグフィルタ８の排ガスＧ４を脱硫することにより、セメントクリンカのＳＯ₃／ＣａＯ質量比を制御することもできる。すなわち、排ガスＧ４はセメント焼成装置（セメントキルン２に付設されたプレヒータ等）に戻すため、例えば、排ガスＧ４の脱硫率が低い場合には、セメント焼成装置内におけるＳＯ₃濃縮率が高まる。その際、排ガスＧ４を脱硫処理し、ＳＯ₃分を工程外に排出することによりこのＳＯ₃の濃縮を回避し、ＳＯ₃／ＣａＯ質量比を適正に保つことが可能となる。

【0021】

排ガスＧ４の脱硫率の調整にあたり、抽気ガスＧ２、Ｇ３及び排ガスＧ４に水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウム等のＳＯ₂と反応する薬剤から選択される一以上を添加し、それを回収することで対応することができる。また、この脱硫工程に湿式によるシステム、例えば石灰−石膏法か水酸化マグネシウム法等の脱硫設備を設置することもできる。

【0022】

尚、上記実施の形態では、乾式の塩素バイパスシステムを用いたが、湿式塩素バイパスシステムを用いてもよく、湿式の場合には、抽気ガスに含まれる生石灰（ＣａＯ）が水と反応して生じた水酸化カルシウムを脱硫に利用することができる。

【0023】

また、湿式の場合にも、湿式集塵で得られたスラリーに硫化剤等の薬液を添加し、スラリーに含まれる塩化鉛等を硫化して硫化鉛を生じさせて沈殿させ、浮遊選鉱法等により回収することができる。

【符号の説明】

【0024】

１ 塩素バイパスシステム
２ セメントキルン
３ プローブ
４ 冷却ファン
５ サイクロン
６ 冷却器
８ バグフィルタ
１０ 排気ファン

【図1】

【図2】