粉尘清洗装置以及粉尘清洗方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种一边从含有2％以上的高浓度的氟的粉尘抑制有用的金属成分的浸出一边能够减少粉尘中的氟的清洗装置以及清洗方法。一种搅拌清洗装置，其是如下的搅拌清洗装置：将含有作为重金属成分的锌、铅、镉、并且含有2％以上的氟的粉尘与碱性清洗液混合，使氟从该粉尘浸出而进行清洗，该搅拌清洗装置安装有pH计以及pH控制装置，还安装有氟离子浓度计以及氟离子浓度控制装置。通过将氟离子浓度控制在100～14000mg/l的范围内，将pH控制在10～13的范围内，能够极力抑制锌、铅、镉的浸出并实现氟浓度的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粉尘清洗装置以及粉尘清洗方法
本专利技术涉及为了使在金属冶炼过程中所排出的粉尘等作为锌精炼用原料进行再循环所需要的粉尘类的清洗处理中所使用的粉尘清洗装置以及粉尘清洗方法。
技术介绍
在制造普通钢、不锈钢时产生的粉尘、氧化皮、淤渣等使用回转炉底炉、电阻炉等金属还原炉而使金属成分还原再利用。此时，从金属还原炉产生的粉尘中含有作为重金属成分的锌、铅、镉并且氟被浓缩为2％以上，但粉尘中的氟、氯等卤素在炉中成为氟化氢、氯化氢，而使构成炉体的耐火物损伤，因此，为了能够将粉尘作为锌冶炼用原料进行再循环，需要将这些卤素、特别是氟除去。本专利技术涉及从作为锌精炼用原料的粉尘对氟等进行清洗除去的处理所采用的清洗装置以及清洗方法。通常，从工作场所、一般家庭排出的垃圾(称为“城市垃圾”或“一般废弃物”)被汇集到城市垃圾焚烧场、工业废弃物焚烧工厂等来被焚烧处理。那时从焚烧炉等产生的焚烧灰、飞灰(也称为一次粉尘)在实施了药剂处理、或熔融炉、水泥窑处理等中间处理之后被堆积在最终处理场。另外，在精炼铁时产生的以铁分为主体的一次粉尘(例如，转炉粉尘T：Fe分约60％)被在回转炉底炉(回转炉底式还原炉、例如，专利文献1)、还原熔融回转窑炉(例如，专利文献2)等还原炉中还原，被制造成还原铁。不过，在所述的熔融炉、水泥窑处理等中间处理、炼铁粉尘用的回转炉底炉等还原炉中，蒸气压较高的锌、铅、镉等重金属在炉内挥发而进入废气中，进入到该废气的重金属在废气处理设备内凝缩而再次成为飞灰(以后称为二次粉尘或者简称为粉尘)。在该二次粉尘中，在含有氯、氟、钠、钾的同时，锌、铅、镉等重金属浓缩从而被大量地含有，寻求包括对这些重金属进行回收在内的稳定的二次粉尘的处理装置以及处理方法。作为对该二次粉尘中的锌进行回收的手段，有下述方法：以粉尘作为锌冶炼的原料并使其与作为主原料的锌精矿等混合、使用。在该情况下，存在二次粉尘中的氟、氯成为氟化氢、氯化氢的气体而使耐火物劣化这样的问题，存在必须抑制配合率这样的课题。对此，作为现有技术，公开了碱浸出处理(专利文献3、专利文献4)。在专利文献3中公开了如下内容：在使用碱剂而调整成pH12以上之后，进行固液分离，从而获得含有重金属的沉淀物。并且，示出了如下内容：在该处理中，若对回收沉淀物中的液相部分进行水洗，将含有氯的液相部冲洗掉，则碱浸出处理后的回收沉淀物中的氯浓度能够从40％降低为3％以下，但没有公开氟的降低效果。专利文献4中示出了如下内容：将粗氧化锌粉末投入碱性溶液中，一边将pH保持为10以上一边进行搅拌，并进一步进行碱性清洗、水洗、干燥，从而将该粗氧化锌粉末中的卤素元素除去；并且示出了：能够将氟从1.0％降低到0.3％以下，但没有考虑含有2％以上的氟的粉尘的处理。二次粉尘中的氟由于所形成的化合物的种类的不同而向碱性溶液浸出的浸出速度大幅地变动。另外，二次粉尘中的氟浓度由于产生二次粉尘的炉的作业状态的不同而大幅地变动。不过，在专利文献3以及专利文献4中并未记载这样的浸出速度之差、浓度之差较大的二次粉尘的处理装置、处理方法。特别是，在不锈钢以及特种钢的制造工序中，由于制钢工序中的萤石(主成分为CaF2)、酸洗工序中的氢氟酸的使用，在制钢粉尘以及对酸洗废液进行了中和处理时的淤渣中含有大量的氟。因此，在回转炉底炉、熔融炉中对它们进行了处理时的二次粉尘含有2％以上的氟。含有2％以上的氟的粉尘如果没有高效的清洗装置、清洗方法，则存在进行长时间的清洗以及多次清洗、清洗废液量增加，工序数也增加、处理所花费的成本变得非常高这样的课题，迄今为止，并未公开与高效地进行这样的粉尘的浸出处理的清洗装置、清洗方法有关的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11－279611号公报专利文献2:日本特开2002－286209号公报专利文献3:日本特开2000－212654号公报专利文献4:日本特开2000－128530号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题因此，本专利技术鉴于上述问题，其目的在于提供一种用于使含有作为金属成分的锌、铅、镉、并且含有2％以上的氟的粉尘中的氟稳定且高效地降低的粉尘清洗装置以及粉尘清洗方法。解决问题的手段为了解决所述课题，以下方面是必要且重要的。(I)明确如下条件和装置：为了在碱性区域使氟化合物溶解、使粉尘所含有的氟浸出于清洗液中所需的条件和装置；同时使作为有价金属的锌成分不浸出的条件和进行检测的装置。(Ⅱ)明确清洗液中的氟饱和浓度、以及氟向清洗液浸出的终点的判别方法和所需的装置。(Ⅲ)明确如下内容：在碱性区域使氟从粉尘浸出了的情况下，不使成为废液的处理上的负荷的镉成分从粉尘浸出的条件和进行检测的装置。本专利技术是弄清楚上述条件以及判别方法而完成的，其主旨如下所述。(1)本专利技术的一技术方案的粉尘清洗装置是如下粉尘清洗装置：将含有作为重金属成分的锌、铅、镉并且含有2％以上的氟的粉尘与清洗液混合而形成浆料，使氟从粉尘浸出到清洗液中来进行清洗，其特征在于，该粉尘清洗装置包括对浆料的pH值进行测定的pH计、以及基于由pH计测定的pH值对浆料的pH值进行控制的pH控制装置，该粉尘清洗装置还安装有对浆料的氟离子浓度进行测定的氟离子浓度计、以及对由氟离子浓度计测定的浆料的氟离子浓度进行控制的氟离子浓度控制装置。此外，pH控制装置通过向浆料添加NaOH水溶液等碱剂来进行浆料的pH控制，以使得由pH计测定的浆料的pH值处于规定的范围内。另外，氟浓度控制装置通过控制向浆料添加清洗液的量来进行浆料的氟离子浓度的控制，以使得由氟离子浓度计测定的浆料的氟离子浓度处于规定的范围内。(2)根据(1)所述的粉尘清洗装置，氟离子浓度控制装置也可以将浆料的氟离子浓度控制在100～14000mg/l的范围内。(3)根据(1)或(2)所述的粉尘清洗装置，pH控制装置也可以将浆料的pH值控制在10～13的范围内。(4)本专利技术的一个方案的粉尘清洗方法是如下粉尘清洗方法：将含有作为重金属成分的锌、铅、镉、并且含有2％以上的氟的粉尘与清洗液混合而形成浆料，使氟从粉尘浸出到清洗液中来进行清洗，其特征在于，该粉尘清洗方法具有清洗工序，在该清洗工序中，以浆料的pH值成为10～13的方式进行控制，进行搅拌直到浆料的氟浓度饱和为止，之后，停止搅拌，从浆料回收粉尘；实施一次或者反复实施两次以上清洗工序，直到回收前的浆料的氟浓度成为2000mg/l以下。(5)本专利技术的一个方案的粉尘清洗方法是根据(4)所述的粉尘清洗方法，其中实施一次或者反复实施两次以上清洗工序，直到回收前的浆料的氟浓度成为500mg/l以下。此外，在清洗工序中，也可以使用同一成分的清洗液来进行。或者，在直到浆料的氟浓度饱和为止进行的清洗工序和直到浆料的氟浓度成为2000mg/l以下为止进行的粉尘清洗的清洗工序中，也可以分别使用不同的成分或者被调整成不同的pH值的清洗液来进行。另外，直到浆料的氟浓度饱和为止进行的清洗工序既可以仅进行一次，也可以分别进行多次。另外，使浆料的氟浓度为2000mg/l以下的清洗工序不限于一次，也可以反复进行多次。另外，清洗工序中的pH值的条件也可以在每个不同的清洗工序中设定为各不相同的范围，以使得在每个不同的清洗工序中pH值处于10～13的范围内。另外，如图4所示，通过以浆料的氟浓度最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉尘清洗装置，其特征在于，其是如下粉尘清洗装置：将含有作为重金属成分的锌、铅、镉并且含有2％以上的氟的粉尘与清洗液混合而形成浆料，使氟从该粉尘浸出到所述清洗液中来进行清洗，该粉尘清洗装置包括：对所述浆料的pH值进行测定的pH计；以及基于由所述pH计测定的pH值对所述浆料的pH值进行控制的pH控制装置，该粉尘清洗装置还安装有：对所述浆料的氟离子浓度进行测定的氟离子浓度计；以及基于由所述氟离子浓度计测定的氟离子浓度对所述浆料的氟离子浓度进行控制的氟离子浓度控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.22 JP 2013-0608831.一种粉尘清洗装置，其特征在于，其是如下粉尘清洗装置：将含有作为重金属成分的锌、铅、镉并且含有2％以上的氟的粉尘与清洗液混合而形成浆料，使氟从该粉尘浸出到所述清洗液中来进行清洗，该粉尘清洗装置包括：对所述浆料的pH值进行测定的pH计；以及基于由所述pH计测定的pH值对所述浆料的pH值进行控制的pH控制装置，该粉尘清洗装置还安装有：对所述浆料的氟离子浓度进行测定的氟离子浓度计；以及基于由所述氟离子浓度计测定的氟离子浓度对所述浆料的氟离子浓度进行控制的氟离子浓度控制装置，所述氟离子浓度控制装置将所述浆料的氟离子浓度控制在100～14000mg/l的范围内，所述pH控制装置将所述浆料的pH值控制在10～13的范围内。2.一种粉尘清洗方法，其特征在于，其是如下粉尘清洗方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野信行，中尾隆二，久保田宽，吉水信义，伊豆忠浩，
申请(专利权)人：新日铁住金不锈钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP