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畜糞系焼却灰からのリン含有水溶液の調製と重金属除去、並びにヒドロキシアパタイト及び/又はリン酸水素カルシウムの回収方法

国内特許コード P07A010423
整理番号 E-011
掲載日 2007年8月31日
出願番号 特願2006-189800
公開番号 特開2007-070217
登録番号 特許第4491612号
出願日 平成18年6月12日(2006.6.12)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
登録日 平成22年4月16日(2010.4.16)
優先権データ
  • 特願2005-257031 (2005.8.9) JP
発明者
  • 貝掛 勝也
  • 土手 裕
  • 関戸 知雄
出願人
  • 学校法人宮崎大学
発明の名称 畜糞系焼却灰からのリン含有水溶液の調製と重金属除去、並びにヒドロキシアパタイト及び/又はリン酸水素カルシウムの回収方法
発明の概要

【課題】 畜産系焼却灰からリン含有水溶液を調製し、重金属除去後のリン含有水溶液からヒドロキシアパタイトあるいはリン酸水素カルシウムとして分離・回収し、リン資源の再利用および貯蔵手段とすることができる技術を提供する。
【解決手段】
畜産系焼却灰から鉱酸水溶液(好ましくはpHを2以下にする)を調製する。次いで、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウムを用いてpHを調整し鉄イオンを除去した後、さらにそれらアルカリ水溶液と混合することにより、リンをヒドロキシアパタイト及び/又はリン酸水素カルシウムの無機リン化合物として選択的に凝集・沈澱させるリンの分離・回収方法である。回収されたヒドロキシアパタイトならびにリン酸水素カルシウムは再利用または貯蔵が可能となる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


将来稀少性が高まると予想されるリンを、効率的に利用するためにはそのリサイクルが不可欠である。リンの回収方法には、下水汚泥焼却灰からのリン化合物の回収が試みられている。これは下水汚泥焼却灰中にはP換算でリンがおよそ18%含有されており、低品位のリン鉱石並みの含有量に相当するからである。しかしながら下水汚泥焼却灰中にはリン化合物以外に多数の金属塩類が含まれており、埋立処分や海洋投棄による処分は、重金属溶出による汚染、あるいはリン溶出によって惹起される海水富栄養化のような環境汚染の可能性が懸念される。よってリン資源枯渇問題解決の観点から焼却灰中からリンを回収すること、及び環境汚染の観点から焼却灰を適切に処理することは重要である。



汚泥などからリンを分離・回収してリサイクルを図るために多用されている従来技術としては、溶剤抽出法、MAP(リン酸マグネシウムアンモニウム)法等を挙げることが出来る。



溶剤を用いる湿式リン酸回収法は数多く提案されている。例えば、特許文献1及び2には、溶剤抽出によるリン回収法としてノルマルブタノールやイソブタノール、シクロヘキサノールなどの有機溶剤、TBP(トリブチルリン酸)による抽出やD2EHPA(ビス2-エチルヘキシルリン酸)による抽出が報告されている。また、特許文献3には下水汚泥焼却灰からのリンの回収方法も提唱されている。これらの溶剤抽出法は、リン鉱石からのリン酸の回収精製方法として工業的に確立されている。工業的にリン鉱石から利用する点で好ましいが、抽出に有機溶剤の使用が必須であり、設備コストの上昇及び溶剤の再使用などランニングコスト及び安全上の対策が課題として残されている。




【特許文献1】特開昭53-55495号公報

【特許文献2】特開昭58-217413号公報

【特許文献3】特開平11-278814号公報

【特許文献4】特開2003-211190号公報

【非特許文献1】L. Bernard他、POWDER TECHNOLOGY 103, 19-25(1999)

産業上の利用分野


本発明は、リン資源をリサイクリングするための技術分野に属し、特に平成16年度10月より施行された「家畜ふん尿の適正処理に関する法律」が適用される農畜産産業から廃棄される家畜ふん尿を有用なリン回収資源と考えて、その焼却灰からリン成分を分離・回収するのに有用な技術に関する。さらに、資源としてのリンの貯蔵手段としての回収技術の提供に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
畜糞あるいは畜糞と燃焼を容易にする助燃剤との混合物を燃焼させて得られる焼却灰に鉱酸を加えてリン含有水溶液を調製し、該リン含有水溶液に、炭酸カルシウム、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリを加えて、水酸化鉄錯体が生成するpHに調整することにより鉄イオンを除去し、次いで水酸化カルシウム又はアルカリ金属水酸化物を加えてpH 5~3の範囲に調整することによりリン酸水素カルシウムを得る、リン酸水素カルシウムの回収方法。

【請求項2】
畜糞あるいは畜糞と燃焼を容易にする助燃剤との混合物を燃焼させて得られる焼却灰に鉱酸を加えてリン含有水溶液を調製し、該リン含有水溶液に、炭酸カルシウム、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリを加えて、水酸化鉄錯体が生成するpHに調整することにより鉄イオンを除去し、次いで水酸化カルシウム又はアルカリ金属水酸化物を加えてpH 6.0以上の範囲に調整することによりヒドロキシアパタイトを得る、ヒドロキシアパタイトの回収方法。

【請求項3】
鉄イオンを水酸化鉄の沈殿として除去する、請求項1又は2の回収方法。

【請求項4】
助燃剤が木質系バイオマスであることを特徴とする、請求項1又は2の回収方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 処理操作
  • 処理操作
  • 廃棄物処理
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006189800thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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