本發(fā)明涉及一種對廢棄物的垃圾焚燒灰、下水處理污泥、污水等的處理對象物中所含的重金屬成分進(jìn)行分離的重金屬分離系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在家庭垃圾或產(chǎn)業(yè)廢棄物的垃圾焚燒灰、下水處理污泥、其他廢棄物污泥、污水等中，有含鋅、銅、錳、鉛、鎘、鉻等重金屬的情形。并且，這些重金屬可能對自然環(huán)境或健康造成不良影響，直接填埋或用作再利用并不優(yōu)選。因此，例如有通過水泥凝固法或溶融固化法等對含有重金屬的垃圾焚燒灰等進(jìn)行處理。然而，水泥凝固因近年的酸雨而有重金屬成分溶出的可能性。另外，由于溶融固化高溫處理，故成本高，另外有一部分的重金屬揮發(fā)的問題。關(guān)于這些問題，下述[專利文獻(xiàn)1]公開了一種涉及使用磁性粉而分離回收重金屬成分的方法的發(fā)明。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開第4861718號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，[專利文獻(xiàn)1]僅記載了使用磁性粉的重金屬成分的分離回收方法，關(guān)于低成本且高效率地將重金屬成分分離回收的系統(tǒng)構(gòu)成并無具體記載。

本發(fā)明鑒于上述情況而完成，目的在于提供一種重金屬分離系統(tǒng)，其使用磁性粉而低成本且高效率地將處理對象物中的重金屬分離回收。

用于解決問題的方案

關(guān)于本發(fā)明，

通過提供(1)一種重金屬分離系統(tǒng)100，從而解決上述課題。其特征在于，具有：攪拌槽30，具備攪拌單元32，在水中攪拌磁性粉與含有重金屬成分的處理對象物；處理物沉淀部34，設(shè)置于所述攪拌槽30的下方；攪拌槽開閉單元36，使所述處理物沉淀部34與所述攪拌槽30之間開閉；處理物排出部，將所述處理物沉淀部34內(nèi)的沉淀物排出；酸水槽40，儲存酸性溶液；磁性粉沉淀部44，設(shè)置于所述酸水槽40的下方；酸水槽開閉單元46，使所述磁性粉沉淀部44與所述酸水槽40之間開閉；磁性粉排出部，將沉淀于所述磁性粉沉淀部44內(nèi)的磁性粉連同重金屬成分一起排出；磁石部60，可出入所述攪拌槽30及酸水槽40內(nèi)從而將所述磁性粉連同重金屬成分一起磁附；移送單元66，移送所述磁石部60；消磁單元80，解除所述磁石部60的磁附并將所述磁性粉連同重金屬成分一起脫落于所述酸水槽40內(nèi)的酸性溶液中；以及磁性粉回收部70，從通過所述磁性粉排出部排出的沉淀物中將磁性粉分離，

所述磁石部60具有：多個棒狀磁石62；保持部64，使所述多個棒狀磁石62空出規(guī)定的間隙而在鉛直方向排列固定。

通過提供(2)一種重金屬分離系統(tǒng)200，從而解決上述課題。其特征在于，具有：第1攪拌槽30，具備攪拌單元32，在水中攪拌含有重金屬成分的處理對象物；處理物沉淀部34，設(shè)置于所述第1攪拌槽30的下方；攪拌槽開閉單元36，使所述處理物沉淀部34與所述第1攪拌槽30之間開閉；處理物排出部，將所述處理物沉淀部34內(nèi)的沉淀物排出；送出單元，將所述第1攪拌槽30內(nèi)的上清液送出；第2攪拌槽31，具備攪拌單元33并將從所述送出單元送出的上清液與磁性粉攪拌；磁石部60，可出入所述第2攪拌槽31內(nèi)從而將所述磁性粉連同重金屬成分一起磁附；移送單元66，移送所述磁石部60；酸水槽40，所述磁石部60可出入；消磁單元80，解除所述磁石部60的磁附并將所述磁性粉連同重金屬成分一起脫落于所述酸水槽40內(nèi)的酸性溶液中；磁性粉沉淀部44，設(shè)置于所述酸水槽40的下方；酸水槽開閉單元46，使所述磁性粉沉淀部44與所述酸水槽40之間開閉；磁性粉排出部，將沉淀于所述磁性粉沉淀部44內(nèi)的磁性粉連同重金屬成分一起排出；以及磁性粉回收部70，從通過所述磁性粉排出部排出的沉淀物中將磁性粉分離，

所述磁石部60具有：多個棒狀磁石62；保持部64，使所述多個棒狀磁石62空出規(guī)定的間隙而在鉛直方向排列固定。

通過提供(3)如上述(1)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100，從而解決上述課題。其特征在于，其具有再生水槽50，該再生水槽50儲存攪拌槽30內(nèi)的上清液，并通過投入凝固劑而去除凝聚物后，送出至所述攪拌槽30。

通過提供(4)如上述(1)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100，從而解決上述課題。其特征在于，棒狀磁石62設(shè)置至攪拌槽30的內(nèi)形尺寸的80％～90％的位置為止，且以5cm～50cm的等間隔排列固定。

通過提供(5)如上述(2)所記載的重金屬分離系統(tǒng)200，從而解決上述課題。其特征在于，棒狀磁石62設(shè)置至第2攪拌槽31的內(nèi)形尺寸的80％～90％的位置為止，且以5cm～50cm的等間隔排列固定。

通過提供(6)如上述(1)或(2)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100、200，從而解決上述課題。其特征在于，磁性粉在負(fù)荷磁場398ka/m中的飽和磁化量為10am²/kg～300am²/kg。

通過提供(7)如上述(1)或(2)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100、200，從而解決上述課題。其特征在于，棒狀磁石62為側(cè)面具備磁附面的磁束密度為100g～20000g的永久磁石，

消磁單元80具有：所述棒狀磁石62可插入的鞘管82；將所述鞘管82從所述棒狀磁石62拔離的拆卸機(jī)構(gòu)84，

在所述棒狀磁石62收納于鞘管82的狀態(tài)下，將槽內(nèi)的磁性粉連同重金屬成分一起磁附于所述鞘管82表面，并在浸漬于酸水槽40中的酸性溶液的狀態(tài)下，從所述鞘管82拔離棒狀磁石62而解除磁附，從而使所述磁性粉脫落于所述酸水槽40內(nèi)。

通過提供(8)如上述(1)或(2)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100、200，從而解決上述課題。其特征在于，棒狀磁石62為電磁石，且消磁單元80將對所述棒狀磁石62的通電打開/關(guān)閉的開關(guān)機(jī)構(gòu)88。

通過提供(9)如上述(1)或(2)所記載的重金屬分離系統(tǒng)100、200，從而解決上述課題。其特征在于，在所述酸水槽40的液面附近具備上浮物質(zhì)回收配管58，該上浮物質(zhì)回收配管58回收在酸水槽40內(nèi)上浮的含無機(jī)硅的上浮物。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)，對于垃圾焚燒灰等的處理對象物，能低成本且高效率地進(jìn)行使用磁性粉的重金屬的分離回收。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第1形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。

圖2為本發(fā)明的第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。

圖3為說明本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)的磁石部的圖。

圖4為表示本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)的消磁單元的例的圖。

圖5為表示通過本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格。

具體實(shí)施方式

基于附圖來說明本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)的實(shí)施形態(tài)。此處，圖1表示本發(fā)明的第1形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)100的圖。另外，圖2表示本發(fā)明的第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)200的圖。

圖1所示的本發(fā)明的第1形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)100具有：攪拌槽30，在水中攪拌磁性粉與含有重金屬的處理對象物；酸水槽40，儲存酸性溶液；磁石部60，可出入攪拌槽30及酸水槽40內(nèi)從而將所述磁性粉連同重金屬成分一起磁附；移送單元66，移送該磁石部60；消磁單元80，解除磁石部60的磁附，并使磁性粉連同重金屬成分一起脫落于酸水槽40內(nèi)的酸性溶液中；磁性粉回收部70，從酸水槽40的沉淀物將磁性粉分離。

另外，圖2所示本發(fā)明的第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)200具有：第1攪拌槽30，在水中攪拌含有重金屬的處理對象物；第2攪拌槽31，取出該第1攪拌槽30的上清液并與磁性粉混合攪拌；磁石部60，將該第2攪拌槽31中的重金屬成分連同磁性粉一起移送至酸水槽40；酸水槽40，儲存酸性溶液；磁性粉回收部70，從該酸水槽40的沉淀物中將磁性粉分離。

并且，攪拌槽30及第1攪拌槽30在下部具有攪拌單元32，并且下側(cè)成為漏斗狀的漏斗部30a。需要說明的是，作為設(shè)置于該攪拌單元32及后述的各槽的攪拌單元33、42、52，優(yōu)選使用波輪型的皿狀葉輪。通過該構(gòu)成，除了洗浄等的保養(yǎng)較為容易以外，特別在攪拌槽30、第2攪拌槽31、酸水槽40中可一邊進(jìn)行攪拌一邊使磁石部60出入槽內(nèi)，可高效率地進(jìn)行磁性粉的移送及分離。

另外，該漏斗部30a的前端經(jīng)由攪拌槽開閉單元36而設(shè)置有處理物沉淀部34。另外，優(yōu)選在漏斗部30a的前側(cè)的攪拌槽開閉單元36之上設(shè)置釋放壓縮空氣的空氣排出口26。另外，優(yōu)選在攪拌槽開閉單元36之下設(shè)置排出處理物沉淀部34內(nèi)的殘留空氣的排氣管28。另外，優(yōu)選在處理物沉淀部34設(shè)置有可肉眼觀察沉淀狀態(tài)的觀察窗38a或檢測沉淀狀態(tài)的濁度檢測器等檢測單元38b。并且，在處理物沉淀部34的前側(cè)連接有處理物排出部，該處理物排出部具有排出閥10a、泵單元18及排出配管12a。需要說明的是，由于攪拌槽30的沉淀物一般濃度高且含水率低，故作為處理物排出部的泵單元18優(yōu)選使用難以發(fā)生堵塞的真空泵等。

另外，在攪拌槽30、第1攪拌槽30連接有送出單元連接，該送出單元具備將槽內(nèi)的上清液送出的送出配管20與開閉閥20a及泵單元20b。并且，攪拌槽30的送出配管20與后述的再生水槽50連接。另外，第1攪拌槽30的送出配管20與后述的第2攪拌槽31連接。另外，在攪拌槽30連接有給水配管14，該給水配管14向槽內(nèi)供給純水、離子交換水、自來水、工業(yè)用水等規(guī)定的水。

另外，第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)200的第2攪拌槽31與第1攪拌槽30相同，在下部具有攪拌單元33且下側(cè)成為漏斗狀的漏斗部31a。另外，漏斗部31a的前端經(jīng)由第2攪拌槽開閉單元37而設(shè)置有第2攪拌槽沉淀部45。需要說明的是，優(yōu)選在第2攪拌槽開閉單元37之上設(shè)置釋放壓縮空氣的空氣排出口26，在第2攪拌槽開閉單元37之下設(shè)置排氣管28。并且，在第2攪拌槽沉淀部45的前側(cè)連接有第2攪拌槽排出部，該第2攪拌槽排出部具有排出閥10d及排出配管12d。另外，第2攪拌槽31具有還流配管17，該還流配管17具備可供給槽內(nèi)規(guī)定的水的給水配管14、開閉閥17a及泵單元17b，且將磁性粉分離后的殘留水送出至第1攪拌槽30。

需要說明的是，在處理對象物為垃圾焚燒灰時，處理對象物與水的混合液表現(xiàn)出堿性。因此，基于防止裝置的經(jīng)年劣化的觀點(diǎn)，攪拌槽30、第1攪拌槽30、第2攪拌槽31及與這些相關(guān)的部件優(yōu)選為具有耐堿性的材質(zhì)，或施有耐堿性的表面處理。

另外，重金屬分離系統(tǒng)100、200的酸水槽40也與其他槽相同，下部具有攪拌單元42且下側(cè)成為漏斗狀的漏斗部40a，該漏斗部40a的前端經(jīng)由酸水槽開閉單元46而設(shè)置有磁性粉沉淀部44。需要說明的是，優(yōu)選在該漏斗部40a的酸水槽開閉單元46之上設(shè)置釋放壓縮空氣的空氣排出口26，在酸水槽開閉單元46之下設(shè)置排氣管28。并且，在磁性粉沉淀部44的前側(cè)連接有磁性粉排出部，該磁性粉排出部具有排出閥10b、泵單元19及排出配管12b。進(jìn)一步，在酸水槽40連接有酸性溶液排出配管22及上浮物質(zhì)回收配管58，該酸性溶液排出配管22具備開閉閥22a并用于回收槽內(nèi)的酸性溶液，該上浮物質(zhì)回收配管58設(shè)置于液面附近且具備開閉閥58a，并回收含無機(jī)硅等的上浮物。需要說明的是，此處的無機(jī)硅是指無機(jī)硅酸、無機(jī)硅化合物等。另外，由于酸水槽40儲存酸性溶液，因此基于防止裝置的經(jīng)年劣化的觀點(diǎn)，這些部件等優(yōu)選為耐酸性的材質(zhì)，或施有耐酸性的表面處理。

另外，本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)100，也可具備用于回收攪拌槽30內(nèi)的上清液并再利用的再生水槽50。該再生水槽50也在下部具有攪拌單元52，且下側(cè)成為漏斗狀的漏斗部50a，該漏斗部50a的前側(cè)經(jīng)由再生槽開閉單元56而設(shè)置有再生槽沉淀部54。需要說明的是，優(yōu)選也在該漏斗部50a的再生槽開閉單元56之上設(shè)置釋放壓縮空氣的空氣排出口26，在再生槽開閉單元56之下設(shè)置排氣管28。另外，再生槽沉淀部54的前側(cè)連接有凝聚物排出部，該凝聚物排出部具有排出閥10c及排出配管12c。另外，再生水槽50連接有還流配管16，該還流配管16具備開閉閥16a及泵單元16b，并將再生水槽50內(nèi)的再處理水送出至攪拌槽30。

需要說明的是，開閉單元36、37、56、排出閥10a、10c、10d及開閉閥20a、16a、17a優(yōu)選具有以所連接的配管為基準(zhǔn)的口徑，使用通過手動及電氣控制而開閉的電磁閥。另外，酸水槽開閉單元46、排出閥10b、開閉閥22a、58a優(yōu)選使用低成本的手動閥。

另外，磁石部60具有：多個棒狀磁石62；保持部64，使該多個棒狀磁石62空出規(guī)定的間隙而在鉛直方向排列固定。并且，第1形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)100中，磁石部60通過移送單元66而在攪拌槽30與酸水槽40之間移動。另外，在第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)200中，其在第2攪拌槽31與酸水槽40之間移動。另外，磁石部60通過移送單元66而可在規(guī)定的范圍內(nèi)上下方向移動，由此，該磁石部60可在攪拌槽30、第2攪拌槽31及酸水槽40內(nèi)出入。

此處，使用圖3說明磁石部60的優(yōu)選構(gòu)成及外形尺寸。此處，圖3(a)為磁石部60進(jìn)入攪拌槽30、第2攪拌槽31的狀態(tài)的模式俯視圖，圖3(b)為模式側(cè)視圖。如圖3(a)、(b)所示，棒狀磁石62具有規(guī)定的長度，上端側(cè)固定于保持部64并以向下方垂下的方式固定。該棒狀磁石62所使用的磁石并無特別限定，可使用眾所周知的鐵氧體磁石、稀土類磁石等永久磁石或電磁石。另外，棒狀磁石62的直徑并無特別限定，優(yōu)選使用約φ50mm的棒狀磁石。進(jìn)一步，基于磁性粉的回收効率的觀點(diǎn)，棒狀磁石62優(yōu)選大致均等地整體插入攪拌槽30、第2攪拌槽31內(nèi)。因此，位于磁石部60的兩最外部的棒狀磁石62間的距離l1優(yōu)選為攪拌槽30、第2攪拌槽31的內(nèi)徑尺寸(攪拌槽30、第2攪拌槽31為角形時各邊的內(nèi)寸)l2的80％～90％。另外，棒狀磁石62對于保持部64的設(shè)置數(shù)量、設(shè)置間隔根據(jù)棒狀磁石62的磁力適當(dāng)設(shè)定，棒狀磁石62的磁力較弱時密集排列，較強(qiáng)時稀疏排列。但是，只要是一般的棒狀磁石62，優(yōu)選大致以約2cm～50cm左右的范圍等間隔地排列固定于保持部64。需要說明的是，棒狀磁石62使用永久磁石時，基于磁性粉的回收効率的觀點(diǎn)，優(yōu)選使用以面積較廣的側(cè)面作為磁附面發(fā)揮功能的徑方向磁化的磁石。此時的棒狀磁石62的磁束密度可使用100g～20000g(高斯)，特別優(yōu)選使用8000g～14000g。并且，使用徑方向磁化的棒狀磁石62時，棒狀磁石62優(yōu)選盡可能深地浸漬至攪拌槽30、第2攪拌槽31。因此，如圖3所示，優(yōu)選棒狀磁石62的長度比由漏斗部30a、31a的上端位置至液面為止的距離t長。另外，如圖1所示，棒狀磁石62的長度也可使中心側(cè)長、周側(cè)短并沿著漏斗部30a、31a。根據(jù)該構(gòu)成，由于棒狀磁石62可插入至漏斗部30a、31a側(cè)，故可進(jìn)一步高效率地進(jìn)行磁性粉的磁附。另外，棒狀磁石62為電磁石時，作為磁附面的端面優(yōu)選為位于攪拌槽30、第2攪拌槽31的中間程度的長度。另外，可排列長度不同的棒狀磁石62，以便使作為磁附面的端面整體分布于攪拌槽30、第2攪拌槽31內(nèi)。

另外，磁石部60設(shè)置有解除磁性粉的磁附的消磁單元80。此處，圖4表示消磁單元80的一例。需要說明的是，圖4表示棒狀磁石62的長度為相等的例子。首先，作為棒狀磁石62為永久磁石時的消磁單元80，如圖4(a)所示，優(yōu)選具備：鞘管82，與棒狀磁石62數(shù)目相同并排列固定于相同位置，棒狀磁石62可插入且自身不具磁力；拆卸機(jī)構(gòu)84，將這些鞘管82從棒狀磁石62取出插入。另外，作為棒狀磁石62為電磁石時的消磁單元80，如圖4(b)所示，優(yōu)選設(shè)為將對棒狀磁石62激磁的線圈86的通電打開/關(guān)閉的開關(guān)機(jī)構(gòu)88。需要說明的是，由于電磁石的棒狀磁石62及鞘管82在酸水槽40中浸漬于酸性溶液，故優(yōu)選為耐酸性的材質(zhì)，或施有耐酸性的表面處理。

另外，磁性粉回收部70具有：接受槽72，接受從排出配管12b排出的酸水槽40的沉淀物；磁性粉分離單元74，將沉淀物中的磁性粉分離回收。需要說明的是，磁性粉分離單元74可使用眾所周知的永久磁石、電磁石，或眾所周知的濾網(wǎng)等。并且，在磁性粉分離單元74使用永久磁石時，優(yōu)選具備鞘管或蓋板等的消磁單元，在使用電磁石時，優(yōu)選具備將對使磁性粉分離單元74激磁的線圈的通電打開/關(guān)閉的開關(guān)機(jī)構(gòu)。

接著，說明本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)100的動作。首先，在攪拌槽開閉單元36、開閉閥20a關(guān)閉的狀態(tài)下，對攪拌槽30供給水。此時，供給的水優(yōu)選使用調(diào)整至約ph7～8的中性的再生水槽50內(nèi)的再處理水。另外，也可使用純水、離子交換水、自來水、工業(yè)用水等。需要說明的是，使用再處理水作為攪拌槽30的水時，以電控制或手動的方式使再生水槽50側(cè)的開閉閥16a處于開啟狀態(tài)，啟動泵單元16b且通過還流配管16而使再生水槽50內(nèi)的再處理水供給于攪拌槽30。另外，在再處理水不足等時，從給水配管14適當(dāng)?shù)毓┙o自來水、工業(yè)用水、純水、離子交換水等。需要說明的是，處理對象物為垃圾焚燒灰時，其給水量優(yōu)選為大約處理對象物的重量的4倍～5倍左右。另外，處理對象物為污水時，可根據(jù)污水的濃度而適當(dāng)?shù)毓┙o這些水。

接著，將規(guī)定量的垃圾焚燒灰、下水處理污泥、污水等的處理對象物投入至攪拌槽30。處理對象物的投入方法可使用利用壓送、帶式輸送機(jī)、漏斗等的落下等的任意方法。如此，若向攪拌槽30投入水及處理對象物，可啟動攪拌單元32而在水中攪拌處理對象物。需要說明的是，處理對象物為垃圾焚燒灰時，與處理對象物混合的水呈堿性。

在其前后，將規(guī)定量的磁性粉投入攪拌槽30內(nèi)。作為此時所使用的磁性粉，可使用如鐵素體或磁鐵礦的磁性氧化物粉末、具有磁性的金屬粉等任意的粉末。需要說明的是，磁性粉磁附于磁石，但基本上自身并不具備磁力。另外，磁性粉優(yōu)選使用在負(fù)荷磁場398ka/m中的飽和磁化量為10am²/kg～300am²/kg的磁性粉。進(jìn)一步，磁性粉的平均粒徑優(yōu)選為100μm以下，特別優(yōu)選為10nm～500nm。另外，相對于處理對象物的重量而言，磁性粉的投入量優(yōu)選為1wt％～100wt％，特別優(yōu)選為約10wt％左右。需要說明的是，作為磁性粉的制造方法，可使用濕式氧化法等眾所周知的制造方法。

并且，處理對象物與磁性粉通過攪拌單元32而在攪拌槽30內(nèi)攪拌。雖然此時的攪拌單元32的轉(zhuǎn)速及攪拌時間根據(jù)攪拌槽30的容量、處理對象物的種類及量、水量、攪拌單元32的能力等而確定，但優(yōu)選大約以10rpm～3000rpm，較適當(dāng)以200rpm～3000rpm進(jìn)行約30min。此時，從空氣排出口26釋放壓縮空氣，優(yōu)選使攪拌槽30的底部，也即攪拌槽開閉單元36的上表面不堆積處理對象物及磁性粉。由此，水中的重金屬成分通過電引力等而吸附于磁性粉。另外，在水中存在無機(jī)硅時，這些也吸附于磁性粉。

接著，一邊維持處理對象物及磁性粉不會堆積于攪拌槽30的底部一邊啟動移送單元66。并且，磁石部60浸漬于攪拌槽30內(nèi)的磁性粉混合水中。由此，在棒狀磁石62的磁附面或鞘管82的表面，可維持磁性粉吸附重金屬成分等狀態(tài)進(jìn)行磁附。

接著，移送單元66將磁石部60從攪拌槽30內(nèi)取出。此時，處理對象物未附著于磁石部60，而是殘留于攪拌槽30內(nèi)。并且，移送單元66將磁石部60移動至酸水槽40上，從而使其浸漬于酸水槽40內(nèi)的酸性溶液中。此時的酸水槽開閉單元46、排出閥10b、開閉閥22a、58a處于關(guān)閉狀態(tài)。另外，此時優(yōu)選使攪拌單元42旋轉(zhuǎn)動作并從空氣排出口26釋放壓縮空氣，使酸水槽40內(nèi)的酸性溶液處于攪拌狀態(tài)。需要說明的是，酸水槽40的酸性溶液所使用的酸優(yōu)選為鹽酸、硫酸、硝酸等無機(jī)酸類，特別優(yōu)選將硝酸以約4倍左右的純水稀釋使用。另外，基于環(huán)境方面、成本方面的觀點(diǎn)，特別優(yōu)選使用該酸性溶液所再生的強(qiáng)酸性水。

接著，維持酸水槽40的攪拌狀態(tài)，使消磁單元80動作來解除磁石部60對于磁性粉的磁附。例如，在圖4(a)所示的使用鞘管82的消磁單元80中，在保持拆卸機(jī)構(gòu)84并在鞘管82浸漬于酸水槽40的酸性溶液中的狀態(tài)下使磁石部60上升。由此，將棒狀磁石62從鞘管82內(nèi)拔出而解除鞘管82表面的磁性粉的磁附。由此，磁性粉及重金屬成分等脫落于酸水槽40的酸性溶液中。磁性粉脫落的鞘管82通過拆卸機(jī)構(gòu)84而上升，從酸水槽40取出且載置于棒狀磁石62。另外，在圖4(b)所示的對于以電磁石構(gòu)成的棒狀磁石62的消磁單元80中，棒狀磁石62浸漬于酸性溶液中的狀態(tài)下使開關(guān)機(jī)構(gòu)88關(guān)閉。由此，對使棒狀磁石62激磁的線圈86的通電停止，解除磁性粉的磁附。由此，磁性粉及重金屬成分等脫落于酸水槽40的酸性溶液中。隨后，磁石部60通過移送單元66從酸水槽40取出。并且，開關(guān)機(jī)構(gòu)88開啟，棒狀磁石62作為磁石再次發(fā)揮功能。

通過該磁石部60對磁性粉及重金屬成分等的移送，直至棒狀磁石62所磁附的吸附物消失為止重復(fù)進(jìn)行5次～6次。并且，脫落于酸水槽40內(nèi)的磁性粉及重金屬成分等通過酸性溶液而解除吸附狀態(tài)并分離。需要說明的是，此時從空氣排出口26釋放的空氣也具有促進(jìn)這些重金屬成分氧化還元反應(yīng)的功能。

當(dāng)磁性粉及重金屬成分通過磁石部60移送時，攪拌槽30的攪拌單元32的旋轉(zhuǎn)動作及空氣排出口26的空氣釋放均停止。并且，攪拌槽開閉單元36以電控制或手動的方式處于開啟狀態(tài)。此時排出閥10a處于關(guān)閉狀態(tài)。需要說明的是，由于處理物沉淀部34連接有排氣管28，故處理物沉淀部34內(nèi)無殘留空氣，而在攪拌槽開閉單元36的開啟動作時，處理物沉淀部34內(nèi)的空氣不會是釋放至攪拌槽30內(nèi)。并且，以此狀態(tài)下靜置3min～60min。由此，處理對象物通過處于開啟狀態(tài)的攪拌槽開閉單元36而在處理物沉淀部34內(nèi)沉淀。該處理對象物的沉淀狀態(tài)通過觀察窗38a進(jìn)行肉眼觀察或通過檢測單元38b進(jìn)行監(jiān)控。并且，判斷處理對象物已充分沉淀于處理物沉淀部34內(nèi)時，攪拌槽開閉單元36通過電控制或手動處于關(guān)閉狀態(tài)。并且，處理物排出部的排出閥10a通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)后，泵單元18啟動。由此，沉淀于處理物沉淀部34內(nèi)的處理對象物通過處理物排出部的排出配管12a排出至規(guī)定的槽。需要說明的是，處理對象物所含的重金屬成分、無機(jī)硅等的礦物類如所述通過磁性粉及磁石部60而移送至酸水槽40，另外，由于鹽類等溶出于攪拌槽30內(nèi)的上清液中，故沉淀的處理對象物幾乎未含有這些成分，特別重金屬成分在環(huán)境局的基準(zhǔn)以下。由此，處理物排出部所排出的處理對象物除了可以規(guī)定的填埋進(jìn)行處理等以外，例如為垃圾焚燒灰時，也可作為水泥或混凝土砌塊的材料再利用。

另外，攪拌槽開閉單元36閉塞后，送出單元的開閉閥20a通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)，泵單元20b啟動。此時，再生水槽50的再生槽開閉單元56、開閉閥16a處于關(guān)閉狀態(tài)。由此，攪拌槽30的上清液通過送出配管20送出至再生水槽50。上清液的送出完成后，開閉閥20a閉塞，泵單元20b停止。

并且，送出至再生水槽50的攪拌槽30的上清液通過攪拌單元52而一邊攪拌一邊投入規(guī)定量的例如鈣的凝固劑。由此，使殘存于上清液中的鹽類等成為例如氯化鈣而凝固。此時，優(yōu)選從空氣排出口26釋放壓縮空氣，使再生水槽50的底部，也即再生槽開閉單元56的上表面不堆積凝聚物。并且，當(dāng)鹽類等凝固時，攪拌單元52的旋轉(zhuǎn)動作及空氣排出口26的空氣排出停止，且再生槽開閉單元56通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。此時，排出閥10c處于關(guān)閉狀態(tài)。需要說明的是，由于再生槽沉淀部54連接有排氣管28，故再生槽沉淀部54內(nèi)未殘留空氣，且在再生槽開閉單元56的開啟動作時，再生槽沉淀部54內(nèi)的空氣不會釋放至再生水槽50內(nèi)。并且，在此狀態(tài)下靜置。由此，鹽類等的凝聚物通過處于開啟狀態(tài)的再生槽開閉單元56而沉淀于再生槽沉淀部54內(nèi)。并且，經(jīng)過規(guī)定的時間使凝聚物在再生槽沉淀部54內(nèi)充分沉淀后，再生槽開閉單元56通過電控制或手處于關(guān)閉狀態(tài)。接著，凝聚物排出部的排出閥10c通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。由此，沉淀于再生槽沉淀部54內(nèi)的凝聚物通過凝聚物排出部的排出配管12c排出至規(guī)定的槽。對于排出的凝聚物進(jìn)行應(yīng)與其物質(zhì)相符的處理。另外，已分離去除了鹽類等的凝聚物的再處理水通過濾網(wǎng)等去除其他雜質(zhì)后，以自來水(市水)、工業(yè)用水、純水、離子交換水等進(jìn)行適當(dāng)稀釋，或者通過投入添加物，從而將ph調(diào)整為中性程度后，如上所述，利用開閉閥16a、泵單元16b通過還流配管16而適當(dāng)供給至攪拌槽30并再利用。

另外，通過磁石部60將磁性粉及重金屬成分等向酸水槽40移送完成后，停止攪拌單元42的旋轉(zhuǎn)動作及空氣排出口26的空氣釋放。并且，酸水槽開閉單元46通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。此時的排出閥10b處于關(guān)閉狀態(tài)。需要說明的是，由于磁性粉沉淀部44連接有排氣管28，故磁性粉沉淀部44內(nèi)未殘留空氣，且在酸水槽開閉單元46的開啟動作時，不會發(fā)生磁性粉沉淀部44內(nèi)的空氣釋放至酸水槽40內(nèi)。并且，磁性粉及重金屬成分等靜置于酸性溶液中約24hr。由此，磁性粉及重金屬成分通過處于開啟狀態(tài)的酸水槽開閉單元46沉淀于磁性粉沉淀部44內(nèi)。另外，無機(jī)硅等會伴隨氣泡上浮至酸水槽40的表面。并且，經(jīng)過規(guī)定的時間使磁性粉及重金屬成分充分沉淀于磁性粉沉淀部44內(nèi)，且無機(jī)硅等上浮時，使酸水槽開閉單元46閉塞且磁性粉排出部的排出閥10b處于開啟狀態(tài)，啟動泵單元19。由此，沉淀于磁性粉沉淀部44內(nèi)的磁性粉及重金屬成分通過磁性粉排出部的排出配管12b排出至磁性粉回收部70的接受槽72。另外，在其前后，開閉閥58a開啟，且連接于上浮物質(zhì)回收配管58的未圖示的泵單元啟動。由此，含有無機(jī)硅的上浮物通過上浮物質(zhì)回收配管58排出至規(guī)定的槽。排出的上浮物進(jìn)行應(yīng)與其物質(zhì)相符的處理。需要說明的是，沉淀物與上浮物已排出的酸性溶液可直接作為強(qiáng)酸性水再使用或補(bǔ)充不足部分的酸后作為強(qiáng)酸性水再使用。另外，通過酸性溶液排出配管22適當(dāng)?shù)鼗厥铡?/p>

排出至接受槽72的磁性粉及重金屬成分通過磁性粉分離單元74而分離。此處，磁性粉分離單元74使用磁石時，將排出至接受槽72的磁性粉及重金屬成分與磁性粉分離單元74相鄰或接觸。由此，使磁性粉分離單元74磁附有磁性粉。該磁性粉的分離可通過濕式進(jìn)行，也可干燥后通過干式進(jìn)行。需要說明的是，由于磁性粉與重金屬成分通過酸性溶液而分離，故磁性粉分離單元74僅磁附有磁性粉，其他重金屬成分等殘留于接受槽72側(cè)。并且，磁性粉分離單元74所磁附的磁性粉通過磁性粉分離單元74的消磁單元而從磁性粉分離單元74脫落回收。需要說明的是，回收的磁性粉施予適當(dāng)?shù)厮?干燥等而再利用。另外，殘留于接受槽72的重金屬成分通過與其相符的廢棄處理或眾所周知的方法而分離各個物質(zhì)并再利用。

接著，說明本發(fā)明的第2形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)200的動作。首先，在攪拌槽開閉單元36、開閉閥20a處于關(guān)閉狀態(tài)下，投入規(guī)定量的處理對象物至第1攪拌槽30。處理對象物的投入方法也可與第1形態(tài)相同，可使用任何方法。

接著，于第1攪拌槽30供給水。此時，所供給的水也可使用將第2攪拌槽31內(nèi)的磁性粉分離后的殘留水調(diào)整為約ph7～8左右的中性。此時，第2攪拌槽31側(cè)的開閉閥17a通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)，泵單元17b啟動且通過還流配管17將第2攪拌槽31內(nèi)的殘留水供給至第1攪拌槽30。此時，第1攪拌槽30的水不足的情形等，也可從給水配管14等供給市水或工業(yè)用水。需要說明的是，第1攪拌槽30的水量與第1形態(tài)相同，在處理對象物為垃圾焚燒灰時，其大約為處理對象物的重量的4倍～5倍左右，在處理對象物為污水時，則設(shè)為符合污水的濃度的量。

向第1攪拌槽30投入水及處理對象物時，攪拌單元32會旋轉(zhuǎn)動作且從空氣排出口26釋放壓縮空氣，在水中攪拌處理對象物。此時的各條件也與第1形態(tài)相同。并且，通過該攪拌，從而使處理對象物中的重金屬成分溶解于該混合水中。

接著，攪拌單元32的旋轉(zhuǎn)及空氣排出口26的空氣排出停止，且攪拌槽開閉單元36通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。此時排出閥10a關(guān)閉狀態(tài)。需要說明的是，由于處理物沉淀部34連接有排氣管28，故處理物沉淀部34內(nèi)未殘留空氣，且在攪拌槽開閉單元36的開始動作時，處理物沉淀部34內(nèi)的空氣不會排出至第1攪拌槽30內(nèi)。并且，在此狀態(tài)下靜置3min～60min。由此，處理對象物通過處于開啟狀態(tài)的攪拌槽開閉單元36而在處理物沉淀部34內(nèi)沉淀。該處理對象物的沉淀狀態(tài)通過觀察窗38a進(jìn)行肉眼觀察或通過檢測單元38b監(jiān)控。并且，判斷處理對象物已充分沉淀于處理物沉淀部34內(nèi)時，攪拌槽開閉單元36通過電控制或手動處于關(guān)閉狀態(tài)。并且，處理物排出部的排出閥10a通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)后，啟動泵單元18。由此，沉淀于處理物沉淀部34內(nèi)的處理對象物通過處理物排出部的排出配管12a排出至規(guī)定的槽。需要說明的是，由于處理對象物所含的重金屬成分、無機(jī)硅等礦物類、鹽類等溶出于第1攪拌槽30內(nèi)的上清液中，故已沉淀的處理對象物幾乎不含有這些成分，特別重金屬成分在環(huán)境局的基準(zhǔn)以下。由此，對于處理物排出部所排出的處理對象物而言，除了可以規(guī)定的填埋進(jìn)行處理等以外，例如為垃圾焚燒灰時，也可作為水泥或混凝土砌塊的材料再利用。

另外，攪拌槽開閉單元36的閉塞后，送出單元的開閉閥20a通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)，泵單元20b啟動。此時，第2攪拌槽31的第2攪拌槽開閉單元37、開閉閥17a處于關(guān)閉狀態(tài)。由此，溶解有重金屬成分等的第1攪拌槽30的上清液通過送出配管20送出至第2攪拌槽31。上清液的送出完成后，開閉閥20a閉塞，泵單元20b停止。

接著，對于送出至第2攪拌槽31的上清液，從給水配管14供給市水或工業(yè)用水，由此將上清液的ph調(diào)整為中性。接著，向已調(diào)整ph的上清液投入規(guī)定量磁性粉且啟動攪拌單元33，從而將上清液與磁性粉混合攪拌。攪拌單元33所需攪拌時間根據(jù)第2攪拌槽31的容量或攪拌單元33的能力，大致為約10min。此時，優(yōu)選從空氣排出口26釋放壓縮空氣，使第2攪拌槽31的底部，也即第2攪拌槽開閉單元37的上表面不堆積磁性粉。并且，溶解于上清液中的重金屬成分通過將ph調(diào)整為中性而析出，以電引力等吸附于磁性粉。另外，在上清液中存在有無機(jī)硅時，也可吸附于磁性粉。需要說明的是，通過將ph調(diào)整為中性而將增大磁性粉與重金屬成分的吸附力。

接著，一邊以磁性粉不會堆積于第2攪拌槽31的底部的程度進(jìn)行攪拌，一邊使移送單元66動作而使磁石部60浸漬于第2攪拌槽31內(nèi)的磁性粉混合水中。由此，在棒狀磁石62的磁附面或鞘管82的表面，可維持磁性粉吸附重金屬成分等狀態(tài)進(jìn)行磁附。

接著，移送單元66將磁石部60從第2攪拌槽31內(nèi)取出，將其移動至酸水槽40上而浸漬于酸水槽40中。接著，與第1形態(tài)相同，使消磁單元80動作而解除磁石部60的磁性粉的磁附。由此，將磁性粉及重金屬成分等脫落于酸水槽40的酸性溶液中。磁性粉及重金屬成分等通過磁石部60從第2攪拌槽31向酸水槽40的移送，直至棒狀磁石62所磁附的磁性粉消失為止重復(fù)進(jìn)行5次～6次。移送至酸水槽40的磁性粉及重金屬成分等與第1形態(tài)完全相同地在酸水槽40內(nèi)分離后，沉淀于磁性粉沉淀部44內(nèi)，排出至磁性粉回收部70。并且，在磁性粉回收部70進(jìn)行磁性粉與重金屬成分的分離。

另外，對于通過磁石部60而移送磁性粉的第2攪拌槽31中的殘留水投入規(guī)定量的例如鈣的凝固劑。由此，使殘存于水中的鹽類等成為例如鹽化鈣而凝固。此時，優(yōu)選從空氣排出口26釋放壓縮空氣，使第2攪拌槽31的底部，也即第2攪拌槽開閉單元37的上表面不堆積凝聚物。鹽類等凝固時，空氣排出口26的空氣釋放及攪拌單元33的旋轉(zhuǎn)停止，且第2攪拌槽開閉單元37通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。此時，排出閥10d處于關(guān)閉狀態(tài)。需要說明的是，由于第2攪拌槽沉淀部45連接有排氣管28，故第2攪拌槽沉淀部45內(nèi)無殘留空氣，而在第2攪拌槽開閉單元37的開啟動作時，第2攪拌槽沉淀部45內(nèi)的空氣不會釋放至第2攪拌槽31內(nèi)。并且，在此狀態(tài)下靜置。由此，鹽類等的凝聚物通過處于開啟狀態(tài)的第2攪拌槽開閉單元37而在第2攪拌槽沉淀部45內(nèi)沉淀。并且，經(jīng)過規(guī)定的時間使凝聚物充分沉淀于第2攪拌槽沉淀部45內(nèi)后，第2攪拌槽開閉單元37通過電控制或手動處于關(guān)閉狀態(tài)。接著，第2攪拌槽排出部的排出閥10d通過電控制或手動處于開啟狀態(tài)。由此，沉淀于第2攪拌槽沉淀部45內(nèi)的凝聚物通過第2攪拌槽排出部的排出配管12d而排出至規(guī)定的槽。對于排出的凝聚物，進(jìn)行應(yīng)與其物質(zhì)相符的處理。另外，鹽類等的凝聚物已分離去除的殘留水，如上所述，利用開閉閥17a、泵單元17b而通過還流配管17，適當(dāng)?shù)毓┙o至第1攪拌槽30并再利用。此時，殘留水以自來水(市水)或工業(yè)用水等稀釋，將ph調(diào)整為中性程度。

接著，本發(fā)明的第1形態(tài)的重金屬分離系統(tǒng)100的通過小規(guī)模所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示。首先，攪拌槽30中投入水5l與作為處理對象物的可燃垃圾的垃圾焚燒灰1kg及磁性粉130g，以200～300rpm攪拌30min。此時使用的磁性粉平均粒徑50μm且在負(fù)荷磁場398ka/m中的飽和磁化量為40emu/g。另外，準(zhǔn)備濃度25％的硝酸水溶液5l于酸水槽40。并且，通過14000g(高斯)的棒狀磁石62將磁性粉從攪拌槽30移送至酸水槽40。直至棒狀磁石62并未吸附(磁附)吸附物為止進(jìn)行6次移送。并且，磁性粉沉淀后，將其排出而得到分離物。并且，對處理前的處理對象物、分離物、處理后的處理對象物(殘?jiān)?中的金屬成分的含有率進(jìn)行定量。其結(jié)果示于圖5。需要說明的是，圖5中分離物的鐵成分(fe)、錳成分(mn)增大是由于磁性粉的存在所導(dǎo)致的影響。

根據(jù)圖5，分離物中可檢測出重金屬成分及金屬成分，從而判明通過本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)可將重金屬成分分離。需要說明的是，雖然處理后的處理對象物中也殘留有重金屬成分，但通過將對磁性粉的量或各種條件等進(jìn)行最優(yōu)化，由此可為環(huán)境基準(zhǔn)值以下。

如上所述，本發(fā)明的重金屬分離系統(tǒng)100、200使處理對象物中的重金屬成分吸附于磁性粉，且通過磁石部60將重金屬成分連同磁性粉一起移送至酸水槽40。并且，通過酸水槽40中的酸性溶液解除磁性粉與重金屬成分的吸附狀態(tài)，且向磁性粉回收部70排出，在該磁性粉回收部70中將重金屬成分與磁性粉分離。并且，通過使這些進(jìn)行功能性動作，從而可低成本且高效率地將垃圾焚燒灰等的處理對象物中的重金屬分離回收。

需要說明的是，本例所示的重金屬分離系統(tǒng)100、200的各部分構(gòu)成、形狀、動作、各條件、配管線路等為其中一例，只要不脫離本發(fā)明的主旨范圍，可變更而實(shí)施本發(fā)明。

附圖標(biāo)記說明

30攪拌槽、第1攪拌槽

31第2攪拌槽

32、33攪拌單元

34處理物沉淀部

36攪拌槽開閉單元

40酸水槽

44磁性粉沉淀部

46酸水槽開閉單元

50再生水槽

58上浮物質(zhì)回收配管

60磁石部

62棒狀磁石

64保持部

66移送單元

70磁性粉回收部

80消磁單元

82鞘管

84拆卸機(jī)構(gòu)

88開關(guān)機(jī)構(gòu)

100、200重金屬分離系統(tǒng)