(57)【要約】【課題】安全かつ効率的に銅含有廃棄物から銅を回収する。【解決手段】銅含有廃棄物（廃銅配管）４０を収容すると共に側面に複数の開口部２ａを有する内側容器２Ａと、内側容器を収容する外側容器２Ｂとを備える耐熱容器２と、耐熱容器を加熱する熱処理炉３と、熱処理炉に耐熱容器を投入及び排出する容器搬送装置４とを備える銅含有廃棄物からの銅回収装置１。熱処理炉から排出されたガスをセメント製造装置に供給する排ガス処理装置を備えてもよい。【選択図】図１
2020143330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅含有廃棄物を収容すると共に側面に複数の開口部を有する内側容器と、該内側容器を収容する外側容器とを備える耐熱容器と、
該耐熱容器を加熱する熱処理炉と、
該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出する容器搬送装置とを備えることを特徴とする銅含有廃棄物からの銅回収装置。
【請求項２】
前記熱処理炉から排出されたガスをセメント製造装置に供給する排ガス処理装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の銅含有廃棄物からの銅回収装置。
【請求項３】
複数の開口部を有する内側容器と、該内側容器を収容する外側容器とを備える耐熱容器の前記内側容器に銅含有廃棄物を収容し、
該耐熱容器を加熱し、
該加熱後の耐熱容器の前記内側容器内に銅を回収し、前記外側容器に銅以外のものを回収することを特徴とする銅含有廃棄物からの銅回収方法。
【請求項４】
前記熱処理炉から排出されたガスをセメント製造装置に供給することを特徴とする請求項３に記載の銅含有廃棄物からの銅回収方法。
【請求項５】
銅含有廃棄物を収容した後熱処理炉で加熱される耐熱容器であって、
銅含有廃棄物を収容すると共に、側面に複数の開口部を有する内側容器と、
該内側容器を収容する外側容器とを備えることを特徴とする耐熱容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコン（空調機）、冷蔵庫等の熱交換器を有する装置の配管等の銅含有廃棄物から銅を回収する装置及び方法、並びに銅含有廃棄物から銅を回収する際に用いられる耐熱容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源枯渇の観点から様々なリサイクル活動が行われている。特に、金属のリサイクルは以前から活発に行われ、例えば、特許文献１には、廃棄物を焙焼して篩分けを行った後、比重差選別、渦電流等で選別し、金、銀、銅等の有価物を回収する方法が提案されている。
【０００３】
一方、熱交換器を有する装置の冷媒（フロン等）、冷凍機オイルを充填している配管は銅製のものが多く、内部には冷凍機オイル（鉱物油）が含まれており、配管の周りには断熱材としてゴム等の樹脂部分が存在する。銅配管は、例えば、家庭用のエアコン１台あたり約４０ｍ使用されており、省エネルギー製品の普及による熱効率の向上や設備の大型化、本体と室外機の設置距離の延伸に伴い銅の使用量が増える場合がある。また、銅は鉄、アルミニウムに次いで消費量の多い金属であり、近年では銅箔としてリチウムイオン電池に多く使われるようになったため、今後電気自動車等の普及に伴い消費量が増加し、銅リサイクルの重要性はますます高まるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０３１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、銅含有廃棄物の焙焼後に篩分けを行った後、さらに比重差選別、渦電流等で選別するため、作業効率が低い。また、エアコンの銅配管には油分が付着しており、そのまま破砕等を行うと発火する可能性があるため、無害化した後にリサイクルする必要がある。さらに、焙焼の際に銅配管に付着したゴム等の樹脂部分からフッ化水素、塩化水素等の有害なガスが発生する可能性があるため、排ガス処理を行う必要があり、処理費が高額になる可能性がある。
【０００６】
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、安全かつ効率的に銅含有廃棄物から銅を回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、銅含有廃棄物からの銅回収装置であって、銅含有廃棄物を収容すると共に側面に複数の開口部を有する内側容器と、該内側容器を収容する外側容器とを備える耐熱容器と、該耐熱容器を加熱する熱処理炉と、該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出する容器搬送装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、銅含有廃棄物を耐熱容器の内側容器を収容して加熱することで、内側容器内に銅を回収し、外側容器に廃棄物中の樹脂部分に含まれる添加剤が粉体となったものなど銅以外のものを回収することができるため、安全かつ効率的に銅含有廃棄物から銅を回収することができる。
【０００９】
上記銅回収装置において、前記熱処理炉から排出されたガスをセメント製造装置に供給する排ガス処理装置を備えることができ、これによって、銅含有廃棄物の加熱によりフッ化水素、塩化水素等を含む有害ガスが発生した場合でも、セメント製造工程内のセメント原料に固定化して無害化することができる。
【００１０】
また、本発明は、銅含有廃棄物からの銅回収方法であって、複数の開口部を有する内側容器と、該内側容器を収容する外側容器とを備える耐熱容器の前記内側容器に銅含有廃棄物を収容し、該耐熱容器を加熱し、該加熱後の耐熱容器の前記内側容器内に銅を回収し、前記外側容器に銅以外のものを回収することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、銅含有廃棄物を耐熱容器の内側容器を収容して加熱することで、内側容器内に銅を回収し、外側容器に廃棄物中の樹脂部分に含まれる添加剤が粉体となったものなど銅以外のものを回収することができ、安全かつ効率的に銅含有廃棄物から銅を回収することができる。
【００１２】
前記熱処理炉から排出されたガスをセメント製造装置に供給することで、銅含有廃棄物の加熱によりフッ化水素、塩化水素等を含む有害ガスが発生した場合でも、セメント製造工程内のセメント原料に固定化して無害化することができる。
【００１３】
さらに、本発明は、銅含有廃棄物を収容した後熱処理炉で加熱される耐熱容器であって、銅含有廃棄物を収容すると共に、側面に複数の開口部を有する内側容器と、該内側容器を収容する外側容器とを備えることを特徴とする。この耐熱容器を用い、内側容器内に銅を回収し、外側容器に銅以外のものを安全かつ効率的に回収することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、安全かつ効率的に銅含有廃棄物から銅を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る銅回収装置の一実施の形態を示す全体横断面図である。
【図２】本発明に係る銅回収装置の一実施の形態を示す全体縦断面図である。
【図３】本発明に係る銅回収装置で用いる耐熱容器を示す縦断面図である。
【図４】熱処理炉に投入される直前の耐熱容器を示す横断面図である。
【図５】熱処理炉に投入される直前の耐熱容器を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、銅含有廃棄物として廃棄されたエアコンの銅配管から銅を回収する場合を例示する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明に係る銅含有廃棄物からの銅回収装置１は、銅配管を格納する複数の耐熱容器２と、熱処理炉３と、熱処理炉３に耐熱容器２を投入及び排出する容器搬送装置４等を備える。
【００１８】
熱処理炉３は円筒状の縦型炉であり、４本のガスバーナー８（８Ａ〜８Ｄ）によって加熱される。ガスバーナー８の近傍にはノズル１１（１１Ａ〜１１Ｄ）が設けられ、ファン（不図示）によって燃焼用及び冷却用の空気Ａが炉内に供給される。熱処理炉３の炉床１７は、電動モータ（不図示）を備えた炉床回転装置１９によって鉛直軸回りに回転し、位置決めセンサ（不図示）によって所定の位置に位置決めされる。排気管２８の下流側には二次燃焼室、排気用の煙突等が設けられる
【００１９】
熱処理炉３の炉壁７の一部には、上下に開閉式の炉体扉７ｂで外部と仕切られた開口部７ａが形成される。開口部７ａに対向する位置に、開口部７ａから熱処理炉３内に耐熱容器２を投入すると共に、耐熱容器２を熱処理炉３から排出する容器搬送装置４が設けられる。
【００２０】
容器搬送装置４は、図１、図２及び図５に示すように、熱処理炉３の開口部７ａと熱処理炉３の中心を結ぶ線上の方向（図１では左右方向）に延びると共に、モーター１８の正回転によって耐熱容器２に当接して耐熱容器２を熱処理炉３内に押し入れるプッシャー部４ａと、耐熱容器２の内側容器２Ａの外周に設けられたハンガー２ｃを係止する爪４ｃが先端に設けられ、モーター１８の負回転によって耐熱容器２を熱処理炉３内から引っ張り出すプルアウト部４ｂを備えている。プッシャー部４ａはプルアウト部４ｂの真上に位置する。
【００２１】
また、熱処理炉３の接線方向（図１では上下方向）に移動自在のスライドベース２１が設けられ、このスライドベース２１は、端部に接続されたベース移動装置２２によって、炉体扉７ｂの前位置に設けられた炉前室２３（図１の位置）と、開閉式の炉前室扉２４を隔てて外側に位置するスタンド２５の間を移動可能である。ベース移動装置２２は、モーター２２ａの駆動によってシャフト２２ｂを前後させることでシャフト２２ｂの先端に接続されたスライドベース２１を移動させる。
【００２２】
炉前室２３は、外部に対しては炉前室扉２４で隔てられると共に、熱処理炉３に対しては炉体扉７ｂで隔てられ、炉体扉７ｂを開放したときの温度変化を抑えるようにしている。
【００２３】
耐熱容器２は、図３〜図５に示すように、内側容器２Ａと外側容器２Ｂとで構成され、少なくとも６５０℃の耐熱温度を有する。また、耐熱容器２は、熱伝導の高い一般構造圧延鋼（ＳＳ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、銅合金等の金属合金が材料として好ましいが、廃ＬＩＢモジュールＭを回転炉で加熱する際の熱に耐えるため、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等の少なくとも６５０℃の温度に耐えることができる材料からなることがより好ましい。
【００２４】
内側容器２Ａは、上方に開口して底面を有する円筒状に形成され、側面に多数の矩形状の開口部２ａを有する。開口部２ａの形状は矩形状に限定されない。また、開口部２aの大きさは５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜３０ｍｍがより好ましい。
【００２５】
外側容器２Ｂは、上方に開口して底面を有する円筒状に形成され、内側容器２Ａを収容する。外側容器２Ｂの周面２ｂからハンガー２ｃが突出し、底面には複数の車輪２ｄが設けられる。
【００２６】
次に、上記構成を有する銅回収装置１を用いた銅含有廃棄物からの銅回収方法について説明する。
【００２７】
熱処理炉３の内部を６５０℃に昇温し、炉前室扉２４を開放してベース移動装置２２を介してスライドベース２１を炉前室２３の外側に設けられたスタンド２５の位置まで前進させる。そして、クレーン（不図示）を使用して、図４及び図５に示すように、廃棄された銅配管（以下「廃銅配管」という。）が格納された耐熱容器２をスタンド２５の位置に移動したスライドベース２１上に載置する。
【００２８】
ベース移動装置２２を介してスライドベース２１をスタンド２５の位置から炉前室２３内まで後退させ、炉前室扉２４を閉じて炉体扉７ｂを開放し、容器搬送装置４のプッシャー部４ａ（図５参照）を前進させて耐熱容器２を熱処理炉３内に投入する。これにより、耐熱容器２は熱処理炉３の炉床１７上、図１では９時の位置に載置される。
【００２９】
容器搬送装置４のプッシャー部４ａを後退させた後、炉体扉７ｂを閉鎖し、炉床回転装置１９を介して炉床１７を４５゜左回転させる。
【００３０】
上記動作をさらに、７回繰り返すことで、熱処理炉３の炉床１７上には、図１に示したように、隣接する耐熱容器２が一定の間隔を開けた状態で８個の耐熱容器２が環状に載置される。
【００３１】
上記動作の間、耐熱容器２が熱処理炉３内で１周する間に、耐熱容器２内の廃銅配管４０は焙焼され、内側容器２Ａ内に高品位の銅が残り、廃銅配管４０中の樹脂部分に含まれる添加剤が粉体となったものなどが内側容器２Ａの開口部２ａから外側容器２Ｂに流出することで、外側容器２Ｂにこれら銅以外のものを回収することができる。
【００３２】
耐熱容器２が熱処理炉３内で１周すると、炉体扉７ｂを開放して容器搬送装置４のプルアウト部４ｂを耐熱容器２の位置まで前進させ、図５に示すように、プルアウト部４ｂ先端に設けられた爪４ｃを、耐熱容器２に設けられたハンガー２ｃに係止させる。そして、プルアウト部４ｂを後退させて耐熱容器２を熱処理炉３から引き出してスライドベース２１上に載置し、炉体扉７ｂを閉鎖する。
【００３３】
次に、炉前室扉２４を開放した後、ベース移動装置２２を介して加熱処理済みの耐熱容器２が載置されたスライドベース２１をスタンド２５の位置まで前進させる。その後、スタンド２５の位置まで移動させられたスライドベース２１上の加熱処理済みの耐熱容器２は、専用のリフトで移送コンベア（不図示）に移動して次工程へ運ばれる。
【００３４】
その後、スライドベース２１はベース移動装置２２により再び元の位置まで後退し、炉前室扉２４は全閉される。
【００３５】
上記処理方法において、熱処理炉３の排気管２８を介して排出されたガスをセメント製造装置のプレヒータの３５０℃以上の領域に導入することができる。これによって、二次燃焼室等を設ける必要がなく、廃銅配管の焙焼によって生じた、燃焼ガス中のフッ化水素、塩化水素等の有害なガスをセメント調合原料に捕捉させたり、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）も燃焼させることができ、未燃焼ガスを無害化することもできる。
【００３６】
尚、本実施形態では、炉床１７が回転する熱処理炉３を使用することで均一的な加熱処理を行ったが、廃銅配管４０を焙焼して内側容器２Ａ内に高品位の銅を回収することが可能な熱処理炉であれば、必ずしも炉床１７が回転するものでなくてもよい。また、熱処理炉３内に複数の耐熱容器２を連続して投入・排出するようにしたがバッチ式のものでも適用可能である。また、耐熱容器２は熱処理炉３内で一周するものでなくてもよく、所定の時間を経過したものは熱処理炉３から排出してもよい。
【００３７】
また、廃銅配管４０を格納した耐熱容器２を酸化雰囲気下の熱処理炉３に投入して加熱処理するようにしたが、耐熱容器２の外側容器２Ａの上部開口を塞いで小さな排気管を設けるなどして還元雰囲気下で加熱してもよく、不活性雰囲気下で加熱してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  銅含有廃棄物からの銅回収装置
２  耐熱容器
３  熱処理炉
４  容器搬送装置
７  炉壁
８（８Ａ〜８Ｄ）  ガスバーナー
１１（１１Ａ〜１１Ｄ）  ノズル
１７  炉床
１８  モーター
１９  炉床回転装置
２１  スライドベース
２２  ベース移動装置
２３  炉前室
２４  炉前室扉
２５  スタンド
２８  排気管
４０  廃銅配管
【図１】
2020143330.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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