(57)【要約】【課題】簡便に、かつ効率よく樹脂被覆電線を処理する方法を提供すること【解決手段】樹脂で被覆された電線を加熱し、該樹脂を炭化する加熱処理と、炭化物と電線を分離する分別処理と、分別処理された電線を酸で洗浄する酸洗処理とを含む、樹脂被覆電線の処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で被覆された電線を加熱し、該樹脂を炭化する加熱処理と、
炭化物と電線を分離する分別処理と、
分別処理された電線を酸で洗浄する酸洗処理とを含む、
樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱が、熱風、電磁誘導加熱又は過熱水蒸気を用いた加熱である樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱が、過熱水蒸気を用いて５００℃〜８００℃で行われる樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱における加熱時間が、５秒〜３００秒である樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記酸が塩酸である樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記塩酸の濃度が１０〜３５質量％である樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記分別処理が、
塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液を用いて該電線に含有される金属の一部を溶解させる溶解処理と、
該溶解処理により塩化第二鉄溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄溶液に該電線に含有される金属の一部が溶解した廃液と、塩化第二鉄溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄溶液に溶解しない金属とを分離し、
該廃液に鉄粉を添加し、
該廃液中に溶存する塩化物を置換させて前記溶解した金属を回収することを含む、
樹脂被覆電線の処理方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記樹脂被覆電線が、ケーブル、リード線、又はエナメル線である樹脂被覆電線の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、家電製品、通信機器又はコンピュータ等に使用される樹脂被覆電線より、樹脂や金属、無機物等の有用成分を分離し回収する樹脂被覆電線の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車、家電製品、通信機器又はコンピュータ等には、内部及び外部に樹脂被覆電線が使用されており、廃樹脂被覆電線は銅を含み、資源として利用価値がある。
【０００３】
上記樹脂被覆電線類の再利用において、上記樹脂被覆電線類はそのまま粉砕され含有される金属が分離回収されていた。
【０００４】
しかしながら、一部にアルミニウム材が使用された廃樹脂被覆電線、例えば廃シース電線は、通常の廃樹脂被覆電線とは異なって、複数の絶縁被覆導線を、電磁波の影響からシールドするためアルミニウムで被覆し、更にその外側を接着された絶縁性プラスチックで被覆する構成となっている。
【０００５】
廃シース電線のようにアルミニウム材が使用されていると、分離回収した銅中にアルミニウムが混入し、純度の高い銅材が回収できなかった。このため、銅線とシース材とを分離純度の高い銅材を回収するには、銅線とシース材との分離が必要であった。そして銅線とシース材とを分離するには剥線機を用いてハグラー刃により１本宛を機械と手作業によってシース材に切り目を入れ、カットしてゆく方法や、ロールクラツシャー方式で切断してゆく方法が行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１及び３には予め粗破砕された廃電線を、ロータリキルンに入れ、過熱蒸気を用いて加熱し、金属以外の部分を炭化し、廃樹脂被覆電線を破砕して、炭化物及びセラミックスを含む粉体とそれ以外の金属類からなる粒状物と粉体を分離する廃樹脂被覆電線の処理方法が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、廃電線を溶剤に浸して、銅線を分離回収する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４９６６５号公報
【特許文献２】特開平６−２７９６１４号公報
【特許文献３】特開２００１−１８４９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の方法については、ロータリーキルンにて加熱処理をするため、大掛かりな装置を必要とし、かつ、樹脂被覆電線を予め破砕する必要があった。そして、純度の高い金属が得られにくく分離効率が悪い、ひいては歩留まりが悪い等の問題があった。また、特許文献２の方法については、有機溶剤を用いており、安全性や後処理について課題があった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡便に、かつ効率よく樹脂被覆電線を処理する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）  樹脂で被覆された電線を加熱し、該樹脂を炭化する加熱処理と、
炭化物と電線を分離する分別処理と、
分別処理された電線を酸で洗浄する酸洗処理とを含む、
樹脂被覆電線の処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動車、家電製品、通信機器又はコンピュータ等に使用される樹脂被覆電線に含有される金属を効率よく分離、回収することができる。また、樹脂被覆電線を粉砕する必要がなく（粉砕してもよい）、大きなサイズであっても処理が可能である。そして、粉砕せずに処理を行うことができるため、作業工程が簡便化するだけでなく、ロータリーキルン等の大掛かりな装置を必要としない。更に樹脂被覆電線に含有される金属をそれぞれ高純度に分離回収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の樹脂被覆電線の処理方法を説明するための、加熱処理の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面に基づいて本発明の樹脂被覆電線の処理方法を説明する。
〔加熱処理〕
加熱処理は、樹脂で被覆された電線を加熱し、該樹脂を炭化する処理である。
樹脂被覆電線としては、ケーブル、リード線、エナメル線と種々のものがある。加熱装置に搬入可能な大きさの樹脂被覆電線であれば、粗破砕しなくてよい。加熱装置の大きさにあわせて、大型のものは、二軸剪断破砕機又は衝撃破砕機等で粗破砕することができる。
二軸剪断破砕機としては、例えば、特開平７−１５５６３０号公報、特開２００２−３５５５７５号公報、特開２００５−２７０８３８号公報などに記載されているように、破砕部材が設けられた２本の軸を対向させて配置し、中間位置に廃樹脂被覆電線を入れて破砕するもの等がある。
【００１５】
被覆樹脂としては、塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、及びポリオレフィン等が挙げられる。
また、樹脂被覆電線にはアルミニウムを含む場合もある。
【００１６】
樹脂被覆電線を加熱装置に搬入する際はベルトコンベア、板、網板（金網、ネットコンベア）に樹脂被覆電線を載せて、搬入することができる。網板１２を用いる場合は、例えば、ネットコンベアや金網であってもよく、網板の網目又は孔の大きさ（粗さ）は、樹脂被覆電線自体を通さない大きさである。
【００１７】
樹脂被覆電線は、その種類、大きさ、又は材質ごとに分別して加熱処理に供することができる。これにより、各種金属などの有価物の分離及び高純度での回収を容易且つ確実に行え、資源の有効利用が可能となる。
【００１８】
図１に示すように、樹脂被覆電線２１はそれぞれ網板１２に載置する。
例えば、加熱処理装置１０に配設され、加熱装置１５が側壁に備えられている加熱炉１１内に、網板１２を搬入する。
【００１９】
処理しようとする樹脂被覆電線２１はそれぞれその種類ごとに網板１２に載置することができ、ベルトコンベア等で搬送して、加熱処理に供してもよい。この載置は、手作業或いは適当なガイド手段などにより樹脂被覆電線２１の長手方向を揃えるようにしてもよい。炭化した樹脂を網板１２の網目から落下させ、炭化した樹脂を容器１７に回収することもできる。
【００２０】
加熱処理における加熱の温度は、樹脂被覆電線２１に含まれる樹脂材料が炭化する温度である必要がある。具体的には５００℃〜８００℃が好ましく、５５０℃〜７００℃であることが更に好ましく、５５０℃〜６５０℃であることが特に好ましい。
加熱処理における加熱に供する時間は加熱の温度によって異なるが、短時間で処理するのが好ましく、５秒〜３００秒がより好ましく、１０秒〜２４０秒であることが更に好ましく、１００秒〜１８０秒であることが特に好ましい。
【００２１】
加熱方法は、加熱流体を樹脂被覆電線２１に吹き付けるのでもよく、加熱流体の雰囲気炉内に滞留させるものでもよく、加熱効率、処理装置の建設コストを勘案して処理できるものである。
加熱流体は高温空気による加熱でもよいが、水蒸気加熱、特に過熱水蒸気は熱容量が大きく、熱効率が良いので過熱水蒸気による加熱が最も好ましい。該加熱により電線を被覆する樹脂を効率よく脆性化、分解して炭化するものである。
加熱流体の雰囲気が炉内に滞留する方が熱容量は大きく短時間で処理できる。加熱流体を吹き付ける方法は熱容量が小さく、処理時間が長くなるが装置が簡素化できるメリットはある。加熱温度、加熱方法、及び加熱時間については全体の処理コストを勘案して処理できる。
【００２２】
該加熱流体の加熱はガス等燃料の燃焼での加熱、電熱ヒーター等による加熱、誘導加熱装置による加熱等が利用できる。又短時間で処理可能であれば樹脂が酸化しないように真空加熱炉を使用することも可能である。炉は横型でも、縦型でも可能である。
【００２３】
〔分別処理〕
分別処理は炭化物と電線を分離する処理である。
樹脂被覆電線２１に含まれる電線は、分別処理によって、加熱処理により炭化した樹脂（炭化物）と、分離することができる。
分離は、振動、又は機械的外力を与えたり、洗浄することで行うことができる。
加熱処理により炭化した樹脂（炭化物）は脆く壊れやすいので、図１に示すように網板１２の網目から自重により落下するが、炭化物の一部は電線から分離されずに電線の表面に付着したまま残ることがある。電線と炭化物の分離を促進するため、網板１２に振動又は機械的外力を与えることができる。振動と機械的外力を組み合わせて与えることもできる。機械的外力としては、ブラシ、ショットブラスト等による処理が挙げられる。
機械的な外力を与えることにより、炭化物は、樹脂被覆電線２１から強制的に剥離されて、自重により樹脂被覆電線２１から離脱し落下する。
また、水等で洗浄し、電線から炭化物を分離することも可能であり、ジェット洗浄等の方法も利用できるものである。
【００２４】
〔酸洗処理〕
分別処理された電線を酸で洗浄する酸洗処理について説明する。
酸洗処理により、電線に残存する、わずかなアルミニウムも効果的に除去することができる。電線にアルミニウムが残存すると、電線に使用された銅を高純度で分離回収する際の妨げとなる。
【００２５】
例えば、炭化物と分別処理により分離して回収した電線を、塩酸に浸漬する。該塩酸の濃度は、１０〜３５質量％（更に好ましくは、１５〜３５質量％）であることが好ましい。すなわち、塩化水素を１０〜３５質量％（更に好ましくは、１５〜３５質量％）含有する水溶液を使用するのがよい。
ここで、塩酸の代わりに硫酸や硝酸を使用することもできるが、塩酸の方が後処理が容易である。この場合の塩酸による酸洗時間は、常温で５〜３０分程度が好ましいが、濃度によって異なる。
酸洗浄した電線は水洗を行うことが好ましい。
また、公知の方法（特開平６−１２７９４６号公報）により、酸洗に用いた塩酸液から、アルミニウムを分離回収することができる。
【００２６】
以上のようにして、樹脂被覆電線に含有される金属銅を、高純度で分離及び回収することが容易且つ確実に行うことができ、資源の有効利用ができる。
【００２７】
分別して回収した金属は更に、溶解処理に供することにより、高い純度で分離回収することができる。
【００２８】
〔溶解処理〕
酸洗浄し、水洗した加熱処理した樹脂被覆電線２１を、塩化第二鉄水溶液、又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液を用いて該電線に含有される金属の一部を溶解させることができる。
また、加熱処理の後、炭化物と電線を分離する分別処理が溶解処理に供してもよい。
樹脂被覆電線の処理方法は、分別処理が、塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液を用いて該電線に含有される金属の一部を溶解させる溶解処理と、該溶解処理により塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液に該電線に含有される金属の一部が溶解した廃液と、塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液に溶解しない金属とを分離し、該廃液に鉄粉を添加し、該廃液中に溶存する塩化物を置換させて前記溶解した金属を回収することを含むことが好ましい
【００２９】
ここで、使用する塩化第二鉄水溶液中の塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）の濃度は、概ね１０質量％以上（望ましくは３０質量％以上）でよいが、経済性を考慮すれば、６０質量％以下（好ましくは５５質量％以下）である。
また、塩化第二鉄水溶液中に、更に塩酸（ＨＣｌ）を添加することも可能であるが、この場合、塩化水素３５質量％水溶液の塩酸と塩化第二鉄５０質量％水溶液を２０：８０〜５０：５０の体積比率で混合するのがよい。
【００３０】
上記した塩化第二鉄水溶液と、塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液には、新たに製造した新液（再生液を含む）と、新液を使用した後の廃液（例えば、塩化銅や塩化ニッケルが溶存している液、更には塩化第一鉄が存在している液）のいずれも使用できる。
これにより、金属成分中の各種金属は塩化物を形成し、塩化第二鉄水溶液に溶解する。
【００３１】
具体的には、銅は塩化銅（ＣｕＣｌ2）、ニッケルは塩化ニッケル（ＮｉＣｌ2）、クロムは塩化クロム（ＣｒＣｌ3）、錫は塩化錫（ＳｎＣｌ2）、鉛は塩化鉛（ＰｂＣｌ2）、ルテニウムは塩化ルテニウム（ＲｕＣｌ3）、アルミニウムは塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、インジウムは塩化インジウム（ＩｎＣｌ3）となる。
【００３２】
金属成分は、塩化第二鉄水溶液による処理をした後、溶解処理し原料として再利用できる。なお、金属の種類（例えば、鉄系金属）によっては、塩化第二鉄水溶液による処理をした後、そのまま液切り処理を行った後、溶解処理を行ってもよい。
【００３３】
金、銀、パラジウム、及び白金は、塩化第二鉄水溶液に溶解しないため、例えば、ろ過等の固液分離により回収することができる。そして、さらに比重分離、山元還元によりそれぞれ高い純度で分離回収することができる。
ここで、比重分離とは各物質の比重差を利用して分離回収行うものであり、風力分別、水力分別、重液分別、流動層を利用した比重分別がある。
ここで、山元還元とは、溶融飛灰からの非鉄金属回収方法として、一般的に、非鉄精錬所で使用されている。
【００３４】
一方、塩化第二鉄水溶液に溶解させた金属成分は、この塩化第二鉄水溶液（廃液）から析出させて回収する。この方法としては、従来公知の方法を使用でき、例えば、電線が、銅とニッケルを含んでいる場合には、例えば、特開平６−１２７９４６号公報に記載の方法を使用できる。また、錫や銀、インジウム等も、同様の方法を使用できる。なお、クロムとアルミニウムは、水酸化物として回収される。
この具体的な方法は、特許第４０１８８３２号公報に記載されているため、以下簡単に説明する。
【００３５】
上記した金属成分を含有する塩化第二鉄水溶液中に鉄粉を添加し、塩化第二鉄水溶液中に溶存する塩化銅（塩化物）を置換させ、銅を析出させて分離回収する。なお、塩化第二鉄水溶液中に塩化第二鉄が残存している場合は、鉄粉を添加して先に塩化第一鉄に還元しておく方が、銅の回収効率が向上し、望ましい。
次に、銅が除去された脱銅水溶液中に鉄粉を添加し、かつ鉄イオン濃度を制御してニッケルを析出させ分離回収する。これにより、塩化第二鉄水溶液中から銅とニッケルを回収できる。
以上の方法により、樹脂被覆電線に含まれる金属成分を回収することで、これらを再利用できるので、資源の有効利用が図れる。
【００３６】
本発明の樹脂被覆電線の処理方法は、アルミニウム、及び銅を分離回収することができる。さらに、ロータリーキルンが不要なため、処理対象物である樹脂被覆電線を粉砕処理する必要がなく、大きなサイズで処理可能となる。また、種類ごとに回収できることから、有価金属を高純度に回収し、資源として再利用することが可能となる。
【００３７】
以上、説明したように、本明細書には、下記〔１〕〜〔８〕の樹脂被覆電線の処理方法が開示されている。
〔１〕
樹脂で被覆された電線を加熱し、該樹脂を炭化する加熱処理と、
炭化物と電線を分離する分別処理と、
分別処理された電線を酸で洗浄する酸洗処理とを含む、
樹脂被覆電線の処理方法。
〔２〕
〔１〕に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱が、熱風、電磁誘導加熱又は過熱水蒸気を用いた加熱である樹脂被覆電線の処理方法。
〔３〕
〔１〕又は〔２〕に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱が、過熱水蒸気を用いて５００℃〜８００℃で行われる樹脂被覆電線の処理方法。
〔４〕
〔３〕に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記加熱における加熱時間が、５秒〜３００秒である樹脂被覆電線の処理方法。
〔５〕
〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記酸が塩酸である樹脂被覆電線の処理方法。
〔６〕
〔５〕に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記塩酸の濃度が１０〜３５質量％である樹脂被覆電線の処理方法。
〔７〕
〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記分別処理が、
塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液を用いて該電線に含有される金属の一部を溶解させる溶解処理と、
該溶解処理により塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液に該電線に含有される金属の一部が溶解した廃液と、塩化第二鉄水溶液又は塩酸が添加された塩化第二鉄水溶液に溶解しない金属とを分離し、
該廃液に鉄粉を添加し、
該廃液中に溶存する塩化物を置換させて前記溶解した金属を回収することを含む、樹脂被覆電線の処理方法。
〔８〕
〔１〕〜〔７〕のいずれか１項に記載の樹脂被覆電線の処理方法であって、
前記樹脂被覆電線が、ケーブル、リード線、又はエナメル線である樹脂被覆電線の処理方法。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明にかかる樹脂被覆電線の処理方法の作用、効果の確認のために行った実施例について説明する。
【００３９】
〔実施例１〕
（加熱処理）
ケーブルをメッシュコンベアに載せ、６００℃の過熱水蒸気雰囲気に投入し、１分間（６０秒）処理した。
（１）加熱温度：６００℃（過熱水蒸気温度）
（２）加熱方法：過熱水蒸気雰囲気をケーブルに吹き付けた。
（３）加熱時間：６０秒
（４）処理対象サンプル：ケーブル
【００４０】
加熱処理の結果、処理後のサンプルを指でほぐす程度の力で、ケーブルに使用されている電線を露出させることが出来た。
【００４１】
（分別処理）
加熱処理後、４．０ＭＰａ  ４０Ｌ／ｍｉｎの高圧水により水洗し、加熱処理により炭化した樹脂の炭化物と電線とを分離させた。
【００４２】
（酸洗処理）
加熱処理後、炭化物を除いた２００ｋｇの電線を籠に入れて、濃度が３５質量％の塩酸に３０分浸漬した。これによって、電線の表面に残存する金属の一部が塩酸に溶けた。
酸洗後の電線を水を張った水槽に浸漬することにより水洗し、電線を回収した。
また、該金属が溶解した塩酸より、特開平６−１２７９４６に記載の方法を用いて、錫、アルミニウムを回収した。
なお、この酸洗処理は常温で行ったが加熱してもよい。
【００４３】
〔実施例２〕
（溶解処理）
実施例１の酸洗後の電線を籠に入れて、温度が常温から６０℃（この実施例では４０℃）の塩化第二鉄液中に浸漬させ、含有される金属成分を塩化第二鉄液に溶解させた。なお、使用した塩化第二鉄液の塩化第二鉄の濃度は３０〜５０質量％、塩化第二鉄液への浸漬時間は６０〜１８０分（平均１２０分）とした。特開平６−１２７９４６に記載の方法を用いて、塩化第二鉄液より該溶解金属である銅を回収した。回収した銅の純度は９５．０％以上であった。
ケーブルが金、銀、パラジウムを含む場合、塩化第二鉄液に溶解せずに残った未溶解残渣をろ過し、ケーブルに使用されている金を回収できる。更に、比重分離及び溶融処理により、銀、パラジウムを分離回収することができる。
【００４４】
以上のことから、本発明の樹脂被覆電線の処理方法を使用することで、処理コストや設備コストを過剰にかけることなく、樹脂被覆電線から金属成分を個別に高純度に回収して再利用でき、資源の有効利用が図れることを確認できた。
【００４５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００４６】
１０：処理装置
１１：加熱炉
１２：板
１５：加熱装置
１７：容器
２１：樹脂被覆電線
【図１】
2014069137.tif 000003