(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光管を含むランプ類から高純度有用物を簡便に回収する方法を提供する。【解決手段】蛍光管を含むランプ類を破砕し、材料別単体分離を行った後、該破砕物を脈動を利用した湿式比重選別機１０を用いて、金属材料、ガラス材料（アルミニウムを含む）、プラスチック材料に選別し、さらにガラス材料を段差のある多槽からなる充填式網下気室型の比重選別機１５を用いて、鉛ガラス、ソーダガラス、アルミニウム、石英・硬質ガラスに選別する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光管を含むランプ類から有用物を材料別に選別する方法として、複合材料で構成されている部品を破砕し、材料別単体分離をおこなった後、比重の異なる材料を水の上下方向の脈動流を利用した湿式比重選別法で材料別に選別する方法。
【請求項２】
請求項１において、多品種のガラスに対して、ガラスの組成物質により、比重が異なることを利用して、ガラスの種類別に選別する多段充填湿式比重選別機を用いたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  複数の材料、部品で構成されている廃蛍光管ランプ類を破砕し、湿式比重選別方法により素材毎に選別して、それぞれが有用物となる高品質な素材を回収する技術。
【背景技術】
【０００２】  従来の方法では、廃蛍光管を含む廃ランプから回収され有用物となる素材はソーダガラスであり、基本的に破砕されていない廃蛍光管が対象物である。ソーダガラス以外の有用物を選別する方法には、化学的、製錬手法があるが、全ての構成物を溶解又は溶融した後、分離する事になり、エネルギーコストは極めて高く、材料として利用することが出来ない。代表的な蛍光管の処理は、一般に図１に示す直管型蛍光灯や環状サークラインについて確立されている。その方法は、両端、又は口金の電極部分を予め切断し、切断の際発生する水銀蒸気を吸引除去し、切断されたガラス管内部に残る蛍光体と蛍光体に残留する水銀とを、空気又は水溶液を吹きかける事により除去する。残ったソーダガラス部分を回収する。【０００３】  但し、この工程においては、種々の部品で構成される電極部分の相互分離に課題が残されている。尚、電極部分の回収は、蛍光管の電極部分を極力破砕しない方式の破砕機により破砕した後、電極を構成する部品に磁着物があることから、磁力により電極部分の除去を行う。現状では発生する廃蛍光管のガラス部分は、高純度・高品質で異物のほとんど無いものがリサイクルガラスファイバー・蛍光管ガラスとしての用途に、異物の多いものが成分中の珪素（Ｓｉ）分を有効に活用するために主にセメント等の原料としての用途に利用されている。蛍光灯は機能性・デザイン性から、コンパクトタイプの蛍光管や液晶のバックライトとして使われる非常に細かい蛍光管も販売されており、既往の技術ではその分離回収は出来ない。現状では焙焼法により水銀だけを除去・回収している。更に、輸送経費を抑えるために、減容化を図る場合、回収場所で破砕を行う必要があり、破砕によりリサイクル出来ない形状で搬送されてくることが多く、従来の工程では、素材別の精度の高い製品にすることが出来なかった。又、化学的、製錬手法では、全ての構成物を溶解又は溶融した後、分離する事になり、エネルギーコストは極めて高く、材料として利用することが出来ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の方法では、廃蛍光管を含む廃ランプ類から有用物を回収するため、有姿のまま受け入れることが必須条件である場合が多い。その結果、さまざまな形で回収された廃棄物は必ずしもすべてが有用物回収の対象となるわけでなく、多くの有用物が利用されないまま廃棄されている。また、廃ランプ類を有姿のまま回収するため集荷運搬効率は低く、運搬コストが高く、又エネルギー効率も悪くなる。そのため廃ランプ類集荷物のすべての形態のもの、即ち破砕、減容化されたものに対しても効率よく、かつ簡便に高純度有価物を回収する方法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  脈動を利用した湿式比重選別機（ジグ選別機）を用いて破砕済み廃蛍光管、および他の廃ランプ類について選別実験を行った。図２は試験ジグの動作説明図であるが、網目より上部が選別室、下部が脈動室であり、空気室に空気を交互に入排気すると、空気室内の水面が下降・上昇し、それにともない選別室内の水は上昇・下降を繰り返す。選別室内に比重の異なる廃ランプ破砕粒子があると選別室内の廃ランプ破砕粒子は水と共に上昇・下降を繰返し、比重別に上下方向に層を成す。適当な回数の脈動を与えて、分離したい層高の粒子層を形成する。【０００６】  試験は、３種類の廃ランプ類、破砕蛍光灯、冷陰極放電灯（液晶バックライト）、磁選ハネ品（口金等）に対しておこなわれた。破砕済み廃蛍光管は基本的に細粒ガラスと蛍光体の混合物であり、若干の有価物が混合している。選別後、ガラス側産物に接着剤やプラスティックの混入は認められないが、アルミニウムの混入が確認された。ソーダガラスとアルミニウムはほぼ同一の比重範囲２．７程度にあるため、同じ比重の産物層中に両者が選別されているのが確認されたが、両者はアルミニウム選別機により素材別に分離精製することができる。冷陰極放電灯（液晶バックライト）は、電極やリード線以外の異物がないため、適正な粉砕処理後にジグ選別試験をすると、非常に純度の高いガラスが得られた。【０００７】  廃ランプ類を磁力選鉱機で磁選して磁性物を回収し、その残渣物を粉砕し粒度調整した後、ジグで選別した。選別部を観察すると、真鍮、銅線、鉄−ニッケルは下の層へ、ガラスとアルミは中間層、接着剤やプラ、ベークライトは上層にときれいに成層する。下層部にあるものは磁選することで真鍮とその他の金属を分離でき、中間層についてはアルミニウム選別機でソーダガラスとアルミニウムに分離・回収することができる。
上述の実験結果に基づき、図３に示すジグ選別機主体としたプロセスを開発し、従来の問題点を解決することが可能となった。
【発明の効果】
【０００８】  図３に示す廃ランプ類の分離精製プロセスフローにより、金属とガラス類の選別のみならず、磁性金属、非磁性金属、アルミニウム、ソーダガラス、硬質ガラス、鉛ガラスの６種類の高純度素材を回収し、原料として再利用できるようになり，新たな資源としての価値が生じる。又、総合的にほとんどの回収物が再利用可能なことから最終埋立廃棄処分が不用となり、資源の確保、ＣＯ２発生の抑制等の環境対策に貢献し、新産業として新たな雇用を生むことになる。
【実施例１】
【０００９】  図４は、本発明の分離精製システムフローシートである。表１に示す回収物の品目に対応したシステムフローとなっている。本システムフローシートでは、表１に示す比重差が大きく異なる材料と比重差が比較的小さな材料を個別のジグ選別機によって選別し、即ち、初めに金属材料とガラス材料に選別し、次に比重差の小さいガラス材料を多段充填式ジグで選別する。このとき選別精度を高くするため、本ジグ選別機の前工程にガラス材料の粒径範囲を規制する破砕機とスクリーンを備え、整粒する。【００１０】  主に表１の材料の混合物である▲１▼破砕原料は、破砕原料ホッパー１に貯蔵され、定量フィーダ２により切出され、手選ベルト３により、大物異物又は目的回収物以外の残渣物が手選別され、▲２▼大物残渣物が除去される。目的回収物は粗破砕機４によりプラスチック類の破砕形状、粒径範囲を考慮して、粒径２０ｍｍ以下程度に破砕される。原料篩分スクリーン７は２段形スクリーンであり、１段目で特に発生することが予想される長形物を▲１０▼残渣物として除去した後、目的粒径範囲の原料は、粗選ジグフィードホッパー８に貯蔵され、粗選ジグフィーダ９により切出され、粗選ジグ選別機１０により設定された材料別に選別される。粒径２０ｍｍ以上は粗破砕機４に戻され、目的粒径範囲に再破砕される。【００１１】  粗選ジグ選別機１０では、金属材料、ガラス系材料及びプラスチック系材料の３産物に選別される。本ジグ選別機は、金属系材料を図２のジグの動作説明図において網目を通過させて排出させ、網下産物として回収することができるように工夫されたものである。金属系材料には▲３▼磁性金属と▲４▼非磁性金属が混在しているので、磁力選別機１１により、両材料を選別して回収する。ガラス系材料以外の比重の軽いもの、すなわち主としてプラスチック系材料は、粗選ジグ選別機１０において、オーバフロー産物として回収され、脱水篩分スクリーン１２により、オーバフロー産物と共に排出される水を脱水し、▲５▼プラスチックとプラスチック以外の▲１０▼残渣物に篩分回収される。【００１２】  ガラス系材料は、比重帯では中間物として回収されるが、回収されたガラス系材料は、選別に最適な形状及び粒径範囲にするため選択粉砕機１３により、粒径８ｍｍ程度にする。粒径８ｍｍ以上は、再度選択粉砕機１３に戻す閉回路粉砕システムを採用する。粒径８ｍｍ以下のガラス系材料は精選ジグ選別機１５に供給される。【００１３】  ガラス系材料は、精選ジグ選別機１５により、▲６▼鉛ガラス、▲８▼ソーダガラスと▲９▼アルミニウムの混合物、および▲７▼石英、硬質ガラスに選別される。精選ジグ選別機１５は、段差のある多槽からなる充填式網下気室型の比重選別機であるが、本発明では２槽の選別槽で構成され、網下産物として精選ジグの１槽目選別槽１８では▲６▼鉛ガラスを、精選ジグの２槽目選別槽２０では、▲８▼ソーダガラスと▲９▼アルミニウムを回収する。又、精選ジグの２槽目選別槽２０では、精選ジグの２槽目選別槽２０の高比重産物を精選ジグ２槽目の自動排出装置２２により回収する構造となっており、▲８▼ソーダガラスと▲９▼アルミニウムを回収し、網下産物として回収したものとあわせて次の工程へ��る。一方、低比重にある▲７▼石英・硬質ガラスと▲１０▼残渣物はオーバフロー産物となる。ここで用いている精選ジグ選別機１５では、１槽目選別槽１８と２槽目選別槽２０に段差がついており、ガラス形状は比較的扁平であることからガラスの水中での挙動の影響が選別槽毎に生じない構造となっている。【００１４】  比重がほとんど同一範囲にある▲８▼ソーダガラスと▲９▼アルミニウムは精選ジグの２槽目選別槽２０から回収されたのち、アルミニウム選別機１６により▲８▼ソーダガラスと▲９▼アルミニウムに選別して、それぞれの材料として回収する。又、オーバフロー産物となる▲７▼石英、又は硬質ガラスと単体材料分離が出来なかった電極又はリード線は▲１０▼残渣物として脱水篩分スクリーン１７により選別されて回収するシステムとなっている。
【実施例２】
【００１５】  図５に示す実施例２は、廃ランプ類が雑多な種類で不定量及び不定形に混在し、破砕機の破砕条件を頻繁に変えなければならない場合に、効率の高い分離精製システムである。図５のシステムフローにおいて粗粉砕機４は、図４に示した選択破砕機１３に近似な破砕機を使用する以外、基本的なシステムは同一である。廃ランプ類は、破砕・分粒された後、粗選ジグ選別機１０により選別され、ここで回収されたガラス混合物は篩分スクリーン１４で精選ジグ選別機１５に適した粒度に分粒後、精選ジグフィーダ２３から精選ジグ選別機１５にフィードされる。精選ジグ選別機１５は、２槽式で精選ジグの１槽目選別槽１８に▲６▼鉛ガラスを網下から回収するための精選ジグの１槽目充填物１９が敷かれていて、▲６▼鉛ガラス以外のガラス混合物は精選ジグの１槽目充填物１９上面に蓄積されるか又はミックスガラス排出ゲート２６を越え、更にオーバフロー排出機２５により強制的に精選ジグの２槽目選別槽２０に移動する。この場合、精選ジグの２槽目選別槽に移動するガラス混合物は▲８▼ソーダガラス、▲９▼アルミニウム、▲７▼石英、硬質ガラスと若干の▲１０▼残渣物であり、オーバフロー排出機２５により制御されている。▲１１▼粗粒ミックスガラスは形状及び粒径によってかならずしも精度の高い分離物とならないので、精選ジグの１槽目充填物１９の上部に保留させて、定期的にミックスガラスゲート排出ゲート２６を引上げてミックスガラスブーツ２４から精選ジグ選別機１５の外に排出させ、粗粒破砕機４に戻されて再度破砕された後にもう一度選別される。本システムの発明は、ガラスを破砕する最適条件を決定することが困難な場合、選別条件が悪いガラス混合物をジグ自身で排除しながら、ジグは最適条件で運転することを可能とする方法である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  廃蛍光ランプ類の平成１２年度の年間排出量は６０，０００トンであり，そのうち一般廃棄物としての回収率は８．９％、産業廃棄物としての回収率は７．３％であり、全体でわずか８．３％の回収率にとどまっており、排出量の９０％以上が最終廃棄物として埋立処分となっている。本発明により廃蛍光ランプ類中の有用物の資源化・リサイクルが可能となるので、廃棄物としての回収率の向上、再利用率の上昇がもたらされ、新しい環境産業、素材産業の発展に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【表１】
蛍光灯、ランプ構成材の比重と回収物の品目を示す表である。
【図１】
直管サークラインの部名構成図の説明図である。
【図２】
ジグの選別機の動作説明図である。
【図３】
実験により得た、本発明の基本の廃ランプ類分離精製プロセスフローを示す
【図４】
本事業形態の実施例１の廃ランプ類の分離精製システムフローシートである。
【図５】
本事業形態の実施例２の廃ランプ類の分離精製システムフローシートである。
【符号の説明】
【００１８】▲１▼    破砕原料
▲２▼    大物残渣物
▲３▼    磁性金属
▲４▼    非磁性金属
▲５▼    プラスチック
▲６▼    鉛ガラス
▲７▼    石英、硬質ガラス
▲８▼    ソーダガラス
▲９▼    アルミニウム
▲１０▼  残渣物
▲１１▼  ミックスガラス
１        破砕原料ホッパー
２        定量フィーダ
３        手選ベルト
４        粗破砕機
５        ホッパ
６        フィーダ
７        原料篩分スクリーン
８        精選ジグフィードホッパー
９        粗選ジグフィーダ
１０      粗選ジグ選別機
１１      磁力選別機
１２      脱水篩分スクリーン
１３      選択粉砕機
１４      篩分スクリーン
１５      精選ジグ選別機
１６      アルミニウム選別機
１７      脱水篩分スクリーン
１８      精選ジグの１槽目選別槽
１９      精選ジグの１槽目充填物
２０      精選ジグの２槽目選別槽
２１      精選ジグ２槽目充填物
２２      精選ジグ２槽目の自動排出装置
２３      精選ジグフィーダ
２４      ミックスガラスブーツ
２５      オーバフロー排出機
２６      ミックスガラス排出ゲート
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】直管サークラインの部名構成図の説明図である。
【図２】ジグの選別機の動作説明図である。
【図３】実験により得た、本発明の基本の廃ランプ類分離精製プロセスフローを示す
【図４】本事業形態の実施例１の廃ランプ類の分離精製システムフローシートである。
【図５】本事業形態の実施例２の廃ランプ類の分離精製システムフローシートである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006326567.tif 000013
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】  図４は、本発明の分離精製システムフローシートである。表１に示す回収物の品目に対応したシステムフローとなっている。本システムフローシートでは、表１に示す比重差が大きく異なる材料と比重差が比較的小さな材料を個別のジグ選別機によって選別し、即ち、初めに金属材料とガラス材料に選別し、次に比重差の小さいガラス材料を多段充填式ジグで選別する。このとき選別精度を高くするため、本ジグ選別機の前工程にガラス材料の粒径範囲を規制する破砕機とスクリーンを備え、整粒する。
【表１】
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