(57)【要約】【課題】電気電子部品屑から樹脂屑、特に基板屑とプラスチック屑とを効率的に分離回収でき、メタルの回収に寄与しない樹脂を金属回収処理の系外へ出すことが可能な電気電子部品屑の処理方法を提供する。【解決手段】少なくとも基板屑とプラスチック屑とを含む被処理物を静電選別することにより、前記プラスチック屑と前記基板屑とを分離することを特徴とする電気電子部品屑の処理方法である。【選択図】図１
2018118223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板屑とプラスチック屑とを含む被処理物を静電選別することにより、前記プラスチック屑と前記基板屑とを分離することを特徴とする電気電子部品屑の処理方法。
【請求項２】
前記被処理物が、電気電子部品屑を風力選別して得られる軽量物であることを特徴とする請求項１に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項３】
前記静電選別の前に、前記被処理物中に含まれる線屑を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項４】
前記静電選別の前に、前記被処理物を破砕することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項５】
前記静電選別により分離された前記基板屑を含む選別物に対し、静電選別を更に繰り返すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項６】
前記被処理物中のプラスチック屑の含有率が１５〜９０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項７】
前記静電選別に必要な印加電圧、接地電極からのコロナ電極及び静電電極の距離及び角度、接地電極の回転数、デバイダーの角度の少なくともいずれかを調整することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項８】
前記静電選別で分離された基板屑を焼却して、銅製錬炉で処理することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【請求項９】
前記銅製錬炉が自溶炉、転炉、ＴＳＬ炉を含むことを特徴とする請求項８に記載の電気電子部品屑の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気電子部品屑の処理方法に関し、特に、使用済み電子・電気機器のリサイクル処理に好適な電気電子部品屑の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気電子部品屑のリサイクルが盛んに行われている。電気電子部品屑は、部品屑中のメタル類を回収することを目的とし、電気電子部品を含む製品を焼却して破砕、あるいはそのまま破砕し、選別工程を組み合わせて、メタル類と樹脂（プラスチック）類に分別する。分別されたメタル類は、異なる種類のメタルごとに回収される。
【０００３】
電気電子部品屑のリサイクルにおいては、いかに効率良く、高い回収率で所望のメタルを電気電子部品屑から回収するかについて工夫されてきた。特許第５７７５７５２号公報（特許文献１）では、家電製品に対して、破砕、篩別、磁力選別、渦電流選別、色彩選別、分離選別などを施すことにより、タングステンなどのメタルを回収することが記載されている。
【０００４】
特開２０１５−１２３４１８号公報（特許文献２）では、電気電子部品屑を粉砕し、気流分離を行い、メタル屑類、樹脂屑を特に区別せずに、所定のサイズ以下の粉砕物を自溶炉のような銅製錬炉に投入して処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７７５７５２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の処理方法は、電気電子部品屑からメタルを回収することに重きが置かれており、電気電子部品屑中に含まれる樹脂屑の分離についてはあまり関心が払われてこなかった。
【０００７】
即ち、樹脂屑の中には、樹脂基板上に銅配線の残っている樹脂屑（以下「基板屑」ともいう）と、樹脂基板上に銅配線のない樹脂屑及び部品の筐体等に由来する樹脂屑（以下、「プラスチック屑」ともいう）があるが、これら基板屑とプラスチック屑は比重等の物理的性質が似ているため選別が困難であった。
【０００８】
例えば特許文献１では、樹脂類とメタル類等を含む電気電子部品屑に対し、磁力選別工程、渦電流選別工程及び色彩選別工程の各工程を施して実装基板を回収し、実装基板中のメタルを回収することが記載されているが、樹脂屑の選別は行っていない。
【０００９】
特許文献２では、樹脂屑を事前に分離することなく、自溶炉等の銅製錬炉に投入して処理しているが、樹脂屑を銅製錬炉へ投入することによって過剰な熱量が発生する場合がある。これにより銅製錬炉の制御が難しくなり、操業に支障をきたす恐れがある。
【００１０】
更に樹脂屑の中には、難燃材であるＳｂを含む樹脂屑も存在する。そのような樹脂屑が銅製錬炉に多く入ってくると、銅製錬におけるＳｂの量が増え、所望のメタルを効率的に回収できない場合がある。銅製錬炉内には、メタルの回収に寄与しない樹脂は極力持ち込みたくないとのニーズも出てきている。
【００１１】
上記課題を鑑み、本発明は、電気電子部品屑から樹脂屑、特に基板屑とプラスチック屑とを効率的に分離回収でき、メタルの回収に寄与しない樹脂を金属回収処理の系外へ出すことが可能な電気電子部品屑の処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討したところ、静電選別することにより、物理的性質が互いに類似する基板屑とプラスチック屑とを効率良く分離回収できることを見いだした。
【００１３】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、少なくとも基板屑とプラスチック屑とを含む被処理物を静電選別することにより、プラスチック屑と基板屑とを分離する電気電子部品屑の処理方法が提供される。
【００１４】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は一実施態様において、被処理物が、電気電子部品屑を風力選別して得られる軽量物である。
【００１５】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は別の一実施態様において、静電選別の前に、被処理物中に含まれる線屑を除去することを含む。
【００１６】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、静電選別の前に、被処理物を破砕する。
【００１７】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、静電選別により分離された基板屑を含む選別物に対し、静電選別を更に繰り返す。
【００１８】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、被処理物中のプラスチック屑の含有率が１５〜９０％である。
【００１９】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、静電選別に必要な印加電圧、接地電極からのコロナ電極及び静電電極の距離及び角度、接地電極の回転数、デバイダーの角度の少なくともいずれかを調整する。
【００２０】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、静電選別で分離された基板屑を焼却して、銅製錬炉で処理する。
【００２１】
本発明に係る電気電子部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、銅製錬炉が自溶炉、転炉、ＴＳＬ炉を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電気電子部品屑から樹脂屑、特に基板屑とプラスチック屑とを効率的に分離回収でき、メタルの回収に寄与しない樹脂を金属回収処理の系外へ出すことが可能な電気電子部品屑の処理方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気電子部品屑の処理方法に利用可能な静電選別機の概要を示す概略図である。
【図２】実施例１における静電選別処理において、プラスチック除去率と印加電圧との関係を図２に示す。
【図３】実施例２の処理フローの概要を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態に係る電気電子部品屑の処理方法は、主として電気電子部品屑の中から樹脂屑を主として分離回収するものである。ここで「樹脂屑」は、（１）樹脂基板のうち銅配線等の金属が樹脂に付着した状態にある「基板屑」と、（２）金属を実質的に含まない屑、即ち銅配線等の金属が付着していない樹脂基板と部品の筐体等に由来する樹脂を含む「プラスチック屑」とに分類される。
【００２５】
「基板屑」は、銅配線等の金属を有していることから、後述する金属回収工程において処理可能な樹脂屑である。一方「プラスチック屑」の中でも樹脂基板は、上述したようにＳｂ等の難燃材が含まれている場合があるため、金属回収工程への持ち込みを極力回避したい樹脂屑である。
【００２６】
しかしながら、これら基板屑及びプラスチック屑は、比重が類似しているため、比重によってこれらを選別することが困難である。磁力選別や渦電流選別等によってもこれらを効率良く分離することは困難である。
【００２７】
本実施形態に係る処理方法では、少なくとも基板屑とプラスチック屑とを含む被処理物を静電選別することを含む。これにより、物理的性質が互いに類似する基板屑とプラスチック屑とを効率良く且つ簡単に分離回収できるものである。以下に、本発明の実施の形態に係る処理方法の具体的処理方法について、詳しく説明する
【００２８】
（処理対象）
本発明における「電気電子部品屑」とは、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器を破砕した屑であり、回収された後、適当な大きさには破砕されたものを指す。本発明では、電気電子部品屑とするための破砕は、処理者自身が行ってもよいが、市中で破砕されたものを購入等したものでもよい。
【００２９】
破砕方法として、特定の装置には限定されないが、粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。また、できる限り、部品の形状を損なわない破砕がのぞましく、例えば、基板表面剥離装置、クロスフローシュレッダ、竪型回転破砕機等が用いられる。パーツセパレータ等の粗粉砕機を用いてもよい。
【００３０】
電気電子部品屑は、上記破砕方法によって、線屑、コンデンサ、ヒートシンク、ＩＣ、コネクタ等の電気電子部品が、予め単体の形で樹脂基板から分離されていることが望ましい。更に、電気電子部品が分離された樹脂基板は、ある程度の大きさに破砕されていることが望ましい。
【００３１】
例えば、電気電子部品屑は、最大直径１００ｍｍ以下程度に破砕されているものが好ましい。ただし、最大直径が小さすぎると、原料が舞い上がり、コロナ電極、静電電極まで舞い上がり、回収が困難になる場合がある。以下に制限されるものではないが、最大直径０．１ｍｍ以上程度の材料を処理対象として用いることが好ましい。
【００３２】
（処理フロー）
Ａ．比重選別（風力選別）
まず、電気電子部品屑に対し、前処理として、比重差を利用した選別、或いは風力を利用した選別を行う。比重選別機等を用いて公知の比重選別を行ってもよいが、所定の条件下で風力選別を行うことで、効率良く電気電子部品屑に含まれる樹脂屑を軽量物側に濃縮させるとともに、アルミニウム屑、Ｎｉを含む鉄屑やＳＵＳ屑等を重量物側へ濃縮させることができる。
【００３３】
風力選別工程における風量は、３〜２０ｍ／ｓであることが好ましく、より好ましくは８〜１７ｍ／ｓ、更に好ましくは１０ｍ／ｓ程度である。本発明者らの実験によれば、上記の風量で風力選別することによって、基板屑を原料（電気電子部品屑）全体の９０％以上（重量基準）選別できるとともに、プラスチック屑を原料全体の４０％以上（重量基準）軽量物側へ選別することができる。
【００３４】
軽量物側には、基板屑及びプラスチック屑の他、絶縁体等で表面が被覆された線屑、導体がむき出しの状態となった線屑、コンデンサ、ＩＣ等も一部含まれている。重量物側には、ＩＣ、コネクタ等の部品屑、アルミニウム屑、Ｎｉを含む鉄屑やＳＵＳ屑、線屑、ガラス類等が含まれている。
【００３５】
Ｂ．静電選別
上記の風力選別工程により得られた軽量物を被処理物とし、この被処理物に対して静電選別を行う。
【００３６】
静電選別は、コロナ放電により発生させた静電気を用いて、不導体物と導体物とに分ける選別処理であり、例えば図１に示すような静電選別機を用いて行うことができる。静電選別機において、被処理物中のプラスチック屑は、回転するドラム状の接地電極２と、静電電極４との間に発生する静電界によってその内部に分極が生じ、接地電極２に吸引され、ブラシ５で払い落とされて、接地電極２の下方の不導体物回収部７ａで回収される（分離物Ａ）。
【００３７】
一方、銅配線等の導体を一部含む基板屑は、接地電極２に対する反発力及び静電電極４による吸引力が働き、接地電極２から離れた導体物回収部７ｂで回収される（分離物Ｂ）。コロナ電極３はプラスチック屑の分極による帯電を促すために用いられる。不導体物回収部７ａと導体物回収部７ｂの間にはデバイダー６が配置されており、基板屑とプラスチック屑が落下する際の軌道に応じてその角度（γ）が変更される。
【００３８】
ここで、静電選別に必要な印加電圧は高くするほど、基板屑とプラスチック屑の分離特性が向上するが、高くしすぎると静電電極４からアーク放電が生じ、分離特性が悪化する場合がある。また、接地電極の中心部からのコロナ電極の距離（１１）、接地電極の中心部からの静電電極の距離（１２）、接地電極の中心部からデバイダーからの水平方向の距離（１３）及び垂直方向の距離（１４）、接地電極２の中心部を通る水平面から半時計回り方向にみたコロナ電極３の角度（α）、静電電極の角度（β）を調整することにより、基板屑とプラスチック屑の分離特性を向上させることができる。
【００３９】
よって、本実施形態では、静電選別に必要な印加電圧、接地電極からのコロナ電極及び静電電極の距離及び角度、接地電極の回転数、デバイダーの角度の少なくともいずれかを調整することが好ましい。
【００４０】
本実施形態に係る静電選別では、被処理物のプラスチック屑の形状及び大きさによってそれぞれ分離効率は異なるが、全体に対するプラスチック屑の含有率が、重量基準で１５〜９０％である被処理物中のプラスチック屑であれば、良好に選別することができる。
【００４１】
静電選別対象である被処理物には線屑、特に、導体がむき出しの状態の線屑が含まれる場合がある。この線屑が多く含まれると、静電選別機の印加電圧を上昇させた場合にアーク放電が生じて、基板屑とプラスチック屑の分離効率を悪化させる場合がある。このため、静電選別の前に、被処理物中に含まれる線屑を例えばピッキング等により予め除去することが好ましい。これにより、静電選別機の印加電圧を上昇させ、基板屑等の導体物回収部７ｂへ回収される屑を接地電極２から遠方に飛ばしやすくなるため、基板屑とプラスチック屑との分離効率が向上する。
【００４２】
被処理物には、凹凸の大きな形状、或いは丸みを帯びている形状を有するプラスチック屑が含まれている場合もある。本発明者らの実験によれば、静電選別機の印加電圧を上昇させることにより、平板状であれば、ある程度大きなサイズのプラスチック屑も回収することができるが、例えばＬ字型、Ｖ字型、凹型等の立体型の厚みのあるプラスチック屑が含まれている場合、そのような形状を有するプラスチック屑は、接地電極との接地面積を十分に確保できないため、導体物回収部７ｂ側へ分離される場合もある。
【００４３】
そのため、被処理物は、なるべく平板状になるように、静電選別の前に、被処理物の形状を成形するための破砕処理することが好ましい。形状成形のための破砕処理を行うことで、基板屑とプラスチック屑との分離効率が向上する。プラスチック屑のサイズは特に制限されないが、プラスチック屑のサイズを小さくするように破砕処理してもよい。
【００４４】
導体物回収部７ｂ側に選別された基板屑を含む選別物に対しては、更にピッキング等により、基板屑を含む選別物中に混在した基板屑や線屑を除去した後、更に上記の静電選別を更に繰り返すことで、プラスチック屑の回収率（以下「プラスチック回収率」ともいう）を向上させることができる。
【００４５】
被処理物の中には、線屑、ＩＣ等の基板屑に比べて良導体を示す材料も含まれている。図１の静電選別機においては、導体物回収部７ｂの隣に良導体物回収部（図示せず）を更に設けるなどして、回収部を３つ以上設けることも可能である。
【００４６】
Ｃ．焼却処理
静電選別で分けられた基板屑は焼却して、銅製錬炉等の溶融炉で処理することが好ましい。特に、銅製錬炉の中でも転炉、リサイクル型炉（ＴＳＬ）炉、自溶炉等で処理することが好ましい。
【００４７】
本発明の実施の形態に係る電気電子部品屑の処理方法によれば、簡単な処理で、電気電子部品屑から樹脂屑、特にプラスチック屑と基板屑を効率的に分離することができる。樹脂屑の中でも、特にプラスチック屑を静電選別により選別し、処理プロセスの系外へ出すことにより、後段の銅製錬炉における銅等の金属回収の効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４８】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００４９】
（実施例１）静電選別条件
風力選別機を用いて風量１０ｍ／ｓで処理して得られた軽量物である、プラスチック含有率の異なる被処理物Ａ〜Ｄを、図１に示す静電選別機を用いて静電選別を行った。静電選別機には、日本エリーズマグネチックス株式会社製、静電ハイテンションセパレータ、ＥＳＴ１０１４を用いた。接地電極ドラム寸法（ｍｍ）：φ２５５×３５５Ｗ、コロナ電極（ｍｍ）：φ２×４０６Ｗ、静電電極寸法（ｍｍ）：６２×１１１×４０６Ｗ、接地電極ドラム回転数：２０ｒｐｍであった。コロナ電極の角度α＝９０度、接地電極の中心部からのコロナ電極の距離（１１）＝５０ｍｍ、静電電極の角度β＝６０℃、接地電極の中心部からの静電電極の距離（１２）＝１００ｍｍ、デバイダー６の角度γ＝９０度に調整し、印加電圧を２０〜４０ｋＶの間で変化させた。測定結果を表１に示し、プラスチック除去率と印加電圧との関係を図２に示す。
【００５０】
【表１】
2018118223.tif 000003
【００５１】
表１中「プラスチック除去率（％）」は、被処理物１〜４に含有されるプラスチック屑の総重量に対し、不導体物回収部側に選別されたプラスチック屑の重量の割合を示す。「プラスチック含有率（％）」は、被処理物１〜４に含まれるプラスチック屑、基板屑の他にコンデンサ、線屑等を含む部品の総重量に対するプラスチック屑の総重量の割合を示す。実施例１によればプラスチック含有率（平均値）１７〜８０％程度の被処理物１〜４に対し、被処理物１〜４に含まれるプラスチック屑を約１割から約８割程度除去できていることが分かる。
【００５２】
また、図２に示すように、被処理物１〜４を用いた場合、印加電圧を３０〜３５ｋＶ程度に設定することによって、プラスチック除去率（プラスチック屑の除去率）を向上できていることがわかる。
【００５３】
被処理物４は線屑や導電性の部品屑が他の被処理物１〜３に比べて多く含まれており、印加電圧を４０ｋＶへ上げることによりアーク放電が生じたため、印加電圧４０ｋＶでの評価はできなかった。被処理物１も線屑が多かったためプラスチック除去率は１６〜４０％程度であった。被処理物２は最大直径５０ｍｍ以上のプラスチック屑も多く含まれていたが、その形状が平板状のものが多かったため、プラスチック回収率も被処理物１及び４に比べて高くなった。被処理物３は、全体的に平板状の屑が多く、屑のサイズも平均して１０ｍｍ程度であり他の被処理物に比べて小さかったため、プラスチック屑の除去率が高かった。
【００５４】
（実施例２）静電選別繰り返しによる影響
図３に示す処理フローに沿って、１０ｍ／ｓの風力選別により得られた軽量物である被処理物１〜４に対し静電選別（静電分離）を２回繰り返した。図３の各選別物Ａ、Ｄ、Ｅ中のプラスチック屑の総重量をそれぞれ測定することにより、実施例１及び実施例２による処理を経た後のプラスチック除去率を評価した。結果を表２に示す。静電選別機及び条件は印加電圧を３０ｋＶとした以外は実施例１と同様である。
【００５５】
【表２】
2018118223.tif 000004
【００５６】
各被処理物１〜４共に、導体物側に移行した選別物を更に静電分離することにより回収率が増加した。特に、被処理物１及び３が、１９〜４３％上昇していることが分かる。
【００５７】
（実施例３）プラスチック屑の形状の影響
実施例２において２回目の静電選別を行った後に（Ｄ）不導体物側の選別物と（Ｅ）導体物側の選別物についてプラスチック屑の形状を評価した。静電選別により不導体物側に選別されたプラスチック屑の形状は、凹凸の小さい板状のものが多かった。導体物側に選別されたプラスチック屑の形状は、凹凸が大きい板状、丸みがある棒状、立体形状のものが多かった。プラスチック屑の形状による接地電極への接触面積の差が、プラスチック屑の分離効率に影響を及ぼしていることが分かる。
【００５８】
（実施例４）プラスチック屑の大きさの影響
実施例２で得られた図３の（Ｄ）不導体物側の選別物と（Ｅ）導体物側の選別物について、９．５ｍｍ未満、９．５ｍｍ以上〜１９．０ｍｍ未満、１９．０ｍｍ以上〜３１．５ｍｍ未満、３１．５ｍｍ以上〜３７．５ｍｍ未満、３７．５ｍｍ以上〜５０．０ｍｍ未満の試験用篩を用いて篩別して粒度毎の分配率（％）を比較した。結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2018118223.tif 000005
【００６０】
表３に示すように、（Ｄ）不導体物側の選別物の分配率は粒度によってばらつきが大きく、一定の傾向は見られなかった。プラスチック屑の大きさ自体がプラスチック屑の分離性能に与える影響は小さいものと考えられる。
【００６１】
（実施例５）線屑の影響
実施例２で回収した被処理物１〜４の不導体物側選別物（Ｄ）に対し、線屑（被覆無し）を０ｗｔ％（条件１）、１１ｗｔ％（条件２）、２０ｗｔ％（条件３）、３０ｗｔ％（条件４）とそれぞれ混合した後に静電選別を行い、回収率への影響を評価した。静電選別機の条件は実施例２と同様とし、各条件について３回繰り返した。結果を表４に示す。
【００６２】
【表４】
2018118223.tif 000006
【００６３】
プラスチック除去率（％）は、線屑含有なし（条件１）で平均８４％であったのに対し、線屑含有あり（条件２〜４）では、５９〜９３％となった。また、線屑の混合割合が大きい程、除去率の標準偏差が大きく、バラツキが大きくなった。
【００６４】
（実施例６）コンデンサの影響
実施例５と同様に、実施例２で回収した被処理物１〜４の不導体物側選別物（Ｄ）に対し、コンデンサを０ｗｔ％（条件１）、１１ｗｔ％（条件２）、２０ｗｔ％（条件３）、３０ｗｔ％（条件４）それぞれ混合した後に静電選別を行い、回収率への影響を評価した。静電選別機の条件は実施例２と同様とし、各条件について３回繰り返した。結果を表５に示す。
【００６５】
【表５】
2018118223.tif 000007
【００６６】
プラスチック除去率（％）は、コンデンサ含有なし（条件１）で平均８５％であったのに対し、コンデンサ含有あり（条件２〜４）では、平均７９〜８４％となった。除去率の標準偏差については、コンデンサは線屑に対して小さいことがわかった。
【００６７】
（実施例７）基板屑の影響
実施例５と同様に、実施例２で回収した被処理物１〜４の不導体物側選別物（Ｄ）に対し、基板屑を０ｗｔ％（条件１）、１１ｗｔ％（条件２）、２０ｗｔ％（条件３）、３０ｗｔ％（条件４）それぞれ混合した後に静電選別を行い、回収率への影響を評価した。静電選別機の条件は実施例２と同様とし、各条件について３回繰り返した。結果を表６に示す。
【００６８】
【表６】
2018118223.tif 000008
【００６９】
プラスチック除去率（％）は、基板屑含有なし（条件１）で平均７５％であったのに対し、基板屑含有あり（条件２〜４）では、平均７６〜７８％となった。
【図１】
2018118223.tif 000009
【図２】
2018118223.tif 000010
【図３】
2018118223.tif 000011