(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミスクラップを融解炉内で加熱処理して融解し、液体状の溶融アルミニウムとする加熱工程と、
前記加熱工程で融解した液体状の溶融アルミニウムから、アルミドロスを分離除去処理する分離除去工程と、
を有するアルミニウム回収方法であって、
前記加熱工程において、前記融解炉に設けられた衝撃付与部材により、該融解炉内のアルミスクラップに対して叩打及び／又はせん断力を加え、アルミスクラップの表面の酸化皮膜を破壊する衝撃処理を行うことを特徴とするアルミニウムの回収方法。
【請求項２】
加熱工程に用いる融解炉が、底面に向かってテーパ状に形成された底部を有することを特徴とする請求項１記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項３】
加熱工程における加熱処理が、バーナーを用いてアルミスクラップを直接加熱する処理であることを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項４】
分離除去工程における分離除去処理が、融解したアルミスクラップにフラックスを混合してアルミドロスを分離除去する処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項５】
アルミスクラップが、アルミ箔、アルミ缶、及びアルミ鋳造品から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項６】
アルミスクラップが、アルミ箔であることを特徴とする請求項５記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項７】
加熱工程の前に、アルミスクラップを破砕処理する破砕工程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
【請求項８】
アルミスクラップを融解し、液体状の溶融アルミニウムとする融解炉と、
前記融解炉において発生するアルミドロスを除去する除去手段と、
前記除去手段によりアルミドロスが除去された液体状の溶融アルミニウムを固化して貯留する貯留槽と、
を備えるアルミニウムの回収装置であって、
前記融解炉が、該融解炉内のアルミスクラップに対して叩打及び／又はせん断力を加え、アルミスクラップの表面の酸化皮膜を破壊する衝撃付与部材を具備することを特徴とするアルミニウムの回収装置。
【請求項９】
融解炉が、底面に向かってテーパ状に形成された底部を有することを特徴とする請求項８記載のアルミニウムの回収装置。
【請求項１０】
貯留槽が、融解炉の下部と連通していることを特徴とする請求項８又は９記載のアルミニウムの回収装置。
【請求項１１】
除去手段が、融解炉の上部に設けられた、アルミドロスを融解炉の外部へ排出する排出口であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか記載のアルミニウムの回収装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載のアルミニウムの回収装置を用いることを特徴とする溶融アルミニウム又は固形アルミニウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムの回収方法及び回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムは、リサイクルのエネルギー効率が高いことから、古くから再生可能な資源として注目され、アルミ缶等の多くのアルミニウム製品が再生利用されている。
【０００３】
一方、サプリメントや薬剤の包装に用いられるアルミラミネート箔や、太陽光発電用アルミバックシートなどから生じるアルミ箔は、国内において年間約１万２千ｔ発生しているが、アルミ箔は、表面に存在する高融点の酸化アルミニウムの全体に占める割合が高いため、アルミ缶等の酸化アルミニウムの影響の小さいアルミスクラップに用いるリサイクル手法をそのまま用いることができなかった。すなわち、薄いアルミニウム箔の場合、従来の技術では、融解するにはプレスして固めるなどの前処理が必要であり、また、仮にこのような前処理を施した場合でも、再利用可能な純度の高いアルミニウムを実用的な歩留まりで回収することはできなかった。したがって、その多くは、燃料やセメント材料として用いられ、最終的に焼却され廃棄されている。
【０００４】
このようなアルミ箔からアルミニウムを回収する技術としては、例えば、有機物が３０重量％以上複合されたアルミ箔及び／又はアルミキャップをアルミニウム細片と共に有機物中の樹脂量がその理論燃焼空気量よりも多い状態の燃焼により還元炎をつくりだし、その還元炎中でアルミスクラップを焙焼する方法が提案されているが（特許文献１参照）、アルミ缶等のアルミニウム細片と共に燃焼する必要があり、また、アルミ箔から純度の高いアルミニウムを高収率で回収できるものでなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５１０７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、アルミ箔等のアルミスクラップからアルミニウムを容易かつ効率的に回収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】
【０００７】
本発明者らは、酸化アルミニウム皮膜で覆われたアルミ箔等のアルミスクラップを加熱して融解させることを試みたが、アルミスクラップ内部のアルミニウムは融解するものの、その表面の酸化皮膜の影響で全体としてほとんど融解せず、また、アルミスクラップ内部のアルミニウムの一部が融解して表面の酸化皮膜から流出したとしても、すぐに酸化してしまい全体として融解しないことから、純度の高いアルミニウムを回収できなかった。
【０００８】
この問題を解決すべく、本発明者らは、酸化皮膜に覆われたアルミスクラップ内部の溶融アルミニウムを積極的に流出させることに着目し、種々の方法を試みた。その結果、アルミスクラップに衝撃を与えつつ、アルミスクラップを加熱することにより、酸化皮膜に覆われたアルミスクラップ内部の溶融アルミニウムを連続的に流出させることができ、さらに、この流出する溶融アルミニウムが酸化しないように、連続的に一箇所に集中させて貯留することにより、アルミ箔のような薄いアルミスクラップであっても、純度の高いアルミニウムを塊として回収することができることを見出し、本発明を完成するに至った。また、アルミスクラップに衝撃を与えつつ、アルミスクラップを加熱することにより、アルミ箔以外のアルミスクラップの場合も、短時間で効率的にアルミニウムを回収できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の通りのものである。
［１］アルミスクラップを融解炉内で加熱処理して融解する加熱工程と、
前記加熱工程で融解したアルミスクラップから、アルミドロスを分離除去処理する分離除去工程と、
を有するアルミニウム回収方法であって、
前記加熱工程において、アルミスクラップに対して衝撃を与える衝撃処理を行うことを特徴とするアルミニウムの回収方法。
［２］  加熱工程における衝撃処理が、アルミスクラップを叩打する処理及び／又はアルミスクラップにせん断力を加える処理であることを特徴とする上記［１］記載のアルミニウムの回収方法。
［３］加熱工程における衝撃処理が、アルミスクラップの表面の酸化皮膜を破壊する処理であることを特徴とする上記［２］記載のアルミニウムの回収方法。
［４］加熱工程に用いる融解炉が、底面に向かってテーパ状に形成された底部を有することを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
［５］加熱工程における加熱処理が、バーナーを用いてアルミスクラップを直接加熱する処理であることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
［６］分離除去工程における分離除去処理が、融解したアルミスクラップにフラックスを混合してアルミドロスを分離除去する処理であることを特徴とする上記［１］〜［５］のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
［７］アルミスクラップが、アルミ箔、アルミ缶、及びアルミ鋳造品から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
［８］アルミスクラップが、アルミ箔であることを特徴とする上記［７］記載のアルミニウムの回収方法。
［９］加熱工程の前に、アルミスクラップを破砕処理する破砕工程を有することを特徴とする上記［１］〜［８］のいずれか記載のアルミニウムの回収方法。
【００１０】
［１０］アルミスクラップを融解する融解炉と、
前記融解炉において発生するアルミドロスを除去する除去手段と、
前記除去手段によりアルミドロスが除去された溶融アルミニウムを固化して貯留する貯留槽と、
を備えるアルミニウムの回収装置であって、
前記融解炉が、アルミスクラップを叩打及び／又はアルミスクラップにせん断力を加えるための衝撃付与部材を具備することを特徴とするアルミニウムの回収装置。
［１１］融解炉が、底面に向かってテーパ状に形成された底部を有することを特徴とする上記［１０］記載のアルミニウムの回収装置。
［１２］貯留槽が、融解炉の下部と連通していることを特徴とする上記［１０］又は［１１］記載のアルミニウムの回収装置。
［１３］除去手段が、融解炉の上部に設けられた、アルミドロスを融解炉の外部へ排出する排出口であることを特徴とする上記［１０］〜［１２］のいずれか記載のアルミニウムの回収装置。
［１４］［１０］〜［１３］のいずれかに記載のアルミニウムの回収装置を用いることを特徴とする溶融アルミニウム又は固形アルミニウムの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアルミニウムの回収方法によれば、アルミ箔等のアルミスクラップからアルミニウムを容易かつ効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミニウムの回収装置を示す図である。
【図２】本発明のアルミニウム回収方法のフローの一例を示す図である。
【図３】実施例１において試験に用いた器具の写真である。
【図４】実施例１において試験に用いた原料のアルミスクラップの写真である。
【図５】実施例１において回収されたアルミニウムの写真である。
【図６】図５の写真４の処理物をアルミニウム及びアルミドロスに分離した状態を示す写真である。
【図７】実施例２において試験に用いた回収装置の概略説明図である。
【図８】実施例２において試験に用いた回収装置の写真である。
【図９】実施例２において回収されたアルミインゴットの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のアルミニウムの回収方法は、アルミスクラップを融解炉内で加熱処理して融解する加熱工程と、加熱工程で加熱処理して融解したアルミスクラップから、アルミドロスを分離除去処理する分離除去工程と、を有するアルミニウム回収方法であって、加熱工程において、アルミスクラップに対して衝撃を与える衝撃処理を行うことを特徴とする。なお、本発明の「アルミニウムの回収方法」は、「アルミニウムの製造方法」と同義であり、本発明の回収方法により回収されたアルミニウムにも本権利の効力が及ぶものである。
【００１４】
本発明のアルミニウム回収方法によれば、アルミスクラップから純度の高いアルミニウムを容易かつ効率的に回収することができる。特に、従来困難であった家庭用アルミ箔やアルミラミネート箔といったアルミ箔の形態のまま処理して、アルミニウム塊として回収することができる。また、従来のアルミニウム回収方法よりも、アルミスクラップの融解が早く、アルミニウムを短時間で効率的に回収することができる。
【００１５】
本発明のアルミスクラップとしては、例えば、アルミ箔、アルミ缶、アルミ鋳造品等を挙げることができ、アルミニウム以外の成分を含むものであってもよい。アルミ鋳造品としては、アルミホイール、アルミサッシ、アルミ鍋、フライパン、パソコンのフレーム、太陽光発電モジュールのフレーム、電線、リチウムイオン電池用ケース、乗用車のフレーム、エンジン、シェルター、ロボット等を挙げることができる。
【００１６】
本発明の方法においては、アルミ箔からも純度の高いアルミニウム塊が回収可能なことから、アルミ箔からのアルミニウムの回収に特に有用である。アルミ箔としては、樹脂等の他の材料で表面処理等されたものであってもよく、例えば、通常厚さ０．２ｍｍ以下の薄いシート状又はフィルム状のアルミニウム（他の素材部分を除く）をいい、具体的には、家庭用アルミホイル、アルミ箔容器、薬やサプリメントの包装材としてのアルミラミネート箔、太陽光発電用アルミバックシート、床暖房用アルミ箔伝熱シート、電気コードのアルミシールド材、電解コンデンサのアルミケース、防音壁アルミ材、断熱アルミ材や、アルミ蒸着フィルム等を挙げることができる。
【００１７】
（加熱工程）
加熱工程は、融解炉内でアルミスクラップを加熱処理して融解する工程である。本発明においては、この加熱処理の際、アルミスクラップに対して衝撃を与えることを特徴とする。アルミスクラップに衝撃を与えつつ、アルミスクラップを加熱することにより、酸化皮膜に覆われたアルミスクラップ内部の溶融アルミニウムを、酸化皮膜を破って積極的かつ連続的に流出させることができる。さらに、この流出する溶融アルミニウムが酸化しないように、連続的に一箇所に集中させて貯留することにより、アルミ箔のような薄いアルミスクラップであっても、純度の高いアルミニウムを塊として回収することができる。
【００１８】
加熱工程で用いる融解炉としては、内部でアルミスクラップを融解できるものであれば特に制限されるものではなく、底面に向かってテーパ状に形成された底部を有するものが好ましい。これにより、溶融アルミニウムを一箇所に（底部）に連続的に誘導して貯留することができ、溶融アルミニウムの酸化を抑制して純度の高いアルミニウム塊を回収することが可能となる。また、溶融アルミニウムを融解炉の底部に貯留できると共に、アルミドロスを融解炉の上部に浮遊させて分離除去させることができる。底面に向かってテーパ状に形成された底部の形状としては、例えば、断面Ｕ字状、断面Ｖ字状、断面お椀状の形状等を挙げることができる。
【００１９】
加熱工程における加熱処理は、融解炉に収容されたアルミスクラップを融解する処理であれば特に制限されるものではなく、アルミスクラップに火炎を当てて直接加熱する処理であってよいし、融解炉を加熱することでアルミスクラップを間接加熱する処理であってもよい。アルミスクラップを直接加熱する処理方法としては、バーナーを用いる方法を挙げることができる。
【００２０】
加熱工程における加熱処理温度としては、少なくともアルミスクラップに含まれるアルミニウムが融解する温度であり、アルミスクラップに含まれる不純物等にもよるが、例えば、５００〜１５００℃が好ましく、６００〜１２００℃がより好ましく、７００〜１０００℃がさらに好ましい。温度の下限は、上記のようにアルミスクラップに含まれるアルミニウムが融解する温度であり、アルミスクラップに含まれる不純物等に依存する。一方、温度の上限は、融解炉が耐えうる温度であり、融解炉の材質の他、作業効率等により適宜設定することができる。例えば、融解炉が鉄製である場合、鉄が融解しない温度（１５００℃程度）以下の温度を用いることができる。なお、この加熱工程において、アルミスクラップに含まれる樹脂等の不純物は焼却される。
【００２１】
加熱工程における衝撃処理は、アルミスクラップに対して衝撃を与え、表面の酸化皮膜を破り、アルミスクラップの内部から溶融アルミニウムを連続的に流出させる処理である。すなわち、衝撃処理は、加熱処理中、少なくともアルミスクラップを覆う酸化皮膜を破壊する程度の衝撃を連続的又は断続的に与える処理であり、アルミスクラップを融解炉に投入する際の衝撃等は含まない。
【００２２】
具体的な衝撃処理としては、アルミスクラップに対して、例えば、衝撃付与部材で叩打する、衝撃付与部材でせん断力を加える、超音波を当てる等の衝撃を与える処理を挙げることができる。せん断力を加える処理とは、例えば、衝撃付与部材でアルミスクラップを押圧しつつ摩擦する（擦る）処理等を挙げることができる。これらの処理は、単独で行ってもよいし、複合的に行ってもよい。例えば、超音波を当てつつ叩打することができる。本発明においては、叩打処理及び／又はせん断力を加える処理が好ましく、これらを組み合わせた処理（アルミスクラップを連続的及び／又は断続的に掻くような処理）が好ましい。
【００２３】
ここで、上記叩打処理及び／又はせん断力を加える処理を行う衝撃付与部材としては、例えば、円柱状、角柱状、円筒状、角筒状等の各種形状の棒状部材を挙げることができる。この棒状部材は、アルミスクラップに対して有効に衝撃を与えることができる点から、先端が鋭角に形成された部材であることが好ましく、例えば、先端に刃床部が設けられた部材を挙げることができる。また、先端が針のように細くなった棒状部材を用いて叩打して、アルミスクラップを突き刺すことにより衝撃を与えることもできる。さらに、並列した棒状部材同士の先端を連結して、より効率的に衝撃を与えることもできる。このとき、先端の連結部を上記のように刃床状としたり、連結部に複数の凸部を設けたりすることにより、より効率的に衝撃を与えることができる。また、衝撃付与部材としては、外周部に凹凸を有する円盤状部材であってもよく、回転摩擦（及び叩打）によりアルミスクラップに対して衝撃を与えることもできる。
【００２４】
（分離除去工程）
分離除去工程は、加熱工程で融解したアルミスクラップから、アルミドロスを分離除去処理する工程である。アルミドロスとは、アルミスクラップの融解において発生するいわゆるスラグであり、例えば、酸化物、水素ガス、アルカリ金属等のアルミニウム以外の不純物をいう。分離除去工程において後述のフラックス（融剤）を用いる場合、アルミドロスには、このフラックスも含む。この工程により、純度の高い溶融アルミニウムとすることができる。
【００２５】
分離除去処理としては、融解したアルミスクラップから、アルミドロスを分離除去する処理であれば特に制限されるものではないが、融解したアルミスクラップにフラックスを混合してアルミドロスを分離除去する処理であることが好ましい。フラックスとは、酸化アルミニウム等の不純物を物理吸着又は化学反応させて分離する薬剤をいい、通常、酸化防止剤、分離剤、水素ガス吸着剤としての機能を含んでいる。本発明のフラックスとしては、従来公知のフラックスを用いることができる。
【００２６】
本工程は、加熱工程の後に行ってもよいし、加熱工程と同時に行ってもよい。また、加熱工程及び分離除去工程の処理は、バッチ式処理であっても、連続式の処理であっってもよい。すなわち、バッチ式の場合、例えば処理対象のアルミスクラップの種類や形状等に応じて処理条件を任意に変更できることから歩留まりを高くすることができる。連続式の場合、大量のアルミスクラップを処理するのに適している。また、融解した高温のアルミスクラップ中にアルミスクラップを連続的に投入していくため、投入されたアルミスクラップが即座に高温となって融解することから、処理時間を短縮することができる。
【００２７】
（固化工程）
本発明のアルミニウムの回収方法においては、アルミニウムを液体状の溶融アルミニウムとして回収してもよいが、分離除去工程の後に、溶融アルミニウムを固化する固化工程を有していてもよい。固化処理は、具体的に例えば、分離除去工程においてアルミドロスを除去した溶融アルミニウムを貯留槽に流し込み、固化する処理を挙げることができる。貯蔵槽の形状により、インゴット状、ペレット状、シート状等の様々な形状の固形アルミニウムとして回収することができる。本工程においては、冷却機を用いて固化してもよいし、自然冷却により固化してもよい。
【００２８】
（破砕工程）
本発明のアルミニウムの回収方法は、加熱工程の前に、アルミスクラップを破砕処理する破砕工程を有することが好ましい。この工程により、アルミスクラップの大きさを整え、以後の処理を効率的に処理することが可能となる。破砕処理は、従来公知の破砕機、破断機を用いて行うことができる。
【００２９】
続いて、上述したアルミニウムの回収方法に用いることが可能なアルミニウムの回収装置について説明する。
本発明のアルミニウムの回収装置は、アルミスクラップを融解する融解炉と、融解炉において発生するアルミドロスを除去する除去手段と、除去手段によりアルミドロスが除去された溶融アルミニウムを貯留する貯留槽と、を備えたアルミニウムの回収装置であって、融解炉が、アルミスクラップを叩打及び／又はアルミスクラップにせん断力を加えるための衝撃付与部材を具備することを特徴とする。
【００３０】
融解炉は、内部でアルミスクラップを融解できるものであれば特に制限されるものではなく、本発明の回収方法において説明したとおりのものである。融解炉のアルミスクラップの保持容量は、適宜設定することができ、例えば、０．００１〜１００ｔ程度の保持容量を採用することができる。
【００３１】
融解炉の加熱手段は、融解炉に収容されたアルミスクラップを融解する手段であれば特に制限されるものではなく、アルミスクラップに火炎を当てて直接加熱する手段であってもよいし、融解炉を加熱することでアルミスクラップを間接加熱する手段であってもよい。直接加熱する手段としては、例えば、バーナーを挙げることができる。
【００３２】
除去手段は、融解炉において発生するアルミドロスを除去する手段である。除去手段としては、具体的に例えば、融解したアルミスクラップの上部に集まるアルミドロスを外部へ排出する排出部材や、融解炉の上部に設けられた、アルミドロスを融解炉の外部へ排出する排出口等を挙げることができる。排出部材としては、例えば、アルミドロスを掬って除去する部材や、アルミドロスを押し出す部材を挙げることができ、衝撃付与手段と兼用であってもよい。
【００３３】
除去手段としては、連続式の場合、融解炉の上部に設けられた、アルミドロスを融解炉の外部へ排出する排出口が好ましく、上記排出部材を併用することがより好ましい。すなわち、アルミドロスは融解したアルミスクラップの上部に浮遊して存在するため、オーバーフローしたアルミドロスが排出口から排出される。また、排出部材を用いてアルミドロスを排出口から効率的に排出することができる。
【００３４】
貯留槽は、除去手段によりアルミドロスが除去された溶融アルミニウムを固化して貯留する槽である。この貯留槽は、融解炉の下部と連通していることが好ましい。これにより、融解炉の下部に溜まった純度の高い溶融アルミニウムを貯留槽に誘導することができる。貯留槽の形状は、特に制限されるものではなく、所望の形状とすることができる。例えば、所定大きさのアルミニウムインゴットとして回収したい場合には、貯留槽の内部形状をその大きさの形状にすることができる。
【００３５】
衝撃付与部材は、アルミスクラップを叩打及び／又はアルミスクラップにせん断力を加えることができるものであれば特に制限されるものではなく、本発明の回収方法において説明したとおりのものである。衝撃付与部材は、融解炉に複数設けることができる。
【００３６】
以下、本発明のアルミニウムの回収装置及びこれを用いた回収方法について、図面を用いて詳細に説明するが、本発明の範囲は本実施形態に制限されるものではない。図１は、本発明の一実施形態に係るアルミニウムの回収装置を示す図であり、（ａ）は概略断面図を示し、（ｂ）はアルミニウムを除外した概略斜視図を示す。
【００３７】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るアルミニウムの回収装置１０は、融解炉１２と、融解炉１２と連通する貯留槽１４とを備えている。
【００３８】
融解炉１２は、基台１６に載置され、上部が開放された箱体であり、断面Ｖ字状の底部１８を有している。また、融解炉１２は、その内部を処理部２０と一時貯留部２２とに分ける仕切板２４を備えている。処理部２０と一時貯留部２２は、仕切板２４の下方（底部１８）において連通している。
【００３９】
融解炉１２の処理部２０には、その短側面側の上部にアルミドロスを排出する排出口２６が設けられている。また、処理部２０には、その長側面の両側側から突出して２つの衝撃付与部材２８ａ，２８ｂが設けられている。さらに、処理部２０の上方には、アルミスクラップを直接加熱するためバーナー３０が設けられている。
【００４０】
衝撃付与部材２８は、棒状部材が先端で連結されると共に、その先端の連結衝撃付与部３２が刃床部状となっており、融解炉１２の長側面の両側から突出して底面のテーパ部分の傾斜に沿って斜めに設置されている。この衝撃付与部材２８は、自動で進退可能に動作するよう制御されており、融解炉１２に連続的に投入されるアルミスクラップを叩打しつつせん断を加える。
【００４１】
また、融解炉１２の一時貯留部２２には、その短側面側の下部に、栓３４により開閉可能な貯留槽１４と連通する出口管３６が設けられている。貯留槽１４は箱体であり、融解炉１２から出口管３６を通じて導入された溶融アルミニウムを冷却して固化する。
【００４２】
上記本発明の一実施形態に係るアルミニウムの回収装置１０を用いたアルミニウム回収方法の一例を説明する。図２は、本発明のアルミニウム回収方法のフローを示す図である。ここでは、アルミスクラップとして、アルミラミネート箔を例にとって説明する。
【００４３】
図２に示すように、融解炉１２に投入する前に、アルミラミネート箔を破断し大きさを整え、効率的にアルミラミネート箔の融解が進むようにする（破砕工程：Ｓ１）。
【００４４】
次に、破断したアルミラミネート箔３８を融解炉１２の処理部２０に投入し、加熱する（加熱工程：Ｓ２）。加熱初期は、ラミネート部分（樹脂部分）が焼却される。加熱開始と同時に（又はラミネート部分焼却後）、衝撃付与部材２８を用いてアルミラミネート箔３８を叩打しつつせん断力を加え、衝撃を与える。これにより、アルミラミネート箔（アルミ箔）３８の表面を覆う酸化皮膜が破壊され、アルミラミネート箔３８の内部から溶融アルミニウム４０が連続的に流出する。この流出した溶融アルミニウム４０は、衝撃により一旦連続的に流出し始めると、引き続き連続して処理部２０の底部１８に誘導され、貯留される。この断面Ｖ字状の底部１８に貯留された融解状態のアルミラミネート箔は、表面積が全体積に対して小さいことから、酸化されにくく、融解状態が保持される。この作業を続けることにより、融解炉１２の処理部２０及び一時貯留部２２に溶融アルミニウム４０が貯留される。なお、一旦、融解炉１２に溶融アルミニウム４０が貯留されると、投入するアルミラミネート箔３８は、その熱により容易に融解されることから、効率的にアルミニウムを回収することができる。
【００４５】
続いて、融解したアルミラミネート箔にフラックスを投入することにより、アルミドロス４２を融解炉１２の上部に浮遊させ、除去する（分離除去工程：Ｓ３）。溶融アルミニウムの融解炉１２の排出口２６の高さを超える部分は、オーバーフローして排出口２６から排出されるため、融解炉１２の上部に浮遊するアルミドロス４２は排出口２６から排出される。なお、仕切板２４によって、融解炉１２の上部に浮遊するアルミドロス４２が一時貯留部２２へ向かう流れは塞き止められるので、すべてのアルミドロス４２が排出口２６に誘導される。また、アルミドロス４２を排出口２６に誘導する排出部材（不図示）を設けてもよい。
【００４６】
一方、融解炉１２の一時貯留部２２に貯留された溶融アルミニウム４０は、一時貯留部２２の下部に設けられた出口管３６から貯留槽１４へ送られる。この出口管３６には、開閉可能な栓３４が設けられており、栓３４を開けて連続的に溶融アルミニウム４０を貯留槽１４へ送るものであってもよく、栓３４を閉めて一時貯留槽２２に溶融アルミニウム４０を一時的に貯めて、ある程度貯まった際に栓３４を開けて溶融アルミニウム４０を貯留槽１４へ送るように制御されるものであってもよい。
【００４７】
これらの加熱工程（Ｓ２）及び分離除去工程（Ｓ３）は、連続的に並行して行われることにより、大量のアルミニウムを効率よく回収することができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）［融解時間及び収量の確認試験］
本発明のアルミニウムの回収方法を用いて、各種アルミスクラップを加熱し、アルミスクラップ融解時間、及びアルミニウムの収量を確認する試験を行った。図３は、試験に用いた器具の写真であり、図４は、測定に用いたアルミスクラップの写真である。
【００４９】
図４に示すように、原料のアルミスクラップは、インゴット１０ｇ、アルミ缶１０ｇ、アルミ箔１０ｇ、アルミラミネート箔１０ｇを用いた。なお、アルミ缶及びアルミ箔はプレス加工を行ったものを用い、アルミラミネート箔は焼成後プレス加工を行ったものを用いた。
【００５０】
試験は、以下の手順で行った。
（１）図３に示すように、漏斗状容器の中にアルミスクラップを収容し、アルミスクラップに対して、ガスバーナーを用いて加熱すると共に、鉄製の棒状衝撃付与部材を用いて、アルミスクラップを叩打することにより衝撃を与えて融解させた。このときのアルミスクラップの融解時間を測定した。
なお、融解の完了は、漏斗状容器内のアルミスクラップ上に予め乗せた溶融確認用の棒部材が漏斗状容器の底に落下した時点とした。
【００５１】
（２）融解完了後、フラックスを混合してアルミドロスを分離除去し、残ったアルミニウム塊の収量を計測した。
【００５２】
試験は、各アルミスクラップに対して２回行った。
また、比較例として、各アルミスクラップを叩打せず（衝撃を与えず）、同様に試験を行った。
【００５３】
その結果を表１及び図５及び図６に示す。図５は、回収されたアルミニウムの写真である。各写真において、左が衝撃を与えない比較例の方法であり、右が衝撃を与える本発明の方法である。図６は、図５の写真４のアルミラミネート箔を用いた場合の処理物をアルミニウム及びアルミドロスに分離した状態を示す写真である。図５同様、左が衝撃を与えない比較例の方法であり、右が衝撃を与える本発明の方法である。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１に示すように、本発明のアルミニウムの回収方法（衝撃与える）は、比較例の単に加熱する方法（衝撃与えない）と比較して、いずれもアルミスクラップの溶融時間が短縮された。また、本発明の方法では、すべてのアルミスクラップにおいて、収量も増加した。特に、アルミラミネート箔においては、比較例の方法の場合、アルミスクラップの収率が１８．９，３５．０％であったの対し、本発明の方法の場合、アルミスクラップの収率は、７４．９，８０．１％と極めて高い結果を示した。この差は、図６からも明らかである。
【００５６】
（実施例２）
［アルミラミネート箔からのアルミインゴッドの回収試験］
本発明のアルミニウムの回収方法を用いて、アルミラミネート箔（太陽光発電用アルミバックシート）からアルミインゴットを回収した。図７は、実施例で用いたアルミニウムの回収装置の概略説明図である。図８は、実施例で用いた回収装置の写真であり、（Ａ）はガスバーナーを示し、（Ｂ）は融解炉を示し、（Ｃ）はバーナー及び衝撃付与部材を用いてアルミスクラップを融解する様子を示す。
【００５７】
図７に示すように、本実施例で用いる回収装置４４は、融解炉４６と、除去手段としての機能も備えた衝撃付与部材４８と、貯留槽５０とを備えている。融解炉４６は、基台５２に載置され、上部が開放された箱体であり、断面Ｖ字状の底部５４を具備している。また、融解炉４６の短側面側の一方の下部には、出口管５６が設けられている。貯留槽５０は、融解炉４６の出口管５６と連通する箱体である。衝撃付与部材４８は、先端に刃床部５８を有する鉄製の棒状部材である。また、本実施例のアルミニウムの回収装置４４においては、アルミスクラップを直接加熱するため、バーナー６０を用いた。
【００５８】
試験は、アルミラミネート箔（樹脂分４２Ｗ％）５００ｇ、１０００ｇ、１５００ｇ、２０００ｇ、３０００ｇを用いて５回行った。
【００５９】
試験は、以下の手順で行った。
（１）アルミラミネート箔を融解炉４６に投入し、ガスバーナー６０を用いて加熱すると共に、衝撃付与部材４８を用いてアルミスクラップを叩打することにより衝撃を与えて融解させた。
【００６０】
（２）融解後、フラックスを混合して衝撃付与部材４８を用いてアルミドロスを融解炉４６の外部へ排出し、残った溶融アルミニウムを貯留槽５０で固めて成形し、回収したアルミインゴットの収量を測定した。その結果を表２及び図９に示す。図９は、アルミスクラップ３０００ｇから回収したアルミインゴットの写真である。
【００６１】
【表２】
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【００６２】
表２に示すように、すべてのアルミラミネート箔において、樹脂分を除いたアルミラミネート箔に対するアルミニウムの収率が９０％以上であり、高い回収率でアルミニウムを回収することができた。また、図９に示すように、従来困難であったアルミラミネート箔の形態のままの状態からアルミインゴットを回収することができた。なお、衝撃を与えず同様の試験を行ったが、アルミラミネート箔が溶融せず、アルミニウムは回収できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のアルミニウムの回収方法によれば、例えば、アルミ箔等のアルミスクラップからアルミニウムを回収することができることから、産業上の有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    回収装置
１２    融解炉
１４    貯留槽
１６    基台
１８    底部
２０    処理部
２２    一時貯留部
２４    仕切板
２６    排出口
２８    衝撃付与部材
３０    バーナー
３２    連結衝撃付与部
３４    栓
３６    出口管
３８    アルミラミネート箔（アルミ箔）
４０    溶融アルミニウム
４２    アルミドロス
４４    回収装置
４６    融解炉
４８    衝撃付与部材
５０    貯留槽
５２    基台
５４    底部
５６    出口管
５８    刃床部
６０    バーナー
【要約】
【課題】アルミ箔等のアルミスクラップからアルミニウムを容易かつ効率的に回収する方法を提供すること。
【解決手段】アルミスクラップを融解炉内で加熱処理して融解する加熱工程と、加熱工程で加熱処理して融解したアルミスクラップから、アルミドロスを分離除去処理する分離除去工程と、分離除去工程でアルミドロスを分離除去した溶融アルミニウムを固化する固化工程とを有するアルミニウム回収方法であって、加熱工程において、アルミスクラップに対して衝撃を与える衝撃処理を行うアルミニウムの回収方法である。
【選択図】図２【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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