(57)【要約】【課題】産業廃棄物のシュレッダーダストから特に銅を含まないプラスチックダストを得る。【解決手段】廃家庭用電気器具や廃自動車等の産業廃棄物のシュレッダーダストから、少なくとも非鉄金属を含む非鉄金属ダストと、少なくともプラスチックを含むプラスチックダストと、の混合物を取り出し、これに磁性粉を混入して攪拌して静電気力を発生させ、その静電気力により前記磁性粉を前記プラスチックダストの表面に付着させ、前記磁性粉が付着した前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを磁気選別により分別することにより前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを分別する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃家庭用電気器具や廃自動車等の産業廃棄物のシュレッダーダストから、少なくとも非鉄金属を含む非鉄金属ダストと、少なくともプラスチックを含むプラスチックダストと、の混合物を取り出し、これに磁性粉を混入して攪拌して静電気力を発生させ、その静電気力により前記磁性粉を前記プラスチックダストの表面に付着させ、前記磁性粉が付着した前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを磁気選別により分別することにより前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを分別することを特徴とするシュレッダーダスト選別方法。
【請求項２】
前記シュレッダーダストから比重選別処理によって、プラスチックを主体とする軽量ダストと非鉄金属を主体とする大粒径の重量物とを取り除き、銅細線等の小粒径の非鉄金属と、少なくとも小粒径のプラスチックとの混合物を主体とする中間物を前記混合物として得ることを特徴とする請求項１に記載のシュレッダーダスト選別方法。
【請求項３】
前記磁気選別の処理の前に、前記磁性粉のうちの前記プラスチックダストに付着している余剰分の磁性粉を取り除く処理を実施することを特徴とする請求項１または２に記載のシュレッダーダスト選別方法。
【請求項４】
前記磁性粉として、粒径が１０μｍ以下、磁気特性が２０〜２００ｅｍｕ／ｇのものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシュレッダーダスト選別方法。
【請求項５】
前記シュレッダーダストが５ｍｍ以下３ｍｍ以上の場合および３ｍｍ以下の場合には、それぞれ、前記磁性粉として５〜１０μｍおよび５μｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシュレッダーダスト選別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃家電（家庭用電気器具）や廃自動車等の産業廃棄物のシュレッダーダストを組成に応じて選別する選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃家電や廃自動車のシュレッダーダストをリサイクルする技術開発は以前から行われていたが、多くは比重差を利用した方法や物質による帯電のし易さの違いを利用するものが多かった。しかしながら、これらには以下のような難点があった。即ち、比重差を利用した前者の方法には、分別対象としてのシュレッダーダストが比重が似通った種々雑多な物質から構成されており、且つ粒度分布が広いことから、精密な分離は困難であるという難点があった。又帯電性を利用した後者の方法には、湿度の影響を強く受けやすく且つ球形をしたプラスチックスや繊維状のプラスチックスの分離には不向きで、効率良い分別ができないという難点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたことから、上記のようなシュレッダーダストは所期の種別のものに適正に分別されず、最終的には、多くのＳＤが埋立処分を余儀なくされる状況にあった。又、ＳＤの一部は焼却処分されることもあった。しかしながら、上記のような埋立や焼却の処分をすると、重金属の土中への溶出や、処分場の激減又、大気中へのダイオキシンの放出等の種々の環境問題が発生するのが避けられない。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、ＳＤを適切に分別して所期の種別のものとして回収し、資源の有効活用を可能とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のシュレッダーダスト選別装置は、廃家庭用電気器具や廃自動車等の産業廃棄物のシュレッダーダストから、少なくとも非鉄金属を含む非鉄金属ダストと、少なくともプラスチックを含むプラスチックダストと、の混合物を取り出し、これに磁性粉を混入して攪拌して静電気力を発生させ、その静電気力により前記磁性粉を前記プラスチックダストの表面に付着させ、前記磁性粉が付着した前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを磁気選別により分別することにより前記プラスチックダストと前記非鉄金属とを分別することを特徴とするものとして構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示すフローチャートである。このフローチャートに沿って実施形態を説明する。
【０００７】
先ず、ステップＳ１１〜Ｓ１３について鑑みる。これらのステップは、一般的に前処理として行われている処理であり、いわゆるシュレッダーダストを得るための処理である。即ち、対象とするダストを破砕し（Ｓ１１）、磁選により鉄を回収する（Ｓ１２）。この後、風選により非鉄金属を回収する（Ｓ１３）。
【０００８】
次に、剥離処理を行って（Ｓ１４）、被覆銅線から被覆をはがして、銅線と被覆とに分離する。例えば減容機を用いる。つまり、上記ステップＳ１３の処理を経たダストを減容機により圧縮する。これにより被覆銅線の被覆は発熱し、溶融し、固化する。この固化した被覆を破砕することにより、被覆銅線は、銅線本体と被覆とに分離する。
【０００９】
次に、ステップＳ１５に移る。シュレッダーダスト中の、銅および塩化ビニルを効率よく回収するためには、先ず、シュレッダーダストを１０ｍｍ以下に破砕する（Ｓ１５）。
【００１０】
引き続き、この破砕物に混入しているステンレスをステンレス分別装置（磁場強度１５０００Ｇ以上が好ましい）により回収する（Ｓ１６）。
【００１１】
引き続き、残りのシュレッダーダストに混入している非鉄金属を、非鉄金属分別装置（磁場強度４５００Ｇ以上が好ましい）により回収する（Ｓ１７）。これにより、残りのシュレッダーダストには、主に、銅、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＰＶＣ以外のプラスチックが含まれる。
【００１２】
次に、以上の処理を備えたダストを３〜５ｍｍ以下に破砕する（Ｓ１８）。これにより、廃家電・廃自動車ダスト粉砕物が得られる。
【００１３】
上記廃家電・廃自動車ダスト粉砕物は、次に、図２に沿って処理される。
【００１４】
図２において、先ずステップＳ２１の比重選別及びゲート調整の処理を行う。ここでは、汎用の比重選別装置により、従来と同様にしてダストを、重量物、中間物、軽量ダスト（軽量物）に分ける。この比重選別装置は汎用されているので、詳しくは説明しないが、簡単には、以下の通りである。ダスト支持板のダストは、前後に３〜４°傾け、左右に４〜６°傾けて設置させる。この支持板には１００メッシュの多数の孔を設けてある。振動させながら、下方から風をダスト支持板にほぼ垂直に当てる。これにより、重量物は進行して前方に進み、軽量物は風に吹き上げられて傾斜に従って後方に戻り、中間物は風に吹き上げられてその位置に留まる。これにより、ダストは一列に並んだ状態で上記の３つに分けられる。この動作において、軽量物に非鉄金属が、重量物に軽量物が混入しないように、これらの３つを分けるように排出ゲート調整をする。これにより、中間物は、比較的比重の大きな硬質プラスチック、ゴム等のプラスチックダストと、比較的粒径の小さな非鉄金属（銅細線、アルミニウム、真鍮等）やガラス等の非鉄金属ダストと、が混合されたものとなる。
【００１５】
より詳しくは、上記重量物は、アルミニウムや銅等の非鉄金属で、重量が大きく且つ粒径も大きいものである。ここには微量の、例えば１％以下のプラスチック等のダストを含んでいる。ここにおける銅は、電気的接続に用いられる細い銅線をより合わせたリッツ線からなる被覆銅線から得られたようなものは含まず、例えば大電流用の単体の太い銅線等から得られたようなものである。この重量物は、直接産業的に利用可能で、例えばそのまま売却される。
【００１６】
上記中間物は、粒径の小さな非鉄金属、特に銅細線が多く、これに小粒径のプラスチック、ゴム等のプラスチックダストが１６〜２０ｗｔ％混入したものである。よって、このままではリサイクルできない。
【００１７】
上記のようにして得た３種類の分別物は、図２に示されるようにさらに次段の処理工程に送られる。即ち、軽量ダストは減容化処理される（Ｓ２７）。重量物は、そのまま、銅、アルミニウム等の非鉄金属として取り出される。中間物は、上述のように、銅細線等の小粒径の非鉄金属と、小粒径のプラスチック、ゴム等のプラスチックダストとが混在したものとなっている。このため、上述のようにそのままではリサイクル不可能である。よって、この中間物を、上記プラスチックダストと非鉄金属ダストとに分別する処理を施す。この処理は、スラップＳ２２〜Ｓ２６として示される。即ち、上記中間物に、磁性粉タンクから磁性粉を供給添加し（Ｓ２３）、攪拌して静電気を生じさせ、プラスチック、ゴム等のプラスチックダストの粒子表面に静電気力により磁性粉を付着させる（Ｓ２２）。磁性粉としては、粒径が１０μｍ以下で、磁性特性は２０〜２００ｅｍｕ／ｇ程度のものが好ましい。磁性粉の粒径は、上記プラスチックダストのそれに近いのが望ましい。このため、上記プラスチックダストの粒径が小さい場合は、それに合わせて、磁性粉として粒径の小さいものを用いるのが望ましい。本発明者の実験によれば、上記プラスチックダストの径が５ｍｍ以下の場合及び３ｍｍ以下の場合には、それぞれ磁性粉の粒径を５〜１０μｍ及び５μｍ以下とすることにより、後述のように、この中間物の分別を効率良く行うことができる。
【００１８】
次に、振動させながら篩いにかけて、上記プラスチックダストに過度に付着した余剰な磁性粉を振い落とす。このとき、非鉄金属表面に付着した磁性粉もほとんど振い落とされる。これは、上記プラスチックダストに比べて、非鉄金属表面は滑らかで、磁性粉が付着しにくく、僅かな振動・衝撃で落下するからである。余剰分の磁性粉は磁性粉ホッパからそれのタンクに回収されて、再び使用される（Ｓ２３）。このステップＳ２４は、非鉄金属に付着した磁性粉をできるだけ振るい落として、回収非鉄金属の純度を上げることが狙いである。篩いの目開きは、本発明者の実験によれば２ｍｍ以下がよい。上記プラスチックダストの粒径が小さい場合は、上記目開きをより小さくする必要がある。
【００１９】
次に、このようにして余剰な磁性粉を振るい落とした後、定量供給装置によって磁気選別機に送り、磁気選別処理をする（Ｓ２６）。つまり、比重の軽いプラスチック、ゴム等のプラスチックダストは、その表面に静電気が付着した磁性粉と一体的に吸着、回収される。比重の大きい非鉄金属は、吸着されず、別シュートに分別回収される。この磁気選別機は、ドラム型、吊下型、電磁式、永久磁石式等さまざまなタイプのものが使用可能である。これらいずれのタイプにあっても、上記プラスチックダストと、銅やアルミニウム等の非鉄金属とを分別できるものであればよい。いずれのタイプのものを使用するかは、目的あるいは処理の内容によって決定される。磁場強度としては、５００〜４０００Ｇぐらいがよい。
【００２０】
プラスチック、ゴム等の前記プラスチックダストは次段で減容化処理されて（Ｓ２７）、最終的にＲＤＦとされる。ここで得られるＲＤＦは、可及的に銅の含有率の少ないものとして得られる。これにより、このＲＤＦをたとえば炉に入れたとき、銅が少ないことに起因して、炉に対して悪影響を与えることが極力抑制される。なお、このＲＤＦ中には、先に添加した鉄（マグネタイト）が含まれている。しかしながら鉄成分が炉に与える悪影響は少ない。本発明者の実験によると、ＲＤＦ中の銅の含有率は０．５ｗｔ％以下となった。
【００２１】
また、ステップ２６の結果物として得られた非鉄金属は、その先のステップＳ２１によって得られた非鉄金属と共に、そのままリサイクルされる。
【００２２】
次に、本発明の選別原理についてもう少し詳しく説明する。
図３は、磁性粉１，１，……がプラスチック、ゴム等のプラスチックダスト２の粒子に付着した状態を示す。付着力は静電力に起因すると考えられる。
【００２３】
図４は、図３のように磁性粉１，１，……が付着した前記プラスチックダスト２に、磁石３を近付けたときの各粒子間の力の釣り合いを説明する図である。図４からわかるように、上記のダスト２には重力によるＷなる下向きの力が働き、磁性粉１，１，……には吸引力による磁気力ｗが上向きに働く。磁気力の合計は、磁性粉１，１，……の数をｎとすると、ｎｗとなる。よって、
ａ）  Ｗ＞ｎｗのとき吸着しない
ｂ）  Ｗ＜ｎｗのとき吸着する
となる。ａ）は非磁性金属（非鉄金属ダスト）にあてはまり、ｂ）は上記プラスチックダスト２にあてはまる。このようにして、前記プラスチックダスト２と前記非鉄金属ダストとが分別される。
【００２４】
図５は、本発明の実施結果を示すものである。この実施例では、５ｍｍ以下に破砕した自動車シュレッダーダスト（組成：プラスチック１１ｗｔ％、ゴム９ｗｔ％、ガラス１３ｗｔ％、アルミニウム３０ｗｔ％、銅３７ｗｔ％）に、磁性粉をダスト総量の５ｗｔ％添加し、１分間攪拌した後、振動フィーダーにて定量切り出しして、吊り下げ型磁気選別機（磁場強度１５００Ｇ）で磁気分離した。その結果プラスチックおよびゴムは９９．５ｗｔ％以上のものとして得られた。
【００２５】
これに対し従来の静電選別法では、前処理として乾燥処理を完全に行ったとしても除去率は６５〜７５ｗｔ％止まりであった。
【００２６】
以上述べたように、本発明の実施形態によれば、以下の特徴が得られる。
１）  広範な粒度分布の処理物に対しても選別効果は低下しない。
２）  湿度の影響をほとんど受けない。
３）  非鉄金属表面（特に銅）には磁性粉が付着しにくいので、回収率純度が高い。
４）  ダストを高炉、転炉、電気炉等に熱源あるいは還元剤として利用する場合、磁性粉の影響は全くない。
５）  転式選別方法である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、廃家電や廃自動車等の産業廃棄物のシュレッダーダストを組成に応じて分別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の処理の１部を示す処理フロー。
【図２】図に続く処理フロー。
【図３】本発明の選別原理を示す説明図。
【図４】本発明の選別原理を示す説明図。
【図５】本発明の効果を確認するために行った実施結果を示すグラフ。
【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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