(57)【要約】　　　（修正有）【課題】金属触媒担体を、再処理可能な種々の構成部分に分解し、触媒貴金属を高い濃度で含んでおり、化学薬品や有害物質のない、金属触媒担体の選別処理方法を提供する。【解決手段】金属触媒担体を１段目のせん断式破砕機により破砕性の悪いニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバーと貴金属を含んだ金属触媒担体とを破片状や粉粒状に破砕し、振動篩機によって前記非磁性鋼からなる金属カバーと、貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、さらに貴金属を含む破砕物から磁力選別機によってニッケルを含む非磁性鋼を分離し、ニッケルを含む非磁性物と磁性を有する貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、貴金属を含んだ金属触媒担体を２段目のせん断式破砕機により破砕し、貴金属を含む破片状あるいは粉粒状の破砕物を振動篩機によって貴金属をほとんど含まない金属触媒担体と、貴金属濃縮物とに分離する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバー、磁性を有する担体箔および担体箔上に配置された表面積を拡大する被膜を備え、貴金属を含んだ金属触媒担体の選別処理方法であって、
前記金属触媒担体を１段目のせん断式破砕機により破砕性の悪いニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバーと貴金属を含んだ金属触媒担体とを破片状や粉粒状に破砕し、
振動篩機によって前記非磁性鋼からなる金属カバーと貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、
さらに貴金属を含む破砕物から磁力選別機によってニッケルを含む非磁性鋼を分離し、ニッケルを含む非磁性物と磁性を有する貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、
貴金属を含んだ金属触媒担体を２段目のせん断式破砕機により破砕し、
貴金属を含む破片状あるいは粉粒状の破砕物を振動篩機によって貴金属をほとんど含まない金属触媒担体と貴金属濃縮物とに分離する
ことを特徴とする金属触媒担体の選別処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバー、担体箔および担体箔上に配置され表面積を拡大する貴金属を含む被膜（ｗａｓｈｃｏａｔ）を備えた、金属触媒担体の処理のため、特に構成材料の再利用及び銅製錬工程での処理を可能とする選別処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特に自動車の内燃機関の排気ガスの浄化のために、セラミック担体触媒が使用されており、これらは、マフラーとして構成された金属カバーの中にセラミック担体を備えており、その上に触媒として働く物質、特に白金、パラジウムあるいはロジウムのような貴金属が遊離している。
触媒作用は、触媒の特定の温度ではじめて望ましい程度に現れる。セラミック担体の重量が重いため、この種の触媒は、内燃機関が始動してかなり長い時間が経過した後に、ようやく働くことになる。
さらに、セラミック担体は、機械的および熱的衝撃負荷に対して敏感であるため、振動や急激な温度交替は避けなければならない。
【０００３】
冷（常温）機動特性が良くないことと特別な衝撃弱さとの欠点を解消するものが、金属触媒担体である。これらは主として、接続用はめ管、少なくとも１本の入口用はめ管と１本の出口用はめ管を備えた金属カバーからなり、これが層状に配置された担体箔を覆っており、その上にウォッシュコート（Ｗａｓｈｃｏａｔ）と称する表面積を拡大する薄い被覆が、触媒材料とともに配置されている。
【０００４】
金属カバーと接続用はめ管は、通常、高級鋼あるいは非磁性鉄合金からできている。担体箔は、非常に薄い強磁性Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金からできている。個々の層を構成する担体箔は、交互に平滑にあるいは波形に成形されている。波の頂点の領域で隣接する層の箔が接触し、たとえば、はんだ付けにより互いに結合することができる。表面積を拡大する被膜の層はガンマ酸化アルミニウムからなっている。そして、被膜の表面は、貴金属で含浸してある。
【０００５】
被膜と担体箔の重量は僅かであるために、金属触媒担体は、内燃機関の排気ガスによって迅速に加熱され、触媒作用は、内燃機関の始動後に、短い時間で現れる。金属触媒担体は、機械的および熱的衝撃負荷に対して敏感でないため、排気ガス管中で、セラミック担体の触媒よりもエンジンに近づけて配置することができ、これによって、加熱を特に迅速に行うことができる。
【０００６】
しかし、この環境に優しい金属触媒担体のより広範な普及にとって、従来は、リサイクル能力に欠けるか、または、不充分であることが妨げになっている。
【０００７】
内燃機関の触媒は、廃棄物処理の枠内において機械的に選別され、化学的に処理され、特に白金、パラジウム、ロジウムのような活性の触媒物質が回収されている。選別されるのは、その触媒活性が衰えた使用済み触媒である。たとえば、事故によって損傷した比較的新しい触媒が選別されなければならない。分解は、必ずしも必要な綿密さをもっては行われないため、機械的損傷、閉鎖した接続用はめ管あるいは排気ガス管の残りを伴った状態の触媒が納入されることが多い。
【０００８】
特開平０２−　２０９４３３；発明の名称；「金属担体触媒からの白金の回収方法」では、金属触媒担体を金属カバーを除去せずに処理することが公知である。この発明において、触媒は、電気炉の中で加熱され、続いて水中で急冷される。これによって、貴金属を含んだ被膜（Ｗａｓｈｃｏａｔ）のガンマ酸化アルミニウム層が、異なる熱膨張係数のため、担体箔および金属カバーから分離される。ガンマ酸化アルミニウムと貴金属の混合物は、続いて、苛性ソーダの水溶液で処理され、この時、ガンマ酸化アルミニウムが溶解する。貴金属は、濾過によって回収される。
【０００９】
または特許第２６４５７８９号；発明の名称「金属触媒担体の選別方法とその装置」では衝撃式破砕機と風力選別を組み合わせて、金属触媒担体を納入状態でそれぞれの構成材料に適して再処理可能な種々の構成部分に分解し、しかも貴金属回収のため特定の構成部分が触媒貴金属を、高い濃度で含んでおり、化学薬品や有害物質のない、金属触媒担体の選別方法である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平０２−　２０９４３３の発明は、単に貴金属の分離と濃密化にのみ狙いを定めており、金属カバーは、引続き、担体箔と結合したままであり、また、開放された接続用はめ管を有する触媒にしか適用できない。またニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバーが結合したままであるため銅製錬工程での処理も困難である。
【００１１】
上記した特許第２６４５７８９号は、１段階の破砕のため、破砕性の悪い金属カバーと破砕性の良い金属触媒担体とをいっしょに破砕するため破砕効率が悪く、かつ衝撃式のためニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバーの変形，球形化により貴金属を含む金属触媒担体箔の巻き込みを防止する事が困難である。
【００１２】
本発明の課題は、金属触媒担体を納入状態で簡単な方法により、それぞれの材料が再処理可能な種々の構成部分に分解され、しかも貴金属回収の構成部分がすべての触媒貴金属を完全に、高い濃度で含んでおり、化学薬品や有害物質のない、金属触媒担体の選別処理方法として提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明の方法により次のように解決される。
（１）ニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバー、磁性を有する担体箔および担体箔上に配置された表面積を拡大する被膜を備え、貴金属を含んだ金属触媒担体の選別処理方法であって、
前記金属触媒担体を１段目のせん断式破砕機により破砕性の悪いニッケルを含む非磁性鋼からなる金属カバーと貴金属を含んだ金属触媒担体とを破片状や粉粒状に破砕し、
振動篩機によって前記非磁性鋼からなる金属カバーと貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、
さらに貴金属を含む破砕物から磁力選別機によってニッケルを含む非磁性鋼を分離し、ニッケルを含む非磁性物と磁性を有する貴金属を含んだ金属触媒担体とを分離し、
貴金属を含んだ金属触媒担体を２段目のせん断式破砕機により破砕し、
貴金属を含む破片状あるいは粉粒状の破砕物を振動篩機によって貴金属をほとんど含まない金属触媒担体と貴金属濃縮物とに分離する金属触媒担体の選別処理方法。
【００１４】
以下本発明に関して、詳細に説明する。
本発明の特徴的なものとしては、
金属触媒担体が、機械的に破片状（もしくは粉粒体状）に破砕され、その粉砕物が重量、形態および（または）大きさにおいて互いに異なっていること、また、こうした相違を利用して貴金属の付着した粉砕物をその他の粉砕物から分離する点である。
【００１５】
本発明は、通常のように油圧式シャー（裁断機）またはガスバーナーにより自動車の排気ガス管から切り離した触媒一式の効率的処理であって、
破砕を２段階で実施し、それぞれ物理選別を行う事で高破砕効率かつ高精度に三つの主要な構成部分、すなわち、第１に金属カバー材料、第２に金属触媒担体箔、第３に一部金属触媒担体箔であって、貴金属を含む被膜（Ｗａｓｈｃｏａｔ）に分解・選別することが可能となる。
【００１６】
金属触媒担体箔に関してはＦｅ‐Ｃｒ‐Ａｌ系ステンレス鋼スクラップとしての利用もできるが、貴金属の回収を目指して、Ｎｉを効率よく除去することにより銅製錬工程での処理も可能となる。
金属触媒担体を調査すると、十分な強度を有する金属カバーに比べ、担体箔自体は熱的影響により非常に脆化しており、極めて破砕性が良い事が判明した。従って簡単な破砕を行い、篩選別するだけで高精度に貴金属を濃縮できることを知見した。
【００１７】
そこでまず触媒一式は、１段目の破砕・物理選別にて金属カバーと貴金属を含む金属触媒担体とに分離し、貴金属を含む金属触媒担体は２段目の破砕・物理選別にて金属触媒担体と貴金属濃縮物とに分離する２段階の破砕・選別工程を有する。
【００１８】
１段目の破砕機による破砕物に含まれる金属カバーは、粒度が粗くかつ非磁性物であるため、篩選別，磁力選別により容易に分離できる。
このとき破砕はせん断式破砕機を用いるため、衝撃式破砕機を用いた際の欠点である破砕時に金属カバーが変形・球形化して貴金属を含む金属触媒担体箔の巻き込みがない。また金属カバーと金属触媒担体を分離する事を目的としているため、破砕粒径が数センチメートル程度で済むため、破砕エネルギーが少なくて済む。
【００１９】
さらに万一、破砕時に金属カバーが変形して貴金属を含む金属触媒担体箔が巻き込まれたとしても金属触媒担体自体は磁性を有するため、非磁性側に分配することはなく、続く２段目の破砕・選別工程に送る事ができる。
【００２０】
非磁性である貴金属を含む被膜は容易に磁性を有する金属触媒担体箔から剥離するため、磁力選別のみでは非磁性である金属カバーの中に貴金属を含む被膜の粉状物が混入するため、振動篩機にて篩選別を行った後、磁力選別機にて磁力選別を行う。
【００２１】
２段目の破砕では金属カバーを分離した破砕性の良い金属触媒担体箔及び貴金属を含む被膜の粉状物を処理する事ができ、破砕機も小型化できる。せん断式破砕機の排出部には孔径がΦ２〜１０ｍｍ好ましくは，４〜６ｍｍのスクリーンを設置して破砕粒径を２〜１０ｍｍ以下とする。この破砕で貴金属を含む被膜は金属触媒担体箔からさらに剥離し、細かい粒度に貴金属を濃縮する事ができる。
【００２２】
貴金属を回収するためには、篩選別を行い、篩下に貴金属濃縮物、篩上に金属触媒担体箔とに分離する事ができる。篩目サイズをΦ０．３〜１．０ｍｍにする事でわずかな金属触媒担体箔を含むが、貴金属濃縮物には貴金属の９６〜９９ｍａｓｓ％を分配できる。
【００２３】
以上により１段目の破砕・物理選別でニッケルを含む非磁性鋼を回収し、２段目の破砕・物理選別にて金属触媒担体箔とわずかな金属触媒担体箔を含む貴金属濃縮物とを分離・回収できる。個々の構成部分を簡単な手段で分離し、その元の純粋な材質に応じて再使用に供給することができる。
【００２４】
また貴金属回収率を優先する場合、篩目サイズをさらに大きくする事で触媒貴金属の回収をほぼ全量達成できる。この際わずかに金属触媒担体箔が混入するものの銅製錬工程を利用する場合は、問題となるニッケルが１段目の破砕・選別工程で完全に除去されているため全く問題とならない。
【００２５】
各破砕機、篩選別機，磁力選別機及び搬送部で発生する発塵は、環境対策用のバグフィルターにて回収した粉状物は貴金属を多く含んでいるため貴金属濃縮物として取り扱う事ができる。
【００２６】
【実施例】
以下本発明の好ましい実施例を示し、これを以下、さらに詳細に説明する。
図１は横断面うず巻き形の金属触媒担体を示す横断面図、図２は図１の一部を拡大した図、図３は金属触媒担体の選別方法と装置を示すフローシートからなる概要図である。
【００２７】
金属触媒担体は、種々な大きさと種々な幾何学的形態で製作される。図１は、厚さ２ｍｍのニッケルを含む非磁性鋼からなる円形及び楕円形シリンダ状金属カバーで周囲が覆われた金属触媒担体の横断面を示す。触媒の内部には担体箔が複数の層でＳ字形またはうず巻き形に配置されており、個々の層の箔は、交互に平滑に、また、波形に構成されている。担体箔は、厚さ０．０５ｍｍのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金からなっている。
【００２８】
図２は、２枚の波形担体箔と３枚の平滑な担体箔が部分的に示されている。波形の担体箔は、その波の頂上の領域において平滑な担体箔の間にほぼ三角形に内燃機関の排気ガスが縦方向に貫通する管路が形成されている。図２には、すべての管路の代表として、管路の一つのみに、特に大きい表面積をもつガンマ酸化アルミニウムからなる“Ｗａｓｈｃｏａｔ”と称する被膜の層が描かれている。被膜の表面は、白金、パラジウムあるいはロジウムのような触媒として作用する貴金属で含浸されている。
【００２９】
図３には、フローシートで金属触媒担体（１）の選別方法が示されている。選別される金属触媒担体（１）は、図示されていない集積貯蔵庫からコンベアにより、１段目の１軸せん断破砕機（８）に供給される。破砕機は水平方向に回転するらせん状の回転刃を有するローターである。１軸型はローターが高速回転する事によりローターと外壁との間で破砕が行われる。また排出部には孔径３０ｍｍのスクリーンが設置しており、所定のサイズになるまで破砕機内で滞留して（１５〜６０秒）破砕が行なわれ、この時、金属カバー，金属触媒担体，貴金属を含む被膜の粉状物といった種々の大きさ、形態、重量の粉砕物が生じる。
【００３０】
破砕物を１０ｍｍの振動篩器（９）にて篩選別を行い、破砕物から金属カバーと同じ非磁性の貴金属を含む粉砕物を篩下にて除去する。
これらは破砕後の篩選別によって篩下に貴金属を含む被膜の粉状物が分配し、篩上を通過した金属カバー（２）及び貴金属を含む金属触媒担体は磁力選別機（１０）によりニッケルを含む非磁性物（１１）である金属カバーと磁性を有する貴金属を含んだ金属触媒担体（１２）とに分離する。
２段目のせん断式破砕機（１３）で、上記篩下で生じた貴金属を含む被膜の粉状物である貴金属濃縮物と磁性を有する貴金属を含まない金属触媒担体箔を破砕する。
【００３１】
２段目のせん断式破砕機は、垂直方向に回転する４枚の鋭角な回転刃を有するロータと２枚の鋭角な固定刃とで構成されている。
破砕機には排出部に孔径がΦ５ｍｍのスクリーンを設置して５ｍｍ以下になるまで破砕機内に滞留して破砕が行われ、この時、金属触媒担体，貴金属を含む被膜の粉状物といった種々の大きさ、形態、重量の粉砕物が生じる。
表１に破砕粒度と貴金属分配データを示す。
【表１】
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これより貴金属が非常に濃縮した領域があり、この粒度分布領域である０．５ｍｍ以下で重点的に分離することで貴金属即ち白金９７．２（１００−２．８＝９７．２）ｍａｓｓ％、パラジウム９９．２（１００−０．８＝９９．２）ｍａｓｓ％、ロジウム９８．６（１００−１．４＝９８．６）ｍａｓｓ％と高効率で回収する。
【００３２】
破砕物を１ｍｍの篩目サイズで篩選別して貴金属濃縮物（１５）とわずかに貴金属を含む金属触媒担体（１６）とに分離する。１ｍｍ以下の粒度である貴金属濃縮物には貴金属が９８〜９９％分配している。金属触媒担体には、わずかに貴金属が１〜２％分配するのみである。
【００３３】
またニッケルを含まないこの金属触媒担体は銅製錬工程に影響を与えないため銅製錬工程での処理例えば、ＰＳ転炉等での処理が可能となる。
特に乾式処理のみでこの処理物を処理する場合は、Ｎｉが少ないことから、磁選処理を必要としないが、
更に、磁選処理を行うことにより、Ｆｅ量が減少し転炉でのスラグ（カラミ）を減らすことが出来、団鉱或いはペレット化処理を行い転炉において処理する場合は、扱い鉱量が減少することになる。
又湿式処理により、予め磁選処理によりＦｅを除いており、処理鉱量が減少し、貴金属の浸出処理が効率よく行われる。また処理設備もが大きい物を要しない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の選別方法は、
（１）簡単な方法で、化学的に回収される触媒貴金属を含む高い純度の被膜の粉砕物を回収することができる。
（２）銅製錬工程を組み合わせる事で触媒貴金属を効率良く回収できる。
（３）金属触媒担体の重量的に主要構成部分の貴金属を含まない材料をも高い純度で種類別に回収できる。
（４）２段目の破砕後、篩い分け後、磁選処理をすることにより、Ｆｅの少ない貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ，Ｒｈ等）が９６〜９９ｍａｓｓ％の高い回収率で得ることができる。
（５）転炉の投入するに際して、予めＦｅを除いているために、転炉操業でのスラグ発生量を減らすことができる。
また、団鉱処理等に際して、扱い量を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】横断面うず巻き形の金属触媒担体を示す横断面図である。
【図２】図１の金属触媒担体の一部を拡大した断面図である。
【図３】本発明にかかる金属触媒担体の選別のための方法と装置の一実施例を示すフローシートからなる概念図である。
【符号の説明】
１　金属触媒担体
２　金属カバー
３，４　担体箔
５　被膜
６　貴金属
７　管路
８　せん断式破砕機
９，１４　振動篩機
１０　磁力選別機
１１　ニッケルを含む非磁性物
１２　磁性を有する貴金属を含んだ金属触媒担体
１３　せん断式破砕機
１５　貴金属濃縮物
１６　わずかに貴金属を含む金属触媒担体
【図１】
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【図２】
2004074033.tif 000005
【図３】
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