(57)【要約】  リサイクル材料を処理して、プラスチック、銅線、および他の非鉄金属を回収する。本発明の態様では、密度選別を使用して、プラスチック含有材料を銅含有材料から選別する。プラスチック含有材料をさらに選別して、軽いプラスチックを重いプラスチックから選別する。プラスチックは、濃縮し、押出成形して、ペレット化する。銅および他の貴重な金属は、水選別テーブルを使用して、銅含有材料から回収される。
2010524663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）廃棄物材料から鉄金属を除去するステップと、
（ｂ）前記廃棄物材料の寸法を縮小させるステップと、
（ｃ）前記寸法を縮小させた廃棄物材料を水選別テーブル上に導入するステップと、
（ｄ）前記水選別テーブルから濃縮した非鉄金属を収集するステップ
とを含む、廃棄物材料から非鉄金属を回収する方法。
【請求項２】
前記廃棄物材料を空気選別器で処理して軽い分画を回収するステップをさらに含み、前記軽い分画が、ステップ（ａ）〜（ｄ）によって処理された廃棄物材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記廃棄物材料を前記空気選別器で処理する前に、前記廃棄物材料の寸法を約２インチ以下に縮小させるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記空気選別器から重い分画を回収するステップと、
前記重い分画から金属を回収するステップ
とをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記重い分画から金属を回収する前記ステップが、砂流選別器、磁気ベルト、誘導センサ、動的センサ、流動床、および渦電流選別器のうちの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記非鉄金属が銅を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記収集した非鉄金属を処理して前記銅を濃縮するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記収集した非鉄金属を処理して前記銅を濃縮する前記ステップが、色選別器で、前記収集した非鉄金属中の非銅材料を識別するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記廃棄物材料が、自動車シュレッダダストまたは白物家電品シュレッダダストを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記廃棄物材料を密度選別器で処理して重い分画を回収するステップをさらに含み、前記重い分画が、ステップ（ａ）〜（ｄ）によって処理された廃棄物材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記廃棄物材料を密度選別器で処理して重い分画を回収する前記ステップが、浮沈タンク、砂流選別器、およびハイドロサイクロンのうちの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記廃棄物材料を動的センサで処理して非鉄金属濃縮廃棄物材料を生成するステップをさらに含み、前記非鉄金属濃縮廃棄物材料が、ステップ（ａ）〜（ｄ）によって処理される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
廃棄物材料から鉄金属を除去するように動作可能な鉄金属サブシステムと、
前記廃棄物材料を水選別テーブルで処理する前に、前記廃棄物材料の寸法を縮小させるように動作可能な寸法縮小器と、
前記寸法縮小器から前記寸法を縮小させた廃棄物材料を受け取るように動作可能であり、かつさらに前記受け取った材料から非鉄金属を選別するように動作可能な前記水選別テーブル
とを備える、廃棄物材料から非鉄金属を回収するシステム。
【請求項１４】
前記廃棄物材料を処理して、非鉄金属を選別するために処理すべき前記廃棄物材料の軽い分画を生成するように動作可能な空気選別器をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記空気選別器によって生成された前記廃棄物材料の重い分画を含む非鉄金属を選別するように動作可能な、砂流選別器、磁気ベルト、誘導センサ、動的センサ、流動床、および渦電流選別器のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記非鉄金属が銅を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記廃棄物の流れから非銅金属を識別するように動作可能な色選別器をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記廃棄物材料を前記水選別テーブルに導入する前に、密度によって前記廃棄物材料を選別するように動作可能な密度選別器をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記密度選別器が、浮沈タンク、砂流選別器、およびハイドロサイクロンのうちの少なくとも１つを備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記廃棄物材料が、自動車シュレッダダストまたは白物家電品シュレッダダストを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
（ａ）廃棄物材料の成分の寸法を縮小させるステップと、
（ｂ）研削した廃棄物材料を重力テーブル上で処理するステップと、
（ｃ）前記重力テーブルから重い分画を回収するステップと、
（ｄ）前記回収した材料を、ハイドロサイクロンを使用して処理するステップと、
（ｅ）前記ハイドロサイクロンから、プラスチック材料を含む軽い分画を回収するステップ
とを含む、廃棄物材料からプラスチックを回収する方法。
【請求項２２】
前記回収した材料を、ハイドロサイクロンを使用して処理する前記ステップが、複数のハイドロサイクロンを使用するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記プラスチック材料を押出成形してペレット化するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載のステップ（ａ）から（ｅ）がバッチ処理を含み、前記押出成形したプラスチック材料が、複数のバッチからのプラスチック材料を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記プラスチック材料を押出成形する前に、前記プラスチック材料を洗浄するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記廃棄物材料が、自動車シュレッダダストまたは白物家電品シュレッダダストを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記廃棄物材料を密度選別器で処理して軽い分画を回収するステップをさらに含み、前記軽い分画が、ステップ（ａ）〜（ｅ）によって処理された廃棄物材料を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記廃棄物材料を密度選別器で処理して軽い分画を回収する前記ステップが、浮沈タンク、砂流選別器、およびハイドロサイクロンのうちの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ステップ（ｂ）の前に、前記廃棄物材料をロールバックベルトで処理するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
ステップ（ｂ）の前に、前記廃棄物材料をＸ線センサで処理するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
ステップ（ｂ）の前に、前記廃棄物材料を温度選別器で処理するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
ステップ（ｂ）の前に、前記廃棄物材料を誘電センサで処理するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
寸法縮小器と、
寸法を縮小させた廃棄物材料を受け取って、研削した廃棄物材料中のプラスチック分画を濃縮するように動作可能な重力テーブルと、
前記寸法を縮小させた廃棄物材料中の前記プラスチック分画をさらに濃縮するように動作可能なハイドロサイクロン
とを備える、廃棄物材料からプラスチックを回収するシステム。
【請求項３４】
前記濃縮したプラスチック分画を押出成形して、前記押出成形したプラスチックをペレット化するように動作可能な押出成形器および造粒器をさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記ハイドロサイクロンが、複数のハイドロサイクロンを含む、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
前記廃棄物材料が、自動車シュレッダダストまたは白物家電品シュレッダダストを含む、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３７】
前記廃棄物材料から、丸く重量の軽い材料を除去するように動作可能なロールバックベルトをさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３８】
タルク充填ポリプロピレンおよびガラス充填ポリプロピレンを識別するように動作可能なＸ線センサをさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３９】
前記廃棄物材料中の非プラスチック材料を識別するように動作可能な温度選別器および誘電センサのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４０】
前記廃棄物材料を前記重力テーブルに導入する前に、密度によって前記廃棄物材料を選別するように動作可能な密度選別器をさらに備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項４１】
前記密度選別器が、液体浮沈タンク、砂流選別器、およびハイドロサイクロンのうちの少なくとも１つを備える、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
（ａ）密度選別器を使用して、廃棄物の流れを、銅を含む重い分画と、軽いプラスチック分画および重いプラスチック分画を含むプラスチック分画とに選別するステップと、
（ｂ）前記軽いプラスチック分画を前記重いプラスチック分画から選別するステップと、
（ｃ）前記重いプラスチック分画をペレット化するステップと、
（ｄ）水選別テーブルを使用して、前記重い分画中の銅の量を濃縮するステップ
とを含む、廃棄物の流れから材料を回収する方法。
【請求項４３】
前記軽いプラスチックを前記重いプラスチックから選別する前に、前記プラスチック分画中の軽いプラスチックの量および重いプラスチックの量を濃縮するステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記軽いプラスチックを前記重いプラスチックから選別する前に、前記プラスチック分画中の軽いプラスチックの量および重いプラスチックの量を濃縮する前記ステップが、重力テーブル、ロールバックベルト、Ｘ線センサ、温度センサ、および誘電センサのうちの少なくとも１つを使用するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
空気選別器、砂流選別器、渦電流選別器、誘導センサ、動的センサ、流動床、および磁気ベルトのうちの少なくとも１つを使用して、前記重い分画から非銅材料を除去するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記廃棄物の流れが、自動車シュレッダダストまたは白物家電品シュレッダダストを含む、請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連特許出願の表示）
本特許出願は、米国特許法（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９条に基づき、２００７年４月１８日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｓｏｒｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｒｅｃｙｃｌｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題された米国仮特許出願第６０／９２５，０５１号に基づく優先権を主張する。同仮出願は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、廃棄物材料の流れから材料を回収することに関する。より詳細には、本発明は、異種材料を含むリサイクル廃棄物の流れから、プラスチックと銅配線を含む非鉄金属とを識別して回収することに関する。
【背景技術】
【０００３】
廃棄物材料のリサイクルは、多くの観点、中でも財政上および環境保護上の観点から、非常に望ましい。正しく選別されたリサイクル可能な材料は、著しい収益で販売できることが多い。非常に貴重なリサイクル可能な材料の多くは、短期間では生物分解されず、したがってこれらの材料のリサイクルは、地域のごみ埋立地への負担、また最終的には環境への負担を著しく低減させる。
【０００４】
通常、廃棄物の流れは、様々なタイプの廃棄物材料から構成される。１つのそのような廃棄物の流れは、自動車または他の大型の機械および家電の回収およびリサイクルから生じる。たとえば、自動車は、その有用寿命の終わりには細断される。この細断された材料は、鉄金属および非鉄金属を回収するために処理される。これらの残りの材料は、自動車シュレッダダスト（ＡＳＲ）と呼ばれ、依然として、銅線および他のリサイクル可能な材料を含む鉄金属および非鉄金属を含有しうるが、通常、ごみ埋立地内に廃棄される。最近、銅配線およびプラスチックから、銅を含む非鉄金属などの材料をさらに回収するための努力がなされている。細断された機械または大型家電から鉄金属を回収した後に残された廃棄物材料である白物家電品シュレッダダスト（ＷＳＲ）から、材料を回収するための同様の努力もなされている。回収可能な材料を有する他の廃棄物の流れは、電子部品、建築部品、回収されたごみ埋立地材料、または他の産業廃棄物の流れを含みうる。これらの回収可能な材料は一般に、同様のタイプの材料に選別されたときだけ価値がある。しかし、多くの場合、種々の材料を含む廃棄物材料を効果的に選別するために利用可能な経済的な方法はない。この欠点は、特に非鉄材料に当てはまるものであり、また特に高密度プラスチックなどの非金属材料および銅配線を含む非鉄金属に当てはまる。たとえば、プラスチックをリサイクルするための１つの手法は、多くの作業員を選別ラインに沿って配置し、各作業員が、細断された廃棄物を手作業で選別して、この選別ラインから所望のリサイクル可能なものを手作業で選択することである。この手法は、労働要素の比率が高過ぎるので、多くの経済では持続可能ではない。
【０００５】
鉄および非鉄のリサイクルのいくつかの態様は、ここしばらく、主に磁石、渦電流選別器、誘導センサ、および密度選別器の使用によって自動化されてきたが、これらの技術は、銅線などの一部の非鉄金属を選別するには効果的ではない。この場合も、配線および他の非鉄金属材料を回収するには、労働集約型の手作業プロセスが使用されてきた。人件費のために、これらの手作業プロセスの多くは他国で実施され、材料の輸送により費用が増大する。
【０００６】
廃棄物の流れ中には、様々なプラスチックが含まれる可能性がある。そのようなプラスチックの中には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）を含むポリスチレン（ＰＳ）、およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が含まれる。これらの材料は、少なくとも「軽い」プラスチック（ＰＰおよびＰＥ）と「重い」プラスチック（ＡＢＳおよびＰＳ）に選別された場合、より貴重になる。また、ＰＶＣ、ならびにタルク充填ＰＰおよびガラス充填ＰＰなどの一部のＰＰなど、一部のプラスチックは望ましくない。分離されたプラスチックの価値を高めるには、望ましくないプラスチックを除去するべきである。
【０００７】
材料を識別して選別する多くのプロセスが、当技術分野では知られている。しかし、すべてのプロセスが、プラスチックおよび非鉄金属を回収するのに効率的であるというわけではなく、またこれらのプロセスの順序付けは、経済的な回収プロセスを開発する際の１つの要因である。
【０００８】
以上に鑑みて、ごみ埋立地を減らしながら収益回収を容易にする形で、リサイクルプロセスで見られる材料などの、プラスチックおよび非鉄金属を含む材料を、廃棄物の流れから回収する経済的で効率的な方法およびシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の例示的な実施形態は、プラスチックおよび非鉄金属などの材料を回収するシステムおよび方法を提供する。本発明の一態様では、廃棄物材料から銅を回収する方法が提供される。この方法は、（ａ）廃棄物材料から鉄金属を除去するステップと、（ｂ）廃棄物材料の寸法を縮小させるステップと、（ｃ）寸法を縮小させた廃棄物材料を水選別テーブル上に導入するステップと、（ｄ）水選別テーブルから銅を収集するステップとを含む。
【００１０】
本発明の別の態様は、廃棄物材料から銅を回収するシステムを提供する。このシステムは、廃棄物材料から鉄金属を除去するように動作可能な鉄金属サブシステムと、鉄金属サブシステムから廃棄物材料を受け取るように動作可能であり、かつさらに廃棄物材料の寸法を縮小させるように動作可能な寸法縮小器と、寸法縮小器から寸法を縮小させた廃棄物材料を受け取るように動作可能であり、かつさらに受け取った材料から銅を選別するように動作可能な水選別テーブルとを含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、廃棄物材料からプラスチックを回収する方法を提供する。この方法は、（ａ）廃棄物材料の成分の寸法を縮小させるステップと、（ｂ）研削した廃棄物材料を重力テーブル上で処理するステップと、（ｃ）重力テーブルから重い分画を回収するステップと、（ｄ）回収した材料を、ハイドロサイクロンを使用して処理するステップと、（ｅ）ハイドロサイクロンから、プラスチック材料を含む軽い分画を回収するステップと、（ｆ）プラスチック材料を押出成形するステップとを含む。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、廃棄物材料からプラスチックを回収するシステムを提供する。このシステムは、寸法縮小器と、寸法を縮小させた廃棄物材料を受け取って、研削した廃棄物材料中のプラスチック分画を濃縮するように動作可能な重力テーブルと、寸法を縮小させた廃棄物材料中のプラスチック分画をさらに濃縮するように動作可能なハイドロサイクロンと、材料のプラスチック分画を受け取って、プラスチックを押出成形するように動作可能な押出成形器とを含む。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、廃棄物の流れから材料を回収する方法を提供する。この方法は、（ａ）密度選別器を使用して、廃棄物の流れを、銅を含む重い分画と、軽いプラスチック分画および重いプラスチック分画を含むプラスチック分画とに選別するステップと、（ｂ）軽いプラスチック分画を重いプラスチック分画から選別するステップと、（ｃ）重いプラスチック分画をペレット化するステップと、（ｄ）水選別テーブルを使用して、重い分画中の銅の量を濃縮するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、プラスチックおよび非鉄金属を回収するプロセスの全体的な流れ図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による、密度によって材料を選別するプロセスの流れ図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、所望のプラスチックを他の材料から分離するプロセスの流れ図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、重いプラスチックを軽いプラスチックから選別するプロセスの流れ図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、選別したプラスチックを再販売用にさらに処理するプロセスの流れ図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、より密度の高い材料を軽い分画と重い分画に選別するプロセスの流れ図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態による、密度によって材料を選別するプロセスの流れ図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、金属を回収するプロセスの流れ図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、金属材料を除去するプロセスの流れ図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、銅を回収するプロセスの流れ図である。
【図１１】本発明の例示的な実施形態による、未処理残留物を選別するシステム図である。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による、プラスチック回収ラインのシステム図である。
【図１３】本発明の例示的な実施形態による、ワイア回収ラインのシステム図である。
【図１４】本発明の例示的な実施形態による、浮沈タンクを使用して材料を選別するプロセスの流れ図である。
【図１５】本発明の例示的な実施形態による、回収したプラスチック材料を処理するプロセスの流れ図である。
【図１６】本発明の例示的な実施形態による、回収した金属をさらに処理するプロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（例示的な実施形態についての詳細な説明）
本発明の例示的な実施形態は、プラスチックおよび非鉄金属などの材料を回収するシステムおよび方法を提供する。本発明の態様では、密度選別を使用して、プラスチック含有材料を銅含有材料から選別する。プラスチック含有材料は、さらに選別して、軽いプラスチックを重いプラスチックから選別する。プラスチックは、濃縮し、押出成形して、ペレット化(palletized)する。銅および他の貴重な金属は、水選別テーブルを使用して、銅含有材料から回収される。
【００１６】
図１は、本発明の例示的な実施形態による、プラスチックおよび非鉄金属を回収するプロセスの全体的な流れ１００を示す。図１を参照すると、プロセス１００は、ステップ１０５で、未処理残留物を受け取ることによって始まる。この残留物は、ＡＳＲおよびＷＳＲなどの廃棄物材料の前処理から生じうる。通常、この未処理残留物は、この一次リサイクルおよび回収作業からの廃棄物である。例示的なプロセス１００は、材料をさらに回収して最終的な廃棄物材料の量を低減させるプロセスを提供する。材料の回収率は、未処理残留物の供給源に基づいて変動するであろう。自動車および他の重量家電の処理からの未処理残留物は、３０〜３５パーセントの回収可能な材料を有しうる。
【００１７】
ステップ１１０で、未処理残留物を構成する材料は、各成分の密度に基づいて材料を選別するプロセスを使用して選別される。このプロセスについては、図２と併せて以下により詳細に説明する。
【００１８】
ステップ１１０で処理した結果、少なくとも２つの材料の流れが生じ、これらがさらに処理される。これらの２つの流れを、本明細書では、「プラスチックライン」および「ワイアライン」と呼ぶ。名前が示唆するように、プラスチックラインは、未処理残留物から貴重なプラスチックを回収するために使用される。同様に、ワイアラインは、未処理残留物から銅配線または他の貴重な残留金属を回収するために使用される。ステップ１１５で、プラスチックラインが始まる。このステップで、プロセス１００は、所望のプラスチックを他の材料から分離する。このプロセスについては、図３と併せて以下により詳細に説明する。
【００１９】
ステップ１２０で、所望のプラスチック材料は、「軽い」プラスチックと「重い」プラスチックにさらに分離される。このプロセスについては、図４と併せて以下により詳細に説明する。「軽い」および「重い」という用語は、本明細書全体にわたって、処理生成物および供給物について説明するために使用する。これらの用語は相対的な用語であり、軽い材料は重い材料より軽く、また逆も同様である。これらの用語は、いずれかの材料の絶対重量を表すために使用されるものではない。ある廃棄物プロセスからの「軽い」構成要素は、別のプロセスの「重い」構成要素より重い可能性がある。ステップ１２５で、分離した軽いプラスチックと重いプラスチックは、再販売用に処理される。このプロセスについては、図５と併せて以下により詳細に説明する。
【００２０】
ワイアラインは、供給材料を軽い分画と重い分画に分離するステップ１３０で始まる。このプロセスについては、図６と併せて以下により詳細に説明する。ステップ１３５で、ステップ１３０からの重い分画は、密度選別プロセスを使用してさらに処理される。このプロセスについては、図７と併せて以下により詳細に説明する。ステップ１４０で、結果として得られた流れのうちの１つ（より重い分画）をさらに処理して、任意の貴重な金属を回収する。このプロセスについては、図８と併せて以下により詳細に説明する。
【００２１】
ステップ１４５は、ステップ１３０からの軽い分画およびステップ１３５からのより軽い生成物を処理する。ステップ１４５では、ステップ１４０で識別した銅線を供給物として加えることもできる。ステップ１４５のプロセスについては、図９と併せて以下により詳細に説明する。最後に、ステップ１５０で、供給材料から銅が回収される。このプロセスについては、図１０と併せて以下により詳細に説明する。
【００２２】
プロセス１００は、未処理残留物から軽いプラスチックおよび重いプラスチックならびに銅および他の貴重な金属を回収する一体化したプロセスを提供する。
【００２３】
図２は、本発明の例示的な実施形態による、密度によって材料を選別するプロセスの流れ１１０を示す。図２を参照すると、プロセス１１０は、未処理残留物を細断するステップ２１０で始まる。その結果得られる材料の寸法は、平均して１〜２インチとすることができる。細断プロセスは、プロセス１１０によって実現される選別を改善することができる。プロセス１１０の他の例示的な実施形態では、このステップを省略することができる。
【００２４】
ステップ２２０で、細断した未処理残留物を第１の浮沈タンクに加え、残留物の成分の密度に基づいて未処理残留物を選別する。浮沈タンクは、当技術分野では知られている。これらのタンクは、特定の密度を有する液体または別の媒質を含む。この媒質より密度の高い材料は、タンクの底部に沈下する傾向があり、一方この媒質より密度の低い材料は、媒質の表面に浮遊する傾向がある。一般的な媒質は水であり、水の密度は、１．０グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）である。この水に塩、亜硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム、および塩化カルシウムなどの化学物質を加えて、媒質の密度を増大させることができる。別の一般的な媒質は砂である。１つの特定のタイプの砂または複数のタイプの砂の組合せを使用して、所望の密度に到達させることができる。この例示的なプロセス１１０では、密度が１．１から１．２ｇ／ｃｃであることが望ましい。
【００２５】
未処理残留物は、コンベアベルト、スライド、シュート、または螺旋錐などのスクリューコンベアを含む様々な機構によって、第１の浮沈タンクに加えることができる。タンクは、タンクを撹拌するための機構を含むことができる。この機構は、すべての材料を媒質中に押し込む。このとき、密度が媒質の密度より低い材料は表面に戻り、一方密度が媒質の密度より大きい材料は底部に沈下する。タンクはまた、材料を回収するための機構を含む。たとえば、パドルシステムでは、浮遊している材料をタンクの一方の端部へ移動させて回収することができ、一方別の抽出機構では、タンクの底部にある材料をタンクの他方の端部へ引き寄せるかまたは動かす。他の回収機構は、スクリュー、スキマー、またはポンプを含んでよい。
【００２６】
ステップ２２０に続いて、収集した材料がタンクから除去される。ステップ２３０で、「浮遊」材料が回収される。この材料は、軽いプラスチックおよび重いプラスチックを含む。ＰＰおよびＰＥの密度は通常、１．０ｇ／ｃｃ未満である。ＡＢＳおよびＨＩＰＳの密度は通常、約１．０５ｇ／ｃｃである。これらの材料の一部の密度は、１．１から１．２ｇ／ｃｃの範囲内である可能性がある。この回収ステップは、プラスチックから媒質を除去するスクリーンまたは振とう器を含む。このようにして除去することで、貴重な化学物質または砂を通常含む媒質の回収および再使用を可能にする。媒質が単なる水である場合、この回収ステップは省略される可能性が高い。媒質回収プロセスを２つ以上含むことができる。第１の段階では、媒質は、スクリーンまたは振とう器を用いて、回収した材料から除去される。次いで、回収した材料を水洗いし、別のスクリーンまたは振とう器にかけて、媒質を収集する。
【００２７】
ステップ２４０で、第１の浮沈タンクからのより密度の高い材料、すなわち媒質中に沈下した材料が収集されて、第２の浮沈タンクに加えられる。この例示的な実施形態は２つの別々のタンクを含む。第１のタンクを再使用することもできるが、ただしこの手法は、あまり効率的ではない可能性がある。この場合も、より密度の高い材料を第２のタンクに加える前に、材料を振って第１のタンクから媒質を回収し、したがって媒質を再使用することができる。
【００２８】
ステップ２４０で、ステップ２２０で説明したプロセスが繰り返される。しかし、このステップでは、媒質の密度は約１．４〜１．５ｇ／ｃｃに設定される。この密度では、銅および他の回収可能な金属を含む材料は、タンクの底部に沈下する。ステップ２５０で、これらのより密度の高い材料、すなわち沈下する材料が回収される。この回収した材料は、銅線を含むはずである。この場合も、材料は、タンク媒質を回収して貴重な化学物質を回収するために、スクリーンまたは振とう器による１つまたは複数の段階などで処理される。
【００２９】
第２のタンク内で浮遊する材料には通常価値がなく、スクリーンまたは振とう器で処理して混入しているすべての媒質を回収した後、廃棄される。たとえば、この材料は、密度が約１．３ｇ／ｃｃのＰＶＣを含む。したがって、ＰＶＣは、第１のタンク内では沈下し、また第２のタンク内では浮遊したはずである。一部の廃棄物の流れでは、この浮遊材料に価値があることがある。
【００３０】
ステップ２５０に続いて、第２の浮沈タンク内で沈下した材料をさらに処理して、価値のないさらなる材料を除去することができる。たとえば、この材料をコンベアベルト上に配置して、色選別器に通すことができる。色選別器は、１つまたは複数の高解像度カラーカメラを含む。これらのカメラは、カメラからの画像を処理するコンピュータに接続される。「黒い」（すなわち、色が非常に暗い）材料、または他の材料に対して寸法が非常に大きい材料は、価値がないか、または価値がほとんどない材料である。これらの材料は、コンベアベルトの端部で空気分流システムを使用することなどによって、回収した材料の流れから除去される。この空気分流システムは、望ましくない材料を流れから分流するものであり、したがって、これらの分流された材料はさらに処理はされない。別の例では、摩擦ベルトを使用して、岩石および大きな金属片を除去することができる。
【００３１】
別法として、浮沈選別プロセスを動的センサシステムに置き換えて、銅および他の非鉄金属などの金属を識別することができる。動的センサは、改良型誘導センサである。この改良型センサは、誘導ループ内で生成する電流の量の変化率を測定し、この変化率に基づいて金属性の物体の存在を検出する。このプロセスは、標準的な誘導センサが金属性の物体を検出する方法とは異なる。
【００３２】
図３は、本発明の例示的な実施形態による、所望のプラスチックを他の材料から分離するプロセスの流れ１１５を示す。図２および３を参照すると、プロセス１１５は、例示的なプラスチックラインの始まりである。ステップ３１０で、ステップ２３０で回収した材料は、プロセス１１５の供給材料になる。この材料は、プロセス１１０の第１の浮沈タンク内で浮遊した材料である。
【００３３】
ステップ３２０で、供給材料は、上向きに傾斜したコンベアを含むロールバックコンベアに加えられる。このコンベアにより、発泡体などの丸い材料をプロセスの流れから除去することができる。材料がコンベア上で移動するとき、丸い発泡体および同様の材料は、載っているコンベア上に留まるのに十分な摩擦を生じないので、コンベアの後方へ転がる。このステップで除去される材料は通常、廃棄物となる。
【００３４】
ステップ３３０で、材料は磁気ベルトに移動される。ここで、あらゆる鉄の破片が除去される。たとえば、鉄金属糸を有する自動車からのカーペット断片であるカーペットの「けば」は、この時点で除去される。この場合も、この鉄の破片は通常、廃棄物となる。
【００３５】
ステップ３４０で、Ｘ線センサを使用して、タルク充填ＰＰおよびガラス充填ＰＰが識別される。タルク充填ＰＰとガラス充填ＰＰの密度の違いにより、これらの材料は特徴的なＸ線特性を生じ、このＸ線特性を使用して、これらの材料の存在を検出することができる。同様に、ＰＶＣも特徴的なＸ線特性を有する。ＰＶＣは、密度が１．１〜１．２ｇ／ｃｃの浮沈タンク内で沈下する可能性が高いはずであるが、一部のＰＶＣ材料は、他のより軽い材料に拘束されて、プロセス１１０の浮沈タンク内で浮遊する可能性がある。ＰＶＣは、タルク充填ＰＰおよびガラス充填ＰＰとともに、識別して廃棄物として除去することができる。ステップ３４０は、プラスチックラインプロセス内の他の時点で行うこともできる。しかし、Ｘ線プロセスは、プラスチック材料を非常に小さな寸法に縮小する前に行った場合、最も効果的である。
【００３６】
ステップ３５０で、マイクロ波源を使用して、残りの材料が加熱される。材料は、コンベアベルト上のマイクロ波源を通る。マイクロ波は、周波数が約２４５０ＭＨｚで波長が約１２．２４ｃｍの電磁波である。一部の材料は、誘電加熱と呼ばれるプロセス中に、マイクロ波ビームのエネルギーを吸収する。多くの分子は電気双極子であり、すなわち一方の端部で正電荷を有し、他方の端部で負電荷を有する。マイクロ波に暴露されると、これらの双極子は、マイクロ波ビームによって誘導される交番電界に配向しようとするので回転する。この分子の運動は、回転している分子が他の分子に当たって他の分子を動かすときに熱を発生させる。マイクロ波に暴露されると熱くなる傾向がある材料には、木材、ゴム、および発泡体が含まれる。対照的に、プラスチックなどの他の材料は、マイクロ波放射に暴露されても熱くならない。
【００３７】
マイクロ波放射に暴露されると、コンベアベルト上に存在する可能性のある木材、ゴム、および発泡体の切片は、マイクロ波放射を吸収して、誘電加熱によって加熱される。コンベアベルト上のプラスチック片は、マイクロ波によって加熱されない。暴露時間とマイクロ波エネルギーはどちらも調整可能である。暴露時間は、コンベアベルトの速度、およびマイクロ波放射に暴露されるコンベアベルトの面積によって制御することができる。混合された切片に加えられるマイクロ波エネルギーの大きさもまた、材料の誘電加熱率を変化させるであろう。マイクロ波は、生物にとって非常に有害である可能性があるので、マイクロ波暴露領域は、保護筐体内に収容することができる。
【００３８】
ステップ３６０で、温度選別器を使用して、廃棄物材料（木材、ゴム、および発泡体）を所望のプラスチックから分類する。この廃棄物材料は、プラスチックより温度が高いであろう。たとえば温度カメラを使用することなどによる熱画像化、または他の知られた温度センサを使用して、材料の変動する温度を識別することができる。空気噴射を使用して、プロセスの流れから望ましくない破片（木材、ゴム、および発泡体）を選択的に除去することができる。コンベアベルトを横切って位置する空気噴射は、温度検出センサに接続されたマイクロプロセッサによって制御される。空気噴射の代わりに他の知られた分流機構を使用できることが、当業者には理解されるであろう。また、材料の水分を検出する誘電センサを使用して、これらの望ましくない材料を除去することもできる。
【００３９】
図４は、本発明の例示的な実施形態による、重いプラスチックを軽いプラスチックから選別するプロセスの流れ１２０を示す。図２、３、および４を参照すると、ステップ４１０および４２０で、ステップ３６０で温度検出器を通った材料の寸法が変更される。ステップ４１０で、材料の寸法は約２インチに変更される。プロセス１１０が未処理残留物の寸法を約２インチに変更するステップを含む場合、ステップ４１０を省略することができる。ステップ４２０で、材料の寸法は、約３／８インチに変更される。ステップ４１０および４２０の寸法縮小は、粉砕機または任意の知られた寸法縮小技術によって実行することができる。
【００４０】
ステップ４３０で、重いプラスチックと軽いプラスチックとが選別される。一実施形態では、軽いプラスチックおよび重いプラスチックを水と混ぜ合わせて、スラリーを形成する。次いで、ハイドロサイクロンを使用して、軽いプラスチック（ＰＰおよびＰＥ）と重いプラスチック（ＡＢＳおよびＨＩＰＳ）とを選別する。ハイドロサイクロンは、入ってくる液体の速度を回転運動に変換するように設計された密閉容器である。ハイドロサイクロンは、垂直の円筒の上端付近で流入物を接線方向に向けて送ることによって、この変換を行う。その結果、円筒の内容物全体がチャンバ内で回転し、液体中に遠心力を発生させる。重い構成要素は、円筒の壁の方へと外側に移動し、そこで凝集して、容器の底部にある出口まで壁を螺旋状に落ちる。軽い構成要素は、回転している液体の軸の方へ移動し、そこで容器の上端にある出口の方へと上方に移動する。
【００４１】
ステップ４３０でハイドロサイクロンを使用した結果、軽いプラスチックは、ハイドロサイクロンの上端から出ることになり、また重いプラスチックは、ハイドロサイクロンの底部から出ることになる。あらゆる重い破片を除去するには、重いプラスチックをハイドロサイクロンに２回通す必要があることがある。こうして２回目に通す際、所望のプラスチックは、ハイドロサイクロンの上端から出ることになり、また望ましくない破片は、ハイドロサイクロンの底部から出ることになる。
【００４２】
代替実施形態では、空気選別を使用することができる。たとえば、「Ｚボックス（Ｚ−ｂｏｘ）」を使用することができる。Ｚボックスは、その形状からそのように名付けられている。Ｚボックスの上端から乾燥した材料が加えられ、重力によって落下する。この落下する材料によって、空気が押し上げられる。より軽い材料（ＰＰおよびＰＥ）は、空気中に同伴され、一方重い材料（ＡＢＳおよびＨＩＰＳ）は、脱落する。この「Ｚ」形状により、落下する材料はチャンバの壁に衝突し、したがって、より重い材料と混ざり合っている可能性があるより軽い材料を解放する。
【００４３】
図５は、本発明の例示的な実施形態による、選別したプラスチックを再販売用にさらに処理するプロセスの流れ１２５を示す。回収したプラスチックを再販売するには、清浄にし、またおそらく異なる形に変形させるべきである。図５を参照すると、プラスチック材料は、軽いプラスチックと重いプラスチックのどちらも、ステップ５１０で洗浄タンクに加えられる。洗浄タンクは、水および洗剤を含む。プラスチック、水、および洗剤が撹拌される。タンクを撹拌するための多くの方法が知られている。この例示的な実施形態では、ステップ５２０で、プラスチックは、静的混合管によってタンクの内容物をポンプで汲み上げること、そして材料をタンクへ再循環させることによって撹拌される。静的混合管は、固定されたじゃま板または他の突起を含む管であり、これが、プラスチック／水／洗剤の混合物に、管を通って曲がりくねった経路を取らせる。この運動により撹拌が生じ、この撹拌によりプラスチックを清浄にすることができる。別法として、プロペラなどのタンク内撹拌器を使用することもできる。別の代替実施形態では、プロペラもしくは静的混合器をどちらも使用することができ、または別のタイプの撹拌を使用することもできる。
【００４４】
ステップ５３０で、プラスチックは、すすぎタンクへ移動される。このタンクは、洗剤を含まないが、洗浄タンクと同様に作動する。ステップ５４０で、プラスチックは、第２のすすぎタンクへ移動される。このタンクでは、プラスチック上にすすぎ水を噴霧しながら、プラスチックを遠心ドラム内で回転させる。別法として、他の知られたすすぎプロセスをステップ５３０および５４０で使用することもできる。
【００４５】
重いプラスチックは、再販売する前にペレット化されるべきである。軽いプラスチックは、ペレット化してもしなくてもよい。ステップ５５０で、重いプラスチックは押出成形されて、粒状に切断される。すなわち、プラスチックは加熱されて、適切な押出ダイに通される。次いで、ナイフで所望の寸法の粒状に切断される。軽いプラスチックもまた、押出成形して粒状にすることができ、または軽いプラスチックの場合には、ステップ５５０を省くこともできる。ステップ５６０で、プラスチック材料は脱水される。このプロセスは、乾式サイクロンを含み得るが、他のプロセスを使用することもできる。
【００４６】
特に図４に関連して前述した「プラスチックライン」の詳細は、マイクロ波で処理して破片を除去した後、清浄にする前に、重いプラスチックと軽いプラスチックとを選別するステップを含む。別法として、プラスチックラインに対する供給物（図２のプロセス１１０の第１のタンクからの「浮遊」材料）を、材料を精製して選別するプロセスへ送ることもできる。この代替プロセスは、誘電センサを使用してプラスチックを他の材料から区別するステップを含む。このプロセスはまた、水、砂、または他の媒質を使用して実現される、密度が１．０ｇ／ｃｃの浮沈タンクを含む。このプロセスでは、軽いプラスチックは浮遊し、重いプラスチックは沈下するはずである。
【００４７】
図６は、本発明の例示的な実施形態による、より高密度の材料を、軽い分画と重い分画に選別するプロセスの流れ１３０を示す。このプロセス１３０は、ワイアラインを開始する。図２および６を参照すると、ステップ６１０で、プロセス１１０のステップ２５０で回収した供給材料、すなわちプロセス１１０の第２の浮沈タンクからの「沈下」材料が準備される。この準備は、材料を振とう供給器または他の運搬システムに加えるステップを含み得る。ステップ６２０で、材料は、粉砕機などの寸法縮小器、またはリングミルを含む他の知られた寸法縮小器に加えられる。この材料の寸法は、約１．７５インチに変更される。プロセス１１０内のステップ２１０で未処理残留物が２インチに細断される場合には、このステップを省略することができる。
【００４８】
ステップ６３０で、材料は、Ｚボックスなどの空気選別器に加えられる。Ｚボックスの一般的な動作については、図４に関連して上記に説明している。この動作の結果、軽い分画および重い分画が生成する。どちらの分画もワイア片を含む可能性が高く、ワイア片は、最終的にワイアラインによって回収される。どちらの分画もまた、他の金属を含む可能性があるが、重い分画が、これらの他の金属の大部分を含む可能性が高い。ステップ６４０および６５０で、軽い分画および重い分画が回収される。
【００４９】
他のタイプの空気選別器をステップ６３０で使用することもできる。たとえば、材料は、重力供給型空気吸引器システム内に、通常は上端から導入され、重力によってこのシステムを通って落下する。空気は、空気選別システムの中を上向きに押し上げられる。より軽い材料は、空気中に同伴されて、システムの一部から除去される。通常、これらの選別器は、「Ｚボックス」の特徴的な形状をもたず、材料の選別を向上させるために、じゃま板などの他の特徴を有することができる。これらの空気選別システムは、複数の段階またはカスケードを含むことができ、１つの段階で落下した材料が第２の段階に導入され、以下同様である。
【００５０】
図７は、本発明の例示的な実施形態による、密度によって材料を選別するプロセスの流れ１３５を示す。図６および７を参照すると、ステップ７１０で、ステップ６５０で回収した重い材料が密度選別器に加えられる。この選別器は、砂流タンクであってよい。液体で充填された浮沈タンクと同様に、砂も浮遊媒質として働く。所望の密度に応じて、多種多様な砂または砂状媒質を使用することができる。砂より密度が大きい材料は沈下し、一方砂より密度が小さい材料は浮遊する。ステップ７２０で、「浮遊」分画が回収される。ステップ７３０で、回収した材料を振とう器に通して、あらゆる砂媒質を回収する。ステップ７４０で、「沈下」分画が回収される。この場合も、ステップ７５０で、回収した材料を振とう器に通して、あらゆる砂媒質を回収する。
【００５１】
図８は、本発明の例示的な実施形態による、金属を回収するプロセスの流れ１４０を示す。図７および８を参照すると、ステップ８１０で、ステップ７４０で回収したプロセス１３５からのより重い（沈下）分画が、コンベアに加えられる。ステップ８２０で、磁気ベルトを使用して、鉄材料が除去される。ステップ８３０で、残りの材料が、渦電流選別器に加えられる。
【００５２】
渦電流選別器は、高い回転数（３０００ｒｐｍ超）で回転して「渦電流」を生成する磁石ブロックからなる回転子を含む。これらの磁石ブロックは、標準的なフェライトセラミックであってもよいし、より強力な希土類磁石であってもよい。この渦電流は、異なる金属と反応し、金属の特定の質量および抵抗率に応じて、荷電粒子に反発力を発生させる。アルミニウムなどのように、金属が軽いが導電性である場合、この金属は容易に浮上して、生成物流れの正規の流れからはじき出され、選別を可能にする。材料の等級に応じて、ステンレス鋼を選別することも可能である。材料の流れからの粒子は、直径３／３２”（２ｍｍ）の最小寸法にまで選別することができる。ステップ８４０で、渦電流選別器を使用して選別したあらゆる非鉄金属が回収される。さらに、１つまたは複数の誘導センサを使用して、材料をさらに選別することもできる。場合によっては、ステンレス鋼を識別するように設定された感知窓を有する誘導センサを使用することができる。ステンレス鋼を除去すると、この材料を処理するために後に使用される寸法縮小機器の摩耗を低減するのに役立つ。
【００５３】
銅線は、この材料の流れに沿って移動し、最後には渦電流選別器で回収することができる。ステップ８５０で、プロセス１４０では、何らかの銅線が識別されるかどうかを判断する。何らかの銅線が識別された場合、この銅線は、ステップ１４５のワイアラインプロセスに戻される（上記の図１および下記の図９）。また、プロセス１４０中に回収した金属にも価値がある可能性がある。この金属は、ステップ８６０で収集される。別法として、この選別プロセスを、流動床乾燥器に置き換えることができる。このプロセスでは、空気選別器からの「重い分画」が、流動床に加えられる。ステンレス鋼および他の貴重な金属は、床の底部で回収される。
【００５４】
図９は、本発明の例示的な実施形態による、金属材料を除去するプロセスの流れ１４５を示す。図６、７、８、および９を参照すると、プロセス１４５はステップ９１０で始まり、ここで、プロセス１３０のステップ６４０で回収した空気選別器（Ｚボックス）からの軽い分画を、プロセス１３５のステップ７２０で回収した「浮遊」分画およびプロセス１４０のステップ８４０で回収したあらゆるワイアと混ぜ合わせて、コンベア上に配置する。このコンベアは、磁気ベルトを含む。ステップ９２０で、磁気ベルトは、あらゆる鉄材料を除去する。たとえば、自動車からのカーペット断片であるカーペットの「けば」は、金属糸を有するものであり、そのためこの時点で、けばを除去することができる。この鉄の破片は通常、廃棄物となるものである。別法として、プロセス１３５のステップ７２０で回収した「浮遊」分画を、プロセス１４５で導入するのではなく、プロセス１３０のステップ６２０へと戻すこともできる。プロセス１３０へと折り返す目的は、さらなる非銅金属を除去することである。
【００５５】
ステップ９３０で、プロセス１４５は、目に見える金属片を除去する手作業プロセスを含み得る。別法として、この手作業プロセスを省略することもできる。ステップ９４０で、金属検出システムを使用して、金属ワイアおよび場合によってはアルミニウムを除く、さらなる任意の金属が除去される。金属片は、誘導近接検出器で検出される。この近接検出器は、検出コイルを形成するインダクタンスＬと並列のキャパシタンスＣから構成される発振回路を備える。発振回路は、抵抗Ｒｃによって、発振信号Ｓ１を生成する発振器に結合され、その振幅および周波数は、金属の物体を検出器に近接させても一定のままである。他方では、インダクタンスＬは、金属の物体を検出器に近接させると変動し、したがって、発振器に強制された発振回路は、可変発振信号Ｓ２を出力する。発振回路はまた、金属の物体の接近の影響を受けないＬＣ発振回路を含むことができ、またはより一般的には、同様に影響を受けずに位相基準として働く回路を含むことができる。
【００５６】
発振器は、検出器の外部電圧源から生成される電圧Ｖ＋によって電力供給され、また周波数ｆが発振回路の限界周波数ｆｃより著しく小さい発振で発振回路を励起する。この限界周波数は、鉄の物体を検出器に近接させても発振回路のインダクタンスが実用上一定のままである周波数として定義される。発振回路の発振は、発振器の発振によって強制されるので、その結果、金属の物体を近接させると、Ｓ１に対するＳ２の位相を変化させる。周波数ｆは、周波数ｆｃよりはるかに低いので、インダクタンスＬは、鉄の物体が接近すると増大し、また非鉄の物体が接近すると減少する。
【００５７】
特定の動作特性を有する様々な誘導近接検出器が利用可能である。例示的なプロセス１４５では、誘導近接センサを使用して、銅および場合によってはアルミニウムなどの、下流の機械を損傷する可能性のある非鉄金属、すなわち細かくも柔らかくもない金属片を検出する。
【００５８】
ステップ９５０で、検出したあらゆる金属が除去され、また貴重である場合には、収集される。空気噴射を使用して、識別した金属をプロセスの流れから選択的に除去することができる。コンベアベルトを横切って位置する空気噴射は、金属検出センサに接続されたマイクロプロセッサによって制御される。空気噴射の代わりに、他の知られた分流機構を使用することもできる。たとえば、吸込機構、粘着機構、把持機構、もしくは掃引機構を特徴として備える真空システムまたは機械アームを使用することができる。
【００５９】
図１０は、本発明の例示的な実施形態による、銅を回収するプロセスの流れ１５０を示す。図９および１０を参照すると、ステップ１０１０で、金属検出処理ステップ９４０を通った材料が、第１の寸法縮小器に加えられる。このステップでは、加えた材料の寸法を約１インチに縮小させる。ステップ１０２０で、この材料を第２の寸法縮小器に加えて、材料を約１／４インチに縮小させる。例示的なプロセス１５０のステップ１０１０および１０２０で使用される粉砕機は、銅および場合によってはアルミニウムなどの、柔らかい金属以外の金属が粉砕機に導入された場合には、損傷を受ける可能性がある。
【００６０】
ステップ１０３０で、寸法を縮小した材料が、水と混合される。次いで、この混合物が、ステップ１０４０で、水選別テーブルまたは重力濃縮テーブルに加えられる。このテーブルには、水がテーブルの１つの隅部の方へと流れるように勾配をつける。テーブルはまた、水の中に同伴されたより重い固体材料を捕らえる隆起部またはリッフルを有する。水および軽い固体材料は、隆起部を越えて移動してテーブルから離れる。より重い固体材料は、隆起部に捕らえられ、テーブルの勾配の方向にテーブルの下へと洗い流される。また、さらなる水を導入して、より重い固体材料を隆起部の下へ洗いと流すのを促進する。
【００６１】
本質的に、水選別テーブルは薄流選別器である。薄流選別器は、薄流選別器の全体にわたって流れる薄い水の層を有し、これらの水の層は、密度の異なる同伴された固体材料を含む。水の膜の速度は、水の表面からの距離に基づいて変動する。速度が最も速いのは、水の表面の真下の水の層であり、また速度が最も遅い層は、テーブルのデッキ表面に隣接し、全く移動していない。これらの層間では、水は、水の表面からの距離に基づいて異なる速度で移動する。
【００６２】
テーブル上では、多様な密度の粒子があるので、材料の層が形成され、懸濁粒子は、水の表面に近ければ近いほどより大きい力を受けることになり、表面からの距離がより大きい粒子の上で揺動する。揺動し摺動する粒子と様々な速度の流動する流れとの組合せにより、固体の床が膨張し、比重の高い粒子が比重の低い粒子の床まで到達し、最終的には、比重の低い粒子が上端に到達して、より速く流れている水によって押し流される。
【００６３】
テーブルの長さにわたって隆起した隆起部（リッフル）のパターンにより、より高密度の粒子は、流れている水の膜の底部に最も近接しているので、隆起部の後ろに留まる。銅線片を含むであろうこれらの粒子は、隆起部をたどって放出部まで傾斜を下り、その滞留時間により、隆起部の間を流れている水は、テーブルの隆起部の後ろで比重の高い粒子床に捕らえられたあらゆる比重の低い粒子（破片）を除去する時間が増える。
【００６４】
水は、テーブルの隆起部またはリッフルに垂直に流れているので、比重の低い材料は、隆起部の上端を越えてテーブルの末端の放出側から洗い流される。テーブルの隆起部を互い違いに配置して、より重い固体材料がテーブルの最も低い隅部へ移動するのを促進することができる。言い換えれば、隆起部は、底部と比べて、材料と水との混合物が導入される上端の方で、より短い長さに延びている。この構成の結果、テーブルの最も低い隅部で、銅の濃度が高くなる。銅は、隆起部内に捕らえられて、水の力によって隆起部を下へと移動し、水は、銅を最も低い隅部へ押しやる。この時点では、寸法変更プロセスで絶縁ワイアが除去されているので、銅は収集され、販売できる形態になっている。この低い隅部とは反対側の隅部では、比較的銅のない水が、末端の放出箇所でテーブルから流れ出る。これらの２つの隅部間の縁部に沿って、銅の分画は増大する。ある時点で、他の破片と混合されたある程度の銅を含む放出部のこの中間部分を収集し、また場合によっては再びテーブルに導入して、より多くの銅を回収することができる。また、銅に加えて、銅と混合された他の金属をこのプロセスで回収することもできる。
【００６５】
図１１は、本発明の例示的な実施形態による、未処理残留物を選別するシステム図１１００を示す。図１１を参照すると、ステップ１１１０で、ＡＳＲまたはＷＳＲなどの未処理残留物をさらに細断して、約２インチの寸法を実現する。ステップ１１２０で、細断した残留物が、スクリュー螺旋錐または他のコンベアに加えられる。ステップ１１３０で、この材料は、第１の浮沈タンクまたは他の密度選別器内に導入される。
【００６６】
第１の浮沈タンクからの「浮遊」材料などの、ステップ１１３０からの軽い分画が回収され、またステップ１１５２で、密度選別プロセスからの媒質は、回収した材料からあらゆる同伴された液体または他の選別媒質を振り落とす振とう器などによって回収される。次いで、「浮遊」材料をプラスチックラインでさらに処理して、プラスチックを回収する。
【００６７】
第１の浮沈タンクからの「沈下」材料などの、ステップ１１３０からの重い分画が回収され、またステップ１１５４で、密度選別プロセスからの媒質は、回収した材料からあらゆる同伴された液体または他の選別媒質を振り落とす振とう器などによって回収される。次いで、「沈下」材料は、ステップ１１４０で、第２の浮沈タンクなどの第２の密度選別器内に導入される。
【００６８】
第２の浮沈タンクからの「沈下」材料などの、ステップ１１４０からの重い分画が回収され、またステップ１１５６で、密度選別プロセスからの媒質は、回収した材料からあらゆる同伴された液体または他の選別媒質を振り落とす振とう器などによって回収される。次いで、「沈下」材料をワイアラインでさらに処理して、銅および他の貴重な金属を回収する。「浮遊」材料は、ステップ１１６０で廃棄物として廃棄される。
【００６９】
図１２は、本発明の例示的な実施形態によるプラスチック回収ラインのシステム図１２００を示す。図１１および１２を参照すると、ステップ１２０５で、ステップ１１３０で回収した軽い分画などの、プラスチックラインでさらに処理すべき材料が、クリーパ／供給器上に導入される。ステップ１２１０で、この材料をロールバックベルト上に置いて、発泡体などの軽くて通常丸い材料を除去する。この材料は、廃棄物として廃棄される。ステップ１２１５で、材料をロールバックベルトから磁気ベルトへ移動させて、金属繊維または微粒子が埋め込まれたカーペットを含む鉄材料を除去する。
【００７０】
ステップ１２２０で、材料はＸ線システム内に導入され、このＸ線システムは、タルク充填ＰＰ、ガラス充填ＰＰ、およびＰＶＣを識別する。これらの材料は通常、望ましくないので、廃棄物の流れから除去される。ステップ１２２５で、残りの材料をマイクロ波加熱および温度選別にかけて、木材およびゴムを除去する。
【００７１】
ステップ１２３０で、材料は、粉砕機などの寸法縮小器内に導入される。ステップ１２３５で、寸法を縮小させた材料をハイドロサイクロンで処理して、軽いプラスチックをより重いプラスチックから選別する。別法として、Ｚボックスまたは他の空気選別器を使用して、プラスチックを選別することもできる。
【００７２】
ステップ１２４０、１２４５、および１２５０で、選別したプラスチックを、それぞれ洗浄タンク、すすぎタンク、およびすすぎドラム内に導入して、プラスチックを清浄にする。これらの材料は、バッチ単位で処理される。ステップ１２３５で選別された際に、１つのバッチは軽いプラスチックを含むものであり、また別のバッチは重いプラスチック含むものである。別法として、プラスチックを洗浄してすすぐ他のプロセスを使用することもできる。
【００７３】
ステップ１２５５で、洗浄したプラスチック材料は、押出成形器および造粒器内に導入される。一実施形態では、重いプラスチックだけが、ステップ１２５５で処理される。回収した材料を押出成形器に加えるのと同時に、材料に改質剤を加えて、押出成形プロセス中にポリマーを結合させる。ステップ１２６０で、ペレット化した材料は、乾式サイクロン内で乾燥される。別法として、材料を押出成形器内に導入する前に材料を乾燥させることもでき、またステップ１２６０を省くこともできる。
【００７４】
図１３は、本発明の例示的な実施形態による、ワイア回収ラインのシステム図１３００を示す。図１１および１３を参照すると、ステップ１３０５で、ステップ１１４０で回収した重い分画などの、ワイアラインでさらに処理すべき材料が、振とう供給器上に導入される。ステップ１３１０で、この材料の寸法は、粉砕機内で約１．７５インチに縮小される。ステップ１３１５で、寸法を縮小させた材料は、Ｚボックスなどの空気選別器内に導入される。
【００７５】
ステップ１３２０で、空気選別ステップからの重い分画は、砂流選別器などの密度選別器内に導入される。ステップ１３２５で、砂流選別器からの重い分画、すなわち「沈下」分画を磁気ベルト上に導入して鉄材料を除去し、次いでステップ１３３０で、渦電流選別器で処理する。ステップ１３６０で、渦電流選別器から回収した銅線以外の金属が収集される。
【００７６】
空気選別器（ステップ１３１５）からの軽い分画を、砂流選別器（ステップ１３２０）からの軽い分画および渦電流選別器（ステップ１３３０）内で識別されたあらゆる銅とともに、磁気ベルト１３３５に加えて、鉄材料を選別する。ステップ１３４０で、この材料を誘導センサによってさらに処理して、銅および場合によってはアルミニウム以外のさらなる金属を除去する。
【００７７】
ステップ１３４５および１３５０で、材料の寸法は、粉砕機または他の寸法縮小プロセスなどによって、それぞれ１インチおよび４分の１インチに縮小される。ステップ１３５５で、この材料を水選別テーブルに加えて、寸法を縮小させた材料から銅を選別する。
【００７８】
図１４は、本発明の例示的な実施形態による、浮沈タンクを使用して材料を選別するプロセスの流れ図１４００を示す。図１４を参照すると、この例示的な実施形態では、ステップ１４０５で、入ってくるシュレッダダストが、軽い分画と重い分画とに分離される。この分離は、材料の重量に基づいて材料を選別できるＺボックスまたは同様の空気選別システムを使用して実現することができる。他の方法を使用することもできる。この材料の寸法は、分離前に、約１〜２インチに縮小させることができる。
【００７９】
この初めの分離後、軽い残留物分画と重い残留物分画は別々に処理される。ステップ１４１０で、軽い残留物分画は、第１の浮沈タンク内に導入される。この例示的な実施形態では、タンクは、密度が１．０ｇ／ｃｃの水を含む。ステップ１４１５で、第１の浮沈タンク内で浮遊する材料、すなわち密度が１．０ｇ／ｃｃ未満の材料が回収される。この回収した材料は、ＰＰおよびＰＥを含む。
【００８０】
代替実施形態では、ステップ１４１０の前に、軽い残留物分画を空気吸引器に通すことができる。空気吸引器では、材料は、吸引器の上端から供給されて、チャンバを通って落下し、一方空気は、チャンバの底部から導入されて、上向きに流れる。空気は軽い構成要素を同伴し、したがって軽い構成要素は、チャンバの上端の外へ運ばれる。この前処理の作用により、「けば」およびカーペットなどの軽い構成要素が除去される。これらの軽い構成要素は、回収した場合に価値のない材料である。軽い分画を吸引器に通す前に、材料をロールバックコンベア上に配置して、丸い物体を除去することができる。これらの丸い物体は、望ましくない材料である発泡体材料である可能性が高い。また、吸引器は、吸引器内にいくつかの個々のチャンバまたは段階を含む「ウォータフォール」吸引器であってもよい。各段階では、材料を逆向きの空気流にかけて、より軽い材料を除去する。したがって、それぞれの連続する段階で、処理された軽い残留物分画では、これらの望ましくない軽い構成要素がより少なくなる。
【００８１】
ステップ１４２０で、第１の浮沈タンク内で沈下した材料が回収されて、第２の浮沈タンク内に導入される。この第２の浮沈タンクの密度は、１．１から１．２ｇ／ｃｃの範囲内になる。上記で論じたように、この密度は、塩、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、または水の密度を調整するのに適した他の化学物質などの化学物質を使用して実現することができる。
【００８２】
ステップ１４２５で、第２の浮沈タンクから浮遊材料が回収される。この回収した材料は、ＡＢＳおよびＨＩＰＳを含む。この回収プロセスの一部として、材料を脱水することができる。この脱水ステップでは、水の密度を調整するために使用された化学物質の回収を可能にする。スクリーンまたは振とう器を使用して、液体を材料から振り落とすことができる。このプロセスは、複数の段階を含むことができ、また段階間で材料を水洗いして、化学物質を含有する液体を材料から洗い流すことができる。回収した液体を浄化器および蒸発器に通して、化学物質を回収することができる。
【００８３】
第２の浮沈タンク内で沈下した材料もまた、回収することができる。この材料は、銅線または他の金属を含むことがあり、またステップ１４０５で生成された重い残留物分画と混合してもよい。この材料を脱水して、化学物質を含有する液状媒質を回収することができる。他の場合には、材料は金属を比較的含有しないことがあり、その場合には、この材料を廃棄してもよい。
【００８４】
重い残留物分画、および場合によっては軽い残留物分画プロセスのステップ１４２５からの材料が、ステップ１４３０で、別の浮沈タンク内に導入される。この浮沈タンクの密度は、例えば１．０〜１．２ｇ／ｃｃの範囲内など、１．０ｇ／ｃｃ以上であってよい。ステップ１４３５で、この浮沈タンク内で浮遊した材料が回収される。この材料は、廃棄物として廃棄される。材料を脱水して、化学物質を含有する液状媒質を回収してもよい。
【００８５】
代替実施形態では、重い分画は、浮遊タンクを使用してステップ１４３０で処理されないことがある。代わりに、浮遊タンクを空気吸引器に置き換えることができる。このプロセスでは、重い残留物分画中に含まれる金属から軽い材料を選別するという、浮沈タンクと同じ目標を実現することができる。材料を空気吸引器内に導入する前に、重い残留物分画をロールバックコンベア上に配置して、貴重でない破片であることが多い丸い物体を除去することができる。次いで、より重い材料は、ステップ１４４０に関連して以下に説明するように、浮沈タンク内で処理される。
【００８６】
ステップ１４４０で、ステップ１４３０の浮沈タンク内で沈下した材料が回収されて、別の浮沈タンク内に導入される。このタンクの密度は、１．２ｇ／ｃｃより大きく、通常１．４〜１．５ｇ／ｃｃの範囲内である。ステップ１４４５で、この浮沈タンクから材料が回収される。このタンク内で沈下した材料を処理して、銅線および他の金属を回収する。浮遊した材料は、廃棄物として廃棄される。これらの材料を脱水して、化学物質を含有する液状媒質を回収してもよい。
【００８７】
図１５は、本発明の例示的な実施形態による、回収したプラスチック材料を処理するプロセスの流れ図１５００を示す。図１５を参照すると、ステップ１５０５で、図１４のステップ１４１５で回収したＰＰおよびＰＥなどのプラスチック供給材料の寸法が、粉砕機で３／８インチの寸法などに縮小される。この寸法縮小では、研削が熱を発生させるので、材料をある程度乾燥させる。必要に応じて、材料は、流動床乾燥器内でさらに乾燥される。
【００８８】
ステップ１５１０で、材料が寸法で分類される。エアスクリーンを使用して、処理するのには小さ過ぎる材料（「微粒子」）または大き過ぎる材料を選別する。大き過ぎる材料が主としてプラスチックである場合には、ステップ１５０５で、寸法縮小器内に再び導入することができる。
【００８９】
ステップ１５１５で、寸法で分類した材料が、おそらくスクリュー螺旋錐によって、乾燥重力テーブルに導入される。重力テーブルは傾斜し、かつ振とうし、材料の重量に基づいて材料の選別を行う。図１０に関連して上記に説明した重力テーブルとは異なり、この重力テーブルは、選別前に、入ってくる材料を水と混合しない。より重い材料は、さらに処理するために、テーブルの上端から収集される。軽い材料は廃棄される。中間範囲の材料は、さらに選別するために、テーブル内に再び導入される。ステップ１５０５〜１５１５は、「乾式」処理ステップである。
【００９０】
ステップ１５２０で、さらに処理するためにステップ１５１５で収集した材料が、水と混合されて、１つまたは複数のハイドロサイクロン内に導入される。ステップ１５１５で収集したプラスチック材料を、事前に回収した材料と混ぜ合わせて、一貫した供給材料をハイドロサイクロンに提供することができる。この例示的な実施形態では、６つのハイドロサイクロンが連続して使用される。もちろん、異なる数のハイドロサイクロンを使用することができ、または単一のハイドロサイクロンを使用して、材料を単一のハイドロサイクロンに複数回通すこともできる。水に洗剤を含有させて、プラスチックがハイドロサイクロンを通るときにプラスチックを洗浄することもできる。
【００９１】
より軽い材料は、ハイドロサイクロン処理から回収されて、ステップ１５２５で乾燥される。このステップは、複数のサブステップを含むことができる。たとえば、材料をまず回転乾燥させ、次いですすぎ、次いで再び回転乾燥させることができる。次いで、この材料を、振動加熱乾燥器内に導入することができる。このステップで、プロセス１５００の「湿式」処理ステップが終了する。
【００９２】
ステップ１５３０で、材料は、押出成形器内に導入される。この材料は、押出成形器内に一貫して供給するために、事前に回収したプラスチック材料と混ぜ合わせることができる。回収した材料を押出成形器に加えるのと同時に、材料に改質剤を加えて、押出成形プロセス中にポリマーを結合させる。
【００９３】
押出成形後、材料は、ステップ１５３５でペレット化される。別法として、押出成形ステップおよびペレット化ステップを省き、回収した状態で材料を販売することもできる。
【００９４】
図１６は、本発明の例示的な実施形態による、回収した銅金属をさらに処理するプロセス中の流れ図１６００を示す。図１０および１６を参照すると、ステップ１６０５で、ステップ１０４０で収集した銅および他の金属が寸法で分類される。大き過ぎる材料は、ステップ１６１０で収集される。この材料は通常、回収した材料中の「白色」金属片（アルミニウムおよび亜鉛など）の大部分、および一部の銅を含む。次いで、ステップ１６１５で、色選別器を使用して、この収集した材料を処理する。この色選別器は、コンピュータに接続された高解像度カラーカメラを含み、このコンピュータは、カメラからの画像を処理して、「白色」金属片を識別する。これらの金属片は、ステップ１６２０で、エアナイフなどの材料分流システムによって除去される。
【００９５】
ステップ１６２５で、収集した大き過ぎる材料からの残りの銅を、ステップ１６０５の寸法分類プロセスを通った銅に混ぜ合わせる。ステップ１６３０で、この材料を、必要に応じてさらに処理して、銅に混合している可能性のあるあらゆる砂を除去する。この追加の処理ステップでは、材料は、機械スクリーンシステム内に導入される。スクリーンシステムは、材料の寸法に基づいて、材料を３つの流れに選別する。１つの流れは、銅を含む。第２の流れは、砂に混合した銅を含む。第３の流れは、主として砂である。混合した銅／砂の流れは、砂を粉砕して粉末にするロール粉砕器、および石抜機を使用して、さらに処理することができる。石抜機は、材料を保持するスクリーンを使用して、スクリーンに空気を通し、砂粉末を同伴して銅含有材料から取り除く。場合によっては、砂は十分に細かく、ロール粉砕器ステップを省くことができる。
【００９６】
本発明は、廃棄物材料を処理してプラスチックおよび非鉄金属を回収するシステムおよび方法を提供することが、当業者には理解されるであろう。本発明の態様では、密度選別を使用して、プラスチック含有材料を銅含有材料から選別する。プラスチック含有材料をさらに選別して、軽いプラスチックを重いプラスチックから選別する。プラスチックは、濃縮し、押出成形して、ペレット化する。銅および他の貴重な金属は、水選別テーブルを使用して、銅含有材料から回収される。
【図１】
2010524663.tif 000003
【図２】
2010524663.tif 000004
【図３】
2010524663.tif 000005
【図４】
2010524663.tif 000006
【図５】
2010524663.tif 000007
【図６】
2010524663.tif 000008
【図７】
2010524663.tif 000009
【図８】
2010524663.tif 000010
【図９】
2010524663.tif 000011
【図１０】
2010524663.tif 000012
【図１１】
2010524663.tif 000013
【図１２】
2010524663.tif 000014
【図１３】
2010524663.tif 000015
【図１４】
2010524663.tif 000016
【図１５】
2010524663.tif 000017
【図１６】
2010524663.tif 000018
【国際調査報告】
2010524663.tif 000019