(57)【要約】【課題】  廃棄自動車等のシュレッダーダストを低塩素含有可燃物、高塩素化合物および不燃物に分離し、資源の再利用と安全な処分を課題とする。【解決手段】  シュレッダーダストを水槽中の水に浮かせることによって高比重の物質を沈降させ、浮遊したものを低塩素含有可燃物として回収し、前記で沈降した物質を水に対して石油系油剤０．１〜５重量％を混合した液体中に投入し、これを撹拌することで沈降物質に油剤を付着させ、その表面をより疎水性にすることによって発生させた気泡の付着を促進させ樹脂類を優先的に浮上させる。これによって、銅線やその他の金属類から樹脂類を選別する。最初に得た低塩素含有可燃物はアルカリ性物質を混ぜて固形燃料とし、石油系油剤含有液で分離した高塩素含有可燃物は埋め立て処分に、高比重の金属類は再資源として利用する。【選択図】      図１
2005334819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄自動車、廃棄家電製品等のシュレッダーダストを樹脂類、繊維屑および木材屑などの可燃物と、その他塩化ビニル等の水に沈降する樹脂類と、さらに銅線などの金属類とに分離することを特徴とする湿式浮遊選別処理方法。
【請求項２】
廃棄自動車、廃棄家電製品等のシュレッダーダストの選別において、第１次浮遊選別を水により、かつ、シャワーリングまたはタッピングを付加し、第２次浮遊選別を水に石油系油剤０．１〜５重量％を混入した液体により、かつ、バブリングを付加して行うことに特徴を有する湿式浮遊選別処理方法。
【請求項３】
廃棄自動車、廃棄家電製品等のシュレッダーダストから銅などの金属類その他比重の大きい塩化ビニル等を分離、除去した残余の樹脂類、繊維屑および木材屑などの可燃物を固形化したことを特徴とするシュレッダーダストから得た固形化燃料。
【請求項４】
請求項１記載の選別処理方法により得られた可燃物に生石灰、苦土生石灰、消石灰、苦土石灰、炭酸カルシウム、ドロマイトその他アルカリ性物質を一種または複数種混合して塩素発生量を０．３重量％以下としたことを特徴とする固形燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄自動車や廃棄家電製品などから生じるシュレッダーダストの再資源化に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄自動車や廃棄家電製品などから生じるシュレッダーダストは、シュレッダーで粉砕後、マテリアルリサイクルされる部分を手選、磁選、風力選別、渦電流選別或いは静電選別などの選別方法により主に金属類を分離回収した残りである。しかし、発泡ポリウレタンや繊維に絡まった裸銅線や塩ビ被覆銅線の分離は、乾式の選別方法では限界があり、０．１重量％オーダーの分離は困難である。このような廃棄自動車から排出されるシュレッダーダストは原自動車の２０〜２５重量％であり、現状は減容固化し管理型埋め立て処分されている。自動車リサイクル法が２００５年１月より施行し、その再資源化の試みが、ガス化溶融炉処理や乾留ガス化処置などの方法で検討されているが、排出ガスの処理や残渣の利用などに問題を残している。
【０００３】
上記の廃棄自動車シュレッダーダストの処理は、１．発泡ウレタンを選択的に選別し、これを高炉の燃料に利用するもの、２．静電選別により、銅線とプラスチックを１次選別し、次に塩化ビニルと他のプラスチックを２次選別して、他のプラスチックを電気炉用助燃材にするもの、３．蒸気噴射により絡み合ったシュレッダーダストをほぐすと同時に、噴射エネルギーを利用し風力選別するもの、４．金属を除去したシュレッダーダストをオレフィン系樹脂とスチレン系樹脂に選別回収し、オレフィン系樹脂は再生樹脂化し、スチレン系樹脂は熱分解によりスチレンモノマーにする方法、５．渦電流選別、風力による比重選別、振動ふるいなどを組み合わせ、繰り返すことで選別精度を高めた各ダスト成分の回収方法、或いは、６．ボールミル（粉砕機）で磨砕後、２ｍｍ目の振動篩で篩い分けし、扁平になった銅含有金属粒子を回収して球状の非金属粒子を排出するものなどがあった。
【特許文献１】特開２００３−２３６８３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２１３７号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０４４１号公報
【特許文献４】特開２００３−０８８８１０号
【特許文献５】特開２００２−２２４６５２号公報
【特許文献６】特開平１１−３４７５２９号公報
【特許文献７】特開平０９−０９４５３４号公報
【特許文献８】特開平０８−１１７６９５号公報
【特許文献９】特開２０００−０５１８３０号公報
【特許文献１０】特開２０００−０３７６６４号公報
【０００４】
以上の文献で共通しているのは、シュレッダーダストの選別手段が、乾式によるものであるため、その分離精度に限界が生じ、市場より求められている固形燃料の条件、すなわち要求される品質の水準値を十分に満たすものではなかった。なぜなら、固形燃料にするためには、燃焼時の塩素発生量０．３重量％以下、銅混入量０．３重量％以下の値が求められているからである。また、金属屑もマテリアル資源としてその回収が期待されているが、再利用のための厳しい条件を克服するものはなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
廃棄自動車等から排出されるシュレッダーダストは多様な樹脂、繊維、金属、木屑などの混在した状態であり、その一部の可燃物は燃料としてサーマルリサイクルに、銅線やアルミニウム、鉄などの金属屑は分離回収してマテリアルリサイクルにして再資源化を図ることを目的とするものであるが、燃料にするためには発泡ポリウレタンや繊維に絡まった裸銅線や塩ビ被覆銅線の混入を厳しく管理しなければ燃焼中にダイオキシンを大量に発生するおそれがある。乾式選別方法ではこの厳しい要求にこたえることは不可能である。このような現状を打破し、該シュレッダーダストから塩化ビニルや銅線類のより精度高い分離を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために本発明は、請求項1においては、湿式浮遊選別処理方法を手段として、廃棄自動車、廃棄家電製品等のシュレッダーダストを、燃焼時塩素発生量が０．６重量％以下の塩素化合物を含む樹脂類、繊維屑および木材屑などの可燃物と、その他塩化ビニル等の樹脂類、銅線類とに分離したものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、シュレッダーダストの選別において、第１次の浮遊選別を水により、第２次の浮遊選別を石油系油剤０．１〜５重量％を混入した水により行うこととし、低比重のプラスチック類と高比重のプラスチックとの選別、さらには、高比重のプラスチックと金属類との選別を容易にした。前記の石油系油剤を０．１〜５．０重量％混入としたのは事業の採算性を考慮したもので、理論的には５重量％以上でも浮遊分離が可能であることは勿論である。
【０００８】
請求項３記載の発明においては、湿式浮遊になる分離方法によりシュレッダーダストから銅などの金属類その他比重の大きい塩化ビニル等を分離、除去した、残余の樹脂類、繊維屑および木材屑などの可燃物を固形化することによって熱エネルギー回収を容易にした。
【０００９】
請求項４記載の発明においては、請求項１記載の処理方法により得られた可燃物に生石灰、苦土生石灰、消石灰、苦土石灰、炭酸カルシウム、ドロマイトその他アルカリ性物質を一種または複数種を混合して固化することを手段として、該固形化燃料の燃焼時における塩素系ガスの発生量を０．３重量％以下に低減させた。
【発明の効果】
【００１０】
シュレッダーダストのリサイクル率に関して、自動車リサイクル法が達成目標としているのは２００５年度以降が３０％以上、２０１０年度以降が５０％以上、２０１５年度以降は７０％以上である。本発明の湿式浮遊分離方法によると、廃棄自動車のシュレッダーダストはおよそ低塩素含有可燃物が５０〜６０％、金属屑が３〜１０％に選別され、２０１０年度以降の達成目標もクリアされることになる。さらに、この低塩素含有可燃物を減容固化して管理型埋め立て処分可能な35〜45％の高塩素含有可燃物としてガス化溶融炉や乾留ガス化などで処理すれば、２０１５年度以降の達成目標もクリアされ、処理後の残渣も少ないものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態としては、第１次浮遊選別として水槽にシュレッダーダスト重量の20倍以上の水を貯め、その水面にシュレッダーダストを５〜１５ｍｍの厚さ、すなわち、十分な広がりが得られるように浮遊させ、この浮遊水面に対し図２に示すようにシャワーリング（Ｓ）やタッピング（表面を叩く作用）（Ｔ）を行い、沈降可能な物質が浮遊物に付着し、或いは絡み合っている状態を解きほぐす。これによって比重が１以上のもの、すなわち、銅（比重：８．９６）その他の金属類、塩化ビニル（比重：１．１６〜１．６３）その他の比較的高比重の樹脂類（ＨＭ）が沈降し、比重１以下のもの、例えばＰＰなどオレフィン系の低質量樹脂類、繊維屑および木材屑などの低比重物質（ＬＭ）が浮遊する。この浮遊物を可燃物として回収する。
【００１２】
前記の処理に引き続いて第２次浮遊選別処理を行なう。すなわち、被処理物の２０倍以上の重量の水を水槽に貯め、その水量の０．１〜５重量％に相当する石油系油剤を添加し、その水面に前記第１次浮遊分離においての沈降物を５〜１５ｍｍの厚さ、すなわち、十分なで広がりをもたせて浮遊または沈降させる。そして、この水槽内を撹拌し、または水槽の底部近傍に空気を吹き込んで気泡を発生させ、いわゆるバブリング（泡立て）をする。これによって、前記の石油系油剤たとえばケロシンによって樹脂などの表面が疎水性になり、そこに細かい泡が付着して該沈降物中の比較的比重の小さい物質、例えば塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリアミドなどのプラスチック類が浮遊し、銅線などの金属類、砂などの不燃物は依然として沈降することになり、両者が分離されることになる。この石油系油剤添加水中での選別操作を数回繰り返せば精度の高い選別ができる。
【００１３】
このようにして、三種類、すなわち、塩ビ被覆物や塩ビシートの混入の少ない可燃物（低塩素含有可燃物と称する。）、塩ビ被覆物や塩ビシートの混入の多い樹脂可燃物（高塩素含有可燃物と称する。）および金属屑などの無機物（不燃物と称する。）にグループ分けができる。
【００１４】
前記によって分離された低比重の可燃物には塩素含有量が少ない。この低比重可燃物にアルカリ性物質を添加配合して１６０〜１８０℃で混練して、押出成形機により固形燃料化にする。ここに添加するアルカリ性物質には、生石灰、苦土生石灰、消石灰、苦土石灰、炭酸カルシウム、ドロマイトなどがあるが、その他のアルカリ性物質でも有効である。
【００１５】
前記の塩ビ樹脂の混入が多い高塩素含有可燃物は、固形燃料には不向きであり、押出成形等で減容固化して埋め立て処分にする。銅線、アルミニウム、砂鉄その他粒塊などの残余の沈降した物質は、磁石やその他公知の分離方法で振り分けて資源回収し、その残渣であるガラス屑や砂などは、埋め立て処分する。以上の選別方法を図１においてフローシートにより示す。
【実施例】
【００１６】
廃棄自動車のシュレッダーダストは車種によって見かけ比重が変動するが、およそ０．１〜０．３と小さく、嵩の大きい物である。実施例１において、シュレッダーダストは一辺を１７ｍｍ以下（より細分化することが望ましい。）に粉砕した。この粉砕したシュレッダーダストを浮遊分離するための水槽の水量をシュレッダーダスト重量の２０倍とし、前記のシュレッダーダストを水面に５〜１５ｍｍの厚さで広がりをもたせて浮遊させた。この段階で高比重の物質（ＨＭ）は沈降するが、低比重の物質（ＬＭ）に付着した高比重物は浮遊した状態である。この付着状態を解消するために水面に対しタッピングを行い高比重物すなわち、塩ビシートや銅線等を沈降させた。このようにして、浮遊している物質をスキマー等で掬い上げて回収した。
【００１７】
このように水槽中で浮遊した物質を掬い上げて、さらに長辺を５ｍｍ以下に粉砕し、再度、第１次浮遊選別（水浮選）を行った。すなわち、この再粉砕後のシュレッダーダストを水に浮遊させ、シャワーリングにより比較的高比重物を沈降させる。このようにして浮遊した物質は主として発泡ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、繊維を主とする可燃物で構成されているが、塩化ビニルが全くないと断定することはできないもので、ここでは低塩素含有可燃物と定義する。このような浮遊選別を同一試料で同一方法によって５回にわたって実施したところ、表１の選別割合で低塩素含有可燃物Ｒｕｎ１〜Ｒｕｎ５が得られた。このRun１〜Run５の試料に対して５〜１０重量部に相当するアルカリ性物質を添加したものと、添加しないもの２種類を、それぞれ押出成形機により１６０〜１８０℃で混練、押し出して固形燃料にした。次いで、  これを燃焼して燃焼排ガス中に含まれる塩素量を測定した。その結果を表１に示す。この場合、塩ビシートや銅線等の浮遊は極めて少なく軽質のプラスチック、木片等が回収されており、したがって、Ｒｕｎ１〜Ｒｕｎ５の塩素発生量が極めて少ないものであった。なお、表２は前記の第２次浮遊選別を行って得た低塩素含有可燃物と、それに含まれる銅線の混入量である。
【００１８】
【表１】
2005334819.tif 000003
【００１９】
【表２】
2005334819.tif 000004
【００２０】
上記に対し比較例として、シュレッダーダストの浮遊条件の良くない場合を図３に示した。すなわち、Ｒｕｎ６においては水量をシュレッダーダスト重量の２０倍と正常にして、該シュレッダーダストの水面への浮遊厚さを５０ｍｍとしたものであり、Ｒｕｎ７は前記水槽中の水量をシュレッダーダストの１0倍と少なくして、該シュレッダーダストの水面への浮遊厚さを１５ｍｍとした場合のもので、タッピング操作を行なったことは前記と同様である。
【００２１】
このようにして、水面に浮遊する低塩素含有可燃物を回収し、前記同様にアルカリ性物質添加しまたは添加しないで固形燃料化し燃焼試験を行った結果を表３に示した。この場合、分離精度が悪く、塩素発生量、銅線混入量ともに０．３重量％の固形燃料としての受け入れ基準値をクリアしなかった。
【００２２】
【表３】
2005334819.tif 000005
【００２３】
次に、前記のＲｕｎ１〜Ｒｕｎ５により水槽中に沈降した高比重のシュレッダーダストおよび第２次浮遊選別の再浮遊選別時に沈降したシュレッダーダストを取り出し、一方、水槽には重量比０．１〜５％のケロシンを混合した水を貯え、該水量に対して重量で約１／１０（体積比では１／２０）に相当する量の前記シュレッダーダストをその水中に投入した。次いで、このシュレッダーダストを沈降させた水槽中の水を撹拌することによって水中に含まれるケロシンを該シュレッダーダスト中の樹脂やゴム類などの表面に付着させ、その表面をより疎水性にすることによって、前記の水の撹拌に伴う気泡の付着を促進させる。この場合、望ましくは水槽に気泡発生装置を備え、これにより発生させる気泡の大きさ、および付着量を調整することにより疎水性になった沈降物に気泡が付着し、比重の小さいものから順次浮上が始まるようにする。ここで、浮遊する物質はポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂などの比較的高比重の樹脂やゴムなどであり、高塩素含有可燃物である。その他のワイヤ−ハーネスや裸銅線などの金属類は依然として沈降している。この浮遊選別の実施により得られた選別割合の例を表４に示す。なお、この表４において、低塩素含有可燃物は前記に第１次浮遊選別で浮遊したもの、高塩素含有可燃物以下が第２次浮遊選別で選別できたもので、これらをトータルして１００％とした。
【００２４】
【表４】
2005334819.tif 000006
【００２５】
前記で浮上した高塩素含有可燃物は焼却には不適で、溶融固化などにより減容して埋め立て処分に付される。また、ケロシン含有の水中に沈降した高比重物は、磁石により鉄分が回収され、次いでテーブル分級またはスクリーンでガラスおよび砂、銅線、アルミ分等に分け、埋め立て処分や再利用がなされる。なお、これらの処理工程を図１に示した。
【００２６】
前記のケロシンすなわち石油系油剤の水に対する混合比率を重量比０．１％以下にすると十分な気泡の付着が得られなかった。また、ケロシンの水に対しての重量比５％以上例えば６％としたものと、５％のものとは気泡の付着量に大差がなく、ケロシンの消費量やその後の水処理費用などを考えると０．１〜５重量％が適量と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によって製造される固形燃料は、製紙業界や電炉業界での需要があり、近い将来には両業界において各６０万トン/年、合計１２０万トン／年の受け入れが可能になる。ただし、その固形燃料の受け入れ条件として、塩素発生量が０．３重量％以下、銅混入量が０．３％以下を提示されている。塩素は、排出ガス基準(塩化水素として７００ｍｇ／Ｎｍ３)をクリアすることが必要であり、一方、溶融鉄中に銅が混入するとこれを除去することが不可能で、銅成分の増加は鉄製品のクラック発生要因になる。また、塩素と銅は、塩化銅を合成し、塩化銅は、ダイオキシン類発生の５０００倍もの触媒能を持つため、両物質の除去は、シュレッダーダストを固形燃料にする上で必要条件であり、その除去方法として、本発明は、原理的にもまたコスト的にも優れた実用的な方法である。これによって、２００５年１月より施行する自動車リサイクル法に基づくユーザーのリサイクル料金負担の軽減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】シュレッダーダストの湿式選別のフローシート
【図２】浮遊選別方法における選別手段の一例を示した図である。
【図１】
2005334819.tif 000007
【図２】
2005334819.tif 000008