(57)【要約】【課題】使用済み小型家電から有用金属を効率的に回収するために熱処理により減容すると、処理後に残る金属含有炭化物が塊状となり回収が非常に困難となり、回収率も低下する。【解決手段】使用済み小型家電を投入した装置内温度を６００℃未満の第一の温度に保持することにより、前記使用済み小型家電に含まれるプラスチック部を熱分解させ、且つ第一の温度より高温の第二の温度に保持し、ここで第一の温度の保持時間は第二の温度の保持時間より長くする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み小型家電から減容物を得る方法であって、当該使用済み小型家電を投入した装置内温度を６００℃未満の第一の温度に保持することにより、前記使用済み小型家電に含まれるプラスチック部を熱分解させる工程、及び、第一の温度より高温の第二の温度に保持する工程を含み、ここで第一の温度の保持時間は第二の温度の保持時間より長いことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第一の温度が２００℃以上６００℃未満であり、第二の温度が６００℃以上１０００℃未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記使用済み小型家電が、使用済み携帯電話である、請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み小型家電から減容物を得る方法に関し、より詳しくは、使用済み小型家電に含まれる有用金属を効率的に回収するための減容物を得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済小型家電の多くは「一般廃棄物」として市町村の管理の下で収集され、収集されたもののほとんどが最終的に埋立処分となる。その過程で、過半数の市町村ではリサイクルとして鉄・アルミ等を回収している（非特許文献１）。しかしながら、使用済み小型家電には、鉄やアルミだけでなく、有用金属（資源価値の高いベースメタル、貴金属、レアメタル）が高濃度に含まれることが知られており、近年の鉱物資源確保に対する社会的要請の高まりから、小型家電を効率的にリサイクルし、有用金属を抽出する手法の確立が必要とされている。
【０００３】
自動車、廃家電及び廃基板類から有用金属を抽出するための方法としては、ロータリーキルン炉を用いる方法が知られている。これは、ロータリーキルン炉において１０００℃程度の高温で焼却溶融処理を行い、可燃物や塩素等を除去した後に、残存したスラグを精錬処理し所望の金属を得るというものである（特開２０１０−２４７１４３：特許文献１）。しかしながら、一般的にロータリーキルン炉での処理は、５０００トン／月程度の大量処理を目的とするものであり、有用金属を高濃度に含有する使用済み小型家電を、嵩高いが有用金属含有量が比較的少ない自動車や廃家電などと同時に処理した場合、後工程（精錬工程）における有用金属の回収効率が悪化するという問題がある。
【０００４】
また、使用済み小型家電にはプラスチック部が存在し、ロータリーキルン炉で処理した場合、当該プラスチック部は熱分解により低分子化・ガス化され、後工程又は別工程でサーマルリサイクルされる。しかしながら、プラスチック部は、サーマルリサイクルよりも高度なリサイクルであるケミカルリサイクルを行うことができる物質であり、源循環を鑑みても、使用済み小型家電のより最適なリサイクル手法の検討が必要である。
【０００５】
使用済み小型家電から有用金属を抽出するための精錬工程の前処理として、加熱して減容することが必要だが、上記のようにロータリーキルン炉での処理が非効率である場合に、廃プラスチックのケミカルリサイクル手法として知られる油化処理を応用することが考えられる。廃プラスチックの油化処理とは、一般的に、廃プラスチックを３００〜５００℃付近の温度で処理することにより、廃プラスチックの炭素骨格を切断し、低分子化・液化させることを言う（非特許文献２）。
【０００６】
廃プラスチックの油化処理に関する技術としては、低沸点油の収率向上を図るもの（特開２００１−１０７０５８：特許文献２）、ガス化効率を高める目的のもの（特開２０１１−００６６１９：特許文献３）、廃プラスチックの成分による装置内の閉塞の解消を目的とするもの（特開２０１１−０９４０９５：特許文献４）、不要物として残存する残渣の低減を図るもの（特開２００４−２４４４５：特許文献５）等の技術が存在する。
【０００７】
しかしながら、これらの技術は、大半が廃プラスチックである廃棄物の処理を前提としたものである点で使用済み小型家電のリサイクル技術とは性質が異なる。有用金属とプラスチック部が容易に分離できない使用済み小型家電のリサイクル処理に関しては未だ詳細な検討がなされていない。例えば、使用済み小型家電を廃プラスチック用の油化処理装置において３００℃〜５００℃の温度で処理すると、装置に残存する有用金属が含まれる炭化物が塊状となり、回収が非常に困難であることが問題となる。またこれを塊状体の解消を目的に装置内に撹拌翼を適宜取り付ける工夫も想定し得るが、装置改良のためのコストとその成果を考慮すると、解決策としては汎用性が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２４７１４３
【特許文献２】特開２００１−１０７０５８
【特許文献３】特開２０１１−００６６１９
【特許文献４】特開２０１１−０９４０９５
【特許文献５】特開２００４−２４４４４５
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】使用済小型家電からのレアメタルの回収及び適正処理に関する研究会とりまとめ、平成２３年４月、環境省及び経済産業省
【非特許文献２】プラスチックの資源循環のための化学と技術、平成２２年３月１日発行、高分子学会グリーンケミストリー研究会編、社団法人高分子学会発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
使用済み小型家電から有用金属を効率的に回収するために熱処理により減容すると、処理後に残る金属含有炭化物が塊状となり回収が非常に困難となり、回収率も低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
使用済み小型家電を投入した装置内温度を６００℃未満の第一の温度に保持することにより、前記使用済み小型家電に含まれるプラスチック部を熱分解させ、且つ第一の温度より高温の第二の温度に保持し、ここで第一の温度の保持時間は第二の温度の保持時間より長い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法によれば、使用済み小型家電を減容した後、残った金属含有炭化物が塊状とならず、装置内から容易に回収ができ、且つ回収率も向上する。
【００１３】
本発明の方法によれば、熱処理のための使用エネルギーを最小限に抑えた上で効率的に金属含有炭化物を回収できる。
【００１４】
本発明によれば、使用済み小型家電から有用金属を含む炭化物と、プラスチック部の熱分解物である油を効率的に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の方法を実施する装置の例示である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態は、以下の通りである。
（１）使用済み小型家電から減容物を得る方法であって、当該使用済み小型家電を投入した装置内温度を６００℃未満の第一の温度に保持することにより、前記使用済み小型家電に含まれるプラスチック部を熱分解させる工程、及び、第一の温度より高温の第二の温度に保持する工程を含み、ここで第一の温度の保持時間は第二の温度の保持時間より長いことを特徴とする、方法。
（２）前記第一の温度が２００℃以上６００℃未満であり、第二の温度が６００℃以上１０００℃未満である、（１）に記載の方法。
（３）前記使用済み小型家電が、使用済み携帯電話である、（１）又は（２）に記載の方法。
【００１７】
使用済み小型家電とは、使用済み携帯電話、使用済みデジタルカメラ、使用済みビデオカメラ、使用済み携帯音楽プレーヤー、使用済みポータブルＭＤプレーヤー、使用済みポータブルＣＤプレーヤー、使用済み電子手帳、使用済み電子辞書、使用済み電卓、使用済み携帯液晶テレビ、使用済みポータブルラジオ、使用済み携帯映像プレーヤー、使用済みＤＶＤプレーヤー・レコーダー、使用済みオーディオ、使用済みビデオデッキ、使用済みポータブルゲーム機、使用済みキーホルダーゲーム機、使用済み家庭用ゲーム機、使用済みゲームソフト、使用済みゲームコントローラー、使用済みカーナビ、使用済みカーＤＶＤ、使用済みカーオーディオ、使用済み電話機、使用済みハードディスクドライブ（外付け又は内蔵）、使用済みワープロ、使用済み電子レンジ、使用済みＩＣレコーダー、使用済み電磁調理器（ＩＨ調理器）、使用済み電気調理器、使用済みおもちゃ、使用済み電動歯ブラシ、使用済み電動シェーバー、使用済みヘアードライヤー、使用済みＡＣアダプター、使用済みケーブル、使用済み延長コード、使用済リモコン、使用済み電話子機、使用済みメモリー、使用済みモデム、使用済みパソコン付属品等のことを言う。本発明において好ましい使用済み小型家電は、有用金属を高濃度で含有する、使用済み携帯電話、使用済みゲーム機、使用済みポータブルＭＤプレーヤー、使用済みポータブルＣＤプレーヤー、使用済みデジタルカメラ、使用済みＤＶＤプレーヤー、使用済みオーディオ、使用済みカーオーディオ、使用済みヘアードライヤー、使用済み電子レンジ、使用済み電気掃除機である。本発明においてより好ましい使用済み小型家電は、使用済み携帯電話である。なお、ここで使用される「使用済み」なる用語は、例えば消費者又は事業者が、所有・保持・利用等の使用をしたものに冠される用語であり、リサイクル処理に供されるものであることを規定するために用いられており、対象品の新旧の度合い等を示す意図で用いられるものではない。
【００１８】
本発明において、減容とは、使用済み小型家電の容積を低減することを言う。本発明において減容は、熱処理によりプラスチック部と、プラスチック部以外の部分に分離することによりなされる。本発明において、減容物とは、使用済み小型家電を熱処理することにより、プラスチック部が除去された状態の物を言う。減容物は、使用済み小型家電に含まれる有用金属を含む炭化物である。
【００１９】
本発明において、使用済み小型家電を投入する装置は、本発明の目的のために使用される装置であれば特に限定されるものではない。例えば、構造としては、釜状、円筒状のものが挙げられる。当該装置は、他の装置の一部であっても、単独で構成されていてもよい。好ましくは、使用済み小型家電を熱処理後に生成油を回収するための、油の凝縮装置と連結する。当該装置の加熱方法は、特に限定されるものではないが、側面又は底部又は上部からの加熱、又はそれらの任意の組み合わせによる加熱が挙げられる。
【００２０】
本発明において、第一の温度は使用済み小型家電のプラスチック部を熱分解させるための６００℃未満の任意の温度である。好ましくは、２００℃以上６００℃未満であり、より好ましくは、３００℃以上５５０℃以下、さらに好ましくは４００℃以上５００℃以下である。第一の温度を６００℃以上とした場合、燃焼のためのエネルギー消費が増加し、経済効率が悪化する。なお、第一の温度に達するまでの昇温時間は、保持時間に含まない。
【００２１】
本発明において第二の温度は、第一の温度よりも高温である。好ましくは、６００℃以上１０００℃以下であり、より好ましくは６００℃以上９００℃以下、さらにより好ましくは６００℃以上８００℃以下である。第二の温度を６００℃未満とすると、プラスチック部の熱分解が進行するのみであり、減容物である金属含有炭化物は塊状となって回収が困難となる（ここで塊状とは、金属含有炭化物が１又は複数の塊となることを指す）。一方、第二の温度を１０００℃超とすると、処理のために使用するエネルギー量が増加し、経済効率が悪化する。また、１０００℃超での処理を行うと、プラスチック部の熱分解が進行し、全て低分子のガスになってしまい油が得られないため、効率的なリサイクルが達成できない。また、第二の温度を設けず、前記第一の温度のみで処理した場合、プラスチック部の熱分解及び油生成は進行するが、装置内に残存する金属含有炭化物が塊状体になる。
【００２２】
本発明において、第一の温度の保持時間は、第二の温度の保持時間より長い。第二の保持時間が長くなると使用するエネルギー量が増加し、経済効率が悪化する。装置の大きさにもよるが、第一の温度の保持時間は、１〜１０時間、好ましくは２〜８時間、より好ましくは３〜７時間である。第二の温度の保持時間は、１０分〜５時間、好ましくは２０分〜３時間、より好ましくは３０分〜２時間である。
【実施例】
【００２３】
回分方式熱分解釜（容量０．７立方メートル）に、使用済み携帯電話又は廃プラスチックを２００ｋｇ投入し、表１に示す温度プログラムで熱処理を行った。
【００２４】
【表１】
2013138994.tif 000002
【００２５】
評価項目は、（A）熱処理後の炭化物の状態（塊状体の有無）、（B）生成油の量、（C）灯油使用量の３つとした。表１に結果を示す。（A）の炭化物の状態に関しては、第二段階の温度を６００℃以上にすることにより達成できた。（B）の生成油量は、平均的含有量から計算する理論量から優劣を判断した。２００ｋｇの携帯電話を処理した場合の理論的生成油量は６３Lであり、２００ｋｇの廃プラスチックを処理した場合の理論的生成油量は１８８Lである。熱処理温度が高温になりすぎると生成油量が低減した。（C）の灯油使用量は、実測値を経済効率と置き換え、○△×で評価した。高温での処理は経済効率が悪化することが示された。また廃プラスチックの処理においては、本発明を用いるまでもなくリサイクルが可能であり、本発明が使用済み小型家電に特化したリサイクル手法であることが示された。
【図１】
2013138994.tif 000003