(57)【要約】【課題】電子基板から非鉄金属を回収する際に、低コストで効率的に回収する方法を提供する。【解決手段】被処理物を所定寸法に破砕する破砕工程と、破砕された被処理物を実質的に無酸素状態で加熱することによって非鉄金属とプラスチックに分離する熱分解工程とを含み、熱分解工程で発生する可燃性ガスが、発電機に供給され、又は熱分解の加熱手段の燃料源として使用されることを特徴とする方法が提供される。好ましくは、熱分解工程に先立って、被処理物中からポリ塩化ビニルとそれ以外のものを比重選別してポリ塩化ビニルを除去する湿式比重選別工程をさらに含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合廃棄物中の電子基板から非鉄金属を回収する方法であって、
被処理物を所定寸法に破砕する破砕工程と、
破砕された被処理物を実質的に無酸素状態で加熱することによって非鉄金属とプラスチックに分離する熱分解工程とを含み、
前記熱分解工程で発生する可燃性ガスが、発電機に供給され、又は熱分解の加熱手段の燃料源として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記熱分解工程に先立って、前記被処理物中からポリ塩化ビニルとそれ以外のものを比重選別してポリ塩化ビニルを除去する湿式比重選別工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記湿式比重選別工程に先立って、前記被処理物中から磁性金属片を除去する金属除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃家電製品、廃車等の複合廃棄物中の電子基板から非鉄金属を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃家電製品、廃車等の複合廃棄物中には、多くの電子基板が含まれている。これらの電子基板には、多量の非鉄金属が含まれ、その含有量は、鉱山から採掘される岩石中の含有量よりも多い程である。したがって、これらの電子基板から非鉄金属を効率的に回収して、有効活用することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、電子基板から非鉄金属を回収するには多大のコストを要していた。すなわち、非鉄金属を回収するには、電子基板から非鉄金属のみを抽出して、最終目的地である精錬所に搬入すればよいが、電子基板には、相当量のプラスチックが含まれている。このプラスチックは、軽比重であり重量に比較して体積が大きいため、回収しようとする非鉄金属に加えて多量のプラスチックを輸送しなければならず、多大なコストを要する一因となっていた。また、従来の回収プラントでは、プラント稼働時に多くの電力を消費するため、この点もコスト高を招く原因となっていた。
【０００４】
本発明は、このような状況において開発されたものであって、電子基板から非鉄金属を回収する際に、低コストで効率的に回収する方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の電子基板から非鉄金属を回収する方法は、被処理物を所定寸法に破砕する破砕工程と、破砕された被処理物を実質的に無酸素状態で加熱することによって非鉄金属とプラスチックに分離する熱分解工程とを含み、前記熱分解工程で発生する可燃性ガスが、発電機に供給され、又は熱分解の加熱手段の燃料源として使用されることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の電子基板から非鉄金属を回収する方法は、前記請求項１の方法において、前記熱分解工程に先立って、前記被処理物中からポリ塩化ビニルとそれ以外のものを比重選別してポリ塩化ビニルを除去する湿式比重選別工程をさらに含むことを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の電子基板から非鉄金属を回収する方法は、前記請求項２の方法において、前記湿式比重選別工程に先立って、前記被処理物中から磁性金属片を除去する金属除去工程をさらに含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法によれば、熱分解工程において被処理物が非鉄金属とプラスチック（炭化物）に分離されるので、非鉄金属を最終目的地である精錬所に輸送する際に非鉄金属のみを輸送すればよく、輸送コスト、保管コストが低減される。また、熱分解工程において発生する可燃性ガスを発電等に利用することにより、プラントの稼働エネルギーとして利用することができ、運転コストを低減することができる。さらに、湿式比重選別工程において被処理物中からＰＶＣが除去されるため、熱分解工程における塩素ガスの発生が防止され、熱分解機の内筒の耐用年数を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る非鉄金属回収方法の全体工程を示した模式図である。
【図２】図１の非鉄金属回収方法の湿式比重選別工程において使用される網下気室型湿式比重選別機の動作原理を説明するための図である。
【図３】網下気室型湿式比重選別機の一形態を示した図である。
【図４】図１の非鉄金属回収方法の熱分解工程において使用される熱分解機を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る複合廃棄物中の電子基板から非鉄金属を回収する方法（以下「非鉄金属回収方法」という）について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る非鉄金属回収方法の全体工程を示した模式図である。
【００１１】
（破砕工程）
まず最初に、処理しようとする電子基板（以下「被処理物」という）を所定寸法（例えば、８ｍｍ径）に破砕する破砕工程を実施する。破砕工程においては、通常の破砕機１０を使用してよい。破砕機１０で破砕された被処理物は、適当なスクリーン１２（例えば、風力選別振動スクリーン）に送られる。そして、スクリーン１２において選別され、所定寸法以下のもののみが次工程に供給される。所定寸法以上のものは、破砕機１０に戻され、所定寸法以下になるように破砕される。
【００１２】
なお、破砕工程が効率的に実施されるように、被処理物は、定量フィーダ１４を介して一定量が破砕機１０に供給されるようになっている。
【００１３】
（金属除去工程）
次いで、所定寸法以下に破砕された被処理物から磁性金属片を除去する金属除去工程を実施する。金属除去工程においては、磁気選別機１６を用いて、被処理物中の磁性金属片を磁着させて除去する。磁気選別機１６は、通常のものを使用してよい。
【００１４】
（湿式比重選別工程）
次いで、磁性金属片が除去された被処理物を比重毎に選別する湿式比重選別工程を実施する。湿式比重選別工程においては、網下気室型湿式比重選別機１８を使用する。網下気室型湿式比重選別機１８は、それ自体は公知のものであり、主として原炭から良質の石炭を選択的に回収する機械として知られている。
【００１５】
図２を参照して、網下気室型湿式比重選別機１８の動作原理について簡単に説明する。網下気室型湿式比重選別機１８は、選別しようとする物質（被処理物）が入れられる選別室が上方に、水が充填される脈動室が下方に位置し、選別室と脈動室との間に網目が配置されている。脈動室内には、空気を入／出させる空気室が配置されており、空気室内の水位を空気の入／出によって昇降させることにより、選別室内の水位を昇降させることができるようになっており、選別室に入れた被処理物に適切な水の脈動を与えることによって、選別室内に比重別の物質の層が形成されることとなる。
【００１６】
図３は、網下気室型湿式比重選別機１８の一形態を模式的に示した断面図である。網下気室型湿式比重選別機１８は、被処理物が投入される選別室１８ａと、選別媒体（例えば水）が充填される脈動室１８ｂと、選別室１８ａと脈動室１８ｂとの間に配置される網目１８ｃと、空気室１８ｄとを備えている。選別室１８ａの上部には被処理物の投入口１８ｅ、選別室１８ａの側部には被処理物の排出路１８ｆ（本例では、上下２つ設けられている）、脈動室１８ｂの底部には重比重物が溜まるボックス１８ｇがそれぞれ設けられており、重比重物を搬出するための搬出路（例えば、バケットエレベータ）１８ｈがボックス１８ｇから上方に延びている。
【００１７】
網下気室型湿式比重選別機１８による湿式比重選別工程は、以下のように行われる。磁性金属片を除去された被処理物が、投入口１８ｅを介して選別室１８ａ内に投入される。次いで、空気室１８ｄ内の水位を空気の入／出によって昇降させて選別室１８ａ内の被処理物に水の脈動を与えることによって、選別室１８ａ内に、非鉄金属を含む重比重物の層、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の層、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のプラスチックの層が徐々に形成される。そして、非鉄金属を含む重比重物は、網目１８ｃを通して落下しボックス１８ｇに溜まる。
【００１８】
被処理物は、上述のように、非鉄金属を含む重比重物、ＰＶＣ、及びＰＥ、ＰＰ等のプラスチックに選別される。非鉄金属を含む重比重物は、ボックス１８ｇから搬出路１８ｈを介して水切りスクリーン２０に送られ、そこで水分を除去した後、次工程に送られる。水切りスクリーン２０は、通常のものを使用してよい。ＰＶＣは、下部排出路１８ｆから選別室１８ａ外に排出され、廃棄処分等に処される。ＰＥ、ＰＰ等のプラスチックは、上部排出路１８ｆから選別室１８ａ外に排出され、その全部又は一部が次工程に送られる。
【００１９】
湿式比重選別工程において被処理物中からＰＶＣが除去されるため、次工程である熱分解工程における塩素ガスの発生が防止される。これにより、熱分解機の内筒の内壁が塩素ガスに曝されることがなくなるため、内筒の耐用年数が短くなる事態が回避される。
【００２０】
（熱分解工程）
次いで、水切りされた非鉄金属を含む重比重物を熱分解する熱分解工程を実施する。熱分解工程では、ＰＥ、ＰＰ等のプラスチックと非鉄金属とが分離される。
【００２１】
図４に示される熱分解機２２は、熱分解工程で使用される熱分解機の一形態を示したものであり、本発明者のうち１名が開発したものである。熱分解機２２は、特許第３７８１３７９号公報に詳細に記載されているが、構成要素および作動について簡単に説明する。
【００２２】
熱分解機２２は、円筒形の外筒２２ａと、外筒２２ａ内に回転可能に配置された内筒２２ｂと、外筒２２ａと内筒２２ｂとの間に配置された加熱手段２２ｃと、内筒２２ｂを回転させるための回転機構２２ｄと、内筒２２ｂの一方の端（図４では左端）に配置された被処理物供給手段２２ｅと、内筒２２ｂの他方の端（図４では右端）に配置された取出口２２ｆとを備えている。内筒２２ｂの中心軸線は、図４で見て左端が高く右端が低くなるように傾斜している。内筒２２ｂの両端は、断熱材２２ｇ、２２ｈで被覆されている。回転機構２２ｄは、駆動モータ２２ｄ１と、断熱材２２ｇの外周面に固定された歯車２２ｄ２と、駆動モータ２２ｄ１の回転駆動を歯車２２ｄ２に伝える伝動手段２２ｄ３と、内筒２２ｂを回転可能に支持するためのコロ２２ｄ４とを有する。被処理物供給手段２２ｅは、ホッパ２２ｅ１と、スクリューフィーダ２２ｅ２とを有する。内筒２２ｂの内部には、タール分解手段２２ｉが設けられている。タール分解手段２２ｉは、熱分解工程で発生する未処理ガスからタールを除去するための装置であり、停留室２２ｉ１と、邪魔板２２ｉ２と、蓋２２ｉ３とを有する。
【００２３】
熱分解機２２はまた、取出口２２ｆに接続された２次分解部２２ｊを備えている。２次分解部２２ｊは、任意的な部分であり、貯蔵容器２２ｊ１と、ガス排出口２２ｊ２と、排出手段２２ｊ３と、２次加熱手段２２ｊ４とを有する。
【００２４】
熱分解機２２による熱分解工程は、以下のように行われる。被処理物（水切りスクリーン２０で水分が除去された非鉄金属を含む重比重物、比重選別されたＰＥ、ＰＰ）がホッパ２２ｅ１、スクリューフィーダ２２ｅ２を介して内筒２２ｂに供給される。内筒２２ｂに供給された被処理物は、加熱手段２２によって実質的に無酸素状態で加熱（４００°Ｃ〜７００°Ｃ）されるが、内筒２２ｂが傾斜配置され、かつ、回転しているため、被処理物は徐々に熱分解されながら、取出口２２ｆに移動する。被処理物は、熱分解の過程でＰＥ、ＰＰ等のプラスチックと非鉄金属とに分離され、プラスチックは炭化物となる。このようにして分離された非鉄金属と炭化物は、次工程に送られる。
【００２５】
被処理物の熱分解の過程で発生した可燃性ガスは、ガス排出口２２ｊ２を介して、軽油とガスの両方を燃料とすることができるデュアル発電機２４に送られて、本方法に用いられる設備（破砕機１０、網下気室型湿式比重選別機１８、２６、熱分解機２２など）の稼働に供される。圧縮装置や冷却装置（いずれも図示せず）を用いて可燃性ガスを液化すれば、デュアル発電機２４の代わりに、ディーゼル発電機を使用することもできる。また、可燃性ガスを発電機に送るのではなく、熱分解機２２の加熱手段（例えば、ＬＰＧバーナー）２２ｃに供給し加熱手段の燃料源として使用してもよい。
【００２６】
（残渣分別工程）
次いで、非鉄金属と炭化物とを分別する残渣分別工程を実施する。残渣分別工程においては、網下気室型湿式比重選別機２６を使用する。網下気室型湿式比重選別機２６は、湿式比重選別工程において使用された網下気室型湿式比重選別機１８と実質的に同様な構成のものである。
【００２７】
分別された非鉄金属は、水切りスクリーン２８で水分を除去した後に精錬所に送られる。炭化物は、再生処理など所望の用途に供される。
【００２８】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、前記実施の形態において説明され図示された網下気室型湿式比重選別機と熱分解機は、単なる一例にすぎず、同様な効果を得ることができるものであれば、他の構成の比重選別機、熱分解機を用いてもよい。
【００３０】
また、水切りスクリーン２０、２８で除去された水は、貯水タンク（図示せず）に一時的に貯水し、必要時に網下気室型湿式比重選別機１８、２０において選別媒体として使用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  破砕機
１２  スクリーン
１４  定量フィーダ
１６  磁気選別機
１８  網下気室型湿式比重選別機
１８ａ  選別室
１８ｂ  脈動室
１８ｃ  網目
１８ｄ  空気室
１８ｅ  投入口
１８ｆ  排出路
１８ｇ  ボックス
１８ｈ  搬出路
２０  水切りスクリーン
２２  熱分解機
２２ａ  外筒
２２ｂ  内筒
２２ｃ  加熱手段
２２ｄ  回転機構
２２ｅ  被処理物供給手段
２２ｆ  取出口
２２ｇ  断熱材
２２ｈ  断熱材
２２ｉ  タール分解手段
２２ｊ  ２次分解部
２４  発電機
２６  網下気室型湿式比重選別機
２８  水切りスクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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