(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属と非金属を含む金属複合廃材を破砕して得た篩下粉粒体から鉄系金属を除去した後、吸引装置を付設した渦電流選別機により、非鉄金属を含む粗粒精鉱と非金属を主体とする細粒尾鉱とに分別し、引き続き前記吸引装置において、前記細粒尾鉱からなる粉粒体を非鉄金属を含む非吸引精鉱と軽量部の非金属を主体とする吸引尾鉱とに分別することを特徴とする金属複合廃材からの有価金属の回収方法。
【請求項２】
前記渦電流選別機は磁石を周設したロータにドラムを外装したローター部にコンベアベルトを掛け渡してなり、前記吸引装置は渦電流選別機の前記ローター部側の端部に近接した前方に仕切り板を配設して空間を構成し、該空間内に吸引ノズルを設けてなり、前記コンベアベルトから落下する粉粒体の軽量部を吸引させることを特徴とする請求項１に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法。
【請求項３】
前記金属複合廃材が廃電子基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法。
【請求項４】
前記金属複合廃材から回収される非鉄金属が銅であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法。
【請求項５】
磁石を周設したロータにドラムを外装してなるローター部にコンベアベルトを掛け渡してなり、金属複合廃材による粉粒体から非鉄金属を含む粗粒精鉱を分離する渦電流選別機と、該渦電流選別機のローター部前方の囲われた空間内に吸引ノズルを配設し、前記粗粒精鉱を分離して落下する粉粒体から軽量の非金属部を吸引して非吸引精鉱を分離する吸引装置と、該吸引装置の吸引経路内に介設され、前記非金属部を回収する集塵装置とからなることを特徴とする金属複合廃材からの有価金属の回収装置。
【請求項６】
前記集塵装置が、サイクロン手段とバグフィルタ手段とからなることを特徴とする請求項５記載の金属複合廃材からの有価金属の回収装置。
【請求項７】
前記金属複合廃材が廃電子基板であることを特徴とする請求項５または６に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃家電製品、廃ＯＡ機器およびその製造工程等から排出される廃電子基板等金属複合廃材に含有する有価金属、特に、銅を効率的に回収する処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃電子基板類は、ガラス、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の非金属と金属が分離が困難な状態で混在する金属複合廃材になっており、金属としては、非鉄金属特に導電性パターンとして銅材が多く含まれている。また、このような金属複合廃材からの有価金属回収方法においては、破砕した金属複合廃材から鉄金属分と非鉄金属分を分離するための磁力選別機と渦電流選別機（非鉄金属選別機）が多用されている。
【０００３】
例えば、特開平８−１９７７１号公報には、廃自動車、廃家電製品等の処理方法として、これらの金属複合廃材をシュレッダーで破砕し、磁力選別機で鉄分を回収した後、非鉄金属選別機または重液選別機によって非鉄金属を回収し、さらに、ロッドミル等押圧破砕機で処理して金属分を偏平にしてスクリーンにより金属分を篩別し、引き続き非鉄金属選別機により鉄金属粒子と非鉄金属粒子を分別する技術、また、特開平９−７５８５３号公報には、廃自動車、家電製品等のシュレッダーダストを磁力選別機と非鉄金属選別機により金属分を分別した後、その残渣および集塵ダストを焼却処理し、押圧破砕機で処理して金属分を偏平にし、風力選別機を経由して得られた金属分をさらに磁力選別機と非鉄金属選別機により鉄粒子と非鉄金属粒子とに分離して回収する技術が開示されている。
【０００４】
渦電流選別機は、例えば磁石を備えて回転するロータが絶縁性のドラムで褶動自在に外装されてローター部を構成し、このドラムと対をなして回転する駆動ローラとの間に処理原料を搬送するコンベアベルトが掛け渡されており、前記ロータが高速で回転することによりコンベアベルト上に強力な交番磁界を発生させるものである。したがって、コンベアベルトによって搬送されてきた導電性非鉄金属粒子はローター部上で交番磁界内におかれることにより該非鉄金属粒子の表面に渦電流が発生し、前記ロータの磁界がこの渦電流による磁界と反発して前記非鉄金属粒子を瞬時にはね飛ばすことになる。このような渦電流選別機は、前記のような自動車廃材や産業廃棄物等からの非鉄有価金属の回収のほか不燃ゴミからのアルミニウム缶の回収、電子部品廃棄物や石炭焼却灰からの非鉄有価金属の回収、さらには、ガラスカレットとアルミニウム・鉛等の分離等アルミニウムや銅等非鉄有価金属を鉄、ガラス、合成樹脂等から分別するために広範囲に利用されるようになってきている。
一方、金属複合廃材である廃電子基板を処理する場合、銅を回収するべく単体分離性を高めるため、粉砕度を上げて粒子を細かくする必要があり、少なくとも１〜２ｍｍ径以下にする必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記渦電流選別機においては、１〜２ｍｍ径以下のような微細な粉粒体材料を扱う場合には、搬送するコンベアベルトに粉体材料が付着しやすい、粉塵が発生しやすい、また、金属と非金属間の分離性が悪い等の問題があった。
このような細かい粉粒体材料に対しては、静電選別機や、揺動テーブル等の選別手段もあるが、静電選別機の場合には、処理量が限られ、かつ設備費が高く、また、操業管理が難しいという問題があり、揺動テーブルの場合には、排水処理設備が必要で、また、乾燥処理を必要とする等設備上の不利点が多いという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、上記の諸問題に鑑み、静電選別機や揺動テーブルによらない比較的簡単な手段により、１〜２ｍｍ径以下というような、細かい粉粒体材料にも適用でき、したがって、廃電子基板等金属複合廃材からの銅等重金属材の回収手段としても好適な金属複合廃材の処理方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明者等は鋭意検討した結果、渦電流選別機により、金属複合廃材の粉粒体を金属主体の粗粒精鉱と非金属を主体とする細粒尾鉱とに分別した後、落下途上の粉粒体に対して細粒尾鉱側から吸引操作を施すことにより、結果的に細粒尾鉱中の非金属を吸引できることが確認され、その結果金属の回収率を上げることが可能となるに至った。すなわち、本発明は、第１に、金属と非金属を含む金属複合廃材を破砕して得た篩下粉粒体から鉄系金属を除去した後、吸引装置を付設した渦電流選別機により、非鉄金属を含む粗粒精鉱と非金属を主体とする細粒尾鉱とに分別し、引き続き前記吸引装置において、前記細粒尾鉱からなる粉粒体を非鉄金属を含む非吸引精鉱と軽量部の非金属を主体とする吸引尾鉱とに分別することを特徴とする金属複合廃材からの有価金属の回収方法を、第２に、前記渦電流選別機は磁石を周設したロータにドラムを外装したローター部にコンベアベルトを掛け渡してなり、前記吸引装置は渦電流選別機の前記ローター部側の端部に近接した前方に仕切り板を配設して空間を構成し、該空間内に吸引ノズルを設けてなり、前記コンベアベルトから落下する粉粒体の軽量部を吸引させることを特徴とする前記第１に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法を、第３に、前記金属複合廃材が廃電子基板であることを特徴とする前記第１または第２に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法を、第４に、前記金属複合廃材から回収される非鉄金属が銅であることを特徴とする前記第１〜第３のいずれかに記載の金属複合廃材からの有価金属の回収方法を、第５に、磁石を周設したロータにドラムを外装してなるローター部にコンベアベルトを掛け渡してなり、金属複合廃材による粉粒体から非鉄金属を含む粗粒精鉱を分離する渦電流選別機と、該渦電流選別機のローター部前方の囲われた空間内に吸引ノズルを配設し、前記粗粒精鉱を分離して落下する粉粒体から軽量の非金属部を吸引して非吸引精鉱を分離する吸引装置と、該吸引装置の吸引経路内に介設され、前記非金属部を回収する集塵装置とからなることを特徴とする金属複合廃材からの有価金属の回収装置を、第６に、前記集塵装置が、サイクロン手段とバグフィルタ手段とからなることを特徴とする前記第５記載の金属複合廃材からの有価金属の回収装置を、第７に、前記金属複合廃材が廃電子基板であることを特徴とする前記第５または第６に記載の金属複合廃材からの有価金属の回収装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では廃電子基板等非鉄金属と非金属からなる金属複合廃材から銅等非鉄有価金属を回収する。廃電子基板等を全量２ｍｍ径以下に粉砕し単体分離（銅等有価金属と他成分の分離）を高めたものを渦電流選別機の選別対象とする。２ｍｍ径以上では、基板に金属が着いているものが多く、殆ど金属は単体分離されない。この渦電流選別機は、前記したように非鉄金属選別機としても知られるベルト式のもので、交番磁界を発生させるロータ上における磁気反発による非鉄金属の分離作用を利用するものである。
【０００９】
本発明では、吸引装置として渦電流選別機のロータ側の前方に仕切り板を設け、この仕切り板で区画された空間に吸引ノズルを配置する。すなわち、渦電流選別装置との連係作用で、渦電流選別処理後の細粒分について、空気吸引手段で細粒系中の質量や密度の小さい非金属分を吸引することにより金属分とのさらなる分離を図り、金属の回収率を向上させるものである。仕切り板は吸引ノズルの吸引効率を高め、また、粉体の飛散を抑制する。単体分離された金属部の嵩密度は銅の場合、４〜５ｇ／ｃｍ3 あり、逆にガラス・プラスチック類は、１〜２ｇ／ｃｍ3 で吸引力は、これと渦電流による反発力とを調整して決定するのが好ましい。なお、吸引装置内が全面囲われている場合は、この仕切り板を略することもできる。
渦電流選別機の運転条件は、処理原料に対応したベルトスピード、渦電流発生ロータ回転数等の組合わせにより選定されるが、また、これらの条件に、前記仕切り板の位置をもあわせ考慮する。
【００１０】
渦電流選別で金属を含む粗粒系と分けられた細粒系は、廃電子基板の場合、微細なガラス、合成樹脂、プラスチック及び金属類の混合物である。この中で金属類は他に比べ比較的粒子が大きい。これは金属の性質によるものと思われる。したがって、高密度、高質量の金属は吸引され難く、低密度、低質量のガラス、合成樹脂、プラスチック等は吸引されやすく、吸引手段により金属と他の成分の分離が可能となるものである。
【００１１】
廃基板からの銅の回収処理においては、銅の品位、回収率を高める必要から銅と他成分の単体分離度を高める必要がある。必然的に渦電流選別では細かくなり過ぎ、ベルト付着、粉塵発生、分離性の低下が問題となったが、本発明のように、渦電流選別機の仕切り板で分けられる空間内に吸引装置を設けることにより、従来、分離が難しかった細粒系の銅と他物質との分離が可能となった。且つ、粉塵発生やベルト付着物の防止も可能となった。
装置としても、仕切り板で分けられる空間内に吸引ノズルを設け、サイクロン等を介して吸引ブロワーで吸引させるだけなので、簡単であり、スペース、設備費も最小にできる。また、吸引物はサイクロン等により回収でき再資源化の用途もある。
【００１２】
本発明の吸引装置を付設した選別装置を図１および図２によって具体的に説明する。図示しない架台に一対にロータ１と駆動ローラ２とがそれぞれ回転自在に取り付けられ、ロータ１は外周に極性が交互に変化するように複数の磁石１ａ，１ｂを配置してなり、さらにロータ１の外周にはドラム３を褶動自在に周接させ、ローター部４に構成してある。そして、駆動ローラ２とドラム３には、エンドレスにコンベアベルト５が掛け渡され、図示しないモータにより駆動ローラ２を介してコンベアベルト５が周回するようにしてある。そして、前記ロータ１は、別個の駆動モータによって前記ドラム３と、したがってコンベアベルト５とは、反対方向にも回転できるようにし、渦電流選別機Ａを構成するようにしてある。
【００１３】
すなわち、この渦電流選別機Ａにあっては、ロータ１をコンベアベルト５と反対方向に回転させてコンベアベルト５上に交番磁界が形成されるようにしておき、フィーダ６によって駆動ローラ２側に導電性金属粉粒体を含む被処理粉粒体ａを供給する。被処理粉粒体ａは、コンベアベルト５により搬送され、ローター部４上に至って磁界を切ることによって被処理粉粒体ａ中の金属粉粒体表面に渦電流が発生する。この渦電流によって生ずる磁界は、常にロータ１の交番磁界と同極となるので、前記金属粉粒体は、瞬間的にコンベアベルト５からはじき飛ばされることになる。したがって、交番磁界により渦電流を生じない合成樹脂等非導電体と分離されることになる。
なお、被処理粉粒体ａに鉄系磁性体が混入していると、この鉄系金属磁性体がローター部４に滞留して渦電流によって発熱し、コンベアベルト５やロータ１を損傷するので、鉄系金属磁性体はあらかじめ被処理粉粒体ａから除いておく必要がある。
【００１４】
本発明では、渦電流選別機Ａのローター部４の前方下部に粉粒体の吸引装置Ｂを設ける。すなわち、ローター部４の前方に落下する金属粉粒体（粗粒精鉱ｂ）の外方側に沿う形に仕切り板７を設けると共に、流下する粉粒体（細粒尾鉱ｃ）の内方側に沿う形にすなわちローター部４のやや前方下部に粉粒体を吸引する吸引ノズル８を設ける。図２のように、この吸引装置Ｂの吸引ノズル８は長方形の開口を有し、その開口を落下する粉粒体流側に、すなわち前方に向けて固定する。その横幅はコンベアベルト５の幅より若干大とし、縦幅を狭くした長方形面で吸引させるようにする。この吸引装置Ｂにおいては、図示しない吸引ブロワーによって吸引が行われるが、その吸引経路にサイクロン９を介在させ、吸引した粉粒体からさらに金属分を回収できるようにしている。また、落下する粗粒精鉱ｂと細粒尾鉱ｃとの間に中間仕切り板１２を設置し、両者の分離を図っている。この中間仕切り板１２の高さは可変としてあるが、吸引ノズル８の吸引口より下部であれば粗粒精鉱ｂへの吸引効果が大きくなるので好ましい。
【００１５】
このような吸引装置Ｂを付設した渦電流選別機Ａによる選別処理によれば、フィーダ６により供給された被処理粉粒体ａはコンベアベルト５により搬送されてローター部４上に至り、ローター部４上において渦電流作用を生じた含有金属粉粒体に前方に飛ばされ、仕切り板７に沿ってその内側を落下することになる。この仕切り板７に沿って落下する粉粒体には非金属分も含まれるが、金属分が比較的多く含まれ、また比較的粗粒分が多いので、粗粒精鉱ｂとして下方に設けた粗粒回収ホッパ１０に蓄留される。
【００１６】
ロータ１による交番磁界の影響を受けない非導電性の粉粒体は細粒尾鉱ｃとして通常の落下軌跡で内側に落下するが、ローター部４側を落下するこの細粒尾鉱ｃにはなお比較的細粒の金属分が巻き込まれており、比較的軽量で細かく落下速度が緩い非金属粉粒体を、吸引ノズル８に吸引させて分離させることにより、金属分を濃縮された形でそのまま落下する非吸引粉粒体を得ることができ、この非吸引粉粒体は非吸引精鉱ｄとして、下方に設けた細粒回収ホッパ１１に蓄留させる。この非吸引精鉱ｄは前記粗粒精鉱ｂと共に金属回収処理に供する。吸引ノズル８によって吸引された軽量の吸引粉粒体は、さらに、サイクロン９で捕集されるものと、サイクロン９を経由して図示しないバグフィルタで捕集されるものとに分別される。サイクロン９で捕集されるものには、なお、若干の細かい金属分が含有されているので、資源として回収され別途処理される。バグフィルタで回収する粉体は、殆どがガラス粉等非金属である。
【００１７】
前記吸引ノズル８の吸引は、微粒子等比較的ガラスやプラスチックが多く金属が少ないローター部４側すなわち落下粉粒体流の細粒尾鉱側からの吸引でありガラス・プラスチック類と金属類との効率的な分別が可能である。
また、この吸引装置Ｂを付設した渦電流選別機Ａによれば、供給される被処理粉粒体ａが細粉化している場合にあっても、従来のように、粉体がコンベアベルト５に付着したままで金属粉粒体の分離を妨げる、また、金属粉粒体と共に軽量の非導電体粉が粉塵状態に舞い上がって相互分離性が悪くなるといった問題がなくなった。
【００１８】
【実施例】
以下、前記吸引装置Ｂを付設した渦電流選別機Ａを適用した本発明の廃電子基板からの銅回収方法の実施例を図３のフロー図により説明する。
廃電子基板は、２ｍｍ目篩付オリエント社製竪型粉砕機にかけ、２ｍｍ径以下にまで破砕する。破砕し難い２ｍｍ目以上の異物があれば系外に除く。前記粉砕機からの２ｍｍ篩下粉粒体は磁選機にかけ、鉄系金属からなる磁着物を回収してリサイクル資源とする。ただし、本実施例では、処理対象の廃電子基板が鉄含有率の低い非実装廃基板であったので、前記粉砕機にかけ、２ｍｍ径以下の粉粒体とした後、磁選工程を省略し、直接、渦電流選別機にかけている。この渦電流選別機は図１と図２に示した吸引装置Ｂ付設の渦電流選別機Ａであり、ロータ１の径が３００ｍｍ、ロータ１の有効幅が３００ｍｍ、コンベアベルト５の幅は４００ｍｍで、ベルト速度を４０ｍ／分に、ロータ１の回転数は２４００回転／分に調整した。吸引装置Ｂの吸引ノズル８は開口部が３５×４５０ｍｍのものを用い、上縁位置を前記水平延長線から４０ｍｍ下方でローター部４から１０ｍｍ離間した位置とした。また、吸引ノズル８の吸引速度は２５ｍ／秒に設定した。
【００１９】
渦電流選別機Ａにより、ローター部４から離れて落下した銅分を多く含む粗粒体が仕切り板７の内方側に沿い、あるいは近接して落下し、粗粒精鉱ｂとして粗粒回収ホッパ１０に回収された。この粗粒精鉱ｂと分離された状態のローター部側の細粉粒体は通常の落下軌跡にしたがって細粒尾鉱ｃとして落下し、その落下途上において引き続き吸引装置Ｂにかけられた。
この時、細粒尾鉱ｃの内、比較的銅分が多く含まれている粉粒体や、比較的重い粉粒体は、吸引ノズル８の吸引を免れ、非吸引精鉱ｄとしてそのまま落下し、細粒回収ホッパ１１に蓄留された。この非吸引精鉱ｄは、前記粗粒精鉱ｂと併せて銅回収工程に供給した。
【００２０】
落下時に吸引ノズル８により吸引された微粉粒体は、軽い樹脂等の非金属粉粒体を多く含み、吸引尾鉱として、さらに、サイクロン９を経由して、サイクロン９に捕集された含銅粉体とサイクロン９を逸出してバグフィルタに捕集された非金属粉体に分離された。前記含銅粉体は、なお若干の銅分を含むので回収のため、別途処理に供される。
【００２１】
上記の処理による被処理廃電子基板と回収物の物量収支を図４に示した。
渦電流選別機による選別処理で、被処理廃電子基板による粉粒体から、被処理廃電子基板の含有銅の８４．２％分が、４８．９％の高品位で粗粒精鉱に回収された。
残部の銅を含む細粒尾鉱をさらに吸引選別処理にかけることにより銅品位が４０．１０％の非吸引精鉱が回収できた。すなわち、この吸引選別処理により、被処理廃電子基板の含有銅の内の１０．４％を回収することができた。
【００２２】
表１に、渦電流選別処理に続いて吸引選別処理を取り入れた場合の回収物すなわち精鉱（粗粒精鉱と非吸引精鉱を合わせたもの）と尾鉱（吸引尾鉱）の回収内容を示し、表２に渦電流選別処理のみで吸引選別処理を取り入れない場合の回収物すなわち精鉱（粗粒精鉱）と尾鉱（細粒尾鉱）の回収内容を示した。この表１と表２との比較から分かるように、吸引選別処理を行わない場合の銅の回収率は８４．２％であったが、吸引選別を行うことにより、銅品位が殆ど変わらない精鉱態で銅が回収され、このまま銅精練工程に投入可能なものとなった。また、被処理廃電子基板からの銅の回収率は９４．６％にも達した。
【００２３】
【表１】
吸引選別処理を取り入れた場合の回収物
0004366513.tif 000002
【００２４】
【表２】
吸引選別処理を取り入れない場合の回収物
0004366513.tif 000003
【００２５】
【発明の効果】
渦電流選別機の前方に、仕切り板によって仕切った空間を設け、この空間に吸引ノズルを設けるという簡単な吸引装置手段を付設した渦電流選別機により、金属複合廃材を１〜２ｍｍ径以下にまで破砕した細粉粒体についても問題なく金属分の分別を進めることができ、廃材における金属の細粒化に伴う単体分離性の向上が期待できることと相俟って、廃材からの非鉄有価金属の回収率が向上するという効果が得られる。
また、本発明方法は、特に、従来細粒化が困難とみられた廃電子基板からの銅の回収に効果的に適用できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸引装置を付設した渦電流選別装置の略正面図である。
【図２】図１の渦電流選別機の略側面図である。
【図３】本発明の実施例による廃電子基板の処理方法を示したフロー図である。
【図４】図３のフロー図に従って処理した廃電子基板と回収物の物量収支を示したフロー図である。
【符号の説明】
Ａ      渦電流選別機
Ｂ      吸引装置
１      ロータ
２      駆動ローラ
３      ドラム
４      ローター部
５      コンベアベルト
６      フィーダ
７      仕切り板
８      吸引ノズル
９      サイクロン
１０      粗粒回収ホッパ
１１      細粒回収ホッパ
１２      中仕切り板
ａ      被処理粉粒体
ｂ      粗粒精鉱
ｃ      細粒尾鉱
ｄ      非吸引精鉱
【図１】
0004366513.tif 000004
【図２】
0004366513.tif 000005
【図３】
0004366513.tif 000006
【図４】
0004366513.tif 000007