(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュレッダーダストを乾留処理して乾留ガスと乾留残渣に分離し、乾留残渣を、チャー及び各種金属類に選別して回収するように処理するシュレッダーダストの乾留残渣処理方法において、上記乾留残渣を、破砕工程にて破砕した後、該乾留残渣の破砕物よりチャー分離工程でチャーと金属類とを分離し、次に、該金属類より鉄回収工程にて鉄を回収し、しかる後、高磁力選別工程にて、強磁界下で非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別することを特徴とするシュレッダーダストの乾留残渣処理方法。
【請求項２】
シュレッダーダストを乾留処理する乾留炉の下流側に、該乾留炉で乾留ガスより分離されて排出される乾留残渣を破砕するための破砕機と、該破砕機で破砕された乾留残渣よりチャーを分離するためのチャー分離機と、チャーを分離した後の金属類より鉄を回収するための鉄回収機とを順に備え、更に、該鉄回収機で鉄を回収した後の非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを、強磁界下でそれぞれの磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別するための高磁力選別機を備えた構成を有することを特徴とするシュレッダーダストの乾留残渣処理装置。
【請求項３】
高磁力選別機を、表面に所要の強磁界を有する高磁力ドラムと、該高磁力ドラムのトップに非鉄金属類を供給するためのフィーダと、上記高磁力ドラムの回転方向下流側位置に設置したスクレーパとを備えてなる構成とした請求項２記載のシュレッダーダストの乾留残渣処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃家電等のシュレッダーダストを乾留処理して乾留ガスより分離された乾留残渣中のチャー及び各種金属類を選別して回収するためのシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置に関するもので、特に、銅を高純度で回収することができるシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄すべき冷蔵庫、エアコン、テレビ、洗濯機等の家電製品（廃家電）を処理する場合を一例として説明すると、通常、廃家電を処理する場合は、回収した廃家電をシュレッダー工場にてシュレッダーにかけて細かく破砕し、破砕処理されたシュレッダーダストをそのまま埋設処分するか、若しくは、焼却処理した後に埋設処分する方法が採られていた。
【０００３】
しかしながら、埋設処分には埋立地不足の問題があると共に、上記シュレッダーダスト中には銅線をはじめ鉄やアルミ等の有用な各種金属類が含まれており、これらをリサイクルする必要があるばかりでなく、シュレッダーダスト中に含まれるプラスチック類も熱源として有効利用することが提案されてきている。
【０００４】
このようなシュレッダーダストの処理方法の一例としては、特開平１１−０５７６５１号公報に示されたものがある。これは、図５に概略を示す如く、シュレッダーダスト１を乾留炉（熱分解炉）２に挿入し、該乾留炉２で乾留処理することによりプラスチック類等を熱分解させた後、乾留ガス（熱分解ガス）３と乾留残渣（熱分解残渣）４とに分離されて取り出されるようにし、上記乾留ガス３は、図示しない熱分解炉に送って燃焼させることにより、上記乾留炉２を加熱するための空気を加熱する熱源として利用させるようにし、一方、乾留炉２から排出される乾留残渣４は、先ず、破砕機５による破砕工程Ｉで破砕することにより、該乾留残渣４中に含まれるワイヤー状の物体、たとえば、銅線等を切断して、下流側のチャー分離工程IIで比重の軽いチャー６を風力選別する際に、上記銅線等が絡み合って見かけ体積に対して比重の軽い鳥の巣状の固まりとなってチャー６とともに飛ばされることのないようにし、次に、チャー分離機７によるチャー分離工程IIにて、上記破砕機５で破砕された小さいサイズの乾留残渣４ａ中のチャー６と金属類８とを風力選別させてチャー６を分別し、次いで、金属類８は磁力選別機の如き鉄回収機９による鉄回収工程IIIに導いて金属類８から鉄１０を磁力選別して回収するようにし、しかる後、残る非鉄金属類１１を渦電流選別機１２による渦電流選別工程IVに導いて、非鉄金属類１１中の銅１３を選別して回収して処理させるようにしたものである。
【０００５】
ところで、通常、磁石に付かないといわれているステンレスも破砕等の加工が行われると、組織が一部変化して弱磁性体となることが知られている。
【０００６】
かかるステンレスの性質に着目して、廃家電の破砕物中の鉄、ステンレス、銅、アルミ等の各種金属類を選別して回収する方法の一例が特開平８−５２４４９号公報に示されている。これは、図６に示す如く、鉄系、非鉄系の金属が混在する廃棄物１４を破砕機１５で破砕した後、破砕された廃棄物１４ａを磁力選別機１６に送って磁性体からなる鉄１７を分別した後、より強力な磁力を発生させる磁力選別機であるステンレス選別機１８で弱磁性体たるステンレス１９を分別し、次いで、渦電流選別機２０で非鉄金属類２１とプラスチック類２２を選別し、非鉄金属類２１は比重差選別機２３に導いて銅２４とアルミ２５とその他の非鉄金属類２６とに分別して回収させるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５の方法では、シュレッダーダストの乾留残渣４よりチャー６及び鉄１０を選別除去した後の非鉄金属類１１を、渦電流選別機１２に導いて渦電流選別工程IVを行わせるようにしているが、該渦電流選別機１２は、処理対象物の電気伝導性を利用して非鉄金属（良伝導体）に渦電流を誘起し、それによって発生する反発力によりガラスや陶器等の非金属（非伝導体）と、非鉄金属とを分別するものであることから、ともに良伝導体の非鉄金属である銅１３とアルミとを分離することができず、したがって、処理すべきシュレッダーダスト１にアルミが含まれていた場合には、回収される銅１３にはアルミが混入して銅としての純度が低下するという問題がある。更に、ステンレスは、鉄回収機９による磁力選別では選別されずに渦電流選別機１２に導かれることになるが、この際、上流側の破砕工程Ｉにおける破砕処理によって弱磁性体となったステンレス片が、その磁力により該渦電流選別機１２のベルトに吸着することがあり、この場合、該吸着したステンレス片によって渦電流選別機１２のベルトが損傷する虞があるという問題がある。
【０００８】
一方、図６の方法では、金属単体としての鉄やステンレス、銅、アルミはそれぞれ選別することはできるが、一般にプラスチック類により被覆されている銅線は、渦電流選別機２０ではプラスチック類として選別されてしまうことから、銅線を銅２４として回収することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明者はベルトが損傷する虞のある渦電流選別機を用いることなく、銅とアルミとを効率よく選別することができると共に、銅線の銅も回収することができるようにするための工夫、研究を重ねた結果、銅とアルミとの磁性の相違に基づく強磁界条件下における挙動の違いを見出し、本発明をなした。
【００１０】
したがって、本発明の目的とするところは、渦電流選別機を用いることなく銅とアルミとを効率よく選別することができて、銅を高純度で回収することができ、更に、銅線からも銅を回収することができるシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、シュレッダーダストを乾留処理して乾留ガスと乾留残渣に分離し、乾留残渣を、チャー及び各種金属類に選別して回収するように処理するシュレッダーダストの乾留残渣処理方法において、上記乾留残渣を、破砕工程にて破砕した後、該乾留残渣の破砕物よりチャー分離工程でチャーと金属類とを分離し、次に、該金属類より鉄回収工程にて鉄を回収し、しかる後、高磁力選別工程にて、強磁界下で非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別するシュレッダーダストの乾留残渣処理方法、及び、シュレッダーダストを乾留処理する乾留炉の下流側に、該乾留炉で乾留ガスより分離されて排出される乾留残渣を破砕するための破砕機と、該破砕機で破砕された乾留残渣よりチャーを分離するためのチャー分離機と、チャーを分離した後の金属類より鉄を回収するための鉄回収機とを順に備え、更に、該鉄回収機で鉄を回収した後の非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを、強磁界下でそれぞれの磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別するための高磁力選別機を備えた構成を有する装置とし、更に、高磁力選別機を、表面に所要の強磁界を有する高磁力ドラムと、該高磁力ドラムのトップに非鉄金属類を供給するためのフィーダと、上記高磁力ドラムの回転方向下流側位置に設置したスクレーパとを備えてなる構成としたシュレッダーダストの乾留残渣処理装置とする。
【００１２】
シュレッダーダストを乾留する乾留炉から排出される乾留残渣は、先ず、破砕工程の破砕機で破砕されて、銅線等のワイヤー状の物体が絡み合ったり他の金属と絡み付くことがないような小さいサイズの乾留残渣とされた後、チャー分離工程のチャー分離機に導かれ、上記乾留残渣中のチャーが風力選別されて回収される。チャーと分離された金属類は鉄回収工程の鉄回収機に送られ、鉄が選別され回収される。鉄が分離された残りの非鉄金属類は高磁力選別工程の高磁力選別機に送られ、ここで、銅とアルミとステンレスとに選別される。該高磁力選別機として高磁力ドラムが用いられる場合に、非鉄金属類が高磁力ドラム上に供給されると、銅とアルミとステンレスでは、それぞれ磁性が異なることから、高磁力ドラムとの吸着力に差異が生じ、反磁性体である銅は高磁力ドラムに吸着しないため高磁力ドラムの前方に落下させられ、常磁性体であるアルミは微弱ではあるが高磁力ドラムに吸着するため高磁力ドラムの下方に落下させられ、より磁化率の大きい常磁性体であるステンレスは高磁力ドラムに吸着した後、スクレーパで掻き取られて高磁力ドラムの後方に落下させられる。したがって、落下位置の違いにより銅とアルミとステンレスとを効率よく分離させて回収することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明のシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置の実施の一形態を示すもので、シュレッダーダスト１を乾留炉２で乾留処理して、生成された乾留残渣４と乾留ガス３とを分離して乾留残渣４を回収した後、該乾留残渣４中のチャー６及び各種金属類を選別して回収するように処理するシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置において、図５に示したものと同様の破砕機５により乾留残渣４を破砕する破砕工程Ｉと、チャー分離機７によりチャー６と金属類８を分離するチャー分離工程IIと、鉄回収機９により鉄１０を選別し回収する鉄回収工程IIIの下流側に、渦電流選別機１２による渦電流選別工程IVを設けることに代えて、上記鉄選別機９で鉄１０を選別した後の非鉄金属類１１を高磁力選別機２７により選別するための高磁力選別工程Ｖを設けて、シュレッダーダスト１の乾留残渣４を破砕工程Ｉで破砕した後、破砕された乾留残渣４ａよりチャー分離工程IIでチャー６の分離を行い、次に、チャー６と分離された金属類８より鉄回収工程IIIで鉄１０を選別して回収し、しかる後、高磁力選別工程Ｖの高磁力選別機２７にて、非鉄金属類１１中の銅２８とアルミ２９とステンレス３０とを、強磁界条件下における各々の磁性の相違に基づく挙動の違いを利用して選別するようにする。
【００１５】
上記高磁力選別工程Ｖで用いる高磁力選別機２７は、図２（イ）（ロ）に示す如く、長手方向に所要間隔、たとえば、１２ｍｍ間隔でN極とS極を交互に備えて表面磁束密度が０．７テスラ程度となるよう構成した高磁力ドラム３１を横方向に配置して、両軸端部を軸受３７にて回転可能に支持させると共に、図示しない駆動装置により図上時計方向（矢印ａ方向）に回転駆動できるようにし、且つ上記高磁力ドラム３１の上方位置に、振動フィーダ３２を設けて、該振動フィーダ３２より上記高磁力ドラム３１のトップの位置Ｔに、非鉄金属類１１を高磁力ドラム３１の長手方向に分散させながら供給できるようにし、又、上記高磁力ドラム３１の回転方向下流側位置（トップＴを始点とした回転方向約２７０°位置）に近接させてスクレーパ３２を設置して、該スクレーパ３２により上記高磁力ドラム３１の表面の吸着物を掻き取ることができるようにしてある。更に、上記高磁力ドラム３１の下方に、該高磁力ドラム３１の平面形状とほぼ対応する平面形状のアルミ回収部３５を設け、該アルミ回収部３５の前側に銅回収部３４を、又、アルミ回収部３５の後側となる上記スクレーパ３２の下方にステンレス回収部３６をそれぞれ設けた構成としてある。
【００１６】
上記において高磁力ドラム３１の表面磁束密度を０．７テスラ程度としたのは、いずれも弱磁性体である銅２８とアルミ２９とステンレス３０に、磁性の違いに基づいた高磁力ドラム３１に対する吸着力の差異を明確に発現させるためで、この場合、反磁性体である銅２８は高磁力ドラム３１に吸着せず、常磁性体であるアルミ２９は微弱ではあるが高磁力ドラム３１に吸着し、より磁化率の大きい常磁性体であるステンレス３０は高磁力ドラム３１に吸着するようになる。
【００１７】
又、上記破砕工程Ｉで用いる破砕機５としては、たとえば、図３（イ）（ロ）に示す如く、切削屑用二軸剪断破砕機５ａを用いるようにする。切削屑用二軸剪断破砕機５ａは、軸３８の外周にあるねじれ形状の刃部３９が交互にかみ合うように２本の軸３８を平行にケース４０内に配して、該２本の軸３８を各刃部３９がかみ込む方向に回転するようにした構成としてあり、投入口４１より投入された被破砕物を破砕するようにしてある。
【００１８】
更に、上記チャー分離工程IIで用いるチャー分離機７としては、たとえば、図４に示す如く、風力分級機付き遠心ローラミル式粉砕機７ａを用いるようにする。風力分級機付き遠心ローラミル式粉砕機７ａは、駆動装置４２により回転される回転軸４３の上端部に水平アーム４４の中心部を取り付け、該アーム４４の先端に揺動自在に懸垂してあるローラジャーナル４５の下端に、ローラ４６を取り付け、回転軸４３が回転することにより、遠心力によりローラジャーナル４５が外方向に広がり、ローラ４６が固定リング４７の内面に押し付けられることにより、該ローラ４６と固定リング４７との間にて乾留残渣４ａを粉砕するようにした遠心ローラミル本体４８を設け、更に、該遠心ローラミル本体４８の下部に空気４９を送り込むための空気送給部５０を接続し、遠心ローラミル本体４８の上端部に、送り込まれた空気４９により金属類８と分離された後、空気４９で搬送されるチャー６を回収するためのサイクロン５１を接続した構成として、破砕機５で破砕された小さいサイズの乾留残渣４ａを粉砕して、チャー６を微粉化させた後、該微粉化したチャー６を粒径の相違により金属類８から風力選別することができるようにしてある。なお、上記チャー６と分離された金属類８は遠心ローラミル本体４８の下部に設けた図示しない排出口より排出させて回収するようにしてある。
【００１９】
更に又、上記鉄回収工程IIIで用いる鉄回収機９としては、ドラムの表面磁束密度が０．１テスラ程度としてあるドラム式磁選機等の磁力選別機を用いるようにする。
【００２０】
シュレッダーダスト１を乾留処理した後、乾留ガス３と分離されて回収された乾留残渣４は、先ず、破砕工程Ｉで破砕機５により破砕されることにより、銅線等のワイヤーの物体は、鳥の巣状の固まりや他の金属類との絡み付きを生じないサイズにまで切断される。次に、上記破砕工程Ｉで破砕された小さいサイズの乾留残渣４ａは、チャー分離工程IIに導かれ、風力分級機付遠心ローラミル式粉砕機７ａにより粉砕されることで、チャー６は微分とされた後、銅線等の金属類８との粒径の相違により風力選別される。次いで、上記チャー分離工程IIでチャー６と分離された金属類８は鉄回収工程IIIに導かれ、鉄回収機９により、鉄１０が非鉄金属類１１より選別されて回収されるようになり、これにより、下流側の高磁力選別工程Ｖで用いる高磁力選別機２７の高磁力ドラム３１に鉄１０が吸着する虞が解消された後、非鉄金属類１１は高磁力選別工程Ｖに導かれるようになる。
【００２１】
高磁力選別工程Ｖで非鉄金属類１１中の各種金属の選別を行う場合は、高磁力選別機２７の高磁力ドラム３１を１００ｒｐｍ程度の低速で回転させた状態としておき、振動フィーダー３２より高磁力ドラム３１のトップＴに非鉄金属類１１を供給させるようにする。非鉄金属類１１が高磁力ドラム３１上に供給されると、銅２８とアルミ２９とステンレス３０は、それぞれ磁性が異なることから高磁力ドラム３１との吸着力に差異が生じさせられ、この吸着力の差異に基づいて生じる高磁力ドラム３１上での挙動の違いにより選別される。
【００２２】
詳述すると、銅２８は、反磁性体であることから高磁力ドラム３１の磁場に対してこれを打ち消す方向に磁化され、高磁力ドラム３１に全く吸着されないことから、高磁力ドラム３１の回転に伴って前方に投げ出され、これにより銅回収部３４に落下させられて回収されるようになる。
【００２３】
アルミ２９は常磁性体であることから、高磁力ドラム３１の０．７テスラ程度の磁束密度の強力な磁界の下で、微弱ではあるが高磁力ドラム３１に対する吸着力が生じさせられる。したがって、アルミ２９は高磁力ドラム３１に吸着した状態で該高磁力ドラム３１の回転に伴って下方に搬送され、高磁力ドラム３１の前端部位置を通過した後に該高磁力ドラム３１の方向に引かれながら自重により落下させられるか、若しくは、高磁力ドラム３１に吸着したまま該高磁力ドラム３１のボトムまで搬送された後、搬送方向が上方に転じたところで自重により落下させられ、これによりアルミ回収部３５に回収されるようになる。
【００２４】
ステンレス３０は上記アルミ２９より強い磁化率を有した常磁性体であることから、磁力により高磁力ドラム３１に吸着させられることになり、該高磁力ドラム３１の回転によりスクレーパ３３の設置位置まで搬送された後、該スクレーパ３３によって掻き取られて高磁力ドラム３１の表面から離されることにより、ステンレス回収部３６へ落下させられて回収されるようになる。
【００２５】
このように、高磁力選別工程Ｖにおいて銅２８とアルミ２９とステンレス３０とを、それぞれの磁性の違いに基づいて効率よく選別することができることから、回収した銅２８の純度を高めることができる。又、シュレッダーダスト１に銅線が含まれていた場合には、該銅線を覆っているプラスチック類を乾留処理により予め熱分解させて乾留ガス３又はチャー６として分離除去し、銅単体とされた銅線は、鉄回収工程IIIを経て高磁力選別工程Ｖに導かれることで、上記と同様に鉄１０やアルミ２９やステンレス３０と効率よく分離させて高純度で回収することができ、したがって、銅２８の回収物の売却価格を高いものとすることができる。
【００２６】
又、上記高磁力選別工程Ｖで用いる高磁力選別機２７は、ベルトを用いることなく、高磁力ドラム３１に非鉄金属類１１を直接接触させる方式としてあるため、従来、非鉄金属類１１の選別に用いていた渦電流選別機１２の如くベルトが損傷する虞はない。
【００２７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、破砕機５は銅線等のワイヤー状の物体を絡まないように切断することができれば、図３（イ）（ロ）に示した二軸剪断破砕機５ａでなくてもよいこと、チャー分離機７は図４に示した風力分級機付遠心ローラミル式粉砕機７ａを用いることが好ましいが、他の形式の風力分級機付粉砕機でもよく、又、チャー６を粉砕することなく金属類８と風力選別することができれば、風力分級機を用いるようにしてもよいこと、鉄回収機９は、ドラム式磁選機以外の形式の磁力選別機を採用してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置によれば、シュレッダーダストを乾留処理して乾留ガスと乾留残渣に分離し、乾留残渣を、チャー及び各種金属類に選別して回収するように処理するシュレッダーダストの乾留残渣処理方法において、上記乾留残渣を、破砕工程にて破砕した後、該乾留残渣の破砕物よりチャー分離工程でチャーと金属類とを分離し、次に、該金属類より鉄回収工程にて鉄を回収し、しかる後、高磁力選別工程にて、強磁界下で非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別する方法、及び、シュレッダーダストを乾留処理する乾留炉の下流側に、該乾留炉で乾留ガスより分離されて排出される乾留残渣を破砕するための破砕機と、該破砕機で破砕された乾留残渣よりチャーを分離するためのチャー分離機と、チャーを分離した後の金属類より鉄を回収するための鉄回収機とを順に備え、更に、該鉄回収機で鉄を回収した後の非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスとを、強磁界下でそれぞれの磁性の相違による挙動の相違に基づいて選別するための高磁力選別機を備えた構成を有する装置とし、更に、高磁力選別機を、表面に所要の強磁界を有する高磁力ドラムと、該高磁力ドラムのトップに非鉄金属類を供給するためのフィーダと、上記高磁力ドラムの回転方向下流側位置に設置したスクレーパとを備えてなる構成とした装置としてあるので、非鉄金属類中の銅とアルミとステンレスを効率よく選別することができて、銅の回収物の純度を高めることができ、又、シュレッダーダスト中の銅線は、乾留処理によりプラスチック類を熱分解させて銅単体とさせた後、チャー、鉄、アルミ、ステンレスを分離させることができることから、銅線をも回収することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシュレッダーダストの乾留残渣処理方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明に用いる高磁力選別機を示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】本発明に用いる破砕機の一例の概略を示すもので、（イ）は一部切断正面図、（ロ）は平面図である。
【図４】本発明に用いるチャー分離機の一例の概略を示す一部切断概略側面図である。
【図５】従来のシュレッダーダストの処理装置の一例を示す概要図である。
【図６】従来の廃家電等の廃棄物の処理方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ｉ  破砕工程
II  チャー分離工程
III  鉄回収工程
Ｖ  高磁力選別工程
１  シュレッダーダスト
２  乾留炉
３  乾留ガス
４，４ａ  乾留残渣
５  破砕機
６  チャー
７  チャー分離機
８  金属類
９  鉄回収機
１０  鉄
１１  非鉄金属類
２７  高磁力選別機
２８  銅
２９  アルミ
３０  ステンレス
３１  高磁力ドラム
３２  振動フィーダ（フィーダ）
３３  スクレーパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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