DE10031260B4

DE10031260B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall

Info

Publication number: DE10031260B4
Application number: DE10031260A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Aoki; Tsutomu Hasegawa; Masakatsu Hayashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: DE10031260A1; US6568612B1; TW479007B; KR20010039695A; KR100378385B1; JP3418787B2; JP2001009435A

Abstract

Die Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall weist eine Zerkleinerungseinrichtung zum Verkleinern von Leiterplatten enthaltendem Abfall in Fragmente und eine Leiterplatten-Sortiereinrichtung zum Aussortieren von Leiterplattenfragmenten aus den Fragmenten des von der Zerkleinerungseinrichtung zerkleinerten Abfalls durch Wirbelstromsortierung oder Separierung nach spezifischer Dichte auf, um Schwierigkeiten bei der Trennung von Nichteisenmetallen zu überwinden. Bei dieser Anordnung kann in den Leiterplatten enthaltenes Blei, ohne daß es diffundiert, sortiert und separiert werden. Außerdem kann das Volumen von Leiterplatten, das in Fragmente des übrigen Abfalls, beispielsweise Nichteisenmetallen und Kunststoffen, eingemischt ist, verringert werden. Auch wenn der Leiterplatten enthaltende Abfall durch die Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert wird, ist es möglich, die Qualität der zurückgewonnenen Wertstoffe zu verbessern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorlegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergewinnung von Wertstoffen, die aus Abfall recyclisiert werden können, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Beseitigen von Abfall, einschließlich Leiterplatten, geeignet sind.
Stand der Technik
Im Hinblick auf ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Wertstoffen, die aus Abfall recyclisiert werden können, wurden bezüglich der Art des Abfalls oder der Wertstoffe verschiedene Technologien vorgeschlagen.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 05147040 A offenbart ein Abfallbeseitigungsverfahren für ausgemusterte Haushaltsgeräte, wie Kühlschränke, bei welchem aus dem Abfall Metallblöcke separiert und dann der Abfall, aus welchem die Metallblöcke entfernt sind, in Fragmente zerkleinert wird, wonach aus den Fragmente schaumerzeugende Materialien wiedergewonnen werden, aus denen ein gasförmiges Schäummittel zurückgewonnen wird, während Eisen, Nichteisenmetalle und Kunststoffe aus den gefrorenen und zerkleinerten Fragmenten der Metallblöcke und aus den Fragmenten, aus welchen die Schäummaterialien entfernt sind, separiert werden, um so die Wertstoffe zurückzugewinnen. Um Eisen, Nichteisenmetalle und Kunststoffe zu separieren, werden die Fragmente einer magnetischen Separierung zum Abtrennen von Eisen ausgesetzt, wonach die verbliebenen Fragmente einer Wirbelstromtrennung unter der Einwirkung von Wirbelstrom ausgesetzt werden, der durch Anlegen von Wechselstrommagnetfeldern erzeugt wird, wodurch die Nicht-eisenmetalle und Kunststoffe getrennt werden. Die Nichteisenmetalle werden dann einer Dichteseparierung unter Verwendung des Unterschieds im spezifischen Gewicht oder einer Windseparierung zur Sortierung in Kupfer, Aluminium und andere Nichteisenmetalle unterworfen, während die Kunststoffe in gleicher Weise einer Dichtetrennung oder Windsichtung zur Sortierung in unterschiedliche Arten unterworfen werden.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 08318256 A offenbart ein Verfahren, bei welchem Abfall von Hand zerlegt wird, um wiedergewinnbare Teile, wie CPU, zurückzugewinnen, während die restlichen Teile zerkleinert und dann in Eisen, Nichteisenmetalle und Kunststoffe sortiert werden, um die wiedernutzbaren Teile als Wertstoffe zurückzugewinnen. Der Rest wird weiter zerkleinert, um, falls vorhanden, Wertstoffe zu gewinnen, und unterliegt schließlich der unschädlichen Entsorgung.
Das in der japanischen offengelegten Patentanmeldung JP 05147040 A offenbarte Abfallbeseitigungsverfahren ist hinsichtlich der Beseitigung von Büro-Elektronikausrüstung einschließlich Leiterplatten nicht zufriedenstellend. Man hat die folgenden Maßnahmen angeboten, die verbessert werden sollten. Das heißt, daß die Büro-Elektronikausrüstung, wie Personalcomputer, Drucker, Kopierer oder Faxgeräte, Leiterplatten aufweisen, die eine elektronische Schaltungskomponente, wie ein CPU, tragen, sowie Lötmittel, das zur Verbindung von elektronischen Schaltungskomponenten und Drahtelementen verwendet wurde und das giftiges Blei enthält, so daß man die Rückgewinnungsrate von Lötmittel steigern möchte. Wenn jedoch die Büro-Elektronikausrüstung mit solchen Leiterplatten in Fragmente zerkleinert wird, ohne diese Leiterplatten zu entfernen, würden diese Fragmente verteilt, wobei Lötmittel und Kupfer- und Aluminiumdrähte daran haften. Dadurch ist es unmöglich, die Bleirückgewinnungsrate zu steigern. Wenn Kupfer, Aluminium und dergleichen der Nichteisenmetallgruppe durch einen Wirbelstromklassierer sortiert werden, wird außerdem ein Wirbelstrom durch das Lötmittel und die Verdrahtung, die an den Fragmenten und den Leiterplatten hängt, induziert, wodurch ein großes Volumen von Fragmenten der Leiterplatten als Nichteisenmetalle rückgewonnen wird. Als Folge wird ein großes Volumen von Verunreinigungen bezüglich der Leiterplatten in die separierten Nichteisenmetalle eingemischt, einschließlich Kupfer und Aluminium, wodurch der Wert der als Wertstoffe separierten Nichteisenmetalle verringert würde. Wenn die Fragmente der Leiterplatten zu den Kunststoffen sortiert werden, werden in gleicher Weise die Fragmente der Leiterplatten, die gewöhnlich bahnförmig ausgebildet sind, in gleicher Weise wahrscheinlich in Phenolharz mit einer Dichte von 1,25 bis 1,30 oder Polyvinylchlorid mit einer Dichte von 1,33 bis 1,44 aufgrund der Beeinflussung durch die Formen der Fragmente bei ihrer Sortierung in unterschiedliche Kunststoffarten sortiert, da die Dichte der Leiterplatten in einem Bereich von 1,6 bis 2,0 liegt, so daß die Gefahr entstehen würde, daß der Reinheitsgrad der sortierten Kunststoffe verringert wird. Auch nachdem die Fragmente der Leiterplatten aus Nichteisenmetallen und anderen Kunststoffen separiert sind, werden die verbleibenden Fragmente schließlich als Staub zusammen mit Kunststoffschnitzeln, Metallstückchen, Drahtstückchen und anderen Teilchen gesammelt, wodurch das Staubvolumen sehr groß wird, was die Kosten für die Nutzbarmachung steigern würde, was sowohl die Kosten der Abfallbeseitigung als auch die Umweltbelastung erhöhen würde.
Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, offenbart das japanische Patent JP 08318256 A ein Verfahren, bei welchem eine Büro-Elektronikausrüstung von Hand zerlegt oder abgebaut wird, um die Leiterplatten zu entfernen, und dann Wertstoffe einschließlich CPUs als wiederverwendbare Teile aus den Leiterplatten zurückgewonnen werden. Es ist jedoch schwierig, Leiterplatten aus einer Büro-Elektronikausrüstung aufgrund ihres Aufbaus zu entfernen, da die Büro-Elektronikausrüstung gewöhnlich eine kompakte Form hat. Das Entfernen der Lei terplatten würde dadurch enorme Kosten und lange Arbeitszeiten erfordern. Weiterhin werden bei dieser Druckschrift die erhaltenen Leiterplatten einfach einer unschädlichen Entsorgung zur Rückgewinnung unterworfen, nachdem daraus die Wertstoffe zurückgewonnen worden sind, d. h. diese Druckschrift offenbart nicht die Trennung und Wiedergewinnung von Wertstoffen, wie Blei, das in Lötmittel enthalten ist, und von Edelmetall aus den Leiterplatten sowie ihre Wiederverwendung als Hilfsmittel.
Wenn ein Kunststoffgehäuse, das eines der Bauteile einer Büro-Elektronikausrüstung ist, aus ABS-Harz oder dergleichen hergestellt ist, würden Kunststoffe mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten in einem engen Bereich miteinander vermischt. Das heißt, daß die Dichte von Polystyrol im Bereich von 1,02 bis 1,51 liegt und im wesentlichen gleich der Dichte von ABS-Harz (1,03 bis 1,09) ist. Es bestünde die Gefahr, daß unterschiedliche Kunststoffarten ein und derselben Art sortiert und wiedergewonnen würden. Zudem sind die Farben und Materialien der wiedergewonnenen Kunststoffe nicht gleichförmig, so daß die Qualität der recyclisierten Hilfsmittel gering wäre.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Steigerung der Qualität der wiedergewonnenen Wertstoffe, die aus zerkleinertem Abfall einschließlich Leiterplatten erhalten werden, und in der Einschränkung der Diffusion von giftigem Blei, das in der Leiterplatte eingeschlossen ist.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein automatisiertes Verfahren zum Auswählen und Trennen von Bruchstücken von Leiterplatten aus Fragmenten von keine Leiterplatten aufweisendem Abfall bereitzustellen, um Wertstoffe durch die Entsorgung des Abfalls, der Leiterplatten einschließt, wiederzugewinnen.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Qualität der wiedergewonnenen Kunststoffe, bezogen auf ihre Farben und Materialien, zu steigern.
Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung kann mit einer Anordnung erreicht werden, bei welcher eine Leiterplatten-Sortiereinrichtung zum Sortieren und Separieren von Fragmenten der Leiterplatten aus zerkleinertem Abfall stromab von einer Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern von Abfall einschließlich Leiterplatten vorgesehen werden. Obwohl es schwierig ist, Fragmente von Leiterplatten aus Nichteisenmetallen und Kunststoffen durch Wirbelstromklassierung oder Separierung nach spezifischem Gewicht zu trennen, bedeutet dies, daß durch Bereitstellen der Leiterplatten-Sortiereinrichtung zum Sortieren und Trennen von Leiterplattenfragmenten die Menge der Leiterplattenfragmente, die in Nichteisenmetalle und Kunststoffe gemischt sind, beschränkt werden kann. Als Folge kann die Qualität der Nichtei senmetalle und Kunststoffe, die als Wertstoffe wiedergewonnen werden, verbessert werden. Da außerdem durch die Bereitstellung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung Leiterplatten enthaltende Abfälle direkt, beispielsweise durch die Zerkleinerungseinrichtung, zerkleinert werden können und dementsprechend die Notwendigkeit für Handarbeit zur Demontage entfallen kann, ist es möglich, die Prozeßzeit zur Wiedergewinnung von Leiterplatten und die Prozeßkosten zu verringern.
In diesem Fall wird bevorzugt, die Leiterplatten-Sortiereinrichtung stromauf von einer Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung zum Aussortieren von Nichteisenmetallen anzuordnen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Einmischen von Leiterplattenfragmenten in Nichteisenmetalle zu beschränken. Da die Leiterplattenfragmente separiert werden, ist es außerdem möglich, für das Sortieren der Nichteisenmetalle Wirbelstrom zu verwenden. In gleicher Weise wird die Leiterplatten-Sortiereinrichtung vorzugsweise stromauf von einer Kunststoff-Sortiereinrichtung zum Aussortieren von Kunststoffen angeordnet. Mit dieser Anordnung ist es möglich, ein Einmischen von Leiterplattenfragmenten in Kunststoff zu beschränken und die Trennung nach spezifischem Gewicht bzw. Wichte zum Sortieren von Kunststoff in verschiedene Arten einzusetzen.
Wenn die Leiterplattenfragmente aussortiert und separiert werden, kann zudem giftiges Blei separiert und wiedergewonnen werden, wodurch eine Diffusion von giftigem Blei unterbunden werden kann. Außerdem können in den Leiterplatten enthaltene Edelmetalle separiert und wiedergewonnen werden. Da Leiterplatten gewöhnlich mit Harz imprägnierte Glasfasern enthalten, kann außerdem die Menge des wiederzugewinnenden Staubs verringert werden, indem das Harz zersetzt wird, wodurch darin enthaltenes Öl oder dergleichen wiedergewonnen wird.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leiterplatten-Sortiereinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, Leiterplattenfragmente entsprechend den Farben der Leiterplatten zu identifizieren, um die oben erwähnten herkömmlichen Probleme zu lösen. Da die Farbe der Leiterplatten gewöhnlich grün oder braun ist, bedeutet dies, daß die Leiterplattenfragmente von dem anderen Abfall getrennt werden können. Insbesondere werden Fragmente durch das Sichtfeld einer TV-Kamera oder einer CCD-Kamera geführt, die Bilder von ihnen aufnehmen kann. Dann werden die Farben der aufgenommenen Bilder in Kontrast mit einer Farbe oder einer Vielzahl von spezifischen Farben verglichen, die vorher festgelegt wurden, um zu bestimmen, ob die Fragmente andere Fragmente als die von Leiterplatten sind, so daß Leiterplattenfragmente in Fragmenten von anderem Abfall identifiziert und somit die Leiterplattenfragmente mechanisch von denen des anderen Abfalls getrennt werden können.
Die Leiterplatten-Sortiereinrichtung kann insbesondere aus einer Reiheneinrichtung zum Aufreihen der Fragmente im Abstand voneinander in einer Reihe und einer Bildaufnehmeeinrich tung, wie einer CCD-Kamera, zum Aufnehmen von Bildern von den Fragmenten und aus einer Identifiziereinrichtung zum Vergleichen der Farben der von den Fragmenten aufgenommenen Bilder im Gegensatz zu einer oder einer Vielzahl vorgegebener spezifischer Farben zusammengesetzt sein, um zu bestimmen, ob die Fragmente Fragmente von Leiterplatten oder anderem Abfall sind. Die Aufreiheinrichtung kann aus einer Fördereinrichtung, wie einem Bandförderer, der eine V-förmige Querschnittsform hat und in Mehrfachstufen so gekoppelt ist, daß die Geschwindigkeiten der Fördereinrichtungen aufeinanderfolgend höher und höher werden, und aus einer Einrichtung zum Einführen von Abfallfragmenten, zu denen Leiterplattenfragmente gehören, auf die Fördereinrichtungen bestehen. Die Leiterplatten-Identifiziereinrichtung kann ein Rechner oder eine ähnliche Einrichtung sein.
Eine Leiterplatten-Separiereinrichtung zum Trennen von Leiterplattenfragmenten von Fragmenten von anderem Abfall führt jene Fragmente, die durch die Leiterplatten-Sortiereinrichtung aussortiert werden, während der Beförderung der aufgereihten Fragmente auf einem Förderpfad und läßt die Leiterplattenfragmente von dem Förderpfad an einer Stelle fallen, wo die Leiterplattenfragmente gesammelt werden. Speziell wird dabei ein ringförmiges Fragmentaufnahmeteil, das von einer inneren und einer äußeren Umfangswand gebildet wird, auf einem kreisförmigen Drehtisch vorgesehen, wobei die äußere Umfangswand aus mehreren Toren besteht, die geöffnet und geschlossen werden können und am Umfang angrenzend aneinander angeordnet sind. Die von der Sortiereinrichtung abgegebenen Fragmente werden nacheinander auf den Fragmentaufnahmeteil verschoben, während der kreisförmige Tisch gedreht wird. Es ist ferner eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern von den Fragmenten vorgesehen, die auf die Fragmentaufnahmeeinrichtung geschoben worden sind. Die Leiterplatten-Separiereinrichtung bestimmt, ob ein Fragment ein Leiterplattenfragment oder nicht ist, entsprechend dem von der Bildaufnahmeeinrichtung gelieferten aufgenommenen Bild. Wenn es sich um ein Leiterplattenfragment handelt, wird die Position, an der sich das Leiterplattenfragment befindet, in einem Speicher bezogen auf das zugeordnete Tor gespeichert. Wenn das Tor zu einer vorgegebenen Sammelposition kommt, wird an eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen des zugeordneten Tors ein Signal abgegeben, um das Tor zu öffnen, so daß das Fragment von dem kreisförmigen Tisch unter der Zentrifugalkraft herabfallen kann, wodurch die Fragmente von dem übrigen Abfall getrennt werden. Die erwähnte Separiereinrichtung kann natürlich auch nicht nur zum Trennen von Leiterplattenfragmenten, sondern auch zum Trennen von Fragmenten verwendet werden, die durch ihre aufgenommenen Bilder identifiziert werden können. Die Fragmente, die auf dem kreisförmigen Tisch befördert werden, können somit unter der Zentrifugalkraft separiert werden, und es können gewünschte Fragmente mit großem Durchsatz aus einer großen Anzahl von Abfallfragment separiert werden. Das bedeutet, daß das in dem japanischen offengelegten Patent JP 06023328 AA offenbarte Verfahren, das eine Separiervorrichtung verwendet, in welcher Teile längs einer vorgegebenen Förderbahn durch einen Teil-Drehbeschicker gefördert werden, der aus einer Schale und einem Drehtisch besteht, wonach Teile entsprechend einem Bild aus einer CCD-Kamera bestimmt werden, und Luft auf diese Teile geblasen wird, um sie in unterschiedliche Teile zu sortieren, und daß das in dem japanischen offengelegten Patent JP 090201572 AA offenbarte Verfahren, welches die Schritte aufweist, einen Kolben gegen Glasbruch auf einer drehenden Scheibe auszufahren und Luft durch eine Rohrleitung zu saugen, die am vorderen Ende des Kolbens vorgesehen ist, um den Glasbruch zu halten, und Teile in unterschiedliche Arten entsprechend der Farben unter Verwendung von durch eine CCD-Kamera erhaltene Bilder zu sortieren, zum Sortieren einer großen Menge von Abfall nicht geeignet ist.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem Kunststoffteile mit einem Gehäuse, welches ein Büro-Elektronikgerät bildet, demontiert und eine Farbe und ein Material des Teils gemessen werden, so daß wiedergewonnener Kunststoff in unterschiedliche Arten entsprechend der Farbe und dem Material sortiert wird, um die oben erwähnten Probleme zu lösen. Das heißt, daß es möglich ist, die Qualität, wie eine Farbe und ein Material der so wiedergewonnenen Kunststoffe, zu steigern.
Kurzbeschreibung der Ansichten der Zeichnungen
1 ist ein Fließbild, das eine Ausgestaltung einer Abfallentsorgungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung eines Demontageabschnitts zeigt.
3 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung einer Zerkleinerungseinrichtung zeigt.
4 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung einer Eisensortiereinrichtung zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine Gesamtausgestaltung einer Ausführungsform einer Leiterplatten-Sortiereinrichtung zeigt.
6 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung einer Toröffnungseinrichtung in der Leiterplatten-Sortiereinrichtung von 5 zeigt.
7 ist eine Ansicht, die eine Schließeinrichtung für alle Tore und eine Anschlagrückführeinrichtung in der Leiterplatten-Sortiereinrichtung von 5 zeigt.
8 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausgestaltung der Türöffnungseinrichtung in der Leiterplatten-Sortiereinrichtung von 5 zeigt.
9 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung von 5 zeigt.
10 ist eine Ansicht, die einen Wirbelstromsortierer als ein Beispiel einer Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung zeigt.
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Separiermaschine nach spezifischem Gewicht als Beispiel einer Kunststoff-Sortiereinrichtung zeigt.
12 ist eine Ansicht, die eine Gesamtausgestaltung einer Ausführung einer Kunststoff-Entsorgungseinrichtung zeigt.
13 erläutert anhand einer Ansicht die Arbeitsschritte einer Material-Identifiziereinrichtung.
14 ist ein Fließbild der Arbeitsweise der Farbe- und Material-Identifiziereinrichtung.
15 ist eine Ansicht, welche eine Ausgestaltung einer Behandlungseinrichtung für ein wiederverwendbares Teil zeigt.
Ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. 1 zeigt einen Gesamtaufbau einer Abfallentsorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher Abfall 1 einschließlich Büro-Elektronikgerät in einen Demontageabschnitt 2 eingeführt wird, der eine Demontage von Hand unter Verwendung von Werkzeugen einschließlich Zangen und Schraubendrehern folgt. Zu dem zu demontierenden Büro-Elektronikgerät gehören Tisch-Personalcomputer, Notebook-Personalcomputer, Anzeigeeinheiten, Drucker, Kopierer, Facsimile-Maschinen und dergleichen.
Ein Tisch-Personalcomputer besteht aus einem Gehäuse, einem Rahmen, Leiterplatten, einer Stromquelle, einer Festplatteneinheit, einer Disketteneinheit, einer Batterie und dergleichen. Das Gehäuse besteht aus Eisen oder Kunststoff (ABS-Harz oder Polycarbonat), während der Rahmen aus Eisen hergestellt ist. Die Leiterplatten weisen eine Mutterplatte, die aus einem aus Epoxyharz hergestellten Plattenteil besteht, eine Verdrahtung aus Kupfer sowie Füße oder Leiter von Elementen elektronischer Bauteile auf, die aus Eisen, Gold (in einer CPU und Sockeln) oder Silber (in einer CPU und Sockeln) hergestellt sind. Die Stromquelle besteht aus einem Kunststoffgehäuse, Kupferwicklungen und dergleichen. Die Festplatteneinheit und die Disketteneinheit bestehen aus Aluminium oder Eisen, die Batterie besteht aus Eisen, Kohlenstoff und Blei.
Der Notebook-Personalcomputer besteht in gleicher Weise aus einem Gehäuse, einem Rahmen, Schaltungsplatten, einer Stromquelle, einer Festplatteneinheit, einer Disketteneinheit, einer Batterie und einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit und dergleichen. Das Gehäuse besteht aus plattenförmigem Kunststoff (ABS-Harz, Polycarbonat oder Nylon), die Flüssiganzeigeeinheit aus Glas und Flüssigkristall. Der Rest ist ähnlich wie bei dem oben erwähnten Tisch-Personalcomputer.
Die Anzeigeeinheit besteht aus einer Bildröhre aus Glas, Blei und Eisen, aus einem Gehäuse aus Kunststoff (ABS-Harz oder Polycarbonat), aus einem Rahmen aus Eisen, aus einer Leiterplatte, die aus einem Plattenteil aus Epoxyharz, einer Verdrahtung aus Kupfer und aus Anschlußelementen aus Eisen besteht, sowie aus einer Stromquelle aus Kunststoff und Kupfer.
Der Drucker besteht aus einem Gehäuse aus Eisen oder Kunststoff (ABS-Harz oder Polycarbonat), aus einem Rahmen aus Eisen, einer Leiterplatte, die aus einem Plattenteil aus Epoxyharz, aus einer Verdrahtung aus Kupfer, aus Anschlüssen oder Leitungen von Elementen aus Eisen und aus einer CPU und Sockeln aus Gold oder Silber besteht, aus einer Stromquelle, die aus einem Gehäuse aus Kunststoff und aus Wicklungen aus Kupfer besteht, und aus einer Tonerpatrone aus Eisen und mit Toner.
Der Kopierer besteht aus einem Gehäuse aus Eisen oder Kunststoff (ABS-Harz oder Polycarbonat), aus einem Rahmen aus Eisen, aus einer Leiterplatte, die aus einem Plattenteil aus Epoxyharz, aus einer Verdrahtung aus Kupfer, aus Anschlüssen oder Leitern von Elementen aus Eisen und aus einer CPU und Sockeln aus Gold oder Silber besteht, aus einer Stromquelle, die aus einem Gehäuse aus Kunststoff und Wicklungen aus Kupfer besteht, aus einer Tonerpatrone aus Eisen und mit Toner sowie aus einer Fluoreszenzröhre aus Glas und Quecksilber sowie aus einer Glasplatte.
Die Facsimilie-Maschine ist ähnlich wie der Computer aufgebaut.
Von dem in die Demontagesektion 2 eingeführten Büro-Elektronikgerät werden Kunststoffteile 3 einschließlich dem Kunststoffgehäuse, das relativ groß ist und einfach getrennt werden kann, wiederverwendbare Teile 4, die vorher spezifiziert wurden, eine Batterie 5, eine Bildröhre 6, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 7, eine Tonerpatrone 8, eine Fluoreszenzröhre 9 und eine Glasplatte 10 entfernt. Die Batterie 5, die Bildröhre 6, die Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 7, die Tonerpatrone 8 und die Fluoreszenzröhre 9 sowie die Glasplatte 10, die auf diese Weise entfernt werden, werden als Wertstoffe wiedergewonnen, während die Kunststoffteile 3 zu der Kunststoffteil-Behandlungseinrichtung 11 und die wiederverwendbaren Teile 4 zu einer Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile überführt werden, wo sie auf entsprechende Weise behandelt werden können. Die Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile sortiert Kunststoffe in unterschiedliche Arten nach ihren Farben. Dadurch können Kunststoffe 15 mit Farben und Materialien wiedergewonnen werden, die gleich sind. Die Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile sortiert die wiederverwendbaren Teile in geringwertige wiederverwendbare Teile 14 mit Fehlfunktion und wiederverwendbare Teile 17, die richtig arbeiten. Die wiederverwendbaren Teile 17 werden gereinigt, wobei von ihnen Schmutz entfernt wird, um so für den Verbraucher das Kaufinteresse zu steigern.
Bei der Wiedergewinnung der Bildröhre 6 werden eine vordere Glasplatte und ein hinterer Glastrichter voneinander getrennt, um die aus Eisen und Blei bestehende Maske zu gewinnen, die dann zu Rohstoffen recyclisiert werden. Das Gehäuse der Batterie wird zerlegt, um das Eisen und das Blei zu gewinnen, das zu Rohstoffen recyclisiert wird. Die Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 7 wird durch Verbrennung oder dergleichen unschädlich gemacht. Die Tonerpatrone 8 wird derart demontiert, daß der Toner für die Wiederverwendung entzogen werden kann, oder zu Rohstoffen recyclisiert. Bei der lichtempfindlichen Trommel wird das lichtempfindliche Material, wie Selen, mit welchem die Außenfläche der Trommel beschichtet ist, von der Trommel abgeschält und dann zu Rohstoff recyclisiert, während Aluminium aus der Trommel wiederverwendet oder zu Rohstoff recyclisiert wird, und Eisen daraus zerkleinert, sortiert und für die Recyclisierung in Rohstoffe gewonnen wird. Bei der Fluoreszenzröhre 9 werden Glas und Quecksilber separiert und zu Rohstoffen recyclisiert. Die Glasplatte wird in ein Rohstofflager recyclisiert.
Der nach der Demontage in der Demontagesektion 2 verbliebene Abfall 20 wird nacheinander durch eine Zerkleinerungseinrichtung 21, eine Eisensortiereinrichtung 22, eine Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23, eine Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 und eine Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 geführt und darin behandelt. Die Zerkleinerungseinrichtung 21, die aus einem Zerkleinerer oder dergleichen besteht, zerkleinert den Restabfall 20, der von der Demontagesektion 2 zugeführt wird, in Fragmente mit Größen von weniger als 100 mm, vorzugsweise 3 bis 5 cm, und gibt die so erhaltenen Fragmente in die Eisensortiereinrichtung 22. Minderwertige wiederverwendbare Teile 14 mit Fehlfunktion werden ebenfalls in die Zerkleinerungseinrichtung 21 aufgrund des Ergebnisses einer Behandlung durch die Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile 12 transportiert, was später erläutert wird.
Die Eisensortiereinrichtung 22 hat einen Magnetseparator zum Sortieren von ferromagnetischem Eisen, wobei Elektromagneten verwendet werden, mit denen in den Fragmenten 26 des Abfalls eingeschlossene Eisenfragmente 27 separiert und wiedergewonnen werden. Die Eisenfragmente 27 enthalten Eisenfragmente von Rahmen und Gehäuse. Bevorzugt wird in der Eisensortiereinrichtung ein aufgehängter Magnetseparator verwendet, die gerade über einem Förderteil angeordnet ist, auf welchem die Fragmente des Abfalls transportiert werden. Wenn ein Magnetseparator in Magnettrommelbauweise verwendet wird, würde wahrscheinlich das Eisen der Fußteile oder der Leitungen der Schaltungselemente, die an den Fragmenten der Leiterplatten haften, an den Magneten angezogen, so daß Fragmente der Leiterplatten in das Eisen eingemischt würden. Im Falle des aufgehängten Magnetseparators kann jedoch die auf diese kleinen Füße oder Leitungen ausgeübte Magnetkraft das Gewicht der Fragmente der Leiterplatten nicht anheben, wodurch es möglich ist, die Einmischung von Fragmenten der Leiterplatten in die Eisengruppe zu verhindern. Aus dem gleichen Grund möchte man im Gegensatz dazu die Reihenfolge der Anordnung der Eisensortiereinrichtung 22 und der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 umkehren. Wenn nämlich die Fragmente der Leiterplatten eine größere Eisenmenge aufweisen, die für die Füße oder Leitungen der Schaltungselemente verwendet werden, würden die Fragmente als Eisen von der Eisensortiereinrichtung 22 wiedergewonnen werden. In diesem Fall wird die Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 stromauf von der Eisensortiereinrichtung 22 angeordnet, damit verhindert wird, daß Fragmente der Leiterplatten in die Eisensortiereinrichtung 22 gelangen, um so die Reinheit des wiedergewonnenen Eisens zu erhöhen.
Die Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 erhält die von der Eisensortiereinrichtung 22 abgeführten Fragmente 28 und identifiziert Leiterplattenfragmente entsprechend ihren Farben unter Verwendung eines CCD-Elements oder eines Farbsensors aus den anderen Fragmenten 28, wonach sie separiert und wiedergewonnen werden.
Die Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 besteht aus einem Wirbelstromseparator zum Trennen von Nichteisenmetall durch Einsatz der Wirkung von Wirbelstrom, der durch Anlegen eines Wechselstrommagnetfelds induziert wird, wodurch Nichteisenmetallfragmente 31 von Fragmenten 30 sortiert und separiert werden können, die von der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 abgeführt werden.
Die Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 sortiert Fragmente 32, die von der Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 abgegeben werden, unter Nutzung des unterschiedlichen spezifischen Gewichts in verschiedene Arten von Kunststoffen 33, die dann wiedergewonnen werden. Das heißt, daß die Kunststoffe entsprechend ihren spezifischen Gewichten in unterschiedliche Arten sortiert werden, wie Polyethylen (spezifisches Gewicht von 0,90 bis 0,98), Polypropylen (spezifisches Gewicht 0,090 bis 0,96), Polystyrol (spezifisches Gewicht 1,02 bis 1,15), ABS-Harz (spezifisches Gewicht 1,03 bis 1,09), Phenolharz (spezifisches Gewicht von 1,25 bis 1,30), Polyvinylchlorid (spezifisches Gewicht von 1,33 bis 1,44) und Epoxyharz (spezifisches Gewicht von 1,6 bis 2,0). Nach der Separierung der Kunststoffe wird der Rest so behandelt, daß er als Staub 34 entsorgt wird.
Da bei der in 1 gezeigten Ausführungsform, wie oben erwähnt, die Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 stromauf von der Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 und der Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 vorgesehen ist, kann verhindert werden, daß Leiterplattenfragmente in wiederzugewinnende Nichteisenmetalle und Kunststoffe eingemischt werden, so daß die Reinheit der wiedergewonnenen Nichteisenmetalle und Kunststoffe und somit der Wert der Recyclisierung gesteigert werden kann. Wenn keine Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 vorgesehen wird, enthalten die Fragmente 29 der Leiterplatten Kupfer oder dergleichen der Verdrahtung, das möglicherweise zusammen mit den Nichteisenmetallen separiert und wiedergewonnen würde. In diesem Falle würden die Nichteisenmetalle Verunreinigungen enthalten, wodurch der Wert der Nichteisenmetalle verringert würde.
In gleicher Weise würde bei Fehlen der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 beim Sortieren der Kunststoffe 33 abhängig vom Unterschied im spezifischen Gewicht die Fragmente 29 der Leiterplatten in Phenolharz (mit einem spezifischen Gewicht von 1,25 bis 1,30) oder Polyvinylchlorid (mit einem spezifischen Gewicht von 1,33 bis 1,44) aufgrund Formeinwirkung der Fragmente eingemischt, da die Fragmente 29 der Leiterplatten ein spezifisches Gewicht von 1,6 bis 2,0 haben, das nahezu gleich dem spezifischen Gewicht von Phenolharz und Polyvinylchlorid ist, wodurch die Reinheit dieser Kunststoffe verringert würde. Dies würde den Wert der wiedergewonnenen Kunststoffe reduzieren, so daß ihre Recyclisierung unmöglich würde. Sie müßten dann einer Abfallentsorgung, beispielsweise einer Wiedergewinnung, unterworfen werden. Da in diesem Fall die Leiterplatten giftige Substanz, wie Blei, enthalten, müssen sie unschädlich oder in einem kontrollierten Wiedergewinnungsbereich wiedergewonnen werden, wodurch die Entsorgungskosten unvermeidbar hoch würden. Diese Probleme können einfach durch die in 1 gezeigte Ausführungsform gelöst werden, bei welcher die Leiterplatten-Sortiereinrichtung zwischen der Zerkleinerungseinrichtung 21 und der Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 und zwischen der Zerkleinerungseinrichtung 21 und der Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 angeordnet ist, so daß die Fragmente 29 der Leiterplatten aus den Fragmenten 30, 32 abgetrennt sind, die in die Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 und die Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 eingeführt werden, wodurch die Reinheit der Nichteisenmetalle gesteigert und der Wert der wiedergewonnenen Produkte erhöht werden kann.
Aufgrund der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 kann der Leiterplatten enthaltende Abfall aus Büro-Elektronikgerät direkt zerkleinert und dadurch der Wirkungsgrad der Abfallentsorgung gesteigert werden. Der Abfall 1, beispielsweise hauptsächlich ein Personalcomputer, hat im allgemeinen einen komplizierten Aufbau, da er kompakt sein soll, so daß die Leiterplatten nur nach der Demontage des Computers entfernt werden können. Das Entfernen der Leiterplatten erfordert viel Zeit, so daß die Entsorgungskosten unvermeidbar höher werden. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform jedoch kann durch Vorsehen der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 zum Sortieren und Separieren von Leiterplattenfragmenten aus den Fragmenten die Entsorgungszeit verkürzt werden, was die Kosten verringert. Da die Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 Leiterplattenfragmente sortiert und separiert, kann das Volumen des der Abfallentsorgung zu unterwerfenden Staubs verringert werden, wodurch die Kosten der Wiedergewinnung reduziert werden.
Da die Fragmente 29 der Leiterplatten separiert und wiedergewonnen werden können, wird in den Leiterplatten enthaltene toxische Substanz, wie Blei, mit Eisensand vermischt und dann für ein Schmelzen und Separieren zur Wiedergewinnung nach einer Prozeßtechnologie erhitzt und vibrieren gelassen, wie es in dem japanischen offengelegten Patent JP 09262573 AA offenbart ist, wobei außerdem das Harz in Öl, das dann wiedergewonnen wird, thermisch zersetzt wird, wodurch eine Abfallentsorgung erfolgen kann, die dem Umweltschutz genügt. Außerdem kann das wiedergewonnene Blei in Wertstoffe recyclisiert werden. Die Fragmente 29 der Leiterplatten werden durch Königswasser oder Salpetersäure aufgelöst und dann einer Eletrolyse unterworfen, um Edelmetalle, wie Gold und Silber, als Wertstoffe zu gewinnen, die in den Leiterplatten enthalten sind. Zudem können die separierten und wiedergewonnenen Fragmente 29 der Leiterplatten aufgelöst und verfestigt werden, um in den Leiterplatten enthaltenes Blei unschädlich zu machen.
Im folgenden werden die Komponenten der in 1 gezeigten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 bis 15 im einzelnen erläutert.
(Ausgestaltung der Demontagesektion 2)
Die Demontagesektion 2 besteht, wie in 2 gezeigt ist, aus einer Fördereinrichtung 41, beispielsweise einem Freiförderer, einem Arbeitstisch 42, der längs einer Seite der Fördereinrichtung 41 angeordnet ist, und aus Demontagewerkzeugen 43, wie Zangen oder Schraubendrehern, aus einer Liste 44 für wiederverwendbare Teile, aus einem Rückgewinnungskasten 45 für Bildröhren, der an dem Arbeitstisch angeordnet ist, aus einem Wiedergewinnungskasten 46 für Batterien, wiederverwendbare Teile, Flüssigkristall-Anzeigeeinheiten, Tonerpatronen, Fluoreszenzröhren und Glasplatten, die auf dem Arbeitstisch 42 angeordnet sind, sowie aus Fördereinrichtungen 47, 48, beispielsweise Bandförderern. Die Fördereinrichtung 47 ist längs einer Seite des Arbeitstisches 42 auf einer Höhe angeordnet, die um etwa 1 bis 10 cm niedriger ist als das Niveau des Arbeitstisches 42, während die Fördereinrichtung 48 längs einer Seite des Arbeitstisches 42 auf einem Niveau angeordnet ist, das höher ist als das Niveau der Fördereinrichtung 47.
Von der Fördereinrichtung 41 in Richtung des Pfeils 49 transportierter Abfall wird auf den Arbeitstisch 42 gesetzt und Kunststoffteile, wie ein Kunststoffgehäuse, durch Zerlegen unter Verwendung der Demontagewerkzeuge 43 entfernt und Kunststoffteile auf die Fördereinrichtung 48 gesetzt, wodurch sie in die Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile transportiert werden. Nicht aus Kunststoff bestehende Gehäuse werden auf eine Fördereinrichtung für den Transport in die Zerkleinerungseinrichtung gesetzt. Auf der Liste 44 für wiederverwendbare Teile aufgelistete Teile 3, also wiederverwendbare Teile, werden mit Hilfe der Demontagewerkzeuge entfernt und dann in die vorgegebenen Rückgewinnungskästen 46 eingebracht. Diese zurückgewonnenen wiederverwendbaren Teile 3 werden dann in die Be handlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile transportiert. Wenn die Anzeigeeinheit eine Bildröhre hat, wird die Bildröhre 6 entfernt und dann in den Bildröhren-Wiedergewinnungskasten 45 gelegt. In gleicher Weise werden eine Batterie 5, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 7, eine Tonerpatrone 8, eine Fluoreszenzröhre 9 und eine Glasplatte 10 entfernt und jeweils in die zugeordneten Kästen 46 eingebracht. Der Restabfall nach der Demontage wird auf die Fördereinrichtung 47 gebracht und in die Zerkleinerungseinrichtung 21 transportiert.
Da die Transportfläche der Fördereinrichtung 47 sich, wie erwähnt, auf einem Niveau befindet, das um etwa 1 bis 10 cm tiefer liegt als das Niveau des Arbeitstisches 42, kann der Restabfall 20, nachdem die Teile, wie Kunststoffgehäuse, entfernt sind, auf die Fördereinrichtung 47 ohne Anheben gelegt werden, wodurch die Arbeit erleichtert und der Arbeitswirkungsgrad erhöht werden kann.
(Ausgestaltung der Zerkleinerungseinrichtung 21)
Bei der in 3 teilweise im Schnitt gezeigten Anordnung einer Ausführungsform der Zerkleinerungseinrichtung 21 wird der von der Fördereinrichtung 47 transportierte Abfall 20 in die Zerkleinerungseinrichtung 21 eingeführt, in der ein Schneidblatt 51 in einem Zerkleinerer 50 rotiert, so daß der Abfall 20 in Fragmente 26 mit einer Größe von weniger als 100 mm (vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 cm) zerkleinert wird. Die Fragmente 26 werden durch eine Fördereinrichtung 52 in die Eisensortiereinrichtung 22 transportiert.
(Ausgestaltung der Eisen-Sortiereinrichtung 22)
Die in 4 perspektivisch gezeigte Ausgestaltung der Eisen-Sortiereinrichtung 22 besteht aus einem Paar von Rollen 56, 57, zwischen denen ein Bandförderer 55 angeordnet ist, aus einem um das Paar von Rollen 56, 57 gelegten Bandförderer 58 und aus einem Elektromagneten 59, der über dem unteren Trumm des Bandförderers 58 angeordnet ist, das dem Bandförderer 55 gegenüberliegt. Wenn bei dieser Anordnung einige Fragmente 26 des auf dem Bandförderer 55 transportierten Abfalls Eisen enthalten, werden sie von dem Elektromagneten 59 angezogen, so daß sie angehoben und an die Förderfläche des Bandförderers 58 angezogen werden. Die Förderfläche des Bandförderers 58 läuft in Richtung des Pfeils 61 aufgrund der Drehung eines Motors 60, der mit der Rolle 56 gekoppelt ist, wodurch die angezogenen Eisenfragmente 27 in eine Position über einem Eisenrückgewinnungskasten 63 gefördert werden, wo die Anziehungskraft des Elektromagneten 59 abgeschwächt ist, so daß die Eisenfragmente in den Eisenrückgewinnungskasten 63 für ihre Rückgewinnung fallen können.
(Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23)
Die in 5 perspektivisch gezeigte allgemeine Anordnung einer Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 besteht hauptsächlich aus einer Aufreihvorrichtung 70, aus einer Leiterplatten-Identifiziervorrichtung 80 und einer Leiterplatten-Separiervorrichtung 90. Die Aufreihvorrichtung 70 besteht aus einer Vielzahl von Bandförderern 71, 72, 73, von denen jeder eine Förderfläche aus Kautschuk und mit einer V-förmigen Querschnittsform hat, d. h., der Mittelteil der Förderfläche ist vertieft, und die in Mehrfachstufen angeordnet sind. Die Fördergeschwindigkeiten dieser Bandförderer 71, 72, 73 ist beispielsweise auf 2 m/s, 4 m/s bzw. 6 m/s eingestellt, so daß ihre Geschwindigkeiten zur Stromabseite höher werden. Dadurch werden die Fragmente 28 des Abfalls, aus dem das Eisen separiert und entfernt worden ist, auf den ganz stromauf liegenden Bandförderer 71 mittels des Bandförderers 20 aufgebracht und dann nacheinander auf den Bandförderern 71, 72, 73 transportiert, während die Fragmente 28 in einer Reihe in Förderrichtung unter der Wirkung der V-förmigen Bänder in Abständen aufgrund der unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten angeordnet werden. Die in einer Reihe angeordneten Fragmente werden mittels einer Rinne 74 in die Leiterplatten-Trennvorrichtung 90 eingebracht.
Die Leiterplatten-Trennvorrichtung 90 besteht aus einem kreisförmigen Drehtisch 91, der drehbar gelagert ist, und aus einem ringförmigen Fragmentaufnahmeteil 94, das auf diesem Tisch 91 zwischen einer inneren Umfangswand 92 und einer äußeren Umfangswand 93 begrenzt ist. Die Fragmente 28 des zu separierenden Abfalls werden in den Fragmentaufnahmeteil 94 von der Rinne 74 aus eingeführt. Die äußere Umfangswand 93 besteht aus einer Vielzahl von Toren 95, die angrenzend aneinander am Umfang angeordnet sind und die mittels eines Öffnungs- und Schließmechanismus geöffnet und geschlossen werden können, der nachstehend erläutert wird. Unter dem Umfangsrandteil des Drehtisches 9 sind Rinnen 96, 97 angeordnet und voneinander durch eine Trennwand 98 isoliert. An dem Abgabeende der Rinne 96 ist ein Leiterplatten-Rückgewinnungskasten 99 vorgesehen, am Abgabeende der Rinne 97 ein Bandförderer 100. Der Drehtisch 91 wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Motors in Richtung des Pfeils 102 gedreht. Ein Rechner 101 steuert den Betrieb des Drehtisches 91, der Tore 95, usw..
Die Leiterplatten-Sortiereinrichtung 80 besteht aus einem CCD-Element als Bildaufnahmeeinrichtung und einer Bildverarbeitungsvorrichtung. Das CCD-Element ist stromab von der Position der Zuführung der Fragmente 28 gegenüber dem Fragmentaufnahmeteil 94 angeordnet. Ein von dem CCD-Element aufgenommenes Bild wird in die Bildverarbeitungsvorrichtung gegeben, wodurch bestimmt wird, ob ein Fragment 28 ein Leiterplattenfragment 29 ist oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt entsprechend einer Farbe des Bildes. Da Leiterplatten gewöhnlich eine grüne oder braune Farbe haben, wurden spezielle Farben vorher in einem Speicher der Bildverarbeitungsvorrichtung gespeichert. Die Farbe des Bildes des Fragments wird im Kontrast mit den spezifizierten Farben verglichen, um so zu bestimmen, ob das Fragment 28 ein Leiterplattenfragment 29 ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß das Fragment 28 ein Leiterplattenfragment 29 ist, wird dem Rechner 101 ein Leiterplatten-Erfassungssignal 81 zugeführt. Es können herkömmliche Farbbildverarbeitungstechnologien zum Vergleichen der Farbe des Bildes im Kontrast mit den spezifizierten Farben zur Bestimmung eines zu identifizierenden Objekts verwendet werden, wie sie in den japanischen offengelegten Patenten JP 07021375 A und JP 06208621 A offenbart sind.
Der Rechner 101 empfängt eine Drehphase des Drehtisches 91 von einem Drehcodierer, der in Eingriff mit der Welle 106 des Drehtisches 91 steht, wenn das Leiterplatten-Erfassungssignal 81 empfangen wird, und speichert im Speicher eine Identifizierungsmarke eines Tors 95, das der Drehphase entspricht, bei welcher ein Leiterplattenfragment 29 erfaßt wurde. Durch Folgen der Position des Tors 95, bis das Tor beispielsweise zur Rinne 96 kommt, wird eine Öffnungsinstruktion an den Öffnungs- und Schließmechanismus für das Tor 95 gegeben, welches dadurch geöffnet wird. Dadurch fällt das Leiterplattenfragment 29, das in dem Fragmentaufnahmeteil 94 aufgenommen ist, unter der Zentrifugalkraft von dem Drehtisch 91 ab. Bei dieser Anordnung wird das Leiterplattenfragment 29 in dem Leiterplatten-Rückgewinnungskasten 99 gespeichert und ist dadurch von den Fragmenten 30 des restlichen Abfalls getrennt.
Im folgenden wird ein Beispiel des Öffnungs- und Schließmechanismus anhand von 5, 6, 7 und 8 im einzelnen erläutert. Der Öffnungsmechanismus bei dieser Ausführungsform besteht aus einer Toröffnungseinrichtung 110, einer Öffnungseinrichtung 118 für alle Tore und aus einer Torschließeinrichtung 120, wie es in 5 gezeigt ist. In 5 ist die Rinne 96 teilweise weggeschnitten, um die Toröffnungseinrichtung 110 und die Öffnungseinrichtung 118 für alle Tore zu zeigen. Wie in 6 gezeigt ist, kann das Tor 95 durch ein verschwenkbares Befestigen eines oberen Endes an einer ringförmig ausgebildeten Tragachse 11 geöffnet und geschlossen werden. Von der Außenfläche des Tors 95 steht ein Magnetvorsprung 112 vor, und durch den Drehtisch 91 erstreckt sich ein Anschlag 114 mit einem Magneten, dessen Form dem Vorsprung 112 entspricht, derart, daß er vertikal bewegbar ist. An dem unteren Ende jedes Anschlags 114 ist eine planare Betätigungsplatte 115 vorgesehen. Diese planaren Betätigungsplatten 115 sind periodisch über dem gesamten Umfang angeordnet, wobei jeweils drei benachbarte planare Betätigungsplatten 115 in ihrer Position radial zum Drehtisch 91 verschoben werden. Weiterhin sind drei Magnetventile 116 zum Ausdüsen von Druckluft auf die oberen Seiten der Betätigungsplatten 115 an drei Stellen vorgesehen, durch die die Betätigungsplatten 115 hindurchgehen. Die Druckluft wird aus einem in 5 gezeigten Kompressor 105 zugeführt. Die Magnetventile 116 düsen Druckluft auf die zugeordneten Betätigungsplatten 115 entsprechend einer Toröffnungsinstruktion aus dem Computer 105, wodurch die Magneten 113 von dem Vorsprung 112 weggezogen werden, so daß die Anschläge 114 nach unten fallen. Als Folge kann das Tor frei schwingen, und die Tore 95 öffnen unter der Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung des Drehtisches 19, wodurch die Leiterplattenfragmente 29 aus dem Fragmentaufnahmeteil 94 auf die Rinne 96 ebenfalls aufgrund der Zentrifugalkraft abgegeben werden und so von den Fragmenten 30 des restlichen Abfalls getrennt werden. Wenn die Tore an der Trennwand 98 aufgrund der Drehung des Drehtisches 91 vorbeilaufen, werden die Magnetventile der Öffnungseinrichtung 118 für alle Tore erregt, so daß alle Anschläge 114 nach unten gedrückt werden, wodurch alle auf dem Fragmentaufnahmeteil 94 verbliebenen Fragmente 30 in die Rinne 97 fallen. Bei dieser Anordnung werden nur die Fragmente 30, nicht aber die Leiterplattenfragmente 29, mittels des Förderers 100 abtransportiert.
7 zeigt eine Torschließführung 121 und eine Anschlag-Rückkehrführung 122, die die Torschließeinrichtung 120 bilden. Die Torschließführung 121 ist am oberen Teil der äußeren Umfangsseite der Tore 95 angeordnet und nähert sich allmählich den Außenflächen der Tore aus einer Position in einer Entfernung von ihren Außenflächen, wodurch die Tore 95 automatisch geschlossen werden, wenn sich der Drehtisch 91 dreht. Die Anschlag-Rückkehrführung 122 wird von einer geneigten Platte unter der Position gebildet, an der die Betätigungsplatten 115 der Anschläge vorbeilaufen. Durch diese Anordnung werden die Anschläge 114 automatisch nach oben gedrückt, wenn sich der Drehtisch 61 dreht, so daß die Magneten 113 von den Vorsprüngen 112 angezogen werden.
Bei der oben erwähnten Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 wird die Geschwindigkeit des Drehtisches an der Position des Fragmentaufnahmeteils auf 6 m/s eingestellt, wobei die Bilder der Fragmente von der Bildaufnahmeeinrichtung, beispielsweise dem CCD-Element, mit einem Wert von 60 Bildern pro Sekunde aufgenommen werden und die Leiterplatten-identifizierung durch Farben mit einer Geschwindigkeit von 60 Bildern pro Sekunde ausgeführt wird. Dadurch können die Leiterplattenfragmente bequem von den in Reihe geförderten Abfallfragmenten identifiziert, sortiert und separiert werden. In diesem Fall wird die Öffnungszeit eines jeden Magnetventils auf etwa 10 ms eingestellt. Die Zeit, die beispielsweise für das Öffnen des Magnetventils erforderlich ist, beträgt gewöhnlich 8 bis 15 ms, während die zum Schließen des Magnetventils erforderliche Zeit 15 bis 20 ms beträgt. Wenn also das Verfahren benutzt wird, ausgedüste Luft direkt auf die Fragmente aus den Magnetventilen zu blasen, und wenn die Ventilöffnungszeit auf 25 ms eingestellt ist, beträgt die kritische Sortiergeschwindigkeit 16 bis 20 pro Sekunde. Deshalb werden bei dieser Ausführungsform die Anschläge 114 von drei Magnetventilen 116 zum Öffnen der Tore 95 betätigt, wodurch die Fragmente mit einer Geschwindigkeit von 60 pro Sekunde sortiert und separiert werden können. Die Fragmente werden also auf dem Drehtisch aufgereiht, transportiert und durch Einsatz der Zentrifugalkraft separiert, wodurch erwünschte Fragmente von den Fragmenten einer großen Abfallmenge mit hoher Geschwindigkeit verglichen mit einer herkömmlichen Trennvorrichtung separiert werden können.
Wenn die Anzahl der Magnetventile von drei aus erhöht wird, kann die Behandlungsgeschwindigkeit von 60 pro Sekunde aus gesteigert werden. Dementsprechend kann das Be handlungsvolumen pro Zeiteinheit erhöht werden, während die laufenden Kosten pro Zeiteinheit konstant gehalten werden, wodurch es möglich ist, die laufenden Kosten zu senken. Aufgrund des sehr großen Behandlungsvolumens können die Leiterplattenfragmente auf einer Straße von den von der Zerkleinerungseinrichtung abgeführten Fragmenten separiert werden.
Wenn in der Aufreihanordnung 70 zwei Förderer verwendet werden, wobei die Fördergeschwindigkeiten dieser Förderer auf 1 m/s bzw. 2 m/s eingestellt sind, und wenn die Behandlungsgeschwindigkeit der Leiterplatten-Identifiziervorrichtung 80 auf 20 Bilder/s eingestellt ist, wobei die Anzahl der Magnetventile 116 auf zwei gestellt ist, kann die Behandlungsgeschwindigkeit auf 20/s eingestellt werden. Dadurch kann die Anzahl der Fördereinrichtungen verringert und der Durchmesser des Drehtisches 90 vergrößert werden. Die Ausgangsleistung des Motors für den Antrieb des Drehtisches kann verringert werden. Wenn die Aufreihanordnung 70 aus einem Förderer mit einer Fördergeschwindigkeit von 1,5 m/s und einem Förderer mit einer Fördergeschwindigkeit von 3 m/s besteht, und wenn die Behandlungsgeschwindigkeit der Leiterplatten-Identifiziervorrichtung 80 auf 30 Bilder/s eingestellt ist, während die Anzahl der Magnetventile 16 auf 2 gestellt ist, kann in gleicher Weise die Behandlungsgeschwindigkeit auf 30/s eingestellt werden.
Außerdem kann das Fragmentaufnahmeteil 94 am Umfang in eine Vielzahl von Abschnitten entsprechend der Anzahl von Toren unterteilt werden. Mit dieser Anordnung kann verhindert werden, daß ein zugeführtes Fragment sich zwischen zwei Toren verspannt, wodurch die Fragmente leicht voneinander getrennt werden können. Als Folge wird die Möglichkeit einer gleichzeitigen Rückgewinnung von sowohl einem Leiterplattenfragment 29 als auch einem Fragment des Restabfalls reduziert werden.
(Eine Variante der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23)
Die vorstehend erwähnte Leiterplatten-Identifiziervorrichtung kann neben Leiterplatten auch zum Sortieren für zu sortierende Gegenstände verwendet werden. Beispielsweise werden mit Hilfe der Leiterplatten-Identifiziervorrichtung 80 drahtartige Gegenstände in Übereinstimmung mit einem Bild sortiert, das von den zu sortierenden Gegenständen aufgenommen wird, d. h., daß außer den Leiterplatten Fragmente von überzogenen Kupferdrähten sortiert werden können. Dabei wird ein Bild eines Fragments aus einem Bild aufgrund einer Farbe, die sich von der des Hintergrunds unterscheidet, zum Messen einer Breite und einer Länge des Bildes des Fragments extrahiert. Wenn die Breite oder die Länge kürzer als 2 mm ist, wird das Fragment als überzogener Kupferdraht bestimmt. Um ihn von den anderen Fragmenten zu trennen um ihn zurückzugewinnen, wird das Öffnen des Tors durch den Rechner 101 in gleicher Weise wie bei der Trennung der Leiterplattenfragmente gesteuert, so daß der überzogene Kupferdraht aussortiert werden kann. Durch die Rückgewinnung von überzogenem Kupferdraht kann das Einmischen von Kupferdrähten in die Nichteisenmetalle 31 und die Kunst stoffe 33 verhindert werden, die durch die Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 und die Kunststoff-Sortiereinrichtung wiedergewonnen werden. Der Mechanismus der Toröffnungseinrichtung 110 wird entsprechend der Anzahl von zu separierenden Gegenständen geändert, und die Anzahl der Rinnen 96 und der Trennwände 98 wird geeignet erhöht. Bei Verwendung der Leiterplatten-Identifiziereinrichtung 80 werden also in gleicher Weise Wertstoffe, wie Kupfer oder Messing, entsprechend den Farben sortiert und durch die Leiterplatten-Trennvorrichtung 90 separiert, wobei die Wertstoffe mit Kupfer oder Messing mit hoher Geschwindigkeit sortiert werden können.
In ähnlicher Weise läßt man in der Leiterplatten-Identifiziereinrichtung einen Infrarotstrahl auf zu sortierende Gegenstände treffen und wird ein Infrarotspektrum aus seiner Reflexion zur Identifizierung eines Materials gewonnen, um Kautschuk und Holz zu gewinnen. Durch Einsatz einer Windkraftsortierung kann Papier aussortiert werden. Bei dieser Anordnung ist es möglich, das Einmischen von Kautschuk, Holz und Papier in die Nichteisenmetalle und die Kunststoffe zu unterbinden.
(Variante der Leiterplatten-Separiervorrichtung 90)
Anstelle des Toröffnungs- und -schließmechanismus und der Toröffnungseinrichtung 110, wie sie in 5 und 6 gezeigt ist, kann gemäß 8 die Basisfläche des Drehtisches 91, die der Bodenfläche des nicht gezeigten Fragmentaufnahmeteils 94 entspricht, mit einer Öffnung versehen sein, wobei ein Tor mit dem gleichen Aufbau des Tors 95 nach unten um die Zentrumsseite des Drehtisches als Schwenkpunkt zur Schaffung der Öffnung geöffnet wird. Bei dieser Anordnung fällt aus der Öffnung durch die Zentrifugalkraft ein Fragment auf die Rinne. Die Anschläge 114 sind dabei so angeordnet, daß sie unter dem Tor 94 zur Mitte hin aus der unteren Umfangsfläche des Drehtisches 91 ausfahrbar sind, wobei Luft aus dem Magnetventil 116 in eine Richtung, in welcher sich der Anschlag 114 erstreckt, auf eine Betätigungsplatte 115 ausgedüst wird, die am vorderen Ende jedes Anschlags 114 vorgesehen ist. Ferner wird die Torschließführung 121, wie sie in 7 gezeigt ist, unter dem Drehtisch 91 angeordnet, während sich die Anschlagrückkehrführung 122 auf der äußeren Umfangsseite des Drehtisches 91 befindet.
(Weitere Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23)
Die Leiterplattensepariervorrichtung 90 in 9, die eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung der Leiterplatten-Sortiereinrichtung 23 zeigt, ist die gleiche wie in 5, lediglich die Leiterplatten-Sortiereinrichtung unterscheidet sich. Die Leiterplatten-Identifiziereinrichtung in dieser Ausführungsform besteht aus einer Magnetelement-Erfassungseinrichtung 131, einer Kunststoff-Sortiereinrichtung 132, einer Leiterplatten-Erfassungseinrichtung 133, wobei die Magnetelement-Erfassungseinrichtung 131 aus einer Spule 134 und einer Induktivitätsmeßeinrichtung 135 besteht, während die Kunststoff-Sortiereinrichtung 133 aus einer Lichtquelle 139, einem Lichtempfänger 137, einer Infrarotspektrums-Meßeinrichtung 138 und einer Kunststoff-Erfassungseinrichtung 139 besteht. Die Leiterplatten-Erfassungseinrichtung 133 ist mit dem Rechner 101 verbunden. Über dem Endstufen-Bandförderer 73 ist eine Spule 134 angeordnet. Die Lichtquelle und der Lichtempfänger 137 sind über dem Fragmentaufnahmeteil 94 des Drehtisches 91 angeordnet.
Im folgenden werden im einzelnen Aufbau und Arbeitsweise der so aufgebauten Leiterplatten-Sortiereinrichtung 80 erläutert. Die Induktivitätsmeßeinrichtung sorgt zunächst dafür, daß ein Wechselstrom durch die Spule 134 fließt, um ein Wechselmagnetfeld zu erzeugen. Wenn bei dieser Anordnung in den von dem Bandförderer 73 geförderten Fragmenten ein magnetisches Element eingeschlossen ist, wird in dem das magnetische Element enthaltenden Fragment ein Wirbelstrom induziert, wenn das Fragment unter der Spule 134 vorbeiläuft, und zwar aufgrund des Wechselmagnetfelds. Dieser Wirbelstrom führt dazu, daß sich das Wechselmagnetfeld ändert, so daß sich der durch die Spule 134 fließende Strom ändert. Die Änderung des Stroms wird durch die Induktivitätsmeßeinrichtung 135 als Messung der Änderung der Induktivität der Spule 134 gemessen. Wenn die Induktivitätsänderung einen eingestellten Wert überschreitet, wird festgestellt, daß ein Fragment ein magnetisches Element enthält, und es wird ein Erfassungssignal 140 für ein magnetisches Element zu der Leiterplatten-Erfassungseinrichtung 133 gegeben.
Die Lichtquelle 136 ist eine keramische Lichtquelle, die einen Strahl nahe an Infrarot emittiert. Eine infrarotnahe Spektrumseinrichtung 138 extrahiert von dem Lichtempfänger 13 empfangenes Licht, der reflektiertes Licht empfängt, das aus dem Licht erhalten wird, das von der Lichtquelle emittiert wird und von einem Fragment oder dem Drehtisch 91 reflektiert wird, so daß eine Intensität des empfangenen Lichts im infrarotnahen Bereich gemessen wird. Dann wird eine Differenz zwischen der gemessenen Lichtstärke im infrarotnahen Bereich und der Lichtstärke, die vorher gemessen worden ist, berechnet, um ein infrarotnahes Spektrum zu erhalten, das dann an die Kunststoff-Erfassungseinrichtung 139 weitergegeben wird. Die Kunststoff-Erfassungseinrichtung 139 integriert die Differenz zwischen dem durch die Messung erhaltenen infrarotnahen Spektrum und den infrarotnahen Spektren von Epoxyharz und Phenolharz in Richtung der Wellenzahl und vergleicht den integrierten Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Wenn dieser integrierte Wert kleiner als der Schwellenwert ist, wird festgestellt, daß das Fragment aus Epoxyharz oder Phenolharz besteht, und es wird ein Harzerfassungssignal 141 an die Leiterplatten-Erfassungseinrichtung 133 abgegeben.
Wenn die Leiterplatten-Erfassungseinrichtung 133 das Magnetelement-Erfassungssignal 140 und das Harzerfassungssignal 141 empfängt, bestimmt sie, daß das Fragment eines der Leiterplattenfragmente 29 ist, und gibt ein Leiterplatten-Erfassungssignal an den Rechner 101 ab.
Im Hinblick darauf, daß Leiterplattenfragmente Kupfer oder Eisen enthalten, die magnetisch sind, sowie Epoxyharz und Phenolharz, werden bei dieser Ausgestaltung die Leiterplattenfragmente 29 durch das oben erwähnte Verfahren zusätzlich zu dem Verfahren der Identifizierung der Leiterplattenfragmente nach Farben erfaßt.
Bei der Kunststoff-Erfassungseinrichtung 139 kann Epoxyharz oder Phenolharz identifiziert werden, auch wenn die in den japanischen offengelegten Patenten H6-308022 und H8-300354 offenbarten Verfahren verwendet werden.
(Ausführungsform der Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24)
Bei der in 10 im Schnitt gezeigten Ausgestaltung der Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung 24 werden auf einem Bandförderer 100 geförderte Fragmente 30 über einen rotierenden Magneten 151 geführt. Wenn Nichteisenmetall in den Fragmenten 30 enthalten ist, wird in dem Nichteisenmetall ein Wirbelstrom induziert. Ein durch den Wirbelstrom induziertes Magnetfeld und ein durch den Drehmagnet 151 induziertes Magnetfeld stoßen einander ab, so daß ein Nichteisenmetall enthaltendes Fragment in Richtung des Pfeils 152 geschleudert wird, wodurch es von den übrigen Fragmenten 32 abgetrennt wird. Die Fragmente 31 werden in einem Nichteisenmetall-Wiedergewinnungskasten 153 wiedergewonnen, während die Fragmente, die Kunststoff und Staub enthalten, in die Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 durch einen Bandförderer 155 befördert werden.
(Ausführungsform der Kunststoff-Sortiereinrichtung 25)
Die in 11 perspektivisch gezeigte Ausgestaltung der Kunststoff-Sortiereinrichtung 25 besteht aus einem mit Wasser gefüllten Wasserbehälter 156, einer Vielzahl von Trennwänden 157, 158, die in den Wasserbehälter 156 eingeführt sind, aus einer Pumpe 159 und aus einer Rohrleitung 160, durch welche Wasser in den Wasserbehälter 156 stromauf gesaugt und auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Behälter 156 abgeführt wird, aus drei Förderern 161, 162, 163 zum Hochfördern von Fragmenten, die in drei getrennte Abschnitte abgesunken sind, die von den Trennwänden 157, 163 gebildet werden, aus einem Förderer 164 für die Aufnahme von in dem Wasserbehälter 156 aufgeschwommenen Fragmenten, sowie aus Kunststoff-Rückgewinnungskästen 165, 166, 167, 168, die entsprechend diesen Förderern angeordnet sind.
Bei dieser Anordnung wird das Wasser aus dem Wasserbehälter 156 durch die Rohrleitung 160 mittels der Pumpe 156 umgewälzt, so daß das Wasser in dem Wasserbehälter 156 in Richtung des Pfeils strömt. Wenn dabei die auf dem Förderer 155 transportierten Fragmente 32 in den ganz stromauf liegenden Abschnitt des Wasserbehälters 156 eingeführt werden, setzen sich Epoxyharz mit dem größten spezifischen Gewicht (1,6 bis 2,0) und Staub auf dem Förderer 161 in dem Abschnitt der Fragmentzuführung ab, ohne die Trennwand 156 zu überqueren, da ihre Absetzgeschwindigkeiten groß sind, und werden dann in dem Kunststoff-Rückgewinnungskasten 165 zurückgewonnen. Phenolharz mit einem sekundären kleinen spezifischen Gewicht (1,25 bis 1,30) und Polyvinylchloridharz mit einem spezifischen Gewicht von 1,25 bis 1,44 überqueren die Trennwand 157, so daß sie sich in dem Abschnitt zwischen den Trennwänden 157, 158 absetzen und in einem Kunststoff-Rückgewinnungskasten 166 mittels des Förderers 162 wiedergewonnen werden. Polystyrol mit einem kleineren spezifischen Gewicht (0,90 bis 0,98) und Polypropylen mit einem kleineren spezifischen Gewicht (0,90 bis 0,96) sind leichter als Wasser und schwimmen deshalb auf dem Wasser, so daß sie direkt mittels des Förderers 164 in den Kunststoff-Rückgewinnungskasten 168 wiedergewonnen werden. Selbstverständlich ist die Anzahl der Trennwände 157, 158 nicht auf zwei begrenzt, vielmehr kann die Anzahl erhöht werden, um die Kunststoffe schließlich entsprechend unterschiedlichen spezifischen Gewichten sortieren zu können. Beispielsweise werden das Phenolharz und das Polyvinylchlorid voneinander separiert und jeweils wiedergewonnen.
(Ausführungsform einer Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile)
Die Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile identifiziert Farben und Materialien (ABS-Harz, Polycarbonat, Nylon und dergleichen), so daß die Kunststoffteile 3 entsprechend Farben und Materialien sortiert werden. Die Kunststoffteile 3 werden nach Farben oder Materialien wiedergewonnen. Die nach Farben oder den Materialien sortierten Kunststoffteile werden zerkleinert und hinsichtlich der jeweiligen Farben oder Materialien wiedergewonnen.
Bei der in 12 in einer Gesamtanordnung gezeigten Ausgestaltung besteht die Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile aus einer Kunststoffteile-Trennvorrichtung 170 und aus einer Zerkleinerungsvorrichtung 180. Die Kunststoffteile-Trennvorrichtung 170 hat eine Farb- und Materialerkennungseinrichtung 171, beispielsweise ein nahe Infratrot arbeitendes Sichtspektrophotometer, und eine Vielzahl von Kunststoff-Rückgewinnungskästen 172. Die Kunststoffteile 173 werden durch die Kunststoffteile-Trennvorrichtung 170 sortiert und getrennt und in die aus einem Zerkleinerer bestehende Zerkleinerungsvorrichtung 180 mittels einer Fördereinrichtung 181, beispielsweise einem Förderer, eingeführt. Die von einem in der Zerkleinerungsvorrichtung 180 rotierenden Schneidblatt zerkleinerten Fragmente 183 (Kunststoff 15) werden in Kunststoffkästen 172 aufgenommen.
Im folgenden werden Anordnung und Arbeitsweise der Kunststoffteile-Sortiervorrichtung 170 näher erläutert. Die Farb- und Material-Identifiziereinrichtung 171 identifiziert beispielsweise die Farben und Materialien der Kunststoffteile 183, die von der Demontagesektion 2 zugeführt werden, und zeigt es auf einer Anzeigeeinheit an. Die Kunststoffteile 3 werden in unterschiedliche Farb- und Materialgruppen sortiert und separiert und dann in die Kunststoff-Rückgewinnungskästen 172 eingeführt. Die Anzahl der Kunststoff-Rückgewinnungskästen 172 wird entsprechend den Farben und Materialien der Kunststoffteile erhöht, um so die Kunststoffteile in mehrere Farb- und Materialgruppen zu sortieren, wodurch die Qualität der rückgewonnenen Kunststoffe erhöht werden kann.
Danach wird jede der Farb- oder Materialgruppen der Kunststoffteile 173, die in den Kunststoff-Rückgewinnungskästen 172 gewonnen wurden, in die Zerkleinerungseinrichtung 180 mit Hilfe der Fördereinrichtung 181 transportiert. In der Zerkleinerungsvorrichtung 180 dreht sich ein Schneidblatt 182, welches die Kunststoffteile 173 in Fragmente 183 (Kunststoff 15) mit einer Größe von weniger als 10 mm zerkleinert, die in einem Kunststoff-Rückgewinnungskasten 184 gewonnen werden.
Da die Kunststoffteile durch die Material-Identifiziereinrichtung 171 in entsprechende Farb- und Materialgruppen sortiert und separiert werden, können Kunststoffteile mit gleicher Farbe oder aus gleichem Material wiedergewonnen werden, wodurch der Recyclisierungswert gesteigert wird. Da die Kunststoffteile 173, die in den entsprechenden Farb- und Materialgruppen wiedergewonnen werden, durch die Zerkleinerungsvorrichtung 180 zerkleinert werden, wird eine Volumenreduzierung erreicht. Wenn die Zerkleinerungsvorrichtung bei der Behandlungseinrichtung 11 für Kunststoffteile weggelassen wird, werden die Installierungskosten verringert.
(Einzelheiten der Farb- und Material-Identifizierungseinrichtung 171)
Anhand von 13 wird die Farb- und Material-Identifiziereinrichtung 171 erläutert. Die Farb- und Material-Identifiziereinrichtung besteht aus einer lichtemittierenden und -empfangenden Einrichtung 211, einer Lichtüberführungseinrichtung 212, beispielsweise eine mit der lichtemittierenden und -empfangenden Einrichtung 211 verbundene Fasersonde, und aus einer infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213, die mit der lichtübertragenden Einrichtung 212 verbunden ist, sowie aus einer Identifizierungseinrichtung 214, beispielsweise eine CPU (zentrale Rechnereinheit), die mit der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 verbunden ist, aus einer Spektrumsspeichereinrichtung 215, wie einer Festplatteneinheit oder einem Speicher, der mit der Identifiziereinrichtung 214 verbunden ist, und aus einer Anzeigeeinrichtung 216, beispielsweise einem Monitor, der mit der Identifiziereinrichtung 215 verbunden ist.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der wie vorstehend erwähnt gebauten Farb- und Material-Identifiziereinrichtung 171 unter Bezugnahme auf das in 14 gezeigte Ablaufdiagramm erläutert. Im Schritt S1 wird zunächst eine Lichtstärke entsprechend einem Kalibrierelement in dem sichtbaren Infrarotbereich gemessen. Nachdem eine weiße Fläche aus Aluminiumoxid oder ein weißes Eichelement, wie Magnesiumcarbid, Bariumsulfid oder eine milchigweiße Glasfläche in Kontakt mit der lichtemittierenden und -empfangenden Einrichtung 211 gebracht ist, wenn Licht auf sie aus der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 emittiert ist, überträgt die lichtübertragende Einrichtung 212 Licht aus der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 zu der lichtemittierenden und -aufnehmenden Einrichtung 211. Die lichtemittierende und -aufnehmende Einrichtung 211 strahlt das Licht auf das Lichtkalibrierelement, worauf das Licht reflektiert wird und dann zu der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 über die lichtemittierende und -aufnehmende Einrichtung 211 und die lichtübertragende Einrichtung 212 übertragen wird. Die infrarotnahe Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 mißt eine Intensität des übertragenen Lichts in dem sichtbaren infrarotnahen Bereich und speichert die Lichtstärke bezüglich des Eichelement im infrarotnahen Bereich.
Als nächstes wird im Schritt S2 ein Teil 32, beispielsweise ein Kunststoffgehäuse oder dergleichen, in Kontakt mit der lichtemittierenden und -empfangenden Einrichtung 211 gebracht und dann Licht aus der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 emittiert, so daß Licht auf das Kunststoffteil 3 gestrahlt wird. Dadurch wird das abgestrahlte Licht mit einer spezifischen Wellenlänge von dem Kunststoffteil 3 absorbiert. Reflektiertes Licht, das in dem Kunststoffteil 3 nicht absorbiert wurde, wird auf die infrarotnahe Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 über die lichtübertragende und -empfangende Einrichtung 211 und die Lichtübertragungseinrichtung 212 übertragen.
Im Schritt S3 mißt die infrarotnahe Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 die Stärke des durch die lichtübertragende Einrichtung 212 übertragenen reflektierten Lichts im infrarotnahen Bereich und berechnet ein sichtbares infrarotnahes Absorptionsspektrum unter Verwendung von Gleichung 1: A = log{IO/(IO – I)} (1)wobei A die dekadische Extinktion bei jeder Wellenlänge, IO eine Stärke bei jeder Wellenlänge des Lichts bezogen auf das Eichelement und I eine Stärke bei jeder Wellenlänge bezogen auf das Kunststoffteil 3 sind. Das dem Kunststoffteil 3 entsprechende Spektrum wird auf die Spektrumsidentifiziereinrichtung 214 übertragen.
Im Schritt S4 vergleicht die Identifiziereinrichtung 214 das von der infrarotnahen Sicht-Spektrophotometereinrichtung 213 übertragene gemessene Spektrum mit den Referenzspektren verschiedener Materialien, die in der Spektrumsspeichereinrichtung 215 im sichtbaren infrarotnahen Bereich (900 bis 2.500 nm) gespeichert sind. Wenn ein koinzidentes Referenzspektrum erhalten wird, wird das Material bezogen auf dieses Referenzspektrum als das Material des Kunststoffteils 3 erfaßt und somit das erfaßte Material auf der Anzeigeeinrichtung 216 angezeigt (S5). Wenn eine Differenz zwischen den in der Spektrumsspeichereinrichtung 215 gespeicherten Farbreferenzspektren und dem gemessenen Spektrum in dem sichtbaren Bereich (280 bis 780 mm) erhalten wird, wird diese Differenz in der Richtung der Wellenlänge integriert. Eine Farbe, bei welcher der integrierte Wert unter dem Schwellenwert liegt, wird als die Farbe des Kunststoffteils 3 erfaßt, und die Farbdaten werden dann auf der Anzeigeeinrichtung 216 angezeigt (S6).
Bei einem anderen Verfahren zur Farbbestimmung wird das gemessene Spektrum in einen Durchlässigkeitsgrad umgewandelt, wobei Normfarbwerte durch Verwendung einer Farbanpaßfunktion erhalten werden, um eine Farbdifferenz zu berechnen. Dann wird die Farbdifferenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Die entsprechend einem Wert unter dem Schwellenwert bestimmte Bezugsfarbe wird als Farbe eines zu sortierenden Gegenstandes für die Erfassung verwendet. Bei einem weiteren Verfahren wird die Farbe des Kunststoffteils 3 dargestellt durch ein L*a*b*-Farbsystem und durch ein L*u*v*-Farbsystem unter Verwendung der Normfarbwerte. Man erhält eine Farbdifferenz bezüglich einer Farbe eines zu sortierenden Gegenstandes. Eine Farbe, die so bestimmt wurde, daß die Farbdifferenz einen Wert unter einem bestimmten Schwellenwert entspricht, wird als Farbe des Kunststoffteils 3 erfaßt.
(Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile)
Die in 1 gezeigte Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile reinigt, inspiziert und repariert wiederverwendbare Teile 4, die in der Demontagesektion 2 usw. zerlegt wurden. Als Folge der Inspektion nach der Reinigung werden wiederverwendbare Teile 17, die normal betrieben werden können, für den Weitergebrauch gewonnen. Die wiederverwendbaren Teile 14 mit Fehlfunktion werden zur Zerkleinerungseinrichtung 21 überführt, wo sie in Fragmente zerkleinert werden, die dann wie der andere Abfall abgeführt werden. Bevorzugt werden wiederverwendbare Teile 14 mit Fehlfunktion repariert, um sie als wiederverwendbare Teile 17 zu gewinnen, die normal betrieben werden können. Dementsprechend kann die Belastung durch die Weiterverarbeitung durch Zerkleinern, Sortieren und dergleichen für die Recyclisierung zu Rohstoffen ebenso wie die Umweltbelastung für die Abfallaufbereitung reduziert werden.
Die Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile wird anhand von 15 im einzelnen erläutert. Die Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile besteht aus einer Reinigungseinrichtung 251, einer Inspiziereinrichtung 252 und Rückgewinnungskästen 253 für wiederverwendbare Teile 4. Die Reinigungseinrichtung 251 besteht aus einer Ultraschall-Waschmaschine 254 und aus einem Trockner 255. Die Ultraschall-Waschmaschine 254 besteht aus einem Behälter 256, der mit Wasser gefüllt ist, und aus einer Vibrationseinrichtung 257 zum Schwingenlassen des Bodens des Behälters 256 mit hoher Frequenz. Der Trockner 255 besteht aus einer Trocknungskammer 258, in der die wiederverwendbaren Teile 4 aufgenommen werden, aus einer Heizeinrichtung 259, um eine Temperatur in der Trocknungskammer 258 auf einem konstanten Wert zu halten, und aus einem Gebläse 260 zum Abführen von Luft aus der Trocknungskammer 258 nach außen aus dem Trockner 255 heraus.
Die Inspiziereinrichtung 252 besteht aus einer Anzeigeeinrichtung 261, wie einem Monitor, aus einer Hauptplatine 262, an der ein CPU sitzt und die mit der Display-Einrichtung 261 verbunden ist, aus einer Speichereinrichtung 263, beispielsweise einem Festplattenantrieb oder einem mit der Hauptplatine 262 verbundenen Speicher, einer SCSI-Platte 264, die mit der Hauptplatine 262 verbunden ist, einer Stromquelle 265 zum Zuführen von Strom zur Hauptplatine 262, einem IDE-Kabel 266, das mit der Hauptplatine 262 verbunden ist, einem SCSI-Kabel 267, das mit der SCSI-Platte 275 verbunden ist, einem Stromkabel 268, das mit der Stromquelle 265 verbunden ist, und aus einer Eingabeeinrichtung 269, beispielsweise einer Tastatur oder einer Maus, die mit der Hauptplatine 262 verbunden sind.
Die so gebaute Behandlungseinrichtung 12 für wiederverwendbare Teile arbeitet so, daß wiederverwendbare Teile in den Behälter 256 der Ultraschall-Waschmaschine 254 eingeführt werden, wobei das Wasser in dem Behälter mit hoher Frequenz durch die Vibriereinrichtung 257 in Schwingung versetzt wird, wodurch Schmutz von der Außenfläche der wiederverwendbaren Teile 4 entfernt wird. Die so gewaschenen wiederverwendbaren Teile 4 werden in den Trockner 255 eingeführt, in welchem die Temperatur beispielsweise mittels der Heizeinrichtung 259 in einem Bereich 60 bis 61°C gehalten wird. Durch Erhöhen der Temperatur in der Trocknerkammer 258 kann die für das Trocknen erforderliche Zeit verringert werden. Die Temperatur in der Trocknungskammer 258 wird in dem Bereich von 60 bis 61°C gehalten, um die Möglichkeit einer Beschädigung der wiederverwendbaren Teile 4 durch Hitze zu verringern. Das Gebläse 260 treibt feuchte Luft aus der Trocknungskammer 258 nach außen aus, um den Trocknungswirkungsgrad zu steigern.
Die in dem Trockner 255 getrockneten wiederverwendbaren Teile 4 werden selektiv an das IDE-Kabel 265 der Inspiziereinrichtung 252, an das SCSI-Kabel 267 und an das Stromkabel 268 entsprechend ihrer Art angeschlossen. Beispielsweise wird ein IDE-Verbindungsantrieb 4a, wie ein Diskettenantrieb, ein IDE-Festplattenantrieb oder dergleichen mit dem SCSI-Kabel 267 und dem Stromkabel 268 verbunden. Ein SCSI-Verbindungsantrieb 4b, beispielsweise der SCSI-Festplattenantrieb, eine magnetooptische Disketteneinheit oder dergleichen wird mit dem SCSI-Kabel 267 und dem Stromkabel 266 verbunden. Durch die Eingabeeinrichtung 269 wird eine die Inspektion startende Instruktion eingegeben und die Hauptplatine 262 führt einen Lese-Schreib- oder ähnlichen Vorgang auf der Diskette als das wiederverwendbare Teil 4 aus, worauf ein Inspektionsvorgang folgt, der in der Speichereinrichtung 261 gespeichert wird, um festzustellen, ob das wiederverwendbare Teil 4 normal arbeitet oder nicht, wobei das Ergebnis der Feststellung an der Anzeigeeinrichtung 261 angezeigt wird.
Wenn das wiederverwendbare Teil 14 eine Fehlfunktion hat, wird es zur Zerkleinerungseinrichtung 21 überführt, jedoch wird das wiederverwendbare Teil 17, welches normal arbeitet, in dem Gewinnungskasten 253 für wiederverwendbare Bauteile gewonnen.
Auch wenn die Inspiziereinrichtung 252 feststellt, daß das wiederverwendbare Teil Fehlfunktionen hat, d. h., daß es minderwertig ist, wird das Teil unter Verwendung eines Prüfgeräts diagnostiziert, um einen Fehlerabschnitt zu suchen. Wenn es dann repariert werden kann, wird es als wiederverwendbares Teil 17 nach dem Reparieren und einer Bestätigung durch Nachprüfungen für Normalbetrieb gewonnen.
Anstelle der Ultraschall-Waschmaschine 252 kann eine an einer Ansaugöffnung für Ansaugluft befestigte Bürste verwendet werden, um Schmutz von der Außenfläche des wiederverwendbaren Teils abzukratzen, wobei der abgekratzte Schmutz durch Verwendung einer Reinigungsvorrichtung abgesaugt wird. Bei dieser Anordnung entfällt die Notwendigkeit einer Trocknung, und die zum Reinigen erforderliche Zeit kann verkürzt werden.
Wie erwähnt, kann erfindungsgemäß Abfall, der Leiterplatten enthält, zur Rückgewinnung von Wertstoffen zerkleinert werden, wobei die Leiterplatten sortiert und separiert und in der Leiterplatte enthaltenes Blei, ohne daß es diffundiert, wiedergewonnen werden. Ferner ist es möglich, die Qualität von zu gewinnenden Wertstoffen, wie Nichteisenmetalle und Kunststoffe, zu steigern. Der Prozeß zur Aufbereitung von Abfall mit Leiterplatten, zur Zurückgewinnung von Wertstoffen, bei welchem Fragmente der Leiterplatten zerkleinert, sortiert und von anderen Abfallfragmenten separiert werden, kann automatisiert werden.
Es ist außerdem möglich, die Qualität zu steigern, beispielsweise nach Farben und Materialien der rückgewonnenen Kunststoffe.

Claims

Verfahren zum Beseitigen von Abfall, bei dem – Abfall, in dem auch Leiterplatten enthalten sind, in Abfallfragmente zerkleinert wird, – Eisen aus den Abfallfregmenten aussortiert wird, – Leiterplattenfragmente aus den Abfallfragmenten aussortiert werden, und – nach der Aussortierung der Leiterplattenfragmente aus den übrigen Abfallfragmenten Fragmente nichteisenmetallischen Abfalls und Fragmente von Kunststoffabfall ausssortiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Eisen mittels eines Magnetseparators aus den Abfallfregmenten aussortiert wird, – die Nichteisenmetallfragmente durch Wirbelstromseparierung aussortiert werden, und – die Kunststofffragmente nach Aussortierung der Nichteisenmetallfragmente durch Trennung nach spezifischem Gewicht aussortiert werden.
Verfahren zum Beseitigen von Abfall nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussortieren der Leiterplattenfragmente durch Erfassen von Farben der Abfallfragmente und Vergleich mit einer vorgegebenen spezifischen Farbe während des Förderns der Abfallfragmente ausgeführt wird.
Verfahren zum Beseitigen von Abfall nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Aussortieren der Leiterplattenfragmente durch Anlegen eines Wechselstroms an eine Spule ausgeführt wird, die während der Förderung der Abfallfragmente diesen gegenüber angeordnet ist und die Leiterplattenfragmente anhand einer Änderung des Wechselstroms erfasst.
Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall, mit – einer Zerkleinerungseinrichtung (21) zum Zerkleinern von Abfall (20), der auch Leiterplatten enthält, in Abfallfragmente (26), – einer Eisen-Sortiervorrichtung (22) zum Aussortieren von Eisenfragmenten (27) aus den Abfallfragmenten (26) – einer Leiterplatten-Sortiereinrichtung (23) zum Aussortieren von Leiterplattenfragmenten (29) aus den Abfallfragmenten (26), – einer Nichteisenmetall-Sortiereinrichtung (24) und einer Kunststoff-Sortiereinrichtung (25) zum Aussortieren von Nichteisenmetall und Kunststoff aus den Abfallfragmenten (30) des Abfalls, aus dem die Leiterplattenfragmente (29) durch die Leiterplatten-Sortiereinrichtung (23) aussortiert wurden.
Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten-Sortiereinrichtung (23) – eine Bildaufnahmeeinrichtung (94), die gegenüber auf einem Förderweg geförderten Abfallfragmenten (28) angeordnet ist, – eine Leiterplatten-Identifiziereinrichtung (80) zum Vergleichen einer Farbe eines Bildes des Abfallfragments (28), das von der Bildaufnahmeeinrichtung (94) aufgenommen wurde, mit wenigstens einer vorgegebenen spezifischen Farbe, um so zu bestimmen, ob das Abfallfragment ein Leiterplattenfragment (29) oder ein Abfallfragment (30) des übrigen Ab falls ist, und – eine Separiereinrichtung (90) zum Trennen des durch die Leiterplatten-Identifiziereinrichtung (80) identifizierten Leiterplattenfragments (29) von dem Förderweg umfasst.
Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten-Sortiereinrichtung (23) eine Aufreiheinrichtung (70) zum Aufreihen der zu fördernden Abfallfragmente (28) im Abstand voneinander in einer Reihe umfasst.
Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Separiereinrichtung (90) – einen drehbar gelagerten kreisförmigen Drehtisch (91), – einen ringförmigen Fragment-Aufnahmeteil (94), der auf dem Drehtisch (91) zwischen der äußeren und einer inneren Umfangswand (92; 93) zur Aufnahme von zu fördernden Abfallfragmenten (28) ausgebildet ist, – eine Vielzahl von am Umfang angrenzend aneinander zur Bildung der äußeren Umfangswand (93) angeordneten aufmachbaren und schließbaren Toren (95), – eine Einrichtung (110, 120) zum Öffnen und Schließen der Tore (95), – eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Bildes von der Innenseite des Fragment-Aufnahmeteils (94), – einer Leiterplatten-Identifiziereinrichtung (80) zum Vergleichen einer Farbe eines Bildes eines von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Fragments (28) mit wenigstens einer vorgegebenen spezifizierten Farbe, um so zu bestimmen, ob das Fragment (28) eines der Leiterplattenfragmente (29) oder eines der Fragmente (30) des übrigen Abfalls ist, und – eine Steuereinrichtung (101) zum Steuern des Drehtisches (91) und der Toröffnungs- und -schließeinrichtung (110, 120) umfasst, wobei die Steuereinrichtung (101) eine Position eines Tors (95), an der das Leiterplattenfragment (29) angeordnet ist, entsprechend einem Leiterplatten-Identifizierungssignal (81) von der Leiterplatten-Identifiziereinrichtung (80) in einem Speicher speichert und ein Signal an die Toröffnungs- und -schließeinrichtung (110, 120) liefert, wenn das Tor (95) zu einer vorgegebenen Position kommt, um es zu öffnen.
Vorrichtung zum Beseitigen von Abfall nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten-Sortiereinrichtung (23) – eine Spule (134), die gegenüber den zu fördernden Abfallfragmenten (28) angeordnet ist, – eine Stromquelle zum Anlegen eines Wechselstroms an die Spule (134), und – eine Leiterplatten-Identifiziereinrichtung (133) zum Identifizieren eines Leiterplattenfragments (29) umfasst.