JP2000070916A - 廃棄物資源分別処理方法及びその分別処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝撃式の破砕装置は大きく、破砕に伴い生じ
る音も大きいため、銅回収プラントを設けようにも、設
置場所等の問題が生じる。 【解決手段】 本願発明は、鉄板を積層した積層体に銅
線を巻回した塊を、剪断刃により押しきり、銅チップ及
び鉄チップに破砕する粗破砕工程１と、この粗破砕工程
１により得られた銅チップ及び鉄チップから鉄チップを
取出す磁選工程２とからなり、銅チップと鉄チップを分
別する分別処理方法であり、衝撃式の破砕機を用いなく
とも剪断刃で鉄の塊を破砕することができる。モータの
主な鉄成分は鉄板であるので、剪断刃であっても長く使
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、トランス
等、鉄板の積層体、銅部材からなる塊から、銅、鉄を分
別する方法、及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータの固定子又は回転子は、鉄板の積
層体に銅線を巻き付けているので、含有する銅資源は多
い。つまり、モータから回収できる銅資源は、他の廃棄
物から回収できる銅資源より効率的に回収できるため、
モータのリサイクルが注目されている。

【０００３】鉄の塊の破砕は、鉄の塊を剪断刃により押
し切ろうとすると、剪断刃はすぐに壊れてしまうので、
衝撃式の破砕機が用いられていた。ここでモータの塊も
鉄の塊と考えられ、破砕する場合は、衝撃式の破砕機に
投入し、モータの塊を砕いていた。

【０００４】このような破砕工程で、この塊が１０〜３
０mmくらいのチップにし、磁選工程により鉄分を分別す
る。残った塊を、更に破砕工程にかけて小さくした後、
比重分別工程により樹脂、銅を分別し、銅を回収してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな衝撃式の破砕機を用いた方法では、破砕機が備える
衝撃板により銅線が鉄板に押し付けられ、鉄板に銅成分
が付着してしまう。つまり、衝撃式の破砕機を経て、磁
選工程により分別した鉄片には銅が付着しており、銅の
回収率が悪い。また、この破砕機を小さくすることは困
難があり、破砕衝撃式の破砕装置は大きく、破砕に伴い
生じる音も大きいため、銅回収プラントを設けように
も、設置場所等の問題が生じる。

【０００６】本願発明はこのような課題に鑑み、銅の回
収率の高い分別処理方法を提供することを提案する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、鉄板を積層
した積層体と銅部材からなる塊を、切断刃により剪断す
る粗破砕工程と、この粗破砕工程により得られた粗破砕
チップから鉄成分を選別する磁選工程とからなり、前記
塊から銅成分と鉄成分を分別する廃棄資源分別処理方法
である。本願発明は、衝撃式の破砕機を用いなくとも切
断刃で鉄の塊を破砕することができる。なぜならば、モ
ータの主な鉄成分は鉄板の積層体であるので、切断刃に
よる剪断破砕が可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本願発明は、鉄板を積層した積層
体及び銅部材からなる塊を、切断刃により剪断する粗破
砕工程と、この粗破砕工程により得られた粗破砕チップ
から鉄成分を選別する磁選工程とからなる廃棄物資源分
別処理方法である。

【０００９】また、鉄板を積層した積層体及び銅部材か
らなる塊を、切断刃により剪断する粗破砕工程と、この
粗破砕工程により得られた粗破砕チップを更に細かくす
る細破砕工程と、この細破砕工程にて細かくした細破砕
チップから鉄成分を選別する磁選工程とからなる廃棄物
資源分別処理方法であってもよい。

【００１０】また、鉄板を積層した積層体、銅部材及び
樹脂からなる塊を、切断刃により剪断する粗破砕処理工
程と、この粗破砕処理工程により得た粗破砕チップを更
に細かくする細破砕工程と、この細破砕工程にて細かく
した細チップから鉄成分を選別する磁選工程と、この磁
選工程を終えた非磁性チップから銅成分及び樹脂成分を
比重の差により分別する比重判別工程とからなる廃棄物
資源分別処理方法であってもよい。

【００１１】また、鉄板一枚の厚みは１mm以下の薄板で
あるので、鉄板を積層した積層体を切断刃により容易に
破砕することができる。

【００１２】また、細破砕工程とは、回転刃と固定刃に
より破砕対象物を削り破砕することで、短時間で多量の
破砕が可能となる。なお、ここでの破砕対象物はバラバ
ラになった鉄板等であり、切断刃により剪断のような方
法でなくても、削り破砕により細破砕が可能になる。

【００１３】また、磁選工程と比重判別工程との間に、
前記磁選工程により分別した銅チップ及び樹脂チップを
更に細かくする粉砕工程を設けてもよい。

【００１４】本発明は、切断刃により剪断する粗破砕手
段と、この粗破砕手段により得られた粗破砕チップを固
定刃と回転刃により削り破砕する細破砕手段と、この細
破砕手段にて細かくした細破砕チップから磁性体を磁力
により取出す磁選手段とを備えた廃棄物資源分別処理装
置である。

【００１５】また、磁選手段を終えた非磁性チップを傾
斜した振動板上で振動させ、比重の違いにより前記振動
板から落下する地点が異なることを利用して前記非磁性
チップを分別する比重判別手段とを設けてもよい。

【００１６】また、粗破砕手段とは２軸を一対とした回
転軸をほぼ水平かつ相互が並行に軸支し、前記回転軸に
それぞれ回転刃と受け刃を交互に周設して相互に回転刃
の刃先が相手側の受け刃外周面近くを通り抜け、且つ底
部に破砕物を一定の大きさにするスクリーンを設けた二
軸剪断破砕機であってもよい。

【００１７】また、細破砕手段とはケーシング内に設け
た固定刃と、回転ロータに設けた回転刃と、ケーシング
底部に破砕物を一定の大きさにするスクリーンとを備え
た一軸回転削り破砕機であってよい。

【００１８】

【実施例】本願の分別処理方法の系統図を図１に示し、
この図面を参照しながら本実施例の分別処理方法を説明
する。

【００１９】廃棄物６は、長年使用して廃棄物となった
エアコン、冷蔵庫等のコンプレッサー用電動機の固定子
や、製造中、不良品とし廃棄される電動機の固定子を集
めたものである。そして、これらの固定子は、１mm以下
の鉄板を積層し、この積層体に銅線を巻付け、更には樹
脂モールドした構成である。このような鉄板の積層体
と、鉄板より柔らかい材料からなる廃棄物を粗破砕工程
１に投入する。なお、ここで言う廃棄物６は、電動機の
固定子に限らず、少なくとも鉄板、銅材料を備え、更に
は樹脂でモールドしたようなものであれば、電動機の回
転子、トランス、発電機の回転子、固定子等であっても
よい。なお、廃棄物６は鉄の積層体より硬いものを混ぜ
ると、切断刃が破壊されるので、モータの回転子を分離
処理する場合は、回転子から回転軸を抜き取った回転子
を破砕する。

【００２０】粗破砕工程１では、鉄板の積層体、この積
層体に巻回した銅線、積層体の上部に設けた銅製の整流
子片、及び積層体をモールドし、前記整流子片を固定す
る樹脂からなる回転子であるモータ屑を破砕し、鉄チッ
プ、銅チップ、樹脂チップを得る。粗破砕工程とは、一
辺が１５０mm程の大きさの鉄、銅、樹脂の塊を、一辺が
１０mm〜３０mm程度の大きさに破砕することである。こ
のような破砕を行うことで、鉄、銅、樹脂が一体となっ
ていたモータ屑を、鉄、銅、樹脂の別々の成分に分別し
たチップを得ることができる。粗破砕を行う粗破砕手段
は二軸剪断式破砕機１１を用いて行う。二軸剪断式破砕
機は切断刃である回転刃１４と、受け刃１５との間にモ
ータ屑を挟み、破砕する。二軸剪断破砕機１１では、破
砕物を挟み切るような方法で破砕し、モータ屑の鉄成分
は薄板鉄板であるので、低出力で切断刃によるモータ屑
の破砕が可能になる。切断刃の破砕は、衝撃式の破砕に
比べ、破砕装置も小さく、発生する騒音も小さい。ただ
し、モータ屑の破砕に切断刃を用いて、一軸削り破砕機
のように、モータ屑を削り取る方法では、切断刃の刃先
が衝撃と摩擦で欠け減りが容易に発生し、長持ちしな
い。よって、ここでの粗破砕は二軸剪断破砕機を用いる
のが適している。

【００２１】二軸剪断破砕機１１は図２に示すような構
成であり、回転刃１４と受け刃１５と交互に適切な間隔
を設けて回転軸１６に固定されている。このような回転
軸が２軸あり、第１の回転軸の回転刃１４の間に、第２
の回転軸の回転刃１４が挟まるような構成である。この
回転軸１６は矢印の方向に回転し、二軸剪断破砕機１１
に投入されたモータ屑がケーシングに沿って落下し、回
転刃１４と受け刃１５の間に挟まる。そして、この受け
刃１５と回転刃１４の間で、回転刃１４によりモータ屑
は押し切られる。つまり、モータ屑を剪断する。

【００２２】なお、１７はバネ付きピンで、刃が回転接
触すると球状頭部により押し下げられる。ポケット部に
被破砕品があればバネにより押し出す働きをする。１８
は一定径の孔を有し破砕品が直径より小さければ通過さ
せる篩の役目をするスクリーンである。一辺が２０mm以
下になると、粗破砕されたチップはスクリーンに設けた
選別穴通過し、次の細破砕工程に移るが、選別穴を通過
しなけらば、繰り返し回転刃１４、受け刃１５により粉
砕されつづける。

【００２３】以上のような構成により、二軸剪断機に投
入したモータ屑は、スクリーンに設けた穴より、小さく
ならなければ二軸剪断機から排出されない。排出されな
かった破砕物は、ポケット部から押し出す目的で設置し
たバネ付き押し出しピン１７によりポケットに滞留して
いる破砕物を再度切断工程に戻す構造となっているの
で、スクリーン１８の穴を通過できない破砕物は繰り返
し切断され、結果的に２０mm以下の鉄チップ、銅チッ
プ、樹脂チップを得ることができる。

【００２４】細破砕工程２では、粗破砕工程１により得
た、鉄チップ、銅チップ、樹脂チップを、更に小さなチ
ップとする。粗破砕工程１を経た各チップは、鉄チッ
プ、銅チップに、樹脂成分が付着している可能性があ
り、更に細かいチップとすることで、破砕物が純度の高
い鉄チップ、銅チップ、樹脂チップとする。細破砕工程
２では一軸削り破砕機を用いて行われ、粗チップを更に
細かくして５mm〜８mmにする。二軸剪断機に比べ、一軸
削り破砕機は一定時間で破砕する破砕処理量が多い。

【００２５】一軸削り破砕機では、ケーシングに設けた
固定刃と、回転ロータを設けた回転刃により、各チップ
を削り細かくしていく。ここで、破砕する鉄チップは一
辺が２０mm以下の単片鉄板であるので、一軸削り機であ
っても切断刃が欠けることなく、破砕することができ
る。ここで用いる一軸削り破砕機は、図３に示すように
ケーシング２１で囲まれたケーシング内に固定刃２９を
設け、この固定刃２９と相対して外周に複数の刃先を有
する回転刃２７を回転自在に軸架させる。回転刃２７の
下方には、破砕チップを一定の大きさに選別するための
選別穴を備えたスクリーン２０を備え付ける。

【００２６】このような構成の一軸削り破砕機は、粗破
砕工程１により得た銅チップ、鉄チップ、樹脂チップを
ケーシング２１内に投入し、固定刃２９と回転刃２７に
より各チップを削り、各チップを粉砕していく。回転刃
２７が回転するに従い、各チップは一軸削り破砕機内を
回転する訳であるが、スクリーン２０の選別穴より小さ
ければ、スクリーン２０を通過して、均一な銅チップ、
鉄チップ、樹脂チップが得られる。選別穴を通過しない
各チップは、一軸削り破砕機内を回転し続け、再度固定
刃２９及び、回転刃２７により粉砕される。このよう
な、工程を繰り返し、選別穴を通過する粉砕されたチッ
プを得る。本実施例の細破砕工程では、一軸削り破砕機
を用いているが、二軸剪断破砕機でもよいし、細破砕を
経ずに、粗破砕工程から直接磁選工程へ進んでもよい。

【００２７】細破砕工程２を経過したチップは５mm〜１
５mmの大きさまで粉砕されているので、樹脂の付着が取
れ、純度の高い銅チップ、鉄チップ、樹脂チップが得ら
れる。このような純度の高い各チップから磁選工程３に
より、鉄チップを選別していく。

【００２８】本願の磁選装置は図４に示すような構成で
あり、鉄チップ、銅チップ、樹脂チップを破片投入口４
１から投入する。各チップはターボファン４２で水平方
向に飛散され、磁選装置内部４３で衝突した後、マグネ
ットロータ４４に到達する。このマグネットロータ４４
は、内部に備えた半円弧状の永久磁石４５と、この永久
磁石４５の周りを回転する円筒部４６からなる。マグネ
ットロータ４４に到達した鉄チップ４８は、磁性体であ
るため永久磁石に吸引され、円筒部４６表面に付着す
る。円筒部４６表面に付着した鉄チップ４８は、円筒部
４６内部に永久磁石４５が設けてある範囲では、円筒部
４６の回転に従って、回転していく。しかし、永久磁石
４５は図４に示すように、半分にしか永久磁石４５を備
えていないので、永久磁石４５が存在しない部分で鉄チ
ップ４８には吸引力が働かなくなり、円筒部４６から鉄
チップ４８が離れてしまい、重力に従い落下する。つま
り、図４に示す仕切り板４７を通過する位置まで鉄チッ
プ４８は円筒部４６に付着しているが、永久磁石４５が
存在しない位置に移ると円筒部４６から落下し、仕切り
板４７に沿って鉄チップ４８は選別される。一方、銅チ
ップ、樹脂チップ４９は、非磁性体であるので、円筒部
４６には付着しない。つまり、マグネットロータに到達
した、銅チップ、樹脂チップ４９は円筒部４６を滑り落
ち、仕切り板４７を通過しない内に落下して、銅チッ
プ、樹脂チップ４９に集められる。

【００２９】磁選工程４で分別された、銅チップ、樹脂
チップは、更に細かくするために粉破砕工程により２.0
〜５mmまでの大きさに粉砕していく。ここでの粉砕工程
は、一軸削り破砕機により行われる。

【００３０】粉破砕工程により、銅チップ、樹脂チップ
は更に小さくなり、且つ大きさが均一化される。次に、
銅チップ、樹脂チップの比重差が異なることを利用し、
比重判別工程で分別していく。

【００３１】比重判別工程は、樹脂チップと銅チップ比
重が異なることを利用して分別する方法であり、磁選工
程を終えた細チップは、まず、傾斜した振動板に運ばれ
る。この傾斜した振動板は振動しており、傾斜と吹き上
げる空気により、比重の差の違いで落下点が異なる。こ
のことを利用し、細チップを銅チップ、樹脂チップに分
別する。

【００３２】本願は、モータ屑から鉄チップ、銅チッ
プ、樹脂チップを作る時の破砕に二軸剪断機を用いるこ
とで、小さなスペースでモータ屑の資源回収を行い、且
つ銅の高い回収率を可能とした。

【００３３】

【発明の効果】本願発明は、鉄板を積層した積層体及び
銅材料からなる塊を、剪断刃により押し切ることで、銅
資源の回収を効率よくしたものであり、且つ分別回収プ
ラントの小型化を可能とした。

【００３４】また、粗破砕工程の後、削り破砕により細
破砕を行うことで、分別処理が更に良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の分別処理方法を示す図

【図２】（ａ）二軸剪断機の要部上面図 （ｂ）同要部側面図 （ｃ）同スクリーンを示す図

【図３】一軸削り破砕機の側部断面図

【図４】磁選機の側部断面図

【符号の説明】

１ 粗破砕工程 ２ 細破砕工程 ３ 磁選工程 ４ 粉破砕工程 ５ 比重分別工程

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄板を積層した積層体及び銅部材からな
   る塊を、切断刃により剪断する粗破砕工程と、この粗破
   砕工程により得られた粗破砕チップから鉄成分を選別す
   る磁選工程とからなる廃棄物資源分別処理方法。
2. 【請求項２】 鉄板を積層した積層体及び銅部材からな
   る塊を、切断刃により剪断する粗破砕工程と、この粗破
   砕工程により得られた粗破砕チップを更に細かくする細
   破砕工程と、この細破砕工程にて細かくした細破砕チッ
   プから鉄成分を選別する磁選工程とからなる廃棄物資源
   分別処理方法。
3. 【請求項３】 鉄板を積層した積層体、銅部材及び樹脂
   からなる塊を、切断刃により剪断する粗破砕処理工程
   と、この粗破砕処理工程により得た粗破砕チップを更に
   細かくする細破砕工程と、この細破砕工程にて細かくし
   た細チップから鉄成分を選別する磁選工程と、この磁選
   工程を終えた非磁性チップから銅成分及び樹脂成分を比
   重の差により分別する比重判別工程とからなる廃棄物資
   源分別処理方法。
4. 【請求項４】 鉄板一枚の厚みは１mm以下の薄板である
   請求項１、請求項２又は請求項３記載の廃棄物資源分別
   処理方法。
5. 【請求項５】 細破砕工程とは、回転刃と固定刃により
   破砕対象物を削り破砕する請求項２又は請求項４記載の
   廃棄物資源分別処理方法。
6. 【請求項６】 磁選工程と比重判別工程との間に、前記
   磁選工程により分別した非磁性チップを更に細かくする
   粉破砕工程を設けた請求項４記載の廃棄物資源分別処理
   方法。
7. 【請求項７】 切断刃により剪断する粗破砕手段と、こ
   の粗破砕手段により得られた粗破砕チップを固定刃と回
   転刃により削り破砕する細破砕手段と、この細破砕手段
   にて細かくした細破砕チップから磁性体を磁力により選
   別する磁選手段とを備えた廃棄物資源分別処理装置。
8. 【請求項８】 磁選手段を終えた非磁性チップを傾斜し
   た振動板上で振動させ、比重の違いにより前記振動板か
   ら落下する地点が異なることを利用して前記非磁性チッ
   プを分別する比重判別手段とを備えた請求項７記載の廃
   棄物資源分別処理装置。
9. 【請求項９】 粗破砕手段とは２軸を一対とした回転軸
   をほぼ水平かつ相互が並行に軸支し、前記回転軸にそれ
   ぞれ回転刃と受け刃を交互に周設して相互に回転刃の刃
   先が相手側の受け刃外周面近くを通り抜け、且つ底部に
   スクリーンを設けた二軸剪断破砕機である請求項７記載
   の廃棄物資源分別処理装置。
10. 【請求項１０】 細破砕手段とはケーシング内に設けた
    固定刃と、回転ロータに設けた回転刃と、ケーシング底
    部に設けたスクリーンとを備えた一軸削り破砕機である
    請求項７記載の廃棄物資源分別処理装置。