JP2001096253A - シュレッダーダストの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属溶解炉内へ投入して処理した際の金属材
への着熱効率や溶融金属との反応効率が良く、かつ金属
溶解炉の排気系における有害ガスの発生やガス爆発のお
それもない。 【解決手段】 シュレッダーダストからプラスチック
類、ゴム類および繊維類を主体としたダスト分を選別す
る工程と、当該ダスト分を加熱圧縮して、比表面積ない
し密度の平均値が異なる複数種の固化物群を成形する工
程と、当該固化物群を混在させて金属溶解炉に投入する
工程とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃自動車や廃家電品
等を裁断破砕したシュレッダーダストを処理する方法に
関し、特に、これらシュレッダーダストを転炉やアーク
炉、銅鉱石溶解炉等の金属溶解炉を用いて処理するシュ
レッダーダストの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃自動車等のシュレッダーダストのう
ち、鉄・銅・アルミ等の有用金属を回収した後に残る、
発泡ウレタンを含むプラスチックやゴム、繊維を主体と
したダスト分は再生利用が困難であったため従来はその
殆どが埋立て処分されていた。しかし、近年の埋立処分
地の逼迫や環境汚染のおそれ等より埋立て処分には限界
があり、新たな処理方法が要請されている。

【０００３】そこで、例えば特開平５−１４１６４１号
では、プラスチック類やゴム類の細片を含むダスト分を
スクラップ投入用バケットの底部に装入して、その上を
石灰や鉄スクラップで覆い、これらを電気炉内に投入し
て処理するシュレッダーダストの処理方法が提案されて
いる。そして、この処理方法において、上記ダスト分を
押出成形機により円柱形のペレット状固化物にして電気
炉内へ投入することが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラスチック
等を主体とするダスト分を同一大の固化物にして電気炉
内へ一挙に投入すると、そのガス化と燃焼が一度に短時
間で行なわれるために、鉄スクラップへの着熱効率や溶
鋼との反応効率が悪いという問題があり、また未燃ガス
が一度に大量発生するため電気炉の後段に設けられる二
次燃焼室で燃焼しきらず、排気系中で有害ガスが発生し
たり、未燃ガスの爆発を生じるおそれがあった。

【０００５】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、金属溶解炉内へ投入して処理した際の金属材
への着熱効率や溶融金属との反応効率が高く、かつ金属
溶解炉の排気系における有害ガスの発生やガス爆発のお
それもないシュレッダーダストの処理方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第１発明では、シュレッダーダストからプラスチ
ック類、ゴム類および繊維類を主体としたダスト分を選
別する工程と、当該ダスト分を加熱圧縮して、比表面積
ないし密度の平均値が異なる複数種の固化物群を成形す
る工程と、当該固化物群を混在させて金属溶解炉に投入
する工程とを具備している。

【０００７】本第１発明において、比表面積ないし密度
の平均値が異なる複数種の固化物群を適当な割合で混合
して金属溶解炉の炉内へ供給すると、これら固化物群の
燃焼速度が互いに相違するために、炉内での燃焼および
ガス化が一時に進行することがない。これにより、全体
として溶融金属との接触時間が長くなって、溶融金属を
予熱する際の予熱効率や溶融金属との反応効率が大きく
向上する。また、未燃ガスが一時に大量発生することが
ないため、排気系に設けた二次燃焼塔等で未燃ガスの燃
焼を完結させることができ、排気系中で有害ガスが発生
したり、未燃ガスの爆発を生じるおそれもない。

【０００８】本第２発明では、上記シュレッダーダスト
から上記ダスト分を選別する際にシュレッダーダストに
含まれる銅類およびワイヤーハーネス類を除去する工程
を有し、かつ上記金属溶解炉が製鋼用アーク炉である。

【０００９】本第２発明においては、銅類およびこれを
含むワイヤハーネス類を選別除去しているから、製鋼用
アーク炉の溶鋼中に銅成分が混入することがなく、溶鋼
品質の悪化を防止することができる。

【００１０】本第３発明では、製鋼アーク炉の酸化期に
生じる製鋼ダストを上記ダスト分に混入する工程を有し
ている。

【００１１】本第３発明において、製鋼ダストには酸化
亜鉛が含まれているため、シュレッダーダストに含まれ
ている塩素が亜鉛と結合して塩化亜鉛となり、これを排
気系のガス冷却塔やバグフィルタ等で二次ダストとして
固定し回収することにより、ＨＣｌやダイオキシンの排
出を抑制することができる。また、石灰分の少ない酸化
期製鋼ダストを使用するから高沸点の塩化カルシウムを
生じることがなく、これの溶融塩が炉壁耐火物に浸透し
てその劣化を促進するという問題を生じない。

【００１２】本第４発明では、上記シュレッダーダスト
から上記ダスト分を選別する際に当該シュレッダーダス
トに含まれる鉄類、土砂・ガラス類、およびアルミ類を
選別する工程を有するとともに、これら鉄類、土砂・ガ
ラス類、およびアルミ類を上記金属溶解炉としての製鋼
用アーク炉に投入する工程を有している。

【００１３】本第４発明においては、不純物を含んだ選
別後の鉄類、土砂・ガラス類、およびアルミ類を全て製
鋼用アーク炉へ投入することにより、鉄類は原料とし
て、ガラス・土砂類は溶融し製鋼スラグとして、アルミ
類は酸化鉄の還元剤としてそれぞれ有効利用される。し
たがって、これらの埋立て処分費が節約できるととも
に、シュレッダーダスト全体の処理費用が低減される。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には本発明
におけるシュレッダーダストの処理手順を示す。シュレ
ッダーダストは傾斜式比重選別機１に投入されて金属の
塊を多く含む重量物と、紙やプラスチック、繊維、ワイ
ヤーハーネス（銅を芯線としたプラスチック被覆電線）
等を含む軽量物、およびこれらの中間重量を有しガラス
・土砂の多い中間物に選別される。このうち重量物は磁
選機２にかけられて鉄類と非鉄類に選別され、非鉄類は
さらに渦電流式非鉄選別機３によって銅類とアルミ類に
選別される。一方、中間物は風力選別機４に投入され
て、ガラス・土砂類とプラスチック・ゴム類に選別され
る。選別されたプラスチック・ゴム類は減容固化機８に
送られる。

【００１５】上記比重選別機１で選別された軽量物はワ
イヤーハーネスのからまりを解消する等のために粉砕機
５にかけられた後、直列に設けた二段の風力選別機６，
７に通されてワイヤーハーネス類が分離されるととも
に、残るプラスチック類や繊維類、紙類等は上記減容固
化機に送られる。このように、銅類と、銅線を含むワイ
ヤハーネス類を選別し分離しているため、これらが除去
された残りのダスト分中の銅含有率は０．５％以下へと
低減される。

【００１６】減容固化機８ではプラスチック類、ゴム
類、繊維類を主体としたダスト分に酸化期の製鋼ダスト
が混入され、１５０℃〜２００℃で加熱圧縮されて例え
ば略５０mmφの円柱形の固化物に押し出し成形される。
成形された固化物は切断機９に供給されて、例えば略２
５mm長の固化物群（固化物小）と略１００mm長の固化物
群（固化物大）の二種に切断されて各々同量製造され
る。固化物小と固化物大の平均比表面積の比は１．６：
１になり、これら固化物群は適当に混在させて金属溶解
炉としての製鋼用アーク炉に投入される。

【００１７】図２には上記アーク炉の操業手順を示し、
固化物群は初装時と追装時に投入される。すなわち、初
装時には固化物群は鉄スクラップや石灰石とともにスク
ラップバケットに入れられて炉内へ投入され、また、炉
温が上昇している追装時には、炉蓋に接続された副原料
ホッパーから、鉄スクラップや石灰石とともに炉内へ投
入される。なお、シュレッダーダストから回収された鉄
類やガラス・土砂類（図１参照）は初装時に固化物群と
共に炉内へ投入され、アルミ類やガラス・土砂類は追装
時に固化物群と共に炉内へ投入される。

【００１８】炉内へ投入された固化物群は燃焼して鉄ス
クラップを予熱し、あるいは溶鋼と反応して炭素源とし
て作用する。これにより、加熱時の電力消費量の節減と
コークス等の節約が可能である。この際、既述のように
平均比表面積を大きく異ならせた二種の固化物群を適当
な割合で混合して供給しており、これら固化物群の燃焼
速度は互いに相違する。このため、燃焼およびガス化が
一時に進行することがなく、鉄スクラップや溶鋼との接
触時間が長くなって、鉄スクラップを予熱する際の予熱
効率や溶鋼との反応効率が大きく向上する。また、アー
ク炉からの排気ガスは図３に示す系統で浄化排出される
が、未燃ガスが一時に大量発生することがないため、二
次燃焼塔内で未燃ガスの燃焼を完結させることができ
る。これにより、排気系中で有害ガスが発生したり、未
燃ガスの爆発を生じるおそれがない。

【００１９】シュレッダーダストには塩化ビニル等が含
まれているのでアーク炉内での燃焼によってＨＣｌを発
生する。一方、製鋼ダストには酸化鉄以外に酸化亜鉛が
含まれるため、本実施形態のように固化物群に製鋼ダス
トを混入すると、塩素が亜鉛と結合して塩化亜鉛とな
り、排気系のガス冷却塔やバグフィルタで二次ダスト
（図３参照）として固定回収される。これにより、ＨＣ
ｌやダイオキシンの排出を抑制することができる。製鋼
ダストとして酸化期のものを用いるのは、還元期のもの
では石灰分が多いために高沸点の塩化カルシウムを生
じ、これの溶融塩が炉壁耐火物に浸透するとその劣化が
促進されるために、これを回避したものである。

【００２０】また、本実施形態では、不純物を含む選別
後の鉄類やアルミ類、ガラス・土砂類を全てアーク炉へ
投入して、鉄類は原料として、ガラス・土砂類は溶融し
製鋼スラグとして、アルミ類は酸化鉄の還元剤としてそ
れぞれ有効利用しているから、これらの埋立て処分費が
節約できるとともに、シュレッダーダスト全体の処理費
用を低減することができる。

【００２１】さらに本実施形態では、銅類およびこれを
含むワイヤハーネス類を選別除去しているから、アーク
炉の溶鋼中に銅成分が混入することが少なく、溶鋼品質
の悪化を防止することができる。

【００２２】上述したシュレッダーダストの選別と２０
０℃以下の減容固化機での固化作業は常温に近い操作で
あり、かつ運転も容易であるから、シュレッダー工場内
に設置することができる。したがって、かさ比重が０．
１〜０．３という嵩張るシュレッダーダストを製鋼工場
等へ輸送する必要がなくなるとともに、鉄スクラップと
同一流通ルートで流通させることができるから、再生利
用のための費用が軽減される。

【００２３】なお、上記実施形態において、比表面積を
異ならせるために、減容固化機のノズルを交換して例え
ば略５０mmφと略１００mmφの異径の固化物群を成形す
るようにしても良い。この場合、略５０mmφで略５０mm
長の固化物群と略１００mmφで略１００mm長の固化物群
の平均比表面積の比は２：１となる。また、炉内へ投入
した際の燃焼速度は固化物の密度によっても変化するか
ら、上記減容固化機の加熱温度や圧縮圧力を変えて異な
る平均密度の固化物群を成形するようにしても良い。さ
らに、固化物群は二種とする必要はなく、三種以上とし
てこれらを適当に混在させてアーク炉内へ投入するよう
にしても良い。また、選別する工程と金属溶解炉とが遠
く離れていても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明のシュレッダーダ
ストの処理方法によれば、金属溶解炉内へ投入して処理
した際の金属材への着熱効率や溶融金属との反応効率を
向上させることができるとともに、金属溶解炉の排気系
における有害ガスの発生やガス爆発のおそれもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】シュレッダーダストの処理手順を示す系統図で
ある。

【図２】製鋼用アーク炉の操業手順を示す図である。

【図３】製鋼用アーク炉の排気系を示す系統図である。

【符号の説明】

１…傾斜式比重選別機、２…磁選機、３…非鉄選別機、
４，６，７…風力選別機、５…粉砕機、８…減容固化
機、９…切断機。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シュレッダーダストからプラスチック
   類、ゴム類および繊維類を主体としたダスト分を選別す
   る工程と、当該ダスト分を加熱圧縮して、比表面積ない
   し密度の平均値が異なる複数種の固化物群を成形する工
   程と、当該固化物群を混在させて金属溶解炉に投入する
   工程とを具備するシュレッダーダストの処理方法。
2. 【請求項２】 前記シュレッダーダストから前記ダスト
   分を選別する際に前記シュレッダーダストに含まれる銅
   類およびワイヤーハーネス類を除去する工程を有し、か
   つ前記金属溶解炉が製鋼用アーク炉である請求項１に記
   載のシュレッダーダストの処理方法。
3. 【請求項３】 製鋼アーク炉の酸化期に生じる製鋼ダス
   トを前記ダスト分に混入する工程を有する請求項１又は
   ２に記載のシュレッダーダストの処理方法。
4. 【請求項４】 前記シュレッダーダストから前記ダスト
   分を選別する際に前記シュレッダーダストに含まれる鉄
   類、土砂・ガラス類、およびアルミ類を選別する工程を
   有するとともに、これら鉄類、土砂・ガラス類、および
   アルミ類を前記金属溶解炉としての製鋼用アーク炉に投
   入する工程を有する請求項１ないし３のいずれか一つに
   記載のシュレッダーダストの処理方法。