JP2001198565A - Lcd装備製品の無害化・資源化処理方法 - Google Patents
Lcd装備製品の無害化・資源化処理方法Info
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Abstract
D装備製品の無公害化、再資源化方法を提供する。 【解決手段】 LCD装備製品を粉砕せずに製品のまま
で炉に入れて酸素の無い状態で加熱する熱分解・ガス化
溶融工程と、炉内に発生したガスをダイオキシンが発生
せず、他の有害物質が分解する温度で燃焼させて無害化
処理する工程と、熱分解・ガス化溶融された製品をふる
い分けし、ガラス、金属、電子部品、タールに分離する
工程と、分離されたガラスを粉砕する工程と、粉砕され
たガラスを薬品処理して付着している残滓を分離除去す
る工程と、からなる。ガラス、金属は再利用し、電子部
品からは金と、その他の金属を取り出し、タールは燃料
にする。廃棄された製品を分解したり、粉砕することが
無いので、人手も掛からない。
Description
ン、携帯電話等のLCD(液晶ディスプレイ)を備えた
各種機器の廃棄処理に関し、特に、廃棄物を再資源化で
きるとともに、最終処分物の減容率が格段に優れたLC
D装備製品の無害化・資源化処理方法に関する。
話機等のLCDを使用した電子機器が急速に普及し、大
量の廃棄物が発生している。これらの機器の進歩は急速
であり、耐用年数を残した状態でも廃棄処分することも
多い。中古市場もあるが、機器の進歩が急速であること
から、中古品はより一層陳腐化が早く、再使用されるよ
り廃棄に回されるものの方が多く、廃棄物の量は膨大に
なっている。そこで、大量の電子機器の安全な廃棄方法
が模索されている。
1年に施行される予定となっており、メーカー各社は、
その対応に鎬を削っている。家電処理法の対象として、
特に、LCDの処理が問題となる。
るアモルファスシリコンTFTの代表的なLCDの構造
を示す。まず、上部には、上側ガラス基板1があって、
その上面には合成樹脂製の偏光板2が貼り付けられ、下
面には、R,G,Bと黒のマトリクスのカラーフィルタ
3が形成されている。下部には、絶縁保護膜、半導体
層、各種導電膜(電極)などTFTアレイ回路4を形成
した下側ガラス基板5がある。そして、これら上下のガ
ラス基板の中間に液晶材6が配向膜7,7と対向電極8
とでサンドイッチされている。液晶材6の周辺にはシー
ル材9がある。シール全体を通して、光が上下方向に通
過できる構造になっており、カラーフィルタで色の選択
がなされ、液晶層の状態により画素の濃淡が選択され
る。液晶層の状態は、TFTアレイで電気的に制御され
る。
でガラスが85%前後、偏光板が15%前後である。こ
れ以外の液晶材料、シール樹脂、カラーフィルター層、
TFT層などは、数千ppmと比率は少ない。しかし、
これらの微小なものの中には、透明電極に使用されてい
るインジウム等のレアメタルも含まれており、資源とし
ての価値が高い。また、化学剤、塗料、TFT等につい
ては、重金属類も含まれており、そのまま廃棄した場合
には問題となる。
処理方法としては、次のような方法があった。 1 一般廃棄物処理業者が、パソコンなどのLCD装備
製品を粉々に粉砕して埋め立てて処理する。 2 パソコンを基盤、キーボード、ディスプレイに大別
し、プラスチックや貴金属等、リサイクルできるものは
リサイクルし、他の部分、特にディスプレイ部分など
は、上記1と同様に粉々に粉砕して埋め立て処理をす
る。 3 これは、上記2つの改良方法である。基盤、キーボ
ードなどは同様であるが、ディスプレイ部分を分離処理
する。分離したディスプレイ部分をさらに液晶モジュー
ル部とケースとに分け、ケースはプラスチックとしてリ
サイクルさせ、液晶モジュール部は廃棄ガラスとして粉
砕後、埋め立て処理する。
あるが、いずれも、環境保護の見地から問題視されてい
る処理方法である。すなわち、液晶ディスプレイに関し
ては、有効な処理方法が無かった。また、上記の処理方
法は、埋め立て処理することが主体であるが、埋立用地
の確保が、益々困難になっており、埋立する場合でも、
極力容積を小さくして埋め立てることが望まれている。
16号において、フラットパネルディスプレイの無害化
資源化及び無害廃棄処理方法を提案している。これは、
液晶ディスプレイの2枚のガラス基板と、これらの間に
積層された液晶材、偏光板、薄膜半導体などからなる電
子機器用フラットパネルディスプレイを破砕し、破砕し
た際に発生する液晶成分ガス、又は有機ミストを活性炭
などに吸着させるか、高温により熱分解・ガス化溶融し
て無害化するものである。
の廃棄物から、一番やっかいなLCDを無害化して資源
化することが可能となる。
処理方法では、LCDが装着された機器からLCD部分
を手作業などで分解して取り外し、粉砕しなければなら
ず、人手が多く掛かっていた。本発明は、このような事
実から考えられたもので、人手の掛からないLCD装備
製品の無害化・資源化処理方法を提供することを目的と
している。
めに本発明のLCD装備製品の無害化・資源化処理方法
は、LCD装備製品を粉砕や分解せずに製品のまま炉に
入れて酸素の無い状態で、合成樹脂が熱分解・ガス化溶
融し、かつ、製品に含まれる各種金属及びガラスが溶融
しない範囲の温度に加熱する熱分解・ガス化溶融工程
と、炉内に発生したガスを無害化処理する工程と、熱分
解・ガス化溶融された製品をふるい分けし、ガラス、金
属、電子部品、タールに分離する工程と、分離されたガ
ラスを粉砕する工程と、粉砕されたガラスを薬品処理し
て付着している残滓を分離除去する工程と、を有するこ
とを特徴としている。
空状態にして、無酸素ないしは酸素の希薄な状態とする
構成としたり、上記炉内に発生したガスを無害化処理す
る工程が、ダイオキシンが発生しない温度であって、か
つ、他の有害物質が分解される高温で燃焼させる工程で
ある構成とすることができる。
粉砕されたガラスを薬品処理して付着している残滓を分
離除去する工程と、の間に粉砕されたガラスをふるい分
けして付着している残滓を分離・回収する工程を設け、
ふるい分けにより得られた残滓と、上記薬品処理により
分離除去された残滓とからインジウムを回収する工程を
設けた構成としてもよい。
なく、そのまま、不活性ガスを充填するか、真空状態に
して、無酸素ないしは酸素の希薄な状態となった炉に投
入し、加熱する。LCD製品は、酸素が無いので燃焼す
ることなく、合成樹脂等の部分は炭化する。ガラスや金
属は溶融しないが、炭化した合成樹脂がこびり付いた炭
のような状態となる。
ふるいに掛け、振動を与えると、炭化したタールの部分
が剥がれ落ち、炭状の製品から、金属片、電子部品、ガ
ラス片、タール、を分離することができる。電子部品
は、IC回路やコンピュータのCPUなどを指してい
る。
る。電子部品は、特に金の含有量が高いので、金及びそ
れ以外の金属の回収に回される。タールは燃料として利
用できる。
滓とに分離され、さらに酸等で処理され、不純物を除去
された後、再利用される。ガラスに付着していた残滓
と、酸処理された液からは、レアメタルのインジウムが
回収される。
り説明する。図1は、本発明のLCD装備製品の無害化
・資源化処理方法を説明するフローチャートである。同
図に示す本発明の方法は、熱分解・ガス化溶融処理工程
10、ガス無害化処理工程20、分離工程30、ガラス
無害化処理工程40を主な工程としている。以下、各工
程について詳細に説明する。
は、廃棄されたLCD装備製品が、分解や粉砕を一切さ
れずに、そのままの状態で炉に投入される。炉内は窒素
ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスのみで充填された
状態、又は真空状態とし、無酸素状態、または、酸素を
できるだけ希薄にした状態に保たれる。廃棄物が投入さ
れ、炉内が上記の無酸素状態になると、炉は加熱され
る。加熱温度としては、LCD装備製品に用いられてい
る各種の合成樹脂や、LCDに使用されている液晶材、
偏光板、接着剤、カラーフィルタ等が熱分解・ガス化溶
融をする温度を越え、かつ、ガラスやアルミ合金、銅、
金等のLCD装備製品に含まれている金属が溶融しない
温度以下である。具体的には、873〜923K程度が
適当である。
化して炭のようなタールになるので、熱分解・ガス化溶
融温度より高くする必要がある。一方、ガラスや金属が
溶融する温度に達すると、炉の中でガラスや金属が溶融
して液体状態になり、炭化したプラスチックと一体的に
なってしまい、後から分離するのが困難になる。したが
って、ガラスや金属が溶融しない温度以下にする必要が
ある。
了すると、LCD製品の残滓として、プラスチック類の
部分が変化したタール(固形分)と、IC等の電子回路
と、金属製の基板等の金属片と、液晶パネルに使用され
ていたガラス片とが残る。これらは、一寸した力を加え
られると、バラバラと崩れるほどに脆くなっている。
化溶融処理工程においては、樹脂、液晶材、接着剤、塗
料等々が熱分解・ガス化溶融する際に、多様なガスが発
生する。これらのガスには、有毒なダイオキシンを生成
させる物質や、クロロベンゼンやクロロフェノールなど
が含まれている。また、これらのガスを低温で燃焼させ
ると、ダイオキシンが発生する。
スを1573K程度の高温下で燃焼させている。このよ
うな高温にすれば、ダイオキシンは発生せず、クロロベ
ンゼンやクロロフェノールは分解され燃焼後の排気ガス
も無害化される。なお、本発明では、従来とは異なり、
無酸素状態で加熱するので、ガスの発生量が減少し、処
理が容易になる。
である。熱分解・ガス化溶融処理をしている炉内で発生
したガスを取り出し、適当な方法で冷却させた後、活性
炭に吸着させる方法である。
でLCD使用機器は蒸し焼き状態にされ、タールと、I
C等の電子回路と、金属片と、ガラス片とが混合した残
滓状のものとなるが、この残滓をバレル機の振動ふるい
に掛ける。ここでは、多数の残滓がふるいに載せられ、
振動を加えられるので、残滓同士が衝突して付着してい
るタールがバラバラと剥がれ落ち、ふるいの目を通過す
る。
れ以外とに分けられるが、目視によって、金属と、電子
部品と、ガラスとに容易に分けることができる。そし
て、金属は、種別に分けられ、再利用される。タールは
燃料として利用できる。電子部品は、銅などの金属の他
に金を含有しているので、これらの金属を抽出する公知
の処理に回される。
まだ付着しており、このままでは、再資源化できない。
また、このガラスには、ITO、すなわち、レアメタル
のインジウムが含まれている。そこで、図2に示すフロ
ーチャートにより無害化処理をされる。これは、図1の
ガラス無害化工程40の詳細で、粉砕工程41、選別工
程42、ふるい分け工程43,44、薬品処理工程4
5、とからなる。
を、ガラス粉砕機等によって粉砕する。このガラスに
は、R,G,B等の感材のタール、クロム等の付着して
いるカラーフィルタや、絶縁保護膜のタール、半導体
層、各種導電膜等々の重金属が付着しているので、上記
の粉砕によりそれらの残滓の一部が剥離して分離する。
的別により、ハイグレード処理法とローグレード処理法
とに選別する。
処理法である。ガラスをふるい分けして、ガラスと残滓
とに分ける。ガラスにはかなりのクロムや半導体層、導
電膜等が付着しているが、そのまま煉瓦やタイルに加工
する。残滓部分はインジウム回収に回す。ただし、この
方法は、若干であるが、有害物質を含んだままなので、
今後は、減少する傾向に推移すると思われる。
の処理をする。ガラスをふるい分けしてガラスと残滓と
に分ける。ガラスは、さらに次の薬品処理工程に進む。
残滓はインジウム回収へ行く。
るクロムや導電膜に含まれるITO等を酸で洗って落と
す。酸としては、クロムやインジウム等の残滓に含有さ
れている金属を溶かすことのできるものが使用され、た
とえば、フッ酸、塩酸等を使用する。この工程でガラス
は残滓を全て落とされ、不純物のないガラスとなる。そ
して、中和され、水洗いされてガラスカレットとなり、
再資源として使用されることになる。酸洗いで得られた
残滓の溶液は、上記の残滓とともにインジウムの回収へ
と回される。
温で加熱して熱分解・ガス化溶融させ、その後に残った
残滓の大部分を資源として再利用することが可能にな
る。そのため、最終処分物は非常に少なく、減容率が格
段に向上する。したがって、新規埋立地の確保という問
題を最小限にすることが可能になる。
装備製品の無害化・資源化処理方法は、LCD装備製品
を炉に入れて酸素の無い状態で、合成樹脂が熱分解・ガ
ス化溶融し、かつ、製品に含まれる各種金属及びガラス
が溶融しない範囲の温度に加熱する熱分解・ガス化溶融
工程と、炉内に発生したガスを無害化処理する工程と、
熱分解・ガス化溶融された製品をふるい分けし、ガラ
ス、金属、電子部品、タールに分離する工程と、分離さ
れたガラスを粉砕する工程と、粉砕されたガラスを薬品
処理して付着している残滓を分離除去する工程と、を有
する構成なので、従来のように金属・ガラス以外の合成
樹脂等が燃焼することがないので、有毒ガスの発生を少
なくすることができる。
く熱分解・ガス化溶融処理するので、LCDの部分を製
品から取り外す手間等が不要になる。また、熱分解・ガ
ス化溶融工程が酸素無しの状態で行われるので、プラス
チック類からタールを取り出すことができ、これを燃料
として使用することができる。
空状態にして、無酸素ないしは酸素の希薄な状態とする
構成とすれば、LCD装備製品を燃焼させることなく、
安定して熱分解・ガス化溶融を行うことができる。
方法を示すフローチャートである。
ャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】 LCD装備製品を粉砕や分解をせずに製
品のまま炉に入れて酸素の無い状態で、合成樹脂が熱分
解・ガス化溶融し、かつ、製品に含まれる各種金属及び
ガラスが溶融しない範囲の温度に加熱する熱分解・ガス
化溶融工程と、炉内に発生したガスを無害化処理する工
程と、熱分解・ガス化溶融された製品をふるい分けし、
ガラス、金属、電子部品、タールに分離する工程と、分
離されたガラスを粉砕する工程と、粉砕されたガラスを
薬品処理して付着している残滓を分離除去する工程と、
を有することを特徴とするLCD装備製品の無害化・資
源化処理方法。 - 【請求項2】 上記炉内に、不活性ガスを充填するか、
真空状態にして、無酸素ないしは酸素の希薄な状態とす
ることを特徴とする請求項1記載のLCD装備製品の無
害化・資源化処理方法。 - 【請求項3】 上記炉内に発生したガスを無害化処理す
る工程が、ダイオキシンが発生しない温度であって、か
つ、他の有害物質が分解される高温でガスを燃焼させる
工程であることを特徴とする請求項1又は2記載のLC
D装備製品の無害化・資源化処理方法。 - 【請求項4】 上記分離されたガラスを粉砕する工程
と、粉砕されたガラスを薬品処理して付着している残滓
を分離除去する工程と、の間に粉砕されたガラスをふる
い分けして付着している残滓を分離・回収する工程を設
け、ふるい分けにより得られた残滓と、上記薬品処理に
より分離除去された残滓とからインジウムを回収する工
程を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれか
に記載のLCD装備製品の無害化・資源化処理方法。
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