JP2009002638A - 樹脂製品の廃棄処理方法及び樹脂製品の廃棄処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化したのち、灰化工程で生じた灰を溶融炉で加熱して溶融体を生じさせ、次いで、溶融体を冷却して溶融固化物とする。
【選択図】 図1
Description
したがって、このままプリント基板を埋立地に廃棄した場合、未処理のプリント基板よりは鉛等のリスクは軽減できるものの、残ったハンダからの鉛等の溶出は避けられず、鉛溶出によるリスクを完全に払拭できるものではなかった。
図1参照
本発明の一観点によれば、樹脂製品の廃棄処理装置であって、有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化する燃焼炉と、前記燃焼炉で生じた灰を加熱して溶融させる溶融炉とを具備することを要件とする。
なお、本発明における「有害金属を含む樹脂製品」とは、プリント基板が典型的なものであるが、プリント配線基板に限られるものではなく、インターポーザーやパッケージ基板等或いはICカード等のカード類も含むものであり、また、基板に電子部品が実装されているものも或いは実装されていない基板自身も含むものである。
また、溶融炉で生じた熱エネルギーを用いて発電する発電機をさらに設けても良い。
さらに、各発電機で発電した電力を貯える蓄電池をさらに具備しても良い。
さらには、電子部品等とは関係がない、金属と樹脂とからなる機械的部材も対象になるものである。
図2は、本発明の有害金属を含む樹脂製品の廃棄処理装置の概念的構成図であり、ハンダ除去工程を経て破砕したプリント基板等の電子部品搭載基板を燃焼して灰とする燃焼炉11、燃焼炉においてプリント基板を仮焼却した際に発生する熱を回収し、そのエネルギーで発電する発電機12、燃焼炉11において生じた灰を溶融処理する溶融炉13からなる。
図3は、本発明の有害金属を含む樹脂製品の廃棄処理フロー図であり、
A.まず、処理対象となるプリント基板を従来のプリント基板のハンダ除去方法と同様の 加熱・振とう処理によってハンダを回収するとともに、プリント基板に実装されてい る電子部品を振るい落としたのち、破砕する。
この時、プリント基板のスルーホールに残った電子部品の端子や振るい落とされな かった電子部品も一緒に破砕される。
この場合の灰化物は、石綿状の物質となり、投入した破砕物に対して約10%程度 の重量になる。
C′.溶融炉13に灰化物とともに、ガラスカレット(廃ガラス)を同時に投入すること によって、1200℃〜1400℃において1時間程度の溶融処理を行って灰化物 を溶融物とする。
なお、ガラスカレットの投入量は、灰化物の元の破砕物の重量に対して30〜1 00重量%投入するものであり、ガラスカレットの混入により、溶融温度を200 ℃程度降下させることができる。
電子部品搭載基板の処理工程はここまでであるが、以降は、
E.埋立地に溶融固化物を廃棄することになる。
図4に示すように、まず、回収した使用済みのコンピュータに使用されていたプリント基板から大型電子部品を取り除いたのち、プリント基板31をハンダ除去装置21の搬送装置22のフックに吊設して、予備加熱装置23内において100〜150℃、例えば、120℃で2分間程度加熱する。
なお、ハンダの回収率は65%程度である。
この場合の破砕物のサイズは任意であるが、例えば、プリント基板の厚さはそのままとして、面積としては1cm×1cm程度のサイズに粉砕する。
この灰化物35は燃焼によって炭素が失われているので石綿状の無機物となる。
なお、最終的には、この溶融固化物37をそのまま埋立地に投棄する。
溶出実験方法としては、「廃棄物処理法関係法令(金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める総理府令)」を参考にして行った。
ここでの溶出検定方法は、試料〔g〕と溶媒〔ml〕を重量体積比10%の割合で混合し、常温(約20℃)、常圧(約1atm)で振とう機を用いて、毎分約200回、振とう幅4〜5cmで6 時間連続振とうするとしている。
比較例1:未処理のプリント基板
比較例2:上述の特許文献1の方法を採用して、加熱振動処理(200℃−50Hz, 1010分間)を行ったプリント基板
を用いて併せて溶出実験方法を行った。
なお、各試料ともに、0.5〜5.0mmに裁断・破砕したのち溶媒と混合する。
以上の溶出実験用試料を、振とう回数:170回/分、振とう幅:4cm、振とう温度:25℃、振とう時間:6時間で処理し:ICP(Inductively Coupled Plasma analysis:誘導結合プラズマ発光分析)を用いて鉛の溶出量を測定した。
図から明らかなように、未処理のプリント基板の比較例1からの鉛溶出量と比較した場合、本発明の実施例1の溶出量は約90%の鉛溶出量を削減できることが示された。 また、加熱振動処理後のプリント基板の比較例2と比較しても、約80%の鉛溶出量を削減できることが確認された。
図7に示すように、まず、上述の実施例1と全く同様に、回収した使用済みのコンピュータに使用されていたプリント基板に対してハンダ除去処理を行ったのち、裁断・破砕して破砕物34とする。
この灰化物35は燃焼によって炭素が失われているので石綿状の無機物となる。
なお、最終的には、この溶融固化物40をそのまま埋立地に投棄する。
図8は、本発明の実施例3のICカードの処理工程に用いる廃棄処理装置の概念的構成図であり、上記の図2に示した有害金属を含む樹脂製品の廃棄処理装置と同様に、使用済み或いは未使用で廃棄されたICカードの破砕物51を燃焼して灰とする燃焼炉41、燃焼炉においてICカードの破砕物51を仮焼却した際に発生する熱を回収し、そのエネルギーで発電するための水蒸気発生機構431 、タービン441 、及び、発電機451 からなる第1の発電機構421 、発電機451 で発電した電力を蓄積する鉛蓄電池等の蓄電池46、燃焼炉41において生じた灰化物52を溶融処理する電気炉で構成した溶融炉47、溶融処理後の潜熱を回収し、そのエネルギーで発電するための水蒸気発生機構432 、タービン442 、及び、発電機452 からなる第2の発電機構422 からなる。
なお、発電機451 ,452 、蓄電池46、燃焼炉41、及び、溶融炉47の間は送電線で接続される。
a.処理対象となるICカードを燃焼炉41に入れて、例えば、800℃で、30分間加 熱して脱炭素を行う。これにより、燃焼炉41内は、主に、酸化物および金属等の無 機物質からなる灰化物52になる。
b.燃焼により得られた熱エネルギーからタービン441 を稼動させて電気エネルギーを 生成し、その電気を蓄電池46に送り、電気を一時的に貯める。
c.蓄電池46に貯められた電気エネルギーを用いて、電気炉で構成される溶融炉47を 、例えば、1200℃に加熱する。
d.加熱した溶融炉47内にNa2 O−CaO−SiO2 系ガラスからなるガラスカレッ ト53を入れて、例えば、30分間溶融し、そこに燃焼炉41で生成された灰化物5 2をベルトコンベア式に搬入する。
e.灰化物52およびガラスカレット53を、例えば、1200℃で30分間加熱した後 、溶融炉47の外へ放出して急冷(炉温度→気温)し、溶融固化物54を生成する。
f.溶融炉47の潜熱からタービン442 を稼動させて電気エネルギーを生成し、その電 気を蓄電池46に送り、電気エネルギーを一時的に貯めて、再度溶融炉47および燃 焼炉41のエネルギーとして利用する。
g.最終的に生成した溶融固化物54については、埋立地に廃棄する。
通常、ガラスカレット54の溶融エネルギーは、1,000kcal/kg−ガラスであるから、回収電気エネルギーとして1,000kcal(1.16kWh)必要になる。
特に、溶融炉において、溶融処理後の溶融炉の潜熱によっても発電を行う場合には、さらに余剰電力が発生するので蓄電池に貯めることなく電力会社に売却すれば良い。
(付記1) 有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化する燃焼炉と、前記燃焼炉で生じた灰を加熱して溶融させる溶融炉とを具備する樹脂製品の廃棄処理装置。
(付記2) 前記溶融炉が電気炉であり、前記燃焼炉で生じた熱エネルギーを用いて発電するとともに、発電した電力を前記電気炉に供給する発電機をさらに具備する付記1記載の樹脂製品の廃棄処理装置。
(付記3) 前記溶融炉で生じた溶融処理後の熱エネルギーを用いて発電する発電機をさらに具備する付記1または2に記載の有害金属を含む樹脂製品の廃棄処理装置。
(付記4) 前記各発電機で発電した電力を貯える蓄電池をさらに具備する付記1乃至3のいずれか1項に記載の樹脂製品の廃棄処理装置。
(付記5) 有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化する灰化工程と、前記灰化工程で生じた灰を溶融炉で加熱して溶融体を生じさせる溶融工程と、前記溶融体を冷却して溶融固化物とする冷却工程とを有する樹脂製品の廃棄処理方法。
(付記6) 前記冷却工程が、前記溶融体を前記溶融炉から大気雰囲気へ取り出して冷却する工程である付記5記載の樹脂製品の廃棄処理方法。
(付記7) 前記灰化工程において、燃焼熱を利用して発電を行い、生じた電力を前記溶融工程における溶融炉の加熱に利用する付記5または6に記載の樹脂製品の廃棄処理方法。
(付記8) 前記溶融工程の前に、前記灰にガラスを添加するガラス添加工程をさらに有する付記5乃至7のいずれか1に記載の樹脂製品の廃棄処理方法。
12 発電機
13 溶融炉
21 ハンダ除去装置
22 搬送装置
23 予備加熱装置
24 本加熱装置
25 振動装置
31 プリント基板
32 電子部品
33 ハンダ
34 破砕物
35 灰化物
36 溶融物
37 溶融固化物
38 ガラスカレット
39 溶融物
40 溶融固化物
41 燃焼炉
421 第1の発電機構
422 第2の発電機構
431 ,432 水蒸気発生機構
441 ,442 タービン
451 ,452 発電機
46 蓄電池
47 溶融炉
51 破砕物
52 灰化物
53 ガラスカレット
54 溶融固化物
Claims (5)
- 有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化する燃焼炉と、前記燃焼炉で生じた灰を加熱して溶融させる溶融炉とを具備する樹脂製品の廃棄処理装置。
- 前記溶融炉が電気炉であり、前記燃焼炉で生じた熱エネルギーを用いて発電する発電機をさらに具備する請求項1記載の樹脂製品の廃棄処理装置。
- 有害金属を含む樹脂製品を燃焼させて灰化する灰化工程と、前記灰化工程で生じた灰を溶融炉で加熱して溶融体を生じさせる溶融工程と、前記溶融体を溶融炉から室温雰囲気へ取り出して溶融固化物とする冷却工程とを有する樹脂製品の廃棄処理方法。
- 前記灰化工程において、燃焼熱を利用して発電を行い、生じた電力を前記溶融工程における溶融炉の加熱に利用する請求項3記載の樹脂製品の廃棄処理方法。
- 前記溶融工程の前に、前記灰にガラスを添加するガラス添加工程をさらに有する請求項4または5に記載の樹脂製品の廃棄処理方法。
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