JP2017170387A - 線状メタルの捕集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの線状メタルを効率よく分別するための線状メタルの捕集装置を提供する。【解決手段】 移送手段２０の搬送方向に対して直交する方向に複数のくし歯３１ａが並列されたくし型の掛止手段３１と、掛止手段３１を前後方向に移動させる駆動手段３４と、掛止手段３１によって絡め捕られた線状メタル６をしごき落とす除去手段３２ａ，３２ｂを備え、移送手段２０によって移送される処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの線状メタル６を効率的に捕集する。【選択図】図１

Description

本発明は、線状メタルの捕集装置に関し、さらに詳しくは、処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの金属製の線状物を効率よく捕集して取り除くための線状メタルの捕集装置に関する。

電子部品や廃プリント基板等のリサイクル原料には銅、ニッケル、金、銀等の様々な有価金属が含まれている。近年では、リサイクル原料に含まれる有価金属含有量の多さから「都市鉱山」と呼ばれ、金属の製錬事業においてリサイクル原料の重要性は非常に高まっている。

例えば、リサイクル原料から有価金属の一つである銅を回収するために銅製錬における乾式製錬工程に導入することが行われている。十分に破砕されたリサイクル原料であれば溶錬炉に精鉱と共に投入することが可能であり、また、銅塊として取り扱える大きさであれば錬銅炉に投入することにより高効率で銅を回収することが可能となる。従って、リサイクル原料から有価金属を回収するためにはリサイクル原料を予め選別し、破砕するといった前処理が必要となる（例えば、特許文献１）。

特開２００２−１０５５４８号公報

リサイクル原料に含まれる有価金属は、金属酸化物、粉状メタル、箔メタル、メタル塊、線状メタルなどの様々な形態で含まれている。このようなメタルの分別はこれまでは振動スクリーンを用いて行われていた。しかしながら、振動スクリーンでは、スクリーン上にメタルが過剰に堆積した場合には篩分が出来ずにトラブルとなり、作業が停止する場合がある。この場合、作業員がスクリーン上のメタル分を取り除くことになるが、この間は作業がストップしてしまうのでこのような作業の必要が生じないようにすることが好ましい。

また、振動スクリーンによる篩分作業において最も問題になるのは銅線屑や針金のような線状メタルである。リサイクル原料には線状メタルが多量に含有されている。そして、振動スクリーン上に残る線状メタルは相互に絡み合ってスチールウールのような綿状になっているためスクリーンに引っ掛かってしまい、その除去に手間を要する。

一方、線状メタルが絡み合った状態となっていない場合、すなわち、紐状（リボン状）又は棒状の線状メタルのような場合には振動スクリーンの網目を縦方向に通過してしまうことがある。網目を通過した紐状又は棒状の線状メタルは破砕機での粉砕が困難であり、しかも紐状又は棒状の線状メタルが破砕機の入口や出口に詰まってしまい破砕機が操業不良となるといったトラブルを引き起こす原因ともなる。

かかる問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、リサイクル原料に含まれる絡み合った状態の線状メタルをローラスクリーンによって取り除き、さらにローラスクリーンを通過した紐状又は棒状の線状メタルを「くし型」の掛止部を備えた捕集装置によって自動で除去するようにすることで連続したリサイクル原料の分別処理が可能となることを見出した。そこで、本発明は、処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの金属製の線状物を効率よく捕集して取り除くための線状メタルの捕集装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の本発明は、移送手段によって移送される処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの線状メタルを分別するための線状メタルの捕集装置において、前記移送手段の搬送方向に対して直交する方向に複数のくし歯が並列されたくし型の掛止手段と、前記掛止手段を前後方向に移動させる駆動手段と、前記掛止手段によって絡め捕られた前記線状メタルをしごき落とす除去手段とを備えていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の線状メタルの捕集装置において、前記除去手段は、前記前記係止手段の近傍に配置された固定プレートであり、前記固定プレートの先端側は、前記搬送手段の搬送面に接触しない位置に配置され、且つ、前記掛止手段の横幅と同じかそれよりも幅広に形成され、前記駆動手段によって前記係止手段を後退させることにより前記くし歯に絡め捕られた紐状の線状メタルを前記固定プレートに接触させてしごき落とすことを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の線状メタルの捕集装置において、前記除去手段は、複数の前記くし歯がそれぞれ挿通される複数の開口孔が設けられた除去プレートであり、前記駆動手段によって前記掛止手段を後退させることにより前記くし歯に絡め捕られた紐状の線状メタルを前記除去プレートに接触させてしごき落とすことを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の線状メタルの捕集装置において、前記掛止手段は前記移送手段の搬送面に対する角度が可変可能に形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の線状メタルの捕集装置において、前記移送手段が振動フィーダであり、前記振動フィーダの搬送面には前記係止手段を構成する複数の前記くし歯の先端が挿入される開口孔が設けられていることを特徴とする。

発明によれば、複数のくし歯によって、例えばリサイクル原料などの処理対象物から銅線屑や針金などの線状メタルを効率的に捕集して取り除くことができるという効果がある。これにより、線状メタルの除去処理時間を短縮することが可能となるという効果がある。そして、従来のような手作業による除去作業から作業員を解放すると共に安全性を確保することができるという効果がある。さらに、振動フィーダの搬送面にくし歯の先端が挿入される開口を設け、この開口にくし歯の先端を挿入するようにしたので孔絡め取った線状メタルが振動フィーダの振動により先端から外れることを回避し、且つ振動による装置の破損を回避できるという効果がある。

また、本発明は有価金属を含むリサイクル原料からの線状メタルの除去において好適に利用可能であるが、これに限らず、種々の処理対象物から線状メタルを除去する場合のすべてに適用可能である。リサイクル原料における線状メタルは、銅線屑が主であるが、他にも例えば、電線屑や針金屑のような金属線状物にも適用可能である。また線状メタルは直線状である必要はなく、折れ曲がっていても同様に効果を奏する。

本発明に係る捕集装置の一実施形態を示す平面図である。 図１に示す捕集装置の側面図である。 捕集装置のしごき落とし部の他の実施形態を示す側面図である。 本発明に係る捕集装置を備えた線状メタルの除去装置の説明図である。 振動フィーダ上に落下した線状メタルを捕集装置で絡め捕る状態を示す説明図である。 絡め捕られた線状メタルを取り除く状態を示す説明図である。

次に、本発明に係る線状メタルの捕集装置（以下、単に「捕集装置」という。）について図面を参照しつつ以下詳細に説明する。図１は本発明に係る捕集装置の一実施形態を示す平面図、図２は図１に示す捕集装置の側面図である。

［捕集装置３０］
図示された捕集装置３０は、くし型の掛止部３１によって搬送装置、例えば、図４に示すような後述する振動フィーダ２０上を搬送されてくる銅線屑や針金などの金属線状物を含む処理対象物から紐状の線状メタル６を絡め捕る装置である。捕集装置３０は、図１，２に示すように、フレーム３５と、複数のくし歯３１ａ，３１ａを備えて構成された掛止部３１と、フレーム３５の前方に配置され、複数のくし歯３１ａ，３１ａが進入後退することによって絡め捕られた紐状の線状メタル６をしごき落とすしごき落とし部３２ａを有する固定プレート３２と、掛止部３１を前後に移動可能とする駆動手段であるエアシリンダ本体３４を備えて構成され、振動フィーダ２０の搬送面の上部に位置するようにして配置されている。そして、振動フィーダ２０の搬送方向に対して直交する方向に配置されたくし型の掛止部３１によって振動フィーダ２０上を搬送されてくる処理対象物に含まれる紐状の線状メタル６の捕捉を行う。

フレーム３５は、その両側面上部が角度調整プレート３６を介して支持体３３に支持されており、フレーム３５の両側面下部は支持体３３に直接支持されている。尚、支持体３３は、捕集装置３０とは独立した図示しない構造物に固定されている。そして、両側の各支持体３３にはそれぞれ２箇所に角度調整孔３３ａ，３３ｂが設けられており、角度調整プレート３６を固定するための角度調整孔３３ａ、３３ｂの取り付け位置を適宜に変更することでくし歯３１ａ，３１ａと振動フィーダ２０の搬送面との角度αを適宜に変更可能とされている。本実施形態では、角度αは２０°と２９°の２種類の角度で適宜に変更可能となっているが、これに限るものではない。また、角度調整孔３３ａ，３３ｂの数や位置は適宜に設定することができる。例えば、後述する図３に示す実施形態では、角度調整孔３３ａを横一列に４箇所設けている。そして、固定プレート３２から突出するくし歯３１ａ，３１ａの長さを調節することにより、くし歯３１ａ，３１ａの先端を振動フィーダ２０上の搬送面近傍に位置させることができる。尚、捕集装置３０は一つに限らず複数設置することも可能である。

フレーム３５に配置されたエアシリンダ本体３４にはエアシリンダシャフト３４ａが配置され、エアシリンダシャフト３４ａが前進後退移動可能とされている。そして、エアシリンダシャフト３４ａの先端には基板３１ｂが取り付けられていると共に、基板３１ｂには一定間隔を有して複数のくし歯３１ａ，３１ａが並列して取り付けられて掛止部３１が構成されている。これにより、掛止部３１は、エアシリンダ本体３４から供給されるエアによって動作するエアシリンダシャフト３４ａによって前後方向（図１，２に示す矢印方向）へ移動可能とされている。くし歯３１ａ，３１ａの下方には固定プレート３２が配置されており、くし歯３１ａ，３１ａと固定プレート３２とは一定の隙間を有して配置されている。これにより、くし歯３１ａ，３１ａによって絡め捕られた紐状の線状メタル６はエアシリンダ本体３４によって動作するエアシリンダシャフト３４ａが掛止部３１を後方に移動させることで固定プレート３２の先端縁であるしごき落とし部３２ａによってしごき落とされて振動フィーダ２０上に落下する。

また、しごき落とし部３２ａは、図３に示すように、固定プレート３２の先端縁を固定プレート３２の表面に対して直角に上方側に折り曲げ、折り曲げられた部分にくし歯３１ａ，３１ａが挿通される複数の開口孔を設けて除去プレート３２ｂとし、エアシリンダシャフト３４ａを後退させることにより紐状の線状メタル６を絡め捕った状態のくし歯３１ａ，３１ａを除去プレート３２ｂに接触させてしごき落とすように形成することもできる。この場合、開口孔とくし歯３１ａ，３１ａとの隙間はなるべく狭く形成することが好ましい。

くし歯３１ａ，３１ａは、金属製の丸棒や角形鋼材を利用することができるが、太さは一般的な銅線屑径の５〜１０倍とすることが好ましい。尚、処理対象物が電子部品屑由来のリサイクル原料の場合には含まれる銅線屑のサイズから５〜１０ｍｍとすることが好適である。尚、くし歯３１ａ，３１ａの数や材質は特に限定されるものではない。また、くし歯３１ａ，３１ａのピッチがあまり大きすぎると紐状の線状メタル６をうまく絡め捕ることができず、小さすぎるとくし歯３１ａ，３１ａの隙間が紐状の線状メタル６によって閉塞してしまうので処理すべきリサイクル原料に応じて適宜に選択するとよい。本実施形態の場合、くし歯３１ａ，３１ａのピッチは２５〜７５ｍｍとしている。

ここで、振動フィーダ２０の搬送面に、くし歯３１a先端と接触しないよう開口部２１を設け、くし歯３１ａ，３１ａの先端を振動フィーダ面より１０ｍｍ程度下部へ突き出させることで、絡め取った紐状の線状メタル６が振動によってくし歯３１ａ，３１ａから外れることを回避し、且つ振動による装置の破損の回避を図ることができる。

次に、上記の捕集装置３０を備えた線状メタルの除去装置１について説明する。本実施形態では、捕集装置３０は銅線屑や針金などの金属線状物である線状メタルを含む処理対象物から線状メタルを取り除くための線状メタルの除去装置の一部として配置されている。図４は線状メタルの除去装置の説明図である。図示された線状メタルの除去装置（以下、単に「除去装置」という。）１は、上述した捕集装置３０の他、ロールスクリーン１０と、振動フィーダ２０と、搬送コンベア４０を備えて構成されている。

［処理対象物］
まず、処理対象物としては、銅線屑や針金などの金属線状物を含む様々な処理物を対象とすることができるが、本実施形態では、電子部品や廃プリント基板等のリサイクル原料を一例として説明する。尚、処理対象物の一つである電子部品や廃プリント基板等のリサイクル原料は、特に前処理を必要としないが、焼却処理することによって基板等を構成する合成樹脂等の有機物を予め除去しておく方が分別の効果は高い。

［ローラスクリーン１０］
ローラスクリーン１０は、処理対象物であるリサイクル原料を形状によって選別する装置であり、所定の間隔で配置された複数のローラ１１，１１が連設されて形成されている。ローラ１１，１１は図示しない動力源からの動力によって正逆方向に回転可能に形成されている。ローラ１１，１１上に投入されたリサイクル原料をローラ１１，１１の回転によって回転方向に搬送しながらローラ１１，１１間に設けられた隙間よりも大きな物質、例えば絡み合った状態の線状メタルを篩上物としてローラ１１，１１の回転方向に搬送し、ローラ１１，１１の隙間よりも小さな金属酸化物、粉状メタル、箔メタル、メタル塊や紐状の線状メタルを篩下物として落下させることによってそれぞれを分別する。初めにローラスクリーン１０によって予め絡み合った状態の線状メタルを除いておくことで後工程の振動フィーダ２０による作業の負荷を大幅に減らすことができる。

ローラ１１，１１は、搬送方向に対して登り勾配が設けられており、登り終点が排出部とされている。ローラ１１，１１の傾斜角度は、は適宜の角度とすることができるが、例えば搬送方向に５°〜１５°の登り角度とすることができる。もちろん、ローラ１１，１１は水平に配置することもできる。

ローラ１１，１１の相互の間隔は、処理対象物に応じて適宜に設定することができるが、電子部品や廃プリント基板等のリサイクル原料から銅線屑のような線状メタルを除去する場合にはローラ１１，１１の間隔は目幅１９ｍｍ×３５ｍｍより小さいものとすることが好ましい。また、ローラ１１，１１の形状は断面が略円形状の円柱状のローラでもよいが、断面が略三角形状の三角柱ローラとすることが好ましい。ローラ１１，１１が円柱状の場合にはリサイクル原料を滑らかに搬送するが、三角柱の場合には搬送中にリサイクル原料を跳ね上げることよってより振動を与えることになるからである。尚、ローラ１１，１１は、三角柱のみならず、四角柱やその他の多角柱など、断面を非円形状とすることで同様の効果が期待できる。

このように、ローラスクリーン１０はローラ１１，１１の間隔や傾斜角度を適宜に調整することにより分離する篩下物の大きさや形状を調整することができる。ここで、ローラ１１，１１の隙間よりも長い紐状の線状メタル６は横になった状態であればローラ１１，１１の隙間から落下することはないが、縦になった状態の場合にはローラ１１，１１の隙間から振動フィーダ２０上に落下することがある。そして、ローラスクリーン１０によって、絡み合った状態の線状メタル５や大きな塊状物はローラ１１，１１によって篩上物として回転方向に搬送され、紐状の線状メタル６や粉状物及び粒状物は篩下物としてローラ１１，１１の下に落下して両者が分別される。

［振動フィーダ２０］
振動フィーダ２０は、図示しない動力源によってトラフを振動させ、この振動によってトラフ上に投入された被搬送物を搬送する搬送装置である。除去装置１の振動フィーダ２０は公知の構造のものであり、構造等に関する詳しい説明は省略する。振動フィーダ２０は、ローラスクリーン１０の下部側に配置されており、ローラスクリーン１０のローラ１１，１１の間の隙間を通過することによって篩い分けされた紐状の線状メタル６を含む篩下物が振動フィーダ２０上に落下するようになっている。振動フィーダ２０の搬送面には上述した捕集装置３０の掛止部３１のくし歯３１aの先端が挿入される開口部２１が設けられている。尚、本実施形態では振動フィーダ２０の搬送方向前方の排出側が低くなるような傾斜が設けられている。そして、この振動フィーダ２０の搬送面側に捕集装置３０が配置されている。

［搬送コンベア４０］
振動フィーダ２０の下流側には搬送コンベア４０が配置されている。搬送コンベア４０は、各種のコンベアが利用可能であるが、例えばベルトコンベアが好適に利用することができ、さらに好ましくは搬送方向が正逆方向へ転換できるものであるとよい。本実施形態では搬送コンベア４０として正逆方向への搬送可能なベルトコンベアとされている。尚、ベルトコンベアは公知であるため構造についての詳しい説明は省略する。尚、振動フィーダ２０の排出側と搬送コンベア４０の間には排出シュート８が設けられており、振動フィーダ２０によって搬送される搬送物を搬送コンベア４０上に案内するようになっている。また、ローラスクリーン２０の排出部側には排出シュート９が設けられており、絡み合った線状メタル５を系外へ排出できるようになっている。

ローラスクリーン１０と振動フィーダ２０を動作させた状態でリサイクル原料の篩分を行うと、絡み合った状態の線状メタル５は篩上物としてローラスクリーン１０の排出部側へ搬送され、排出シュート９によって系外へ排出される。一方、ローラスクリーン１０のローラ１１，１１の隙間から落下してきた紐状の線状メタル６を含む篩下物は振動フィーダ２０によってさらに搬送される。このとき、振動フィーダ２０によって搬送される篩下物内に捕集装置３０のくし歯３１ａ，３１ａを差し込むように位置させることで紐状の線状メタル６をくし歯３１ａ，３１ａで絡め捕る。紐状の線状メタル６は捕集装置３０によって絡め捕られているので紐状の線状メタル６以外の篩下物を振動フィーダ２０によって回収することができる。そして、ローラスクリーン１０を停止させ、捕集装置３０の掛止部３１を後方に後退させることにより絡め捕られた紐状の線状メタル６は固定プレート３２によってくし歯３１ａ，３１ａからしごき落とされて振動フィーダ２０上に落下する。そして、紐状の線状メタル６は排出シュート８によって搬送コンベア４０上に移載される。このとき、搬送コンベア４０を逆転させることで篩下物とは反対側から紐状の線状メタル６を回収することができる。

次に、本発明に係る捕集装置の実施例を示すが、以下の実施例に本発明が限定されることを意図するものではない。
処理対象物：リサイクル原料（元原料 電子部品屑、廃プリント基板、粒度範囲０〜２０ｍｍ）、７５ｍｍピッチ 処理量８８ｔ（線状メタル原単位１．２０ｋｇ／ｔ、線状メタル量１０５．８ｋｇ）、５０ｍｍピッチ 処理量４５ｔ（線状メタル原単位１．２０ｋｇ／ｔ、線状メタル量５４．２ｋｇ）、３０ｍｍピッチ 処理量７９ｔ（線状メタル原単位１．２０ｋｇ／ｔ、線状メタル量９４．４ｋｇ）、２５ｍｍピッチ 処理量１０４ｔ（線状メタル原単位１．２０ｋｇ／ｔ、線状メタル量１２５．１ｋｇ）を振動フィーダによって搬送しつつ捕集装置によって処理を行った。捕集装置の概略は図４，５に示すとおりであり、捕集装置を振動フィーダの搬送路の中央部に設置した。捕集装置は、くし歯として１０ｍｍ×１０ｍｍ、長さ４００ｍｍの角型鋼を用いたものである。尚、角型鋼は上記したようにピッチ７５ｍｍ、５０ｍｍ、３０ｍｍ、２５ｍｍで試験を実施した。捕集装置によって絡め捕った線状メタルを回収し、重量測定した。７５ｍｍピッチの時、回収した線状メタルの重量は２６ｋｇであり、捕集装置による選別後の粉砕機へ供給するリサイクル原料の線状メタル原単位は０．９１ｋｇ／ｔまで低減、捕集装置による線状メタル除去率は２５％であった。５０ｍｍ、３０ｍｍ、２５ｍｍピッチでの除去率はそれぞれ１８％、７９％、６６％であった。

以上の結果から本発明により、リサイクル原料から線状メタルを効率よく捕集することが確認され、破砕工程で発生する停止トラブルの頻度が激減することが実証された。

１ 線状メタルの除去装置
５ 絡み合った状態の線状メタル
６ 紐状の線状メタル
８ 排出シュート
９ 排出シュート
１０ ロールスクリーン
１１ ローラ
２０ 振動フィーダ
２１ 開口部
３０ 捕集装置
３１ 掛止部
３１ａ くし歯
３１ｂ 基板
３２ 固定プレート
３２ａ しごき落とし部
３２ｂ 除去プレート
３３ 支持体
３３ａ 角度調整穴
３３ｂ 角度調整穴
３４ エアシリンダ本体
３４ａ エアシリンダシャフト
３５ 除去装置フレーム
３６ 角度調整プレート
４０ 搬送コンベア

Claims (5)

1. 移送手段によって移送される処理対象物に含まれる銅線屑や針金などの線状メタルを捕集するための線状メタルの捕集装置において、
   前記移送手段の搬送方向に対して直交する方向に複数のくし歯が並列されたくし型の掛止手段と、
   前記掛止手段を前後方向に移動させる駆動手段と、
   前記掛止手段によって絡め捕られた前記線状メタルをしごき落とす除去手段と、
   を備えていることを特徴とする線状メタルの捕集装置。
2. 請求項１に記載の線状メタルの捕集装置において、
   前記除去手段は、前記前記係止手段の近傍に配置された固定プレートであり、
   前記固定プレートの先端側は、前記搬送手段の搬送面に接触しない位置に配置され、且つ、前記掛止手段の横幅と同じかそれよりも幅広に形成され、
   前記駆動手段によって前記係止手段を後退させることにより前記くし歯に絡め捕られた紐状の線状メタルを前記固定プレートに接触させてしごき落とすことを特徴とする線状メタルの捕集装置。
3. 請求項１に記載の線状メタルの捕集装置において、
   前記除去手段は、複数の前記くし歯がそれぞれ挿通される複数の開口孔が設けられた除去プレートであり、
   前記駆動手段によって前記掛止手段を後退させることにより前記くし歯に絡め捕られた紐状の線状メタルを前記除去プレートに接触させてしごき落とすことを特徴とする線状メタルの捕集装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の線状メタルの捕集装置において、
   前記掛止手段は前記移送手段の搬送面に対する角度が可変可能に形成されていることを特徴とする線状メタルの捕集装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の線状メタルの捕集装置において、
   前記移送手段が振動フィーダであり、
   前記振動フィーダの搬送面には前記係止手段を構成する複数の前記くし歯の先端が挿入される開口孔が設けられていることを特徴とする線状メタルの捕集装置。

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