JP2019202319A

JP2019202319A - 竪型粉砕装置及び竪型粉砕装置の操業方法

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Publication number: JP2019202319A
Application number: JP2019151551A
Authority: JP
Inventors: 有一生田; Yuichi Ikuta; 健太中川; Kenta Nakagawa
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2019-11-28

Abstract

【課題】粉砕対象物を粉砕する際の粉砕テーブルや粉砕ローラーの摩耗を抑制することができる。【解決手段】粉砕テーブル２０は、テーブル駆動装置１１０により所定速度で回転駆動され、粉砕ローラー３０は、粉砕テーブル２０上に投入された電気・電子部品屑を粉砕する。そして、粉砕された電気・電子部品屑は、粉砕テーブル２０の外周面と筐体１０の内壁との間の隙間Ｓから送られる上昇気流により筐体１０の外に搬送される。この場合、制御装置１２０は、テーブル駆動装置に供給される電流の大きさを測定する電流計の測定結果に基づいて、隙間Ｓの幅を変化させる可動ノズルリング７０の動作を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、竪型粉砕装置及び竪型粉砕装置の操業方法に関する。

従来、粉砕対象物を微細に粉砕し粉体とする竪型粉砕装置の一種として、ハウジング内に粉砕テーブルと粉砕ローラーとを備える竪型粉砕装置が知られている（例えば、特許文献１，２等参照）

特開平４−３１７７４９号公報特開２００９−２９７６５７号公報

上記のような竪型粉砕装置では、粉砕に時間がかかる粉砕対象物が投入された場合、粉砕テーブルや粉砕ローラーの摩耗量が増大するおそれがある。これを回避するためには、粉砕対象物の投入量を都度制御することも考えられるが、投入量を変化させてしまうと、粉砕対象物の必要量の把握が難しくなる。また、摩耗量が激しい場合、事前に粉砕対象物内に含まれる金属類（ボルトやナット等）を除去する必要も出てくる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、粉砕対象物を粉砕する際の粉砕テーブルや粉砕ローラーの摩耗を抑制することが可能な竪型粉砕装置及び竪型粉砕装置の操業方法を提供することを目的とする。

本発明の竪型粉砕装置は、筐体内に設けられ、駆動装置により所定速度で回転駆動される粉砕テーブルと、前記粉砕テーブル上に電気・電子部品屑を投入する投入部と、前記粉砕テーブル上に投入された前記電気・電子部品屑を粉砕する粉砕ローラーと、前記粉砕テーブルの外周面と前記筐体の内壁との間の隙間から気体を送り、粉砕された前記電気・電子部品屑を前記気体により前記筐体の外に搬送する搬送機構と、前記隙間の幅を変化させる変更機構と、前記駆動装置に供給される電流の大きさを測定する電流計と、前記電流の大きさが第１の値よりも大きい場合に、前記変更機構の動作を制御して前記隙間の幅を広くし、前記粉砕テーブル上の破砕困難物を前記隙間に落ちやすくさせる制御装置と、を備えている。

本発明の竪型粉砕装置の操業方法は、筐体内に設けられた粉砕テーブルと粉砕ローラーにより電気・電子部品屑を粉砕する竪型粉砕装置の操業方法であって、前記粉砕テーブル上に前記電気・電子部品屑を投入し、前記粉砕テーブルの駆動装置に供給される電流の大きさを測定し、測定した前記電流の大きさが第１の値よりも大きい場合に、前記粉砕テーブルの外周面と前記筐体の内壁との間の隙間の幅を広くし、前記粉砕テーブル上の破砕困難物を前記隙間に落ちやすくさせる、竪型粉砕装置の操業方法である。

本発明の竪型粉砕装置及び竪型粉砕装置の操業方法は、粉砕対象物を粉砕する際の粉砕テーブルや粉砕ローラーの摩耗を抑制することができるという効果を奏する。また、事前に粉砕対象物中に含まれる金属類（ボルトやナット等）を除去する必要も本発明によりなくなる。

一実施形態に係る竪型粉砕装置の概略構成を示す図である。粉砕テーブル近傍を情報から見た状態を示す図（その１）である。粉砕テーブル近傍を情報から見た状態を示す図（その２）である。粉砕テーブル近傍を情報から見た状態を示す図（その３）である。竪型粉砕装置の制御系を示すブロック図である。制御装置の処理を示すフローチャートである。

以下、一実施形態に係る竪型粉砕装置について、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、竪型粉砕装置を用いて、電気・電子部品屑を粉砕するものとする。電気・電子部品屑は、少なくとも一部または全部を焼却することで、樹脂等の有機物の少なくとも一部を除去し、容量を小さくしておいてもよい。

図１は、本実施形態に係る竪型粉砕装置（竪型ローラミル）１００の構成を概略的に示す図である。図１の竪型粉砕装置１００は、筐体１０と、給鉱シュート１０４と、粉砕テーブル２０と、粉砕ローラー３０と、セパレーター４０と、を備える。

給鉱シュート１０４は、粉砕対象物である電気・電子部品屑を水平回転する粉砕テーブル２０の中央へ投入（供給）する。

粉砕テーブル２０は、中央部が凸形状を有し、外縁部が凹形状を有している。粉砕テーブル２０は、駆動装置としてのテーブル駆動装置１１０により鉛直方向に延びる回転軸を中心として一定回転の駆動を行う。この回転により、粉砕テーブル２０の中央に投入された電気・電子部品屑は、粉砕テーブル２０の外周方向に移動する。ここで、テーブル駆動装置１１０に供給される電流の値は、図５に示す電流計１０２により計測され、制御装置１２０に入力されているものとする。また、粉砕ローラー３０は、油圧シリンダ１０６により一定の力を粉砕テーブル２０に向かってかける。このため、粉砕テーブル２０と粉砕ローラー３０間に粉砕困難物（ボルト・ナット等）が侵入すると回転を妨げるような力が付与され、テーブル駆動装置１１０に供給される電流の値は大きくなる。

粉砕ローラー３０は、粉砕テーブル２０付近を上方から見た状態を示す図２からわかるように、粉砕テーブル２０の上面に対向した位置に３つ設けられている。粉砕ローラー３０は、図１に示す油圧シリンダ１０６により一定の力を粉砕テーブル２０に向かってかけ、粉砕テーブル２０の外縁部に移動してきた電気・電子部品屑を粉砕テーブル２０との間で粉砕する。

本実施形態では、粉砕テーブル２０の外周面と筐体１０の内壁との間には、隙間Ｓが存在している。この隙間Ｓの少なくとも一部を覆う状態で、図２に示すように、３つの固定ノズルリング６０と、変更機構としての６つの可動ノズルリング７０とが設けられている。

固定ノズルリング６０は、図２に示すように、粉砕ローラー３０の真下に位置しており、隙間Ｓを塞ぐように設けられている。なお、固定ノズルリング６０は、粉砕テーブル２０の間に隙間ができるように設けられてもよい。

可動ノズルリング７０は、図２、図３、図４に示すように、ノズルリング駆動装置１１２により駆動され、粉砕テーブル２０との位置関係が可変な状態となっている。図２は、通常状態を示し、図３は、隙間Ｓが開いた状態、図４は、隙間Ｓが狭まった状態を示している。可動ノズルリング７０の位置は、制御装置１２０により制御される。

上記のように構成される竪型粉砕装置１００においては、大気取り入れ装置１３０により筐体１０内に取り入れられた大気が隙間Ｓから噴き出し、筐体１０内に上昇気流が形成されている。したがって、粉砕テーブル２０と粉砕ローラー３０とにより粉砕されて微粉となった電気・電子部品屑は、粉砕テーブル２０の外周方向にさらに移動した後、筐体１０内の上昇気流により吹き上げられる。そして、電気・電子部品屑は、分級（気流分級）されて上方に設けられたセパレーター４０へ運ばれて、さらに分級され、微粉と粗粉に分離、微粉は回収され、粗粉は粉砕テーブル２０に戻される。

本実施形態では、可動ノズルリング７０の気流分級効果を利用して、隙間Ｓの間隔を制御することにより風速を調節し、ストークスの式に従って、電気・電子部品屑の大きさ及び比重差分離をすることができる。すなわち、比重の大きい金属分は細かく粉砕されていなければ気流によって上方へ運べないため、この作用を利用して所定の大きさかつ比重以下の電気・電子部品屑の粉砕物のみを気流で上方へ運び、それ以上の大きさかつ比重のもの（未粉砕物）は隙間Ｓに落ち分離（気流分級）することができる。

なお、セパレーター４０内に運ばれ、回収された微粉（電気・電子部品屑）は、銅の溶錬炉で処理される。

一方、粉砕テーブル２０と粉砕ローラー３０とにより微粉まで粉砕されなかった未粉砕物は、粉砕テーブル２０の外縁部から隙間Ｓに落ちて、図示しないベルトコンベヤにて竪型粉砕装置１００の外部へ運ばれ、図示しない保管ヤードに運ばれる。なお、筐体１０外に排出された未粉砕物は、銅の転炉で処理される。

図５は、本実施形態の竪型粉砕装置１００の制御系を示すブロック図である。本実施形態では、制御装置１２０が、竪型粉砕装置１００の各部を統括的に制御している。

次に、制御装置１２０による制御について、図６のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

図６において、制御装置１２０は、作業者からの操業開始指示を受け付けると、ステップＳ１０において、竪型粉砕装置１００全体の駆動を開始する。具体的には、制御装置１２０は、油圧シリンダ１０６、セパレーター駆動装置１０８、テーブル駆動装置１１０に駆動開始を指示する。また、制御装置１２０は、ノズルリング駆動装置１１２を制御して、可動ノズルリング７０の状態を通常状態（図２の状態）に設定する。

その後は、外部から一定量ずつ投入される電気・電子部品屑が給鉱シュート１０４を介して、粉砕テーブル２０の中央に投入されるようになっている。

次いで、ステップＳ１２では、制御装置１２０は、電流計１０２の測定結果（電流値）を参照し、電流値が第２の値（設定値Ｌ）よりも大きく、第１の値（設定値Ｈ）よりも小さいか否かを判断する。ここで、設定値Ｌは、例えば５０Ａ〜５２Ａの間の値であり、例えば５２Ａである。また、設定値Ｈは、例えば５８Ａ〜６０Ａの間の値であり、例えば６０Ａである。この場合、制御装置１２０は、電流値が通常範囲であり、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０に過剰な負荷がかかったり、負荷が通常より少なくなっていないかを判断しているといえる。電流値が通常範囲であれば、ステップＳ１２の判断は肯定され、ステップＳ１４に移行し、制御装置１２０は、可動ノズルリング７０を通常状態にする（維持する）。その後は、ステップＳ２２に移行する。一方、電流値が通常範囲でなければ、ステップＳ１２の判断が否定され、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６に移行すると、制御装置１２０は、電流値が設定値Ｌよりも小さいか否かを判断する。このステップＳ１６の判断が肯定された場合、すなわち、粉砕テーブル２０と粉砕ローラー３０に通常よりも負荷がかかっていない場合には、ステップＳ１８に移行し、制御装置１２０は、ノズルリング駆動装置１１２を制御し、図４に示すように、可動ノズルリング７０を隙間Ｓが狭まる方向に移動させる。これにより、風速が上がり未粉砕の電気・電子部品屑が隙間Ｓに必要以上に落下するのを抑制することができる。

一方、ステップＳ１６の判断が否定された場合、すなわち、電流値が設定値Ｈよりも大きく、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０に過剰な負荷がかかっている場合には、ステップＳ２０に移行する。なお、過剰な負荷がかかる場合とは、粉砕に時間がかかる金属分を多く含む電気・電子部品屑が多量に投入された場合などである。ステップＳ２０に移行すると、制御装置１２０は、ノズルリング駆動装置１１２を制御し、図３に示すように、可動ノズルリング７０を隙間Ｓが広がる方向に移動させる。これにより、風速が低下し粉砕できずに粉砕テーブル２０上に残り、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０に負荷をかけている電気・電子部品屑を隙間Ｓに落下させやすくすることができる。

ステップＳ１８又はステップＳ２０の処理が行われた後は、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２に移行すると、作業者から操業終了指示を受け付けたか否かを判断する。このステップＳ２２の判断が否定された場合には、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２〜Ｓ２２の処理・判断を繰り返し実行する。一方、ステップＳ２２の判断が肯定された場合には、図６の全処理を終了する。

これまでの説明からわかるように、本実施形態では、筐体１０内に大気を取り入れ、隙間Ｓから大気を噴き上げる大気取り入れ装置１３０により、粉砕された電気・電子部品屑を気体により筐体１０の外に搬送する搬送機構としての機能が実現されている。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、粉砕テーブル２０は、テーブル駆動装置１１０により所定速度で回転駆動され、粉砕ローラー３０は、粉砕テーブル２０上に投入された電気・電子部品屑を粉砕する。そして、粉砕された電気・電子部品屑は、粉砕テーブル２０の外周面と筐体１０の内壁との間の隙間Ｓから送られる上昇気流により筐体１０の外に搬送される。また、制御装置１２０は、テーブル駆動装置１１０に供給される電流の大きさを測定する電流計１０２の測定結果に基づいて、粉砕テーブル２０の周囲の隙間Ｓの幅を変更する可動ノズルリング７０の動作を制御する。これにより、本実施形態では、制御装置１２０は、テーブル駆動装置１１０に供給される電流の大きさ、すなわち、所定速度で回転駆動される粉砕テーブル２０にかかる負荷の大きさに基づいて、隙間Ｓの幅を変化させるので、負荷が大きいとき（電流値が設定値Ｈよりも大きいとき）に隙間Ｓの幅を広くして、未粉砕の電気・電子部品屑を隙間Ｓに落下させやすくするなどの制御を行うことが可能となる。したがって、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０にかかる負荷を軽減することができるので、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０の摩耗を抑制し、長寿命化を図ることが可能となる。また、粉砕前に粉砕困難物を除去する必要もない。

また、本実施形態では、電流値が設定値Ｌよりも小さい場合に、隙間Ｓの幅を通常よりも狭くするので、粉砕テーブル２０や粉砕ローラー３０にかかる負荷が少ない場合に、未粉砕の電気・電子部品屑が隙間Ｓに落ちてしまうのを抑制することができる。これにより、多くの電気・電子部品屑を粉砕することが可能となる。

また、本実施形態では、上記のような可動ノズルリング７０の制御を行うことで、電気・電子部品屑の性状（嵩比重、金属分の割合、水分）が変化しても、粉砕テーブル２０上に投入する電気・電子部品屑の時間あたりの投入量を一定にすることができる。これにより、電気・電子部品屑の必要量の把握が容易になる。

また、テーブル駆動装置１１０に供給される電流の値を測定する電流計１０２は、粉砕テーブル２０にかかる負荷の影響をうけて電流値が変化しやすい。このため、電流計１０２の電流値の変化に応じて可動ノズルリング７０を駆動することで、安定した操業が期待できる。

また、本実施形態では、セパレーター４０に運ばれ、筐体１０外に搬送された微粉を銅の溶錬炉で処理するので、所定の処理量の銅精鉱に対して多くの電気・電子部品屑の処理が可能となる。

なお、上記実施形態の図２等で説明した、可動ノズルリング７０と固定ノズルリング６０の配置や、粉砕ローラー３０の配置の例は、一例である。すなわち、様々な条件に合わせて、各部の配置を適宜変更することとしてもよい。例えば、配置可能であれば、全てのノズルリングを可動ノズルリング７０にしてもよい。また、柱等が存在する場合には、柱等を避けて、各部を配置するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、可動ノズルリング７０が図２〜図４の３つの状態の間で遷移する場合について説明したが、これに限られるものではない。可動ノズルリング７０は電流値に応じて２つの状態の間で遷移してもよいし、４つ以上の状態の間で遷移してもよい。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０筐体
２０粉砕テーブル
３０粉砕ローラー
４０セパレーター
６０固定ノズルリング
７０可動ノズルリング（変更機構）
１００竪型粉砕装置
１０２電流計
１０４給鉱シュート
１０６油圧シリンダ
１０８セパレーター駆動装置
１１０テーブル駆動装置（駆動装置）
１１２ノズルリング駆動装置
１２０制御装置
１３０大気取り入れ装置（搬送機構）

Claims

筐体内に設けられ、駆動装置により所定速度で回転駆動される粉砕テーブルと、
前記粉砕テーブル上に電気・電子部品屑を投入する投入部と、
前記粉砕テーブル上に投入された前記電気・電子部品屑を粉砕する粉砕ローラーと、
前記粉砕テーブルの外周面と前記筐体の内壁との間の隙間から気体を送り、粉砕された前記電気・電子部品屑を前記気体により前記筐体の外に搬送する搬送機構と、
前記隙間の幅を変化させる変更機構と、
前記駆動装置に供給される電流の大きさを測定する電流計と、
前記電流の大きさが第１の値よりも大きい場合に、前記変更機構の動作を制御して前記隙間の幅を広くし、前記粉砕テーブル上の破砕困難物を前記隙間に落ちやすくさせる制御装置と、を備える竪型粉砕装置。
前記制御装置は、前記電流の大きさが第２の値よりも小さい場合に、前記変更機構の動作を制御して、前記隙間の幅を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の竪型粉砕装置。
前記第２の値は、５０アンペア以上５２アンペア以下の値であり、
前記第１の値は、５８アンペア以上６０アンペア以下の値である、ことを特徴とする請求項２に記載の竪型粉砕装置。
前記粉砕テーブル上に投入される前記電気・電子部品屑の時間あたりの投入量は、一定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の竪型粉砕装置。
前記搬送機構により前記筐体の外に搬送された前記電気・電子部品屑は、銅の溶錬炉に投入され、
前記隙間に落ちた前記電気・電子部品屑は、銅の転炉に投入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の竪型粉砕装置。
筐体内に設けられた粉砕テーブルと粉砕ローラーにより電気・電子部品屑を粉砕する竪型粉砕装置の操業方法であって、
前記粉砕テーブル上に前記電気・電子部品屑を投入し、
前記粉砕テーブルの駆動装置に供給される電流の大きさを測定し、
測定した前記電流の大きさが第１の値よりも大きい場合に、前記粉砕テーブルの外周面と前記筐体の内壁との間の隙間の幅を広くし、前記粉砕テーブル上の破砕困難物を前記隙間に落ちやすくさせる、ことを特徴とする竪型粉砕装置の操業方法。