JP2020059003A - 金属含有廃棄物の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置コストを低く抑えながら、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収する。【解決手段】金属含有廃棄物を破砕する破砕機３と、破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を磁力選別する磁力選別機５と、磁力選別機によって選別された非磁着物を篩選別する篩選別機６と、篩選別機による篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機７、８とを備え、各々の比重選別機は、傾斜した選別多孔板を振動させながら、選別多孔板の下方から空気を選別多孔板に吹き上げる選別機であって、篩上物を比重選別する比重選別機７は、中産物を選別多孔板７１の上端方向に、軽産物を選別多孔板の下端方向に、重産物を選別多孔板の貫通孔７２から回収し、篩下物を比重選別する比重選別機８は、重産物を選別多孔板８１の上端方向に、軽産物を選別多孔板の下端方向に回収する金属含有廃棄物の処理装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、金属含有廃棄物の処理装置及び処理方法に関し、特に、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等から貴金属、アルミニウム、鉄、銅等の有価金属を回収する技術に関する。

都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を回収するにあたって、特許文献１には、一定の粒径に分級された粒子群からなる焼却灰を乾式比重選別機によって比重選別し、比重の小さい軽量灰を回収すると共に、比重の大きい重量灰を高磁力選別機の移動式ベルト面に投入し、重量灰中の非磁着性の貴金属を含む粒子を磁着性の金属を含む粒子と選別して回収する方法が記載されている。

特開２０１７−１４０５５６号公報

しかし、比重選別処理を行う場合には、様々な粒群が含まれていると、有価金属が多く含まれている比重の大きい細粒と、ゴムやアルミニウム、ステンレス等が含まれている比重の大きい粗粒の選別が困難な場合がある。また、これらを同時に回収した場合には、有価金属の品位が低下する。

上記対策のために、比重選別の運転条件を好適化すればよいが、廃棄物を処理対象とした場合には、投入物の粒度分布、比重等の性状の変動が大きく、好適化が困難な場合がある。

さらに、上記特許文献に記載のように、予め篩分けを行って粒群毎に比重選別を行えば、選別効率が改善され、運転条件の決定も容易になるが、粒群毎に比重選別機を導入する必要があり装置コストが増加する。

また、廃棄物に含まれる銅線は細いため、篩分けや比重選別の際にメッシュに突き刺さったり、角張っている粒子や丸い粒子とは異なる挙動を示すなど、目標とした位置で回収でないこともあった。

さらに、展延性の高い銅やアルミニウム、及びこれらを主成分とする合金等の金属は、破砕後は丸みを帯びていたり、線状のものが曲がったり、丸まったものも多い。また、プラスチックやゴム、これらの脆化物の一部も丸くなり、上記金属と同様、球状や線状のものも存在する。そのため、渦電流選別機や通常の比重選別機では選別が困難になり、特に銅やアルミニウムを効率的に選別することが難しい。

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、装置コストを低く抑えながら、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、金属含有廃棄物の処理装置であって、金属含有廃棄物を破砕する破砕機と、該破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を磁力選別する磁力選別機と、該磁力選別機によって選別された非磁着物を篩選別する篩選別機と、該篩選別機による篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機とを備え、該各々の比重選別機は、傾斜した選別多孔板を振動させながら、該選別多孔板の下方から空気を該選別多孔板に吹き上げる選別機であって、前記篩上物を比重選別する比重選別機は、中産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に、重産物を前記選別多孔板の貫通孔から回収し、前記篩下物を比重選別する比重選別機は、重産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に回収することを特徴とする金属含有廃棄物の処理装置。

本発明によれば、破砕及び磁力選別後の金属含有廃棄物を篩選別し、篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機を使い分け、篩上物は比重選別機の選別多孔板の貫通孔から重産物を回収し、篩下物は選別多孔板の貫通孔から重産物を回収しないようにすることで、球状や線状の銅やアルミニウム等を効率的に選別することができ、装置コストの増加を最小限に抑えながら、金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することができる。

上記金属含有廃棄物の処理装置は、前記破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を風力選別する風力選別機を備え、該風力選別機によって軽産物を除いた後、前記磁力選別機で磁力選別することができる。磁力選別機で磁力選別する前に風力選別機によって軽産物を除くことで、有価金属をさらに効率よく回収することができる。

また、上記金属含有廃棄物の処理装置は、前記破砕機の前段に、金属含有廃棄物を加熱して脆化させる加熱炉を備え、該加熱炉によって加熱脆化された金属含有廃棄物を前記破砕機に供給することで、シュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することができる。

さらに、本発明は、金属含有廃棄物の処理方法であって、金属含有廃棄物を破砕し、該破砕された金属含有廃棄物を磁力選別し、該磁力選別によって選別された非磁着物を篩選別し、該篩選別機による篩上物及び篩下物を各々比重選別するにあたり、傾斜した選別多孔板を振動させながら、該選別多孔板の下方から空気を該選別多孔板に吹き上げる比重選別機を用い、前記篩上物を前記比重選別機に供給し、中産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に、重産物を前記選別多孔板の貫通孔から回収し、前記篩下物を前記比重選別機に供給し、重産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に回収することを特徴とする。

本発明によれば、上記発明と同様に、球状や線状の銅やアルミニウム等を効率的に選別することができ、装置コストの増加を最小限に抑えながら、金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することができる。

前記破砕された金属含有廃棄物を風力選別して軽産物を除いた後、磁力選別することができ、磁力選別機で磁力選別する前に風力選別機によって軽産物を除くことで、有価金属をさらに効率よく回収することができる。

前記金属含有廃棄物を破砕する前に、該金属含有廃棄物を加熱して脆化させることで、シュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することができる。

以上のように、本発明によれば、装置コストを低く抑えながら、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することが可能となる。

本発明に係る金属含有廃棄物の処理装置及び処理方法の一実施の形態を示すフローチャートである。 図１の金属含有廃棄物の処理装置に用いる篩上物用の比重選別機を示す部分概略図である。 図１の金属含有廃棄物の処理装置に用いる篩下物用の比重選別機を示す部分概略図である。

次に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下の説明においては、ＡＳＲ（自動車シュレッダーダスト）から有価金属を回収する場合について説明する。

図１は、本発明に係る金属含有廃棄物の処理装置及び処理方法の一実施の形態を示し、この処理装置１は、ＡＳＲを低温加熱して脆化させる加熱炉２と、脆化物を破砕する破砕機３と、破砕物を風力選別する風力選別機４と、風力選別によって軽産物を除いた後磁力選別する磁力選別機５と、磁力選別によって磁着物を除いた後篩選別する篩選別機６と、篩選別機６の篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機７、８とで構成される。

加熱炉２は、ＡＳＲを２５０〜４５０℃で低温加熱して脆化させるために備えられ、一般的な加熱炉の他、セメント焼成設備のクーラ抽気ダクト等を用いることができる。

破砕機３がカッター式の場合には、金属廃棄物のせん断によって刃が磨耗したり、金属廃棄物を過粉砕してしまう場合があり、ローラーミルは過粉砕してしまったり、金属が多い場合に振動が大きくなって運転が不安定になる場合があるため、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー又はロールクラッシャーを用いることが好ましい。

風力選別機４には、ジグザグ式風力選別機や内部循環式風力選別機等を用いることができる。磁力選別機５には、永磁式吊下げ磁力選別機やドラム磁力選別機等を用いることができる。篩選別機６には、振動式、ジャイロ式 、円筒回転式等を用いることができる。

比重選別機７、８には、特開２００１−３２７９２４に記載の選別機等を用いることができる。

図２は、篩上物を比重選別する比重選別機７の一部を示し、この比重選別機７は、傾斜した上面視矩形状の選別多孔板７１を振動させながら、選別多孔板７１の下方から空気Ａを選別多孔板７１に吹き上げるものであって、選別多孔板７１に穿設された多数の貫通孔７２の径をφ２ｍｍ〜φ１０ｍｍに設定する。

図３は、篩下物を比重選別する比重選別機８の一部を示し、この比重選別機８は、傾斜した上面視矩形状の選別多孔板８１を振動させながら、選別多孔板８１の下方から空気Ａを選別多孔板８１に吹き上げるものであって、選別多孔板８１に穿設された多数の貫通孔８２の径をφ１ｍｍ未満に設定する。

次に、上記構成を有する処理装置１による金属含有廃棄物の処理方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。

まず、加熱炉２でＡＳＲを低温加熱し、低温加熱によって得られた脆化物を破砕機３で破砕した後、破砕物を風力選別機４で選別処理することで、樹脂が主体の軽産物（脆化物）と、有価金属を多く含む重産物とに選別する。軽産物として選別された脆化物は燃料として利用することができる。

次に、磁力選別機５による磁力選別によって重産物から鉄が主体の磁着物を除去し、非磁着物を篩選別機６によって篩選別する。篩選別機６の篩の目開きは２ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定する。

図２に示すように、比重選別機７の傾斜した選別多孔板７１を振動させながら、選別多孔板７１の下方から空気Ａを選別多孔板７１に吹き上げ、選別多孔板７１上に篩選別機６の篩上物を供給すると、球状又は板状のアルミニウムを多く含む中産物を選別多孔板７１の上端方向に、球状又は板状のプラスチックやゴム、その他の脆化物を多く含む軽産物を選別多孔板７１の下端方向に、球状、板状又は線状の銅を主体とする有価金属を多く含む重産物を選別多孔板７１の貫通孔７２から回収することができる。尚、ダストは、選別多孔板７１の上方のダスト集塵用の吸引口を通じて回収する。

一方、図３に示すように、比重選別機８の傾斜した選別多孔板８１を振動させながら、選別多孔板８１の下方から空気Ａを選別多孔板８１に吹き上げ、選別多孔板８１上に篩選別機６の篩下物を供給すると、球状、板状又は線状の銅を主体とする有価金属を多く含む重産物を選別多孔板８１の上端方向に、球状又は板状のプラスチックやゴム、その他の脆化物、及びガラスやアルミニウムを多く含む軽産物を選別多孔板８１の下端方向に回収することができる。尚、比重選別機８では、選別多孔板８１の貫通孔８２から産物を回収しない。ダストは、選別多孔板８１の上方のダスト集塵用の吸引口を通じて回収する。

以上のように、本発明によれば、ＡＳＲを低温加熱して脆化させ、破砕及び磁力選別後のＡＳＲを篩選別し、篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機を使い分けることで、球状や線状の銅やアルミニウム等を効率的に選別することができ、装置コストの増加を最小限に抑えながら、金属含有廃棄物から有価金属を効率よく回収することができる。

尚、上記実施の形態においては、金属含有廃棄物としてＡＳＲを処理する場合について説明したが、都市ごみ焼却灰の金属含有廃棄物を処理することもできる。また、ＡＳＲの場合には、低温加熱による脆化を行ったが、他の金属含有廃棄物を処理する場合には必ずしも低温加熱による脆化を行う必要はない。加熱脆化が必要と判断する場合の目安は、例えば、可燃分が３０％以上含まれている場合である。また、金属含有廃棄物の性状によっては、風力選別機４での選別処理を省略することもできる。さらに、破砕機や各選別機等の具体的な配置方法、装置の種類等についても例示に過ぎず、実施の形態に記載されたものに限定されない。

１ 金属含有廃棄物の処理装置
２ 加熱炉
３ 破砕機
４ 風力選別機
５ 磁力選別機
６ 篩選別機
７、８ 比重選別機

Claims (6)

1. 金属含有廃棄物を破砕する破砕機と、
   該破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を磁力選別する磁力選別機と、
   該磁力選別機によって選別された非磁着物を篩選別する篩選別機と、
   該篩選別機による篩上物及び篩下物を各々比重選別する比重選別機とを備え、
   該各々の比重選別機は、傾斜した選別多孔板を振動させながら、該選別多孔板の下方から空気を該選別多孔板に吹き上げる選別機であって、
   前記篩上物を比重選別する比重選別機は、中産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に、重産物を前記選別多孔板の貫通孔から回収し、
   前記篩下物を比重選別する比重選別機は、重産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に回収することを特徴とする金属含有廃棄物の処理装置。
2. 前記破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を風力選別する風力選別機を備え、該風力選別機によって軽産物を除いた後、前記磁力選別機で磁力選別することを特徴とする請求項１に記載の金属含有廃棄物の処理装置。
3. 前記破砕機の前段に、金属含有廃棄物を加熱して脆化させる加熱炉を備え、該加熱炉によって加熱脆化された金属含有廃棄物を前記破砕機に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の金属含有廃棄物の処理装置。
4. 金属含有廃棄物を破砕し、
   該破砕された金属含有廃棄物を磁力選別し、
   該磁力選別によって選別された非磁着物を篩選別し、
   該篩選別機による篩上物及び篩下物を各々比重選別するにあたり、傾斜した選別多孔板を振動させながら、該選別多孔板の下方から空気を該選別多孔板に吹き上げる比重選別機を用い、
   前記篩上物を前記比重選別機に供給し、中産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に、重産物を前記選別多孔板の貫通孔から回収し、
   前記篩下物を前記比重選別機に供給し、重産物を前記選別多孔板の上端方向に、軽産物を前記選別多孔板の下端方向に回収することを特徴とする金属含有廃棄物の処理方法。
5. 前記破砕された金属含有廃棄物を風力選別して軽産物を除いた後、磁力選別することを特徴とする請求項４に記載の金属含有廃棄物の処理方法。
6. 前記金属含有廃棄物を破砕する前に、該金属含有廃棄物を加熱して脆化させることを特徴とする請求項４又は５に記載の金属含有廃棄物の処理方法。

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