JP2020189293A - 被処理物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 選別機及び振動篩機によって篩分される篩下物の回収率を増やすことが可能な被処理物の処理方法を提供する。【解決手段】 紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物を含む被処理物の処理方法において、被処理物２を選別機６に投入（Ｓ１）して一次篩分することにより塊状物を含む篩下物２ａを得る工程（Ｓ２）と、篩下物２ａに含まれる該塊状物をロールクラッシャ８で破砕して二次篩分する工程（Ｓ３）と、ロールクラッシャ８で処理されたロールクラッシャ処理物２ｂを更に振動篩機９で二次篩分することにより紛粒状物を燃殻１０として篩分する工程（Ｓ４）を含み、さらに、選別機６による篩上物２ｃ及び振動篩機９による振動篩上物２ｄを磁選機１３で処理する（Ｓ５）。【選択図】図１

Description

本発明は、被処理物の処理方法に関し、さらに詳しくは、産業廃棄物を焼却処理した被処理物に含まれる粒度の細かい紛粒状物の回収率の増加を図ることが可能な被処理物の処理方法に関する。

各種の産業廃棄物は一般に焼却処理されており、焼却処理された後の焼却物は、従来埋め立て処分されていたが、近年では焼却物から鉄分を回収し、粒度の細かい燃殻はセメントの原料として再利用することが行われている。具体的には、焼却物に含まれる鉄分は磁選機によって回収し、焼却物に含まれる鋳付きやフィルターエレメント等の塊状物を取り除いた後、さらに篩分機によって篩分することによって得られた粒度の細かい燃殻はセメントの原料として再利用されている。このような焼却物の処理システムとしては、例えば、特許文献１，２に開示されている。

焼却物の前処理において、塊状物とそれ以外を分別する装置として、円筒回転式選別機（「トロンメル型選別機」ともいう）が知られている。トロンメル（trommel）型の選別機は、例えば特許文献３に示されるように、周面に多数の篩孔が穿設された円筒状の回転ドラムを備えて構成され、回転ドラムの一方の端部側に投入口が設けられ、それとは反対側の端部側に排出口が設けられ、投入口側は排出口側よりも高くなるように位置させて配置される。そして、投入口から投入された被処理物である焼却物を回転する回転ドラムによって篩孔よりもサイズの小さい粉粒状物は篩孔を通過させて落下させることにより粉粒状物と篩孔を通過できない塊状物とを篩分するというものである。また、篩孔は、投入口側に近い上流側に小さなサイズ、下流側に大きなサイズのように段階的にサイズを異なるように形成することで篩分する粉粒状物のサイズの調整を行うことを可能としたものもある。

特開２０１３−１３８９７５号公報 特開２００９−０５６３６２号公報 特開平１０−２７２４２４号公報

トロンメル型選別機では焼却物を金属類と燃殻とに選別し、その篩下物を更に振動篩機にかけて基準値（例えば、φ１０ｍｍ）に応じて篩分を行い、φ１０ｍｍ未満の篩下物である紛粒状の燃殻をセメント原料として活用している。しかし、紛粒状の燃殻は固化して大きな塊状物となって存在する場合にはトロンメル型選別機において篩上物として篩分されてしまい、燃殻の回収率が良くなかった。本発明者らの検討によればφ１０ｍｍ未満の篩下物の回収率として少なくとも６５％程度が見込まれる焼却物における実際の回収率が５０％以下に止まっている。φ１０ｍｍ未満の篩下物の生成量を上げるためには選別機の機種選定である程度は改善できるが、それだけでは上記の回収率を満たすには至らない。また、選別機の篩孔の孔径を大きくして篩下物を増やそうとすると、本来は磁選機に送られるべき金属類が篩下物内に混入する比率が高まるという不都合が生じる。

そこで、本発明は、選別機及び振動篩機における篩下物を増やし、粒度の細かい紛粒状物、ひいてはセメントの原料となる燃殻の回収率を増やすことが可能な被処理物の処理方法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、紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物を含む被処理物の処理方法において、前記被処理物を一次篩分することにより前記塊状物を含む篩下物を得る工程と、前記篩下物を破砕するロールクラッシャであって、前記篩下物に含まれる塊状物を破砕し、金属片などの硬状物は破砕することなくロールを通過させるロールクラッシャによって前記篩下物を処理する工程と、前記ロールクラッシャによって処理された被処理物をさらに二次篩分して、紛粒状物を篩分する工程とを備えていることを特徴とする被処理物の処理方法を提供する。

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に記載の被処理物の処理方法において、前記一次篩分は、被処理物の少なくとも８０％以上が篩下物となるように篩分することを特徴とする。

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又は２に記載の被処理物の処理方法において、前記一次篩分は、回転可能に配置された中空状の筒体であって、前記被処理物を投入するための投入口から所定の範囲の上流側に篩孔のない無孔部が設けられ、下流側に複数の篩孔を有する有孔部が設けられた筒体を備えた回転式の選別機によって行うことを特徴とする。

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３に記載の被処理物の処理方法において、前記無孔部に設けられたリフタによって前記被処理物を掻き上げることにより前記被処理物に含まれる前記塊状物を崩壊させ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項に記載の被処理物の処理方法において、前記二次篩分は、振動篩によって振動篩上物と振動篩下物に篩分することを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、前記一次篩分によって篩分された一次篩上物、および、前記二次篩分によって篩分された二次篩上物をさらに磁選機によって磁性体（磁性品）とそれ以外に分別することを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項７に記載の本発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、前記被処理物が産業廃棄物の焼却残渣であることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項８に記載の本発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、前記被処理物が産業廃棄物の焼却残渣であり、前記振動篩下物をセメントの原料とすることを特徴とする。

本発明に係る被処理物の処理方法によれば、回転式の選別機により紛粒状物が固化した燃殻の塊状物が篩下物に含まれるように選別し、得られた篩下物のうち、燃殻が固化した崩壊可能な塊状物は破砕するが、金属のような硬い物は粉砕することなく通過させるロールクラッシャで選別し、これをさらに篩分することで所定のサイズ以下の篩下物を確実に回収できるようにしたので、紛粒状物、すなわち粒度の細かい燃殻の回収量を増やすことができるという効果がある。これにより、焼却処理された焼却物からセメントの原料としての燃殻の回収率を増加させることができるという効果がある。

本発明に係る被処理物の処理方法を実施する処理システムのブロック図である。 図１の選別機とロールクラッシャの概要を示す説明図である。 選別機の正面図である。 図３に示す選別機の側面図である。 ロールクラッシャの主要部を示す斜視図である。 本発明に係る被処理物の分別方法の一実施形態のフローチャートである。

［処理システムの構成］
本発明に係る被処理物の処理方法について、以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係る被処理物の処理方法を実施する処理システムのブロック図である。図示された処理システム１は、概略として、運搬車Ｔに積載された被処理物２を受け入れるためにプラットホームＰＦ内に設置されたホッパ３と、ホッパ３を介して供給される被処理物２を所定の方向へ搬送するコンベア４，５と、コンベア５によって搬送される被処理物２を選別する選別機６と、選別機６によって選別された所定サイズ以下の被処理物を受け入れるホッパ７と、ホッパ７から供給される篩下物２ａに含まれる燃殻のような紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物は破砕するが金属片のような硬いものは粉砕することなく通過させるロールクラッシャ８と、ロールクラッシャ８によって粉砕された燃殻及び粉砕されなかった金属片等を含むロールクラッシャ処理物２ｂを所定サイズ未満の燃殻１０とそれ以上のサイズのもの篩分する振動篩機９と、選別機６で選別された所定サイズ以上の篩上物２ｃを搬送するコンベア１１と、振動篩機９による所定サイズ以上の振動篩上物２ｄを搬送するコンベア１２と、コンベア１１によって搬送される篩上物２ｃ及びコンベア１２によって搬送される振動篩上物２ｄを磁気によって鉄スクラップ１６等の強磁性品（磁性体）１５とＭＩＸメタル１７等の弱磁性品（磁性体）１４に選別する磁選機１３を備えて構成されている。尚、図１においては、図面の記載の都合上、コンベア５及びコンベア１２を大きな傾斜角で示しているが実際の傾斜角を示すものではない。

［選別機の構成］
次に、図２を参照して選別機について説明する。図２は図１の選別機とロールクラッシャの概要を示す説明図、図３は選別機の正面図、図４は図３に示す選別機の側面図である。選別機６はいわゆるトロンメル型の選別機であり、被処理物２を投入する投入口６１ａ及び篩上物を排出する排出口６０ｂを有する略円筒状の筒体６０を備えている。そして筒体６０は、概略として、篩孔のない無孔部６２と、無孔部６２に連続するようにして配置され、多数の篩孔６３，６３が設けられた有孔部６４を有し、図示しないモータ等を動力源にして正逆回転可能に配置されている。多数の篩孔６３，６３は、篩面となる有孔部６４の全周面に一定の間隔で穿設されている。尚、個々の篩孔６３，６３の形状は円形状であるが、これに限るものではない。

また、図３及び図４に示すように、無孔部６２の内部には頂部が筒体６０の中心側に向かうようにして所定間隔で内周面に立設された複数（ここでは９個）の長板状のリフタ６５，６５が設けられている。さらに、筒体６０を補強すべく周面に沿ってＵ字型鋼等による複数の枠材６６，６６が図４に示すように筒体６０の長手方向に沿って取り付けられている。そして、筒体６０は、耐摩耗性、耐腐食性、強度等を備えた鋼板等の金属製材料によって外層６７ａ及び内層６７ｂの２層構造の円筒型に加工したものであり、本実施形態では有孔部６４と無孔部６２は共に同じ長さ（例えば１２０ｃｍ）とされている。有孔部６４と無孔部６２は１つの回転体で形成されるように溶接等によって一体に連結されている。また、有孔部６４に設けられた篩孔６３，６３の径サイズは被処理物２を選別したい大きさに応じて適宜に設定されるが、被処理物２の少なくとも８０％以上が篩下物２ａとなるような大きさとするのが好ましい。篩下物２ａをさらにロールクラッシャ８によって処理するので比較的大きなものだけを取り除けばよいからである。本実施形態ではφ４０ｍｍとされている。

一方、無孔部６２には篩孔６３，６３が形成されておらず、その内側面には上述のようにリフタ６５，６５が設けられており、リフタ６５，６５は略三角形の支持板６８，６８によって片面側が支持されている。筒体６０内に投入された被処理物２はこのリフタ６５，６５によって掻き上げられ、適度に撹拌されることにより、被処理物２に含まれる紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物、すなわち、粒度の細かい燃殻が固まって塊となったものを崩壊させ、また、金属片等に付着した粉粒状物を振り落として有孔部６４において粉粒状物が篩下物として篩分されると共に、塊状物は篩上物として選別することができる。さらに、筒体６０は水平方向に対して投入口６１ａ側が排出口６１ｂ側よりも上方に位置しており、例えば、３〜１０°に傾斜させて設置され、筒体６０内の被処理物２を流下し易くしている。

また、枠材６６，６６は、例えば、Ｕ字型鋼を用いて製造され、本実施形態では全体で３本が用いられている。各枠材６６，６６は、筒体６０の２層の間に回転中心に対して１２０°間隔で配設されている。そして、枠材６６，６６の長さは、無孔部６２の長さよりもやや短い長さとされている。

［ロールクラッシャの構成］
次に、ロールクラッシャ８について説明する。図５はロールクラッシャの主要部を示す斜視図である。ロールクラッシャ８は、一対の回転する筒状のローラ８１ａ，８１ｂが本体８０内に対向するようにして配置されており、ローラ８１ａ，８１ｂを図示しないモータによって互いに内側に向かって回転させることで処理物をローラ８１ａ，８１ｂによって粉砕する装置である。そして、本実施形態では、ロールクラッシャ８の一対のローラ８１ａ，８１ｂの隙間（ギャップ）は適宜のサイズに調整可能とされている。本実施形態ではローラ８１ａ，８１ｂ間のギャップは６ｍｍとしている。そして、ローラ８１ａ，８１ｂの外表面には、投入されたロールクラッシャ処理物２ｂを破砕し易くするための突起（「鬼歯」ともいう。）８２，８２が所定長のパターンで設けられている。尚、ローラ８１ａ，８１ｂは突起８２，８２を設けずに円周方向に一定間隔に溝を設けた構成やローラ表面を平坦にした構成であってもよい。

一方、ロールクラッシャ８の一対のローラ８１ａ，８１ｂは燃殻が固化して塊状物となったようなものは粉砕するが、金属片のような硬いものの場合には粉砕することなくローラ８１ａ，８１ｂの間の隙間を開いて通過させるようになっている。すなわち、硬度の高い物が投入された場合にはローラ８１ａ，８１ｂの何れか一方側又はその両方を互いに離れる方向に移動させることでそのまま通過させるようになっている。これにより、燃殻が固化して塊状物となったようなものは粉砕するが、金属片のような硬いものの場合には粉砕することなくそのまま通過させることができる。

［振動篩機の構成］
振動篩機９は、ロールクラッシャ８によって粉砕された燃殻及び粉砕されなかった金属片等を含むロールクラッシャ処理物２ｂを振動によって所定サイズ未満の燃殻１０とそれ以上のサイズのもの篩分する。本実施形態では、振動篩機９のメッシュサイズはφ１０ｍｍとされ、篩上がφ１０ｍｍ以上、篩下がφ１０ｍｍ未満として篩分するようになっている。

［磁選機１３の構成］
磁選機１３は、磁力によって強磁性品１５と弱磁性品１４に分別する装置である。選別機６によって篩分された篩上物２ｃ及び振動篩機９によって篩分された振動篩上物２ｄを磁気によって鉄スクラップ１６等の強磁性品（磁性体）１５とＭＩＸメタル１７等の弱磁性品（磁性体）１４に選別する。

［被処理物の処理方法］
次に、本発明に係る被処理物の処理方法について各図を参照しながら説明する。図６は本発明に係る被処理物の分別方法の一実施形態のフローチャートである。尚、以下においては、選別機６の篩上はφ４０ｍｍ以上とし、篩下はφ４０ｍｍ未満としている。また、振動篩機９による篩上はφ１０ｍｍ以上とし、篩下はφ１０ｍｍ未満としている。

まず、被処理物２を積載したトラックＴがプラットホームＰＦ上に到達すると、被処理物２がホッパ３に移載される。そして、被処理物２は、ホッパ３を介してコンベア４，５に移載されて選別機６へ投入される（ステップＳ１）。

選別機６では、予め設定した有孔部６４の孔サイズに応じて被処理物２のφ４０ｍｍ未満（＝トロンメルアンダー）とφ４０ｍｍ以上（＝トロンメルオーバー）との一時篩分が行われる（ステップＳ２）。選別機６の無孔部６２内に投入された被処理物２は、筒体６０の回転により無孔部６２内に設けられたリフタ６５，６５によって適宜に撹拌される。このとき、紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物も適度に破砕される。そして、被処理物２はリフタ６５，６５によって回転及び撹拌をされながら排出口６１ｂ側に向かって筒体６０内を徐々に流下し、やがて有孔部６４に到達する。被処理物２は、有孔部６４を通過する過程で図２に示すように篩孔６３，６３の孔径より小さなサイズ未満の篩下物２ａと篩孔６３，６３の孔径より大きいサイズの篩上物２ｃとに篩分し（一時篩分）が行われる。篩下物２ａはホッパ７へ落下し、また、篩上物２ｃは排出口６１ｂから排出されてコンベア１１に移載される。尚、有孔部６４の孔サイズを４０ｍｍとしたので従来では篩上物２ｃとなるような紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物も篩下物２ａとして篩分される割合が多くなる。

選別機６によってホッパ７へ回収されたφ４０ｍｍ未満の篩下物２ａはロールクラッシャ８に投入されて破砕が行われる（ステップＳ３）。次いで、ロールクラッシャ８によって処理されたロールクラッシャ処理物２ｂは、振動篩機９で二次篩分、即ちφ１０ｍｍを基準にしてさらに選別が行われる（ステップＳ４）。そして、ロールクラッシャ処理物２ｂのうちφ１０ｍｍ未満の燃殻１０は燃殻製品とされセメントの原料として出荷される。一方、φ１０ｍｍ以上の振動篩上物２ｄは、コンベア１２によって磁選機１３へ送られる（ステップＳ４：φ１０ｍｍ以上）。また、ステップＳ２において選別機６で篩分された篩上物２ｃも同様に磁選機１３に送られ（ステップＳ２：φ４０ｍｍ以上）、磁選処理が行われる（ステップＳ５）。磁選機１３では弱磁性品１４と強磁性品１５とに選別される。そして、強磁性品１５は鉄スクラップ１６として回収され、弱磁性品１４はミックスメタル（ＭＩＸメタル）１７として回収される。尚、本実施形態においては、選別機６による篩分はφ４０ｍｍを基準にし、また振動篩機９による篩分はφ１０ｍｍを基準にしたが、被処理物２の状況や燃殻製品１０の要求サイズ等に応じて適宜変更することができる。

次に本発明の実施例と比較例について表１にその結果を示す。実施例は上述の処理を実施したものである。すなわち、選別機６の篩上をφ４０ｍｍ以上、篩下をφ４０ｍｍ未満とし、選別機６による篩下物２ａをロールクラッシャ８処理して得られたロールクラッシャ処理物２ｂを振動篩機９によって篩上をφ１０ｍｍ以上、篩下をφ１０ｍｍ未満に篩分したものである。一方、比較例は、選別機６の篩上をφ３０ｍｍ以上、篩下をφ３０ｍｍ未満とし、選別機６による篩下物２ａはロールクラッシャ８処理することなく、そのまま振動篩機９によって篩上をφ１０ｍｍ以上、篩下をφ１０ｍｍ未満に篩分したものである。その結果は表１から明らかなように、実施例では被処理物の投入量を１００とした場合に振動篩機９による篩下物、すなわち燃殻製品の回収率が比較例の４８％に対し８０％と大幅に増加した。また、実施例では一時篩分で被処理物の８９％が篩下物２ａとして篩分されているが、比較例では５９％しか篩分されておらず、最終的な燃殻製品の回収率も４８％にとどまっている。

このように、本実発明に係る被処理物の処理方法によれば、被処理物２に含まれる紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物が篩下となるように選別機６で篩分し、この篩下物２ａをロールクラッシャ８で破砕してロールクラッシャ処理物２ｂをさらに振動篩機９で二次篩分することで所定サイズ未満（例えばφ１０ｍｍ未満）の燃殻１０をセメントの原料となる燃殻製品として回収する際の回収率を増やすことができるという効果がある。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。

上述した実施形態では、被処理物として金属を多く含む産業廃棄物を対象としたが、棒状の線状体状を含む他の廃棄物、例えば、金属破砕物、汚染土壌、砂利砕石、焼却灰等や、異物除去の用途に対しても適用可能である。

１ 処理システム
２ 被処理物
２ａ 篩下物
２ｂ ロールクラッシャ処理物
２ｃ 篩上物
２ｄ 振動篩上物
３，７ ホッパ
４，５ コンベア
６ 選別機
８ ロールクラッシャ
９ 振動篩機
１０ 燃殻製品
１１ コンベア
１２ コンベア
１３ 磁選機
１４ 弱磁性品
１５ 強磁性品
１６ 鉄スクラップ
１７ ＭＩＸメタル
６０ 筒体
６１ａ 投入口
６１ｂ 排出口
６２ 無孔部
６３ 篩孔
６４ 有孔部
６５ リフタ
６６ 枠材
６７ａ 外層
６７ｂ 内層
６８ 支持板
８０ 本体
８１ａ，８１ｂ ローラ
８２ 突起

Claims (8)

1. 紛粒状物が固化した崩壊可能な塊状物を含む被処理物の処理方法において、
   前記被処理物を一次篩分することにより前記塊状物を含む篩下物を得る工程と、
   前記篩下物を破砕するロールクラッシャであって、前記篩下物に含まれる塊状物を破砕し、金属片などの硬状物は破砕することなくロールを通過させるロールクラッシャによって前記篩下物を処理する工程と、
   前記ロールクラッシャによって処理された被処理物をさらに二次篩分して、紛粒状物を篩分する工程と、
   を備えていることを特徴とする被処理物の処理方法。
2. 請求項１に記載の被処理物の処理方法において、
   前記一次篩分は、被処理物の少なくとも８０％以上が篩下物となるように篩分することを特徴とする被処理物の処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の被処理物の処理方法において、
   前記一次篩分は、
   回転可能に配置された中空状の筒体であって、前記被処理物を投入するための投入口から所定の範囲の上流側に篩孔のない無孔部が設けられ、下流側に複数の篩孔を有する有孔部が設けられた筒体を備えた回転式の選別機によって行うことを特徴とする被処理物の処理方法。
4. 請求項３に記載の被処理物の処理方法において、
   前記無孔部に設けられたリフタによって前記被処理物を掻き上げることにより前記被処理物に含まれる前記塊状物を崩壊させることを特徴とする被処理物の処理方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、
   前記二次篩分は、振動篩によって振動篩上物と振動篩下物に篩分することを特徴とする被処理物の処理方法。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、
   前記一次篩分によって篩分された一次篩上物、および、前記二次篩分によって篩分された二次篩上物をさらに磁選機によって磁性体とそれ以外に分別することを特徴とする被処理物の処理方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、
   前記被処理物が産業廃棄物の焼却残渣であることを特徴とする被処理物の処理方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の被処理物の処理方法において、
   前記被処理物が産業廃棄物の焼却残渣であり、前記振動篩下物をセメントの原料とすることを特徴とする被処理物の処理方法。
   
   

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