JP2021159793A - 被覆銅線屑の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被覆銅線屑から効率良く有価物を回収し、分離した被覆樹脂を無害化処理することが可能な被覆銅線屑の処理方法を提供する。
【解決手段】異なる直径及び長さの被覆銅線屑を長さ２０〜８０ｃｍに切断し、切断物を一次破砕後、磁力選別により得られる非磁性物を二次破砕し、穴径１０〜３０ｍｍのスクリーンを通過した二次破砕物を磁力選別し、磁力選別により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程と、分離した樹脂物をガス化溶融炉で処理して無害化する工程とを有することを特徴とする被覆銅線屑の処理方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、被覆銅線屑の処理方法に関する。

近年、資源保護の観点から、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器部品屑から、有価金属を回収することがますます盛んになってきており、その効率的な回収方法が検討され、提案されている。

例えば、特開平９−７８１５１号公報（特許文献１）には、有価金属を含有するスクラップ類を銅鉱石溶錬用自溶炉へシャフト天井部から装入し、有価金属を炉内に滞留するマットへ回収するスクラップ類からの有価金属のリサイクル方法が開示されている。特許文献１の構成によれば、銅溶錬自溶炉での銅製錬にスクラップ処理を組み合わせるため、有価金属含有率が低いスクラップ類からでも低コストで有価金属を回収することができる。

電子・電気機器部品屑を銅溶錬自溶炉で処理する前に電子・電気機器部品屑を粉砕処理し、容量を小さくすることも提案されている。例えば、特開２０１５−１２３４１８号公報（特許文献２）では、銅を含む電子・電気機器部品屑を焼却後、所定のサイズ以下に粉砕し、粉砕した電子・電気機器部品屑を銅の溶錬炉で処理することが記載されている。

特開平９−７８１５１号公報 特開２０１５−１２３４１８号公報

銅を含む電子・電気機器部品屑の一つとして被覆銅線屑が知られている。この被覆銅線屑は、形状が安定し状態の良い材料はリサイクル回収処理対象として用いられ、処理困難な形状及び状態の材料は有価物として海外へ輸出されていた。しかしながら、近年、処理困難な被覆銅線屑が国内で滞留しつつあるため、この処理困難な被覆銅線屑を効率良く処理して有価物を回収するための新たな手法の提案が望まれていた。

被覆銅線屑の中でも「雑線」といわれる廃銅線は、銅を３０〜５０％程度含有しており、この雑線から銅を回収する技術が注目されている。しかし、被覆銅線を直接、銅製錬工程に投入すると製品硫酸への着色が生じる等の種々の問題が生じ得るため、被覆樹脂を予め除去する等の前処理が必要となる。分離した銅は銅製錬工程で回収できるが、被覆樹脂の処理には多額の費用が発生し、かつ処理業者も限られるため、通常は困難を極める。

上記課題を鑑み、本開示は、被覆銅線屑から効率良く有価物を回収し、分離した被覆樹脂を無害化処理することが可能な被覆銅線屑の処理方法を提供する。

本発明の実施の形態に係る被覆銅線屑の処理方法は、一側面において、異なる直径及び長さの被覆銅線屑を長さ２０〜８０ｃｍに切断し、切断物を一次破砕後、磁力選別により得られる非磁性物を二次破砕し、穴径１０〜３０ｍｍのスクリーンを通過した二次破砕物を磁力選別し、該磁力選別により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程と、分離した樹脂物をガス化溶融炉で処理して無害化する工程とを有する被覆銅線屑の処理方法である。

本開示によれば、被覆銅線屑から効率良く有価物を回収し、分離した被覆樹脂を無害化処理することが可能な被覆銅線屑の処理方法が提供できる。

本発明の実施の形態に係る被覆銅線屑の処理方法を示すフロー図である。

本発明の実施の形態に係る被覆銅線屑の処理方法は、図１に示すように、異なる直径及び長さの被覆銅線屑を切断し（切断工程Ｓ１）、切断物を一次破砕後、磁力選別し（一次破砕・磁選工程Ｓ２）、一次破砕・磁選工程Ｓ２により得られる非磁性物を二次破砕し、二次破砕物を磁力選別し（二次破砕・磁選工程Ｓ３）、二次破砕物の磁力選別により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程（故銅回収工程Ｓ４）と、分離した樹脂物を無害化処理する工程（ガス化溶融炉工程Ｓ５）を有する。

処理対象としては、異なる直径及び長さの被覆銅線屑が用いられる。被覆銅線屑としては、典型的には、直径１ｃｍ〜５０ｃｍ、長さ３０ｃｍ〜５０ｍ程度を有し、銅線等の有価金属材料が樹脂により覆われた高圧ケーブル等の被覆銅線屑や、表面が一部剥き出しの銅線屑等が含まれている。被覆銅線屑にはアーク溶接のキャップタイヤ等が混在する場合もある。これら被覆銅線屑は、長さも直径も異なり、互いに絡みあって処理が困難な状態にあり、人力で持ち運ぶことが困難な程度の重量を有する。

切断工程Ｓ１では、被覆銅線屑を機械を用いて切断する。被覆銅線屑の長さが長すぎると、その後の処理において被覆銅線屑が選別機に引っ掛かり、トラブルを生じさせる可能性がある。このため、被覆銅線屑は、長さ２０〜８０ｃｍ程度、より好ましくは３０〜５０ｃｍ程度に切断する。

切断工程Ｓ１では、処理場に山状に積層された被覆銅線屑を、重機を用いて切断する。重機の先端には、例えば建築物の解体で鉄筋を切断するための切断用アタッチメントが取り付けられている。操作者は、重機の先端に取り付けられた切断アタッチメントを所定の位置に動かし、山状に積層された被覆銅線屑の表面をつまんで持ち上げ、つまみながら被覆銅線屑を切断する。このような重機を用いた処理を繰り返すことにより、例えば３トンもの多量の被覆銅線屑を約２、３時間で長さ３０〜５０ｃｍの切断物に切断処理することができる。

被覆銅線屑には、銅ブスバー類、鉄屑類、アルミ屑類、コンセント又はコネクター類等が異物として含まれている場合がある。このような異物が多く含まれると、一次破砕・磁選工程Ｓ２における破砕処理に用いられる回転刃と固定刃の刃先にダメージを与え、長期間の使用が困難になる場合がある。よって、切断工程Ｓ１と一次破砕・磁選工程Ｓ２との間には、産業廃棄物中に混在する被覆銅線屑以外の異物を取り除くための前処理工程（不図示）を更に設けることが好ましい。

前処理工程は手選別であってもよいし、機械選別を行ってもよい。機械処理としては、例えば磁力選別用アタッチメントを重機の先端に取り付けて磁力選別処理を行うことで、処理場に山積みされた切断物を直接、磁力選別することができ、これにより、磁力選別用テーブル等を備えた磁力選別装置内へ搬入する必要がなくなる。このような前処理を行うことにより、産業廃棄物の中から被覆銅線物の含有率を高くし、その後の銅回収処理をより効率良く行うことができる。

一次破砕・磁選工程Ｓ２では、被覆銅線屑の切断物を、例えば回転刃と固定刃に接触させて被覆銅線屑の表面に存在する被覆樹脂をそぎ落とすような処理を行うことにより、被覆樹脂を剥いで銅線を剥き出す分離破砕を行う。例えば、固定刃の先端に引っ掛かった被覆銅線屑の表面に回転刃を当てて被覆樹脂をそぎ落とすような処理を行うことできる。この際穴径Φ２０〜３０ｍｍのスクリーンを通過するまで破砕し、磁選を効率的に実施するとともに、以降の二次破砕、銅ナゲット選別工程への負荷を軽減することが出来る。

磁選工程では、一次破砕機から二次破砕・磁選工程に破砕物を輸送するベルトコンベアの出口側ドラムを強力マグネットドラム（磁束密度６,０００〜１３,０００ガウス）を用いることが望ましい。一次破砕物は輸送時、ベルト上に広がり、磁選しやすい状態となる。また強磁力で磁選を行うことにより、ステンレスで出来た金属屑の磁選を可能とし、次工程以降の負荷軽減、特に破砕機の刃の寿命延長を図ることが出来る。

以下に限定されるものではないが、例えば、一次破砕機を用いてスクリーンの穴径（Φ）２０〜３０ｍｍを通過した一次破砕物を、磁選機を用いて磁選処理した後、二次破砕機で篩下物を更に細かく破砕し、目開きスクリーンの穴径（φ）１０〜３０ｍｍ、より好ましくは１０〜１２ｍｍを通過した非磁性の二次破砕物が得られる。

二次破砕・磁選工程Ｓ３により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程（故銅回収工程Ｓ４）としては、細破砕工程、風力選別工程、粉砕成型工程、サイクロン工程及び比重選別工程をこの順に含むことができる。

細破砕工程では、例えば、非磁選物が直径３〜５ｍｍ程度に破砕され、穴径３〜５ｍｍのスクリーンを通過した破砕物（篩下物）が得られる。細破砕工程で得られた篩下物は風力選別工程へ送られる。

風力選別工程では、細破砕工程後の篩下物を、ジグザグ選別機に供給して風力選別を行うことにより、重量物側に銅ナゲットを分離する。ここでは、平均粒径が比較的大きい（例えば平均粒径Ｄ５０が２〜４ｍｍ程度の）大粒の銅ナゲットが得られる。軽量物側に移行した軽量物は、粉砕成型工程へ送られる。

粉砕成型工程では、風力選別工程で得られる軽量物が、ローター内蔵のターボミル内へ供給される。ターボミルのライナーは波型になっている。ターボミル内へ供給された軽量物中に含まれる細く短い銅線は、ローターと衝突し、弾き飛ばされることによって曲がり、その後の比重選別工程での処理においてより都合のよい形状に成型される。粉砕成型工程において粉砕成型された粉砕成型物はサイクロン工程に送られ、サイクロンを用いた風力選別によって重量物とダストとに分離され、バグフィルターを介してダストが回収される。重量物は比重選別工程へ送られる。

比重選別工程ではサイクロン工程で分離された重量物がエアテーブル上へ搬送され、比重選別が行われる。エアテーブル上部には軽量物を回収するためのバグフィルターが用いられ、バグフィルターを介して、エアテーブル処理で発生するダストが回収される。比重選別によって選別される重量物側には、風力選別工程で得られる銅ナゲットよりも平均粒径の小さい（例えば平均粒径Ｄ５０が０．３〜1．０ｍｍ程度の）銅ナゲットが分離される。比重選別によって選別される軽量物側には、銅よりも比重の軽い金属、樹脂物等が分離される。

風力選別工程及び比重選別工程で分離された平均粒径が互いに異なる大小２種類の銅ナゲットは、銅製錬工程に送られる。比重選別工程で分離された樹脂物を含む軽量物は、リサイクル溶融炉、好ましくはガス化溶融炉で焼却・無害化処理される。通常、被覆樹脂の処理は処理業者に費用を払って行うが、本発明の実施の形態に係る処理方法では、ガス化溶融炉が処理フローに組み込まれているため、効率よく被覆樹脂の処理が可能となる。

本発明の実施の形態に係る被覆銅線屑の処理方法によれば、異なる直径及び長さの被覆銅線屑を切断し（切断工程Ｓ１）、切断物を破砕及び磁力選別し（一次破砕・磁選工程Ｓ２）、一次破砕・磁選工程Ｓ２により得られる非磁性物を破砕し、篩別して篩下物を磁力選別し（二次破砕・磁選工程Ｓ３）、磁力選別により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程（Ｓ４）を備えることにより、異なる直径及び長さを有し、処理が困難な被覆銅線屑から、効率良く銅などの有価物を回収できる。更に、被覆銅線屑に含まれる樹脂物をガス化溶融炉で処理することにより、樹脂物を容易に無害化処理することが可能となる。

本発明は本実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、本実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除する、或いは各構成要素を適宜組み合わせてもよい。

解体作業で発生した直径３０ｍｍ、長さ２０〜３０ｍの高圧ケーブル、アーク溶接のキャップタイヤ等を含む被覆銅線屑３トンを、切断用アタッチメントを先端部に取り付けた重機を操作して、直径３０ｍｍ程度の切断物に切断処理した後、切断用アタッチメントを磁力選別用アタッチメントに付け替えて、切断物に対して磁力選別を行った。磁力選別後の切断物１０ｋｇに対し、一次破砕処理した後、目開きΦ３０ｍｍの篩で篩別して得られた篩別物を磁力選別して鉄屑等を除去した後、更に二次破砕を行って、目開きΦ１０ｍｍの篩で篩別した。この篩別物を磁力選別した後、粗破砕機、ジグザグ選別機、ターボミル、サイクロン及び比重選別機を備える故銅回収装置へ供給して、ジグザグ選別機の重量物、比重選別機の重量物及び軽量物を回収することにより、銅ナゲット（銅 大粒、銅 市小粒）及び樹脂物（被覆物、ダスト）を回収した。選別結果を図１に示す。

表１に示すように、本実施例によれば、被覆銅線屑から銅を４８．６質量％回収することができ、被覆銅線屑から被覆材及びダストを樹脂物として回収することができた。回収した樹脂物はガス化溶融炉で処理することにより、容易に無害化処理が可能である。

Claims (3)

1. 異なる直径及び長さの被覆銅線屑を長さ２０〜８０ｃｍに切断し、切断物を一次破砕後、磁力選別により得られる非磁性物を二次破砕し、穴径１０〜３０ｍｍのスクリーンを通過した二次破砕物を磁力選別し、該磁力選別により得られる非磁性物から銅ナゲットと樹脂物とを分離して回収する工程と、
   分離した前記樹脂物をガス化溶融炉で処理して無害化する工程と
   を有することを特徴とする被覆銅線屑の処理方法。
2. 前記磁力選別により得られる前記非磁性物から前記銅ナゲットと前記樹脂物とを分離して回収する工程が、
   細破砕工程、風力選別工程、粉砕成型工程、サイクロン工程及び比重選別工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の被覆銅線屑の処理方法。
3. 前記磁力選別により得られる前記非磁性物から前記銅ナゲットと前記樹脂物とを分離して回収する工程が、
   前記磁力選別により得られる前記非磁性物を細破砕後にジグザグ風力選別を行い、重量物側から第１の銅ナゲットを回収することと、
   前記第１の銅ナゲット回収後の前記非磁性物を粉砕した後に、比重選別を行い、重量物側に前記第１の銅ナゲットよりも平均粒径が小さい第２の銅ナゲットを回収することと、
   前記比重選別で得られる軽量物側から前記樹脂物を回収すること
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の被覆銅線屑の処理方法。

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