JP3191674B2 - 都市ゴミ中の有価金属を回収した合金とその回収方法 - Google Patents
都市ゴミ中の有価金属を回収した合金とその回収方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、都市ゴミの焼却灰に含ま
れる銅などの有価金属を合金化して効率よく回収する方
法およびその回収合金に関する。
れる銅などの有価金属を合金化して効率よく回収する方
法およびその回収合金に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】都市から排出されるゴミの量は
増加の一途を辿っており、ゴミ処理問題が深刻化してい
る。従来、ゴミは焼却後、埋立て処理されていたが、ゴ
ミの量が急増して埋立て地の確保が難しいことや、二次
公害の防止および資源の再利用などを図る必要から、ゴ
ミの焼却灰についても、これを溶融して減容化する処理
方法が実施され始めている。その一例として、ゴミを分
別後、粉砕して、磁性物とアルミ類、不燃物と可燃物に
分離し、鉄屑などの磁性物やアルミ類は資源として回収
すると共に可燃物は焼却炉で燃焼処理し、焼却灰は溶融
炉に送り、焼却炉で生じた熱を給湯や暖冷房に利用する
一方この熱を利用して発電を行い、溶融炉の焼却灰をア
ーク放電、抵抗炉等、プラズマ炉などにより溶融処理す
ることにより無害化と共に減容化するゴミ処理システム
が実用化されている。
増加の一途を辿っており、ゴミ処理問題が深刻化してい
る。従来、ゴミは焼却後、埋立て処理されていたが、ゴ
ミの量が急増して埋立て地の確保が難しいことや、二次
公害の防止および資源の再利用などを図る必要から、ゴ
ミの焼却灰についても、これを溶融して減容化する処理
方法が実施され始めている。その一例として、ゴミを分
別後、粉砕して、磁性物とアルミ類、不燃物と可燃物に
分離し、鉄屑などの磁性物やアルミ類は資源として回収
すると共に可燃物は焼却炉で燃焼処理し、焼却灰は溶融
炉に送り、焼却炉で生じた熱を給湯や暖冷房に利用する
一方この熱を利用して発電を行い、溶融炉の焼却灰をア
ーク放電、抵抗炉等、プラズマ炉などにより溶融処理す
ることにより無害化と共に減容化するゴミ処理システム
が実用化されている。
【０００３】
【発明の解決課題】このような処理システムでは、都市
ゴミの焼却灰を１３００〜１６００℃で溶融処理するこ
とにより、焼却灰をスラグ化して容量を半減させてい
る。現在の処理システムでは、この溶融スラグを水砕し
て粒状化し、埋立て処理などにより最終的に処分してい
る。ところで、上記溶融スラグはその大部分がケイ酸ス
ラグであるが、１０％程度の金属分を含んでいる。現在
の処理システムではスラグ中の金属分はケイ酸分と一体
に水砕され破棄処分されており、資源の有効利用を図る
観点からは上記金属成分を回収して再利用することが望
まれる。
ゴミの焼却灰を１３００〜１６００℃で溶融処理するこ
とにより、焼却灰をスラグ化して容量を半減させてい
る。現在の処理システムでは、この溶融スラグを水砕し
て粒状化し、埋立て処理などにより最終的に処分してい
る。ところで、上記溶融スラグはその大部分がケイ酸ス
ラグであるが、１０％程度の金属分を含んでいる。現在
の処理システムではスラグ中の金属分はケイ酸分と一体
に水砕され破棄処分されており、資源の有効利用を図る
観点からは上記金属成分を回収して再利用することが望
まれる。
【０００４】上記焼却灰溶融スラグの金属分は主に鉄お
よび銅であり、鉄が含まれているので磁選機により金属
分を回収することが考えられるが、溶融スラグ中の鉄と
銅は合金化しておらず炉内では比重差により分離し、炉
底に銅が溜まり、その上に鉄が堆積している。従って、
これを単に冷却粉砕し、磁選機にかけても鉄の水砕物は
回収できるものの銅の水砕物はケイ酸質スラグ砕中に混
在するため回収が難しい。
よび銅であり、鉄が含まれているので磁選機により金属
分を回収することが考えられるが、溶融スラグ中の鉄と
銅は合金化しておらず炉内では比重差により分離し、炉
底に銅が溜まり、その上に鉄が堆積している。従って、
これを単に冷却粉砕し、磁選機にかけても鉄の水砕物は
回収できるものの銅の水砕物はケイ酸質スラグ砕中に混
在するため回収が難しい。
【０００５】
【課題の解決手段】本発明は、都市ゴミの焼却灰処理に
おける従来の上記問題を解決したものであって、上記溶
融スラグ中の鉄と銅を合金化して磁選により回収できる
ようにし、現在の処理システムではそのまま廃棄されて
いた上記溶融スラグから銅、金、銀などの有価金属を効
率よく回収する方法を確立したものである。
おける従来の上記問題を解決したものであって、上記溶
融スラグ中の鉄と銅を合金化して磁選により回収できる
ようにし、現在の処理システムではそのまま廃棄されて
いた上記溶融スラグから銅、金、銀などの有価金属を効
率よく回収する方法を確立したものである。
【０００６】すなわち、本発明は、（１）都市ゴミ焼却
灰の溶融スラグから磁気選別により回収した有価金属回
収合金であって、４〜１７質量％(以下％)の金属ケイ素
の存在下で銅および鉄を合金化してなる、銅−鉄−ケイ
素を主体とした有価金属回収合金に関する。本発明の上
記回収合金は、（２）都市ゴミ焼却灰の溶融スラグに金
属ケイ素を存在させて銅および鉄を合金化し、これを磁
気選別により回収した有価金属回収合金であって、銅が
１０〜９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ
素以外の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄である有
価金属回収合金を含む。本発明に係る上記合金は、都市
ゴミの焼却灰から生じる溶融スラグに含まれていた銅お
よび鉄を中心としたものであり、この合金を通じて焼却
灰に含まれる有価金属の銅を効率よく回収することがで
きる。なお、銅、鉄およびケイ素の量比が上記範囲内で
あるとき磁気選別に適する合金が形成される。
灰の溶融スラグから磁気選別により回収した有価金属回
収合金であって、４〜１７質量％(以下％)の金属ケイ素
の存在下で銅および鉄を合金化してなる、銅−鉄−ケイ
素を主体とした有価金属回収合金に関する。本発明の上
記回収合金は、（２）都市ゴミ焼却灰の溶融スラグに金
属ケイ素を存在させて銅および鉄を合金化し、これを磁
気選別により回収した有価金属回収合金であって、銅が
１０〜９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ
素以外の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄である有
価金属回収合金を含む。本発明に係る上記合金は、都市
ゴミの焼却灰から生じる溶融スラグに含まれていた銅お
よび鉄を中心としたものであり、この合金を通じて焼却
灰に含まれる有価金属の銅を効率よく回収することがで
きる。なお、銅、鉄およびケイ素の量比が上記範囲内で
あるとき磁気選別に適する合金が形成される。
【０００７】さらに、本発明は、（３）都市ゴミの焼却
灰から生じた溶融スラグに、金属分の４〜１７質量％
(以下％)の金属ケイ素を存在させることにより、銅およ
び鉄を合金化して銅−鉄−ケイ素を主体とする合金を形
成させ、該合金を磁気選別により回収することを特徴と
する都市ゴミ中の有価金属の回収方法に関する。この回
収方法によれば、金属ケイ素を仲立ちとして焼却灰に含
まれる銅と鉄とが合金化するので、銅を鉄と共に磁気選
別によりケイ酸分から効率良く分離して回収することが
でき、従来廃棄されていた有価金属の銅を有効に利用す
ることができる。
灰から生じた溶融スラグに、金属分の４〜１７質量％
(以下％)の金属ケイ素を存在させることにより、銅およ
び鉄を合金化して銅−鉄−ケイ素を主体とする合金を形
成させ、該合金を磁気選別により回収することを特徴と
する都市ゴミ中の有価金属の回収方法に関する。この回
収方法によれば、金属ケイ素を仲立ちとして焼却灰に含
まれる銅と鉄とが合金化するので、銅を鉄と共に磁気選
別によりケイ酸分から効率良く分離して回収することが
でき、従来廃棄されていた有価金属の銅を有効に利用す
ることができる。
【０００８】本発明の上記回収方法は、（４）都市ゴミ
の焼却灰またはその溶融スラグに、鉄スクラップおよび
／またはカーボンを投入することによって金属分の４〜
１７％の金属ケイ素を存在させて、銅−鉄−ケイ素を主
体とする合金を形成させる回収方法、（５）上記(4)の
回収方法において、カーボンがコークスであり、鉄スク
ラップおよび／またはカーボンと共に金属ケイ素を投入
する回収方法を含む。鉄スクラップないしカーボンを溶
融スラグ中に加えることにより、これらによってスラグ
中のケイ酸が還元されて金属ケイ素が生じるので、溶融
スラグ中の銅と鉄が合金化される。このとき、補助的に
金属ケイ素を加えることにより、さらに効率よく合金化
を促すことができる。
の焼却灰またはその溶融スラグに、鉄スクラップおよび
／またはカーボンを投入することによって金属分の４〜
１７％の金属ケイ素を存在させて、銅−鉄−ケイ素を主
体とする合金を形成させる回収方法、（５）上記(4)の
回収方法において、カーボンがコークスであり、鉄スク
ラップおよび／またはカーボンと共に金属ケイ素を投入
する回収方法を含む。鉄スクラップないしカーボンを溶
融スラグ中に加えることにより、これらによってスラグ
中のケイ酸が還元されて金属ケイ素が生じるので、溶融
スラグ中の銅と鉄が合金化される。このとき、補助的に
金属ケイ素を加えることにより、さらに効率よく合金化
を促すことができる。
【０００９】本発明の上記回収方法は、（６）上記(3)、
(4)または(5)の回収方法において、銅が１０〜９０％、
ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ素以外の焼却灰
含有金属が５％以下、残余が鉄である銅−鉄−ケイ素を
主体とした合金を形成させる有価金属の回収方法、
（７）上記(6)の回収方法において、銅−鉄−ケイ素を
主体とした合金を含む溶融スラグを回収した後に、これ
を冷却粉砕し、磁気選別によりこの合金粉砕物を分離回
収する方法、（８）上記(7)の回収方法において、冷却
粉砕手段が水アトマイズ法である回収方法を含む。回収
合金の成分を上記範囲とすることにより、磁気選別を利
用してこの合金を容易にかつ経済的に回収することがで
きる。この場合、上記合金を含む溶融スラグをそのまま
冷却して粉砕し、磁気選別すれば良い。冷却粉砕手段と
しては水アトマイズ法を利用することができる。
(4)または(5)の回収方法において、銅が１０〜９０％、
ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ素以外の焼却灰
含有金属が５％以下、残余が鉄である銅−鉄−ケイ素を
主体とした合金を形成させる有価金属の回収方法、
（７）上記(6)の回収方法において、銅−鉄−ケイ素を
主体とした合金を含む溶融スラグを回収した後に、これ
を冷却粉砕し、磁気選別によりこの合金粉砕物を分離回
収する方法、（８）上記(7)の回収方法において、冷却
粉砕手段が水アトマイズ法である回収方法を含む。回収
合金の成分を上記範囲とすることにより、磁気選別を利
用してこの合金を容易にかつ経済的に回収することがで
きる。この場合、上記合金を含む溶融スラグをそのまま
冷却して粉砕し、磁気選別すれば良い。冷却粉砕手段と
しては水アトマイズ法を利用することができる。
【００１０】また、本発明は、（９）回収した合金の粉
砕物を銅製錬の原料として用いることにより鉄およびケ
イ素と分離して銅および金、銀を含む貴金属を回収する
方法を含む。回収した合金の粉砕物を銅製錬原料として
用いることにより、製錬工程を通じて銅および金、銀を
含む貴金属から鉄とケイ素とを分離してこれらの貴金属
を回収することができる。
砕物を銅製錬の原料として用いることにより鉄およびケ
イ素と分離して銅および金、銀を含む貴金属を回収する
方法を含む。回収した合金の粉砕物を銅製錬原料として
用いることにより、製錬工程を通じて銅および金、銀を
含む貴金属から鉄とケイ素とを分離してこれらの貴金属
を回収することができる。
【００１１】
【具体的な説明】以下、図面を参照して本発明を詳細に
説明する。図１(a)〜(c)は本発明の処理方法の概念図、
図２は鉄、銅およびケイ素の３元系状態図において本発
明の処理に適する合金化範囲を示す図である。
説明する。図１(a)〜(c)は本発明の処理方法の概念図、
図２は鉄、銅およびケイ素の３元系状態図において本発
明の処理に適する合金化範囲を示す図である。
【００１２】都市ゴミの焼却灰を溶融したスラグ中に
は、既に述べたように通常約１０％程度のメタル部分が
含まれており、そのメタル部分の約６０〜９０％は鉄で
あり、その他に約２０％前後の銅が含まれている。本発
明の回収方法は、都市ゴミの焼却灰を溶融処理する際に
該焼却灰の溶融スラグに含有されている有価金属の銅を
金属ケイ素の存在下で鉄と合金化させ、銅を鉄に吸収さ
せた形態にすることにより容易に回収できるようにす
る。
は、既に述べたように通常約１０％程度のメタル部分が
含まれており、そのメタル部分の約６０〜９０％は鉄で
あり、その他に約２０％前後の銅が含まれている。本発
明の回収方法は、都市ゴミの焼却灰を溶融処理する際に
該焼却灰の溶融スラグに含有されている有価金属の銅を
金属ケイ素の存在下で鉄と合金化させ、銅を鉄に吸収さ
せた形態にすることにより容易に回収できるようにす
る。
【００１３】この場合、溶融スラグ中で鉄と銅の合金を
形成させるには金属ケイ素の存在が不可欠である。溶融
した銅に鉄を単に投入しても、溶融状態の鉄と銅は比重
差のために分離し、接触面部分以外は合金化しない。と
ころが、金属ケイ素が存在すると、このケイ素を仲立ち
として鉄と銅が合金を形成するようになる。
形成させるには金属ケイ素の存在が不可欠である。溶融
した銅に鉄を単に投入しても、溶融状態の鉄と銅は比重
差のために分離し、接触面部分以外は合金化しない。と
ころが、金属ケイ素が存在すると、このケイ素を仲立ち
として鉄と銅が合金を形成するようになる。
【００１４】金属ケイ素は、溶融スラグを形成している
ケイ酸部分を還元したものを利用することができる。す
なわち、還元剤の存在によりケイ酸スラグの一部が還元
されて金属ケイ素となり、スラグ中のメタル部分に含ま
れている鉄および銅と共に合金を形成する。還元剤とし
ては、鉄スクラップあるいはカーボンが適当である。カ
ーボンとしてはコークスを用いることができ、この場合
には経済性の点で有利である。鉄スクラップの一部はケ
イ酸と反応して酸化鉄となりスラグ化する際にケイ酸を
還元して金属ケイ素を生じる。また、カーボンの供給に
よりスラグ中のケイ酸および酸化鉄の一部が還元されて
金属鉄および金属ケイ素となり、カーボンはガス化して
系外に出る。
ケイ酸部分を還元したものを利用することができる。す
なわち、還元剤の存在によりケイ酸スラグの一部が還元
されて金属ケイ素となり、スラグ中のメタル部分に含ま
れている鉄および銅と共に合金を形成する。還元剤とし
ては、鉄スクラップあるいはカーボンが適当である。カ
ーボンとしてはコークスを用いることができ、この場合
には経済性の点で有利である。鉄スクラップの一部はケ
イ酸と反応して酸化鉄となりスラグ化する際にケイ酸を
還元して金属ケイ素を生じる。また、カーボンの供給に
よりスラグ中のケイ酸および酸化鉄の一部が還元されて
金属鉄および金属ケイ素となり、カーボンはガス化して
系外に出る。
【００１５】鉄スクラップやカーボンは焼却灰に加えて
溶融しても良く、または焼却灰を溶融したスラグに加え
ても良い。また、カーボンの場合には焼却灰を抵抗加熱
炉などで溶融する際にカーボン製の消耗型電極を用い、
溶融と同時にケイ酸スラグの還元を促すようにしても良
い。さらに鉄スクラップとコークスを同時に加えても良
く、あるいは鉄スクラップを加えてカーボン製消耗電極
を用いた抵抗加熱溶融を行っても良い。また鉄スクラッ
プおよび/またはカーボンの添加と共に補助的に金属ケ
イ素を加えても良く、あるいは単独に金属ケイ素を加え
ても良い。
溶融しても良く、または焼却灰を溶融したスラグに加え
ても良い。また、カーボンの場合には焼却灰を抵抗加熱
炉などで溶融する際にカーボン製の消耗型電極を用い、
溶融と同時にケイ酸スラグの還元を促すようにしても良
い。さらに鉄スクラップとコークスを同時に加えても良
く、あるいは鉄スクラップを加えてカーボン製消耗電極
を用いた抵抗加熱溶融を行っても良い。また鉄スクラッ
プおよび/またはカーボンの添加と共に補助的に金属ケ
イ素を加えても良く、あるいは単独に金属ケイ素を加え
ても良い。
【００１６】図１および図２に本発明の模式的な概念図
を示す。図１(a)に示すように、都市ゴミの焼却灰を、
電極１０を有する溶融炉(電気抵抗炉)１１に導いて溶融
すると、炉底には溶融スラグに含まれている金属分２１
が溜まり、その上にケイ酸質スラグ２２が堆積する。炉
底の金属分２１は鉄および銅を主体としたものであり酸
素分圧によっては鉄が金属分２１の表面に分離した層を
形成する。
を示す。図１(a)に示すように、都市ゴミの焼却灰を、
電極１０を有する溶融炉(電気抵抗炉)１１に導いて溶融
すると、炉底には溶融スラグに含まれている金属分２１
が溜まり、その上にケイ酸質スラグ２２が堆積する。炉
底の金属分２１は鉄および銅を主体としたものであり酸
素分圧によっては鉄が金属分２１の表面に分離した層を
形成する。
【００１７】ここで図１(b)のように、鉄スクラップ２
３を投入すると、鉄の一部が酸化されるのに伴ってケイ
酸質スラグの一部が還元されて金属ケイ素を生じ、この
金属ケイ素の存在下でメタル中の鉄が銅と合金化する。
またカーボンはスラグ中の酸化鉄およびケイ酸の一部と
反応して、金属鉄および金属ケイ素を生じ、同時に自身
はガス化(CO,CO2)して系外に抜け、生じた金属ケイ素を
仲立ちとしてメタル中の鉄および銅が合金を形成する。
この結果、図１(c)に示すように、炉底には銅分の多いC
u-Fe-Si系合金相(I) が形成され、その上側に鉄分の多
いCu-Fe-Si系合金相(II)が形成される。
３を投入すると、鉄の一部が酸化されるのに伴ってケイ
酸質スラグの一部が還元されて金属ケイ素を生じ、この
金属ケイ素の存在下でメタル中の鉄が銅と合金化する。
またカーボンはスラグ中の酸化鉄およびケイ酸の一部と
反応して、金属鉄および金属ケイ素を生じ、同時に自身
はガス化(CO,CO2)して系外に抜け、生じた金属ケイ素を
仲立ちとしてメタル中の鉄および銅が合金を形成する。
この結果、図１(c)に示すように、炉底には銅分の多いC
u-Fe-Si系合金相(I) が形成され、その上側に鉄分の多
いCu-Fe-Si系合金相(II)が形成される。
【００１８】ここで、金属ケイ素が４％より少ないと上
記合金が形成されない。但し、上記金属質部分のケイ素
含有量が多過ぎると磁性が乏しく磁気選別によって回収
できない。また有価金属の回収率を高めるには上記金属
質部分の銅の含有量が多いほど好ましいが、多過ぎると
ケイ素の場合と同様に磁気選別が困難になる。具体的に
は、ケイ素の含有量が１７％を上回る場合および銅含有
量が９０％を越える場合には、この金属質部分が磁石に
吸着せず磁選を行うことができない。一方、鉄の含有量
が９０％を越える場合（即ち、銅の含有量１０％未満）
には銅製練の回収コストがかさみ、銅を回収するメリッ
トが無くなる。銅製練で経済的に回収するために必要な
銅品位は１０％程度が最下限と云われている。
記合金が形成されない。但し、上記金属質部分のケイ素
含有量が多過ぎると磁性が乏しく磁気選別によって回収
できない。また有価金属の回収率を高めるには上記金属
質部分の銅の含有量が多いほど好ましいが、多過ぎると
ケイ素の場合と同様に磁気選別が困難になる。具体的に
は、ケイ素の含有量が１７％を上回る場合および銅含有
量が９０％を越える場合には、この金属質部分が磁石に
吸着せず磁選を行うことができない。一方、鉄の含有量
が９０％を越える場合（即ち、銅の含有量１０％未満）
には銅製練の回収コストがかさみ、銅を回収するメリッ
トが無くなる。銅製練で経済的に回収するために必要な
銅品位は１０％程度が最下限と云われている。
【００１９】以上のことから、溶融スラグの金属質部分
について、銅の回収率が高く、しかも磁気選別に適する
範囲は、図２の斜線部分に示すように、銅および鉄がお
のおの１０〜９０％であって、金属ケイ素が４〜１７％
の範囲である。この範囲のうち、さらに磁石に対する吸
着性の良い範囲は、銅１０〜３０％、鉄５５〜８５％、
およびケイ素４〜１５％の範囲である。
について、銅の回収率が高く、しかも磁気選別に適する
範囲は、図２の斜線部分に示すように、銅および鉄がお
のおの１０〜９０％であって、金属ケイ素が４〜１７％
の範囲である。この範囲のうち、さらに磁石に対する吸
着性の良い範囲は、銅１０〜３０％、鉄５５〜８５％、
およびケイ素４〜１５％の範囲である。
【００２０】鉄スクラップおよび/またはカーボンの添
加量、あるいは必要に応じて添加される金属ケイ素の量
は、図２に示すように、上記合金が形成される組成範囲
になる量である。具体的な添加量は焼却灰の組成と溶融
スラグの性状に応じて定めれば良い。
加量、あるいは必要に応じて添加される金属ケイ素の量
は、図２に示すように、上記合金が形成される組成範囲
になる量である。具体的な添加量は焼却灰の組成と溶融
スラグの性状に応じて定めれば良い。
【００２１】適量の鉄スクラップおよび/またはカーボ
ンを投入することにより、前述のように、炉底側の銅含
有量の多い合金相(I)と、その上側の鉄含有量の多い合
金相(II)の２相が各々形成される。通常、炉底側の合金
相(I)の銅含有量は概ね７０〜９０％程度、上側の合金
相(II)の鉄含有量は概ね５０〜８５％程度であり、合金
相(II)の部分は磁石に強力に付着するので容易に磁選す
ることができ、また、合金相(I)の部分も吸着力は弱い
が磁石選により分別できる。
ンを投入することにより、前述のように、炉底側の銅含
有量の多い合金相(I)と、その上側の鉄含有量の多い合
金相(II)の２相が各々形成される。通常、炉底側の合金
相(I)の銅含有量は概ね７０〜９０％程度、上側の合金
相(II)の鉄含有量は概ね５０〜８５％程度であり、合金
相(II)の部分は磁石に強力に付着するので容易に磁選す
ることができ、また、合金相(I)の部分も吸着力は弱い
が磁石選により分別できる。
【００２２】なお、上記合金相(I)(II)は各々におい
て、鉄濃度の高い結晶部分と銅濃度の高い結晶部分とが
一体に混在した状態をなしており、鉄濃度の高い部分が
磁石に吸着し、これと一体化した銅濃度の高い部分と共
に回収される。また、上記金属質部分には銅の他に微量
の金および銀などが含まれており、これらも同時に回収
することができる。回収した合金の組成は、概ね、銅が
１０〜９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ
素以外の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄である。
銅、鉄、ケイ素以外の含有金属としてはアルミニウム、
マグネシウム、ナトリウム、ニッケルおよび微量の金、
銀などが含まれている。
て、鉄濃度の高い結晶部分と銅濃度の高い結晶部分とが
一体に混在した状態をなしており、鉄濃度の高い部分が
磁石に吸着し、これと一体化した銅濃度の高い部分と共
に回収される。また、上記金属質部分には銅の他に微量
の金および銀などが含まれており、これらも同時に回収
することができる。回収した合金の組成は、概ね、銅が
１０〜９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ
素以外の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄である。
銅、鉄、ケイ素以外の含有金属としてはアルミニウム、
マグネシウム、ナトリウム、ニッケルおよび微量の金、
銀などが含まれている。
【００２３】以上の合金化工程の後に、上記合金相を含
む溶融スラグを冷却粉砕する。冷却粉砕手段として水ア
トマイズ法を利用すれば容易に粉砕することができる。
具体的には、例えば、上記溶融スラグを水砕槽に導き、
水を噴射して急激に水冷すれば自砕するので、これを磁
選機にかけて上記合金質部分を吸着させ、他の珪酸質ス
ラグ砕から分離回収する。回収した合金質水砕物は、銅
製練の原料として用いることにより、製練工程において
銅およびその他の有価金属を回収することができる。
む溶融スラグを冷却粉砕する。冷却粉砕手段として水ア
トマイズ法を利用すれば容易に粉砕することができる。
具体的には、例えば、上記溶融スラグを水砕槽に導き、
水を噴射して急激に水冷すれば自砕するので、これを磁
選機にかけて上記合金質部分を吸着させ、他の珪酸質ス
ラグ砕から分離回収する。回収した合金質水砕物は、銅
製練の原料として用いることにより、製練工程において
銅およびその他の有価金属を回収することができる。
【００２４】
【発明の実施形態】本発明の実施例を比較例と共に以下
に示す。
に示す。
【００２５】実施例１（No.1〜No.9） 東京都近郊の都市に設けられたゴミ処理施設において処
理されている焼却灰について、溶融炉内で焼却灰を約１
４００〜１５２０℃に加熱して溶融減容する際に、焼却
灰１００Kgに対して表１に示す量の鉄スクラップおよび
/または金属ケイ素を投入し、溶融スラグの金属質部分
を合金化した後、溶融スラグを水砕工程に導き常温に急
冷して水砕し、平均粒経１.５mmの水砕物を得た。この
水砕物を磁選機にかけて金属質部分を回収した。溶融ス
ラグのケイ酸質部分および金属質部分の量、銅含有量、
回収した金属の量とその品位、銅の回収率を表１に示し
た。
理されている焼却灰について、溶融炉内で焼却灰を約１
４００〜１５２０℃に加熱して溶融減容する際に、焼却
灰１００Kgに対して表１に示す量の鉄スクラップおよび
/または金属ケイ素を投入し、溶融スラグの金属質部分
を合金化した後、溶融スラグを水砕工程に導き常温に急
冷して水砕し、平均粒経１.５mmの水砕物を得た。この
水砕物を磁選機にかけて金属質部分を回収した。溶融ス
ラグのケイ酸質部分および金属質部分の量、銅含有量、
回収した金属の量とその品位、銅の回収率を表１に示し
た。
【００２６】実施例２（No.10〜No.15） 鉄スクラップに代えてコークスを加え、あるいはコーク
スと共に鉄スクラップおよび/または金属ケイ素を加え
た他は実施例１と同様にして都市ゴミ焼却灰の溶融スラ
グから金属部分を回収した。この回収金属量と品位、銅
の回収率を表２に纏めて示した。また、比較例として、
金属ケイ素を単独に過剰量加えた場合(No.B-1)および無
処理の場合(No.B-2)を表２に対比して示した。
スと共に鉄スクラップおよび/または金属ケイ素を加え
た他は実施例１と同様にして都市ゴミ焼却灰の溶融スラ
グから金属部分を回収した。この回収金属量と品位、銅
の回収率を表２に纏めて示した。また、比較例として、
金属ケイ素を単独に過剰量加えた場合(No.B-1)および無
処理の場合(No.B-2)を表２に対比して示した。
【００２７】表１および表２に示すように、鉄スクラッ
プおよび金属ケイ素のいずれも投入しない無処理の場合
(No.B-2)には、鉄と合金を形成する銅の量が少なく、磁
選によって回収される金属量は３.５kgに過ぎず、しか
も回収した金属部分の大部分は鉄であって銅の含有量は
鉄の１／１０以下である。一方、鉄スクラップないしコ
ークスを所定量投入したものは回収金属量が多いうえに
銅の品位が格段に高く、特に、鉄スクラップと金属ケイ
素を併用したもの(No.4〜No.7)、やや多めのコークスを
用いたもの(No.11,12)、コークスと共に鉄スクラップや
金属ケイ素を併用したもの(No.13〜No.15)は銅の回収率
が６０％以上であり、大部分は８０〜９０％台であっ
て、銅の回収率が飛躍的に向上している。なお、金属ケ
イ素を単独で添加する場合には、添加量がメタル部分に
対して２０％を越える(No.B-1)と磁性が弱くなり、回収
量が零になるので、これ以下の投入量が適当である。
プおよび金属ケイ素のいずれも投入しない無処理の場合
(No.B-2)には、鉄と合金を形成する銅の量が少なく、磁
選によって回収される金属量は３.５kgに過ぎず、しか
も回収した金属部分の大部分は鉄であって銅の含有量は
鉄の１／１０以下である。一方、鉄スクラップないしコ
ークスを所定量投入したものは回収金属量が多いうえに
銅の品位が格段に高く、特に、鉄スクラップと金属ケイ
素を併用したもの(No.4〜No.7)、やや多めのコークスを
用いたもの(No.11,12)、コークスと共に鉄スクラップや
金属ケイ素を併用したもの(No.13〜No.15)は銅の回収率
が６０％以上であり、大部分は８０〜９０％台であっ
て、銅の回収率が飛躍的に向上している。なお、金属ケ
イ素を単独で添加する場合には、添加量がメタル部分に
対して２０％を越える(No.B-1)と磁性が弱くなり、回収
量が零になるので、これ以下の投入量が適当である。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】本発明の回収方法によれば都市ゴミ焼却
灰の溶融スラグから銅などの有価金属を効率よく回収す
ることができる。しかも本発明の回収方法は、鉄スクラ
ップおよび/またはカーボンを溶融スラグに投入し、ス
ラグ中の金属分を有効に利用して合金を形成させ、この
粉砕物を磁選する方法であるので既存設備の大がかりな
変更を必要とせず、処理コストも極めて低く実施し易い
うえに、従来は経費をかけて廃棄していたものから経済
性のある資源を回収できるので、実用上の利点が大き
い。また、回収したスラグは金属分を殆ど含まないの
で、建築用レンガの材料等に適し、有効に利用し易い。
灰の溶融スラグから銅などの有価金属を効率よく回収す
ることができる。しかも本発明の回収方法は、鉄スクラ
ップおよび/またはカーボンを溶融スラグに投入し、ス
ラグ中の金属分を有効に利用して合金を形成させ、この
粉砕物を磁選する方法であるので既存設備の大がかりな
変更を必要とせず、処理コストも極めて低く実施し易い
うえに、従来は経費をかけて廃棄していたものから経済
性のある資源を回収できるので、実用上の利点が大き
い。また、回収したスラグは金属分を殆ど含まないの
で、建築用レンガの材料等に適し、有効に利用し易い。
【図１】 本発明の処理方法を示す概念図であり、(a)
は処理前の溶融スラグの状態、(b)は鉄スクラップを投
入した状態、(c)は処理後の溶融スラグの状態を各々示
す。
は処理前の溶融スラグの状態、(b)は鉄スクラップを投
入した状態、(c)は処理後の溶融スラグの状態を各々示
す。
【図２】 本発明の処理に適する合金化範囲を示す鉄−
銅−ケイ素の３元系状態図。
銅−ケイ素の３元系状態図。
(I)-銅含有量の多い合金相、 (II)-鉄含有量の多い合金
相 １０−アーク電極、 １１−溶融炉、 ２１−金属分、
２２−珪酸質部分、２３−鉄スクラップ
相 １０−アーク電極、 １１−溶融炉、 ２１−金属分、
２２−珪酸質部分、２３−鉄スクラップ
Claims (9)
- 【請求項１】 都市ゴミ焼却灰の溶融スラグから磁気選
別により回収した有価金属回収合金であって、４〜１７
質量％(以下％)の金属ケイ素の存在下で銅および鉄を合
金化してなる、銅−鉄−ケイ素を主体とした有価金属回
収合金。 - 【請求項２】 都市ゴミ焼却灰の溶融スラグに金属ケイ
素を存在させて銅および鉄を合金化し、これを磁気選別
により回収した有価金属回収合金であって、銅が１０〜
９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、鉄、ケイ素以外
の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄である請求項１
に記載の有価金属回収合金。 - 【請求項３】 都市ゴミの焼却灰から生じた溶融スラグ
に、金属分の４〜１７質量％(以下％)の金属ケイ素を存
在させることにより、銅および鉄を合金化して銅−鉄−
ケイ素を主体とする合金を形成させ、該合金を磁気選別
により回収することを特徴とする都市ゴミ中の有価金属
の回収方法。 - 【請求項４】 請求項３の回収方法において、都市ゴミ
の焼却灰またはその溶融スラグに、鉄スクラップおよび
／またはカーボンを投入することによって金属分の４〜
１７％の金属ケイ素を存在させて、銅−鉄−ケイ素を主
体とする合金を形成させる請求項３に記載の回収方法。 - 【請求項５】 請求項４の回収方法において、カーボン
がコークスであり、鉄スクラップおよび／またはカーボ
ンと共に金属ケイ素を投入する回収方法。 - 【請求項６】 請求項３,４または５の回収方法におい
て、銅が１０〜９０％、ケイ素が４〜１７％および銅、
鉄、ケイ素以外の焼却灰含有金属が５％以下、残余が鉄
である銅−鉄−ケイ素を主体とした合金を形成させる有
価金属の回収方法。 - 【請求項７】 請求項６の回収方法において、銅−鉄−
ケイ素を主体とした合金を含む溶融スラグを回収した後
に、これを冷却粉砕し、磁気選別によりこの合金粉砕物
を分離回収する方法。 - 【請求項８】 請求項７の回収方法において、冷却粉砕
手段が水アトマイズ法である回収方法。 - 【請求項９】 請求項３〜８の何れかに記載する回収方
法において、回収した合金の粉砕物を銅製錬の原料とし
て用いることにより鉄およびケイ素と分離して銅および
金、銀を含む貴金属を回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11333096A JP3191674B2 (ja) | 1995-12-12 | 1996-05-08 | 都市ゴミ中の有価金属を回収した合金とその回収方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34649295 | 1995-12-12 | ||
| JP7-346492 | 1995-12-12 | ||
| JP11333096A JP3191674B2 (ja) | 1995-12-12 | 1996-05-08 | 都市ゴミ中の有価金属を回収した合金とその回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227962A JPH09227962A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3191674B2 true JP3191674B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=26452325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11333096A Expired - Lifetime JP3191674B2 (ja) | 1995-12-12 | 1996-05-08 | 都市ゴミ中の有価金属を回収した合金とその回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191674B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109371251A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-22 | 北京硕人节能环保技术有限公司 | 一种含铬、镍除尘灰的处理方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4351352B2 (ja) * | 2000-02-24 | 2009-10-28 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法 |
| JP2003231924A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-19 | Mitsubishi Materials Corp | ゴミ焼却物から溶融メタルを製造する方法とその適用 |
| GB2465603B (en) * | 2008-11-24 | 2010-10-13 | Tetronics Ltd | Method for recovery of metals |
| KR101393109B1 (ko) * | 2013-03-06 | 2014-05-13 | 한국생산기술연구원 | 알루미늄 드로스의 재활용 방법 및 그 시스템 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11333096A patent/JP3191674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109371251A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-22 | 北京硕人节能环保技术有限公司 | 一种含铬、镍除尘灰的处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09227962A (ja) | 1997-09-02 |
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