JP3553924B2 - 複合材料から有価物を分離回収する方法 - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、産業用電子分野等において使用されるプリント基板等の金属と非金属から構成される複合材料（特にその不良品や廃材）からの有価金属の分離・回収方法に関し、さらに詳しくは上記複合材料を粉砕して得た混合粉末を、粉体粒子の電気特性を利用して導電粒子と非導電粒子とに分離し、それぞれを、または少なくとも一方をリサイクル用有価物として回収する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント基板としてのガラスエポキシ樹脂基板は、電子産業の中で大量に生産されており、それに伴い製造工程においても廃材や不良品が大量に発生している。これらの廃材等は素材としてガラス繊維やプラスチック等の樹脂と、回路パターンとして用いられた銅、ニッケル、金、銀等の金属とから構成されているため、粉砕しにくい上、樹脂そのものが熱硬化性であるため再溶融化が難しいので、リサイクルされないで埋め立て処分されている場合が多いのが現状である。
【０００３】
経済上の理由からプリント基板上に有価物として高価な銅、ニッケル等が塗布されている場合には、それら金属の厚みが３０μｍ 以上の基板である場合とか、もっと薄くても、さらに高価な金、銀あるいはパラジウム等の貴金属が塗布されている場合等には、基板表面をエッチングして金属のみを回収する技術も知られている。
【０００４】
しかしながら、上記の回収技術では有価金属を回収するために廃水処理設備が必要となる他、残った基板は埋め立てにするか、焼却するかの方法で処理されていた。この場合、埋め立てしても土壌中でこれらの樹脂体は腐食しないという性質があり、又、焼却すると塩化水素、臭化水素、ダイオキシン等の有害ガスを発生するため処理費用が高くなるという問題があり、根本的な解決策はなかった。
【０００５】
近年、上記廃基板等の複合材を一旦剪断機で細断した後、さらに粉砕機で粉砕したものを乾式サイクロン等で比重分離して選別する方法も知られるようになったが、金属と樹脂等との分離が不完全であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述従来の技術の問題点を解決しようとするもので、微細粒径に粉砕した粒子を特定の選別機にかけることによって、有価物たる金属成分と樹脂、ガラス繊維等の非金属体成分とに精度良く分離することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、斯かる課題を解決するために鋭意研究した結果、被処理物を０．８ｍｍ 以下に粉砕し、単体分離することによって、その導電性の差を利用して導電物質たる有価金属と非導電物質たる非金属とに精度よく分離できることを見出し、本発明を提供することができた。
【０００８】
すなわち本発明は第１に、金属部分と非金属部分とからなる被処理材としての複合材料を剪断破壊して所定の大きさの粗粒とした後、該粗粒を粉砕機で粉砕して金属粒子と非金属粒子の混合粒子とし、次いで乾式分級機を用いて該混合粒子から微細な粒子を除去して得られた混合粒子を、渦電流選別機および静電選別機のいずれか一方または両方に通過させて金属粒子と非金属粒子とを分離し、少なくとも一方の粒子を有価物としてのリサイクル原料として回収することを特徴とする、複合材料から有価物を分離回収する方法；第２に、前記混合粒子の各粒子の大きさが０．８ｍｍ以下である、第１記載の方法に関するものである。
【０００９】
【作用】
本発明方法適用の対象となる被処理材としては、たとえばプリント配線基板があり、ガラスエポキシ樹脂基板の廃材や切れ端等は勿論、その他あらゆる形態の樹脂体と金属との複合材が全て本発明方法による処理の対象となり得る。
【００１０】
被処理材は先ずシヤー（剪断機）などで約１ｃｍ角以下に切断または粗砕した後、ハンマーミル等の粉砕機を用いて０．８ｍｍ 以下に粉砕する。得られた粉砕物は、有価金属粒子と樹脂粒子とが混合したものであるため、次工程で選別機により分離を行う。
【００１１】
選別機として、先ず渦電流選別機を用いて選別を行うと、上記混合物のうち導電性粒子に生ずる渦電流により発生する磁界により反発されて、はねとばされる金属粒子が、非導電物質の樹脂体粒子から分離される。粉砕物が粗い粒子で構成されている場合には、渦電流選別機で充分に個体分離がなされるが、細かい粒子を含む場合には、静電選別機によるか両者の併用がよい。静電選別機による場合、導電性粒子は静電気による反発ではねとばされ、非導電性粒子から高い精度で分離することができる。
【００１２】
以下実施例をもって詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【実施例１】
被処理材として両面に銅回路パターンを形成したガラスエポキシ基板を剪断機で約１ｃｍ角程度に剪断破壊した後、ハンマーミルで０．８ｍｍ 以下に粉砕し、各粒子が実質上単一物質からなる粒子となるように単体分離した。この基板の組成は、銅３０ｗｔ％、ガラス繊維１８ｗｔ％、エポキシ樹脂硬化体５２ｗｔ％である。その後、次の選別・分離工程で分離精度が向上するように乾式分級機を用いて微細な粒子を除去した。幸い銅等の金属は微細になりにくく、この除かれる粒群にはほとんど含まれない。
【００１４】
次いで得られた粉砕粒子を渦電流選別機の中に通し、導電性物質である銅粒子のみをベルトコンベアからはじきとばし、一方、非導電性物質であるガラス繊維やプラスチック樹脂からなる粒子はベルトコンベア先端から落下するように操作し、銅粒子とその他の粒子とに分離した。この銅粒子を化学分析したところ品位は９０％であった。本実施例で用いた渦電流選別装置は、日本エリーズマグネチックス社のエディカレントセパレータＥＣＳ１２１５型であり、モーター回転数２，５００ｒｐｍ逆転、ベルトスピード７５ｍ／分の条件で操作した。
【００１５】
次いで上記工程で得られた非導電性粒子をさらに静電選別機に供給し、細かい粒子群の中に含まれていた銅粒子を分離して回収した。この時、使用した静電選別機は、日本エリーズマグネチックス社製ハイテンション静電セパレータモデル１０１４型混合型である。本装置に先ず印加電圧４０，０００Ｖをかけて正に帯電させた銅粒子を、正に帯電している接地ロールから反発させ、接地ロールに静電的に付着したプラスチックおよびガラス繊維から分離して品位９６％ の銅粒子を得た。
【００１６】
各工程における粒子の化学分析をおこない、分布率を計算し、「分離試験結果」として表１にまとめたが、この結果選別工程を組み入れた本発明法によって得られた銅粒子は、品位９６．０％ もの高純度銅であった。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】
上述のように本発明法は簡易な手段によって、たとえば廃プリント基板中の有価金属を高純度物として回収できる他、他の非導電性物質も微細粒子として分離できるため有価金属を再利用できるばかりでなく、回収された非導電性有価物を、樹脂構造物等の充填材としても有効利用できる等、すぐれた効果を有するものである。
【産業上の利用分野】
本発明は、産業用電子分野等において使用されるプリント基板等の金属と非金属から構成される複合材料（特にその不良品や廃材）からの有価金属の分離・回収方法に関し、さらに詳しくは上記複合材料を粉砕して得た混合粉末を、粉体粒子の電気特性を利用して導電粒子と非導電粒子とに分離し、それぞれを、または少なくとも一方をリサイクル用有価物として回収する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント基板としてのガラスエポキシ樹脂基板は、電子産業の中で大量に生産されており、それに伴い製造工程においても廃材や不良品が大量に発生している。これらの廃材等は素材としてガラス繊維やプラスチック等の樹脂と、回路パターンとして用いられた銅、ニッケル、金、銀等の金属とから構成されているため、粉砕しにくい上、樹脂そのものが熱硬化性であるため再溶融化が難しいので、リサイクルされないで埋め立て処分されている場合が多いのが現状である。
【０００３】
経済上の理由からプリント基板上に有価物として高価な銅、ニッケル等が塗布されている場合には、それら金属の厚みが３０μｍ 以上の基板である場合とか、もっと薄くても、さらに高価な金、銀あるいはパラジウム等の貴金属が塗布されている場合等には、基板表面をエッチングして金属のみを回収する技術も知られている。
【０００４】
しかしながら、上記の回収技術では有価金属を回収するために廃水処理設備が必要となる他、残った基板は埋め立てにするか、焼却するかの方法で処理されていた。この場合、埋め立てしても土壌中でこれらの樹脂体は腐食しないという性質があり、又、焼却すると塩化水素、臭化水素、ダイオキシン等の有害ガスを発生するため処理費用が高くなるという問題があり、根本的な解決策はなかった。
【０００５】
近年、上記廃基板等の複合材を一旦剪断機で細断した後、さらに粉砕機で粉砕したものを乾式サイクロン等で比重分離して選別する方法も知られるようになったが、金属と樹脂等との分離が不完全であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述従来の技術の問題点を解決しようとするもので、微細粒径に粉砕した粒子を特定の選別機にかけることによって、有価物たる金属成分と樹脂、ガラス繊維等の非金属体成分とに精度良く分離することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、斯かる課題を解決するために鋭意研究した結果、被処理物を０．８ｍｍ 以下に粉砕し、単体分離することによって、その導電性の差を利用して導電物質たる有価金属と非導電物質たる非金属とに精度よく分離できることを見出し、本発明を提供することができた。
【０００８】
すなわち本発明は第１に、金属部分と非金属部分とからなる被処理材としての複合材料を剪断破壊して所定の大きさの粗粒とした後、該粗粒を粉砕機で粉砕して金属粒子と非金属粒子の混合粒子とし、次いで乾式分級機を用いて該混合粒子から微細な粒子を除去して得られた混合粒子を、渦電流選別機および静電選別機のいずれか一方または両方に通過させて金属粒子と非金属粒子とを分離し、少なくとも一方の粒子を有価物としてのリサイクル原料として回収することを特徴とする、複合材料から有価物を分離回収する方法；第２に、前記混合粒子の各粒子の大きさが０．８ｍｍ以下である、第１記載の方法に関するものである。
【０００９】
【作用】
本発明方法適用の対象となる被処理材としては、たとえばプリント配線基板があり、ガラスエポキシ樹脂基板の廃材や切れ端等は勿論、その他あらゆる形態の樹脂体と金属との複合材が全て本発明方法による処理の対象となり得る。
【００１０】
被処理材は先ずシヤー（剪断機）などで約１ｃｍ角以下に切断または粗砕した後、ハンマーミル等の粉砕機を用いて０．８ｍｍ 以下に粉砕する。得られた粉砕物は、有価金属粒子と樹脂粒子とが混合したものであるため、次工程で選別機により分離を行う。
【００１１】
選別機として、先ず渦電流選別機を用いて選別を行うと、上記混合物のうち導電性粒子に生ずる渦電流により発生する磁界により反発されて、はねとばされる金属粒子が、非導電物質の樹脂体粒子から分離される。粉砕物が粗い粒子で構成されている場合には、渦電流選別機で充分に個体分離がなされるが、細かい粒子を含む場合には、静電選別機によるか両者の併用がよい。静電選別機による場合、導電性粒子は静電気による反発ではねとばされ、非導電性粒子から高い精度で分離することができる。
【００１２】
以下実施例をもって詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００１３】
【実施例１】
被処理材として両面に銅回路パターンを形成したガラスエポキシ基板を剪断機で約１ｃｍ角程度に剪断破壊した後、ハンマーミルで０．８ｍｍ 以下に粉砕し、各粒子が実質上単一物質からなる粒子となるように単体分離した。この基板の組成は、銅３０ｗｔ％、ガラス繊維１８ｗｔ％、エポキシ樹脂硬化体５２ｗｔ％である。その後、次の選別・分離工程で分離精度が向上するように乾式分級機を用いて微細な粒子を除去した。幸い銅等の金属は微細になりにくく、この除かれる粒群にはほとんど含まれない。
【００１４】
次いで得られた粉砕粒子を渦電流選別機の中に通し、導電性物質である銅粒子のみをベルトコンベアからはじきとばし、一方、非導電性物質であるガラス繊維やプラスチック樹脂からなる粒子はベルトコンベア先端から落下するように操作し、銅粒子とその他の粒子とに分離した。この銅粒子を化学分析したところ品位は９０％であった。本実施例で用いた渦電流選別装置は、日本エリーズマグネチックス社のエディカレントセパレータＥＣＳ１２１５型であり、モーター回転数２，５００ｒｐｍ逆転、ベルトスピード７５ｍ／分の条件で操作した。
【００１５】
次いで上記工程で得られた非導電性粒子をさらに静電選別機に供給し、細かい粒子群の中に含まれていた銅粒子を分離して回収した。この時、使用した静電選別機は、日本エリーズマグネチックス社製ハイテンション静電セパレータモデル１０１４型混合型である。本装置に先ず印加電圧４０，０００Ｖをかけて正に帯電させた銅粒子を、正に帯電している接地ロールから反発させ、接地ロールに静電的に付着したプラスチックおよびガラス繊維から分離して品位９６％ の銅粒子を得た。
【００１６】
各工程における粒子の化学分析をおこない、分布率を計算し、「分離試験結果」として表１にまとめたが、この結果選別工程を組み入れた本発明法によって得られた銅粒子は、品位９６．０％ もの高純度銅であった。
【００１７】
【表１】
【発明の効果】
上述のように本発明法は簡易な手段によって、たとえば廃プリント基板中の有価金属を高純度物として回収できる他、他の非導電性物質も微細粒子として分離できるため有価金属を再利用できるばかりでなく、回収された非導電性有価物を、樹脂構造物等の充填材としても有効利用できる等、すぐれた効果を有するものである。
Claims (2)
- 金属部分と非金属部分とからなる被処理材としての複合材料を剪断破壊して所定の大きさの粗粒とした後、該粗粒を粉砕機で粉砕して金属粒子と非金属粒子の混合粒子とし、次いで乾式分級機を用いて該混合粒子から微細な粒子を除去して得られた混合粒子を、渦電流選別機および静電選別機のいずれか一方または両方に通過させて金属粒子と非金属粒子とを分離し、少なくとも一方の粒子を有価物としてのリサイクル原料として回収することを特徴とする、複合材料から有価物を分離回収する方法。
- 前記混合粒子の各粒子の大きさが０．８ｍｍ以下である、請求項１記載の方法。
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2002
- 2002-07-15 JP JP2002205403A patent/JP3553924B2/ja not_active Expired - Lifetime
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