JP3617767B2

JP3617767B2 - 固形廃棄物からの金属回収方法および装置

Info

Publication number: JP3617767B2
Application number: JP7488798A
Authority: JP
Inventors: 千秋泉川; 孝治松田; 義勝松田; 寿佐々木
Original assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2018-03-09
Also published as: JPH11253889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固形廃棄物からの金属回収方法に関し、特に、シュレッダーダストのような細かい粒群の固形廃棄物に含まれる金属の回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、家庭電気製品および建設廃材等の固形廃棄物を、材料別でみると、鉄系金属、非鉄系金属、プラスチック、セラミックス等によるいろいろな部材が使われている。これらのいろいろな材料はまたいろいろな形で接合化され、複合化されている。このような部材からなる固形廃棄物をシュレッダー処理にかけて得られるシュレッダーダストおよび選別残渣について、物理選別により比較的再資源化が容易な金属類を回収する試みはなされている。
【０００３】
例えば、シュレッダーダストおよび選別残渣は磁力選別機にかけられ、鉄系金属が鉄系金属以外のダストとに分けられた後、鉄系金属以外のダストについてはさらに比重差を利用して非鉄系金属と非金属類とに分別されている。また、シュレッダーダストを焼却し、その焼却灰を処理する方法としては、この焼却灰を押圧破砕機で破砕すると共に、含まれる金属を偏平にした後、風力選別、磁力選別あるいは非鉄金属選別機により金属分を回収する方法が特開平９−７５８５３号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の分別方法では、固形廃棄物のうちでもシュレッダーダストなどの粒子が非常に細かいものについては、金属と非金属類、特に、非鉄金属と非金属類との分別が十分でなく、しかも容積の大半をプラスチック類が占めるため処理の能率が非常に低く、コストの点からもその金属回収は実現に至っていない。従って、再資源としての金属の回収は殆ど粗い粒群に限られ、シュレッダーダストのような細かい粒群においては、鉄や非鉄金属が含まれているにもかかわらず管理型最終処分場に直接埋め立てられ、全く再資源化されていないという状況にある。
【０００５】
以上の状況に鑑み、本発明は、廃自動車、廃家電製品、建築廃材あるいはそれらの焼却灰等の固形廃棄物を破砕後、物理選別で、粗い粒群からシュレッダーダストのような細かい粒群まで、銅および鉛−亜鉛系の非鉄系金属材と鉄系金属材やその他の非金属材料との分別を進め、鉄系金属材料を回収すると共に、特に、銅および鉛−亜鉛等非鉄金属系材料をそのまま製錬工程に導入可能な状態で回収して効率的にその再資源化を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、（１）固形廃棄物を解砕または粉砕して篩で篩分する工程と、（２）前記篩の篩上粒体から鉄系金属からなる磁着物粒体を回収する工程と、（３）前記（２）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を回収する工程と、（４）前記（３）の弱磁性物粒体を回収したの後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を回収する工程と、（５）前記（４）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を回収する工程と、（６）前記（５）の非鉄金属粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体に分別して回収する工程と、（７）前記（１）の篩の篩下粉粒体から鉄系金属からなる磁着物粉粒体を回収する工程と、（８）前記（７）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を非鉄金属粉粒体と非金属粉粒体に分別して回収する工程とからなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法を提供する。
【０００７】
また、本発明は、（１）固形廃棄物を解砕または粉砕して篩で篩分する工程と、（２）前記篩の篩上粒体から鉄系金属からなる磁着物粒体を回収する工程と、（３）前記（２）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を回収する工程と、（４）前記（３）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を回収する工程と、（５）前記（４）の非鉄金属粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を回収する工程と、（６）前記（５）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属類粒体に分別して回収する工程と、（７）前記（１）の篩の篩下粉粒体から鉄系金属からなる磁着物粉粒体を回収する工程と、（８）前記（７）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を非鉄金属粉粒体と非金属粉粒体に分別して回収する工程とからなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法を提供する。
【０００８】
本発明は、また、前記篩は篩目１〜５ｍｍの篩であることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法を、さらに、前記篩は篩目２ｍｍの篩であることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法を提供する。
【０００９】
そしてまた、本発明は、（１）固形廃棄物を解砕または粉砕する粉砕機と、（２）該粉砕機によって得られた粉粒体を篩分する振動篩と、（３）該振動篩の篩上粒体から磁着物粒体を分離して回収する常磁力磁選機と、（４）前記（３）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を分離して回収する高磁力磁選機と、（５）前記（４）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を分離して回収する渦電流選別機と、（６）前記（５）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を分離して回収する形状分離機と、（７）前記（６）の非鉄金属粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体との分別して回収するジグ選別機と、（８）前記（２）の振動篩の篩下粉粒体を分離して回収する湿式磁選機と、（９）前記（８）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を重量物としての非鉄金属粉粒体と軽量物としての非金属粉粒体とに分別して回収する揺動テーブルとを備えてなることを特徴とする固形破棄物からの金属回収装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、（１）固形廃棄物を解砕または粉砕する粉砕機と、（２）該粉砕機によって得られた粉粒体を篩分する振動篩と、（３）該振動篩の篩上粒体から磁着物粒体を分離して回収する常磁力磁選機と、（４）前記（３）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼などの弱磁性物粒体を分離して回収する高磁力磁選機と、（５）前記（４）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を分離して回収する形状分離機と、（６）前記（５）の非鉄金属粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を分離して回収する渦電流選別機と、（７）前記（６）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体とに分別して回収するジグ選別機と、（８）前記（２）の振動篩の篩下粉粒体から磁着物粉粒体を分離して回収する湿式磁選機と、（９）前記（８）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を重量物としての非鉄金属粉粒体と軽量物としての非金属粉粒体とに分別して回収する揺動テーブルとを備えてなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収装置を提供する。
【００１１】
本発明は、また、前記振動篩が篩目１〜５ｍｍの振動篩であることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収装置を、さらに、前記振動篩は篩目２ｍｍの振動篩であることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
廃自動車、廃家電製品、建設廃材あるいはそれらの焼却灰等の固形廃棄物は、鉄系金属、非鉄系金属および非金属を、塊状のものから集塵ダストのような非常に細かい粒群のものまで非常に広い粒度の分布で含んでいる。
【００１３】
本発明においては、前記の非常に広い粒群の固形廃棄物を、好ましくはそれら固形廃棄物を予備篩で篩分して得られた篩下残渣を対象とし、この篩下残渣を粉砕し、さらに、篩で篩上粒体と篩下粉粒体に分別し、粒度により選別手段を選択して物理的分別濃縮化を進めることにより、金属特に非鉄系金属の抽出率を高めることができる。
【００１４】
即ち、前記篩の篩上粒体においては、磁気的性質を利用して鉄系金属を、電気的性質を利用してアルミニウム系および／または銅系金属を、形状の違いを利用して銅系金属および／またはステンレス鋼を回収し、また、比重差を利用して鉛・亜鉛等非鉄系金属とガラス・セラミックス等非金属類とに分別し、さらに、前記篩の篩下粉粒子においては、磁気的性質を利用して鉄系金属を、また、比重差を利用して銅等の非鉄系金属とガラス等非金属類とに分別する。
【００１５】
前記予備篩は次工程以降のトラブルを防ぐためのものであるが、その篩目は、一般的に採用される機器類を想定すれば、２０〜５０ｍｍが好ましく、さらに好ましくは３０ｍｍである。
【００１６】
以下、図１の固形廃棄物からの金属回収工程を示すフローシートを参照し、固形廃棄物としてのシュレッダーダストをロータリーキルンで焼却して得られた焼却残渣を対象に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
シュレッダーダストの焼却残渣は比較的多量の鉄分を含むものもあるが、ホッパーを介して篩目３０ｍｍの予備振動篩に供給することにより、全量の１０％以下をなす３０ｍｍ以上の篩上残渣と９０％以上を占める３０ｍｍ以下の篩下残渣を得ることができる。
【００１８】
３０ｍｍ篩上残渣には鉄系金属単味又は単味に近いものが多いため、通常の磁力の吊下げ磁選機に供給し、鉄を主体とする鉄系金属による磁着物残渣と銅その他を含む非鉄系金属による非磁着性残渣とに分別する。磁着物残渣は鉄スクラップとして回収されて市場に供され、非磁着物残渣からは容易に手選別により製錬工程用の銅系材を回収することができる。
【００１９】
３０ｍｍ篩下残渣は、鉄、銅、アルミニウム等が複合的に混在するが、長手の鉄片が３０ｍｍ振動篩を通って次工程以降のトラブルを引き起こす場合があり、その防止のため好ましくは吊下げ磁選機（図１に図示せず）にかけた後、ボールミル等粉砕機に供給して粉砕し、篩目２ｍｍの振動篩等篩に供給して分別する。２ｍｍ篩上の粒体は鉄および銅を多く含み、常磁力磁選機によって鉄系金属が大部分を占める磁着物粒体を分離回収する。
【００２０】
次いで、この磁着物粒体を回収した後の残物即ち非磁着物粒子は６０００〜７０００ガウスの磁力を備える高磁力磁選機に供給し、ステンレス鋼等の弱磁性物粒体を分離回収する。
【００２１】
弱磁性物粒体を回収した後の残物即ち非弱磁性物粒子は、渦電流選別機に供給することにより、渦電流による磁気反発力によって比重の小さいアルミニウム分の他銅系金属をも含む導電性の銅・アルミ産物粒体を分離し回収することができる。
【００２２】
さらに、銅・アルミ産物粒体を回収した後の残物即ち非銅・アルミ産物粒体は、形状分離機にかけられ、銅系金属の他前記高磁力磁選機に磁着しなかったステンレス鋼をも含む偏平状の非鉄金属粒体が分離回収され、銅製錬工程に混用原料として供給できる。形状分離機は０〜４０°に傾けて粒体を搬送するベルトコンベアで粒子をその搬送中に粒子の比重差や形状差及び形状に基づく摩擦の差によって分別するものである。
【００２３】
次いで、残物即ち非偏平金属粒体を垂直筒内に上昇水流を流したメタルジグ選別機に導入することにより、比重差を利用してガラス・セラミックス類を主体とする非金属類から、これまで分離しきれなかった金属粒体を分別し回収することができる。この金属粒体には、銅、鉛、亜鉛が含まれており、製錬工程に送られる。
【００２４】
上記の渦電流選別工程から形状分離工程の順は磁着しない偏平なステンレス鋼が多く含まれる場合に有効で、銅・アルミ産物粒体からステンレス鋼をなるべく除きたい場合に用いる。また、銅とアルミニウムの分離は必要あれば、後工程で比重差を利用した方法によって行う。
【００２５】
逆に、ステンレス鋼が無視できる程度に少量含まれる場合は、上記の両工程の渦電流選別機と形状分離機の順を入れ替えて、弱磁性物粒体を回収した後の非弱磁性物粒体から形状分離機により銅粒体を主に回収し、引き続き渦電流選別機に供給してアルミニウム粒体を回収する工程とする。従って、この場合、後工程で銅とアルミニウムの分離は必要なくなる。
【００２６】
一方、前記の篩目２ｍｍの振動篩等篩における２ｍｍ篩下粉粒体は焼却残渣の大部分を占めるものであるが、成分としても、銅、鉛、亜鉛およびアルミニウム等を含んでいる。この２ｍｍ篩下粉粒体は微粉状態のものを多く含み、且つ、前工程の粉砕機や振動篩等で水分を含むようになるため水媒体方式の処理を利用する。また、この水媒体方式は処理量が多い場合の処理においても有利である。即ち、２ｍｍ篩下粉粒体はまず湿式磁選機に供給して磁選する。この湿式磁選機による鉄系金属を含む磁着物粉粒体は少量であるが、残物即ち非磁着物粉粒体はさらにスパイラル分級機（エーキンス）に導入し、比較的重い粗粉粒体と比較的軽い微粉粒体とに分級する。スパイラル分級機でスクリューにより掻き上げられた粗粉粒体の方は、引き続き揺動テーブルに供給される。
【００２７】
揺動テーブルは、導入された粗粉粒体に水を供給してテーブルの揺動により、比重差選別を行うもので、この揺動テーブルにより重量物として銅を主体とする非鉄金属粉粒体が回収できる。なお、前記スパイラル分級機から供給水によって導出される微粉粒体の方は液体サイクロンに供給し、この液体サイクロンの底部から抽出した重量物粉粒体は前記スパイラル分級機からの粗粉粒体と共に揺動テーブルに供給する。
【００２８】
揺動テーブルから軽量物として分離された非金属粉粒体はさらに沈降槽に供給された後、沈殿物として回収される。この沈殿物はガラス・セラミックス等非金属物を主体とし金属回収には不適当であって、管理型最終処分場に蓄積する。沈降槽からの溢流水は前記液体サイクロンからの浮遊粉粒体流と共にコーンタンクに導入し、その沈殿物はフィルタープレスにより濾過回収されるが、濾滓は非金属粉粒体であり管理型最終処分場に蓄積する。コーンタンクおよびフィルタープレスからの分離水は循環使用する。なお、コーンタンクのみでの固液分離では、コーンタンクが固形分で閉塞され易いので、前段に沈降槽を設けて予め大きな固形分を除去しておくのが望ましい。
【００２９】
即ち、本発明の固形廃棄物からの金属回収方法によれば、シュレッダーダストのような細かい粒群においても、鉄系金属即ち磁性物粉粒体が焼却残渣から回収され、また、アルミニウムを高い比率で含むアルミニウム滓が回収されると共に、非鉄製錬工程に導入可能な程度に銅、鉛、亜鉛が濃縮された非鉄系金属粉粒体がガラスやセラミックス等非金属類から高い比率量で分離できる。
【００３０】
【実施例】
以下、シュレッダーダストをロータリーキルンで焼却した焼却残渣について図１のフローシートの方法及び装置に従って処理し、金属分の分布及び回収状況を調査した。
【００３１】
即ち、表２に示す成分のカーシュレッダーダストの焼却残渣を篩目３０ｍｍの予備振動篩に供給して篩分した。次いで、３０ｍｍ篩上残渣について１７００ガウスの磁力をもつ吊下げ磁選機により磁着物と非磁着物に分別した。３０ｍｍ篩下残渣は、図示しない１７００ガウスの吊下げ磁選機に供給した後、粉砕機即ちボールミルでさらに粉砕し、その粉粒体を篩目２ｍｍの振動篩で篩分した。２ｍｍ篩上粒体即ち２〜３０ｍｍの粒体を２７００ガウスの常磁力磁選機にかけて磁着物粒体を回収した。
【００３２】
またさらに、この残物即ち非磁着物粒体を６５００ガウスの高磁力磁選機に供給し、弱磁性物粒体を回収した後、その残物即ち非弱磁性物粒体を３５００ガウスの渦電流選別機に投入し、導電性の銅・アルミ産物粒体を回収した。さらに、残物即ち非銅・アルミ産物粒体を形状分離機に掛け、形状の相違から銅分の高い偏平金属粒体を回収した。残物即ち非偏平金属粒体はさらに、メタルジグ選別機に供給することにより、金属粒体とガラスやセラミッスクス等非金属粒体とを分別回収した。
【００３３】
２ｍｍ篩下粉粒体は、１５００ガウスの湿式磁選機に供給し、磁着物粉粒体を回収した。分別された残物即ち非磁着物粉粒体はスパイラル分級機に供給し、このスパイラル分級機からの粗粉粒体は揺動テーブルに供給した。また、このスパイラル分級機から液体サイクロンを経由して得られた粗粉粒体もまた揺動テーブルに供給した。揺動テーブルから重量物として非鉄金属粉粒体を回収すると共に、揺動テーブルから軽量物として回収した非金属粉粒体は沈降槽に導入して沈殿物としてガラス等非金属沈殿物を得、沈降槽からの溢流物と前記液体サイクロンからの浮遊粉粒体については合流的にコーンタンクを経由させてフィルタープレスに供給する沈降・濾過処理により濾滓としてガラス等非金属粉粒体を得た。
【００３４】
上記の回収物についての、銅、鉛、亜鉛、鉄及びアルミニウムの分析値を表１に示した。
【００３５】
【表１】

また、焼却残渣の処理量を１００％とした場合の各回収物における量分布割合と、焼却残渣の成分量を１００％とした場合の各回収物における成分分布割合を表２に示した。
【００３６】
【表２】

即ち、焼却残渣に混在して有用金属の抽出を妨げていたガラスやセラミックス等非金属類を、濃縮した形で処理残渣の７６％程度の割合で分離し、ニッケルやクロムあるいはコバルトを随伴する鉄が７３〜８３％含まれる鉄系金属を６％程度に回収し、また、アルミニウムを２６％程度含むアルミニウム滓を処理残渣の１％程度回収してスクラップとして市場に供給できるようにすると共に、銅が２３〜５５％、鉛が０．２〜２％、亜鉛が２〜６％程度に含み非鉄製錬工程への導入が可能な非鉄系金属材を処理残渣の１５％程度の量で回収することができた。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、固形廃棄物から、物理選別で非金属類の濃縮分別を進めることにより、鉄系金属材およびアルミウム系金属材を回収すると共に銅系および鉛−亜鉛系の非鉄金属材を製錬工程に導入可能な程度に濃縮した形で回収してその再資源化が図れる効率的な処理方法およびそのための装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固形廃棄物からの金属回収工程を示すフローシートである。

Claims

（１）固形廃棄物を解砕または粉砕して篩で篩分する工程と、
（２）前記篩の篩上粒体から鉄系金属からなる磁着物粒体を回収する工程と、
（３）前記（２）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を回収する工程と、
（４）前記（３）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を回収する工程と、
（５）前記（４）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を回収する工程と、
（６）前記（５）の非鉄金属粒子を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体に分別して回収する工程と、
（７）前記（１）の篩の篩下粉粒体から鉄系金属からなる磁着物粉粒体を回収する工程と、
（８）前記（７）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を非鉄金属粉粒体と非金属粉粒体に分別して回収する工程と
からなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法。
（１）固形廃棄物を解砕または粉砕して篩で篩分する工程と、
（２）前記篩の篩上粒体から鉄系金属からなる磁着物粒体を回収する工程と、
（３）前記（２）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を回収する工程と、
（４）前記（３）の弱磁性物粒子粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を回収する工程と、
（５）前記（４）の非鉄金属粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を回収する工程と、
（６）前記（５）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体に分別して回収する工程と、
（７）前記（１）の篩の篩下粉粒体から鉄系金属からなる磁着物粉粒体を回収する工程と、
（８）前記（７）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を非鉄金属粉粒体と非金属粉粒体に分別して回収する工程と
からなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収方法。
前記篩は篩目１〜５ｍｍの篩であることを特徴とする請求項１または２記載の固形廃棄物からの金属回収方法。
前記篩は篩目２ｍｍの篩であることを特徴とする請求項１または２記載の固形廃棄物からの金属回収方法。
（１）固形廃棄物を解砕または粉砕する粉砕機と、
（２）該粉砕機によって得られた粉粒体を篩分する振動篩と、
（３）該振動篩の篩上粒体から磁着物粒体を分離して回収する常磁力磁選機と、
（４）前記（３）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を分離して回収する高磁力磁選機と、
（５）前記（４）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を分離して回収する渦電流選別機と、
（６）前記（５）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を分離して回収する形状分離機と、
（７）前記（６）の非鉄金属粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体とに分別して回収するジグ選別機と、
（８）前記（２）の振動篩の篩下粉粒体から磁着物粉粒体を分離して回収する湿式磁選機と、
（９）前記（８）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を重量物としての非鉄金属粉粒体と軽量物としての非金属粉粒体とに分別して回収する揺動テーブルと
を備えてなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収装置。
（１）固形廃棄物を解砕または粉砕する粉砕機と、
（２）該粉砕機によって得られた粉粒体を篩分する振動篩と、
（３）該振動篩の篩上粒体から磁着物粒体を分離して回収する常磁力磁選機と、
（４）前記（３）の磁着物粒体を回収した後の残物からステンレス鋼等の弱磁性物粒体を分離して回収する高磁力磁選機と、
（５）前記（４）の弱磁性物粒体を回収した後の残物から偏平状の非鉄金属粒体を分離して回収する形状分離機と、
（６）前記（５）の非鉄金属粒体を回収した後の残物から銅およびアルミニウム産物粒体を分離して回収する渦電流選別機と、
（７）前記（６）の銅およびアルミニウム産物粒体を回収した後の残物を金属粒体と非金属粒体とに分別して回収するジグ選別機と、
（８）前記（２）の振動篩の篩下粉粒体から磁着物粉粒体を分離して回収する湿式磁選機と、
（９）前記（８）の磁着物粉粒体を回収した後の残物を重量物としての非鉄金属粉粒体と軽量物としての非金属粉粒体とに分別して回収する揺動テーブルと
を備えてなることを特徴とする固形廃棄物からの金属回収装置。
前記振動篩が篩目１〜５ｍｍの振動篩であることを特徴とする請求項５または６記載の固形物廃棄物からの金属回収装置。
前記振動篩が篩目２ｍｍの振動篩であることを特徴とする請求項５または６記載の固形廃棄物からの金属回収装置。