JP4351352B2

JP4351352B2 - 廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法

Info

Publication number: JP4351352B2
Application number: JP2000047726A
Authority: JP
Inventors: 信義西原; 泰夫伊能; 秀実小佐野
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001232341A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物から非鉄金属資源を分離して回収する廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物の処理方法として、廃棄物を焼却炉で焼却処分する方法が行われている。
【０００３】
図３は従来の廃棄物処分方法の一例を示すブロック図で、都市ごみの中の可燃ごみは焼却炉で焼却し、発生した焼却灰を埋立処分し、不燃ごみおよび粗大ごみは破砕装置で破砕した後、磁力選別機で磁力選別して鉄、アルミニウムを回収して有効利用し、残渣は埋立処分する方法である。
【０００４】
図４は従来の廃棄物処分方法の別の例を示すブロック図で、特開平９−１９６３５２号公報に開示されている方法である。この方法は、不燃ごみおよび粗大ごみを破砕装置で破砕後、磁力選別機で磁力選別して鉄、アルミニウムを回収して有効利用し、可燃残渣と可燃ごみを焼却炉で焼却し、発生した焼却灰を灰溶融炉で溶融して、溶融物を水砕後、磁選機で冷却してスラグと金属に分離し、スラグは土木資材として有効利用し、金属はバランスウエートとして有効利用するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の処分方法において、廃棄物を破砕、磁選した残渣を埋立処分する方法、あるいは都市ごみや産業廃棄物中の可燃性の廃棄物を焼却して焼却灰を埋立処分する方法では、残渣中や焼却灰中に残留する非鉄金属が有効利用されることなく廃棄される。これらの方法では、残渣や焼却灰の埋立処分場を確保する必要があるだけでなく、特に大都市圏では焼却灰の処分場の確保が困難という問題がある。
【０００６】
また、特開平９−１９６３５２公報に開示されている方法は、焼却灰や溶融物を分析した結果、銅や金銀などの有用な非鉄金属が含まれており、非鉄金属が有効利用されていない。
【０００７】
このように、従来の処理方法では銅や金銀などの有用な非鉄金属は利用されることなく廃棄されたり、ウエート材料として利用されるにとどまっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物中の非鉄金属を有効利用するとともに、焼却灰の処分場の問題も併せて解決する廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法は、可燃ごみ、不燃ごみおよび粗大ごみが分別収集された都市ごみのうち、不燃ごみおよび粗大ごみは破砕後に磁力選別で鉄、アルミニウムを回収し、残渣を可燃残渣、不燃残渣に選別し、前記可燃残渣は前記可燃ごみと共に焼却炉で焼却し、得られた焼却灰の中から鉄を選別除去し、該焼却灰および前記不燃残渣を溶融した後、水砕装置により冷却し固化して得られた粒子状のスラグと銅の含有量１０質量％以上の金属からなる混合物を選別し、該金属分を銅精錬炉に供給して銅資源とし、銅精錬炉で銅を回収する過程で金銀を回収することを特徴とする。また、廃棄物を焼却炉で焼却する前に、事前に廃棄物から鉄を磁選機で選別した後に、廃棄物を焼却炉で焼却し、焼却灰の中から鉄を選別した焼却灰を溶融し冷却して固化し、金属分を磁力選別して非鉄金属資源として有効利用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
廃棄物の金属分としては、鉄をはじめ銅、マンガン、ニッケル、さらに微量ではあるが金、銀も含まれている。これら銅および金銀の貴金属はごみ中の電子部品の中に含まれるものである。しかし、廃棄物中のこれらの非鉄金属は濃度が極めて薄く、経済的に資源回収することが非常に困難である。通常、銅は製錬工程で原料として有効利用するためには１０質量％（以下％は質量％）以上の濃度が必要であるが、廃棄物や廃棄物の焼却灰の中の銅は１％以下である。また、焼却灰を溶融固化して金属分を回収した場合でも５％程度である。これを高濃度で回収し、非鉄原料として有効利用する本発明の回収方法を都市ごみに適用した場合について説明する。
【００１１】
都市ごみは、可燃ごみ、不燃ごみ、粗大ごみとして分別収集されている。そのうち、可燃ごみは焼却炉で焼却し、焼却灰から篩機および磁選機で鉄を選別除去した。可燃ごみの中にも、住民のごみの分別不徹底のために鉄分が必ず混入しているが、焼却前の状態では、鉄分がプラスチック類と絡み合ったり一体化しているために、鉄分を選別することは非常に困難である。一方、焼却後は可燃物は灰となっているために、篩によって鉄分の分離は容易にできる。また、磁選機によっても鉄分を分離することは可能である。分離した鉄分はスクラップとして有効利用できる。
【００１２】
鉄分を除去した焼却灰を溶融炉で溶融した後、水砕装置で冷却して固化し、さらに溶融固化物の中から金属分を選別して非鉄金属原料として回収した。鉄分を除去した焼却灰を溶融処理するので、回収した金属中には非鉄金属としては銅、金銀等の有用な金属が高濃度で含まれている。
【００１３】
本発明の方法によって回収した金属分の中には銅が１０％以上あることが分析の結果わかった。したがって、銅精錬工程で原料として経済的に有効利用可能である。また、回収した金属分は銅精錬炉工程に投入して、銅を回収すると共に金銀もあわせて回収することが可能となる。
【００１４】
一方、不燃ごみおよび粗大ごみは、破砕装置で破砕後、磁力選別機で鉄、アルミニウムを回収し有効利用した。残渣は風篩および機械篩で可燃残渣、不燃残渣に選別し、可燃残渣は上記の可燃ごみと共に焼却炉で焼却した後、鉄類を除去して溶融炉で溶融し、溶融物の中から金属を回収し非鉄資源として有効利用した。不燃ごみ、粗大ごみは破砕して磁力選別することによって鉄類の除去は可能であり、溶融処理後に回収した金属中には高濃度の金銀、銅が含まれるため、非鉄．金属の回収が可能である
【００１５】
【実施例】
図１は本発明を都市ごみに適用した実施例の全体の工程を示すブロック図である。
可燃ごみは焼却炉で焼却し、篩機で鉄を分離除去した。不燃ごみ、粗大ごみは破砕装置で破砕し、磁力選別機で鉄を回収し、残渣は篩機で可燃残渣と不燃残渣に分けて、可燃残渣は焼却炉で焼却した。
【００１６】
図２溶融処理の工程を示すブロック図である。
溶融炉としてはコークスを用いて溶融処理する公知の方式を採用した。図２において、溶融炉１の炉上部から、焼却灰、不燃残渣及び副原料としてコークスおよび石灰石が溶融炉１に装入される。溶融炉１の下部周辺に設けられた羽口２から空気および酸素が供給される。
【００１７】
溶融炉１に装入された焼却灰およびコークス等は炉内で充填層を形成し、炉下部の羽口２から吹き込まれた空気および酸素により、コークスが燃焼する。発生した燃焼ガスは溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼ガスの顕熱により焼却灰を予熱、乾燥する。焼却灰の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、不燃残渣の熱分解ガスおよび微細なダストはガス排出管４から排出され、排ガス処理系へ送られる。
【００１８】
一方、焼却灰および不燃残渣の灰分とコークス、石灰は高温に加熱され炉底部へと下りていき、羽口から吹き込まれた空気および酸素でコークスが燃焼し、焼却灰および不燃残渣の灰分は１４００℃から１５５０℃に加熱され溶融状態となって、スラグ排出孔３から炉外へ排出される。石灰石はスラグの塩基度すなわちスラグ中の石灰分ＣａＯと珪酸分ＳｉＯ_２の比率を０．５以上とし、溶融状態のスラグの流動性の調整のために添加する。
【００１９】
スラグ排出口から排出された溶融状態のスラグおよび金属は水砕設備５に投入され、砂状の細かい粒子となる。粒子状のスラグと金属は掻き上げ装置６により排出される。
【００２０】
金属とスラグの混合物は、磁選機７で分離され、金属は銅資源として利用し、スラグは砂として土木資材に有効利用した。
【００２１】
磁選分離した金属分の量はごみの約５％だった。また、磁選直後の金属中には水分が３〜５％、スラグが５％程度含まれていた。金属の成分の測定例を表１に示す。なお、表１の従来技術は図４に示した方法によるものである。
【００２２】
【表１】

表１は金属から水分乾燥した状態での成分である。金属中に銅が１４．３％、金が０．００４％、銀が０．０２％あり、銅精錬炉に供給して銅資源として経済的に有効利用することができた。銅精錬の過程で同時に金銀の回収もできた。銅資源として利用する場合、銅の含有量は１０％以上であれば経済的に有効利用できるが、本発明の方法によって達成可能である。一方、従来技術で作られた溶融磁選後の金属の成分は、銅の濃度が５％と低く、銅資源として経済的に有効利用することができない。これは、焼却灰の段階で鉄分を分離していないためである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によって、以下の効果を実現することができる。
１）焼却灰の中から鉄を選別した後、該焼却灰を溶融した後冷却して固化し、金属を磁力選別することによって、金属分の中の銅の含有量を高くすることができるため銅資源として有効利用することができる。すなわち、従来埋立処分していた資源を有効利用でき且つ銅資源として有効利用するため経済的価値が高い。
２）不燃ごみや粗大ごみは焼却する前に事前に廃棄物から鉄を磁選機で選別することによって、銅資源として有効利用することができる金属を回収できる。
３）本発明の方法によって、溶融後冷却して磁選機で分離した金属の中の金銀の濃度を高くすることができ、銅精錬炉で銅を回収する過程で金銀を回収することができ、経済的利点が大である。
４）本発明によって廃棄物から回収した金属を有効利用するとともに、スラグを土木資材等に有効利用することができるため、焼却灰の埋立処分場が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回収方法を都市ごみに適用した実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明における溶融処理の工程を示すブロック図である。
【図３】従来の廃棄物処分方法の一例を示すブロック図である。
【図４】従来の廃棄物処分方法の別の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：溶融炉
２：羽口
３：スラグ排出孔
４：ガス排出管
５：水砕設備
６：掻き上げ装置
７：磁選機

Claims

可燃ごみ、不燃ごみおよび粗大ごみが分別収集された都市ごみのうち、不燃ごみおよび粗大ごみは破砕後に磁力選別で鉄、アルミニウムを回収し、残渣を可燃残渣、不燃残渣に選別し、前記可燃残渣は前記可燃ごみと共に焼却炉で焼却し、得られた焼却灰の中から鉄を選別除去し、該焼却灰および前記不燃残渣を溶融した後、水砕装置により冷却し固化して得られた粒子状のスラグと銅の含有量１０質量％以上の金属からなる混合物を選別し、該金属分を銅精錬炉に供給して銅資源とし、銅精錬炉で銅を回収する過程で金銀を回収することを特徴とする廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法。
廃棄物を焼却炉で焼却する前に、該廃棄物から鉄を磁選機で選別除去することを特徴とする請求項１記載の廃棄物中の非鉄金属資源の回収方法。