JP5023260B2 - 廃蛍光管ガラスくずの分別機 - Google Patents

Description

本発明は、廃蛍光管破砕片をガラスと口金類に篩い分けし、篩い分けされたガラスから蛍光物質と水銀を除去する装置に関する。

従来、廃蛍光管は単純に破砕し、コンクリート固化などの方法で埋立てされてきた。
しかし、この方法では蛍光管に使われているアルミの口金、真鍮や銅線、またガラス部分がリサイクルされないばかりでなく、膨大な量の埋立てによって、埋立て処分場の逼迫という問題を起こしている。

そのため、現在では破砕機で破砕しないで、原型のまま、全国に数箇所ある廃蛍光管処理施設に運搬し、そこで廃蛍光管のうち、直管や環状管などは口金類を最初に手ではずすか、切断によってはずしてから処理する方法もとられるようになってきた。しかし、この方法では人件費や機械コストが高い上、原型のまま遠くにある廃蛍光管処理施設まで運ぶ、運搬コストが高い欠点がある。

日本では最近、電球型蛍光灯やコンパクト型蛍光灯、水銀灯などが増えてきているが、これらの蛍光灯に関しては口金をはずすことができない為、従来のように単純に破砕し、コンクリート固化などの方法で埋め立てするしか方法がない状態である。

破砕された蛍光管から蛍光物質や水銀を除去する方法としては、水または薬液でガラスくずを洗浄する湿式法や加熱により水銀を除去する乾式法があるが、最近ではそれらの処理工程の負担を軽減する為の前処理技術として、いろいろな技術が開発され、開示されている。例えば特開平１１−２０７３１３、特開２００４−５７９５７などは直管の両端を切断して、蛍光パウダーを吸引する方法である。これらの方法は装置にコストが高くかかる上、電球型やコンパクト球、水銀灯などは処理できない。また、特開２００４−１１１３２５は人件費のコストが高くかかる上、電球型やコンパクト球、水銀灯などは処理できない。また、特開２００１−２８６８２８では装置が複雑
なわりには除去効果は少ない。これらの技術は開発したそれぞれの廃蛍光管処理施設
では使われているが、それらが広く一般的に使用される技術とはなっていない。
特開平１１−２０７３１３ 特開２００４−５７９５７ 特開２００４−１１１３２５ 特開２００１−２８６８２８

直管や環状管、電球型、コンパクト球、水銀灯などの廃蛍光管から人手をかけないで口金類を除去し、ガラスと分別することで、アルミや真鍮、銅などの金属類やプラスチックのリサイクルを可能にすること。また、廃蛍光管ガラスくずから、蛍光物質や水銀を効率よく、除去することによって、廃蛍光管の処理工程の負担を軽減すると共にガラスのリサイクルを可能にすること。

上記目的を達成するため本発明では、廃蛍光管ガラスくずの詰まったドラム缶を持ち上げ、いったんホッパーに廃蛍光管ガラスくずを投入し、ホッパーから少しづつトロンメル型の回転ドラム内に送り込んでいくようにする。

請求項２に記載の回転ドラムは廃蛍光管ガラスくずからガラスと口金類を篩い分けするトロンメル型の回転ドラムであって、外周部には穴径１５ｍｍ乃至３０ｍｍの比較的粗い穴の開いた金属部材を持ち、回転速度は毎分１５回転乃至３０回転と比較的遅くする。回転ドラム内に投入された粗割りした廃蛍光管ガラスくずは遠心力によって持ち上げられ、回転ドラムの上部から重力によって落下することで、ガラスの部分だけが細かく破砕される。口金のプラスチックは自重だけでは割れないため、外周部に設けられた穴からガラス部分だけが篩い分けられ、下に落下することにより、口金類とガラスとを分別する。

口金類をさらに大きさ別に分別する必要のあるときは上記に記載のトロンメル型回転ドラムを２重にすればよい。例えば図２に記載のような形にすれば、内側の回転ドラムによって、電球型やコンパクト球、水銀灯などの比較的大きな口金類を篩い分けし、外側の回転ドラムによって、直管、環状管などの比較的小さな口金類を篩い分けすることができる。

上記の回転ドラムによって篩い分けられ、下に落下したガラスはいったんホッパーに入れ、ホッパーから請求項３に記載の回転ドラムに投入し、ガラスから蛍光物質や水銀を除去する。この回転ドラムの外周部は穴なしかまたは３ｍｍ以下の微細な穴のあいたものにする。回転ドラム内に浮遊するパウダー状の蛍光物質や水銀をサイクロン型の集塵機で吸引する為に、回転ドラムの外側は板状のもので覆い、略密閉状態にする。

請求項３に記載の回転ドラムは排出側に傾斜させることで投入口から少しづつ、排出口に向かって、ガラスを移動させることができる。ガラスには蛍光物質や水銀が付着しているが、回転ドラムの中でガラスとガラスがお互いに擦り合うことによって削り落とされていく。この削り落しの力を増大させる為に、回転ドラムの回転数を毎分２０回転乃至５０回転と比較的早く回転させる。また、回転ドラムの中にガラスが一定量入っていないと、ガラス同士の擦り合わせが減ってしまうため、回転ドラムの中には回転ドラムの容積の１／６乃至１／３程度のガラスを入れて、バッチ処理によって、ガラスから蛍光物質や水銀を削り落してサイクロン型の集塵機で吸引することで除去する。

本発明は以上のように構成したので、請求項１に記載の廃蛍光管分別機によれば、粗割りした廃蛍光管ガラスくずを回転の遅い回転ドラムによって口金類と廃蛍光管ガラスに篩い分けられ、分別された廃蛍光管ガラスから回転の速い回転ドラムによって、蛍光物質と水銀を除去することができる。

請求項２に記載の廃蛍光管分別機によれば、比較的回転速度の遅い回転ドラムによって、粗割りされた廃蛍光管ガラスくずの中でガラスだけが割れて小さくなっていく為、比較的粗い穴の開いた金属部材によって、口金類とガラスに篩い分けし、分別することができる。

請求項３に記載の廃蛍光管分別機によれば、比較的回転の速い回転ドラムによって、ガラス同士を擦り合わせることができるので、分別された廃蛍光管ガラス表面から、蛍光物質や水銀を分離させ、概ねきれいなガラスを得ることができる。

本発明の廃蛍光管分別機によって、人手や大規模な機械設備をかけることなく、安いコストでガラスと口金類の分別ができるようになり、さらに安いコストでガラスから蛍光物質や水銀を分離、回収することができるようになる。現状の口金を手でとるか、切断機でガラスを切断している方法に比べ、たいへんなコストダウンとなり、廃蛍光管の適正処理、リサイクルが前進することになる。また、現状では電球型蛍光灯やコンパクト型蛍光灯はプラスチックの口金部が簡単に外せない為、処理の方法が見出せなかったが、この廃蛍光管分別機によって、安いコストで処理ができるだけでなく、資源の再利用も可能になる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本実施例に係る分別兼乾式洗浄機の模式的説明図、図２はトロンメル型回転ドラム５の断面を輪切りにした断面図である。図３は請求項３に記載の回転ドラム７の断面を輪切りにした断面図である。

廃蛍光管破砕機によって粗割りされた廃蛍光管ガラスくずはドラム缶１に収容されている。ドラム缶１をドラムリフト２で持ち上げ、上部でドラム缶２を傾け、いったんホッパー３に廃蛍光管ガラスくずを投入し、ホッパーから振動式傾斜スロープ４によって、少しづつトロンメル型の回転ドラム５内に送り込んでいくようにする。

図２はトロンメル型回転ドラム５の断面を輪切りにした断面図である。
回転ドラム５は２重式になっていて、中側にある回転ドラムの外周部は金属部材であって、例えば穴径３０ｍｍ乃至４０ｍｍの穴の開いた金属板を持ち、またはこの金属板に代えてパンチングメタルや網の目状のふるいのようなものであってもよく、ここで電球型、コンパクト球、水銀灯などの比較的大きな口金類は篩いから落ちることなく、排出口から排出される。中側にある回転ドラムから篩い落とされたものは次に外側の回転ドラムによって篩い分けされる。
外側の回転ドラムの外周部は穴径１５ｍｍ乃至３０ｍｍの穴の開いた金属板を持ち、ここで直管、環状管などの比較的小さな口金類は篩いから落ちることなく、排出口から排出される。

図２のトロンメル型回転ドラムに入ったガラスくずは回転ドラムが回転する遠心力によって、ドラム上部まで持ち上げられ、上部から重力によって落下する。蛍光管のガラスは柔らかくて割れやすい特質をもっている為、落下時の弱い衝撃力によって、少しづつ割れて小さくなっていく。電球型、コンパクト球、環状管などのプラスチックの口金類は落下時の衝撃力で割れないようにする為、衝撃力があまり強くならないように回転速度を調節する。回転ドラムの直径が大きくなるほど遠心力が強くなるので衝撃力は強くなるが、例えば、回転ドラムの直径が０．６ｍの回転ドラムであれば、回転速度は毎分２０回転乃至３０回転ぐらいが適当である。

外側にある回転ドラムから篩い落とされた廃蛍光管ガラスはいったんホッパー６に貯留する。ホッパー６に貯留した廃蛍光管ガラスはバッチ処理によって、一定時間ごとに次の回転ドラム７に送り込む。

図３は回転ドラム７の断面を輪切りにした断面図である。
回転ドラム７の外周部は穴なしかまたは３ｍｍ以下の微細な穴のあいた金属板にして、比較的早い速度で回転させることによって、ガラスとガラスが擦りあう力を強くする。回転ドラムの直径が大きくなるほど遠心力が強くなるので、ガラスとガラスが擦り合う力は強くなるが、例えばドラム直径が０．６ｍの回転ドラムの場合、毎分３０回転乃至５０回転程度が適当である。

回転ドラム７に搬入された廃蛍光管ガラスは回転ドラム内でさらに細かく破砕されていく。蛍光灯のガラスは丸いガラスの内側に蛍光物質や水銀が塗布されているが、ガラスが破砕され、細かくなると、丸いガラスも平らに近くなり、内側に塗布された蛍光物質や水銀も削られやすくなっていく。また、回転ドラム７内には一定量のガラスを滞留させることによって、ガラス同士のお互いのぶつかり合いやお互いの削り合いを促進させる。このため、回転ドラム７内にはドラム容量の１／６乃至１／３程度のガラスを滞留させて処理を行うため、バッチ処理にする。

サイクロン型回転ドラム５及び、回転ドラム７の外側は板状のカバーで覆い、略密閉状態にし、外気と遮断する。回転ドラム内外に浮遊しているパウダー状の蛍光物質や水銀はサイクロン８を併設する集塵機９によって吸引され、回収される。

廃蛍光管分別機の模式的説明図 トロンメル型回転ドラムの断面を輪切りにした断面図 回転ドラムの断面を輪切りにした断面図

符号の説明

１ ドラム缶
２ ドラムリフト
３ ホッパー
４ 振動式傾斜スロープ
５ トロンメル型回転ドラム
６ ホッパー
７ 回転ドラム
８ サイクロン
９ 集塵機
１０ 内側の回転ドラム
１１ 大きな口金類
１２ 外側の回転ドラム
１３ 小さな口金類
１４ ガラス片
１５ 板状のカバー

Claims (3)

1. 廃蛍光管の破砕片をガラス片と口金類に篩い分けし、篩い分けしたガラス片から蛍光物質と水銀を除去し、概ね純粋なガラス片を得る為の分別方法であって、ガラス片と口金類の篩い分けのできる穴の開いた金属部材を外周部に持つトロンメル型の回転ドラムを用いて、回転ドラム内に投入された粗割りした廃蛍光管ガラスくずを回転ドラムの上部から重力によって落下させることにより、ガラスの部分だけを細かく破砕し、外周部に設けられた穴からガラス部分だけが篩い分けられ、下に落下することにより、口金類とガラスとを分別する工程と、前記トロンメル型の回転ドラムより周速度の速い回転ドラムを用いて、篩い分けされたガラス片から蛍光物質と水銀を除去する工程からなる廃蛍光管の破砕・分別方法。
2. 前記ガラス片と口金類を篩い分けするトロンメル型回転ドラムは、外周部には穴径が１５ｍｍ乃至３０ｍｍの穴の開いた金属部材をもち、周速度は０．６ｍ／秒乃至０．９ｍ／秒であり、ガラス片だけを破砕することにより分別を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の廃蛍光管の破砕・分別方法。
3. 前記ガラス片から蛍光物質と水銀を除去する回転ドラムは、外周部には穴なしかまたは３ｍｍ以下の微細な穴の開いた金属部材をもち、周速度は０．９ｍ／秒乃至１．６ｍ／秒であり、ガラス片を細かく破砕しながら撹拌することによって、ガラス片から蛍光物質と水銀を除去し、集塵機によって回転ドラムの内外を吸引することで、蛍光物質と水銀を回収するようにして、洗浄機能をもたせたことを特徴とする請求項１に記載の廃蛍光管の破砕・分別方法。

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