JP6271392B2

JP6271392B2 - 研磨屑からの有価金属の回収方法

Info

Publication number: JP6271392B2
Application number: JP2014216592A
Authority: JP
Inventors: 秀行森明; 宮本　和明; 和明宮本; 野村　和弘; 和弘野村
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: JP2016084490A

Description

本発明は、有価金属と樹脂とを含む研磨屑などの切紛から銅などの有価金属を回収する方法に関する。

一般に、金属滓として銅滓などの有価金属及びプラスチックを含有する産業廃棄物を原料として、有害物質の発生を抑制し、かつ金属酸化を防止し、また、高融点で蒸気圧が低いため回収の困難な銅、鉄の有価金属及び低融点で蒸気圧の高い亜鉛、鉛等の有価金属を同時に回収し、さらに、汚泥、廃液等の廃棄物を同時に焼却処理する有価金属を回収するガス化炉と溶融炉とを結合した有価金属の回収装置が知られている。

特許文献１には、プリント基板、部品を搭載したプリント基板およびこれらの製造工程で発生する成形残から有価金属を回収する方法が開示されている。具体的には、処理対象物を粗粉砕し、続けて圧縮力やせん断力などの外力を加えて微粉砕し、微粉砕物を金属分などの比重の大きな物質を多く含む部分および樹脂などの比重の小さな物質を多く含む部分の比重差を使用して分離し、さらに銅電体を多く含む部分と、絶縁体を多く含む部分とに静電分離することにより、有価金属を回収する。

特開平０７−２５１１５４号公報

ところで、特許文献１に記載された技術では、基板のスクラップからの有価金属の回収を前提としており、有価金属の含有量が多い試料を処理の対象としていると考えられる。一方で、例えば基板を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理して得られる屑やプリント基板の板を切断したときの滓などの粉状物（以下、本発明では「研磨屑」という）にも、有価金属と樹脂とが含まれているが有価金属の含有量は基板のスクラップなどと比較すると著しく小さいものである。そのようなものであっても、有限資源の有効活用およびリサイクルの要請が高まる昨今の事情から、有価金属の回収が求められている。

特許文献１の技術はあくまで有価金属の含有量の多い試料から有価金属を回収するものである一方で、研磨屑は有価金属の含有量があまり高くないため、このまま研磨屑を適用しようとすると様々な検討が必要であり、有価金属を回収できたとしても少量であることから経済的な理由から回収作業の対象とはされてこなかった。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）有価金属と樹脂とを含む研磨屑から有価金属を回収する方法であって、研磨屑を含む試料を粉砕せずに、この研磨屑から有価金属分と、樹脂分とを風力選別機により分離し、有価金属分を回収することを特徴とする方法。
（２）前記研磨屑は、平均粒径が５〜２０００μｍのものを樹脂分および有価金属分の主成分とする、（１）に記載の方法。
（３）有価金属と樹脂とを含み、平均粒径が５〜２０００μｍのものを主成分とする研磨屑から有価金属を回収する方法であって、研磨屑から有価金属分と、樹脂分とを風力選別機により分離し、有価金属分を回収することを特徴とする方法。
（４）前記有価金属は銅滓である（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
（５）前記風力選別機では、研磨屑の流れに垂直な方向に遠心力を付与しながら有価金属分を分離する（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
（６）前記研磨屑は、基板を研磨したときに生じるものである（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
（７）前記風力選別機により分離された樹脂分をバグフィルタにて回収する（１）〜（６）のいずれかに記載の方法。

本発明によれば、有価金属の含有量が高くない研磨屑からでも効率よく簡便に有価金属を回収することができる。

本発明に好適に用いられる装置の一例を示す図である。

本発明は、有価金属と樹脂とを含む研磨屑から有価金属を回収する方法であり、詳細には、研磨屑から有価金属分と、樹脂分とを風力選別機により分離し、有価金属分を回収する。

ここで、試料として用いる研磨屑としては、金属分と樹脂分との混合物の形態となっており、例えば基板の加工処理時に研磨したときに生じる。また、研磨屑のおおよその大きさとしては、主に平均粒径が５〜２０００μｍ程度、好ましくは１０〜１５００μｍ程度のものを有効に処理できる。なお、この平均粒径は、レーザー回折散乱式粒子径分布測定にて得られるものである。

なお、本発明における研磨屑、例えば、プリント基板の板を切断（またはスクラップ）したときの滓には、基板上の樹脂分のほとんどの部分は例えば５００μｍ以下の大きさまで細かくすることができるが、銅箔は、線状で集まって、たわし状になる場合もある。たわし状のものは、平均粒径が５〜２０００μｍからはずれる場合もあるが、たわし状のものを除いた研磨屑は金属分と樹脂分との混合物の形態で平均粒径が５〜２０００μｍの範囲にあるため、たわし状の銅滓を含む研磨屑も本発明に含まれる。本発明にかかる方法では、プリント基板の板をスクラップした状態のまま粉砕せずに試料として用いることができるが、ただし、たわし状のものは選別機内での閉塞や処理速度低下を起こす可能性があるため、前処理として粉砕してもよい。

また、風力選別機は、二種類以上の成分をそれらの比重差に基づいて分離をするものであり、バリアブルインパクタ、サイクロン、ミクロンセパレータ（商品名）等が挙げられる。

また、排出された樹脂を含む成分から、さらにバグフィルタなどの集塵装置を用いて樹脂を分離、回収してもよい。このようにして得られた樹脂は、ガス化溶融炉等で処理することができる。

図１に、本発明に好適に用いられる装置の実施形態について説明する。
当該実施形態において、試料等を搬送するためのライン１１と、ライン１１と接続し、試料の搬送用の気流を生成するブロア３０と、ライン１１を通じて導入される試料から有価金属成分を分離して排出する風力選別機１０と、風力選別機１０からライン１１を通じて導入される有価金属成分が分離、除去された試料から樹脂成分を分離して排出するバグフィルタ２０とを有する。

風力選別機１０は、試料を導入するためのラインに接続する導入口と、導入口から導入される試料に対して、試料の流れ方向に垂直な方向に遠心力を付与するロータ１３と、ロータ１３から付与された遠心力により試料の流れから外れた比重の高い成分を排出するための第一排出口と、比重の低い成分を排出するための第二排出口とを備える。
風力選別機１０では、ライン１１を通じて導入される試料が、同伴される気流（以下、「一次エア」という）により搬送され、ロータ１３まで送られる。ロータ１３では、導入される試料を遠心分離により、比重の大きな有価金属成分を一次エアから風力選別機１０の筐体内部の壁に送り出す。有価金属成分は、当該筐体内部の壁に沿って落下するが、一次エアとは異なる方向から気流を風力選別機１０に送り、ロータ１３の遠心力によって、風力選別機１０の筐体内壁に沿って降下する粗紛から有価金属の微粉を分離するためのライン１２から送られる気流（以下、「二次エア」という）により排出口まで押し出され、排出弁１４の開放動作に応じて有価金属受け部１５に排出される。一方、ロータ１３により分離されなかった成分は、ライン１１より排出され、バグフィルタ２０に送られる。

バグフィルタ２０では、圧縮空気配管２１を通じて送られる圧縮空気にて、ライン１１を通じて風力選別機１０から送られる試料から粉末を集塵し、バグフィルタ２０の下部に設けられた排出弁２２の開放動作に応じて樹脂成分受け部２３に排出する。

また、ブロア３０は、ライン１１のバグフィルタよりも下流に設けられ、試料の搬送用エアを生成する。

ここで、紛体の分離に際して、風力選別機に導入される気流の風量を調節する、すなわちブロアの出力の制御をすることは重要である。この風量が大きすぎると、銅滓の回収は難しくなり、逆に小さすぎると回収した銅滓に混入する樹脂が多くなる。また、風力選別機内のロータの回転数を調整することも重要であり、この回転数は、ブロアの出力、分離する銅滓および樹脂の大きさに応じて適宜設定することができる。

設定の結果、銅滓の回収される銅の品位は３０％以上、より好ましくは５０％以上であり、８０％以上銅分を回収することができる。一方、回収される樹脂中の銅の品位は２％以下であり、より好ましくは１．５％以下である。

本発明においては、処理対象となる成分のそれぞれの比重差を利用した分離方法を提供する。このような比重差を用いる方法としては、研磨屑を水に入れることも考えられるが、水の管理そのものに手間がかかることが多い。本発明の回収方法は、水で処理することよりも簡便に行うことができる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明は実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜４）
表１に示した研磨屑を原料とし、１５０ｋｇ／ｈの処理能力を有する風力選別機であるミクロンセパレータ（ホソカワミクロン製：ＭＳ−１Ｈ）を用いて、それぞれ示された処理時間、処理速度にて銅滓および樹脂成分の分離、回収を行った。なお、このとき、ブロアの風量を１５ｍ³／ｍｉｎとし、二次エアの風量を５ｍ³／ｍｉｎとし、一次エアの風量を１０ｍ³／ｍｉｎとし、さらにロータ回転数を５００ｒｐｍとした。
結果を、表２、表３に示す。
なお、表１にて、原料に含まれる銅品位、銅量は、ＩＣＰ法にて測定して評価した。

表２、表３によれば、回収された銅の品位は３０％以上、回収率は８０％以上であり、一方、回収された樹脂成分の銅品位が１％程度と低いことから、銅滓と樹脂とを有効に分離でき、また、高い回収率で銅滓成分が得られたことがわかる。

Claims

基板を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理して得られる粉状物、又は、プリント基板の板を切断したときの粉状物であって、有価金属と樹脂とを含むものから有価金属を回収する方法であって、前記粉状物を含む試料を粉砕せずに、この粉状物から有価金属分と、樹脂分とを風力選別機により分離し、有価金属分を回収することを特徴とする方法。
前記有価金属は銅滓である請求項１に記載の方法。
前記風力選別機では、前記粉状物の流れに垂直な方向に遠心力を付与しながら有価金属分を分離する請求項１又は２に記載の方法。
前記粉状物は、基板を研磨したときに生じるものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記風力選別機により分離された樹脂分をバグフィルタにて回収する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。